DD222030A1 - Verfahren zur herstellung von amino-1-hydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsaeuren - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Amino-1-hydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsaeuren mit 2-8 C-Atomen aus entsprechenden Aminoalkancarbonsaeuren oder ihren Salzen oder Derivaten und Phosphor(III)-oxid, P4O6, durch Umsetzung in einem gegenueber Phosphor(III)-oxid inerten Loesungsmittel bei Temperaturen von etwa 370 K und nachfolgender Hydrolyse des Reaktionsgemisches. Es werden Ausbeuten von etwa 40-60 % erreicht. Amino-1-hydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsaeuren finden technische Anwendung u. a. als Komplexbildner zur Wasserenthaertung und Metallextraktion, in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der klinischen Medizin.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Amino-i-hydroxy-alkan-IJ-bisphosphonsäuren. Allgemein sind substituierte Alkan-1,1-bisphosponsäuren, ihre Salze und Derivate gute, technisch begehrte Komplexbildner und deshalb werden sie u.a. zur Wasserenthärtung, bei der Metallextraktion und in Detergentien eingesetzt. Hervorzuheben ist auch ihre Eignung als Korrosionsinhibitoren. Aminoalkan-1,1-bisphosphonsäuren finden auch zunehmend Anwendung in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der klinischen Medizin.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Aus DE-PS 2130794 und DE-OS 3016289 ist bekannt, daß omega-Amino-i-hydröxy-alkan-Ubisphosphonsäuren durch Umsetzung von omega-Amino'-alkancarbonsäuren mit Gemischen aus Phosphoriger Säure und Phosphortrichlorid, PCI3, oder Phpsphoroxychlorid, POCI3, hergestellt werden können. Nach DE-OS 2943498 kann anstelle des PCI3 Phosphor(V)-chlorid, PCI5, eingesetzt oder direkt in der Reaktionsmischung aus PCI3 und Chlor erzeugt werden. Hierbei werden Ausbeuten an omega-Amino-1-hydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsäuren von durchschnittlich 50-70% beschrieben. Diese Verfahren sind trotz der angegebenen, relativ hohen Ausbeuten ökonomisch damit belastet, daß bis zu 7,5MoI Chlor pro Mol Aminoalkancarbonsäure eingesetzt werden, die im Verlaufe des Prozesses zu unreiner verdünnter Salzsäure umgesetzt werden, wobei letztere umweltbelastend deponiert oder aufwendig aufgearbeitet werden muß. .. -,
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisch günstiges Verfahren zur Herstellung von Amino-i-hydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsäuren zu entwickeln, bei dem der Einsatzstoff Chlor — als freies Chlor oder in Form von Phosphorchloriden — weitgehend oder vollkommen durch andere billige Ausgangsstoffe ersetzt wird, und das mit möglichst hohen Ausbeuten reine Amino-1 -hydroxy-alkan-IJ-bisphosphonsäuren ergibt.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Verfahren zu entwickeln, durch das Amino-i-hydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsäuren aus billigen, technisch zugänglichen und weitgehend chlorfreien Ausgangsstoffen hergestellt werden können.
Eswurde gefunden, daß das technisch leicht zugängliche und billig herzustellende Phosphor(lll)-oxid, P4O6, mit Aminoalkancarbonsäuren mit 2-8 C-Atomen oder ihren Salzen oder Derivaten zu Amino-1-fiydroxy-alkan-1,1-bisphosphonsäuren im Molverhältnis zwischen 1:1 und 1:3, vorzugsweise 1:2 umgesetzt werden kann, wenn diese Ausgangsstoffe in einem gegenüber Phosphor(lll)-oxid inerten organischem Lösungsmittel, vorzugsweise Dioxan, längere Zeit auf Temperaturen von etwa 370K
erhitzt werden. . j ;
Nach Hydrolyse mit Wasser oder Säuren kann die Bisphosphonsäure leicht aus dem Reaktionsgemisch mit Ausbeuten von 40-70% abgetrennt werden. Zuweilen auftretende geringe Mengen an rotgelben niederen Phdsphorsuboxiden können entweder durch Filtration oder Oxydation, z. B. mit Wasserstoffperoxid, entfernt werden. Beim Einsatz von Anhinoalkancarbonsäurehydrochloriden anfallende, zu anderen Verfahren vergleichsweise geringe HCL-Mengen (1 Mol pro Mol Carbonsäure) können zur erneuten Darstellung der benötigten Aminoalkancarbonsäurehydrochloride wiederverwendet werden.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1:
0,1 Mol ß-Alanin-hydrochlorid werden in 50ml 1,4-Dioxan auspensiert, mit 0,05MoI P4O6 versetzt und ca. 15min nachgerührt. Dann wird das Reaktionsgemisch langsam zum Sieden erhitzt und 3h unter Rückfluß gekocht. Die entstandene halbfeste Masse wird mit 15ml Wasser in Lösung gebracht und gegebenenfalls filtiert. Das Filtrat wird etwa 2-3h unter Rückfluß gekocht, beim Abkühlen kristallisieren 65,4% reine 3-Amino-1-hydroxy-propan-1,1-bisphosphonsäure aus, die Ausbeute kann durch Fällen des Filtrats mit Methanol oder Aceton noch erhöht werden
F.: 220-20C; 31PNMR: Triplett, σ = 17,4ppm
0,1 Mol ß-Alanin in 40ml Dioxan suspensiert werden mit 0,05MoI P4O6, wie unter 1. beschrieben, umgesetzt. Ausbeute: 36,8% reine Bisphosphonsäure.
0,1 Mol e-Amino-capronsäure-hydrochlorid werden in 50ml Dioxan suspensiert und mit 0,05MoI P4O6 wie unter 1. umgesetzt. Die nach Hydrolyse anfallende Lösung wird mit der doppelten Menge Aceton gefällt. Ausbeute: 62,8% e-Amino-i-hydroxy-hexan-i.i-bisphosphonsäure
F.: 2000C. " '
Beispiel 4: '
0,1 Mol D,L-Alanin werden mit 0,05MoI Phosphor(lll)-oxid in 30ml Dioxan wie unter 1. beschrieben umgesetzt und hydrolisiert. Die Hydrolysenlösung vyird mit der dreifachen Menge an Methanol oder Aceton gefällt. Ausbeute: 38,7% 2-Amino-1-hydroxy-propan-1,1-bisphosponsäure.
Claims (1)
- -ι- 255 999 5Erfindungsanspruch:Verfahren zur Herstellung von Amirto-i-hydroxy-alkan-i.i-bisphosphonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Arninoalkancarbonsäure mit 2-8 C-Atomen oder deren Salze oder Derivate mit Phosphor(lll)-oxid im Molverhältnis zwischen 1:1 und 3:1, vorzugsweise 2:1, in einem gegenüber Phosphor(lll)-oxid inerten Lösungsmittel, vorzugsweise 1,4-Diox-an, bei einer Temperatur zwischen 330 und 430K, vorzugsweise 370K, umsetzt und das Reaktionsgemisch mit Wasser oder Säure hydrolisiert.
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