DE3729471C2 - - Google Patents
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Classifications
-
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein überlegenes
technisches Verfahren zur Herstellung von Guanin aus
2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-sulfat und Formamid.
Es ist bekannt, 4,5-Diaminopyrimidine als Sulfate mit
Formamid zu den entsprechenden Purinen umzusetzen
(J. Am. chem. Soc. 75 (1953) 263). Zur Herstellung von
Guanin wird nach diesem Laborverfahren eine Lösung
von 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-sulfat in Formamid
gekocht, also auf Temperaturen von 210 bis 220°C
erhitzt. Die Aufarbeitung erfolgt dann nach wäßriger
Verdünnung des Reaktionsgemisches.
Dabei ist die erhebliche Verdünnung
und die hohe Temperatur nachteilig.
Das zugleich als Lösungsmittel
und Reaktionspartner dienende Formamid ist
aber bei hohen Temperaturen nicht beständig, sondern
zerfällt bei Siedetemperatur unter Normaldruck mit einer
Zersetzungsrate von 0,5% pro Minute. Das führt zu
hohen Verlusten von Formamid.
Die geringe Konzentration des Produktes im Reaktionsgemisch
ist sehr nachteilig bei der Aufarbeitung;
neben dem Guanin entsteht auch Ammoniumsulfat und
Ammoniumhydrogensulfat. Diese Sulfate sind in wäßrig
verdünntem Formamid aber gut löslich und erschweren
die Isolierung des Produktes und die Wiederverwendung
der Mutterlaugen.
Gemäß DE-OS 32 35 372 wird zwar eine
große Menge 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-sulfat
als Suspension in Formamid
umgesetzt, jedoch fehlt nach dort Seite 2
ein technisches Verfahren zur Gewinnung
von reinem Produkt, so daß Guanin als
Natriumsalz sechsmal nacheinander abgeschieden
werden muß, bis schließlich mit Säure
ein reines Guanin gewinnbar ist.
Es bestand daher die Aufgabe, das Verfahren zur
Herstellung von Guanin aus 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-
sulfat und Formamid so zu verbessern, daß
die genannten Nachteile vermieden werden. Dies wird
erfindungsgemäß besonders einfach erreicht.
Es wurde gefunden, daß der Ausgangsstoff als
Suspension in Formamid bei Temperaturen bis
200°C, vorzugsweise im Temperaturbereich von
150 bis 190°C, umsetzbar ist, wobei die Mutterlauge
trotz tiefschwarzer Färbung wiederholt
als Reaktionsmedium eingesetzt und das
Reaktionswasser durch Destillation entfernt
wird. Dann ergibt überraschend eine einfache
Fest-Flüssig-Trennung ein reines Produkt von
hohem Weißgrad in hoher Ausbeute.
Gegenstand der Erfindung ist daher das Verfahren
nach den Patentansprüchen.
Die Temperatur kann in dem bevorzugten Temperaturbereich
während der Umsetzung variiert werden. Eine
teilweise Umsetzung kann bei milden Temperaturen,
gegebenenfalls ab 140°C, erzielt werden. Der hauptsächliche
Umsatz erfolgt erfindungsgemäß jedoch im
bevorzugten Temperaturbereich. Die Temperatur kann
schrittweise oder kontinuierlich bis zur Endtemperatur
gesteigert werden.
Die Menge des einzusetzenden Formamids wird beim
erfindungsgemäßen Verfahren durch die Forderung bestimmt,
daß während des gesamten Reaktionsverlaufs
eine rührbare Suspension vorliegen soll. Dafür haben
sich Mengen von 2 bis 8, vorzugsweise 4 bis 6 Gew.-Teilen
Formamid pro Gew.-Teil 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-
sulfat als geeignet und ausreichend erwiesen.
Das Formamid kann ferner auch Anteile anderer,
inerter Lösungsmittel enthalten, die bei der Reaktionstemperatur
noch nicht sieden.
Als geeignete, inerte, hochsiedende Lösungsmittel,
die mit überschüssigem Formamid zusammen als Reaktionsmedium
dienen können, kommen insbesondere ein-
oder mehrwertige, hochsiedende Alkohole oder Ether
mit Siedepunkten über 200°C in Betracht. Zu nennen
wären hier insbesondere Diphenylether, Glykol oder
Glykolether wie Diethylenglykolmonoalkylether oder
Diethylenglykoldialkylether. Als geeignet haben sich
dabei bis zu 1,5 Gew.-Teile des hochsiedenden Lösungsmittels
pro Gew.-Teil Formamid erwiesen.
Bei der Reaktion wird
entstehendes Wasser destillativ
aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Nach beendeter
Umsetzung erfolgt die Aufarbeitung dann ohne stärkere
wäßrige Verdünnung des Reaktionsgemisches, aus
dem das Zielprodukt zusammen mit Ammoniumsulfat
durch eine übliche Fest-Flüssig-Trennung isoliert wird.
Zur Erleichterung der Produktisolierung kann zuvor
noch mit einem oder mehreren, destillativ aus dem Filtrat
leicht abtrennbaren Lösungsmittel, gegebenenfalls
auch mit einer allerdings nur geringen Menge Wasser,
verdünnt werden.
Aus der Mutterlauge destillativ leicht abtrennbare,
zur Verdünnung des Reaktionsgemisches geeignete Lösungsmittel
sind insbesondere Alkohole aus der Gruppe
Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropanol.
Erfindungsgemäß kann mit Vorteil die nach der Produktisolierung
erhaltene Mutterlauge wiederholt als
Reaktionsmedium für weitere Umsetzungen mit
2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-sulfat eingesetzt
werden. Sofern vor der Produktisolierung mit einem
Lösungsmittel verdünnt wurde, kann dieses vor oder
während der erneuten Umsetzung aus der Mutterlauge
destillativ entfernt werden. Die durch Umsetzung, Nebenreaktionen
oder bei der Aufarbeitung erfolgten Verluste
an Formamid können durch entsprechende Formamid-Zusätze
ausgeglichen werden.
Eine häufige Wiederverwendung der Mutterlauge ist
unter den erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen
selbst bei sehr hohen Anforderungen an Reinheit und
Farbe des Guanins möglich, das bei Erfordernis einer
geeigneten Reinigungsprozedur unterworfen wird.
Die Abtrennung anorganischer Salze aus dem Rohprodukt
kann durch Waschen mit Wasser erfolgen. Zur
Reinigung kann das Guanin in einer wäßrig alkalischen
Lösung gelöst, z. B. mit Aktivkohle behandelt, und das
Guanin mit Säuren gefällt werden.
Eine Suspension von 150 g 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-
sulfat in 900 g Formamid wurde unter Rühren
und unter Stickstoff auf 170°C erhitzt und 6 Std. bei
dieser Temperatur gehalten. Das dabei gebildete Wasser
wurde im N₂-Strom über eine kurze Kolonne abdestilliert.
Die nach beendeter Umsetzung auf 80°C abgekühlte
Suspension wurde filtriert und der Filterkuchen
mit Wasser gewaschen, wobei Mutterlauge (735 g) und
Waschfiltrat getrennt aufgefangen wurden.
Der Filterkuchen wurde in 700 g einer 8gew.-%igen
Natronlauge bei 40°C gelöst, die entstehende Lösung 1 Std. mit
50 g Aktivkohle gerührt und filtriert. Aus dem Filtrat
wurde mittels CO₂ 82,5 g Guanin als weißes Produkt mit
einer Reinheit von 99,9% (nach HPLC-Hochdruckflüssigkeitschromatographie) gefällt.
Die mit Formamid auf 900 g aufgefüllte Mutterlauge
der ersten Umsetzung wurde mit 150 g 2,4,5-Triamino-
6-hydroxypyrimidin-sulfat unter den zuvor beschriebenen
Bedingungen erneut zur Umsetzung gebracht und
dann in beschriebener Weise aufgearbeitet. Dabei wurden
680 g Mutterlauge und 84,4 g Guanin gleicher Qualität
wie bei der ersten Umsetzung erhalten.
Unter Einsatz der mit Formamid auf 900 g aufgefüllten
Mutterlauge des vorausgegangenen Ansatzes und
jeweils 150 g 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-sulfat
wurden dann noch weitere 10 Versuche in gleicher Weise
durchgeführt. Bei der gesamten Serie von 12 Versuchen
wurden insgesamt 1800 g 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-
sulfat und 3200 g Formamid eingesetzt. Es
resultierten insgesamt 995 g (87,4% d. Th.) Guanin als
weißes Kristallisat mit einer Reinheit von über 99,8%.
Die in Beispiel 1 beschriebene, auf 5 Versuche verkürzte
Versuchsserie wurde wiederholt. Den auf Raumtemperatur
abgekühlten Reaktionsgemischen wurden
vor der Filtration jeweils 150 ml Methanol zugesetzt.
Die Filterkuchen wurden vor dem Waschen mit Wasser
zunächst mit 100 ml Methanol gewaschen.
Aus den mit den methanolischen Waschfiltraten vereinten
Mutterlaugen wurde vor dem Auffüllen mit Formamid
auf das gewünschte Einsatzgewicht (900 g) und
dem erneuten Einsatz zunächst das Methanol abdestilliert.
In diesem Fall mußten bei den 4 Versuchen mit
wiederverwendeter Mutterlauge nur 540 g Formamid,
also durchschnittlich 135 g pro Ansatz, ergänzt werden.
Die Qualität und die Ausbeute (407 g=85,8% d. Th.) an
Guanin entsprachen den Ergebnissen des Beispiels 1.
Der erste Versuch der in Beispiel 2 beschriebenen
Versuchsserie wurde bei einer Reaktionstemperatur
von 180°C und einer Reaktionszeit von 2 Std. wiederholt.
Es wurden 81,4 g Guanin (Reinheit 99,9%) erhalten.
Der erste Versuch der in Beispiel 2 beschriebenen
Versuchsserie wurde statt mit 900 g Formamid mit einer
Mischung von 700 g Formamid und 200 g Diphenylether
wiederholt. Dabei wurden 86,4 g Guanin der vorher
erreichten Reinheit erhalten.
Beispiel 4 wurde mit einer Mischung von 800 g Formamid
und 100 g Glykol wiederholt, wobei 82,2 g Guanin
von 99,8% Reinheit erhalten wurden.
Beispiel 5 wurde mit einer Mischung von 400 g Formamid
und 500 g Glykol wiederholt, wobei 70,8 g Guanin
der vorher genannten Reinheit erhalten wurden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Guanin durch Umsetzung von
2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidin-sulfat mit Formamid, wobei
die Ausgangsmischung als eine Suspension von 2,4,5-Triamino-6-
hydroxypyrimidin-sulfat in Formamid vorliegt bei Temperaturen
bis zu 200°C, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionswasser
durch Destillation entfernt wird und die nach der Umsetzung
durch Fest-Flüssig-Trennung des Produkts erhaltene Mutterlauge
des Produkts wiederholt als Reaktionsmedium eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsmedium
eine Mischung von Formamid und einem oder mehreren,
unter den Reaktionsbedingungen inerten und hochsiedenden
Lösungsmitteln eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Reaktionsmedium eine Mischung von Formamid und Glykol,
Diethylenglykolmonoalkylether, Diethylenglykoldialkylether
oder Diphenylether oder deren Gemische mit bis zu 1,5 Gew.-Teilen
des Hochsieders pro Gew.-Teil Formamid eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reaktionsgemisch vor der Produktisolierung
mit Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropanol oder deren
Gemischen verdünnt wird.
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