PL155831B1 - Sposób wytwarzania kwasów bis/l-aminoalkilo/fosfincwych - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfinowych o wzorze ogólnym 1, w którym R i R1 mogą być jednakowe lub różne i oznaczają atomy wodoru, rodniki alkilowe, arylowe, znamienny tym, że dwie części molowe hemiamidalu o wzorze ogólnym 2, w którym R i R1 posiadają podane wyżej znaczenia, natomiast R2 oznacza zwłaszcza atom wodoru lub grupę alkilową, zwłaszcza niższą grupę alkilową, R oznacza grupę alkilową, natomiast R oznacza niższą grupę acylową, korzystnie grupę acetylową poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową kwasu podfosforawego, ewentualnie wytworzonego „in situ" z jego soli sodowej lub potasowej, przy czym reakcję prowadzi się w środowsiku ciekłego kwasu organicznego, zwłaszcza kwasu octowego lub propionowego, w temperaturze 250-400 K, aż do przereagowania substratów, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zwłaszcza pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze poniżej 370 K, a następnie hydrolizie roztworem kwasu mineralnego, zwłaszcza kwasu solnego, po czym wydziela się produkt w dowolny znany sposób, zwłaszcza przez zastosowanie kationowej chromatografii jonowymiennej i krystalizację.

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	@ OPIS PATENTOWY C	ί PL© 155831 @ BI
llll	(ED Numer zgloszenia: 273946	© IntCl5:
		C07F 9/30
Urząd Patentowy	C0) Data zgłoszenia: 28.07.1988	CZYTEUin
Rzeczypospolitej Polskiej		S /f Ó ŁBA

Sposób wytwarzania kwasów bis/l-aminoalkilo/fosfincwrych

Uprawniony z patentu: Politechnika Wrocławska, Wrocław, PL

Zgłoszenie ogłoszono:

02.04.1990 BUP 07/90

Twórca wynalazku: Mirosław Soroka, Wrocław, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.1992 WUP 01/92

PL 155831 BI

5) 1. Sposób wytwarzania kwasów bis(l-arninoalkilo)fosfinowych o wzorze ogólnym 1, w którym R i R¹ mogą być jednakowe lub różne i oznaczają atomy wodoru, rodniki alkilowe, arylowe, znamienny tym, że dwie części molowe hemiamidalu o wzorze ogólnym 2, w którym R i Ri posiadają podane wyżej znaczenia, natomiast R² oznacza zwłaszcza atom wodoru lub grupę alkilową, zwłaszcza niższą grupę alkilową, R³ oznacza grupę alkilową, natomiast R⁴ oznacza niższą grupę acylową, korzystnie grupę acetylową poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową kwasu podfosforawego, ewentualnie wytworzonego „in situ z jego soli sodowej lub potasowej, przy czym reakcję prowadzi się w środowsiku ciekłego kwasu organicznego, zwłaszcza kwasu octowego lub propionowego, w temperaturze 250-400 K, aż do przereagowania substratów, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zwłaszcza pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze poniżej 370 K, a następnie hydrolizie roztworem kwasu mineralnego, zwłaszcza kwasu solnego, po czym wydziela się produkt w dowolny znany sposób, zwłaszcza przez zastosowanie kationowej chromatografii jonowymiennej i krystalizację.

SPOSÓB WYTWARZANIA KWASÓW BIS/l-AFIOAALCILO/OO/FIOOOYCH

Claims (2)

1. Sposób wytorzania koasóo bis/l-amintalkilo/tosfitotych t ozorze ogólnym 1, o którym R i R1 mogą być jedmkooe lub różne i oznaczają atomy wodoru, rodniki alkitooe, arylooe, znamienny tym, że doie części molowe hemiamidalu o ozorze ogólnym 2, o którym

R i R1 posiadają podane o^ej znaczenia, natomiast R2 oznacza zołaszcza atom wodoru lub grupę alkioową, zołaszcza niższą grupę alkioową, R3 oznacza grupę alkilową, natomiast R4 oznacza niższą grupę acylooą, korzystnie grupę acetylooą, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molooą koasu pod/os/oraoego, eontualnie o^oorzonego ¹¹ in situ z jego soli sodooej lub potasowej, przy czym reakcję prooadzi się o środooisku ciekłego koisu organicznego, zołaszcza koasu octooego lub propionooego, o temperaturze 250-400 K, aż do przereagooania substratóo, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zołaszcza pod zimne jszonym ciśnieniem o temperaturze poniżej 370 K, a następnie hydrolizie roztworem kwsu mineralnego, zołaszcza koasu solnego, po czym ^dziiela się produkt o dooolny znany sposób, zołaszcza przez zastosowanie kationooej chromeaotgafii jtttwymiennej i krystalizację.

2. Sposób o^orzania kwsóo bis/-aemino-lkilo/tosfinowych o oorze ogólnym 1, o którym R i R1 mogą być j¢dtakooe lub różne i oznaczają atomy oodoru, rodniki alkioowe, arylooe, znamienny tym, że do.e części molooe aldehydu lub ketonu o oorze ogólnym 3, o którym R i R1 posiadają podane poprzednio znaczenia, poddaje się reakcji z co najmniej doiema częściami moltwyei amidu o oorze ogólnym 4, o którym R2 i R3 posiadają podane poprzednio ztaczeti-, i co najmniej doiema częściami m^^ooymi chlorku niższego kosu al/aatycznego, zołaszcza chlorku acetylu, przy czym reakcję prooadzi o ciekłym kosie organicznym, zołaszcza koasie octooym lub prop^no^ym, o temperaturze poniżej 300 K, korzystnie o temperaturze około 270 K, aż do przereagooati- aldehydu lub ketonu po czym do mieszatitt poreakcyjnej dodaje się co najmniej jedną część molooą bezoodnego koasu pod/os/or-soego, o^Γtworzotego eoentualnie in situ z jego soli sodooej lub potasooej, przy czym reakcję prooadzi się o środooisku ciekłego kosu organicznego, zołaszcza kosu tytooegn lub propionooego, o temperaturze 250-400 K, aż do pΓzereagowatia substratóo, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zołaszcza pod zmniejszonym ci^iśnj^i^nim) o temperaturze poniżej 370 K, a następnie hydrolizie roztworem koasu mineralnego, zołaszcza koasu solnego, po czym obiela się produkt o dooolny znany sposób, zołaszcza przez zastosoonie kationooej chroimaoggafii jonooteiennej i krystalizację.

Przedmiotem oynalazku jest sposób o^oi-zania koasćio bis/-aeminnalkito/tosfinowfch zde/in0owantch ozorem ogólnym 1, o którym R i R1 mogą być jednakooe lub różne i oznaczają atomy oodoru, rodniki,alkilooe, arylooe.

Kosy bis/-aemintalkilo/to/ftnowe znalazły zastosowatie przede oszystkim jako polidentatne odczynniki knmeleksoujące, a ponadto mogą być stosooati jako spicy/iczte inhibitory niektórych etzyeóo, lub jako oubstaatt o syntezie organicznej.

Dotychczas znany sposób o^ΓtwaΓzatia koasóo bis/--emintalkllo/ts/finowtyh polega na wiiloeaanowym procesie zaczynającym się od syntezy koasu bis/-cchooooalkilo/fosninowego, który poddaje się reakcji z benzyltamitą, a o oyiiku koas /bis/l-itntytoamintalkilo/fosfiny poddaje się o następnym etapie hydrogenomzie ojdorem oobec 5% katalizatora paiaadooego. Inny sposób o^orzania k^sóo bis/laeeιintalkiloSfo/finov^tyh polega na reakcji

155 831 kwasu bis/l-chloroalkilo/fosfinowego z z 1,1-dimetyloetyloaminą, w wyniku której otrzymuje się kwas bis/l-N-/l,1-mieetyOeetyro/mminoalkiOo/rosfinowy, który w następnym etapie poddaje się reakcji eliminacji ł-metylopropenu w autoklawie, za pomocą wodnego roztworu bromowodoru w temperaturze około.450 K, Obydwa sposoby wytwarzania są opisane w publikacji L.Kaier J. Organomet. Chem. 1979, 178, 157-9.

Jeszcze inny sposób wyważania kwasów bis/l-aπlinoalkilo/Os/firow^cC polega na wykorzystaniu reakcji Gabriela odpowiednich bis/l-chlrroallilo//rs/in z /talimidkiem potasu, a następnie usunięciu grup /t^alolowych przy pomocy roztworu hydrazyny.

Istotną wspólną wadą tych metod wrtłwrzania kwasów bis/laamlnrallilo/rosfirowch jest wieloetapowość syntezy, a co za tym idzie - konieczność stosowania wielu różnorodnych odczynników, procesów i operacji jednostkowch podczas przejścia od substratu do produktu końcowego. Użycie tych odczynników jest konieczne ponieważ kwasy bis/l-chlrrralkilo//os/inowe nie tworzą w bezpośredniej aiororizii pożądanych produktów, a jedynie związki będące produktami reakcji przegrupowań cząsteczkowch.

Istota wnalazku polega na tym, że dwie części molowe himiamidalu o worze ogólnym 2, w którym R i R1 posiadają podane w^ej znaczenia, natomiast R2 oznacza zwłaszcza atom wodoru lub grupę alkioową, zwłaszcza niższą grupę alki.lową, R3 oznacza grupę alkilową, natomiast R4 oznacza niższą grupę acylową, korzystnie grupę acetylową, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową kwasu pod/rs/0laawego, ewentualnie wtworzonego in situ z jego soli sodowj lub potasowej, przy czym reakcję prowadzi się w środowisku ciekłego kwasu organicznego, zwłaszcza kwasu octowego lub propionowego, w temperaturze 250-400 K, aż do przereagowania substratów, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zwłaszcza destylacji pod zintejszon}m ciśnienem w temperaturze poniżej 37O°K, a następnie hydrolizie roztworem kwasu mineralnego, zwłaszcza kwasu solnego, po czym wciela się produkt w dowolny znany sposób, zwłaszcza przez zastosowanie kationowej chΓO[eatrrafSi joennej i krystalizację.

Alternatwmy sposób wdług wynalazku polega na tym, że zamiast czystego hemiamidalu o wzorze ogólnym 2, w którym R, R1, R2, R3 i R4 posiadają podane poprzednio znaczenia, wytwarza się go w stanie surowym bezpośrednio z substratów w mieszaninie reakcyjnej w wyniku reakcji dwóch części molowch aldehydu lub ketonu o wzorze ogólnym 3, w którym R i R1 posiadają podane poprzednio znaczenia, z co najmniej dwiema częściami molowymi amidu o wzorze ogólnym 4, w którym R2 i R3 posiadają podane poprzednio znaczenia, i co najmniej dwiema częściami milowymi chlorku kwasowego, korzystnie chlorku niższego kwisu alifatycznego, zwłaszcza chlorku acetylu, a reakcję wywarzania czynnika amidoalkilującego prowadzi się w ciekłym kwasie organicznym, zwłaszcza krasie rc0o\^tm lub propiorowi, w tempera turze ^poniżej ³⁰⁰°^K, torzystnie w tamperaturze oluło ²7°°K, a^ż do ^zereagowania aldeh^ydu ^lub ^ketonu, po czym poddaje się mieszaninę reakcji z co najmniej jedną częścią molową bezwodnego kwasu prdSrs/oΓawigr, wytworzonego eΌentιualtie z jego soli sodowej lub potasowj, a reakcję prowadzi się w warunkach opisanych poprzednio dla czystych hiiiamidiai, a następnie w identyczny sposób wddiela się z mieszaniny poreakcyjnej produkt.

Zasadniczą korzyścią wnńkającą ze stosowania sposobu wtwrzania według wmlazku jest moiliwość otrzymania szeregu kwasów bis/-riHinoalkiroSOssfirowych z bardzo łatwo dostępnych substratów, za pomocą prostej aparatury, procesów i operacji jednostkowch.

Przedmiot w^nalazku przedstawiony jest w przykładach w/kmania.

Przykład I. Prrairtamid - 14,6 g, 0,20 mola rozpuszcza się w kwsie propionrwym - 40 ml, a następnie ochładza się mieszaninę do temperatury 275°k i wirapla świeżo destylowany etanal - 5,6 ml, 0,10 rol^, po czym utrzymując temperaturę poniżej 280 K, wkrapla 3ię przy energi^nym mieszaniu chlorek prrairnyiu - 27 ml, 0,31 mola, a następnie kontynuuje się mieszanie przez godzinę w tej temperaturze, po czym dodaje porcjami drobnoispiOszkrwaty prdSrs/rΓyt sodow - 5,8 g, 0,055 mola, również przy energicznym mieszaniu. -astęp4

155 831 nie mieszaninę poreakcyjną ogrzewa się powoli na łaźni widnej, podnosząc liniowo temperaturę w ciągu godziny do 370 K, po czym ogrzewa w tej temperaturze jeszcze przez około 2 godziny. Następnie mieszaninę poreakcyjną odparowuje się do sucha pod zmiiejszonym ciśnieniem z łaźni o temperaturze poniżej 370 K, a pozostałość poddaje się hydrolizie przez ogrze wanie do wzenia pod chłodnicą zwrotną przez 8 godzin z 8 M kwasem solnym. Następnie hydrolizat odparowuje się do sucha pod zmniejszonym ciśnieneem z łaźni o temperaturze poniżej 370 K, a z pozostałości ekstrahuje się chlorowodorek aminokwisu metanolem - 50 mL. Ekstrakt odsącza się od soli nieorganicznych po czym ponownie odparowuje pod zmniejszonym ciśnieniem Pozostałość rozpuszcza się w minimlnej ilości wody i chromaografuje na kolumnie 40 x 4 cm wypełnionej jonitem /owex 50 H, 50-100 mesh o pojemności 0,7 ml^. Kolumnę przemywa się wodą - 750 ml, a następnie 1 M roztworem wodnym amoniaku, dzieląc frakcje na 250 ml porcje. Frakcje numer 8, 9 i 10, które dają bardzo silną reakcję ninhydrynową, odparowuje się do sucha pod zmniejszonym ciśnieniem z łaźni o temperaturze poniżej 375 K i otrzymuje w wyniku 7,5 g surowego aminokwasu, który oczyszcza się przez rozpuszczenie w metanolu i wtrącenie w nadmiarze acetonu. Wyyrącony aminokwas sączy się, przmmywa acetonem i suszy w suszarce próżniowe,).

Otrzymuje się w wyniku kwas bis,l-amiinoet^yloffosfiowry - 6,2 g, 83% wyteancści, w postaci białego pylistego proszku, którego identyczność potwierdza widmo IR, H NMM oraz analiza elementarna. Związek ten bardzo dobrze rozpuszcza się w iwudzie i mt^ni^].u. Jest nierozpuszczalny w acetonie. Stosunku izomerów d^mrnezo nie oznaczano. Związek ten jest nietrwały w roztworach.

^H NMR / cT, p^pm; J, Hz; tlene^k deuteru/: ^1,35 ^dd /6H, J=6,8 i ¹⁴/; ^3,3 m /2h, J nieoznaczone/; 5,0 s / >5H, HOD/.

IR /KBr, cml./: 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970, CH, NH, Orf/; 1635 /NH/; 1170, 1050 /P-0/.

Analiza elementarna: /la woru C4H13N202P · H20

Obliczono: 16,4%N, 1Θ,22% p znaleziono: 16,(4% N, 18,5% P

Masa cząsteczkowa obliczono: 170,15; oznaczono /h, nm/: 171 i 7.

Przykład II. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast etanolu stosuje się propanal - 7,25 ml, 0,10 merfa, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis/-seminopropylo/fosfioowy - 5,2 g, 58% wdaj.ności w postaci białego pylistego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR, HNMR oraz analiza elementarna. Związek ten jest nietrwały w roztworze, szczególnie w rozpuszczalnikach zawierających grupy karbonylowe. Stosunku izomerów d^mmezo nie oznaczano.

H NMR / ćT, ppm; J, Hz; tlenek deuteru/: 1,02 t /6H, J=6,5/: 1,75 m /4H, J nieoznaczono/; 3,08 ddd /2h, J. nieoznaczono/; 5,17 s />5H, HOD/.

IR /KBr, cml^: 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970 /CH, NH, OH/; 1635 /.Ni/; 1175,

1050 /P-0/.

Analiza elementarna: /la wzoru C6H17N202P · H20

Obliczono: 14,33% N, 15,4%% P znaleziono: 13,7% N, 15,9% P

Masa cząsteczkowa:

Obliczono: 198,12; oznaczono /h WMt/: 185 + 9.

Przykład III. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zami^^t etanalu stosuje się aceton - 7,35 ml, 0,10 mola, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis/lseroino-l-eletyloetyloSOosfinowy - 6,5 g, 72% wydiności w postaci białego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i meeanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego

155 831 identyczność potwierdza widmo IR, HNMR oraz analiza elementarna. Związek ten jest nietrwały w roztworze, szczególnie w rozpuszczalnikach zawierających grupy karbonylowe. Związek ten jest również nietrwały w kontakcie z powietrzem i należy go przechowywać pod azotem.

H NMR ^{/ c} , ppm^; J, Hz; tlene^{k d}euteru/: ł.,44 ^d /12H J=¹³/; 5,07 s />5H, HOD/.

IR /KBr, cm-l/l; 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2980 /CH, NH, OH/; 1660 /NH/; 1180,

1085, 1035 /P-0/.

Analiza elementarna: Dla w^t^ru C6H17N202P

Obliczono: 15^^^ N, 17,11% P znaleziono: 15,2% N, 17,4% P

Przykład IV. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że podfosforymu sodu stosuje się kras podfosforawy - 3,65 g, 0,055 mo^, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis/-aaminoetylo/oosfinowy - 6,5 g, 85% wydajności w postaci białego pylistego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR i HNMR.

H NMR / , ppm; J, Hz; tlenek deuteru/: 1,35 dd /6H, J=6,8 i 14/; 3,3 m /2h, J nieoznaczono/; 5,0 s / > 5H, HOD/.

IR /KBr, cm-/; 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970 /CH, NH, OH/; 1635 /NH/; 1170,

1050 /P-0/.

Przykład V. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast etanalu stosuje się propanal - 7,25 ml, 0,10 mola, a zamiast pod/os/orynu sodu stosuje się kwas pod/nsSoIaloy - 3,65 g, 0,055 mola, otrzymuje się w cyniku analogicznej procedury kros bis/--aminopΓopyln/fosflnooy - 5,7 g, 64% wydajności w postaci białego pylistego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i meeanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR i H;NMR.

^H NMR ^/ &^{, pp}m^; J^, Hz^; tlenek: ^deuteru/: l^,0² t ^/6H, J=6,5^/; 1,75 m /4H J nieoznaczono/^; 3,08 ddd /2H, J nieoznaczono/; 5,17 s />5H, HOD/.

IR /KBr, cml/: 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970 /CH, NH, OH/; 1635 /NH/; ll75,

1050 /P-0/.

Przykład VI. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że etanolu stosuje się aceton - 7,35 ml, 0,10 mooa, a zam^^t pod/os/orynu sodu stosuje się kwas pod/osforawy - 3,65 g, 0,055 mola, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis /lαaπlinn-l-metyloetylo/nos:finowy - 6,8 g, 76% wydaności w postaci białego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR i HNMR.

H NMR / <T, ppm^{; J}, Hz; tlene^k deuteru/: ^{1,44 d} Λ2Η, ^J=¹³/; 5^,07 s />5^ WDA

IR /KBr, cm-l/: 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2980 /CH, NH, OH/; 1660 /NH/; 1180,

1085, 1035 /P-0/.

Przykład VII. Postępuje się jak w przykładzie i z tą różnicą, że zamiast propionanidu i etanalu, stosuje się N-Aydroksymetylo/benzamid - 15,1 g, 0,10 mola, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas biΞaaminnmetylo//osfi.oooy - 5,1 g, 82% wydajności w postaci białego higroskopijnego proszku świetnie rozpuszczalnego w wodzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo HNMR.

H NMR / < , ppm; J, Hz; tlenek deuteru/: 3,23 d /4h, J=6/; po dodaniu kwasu dtuterosiarkowego: 3,83 d /4h, J=7,8/.

Związek ten jest wią^kowo nietrwały w roztworach, szczególnie w rozpuszczalnikach zawerających grupy karbonylowe. Należy go przechowywać w atmos/erze azotu.

Przykład VIII. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamias: kwasu propionowego stosuje się kwas octow - 40 mL, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis/lαaminoetylo/fosfίnooΓy - 6,2 g, 81% wydajności w postaci białego pylistego prosz ku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i meeanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, które6

155 831 go identyczność potwierdza widmo IR i HNMR.

H NMR / C , ppm; J, Hz; tlenek deuteru/: 1,35 dd /6H, J=6,8 i 14/; 3,3 m /2h, J nieoznaczono/: 5,0 s />5H, HOD/.

IR /KBr, cm-l/: 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970 /CH, NH, DH/; 1635 /nh/; 1170,

1050 /p-o/.

Przykład IX. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zam^^t propio namidu stosuje się acetamid - 5,9 g, 0,10 mola, a zató^E^t; kwasu propionowego stosuje się k^s octowy - 40 ml, otrzymuje się w warniku analogicznej procedury kwas bis/la_aminopropylo/ fosfinowy - 5,2 g, 58% w^dajⁿ°ści w postaci białego pylistego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wadzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR i HNMR.

H NMR / cf , ppm; J, Hz; tlenek deuteru/: 1,02 t /6H, J=6,5/; 1,75 m /4H, J nieoznaczono/; 3,08 ddd /2H, J nieoznaczone/; 5,17 s / > 5H, HOD/.

IR /KBr, cm-l/; 2200-3600 szerokie z mksimum przy 2970 /CH, NH, DH/; 1635 /NH/; 1175,

1050 /P-0/.