PL155955B1

PL155955B1 - Sposób wytwarzania kwasów bis/l-aminoalkilo/ fosfinowych

Info

Publication number: PL155955B1
Application number: PL27394888A
Authority: PL
Inventors: Miroslaw Soroka
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1992-01-31
Also published as: PL273948A1

Abstract

Sposób wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)- fosfinowych zdefiniowanych wzorem ogólnym 1, w którym R1 oznacza rodnik alkilowy, znamienny tym, że 2 części molowe bisamidalu o wzorze ogólnym 2, w którym R1 posiada podane poprzednio znaczenie, natomiast R2 oznacza zwłaszcza atom wodoru lub grupę alkilową, zwłaszcza niższą grupą alkilową, R3 oznacza grupę alkilową, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową bezwodnego kwasu podfosforawego, ewentualnie wytworzonego „in situ“ z jego bezwodnej soli sodowej lub potasowej, przy czym reakcję prowadzi się w środowisku ciekłego kwasu organicznego, zwłaszcza kwasu octowego lub propionowego, w obecności kwasu Lewisa, którym może być chlorek alifatycznego kwasu karboksylowego, zwłaszcza chlorek acetylu lub propionylu, w temperaturze 250-400 K, aż do przereagowania substratów, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zwłaszcza destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze poniżej 370 K, a następnie hydrolizuje roztworem kwasu mineralnego, zwłaszcza kwasu solnego, po czym wydziela się produkt w dowolny znany sposób, zwłaszcza przez zastosowanie kati

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfinowych zdefiniowanych wzorem ogólnym 1, w którym R1 oznacza rodnik alkilowy.

Kwasy bis(l-aminoalkilo)fosfinowe znalazły zastosowanie przede wszystkim jako polidentatne odczynniki kompleksujące, a ponadto mogą być zastosowane jako specyficzne inhibitory niektórych enzymów, lub jako substraty w syntezie organicznej. Dotychczas znany sposób wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfinowych polega na wieloetapowym procesie zaczynającym się od syntezy kwasu bis(l-aminoalkilo)fosfinowego, który poddaje się reakcji z benzyloaminą, a otrzymany w wyniku kwas bis(l-benzyloaminoalkilo)fosfinowy poddaje się w następnym etapie hydrogenolizie wodorem wobec 5% katalizatora palladowego. Inny sposób wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfinowych polega na reakcji kwasu bis(l-chloroalkilo)fosfinowego z 1,1dimetyloetyloaminą, w wyniku której otrzymuje się kwas bis(l-N-(l,l-dimetyloetylo)aminoalkilo) fosfinowy, który w następnym etapie poddaje się reakcji eliminacji 2-metylopropenu w autoklawie, za pomocą wodnego roztworu bromowodoru w temperaturze około 450 K. Obydwa sposoby wytwarzania sę opisane w publikacji L. Maier, J. Organomet. Chem. 1979, 178, 157-9.

Jeszcze inny sposób wytwarzania kwasów bisO-ammoalkilojfosfinowych polega na wykorzystaniu reakcji Gabriela odpowiednich bisO-chloroalkilofosfin z ftalimidkiem potasu, a następnie usunięciu grup ftaloilowych przy pomocy roztworu hydrazyny.

Istotną wspólną wadą tych metod wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfinowych jest wieloetapowość syntezy, a co za tym idzie - konieczność stosowania wielu różnorodnych odczynników, procesów i operacji jednostkowych podczas przejścia od substratu do produktu końcowego. Użycie tych odczynników jest konieczne ponieważ kwasy bis(l-chloroalkilo)fosfinowe nie tworzą w bezpośredniej amonolizie pożądanych produktów, a jedynie związki będące produktami reakcji przegrupowań cząsteczkowych.

Istota wynalazku polega na tym, że 2 części molowe bisamidalu o wzorze ogólnym 2, w którym R1 posiada podane poprzednio znaczenie, natomiast R2 oznacza zwłaszcza atom wodoru lub grupę alkilową, zwłaszcza niższą grupę alkilową, R3 oznacza grupę alkilową, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową bezwodnego kwasu podfosforowego, ewentualnie wytworzonego „in situ zjego bezwodnej soli sodowej lub potasowej, przy czym reakcję prowadzi się w środowisku ciekłego kwasu organicznego, zwłaszcza kwasu octowego lub propionowego, w obecności kwasu Lewisa, którym może być chlorek alifatycznego kwasu karboksylowe o, zwłaszcza chlorek acetylu

155 955 lub propionylu, w temperaturze 250-400 K, aż do przereagowania substratów, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zwłaszcza destylacji 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 krystalizacji.

Zasadniczą korzyścią wynikającą ze stosowania sposobu wytwarzania według wynalazku jest możliwość otrzymania szeregu kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfinowych z bardzo łatwo dostępnych substratów, za pomocą prostej aparatury, procesów i operacji jednostkowych.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.

Przykład I. N,N'-diacetylo-l,l-diaminoetan-14,4g, O.lOmola zawiesza się w kwasie propionowym - 40 ml, a następnie ochładza się mieszaninę do temperatury 275 K, po czym w tej temperaturze wkrapla się przy energicznym mieszaniu chlorek propionowy - 27 ml, 0.31 mola, a następnie dodaje porcjami drobnosproszkowany jednowodny podfosforyn sodowy - 5,8 g, 0.055 mola, również przy energicznym mieszaniu. Następnie mieszaninę poreakcyjną ogrzewa się powoli na łaźni wodnej, 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 zmniejszonym ciśnieniem z łaźni o temperaturze poniżej 370 K, a pozostałość poddaje się hydrolizie przez ogrzewanie do wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 8 godzin z 8 M kwasem solnym. Następnie hydrolizat odparowuje się „do sucha pod zmniejszonym ciśnieniem z łaźni o temperaturze poniżej 370 K, a z pozostałości ekstrahuje się chlorowodorek aminokwasu metanolem - 50 ml. Ekstrat odsącza się od soli nieorganicznych po czym ponownie odparowuje pod zmniejszonym ciśnieniem. Pozostałość rozpuszcza się w minimalnej ilości wody i chromatografuje na kolumnie 40X4 cm wypełnionej jonitem Dowex 50 H, 50-100 mesh o pojemności 0.7mola. Kolumnę przemywa się wodą - 750ml, a następnie IM roztworem wodnym amoniaku, dzieląc frakcję 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 wytrącenie w nadmiarze acetonu. Wytrącony aminokwas sączy się, przemywa acetonem i suszy w suszarce próżniowej. Otrzymuje się w wyniku kwas bis(laminoalkilo)fosfinowy 6.3 g, 83% wydajności, w postaci białego pylistego proszku, którego identyczność potwierdza widmo IR, H NMR oraz analiza elementarna. Związek ten bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie i metanolu. Jest nierozpuszczalny w acetonie. Stosunku izomerów d, 1/mezo nie oznaczano. Związek ten jest nietrwały w roztworach.

H NMR (ó, 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-1): 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970 (CH, NH, OH); 1635 (NH); 1170, 1050 (P-O).

Analiza elementarna: dla wzoru: C4 H13 N2 02 P. H2 O obliczono: 16.47% N, 18.22% P znaleziono: 16.84% N, 18.53% P

Masa cząsteczkowa: obliczono: 170.15; oznaczono (H NMR): 171±7.

Przykład II. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast N,N'-diacetylo-l,ldiaminoetanu stosuje się krystaliczny N,N'-diacetylo-l,l-diaminopropan - 15,8g, 0.10 mola, otrzymuje się kwas bis(l-aminoalkilo)fosfinowy - 6.0 g, 67% wydajności 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. Stosunek izomerów d, 1/mezo nie oznaczono.

H NMR (<5, ppm; J, Hz; tlenek deuteru): 1.02t (6H, J = 6.5); 1.75 m (4H, J nieoznaczono); 3.08 ddd (2H, J nieoznaczono); 5.17 s (>5H, HOD).

IR (KBr, cm-1): 2200-3600 szerokie z maksimum przy 2970 (CH, NH, OH); 1635 (NH); 1175, 1050 (P-O).

155 955

Analiza elementarna: dla wzoru: C6 H17 N2 02 P . H2 O obliczono: 14.13% N, 15.64% P znaleziono: 13.75% N, 15.97% P

Masa cząsteczkowa: obliczono: 198.12; oznaczono (H NMR): 185±9.

Przykładni. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast podfosforynu sodu stosuje się kwas podfosforawy - 3.65 g, 0.055 mola, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis(l-aminoetylo)fosfinowy - 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 (δ, 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).

Przykład IV. Postępuje się jak w przykładzie I z tę różnicą, że zamiast N,N'-diacetylo-1,1diaminoetanu stosuje się N,N'-diacetylo-l ,1-diaminopropan -15.8 g, 0.10 mola, a zamiast podfosforynu sodu stosuje się kwas podfosforawy - 3.65 g, 0.055 mola, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis(l-aminopropylo)fosfinowy - 5.7g, 64% 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 (δ, ppm; J, Hz; tlenek deuteru): 1.02t (6H, J = 6.5); 1.75 m (4H, J nieoznaczono); 3.08 ddd (2H, J nieoznaczono); 5.17 s (>5H, HOD).

Przykład V. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast N,N'-diacetylo-l,ldiaminoetanu stosuje się N,N'-dibenzoilo-l,l-diaminoetan - 26.8g, 0.10 mola, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis( 1 -aminoetylo)fosfmowy - 6.1 g, 80% wydajności w postaci białego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR i HNMR.

H NMR (δ, ppm; J, Hz; tlenek deuteru): 1.35dd(6H, J = 6.8 i 14); 3.3 m (2H, J nieoznaczono); 5.0 s (>5H, HOD).

Przykład VI. Postępuje się jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast kwasu propionowego stosuje się kwas octowy - 40 ml, otrzymuje się w wyniku analogicznej procedury kwas bis(laminoetylo)fosfinowy - 6.2 g, 81% wydajności w postaci białego pylistego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie i metanolu, nierozpuszczalnego w acetonie, którego identyczność potwierdza widmo IR i HNMR.

155 955

i II I c-p-c-nh₂

I i I H OHH

WZÓR 4.

R³0C_x

?¹

N-G-N

I

H ,COR³ 'R²

WZÓR 2.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 3000 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania kwasów bis(l-aminoalkilo)fosfi nowych zdefiniowanych wzorem ogólnym 1, w którym R1 oznacza rodnik alkilowy, znamienny tym, że 2 części molowe bisamidalu o wzorze ogólnym 2, w którym R1 posiada podane poprzednio znaczenie, natomiast R2 oznacza zwłaszcza atom wodoru lub grupę alkilową, zwłaszcza niższą grupą alkilową, R3 oznacza grupę alkilową, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową bezwodnego kwasu podfosforawego, ewentualnie wytworzonego „in situ z jego bezwodnej soli sodowej lub potasowej, przy czym reakcję prowadzi się w środowisku ciekłego kwasu organicznego, zwłaszcza kwasu octowego lub propionowego, w obecności kwasu Lewisa, którym może być chlorek alifatycznego kwasu karboksylowego, zwłaszcza chlorek acetylu lub propionylu, w temperaturze 250-400K, aż do przereagowania substratów, po czym mieszaninę poreakcyjną poddaje się destylacji, zwłaszcza destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze poniżej 370 K, a następnie hydrolizuje roztworem kwasu mineralnego, zwłaszcza kwasu solnego, po czym wydziela się produkt w dowolny znany sposób, zwłaszcza przez zastosowanie kationowej chromatografii jonowymiennej i krystalizacji.