182566. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-4-dimerkapto-2,3-butándiolok előállítására
182 5.66 A találmány tárgya eljárás treo-l,4-dimerkapto-2,3- butándiol (ditiotreitol, DTT) vagy eritro-l,4-dimerkapto-2,3-budándiol (ditioeritritol, DTE) előállítására. Mindkét vegyületet egyrészt a kozmetikai iparban használják, másrészt azokat ún. Cleland-reagensként merkaptocsoportok. oxidáció elleni megvédésére alkalmazzák (Cleland W.W. : Biochemistry (1964) 3, 480). Az előállításukra ismert egyik módszer [CARMACK M., KELLEY CH. J: J. Org.'Chem. (1968) 33j5), 2171 borkősavdiésztert LiAlH4-del tetrítollá (1,2,3,4-butántetraollá) redukál, ebből a ditiotetritolokat sztereospecifikusan jó hozammal, tisztán lehet előállítani. A LiAlH4-es redukció miatt azonban a reakció végrehajtása ipari méretekben nem gazdaságos és nehezen megvalósítható. A leggyakrabban használt eljárás szerint (Owen L. N. : J. Chem. Soc. (1949) 241 és Evans R. M. et ah: J. Chem.Soc. (1949/248) transz-l,4-dibróm-2-butánt kálium-permanganáttal reagáltatva DL-l,4-dibróm-2,3-butándiolhoz, hidrogén-peroxiddal pedig inezo-l,4-dibróm-2,3-butándiolhoz jutnak. Ezt követően a két izomer bármelyikéből ecetsavanhidriddel 1,4- dibróm-2,3-acetoxibutánt, ezeket kálium-tioacetáttal reagáltatva az l,4-dimerkapto-2,3-butándiol tetraacetátját, végül savas alkoholban forralva sztereospecifikus reakciókban a kívánt l,4-dimerkapto-2,3-butándiolt kapják, mégpedig DL-l,4-dibróm-2,3-butándiolból a ditiotreitolt, mezo-l,4-dibróm-2,3-butándiolból pedig a ditioeritritolt. Szovjet szerzők újabb közleményei (Szlepko G. I. et ah : Izv. Akad. Nauk. SzSzSzR, Szer. Bioi. (1970) 919 és a 302339 ljsz. szovjet szabadalom) is a szintézis fenti reakcióútját követik, és kiindulási anyagként transz-l,4-dibróm-2-butént használnak, csupán az ismert módszer egyes lépéseit javítják kisebb változtatásokkal. Az ismert eljárásnál a kis hozam (a kiindulási anyagra számítva 10% körüli) mellett hátrányos, hogy a transz-l,4-dibróin-2-butén erős könnyfakasztó hatású anyag, ezért a nagy méretekben történő ipari előállítás problematikus. A brómszármazék helyett kézenfekvő lenne transz-l,4-diklór-2-buténből kiindulva a reakciósorban a klórszármazékot használni, a szakirodalom szerint azonban ez nem lehetséges, mert a tioacetilezési lépés csak az l,4-dibróm-2,3-diace-toxibutánnal megy simán. Mind a DL, mind a mezo-1,4- diklór-2,3-diacetoxibutánt kálium-tioacetáttal reagáltatva (sokkal hosszabb reakcióidővel is) csak néhány százalékos hozam érhető el (Evans R. M. et ah: J. Chem. Soc. (1949) 251. és 254.) Meglepő módon azt találtuk, hogy a tioacetilezési reakció a klórszármazékkal is jó hozammal játszódik le, ha azt az ismerttől eltérő reakciókörülmények között, tioecetsav és kálium-karbonát jelenlétében hajtjuk végre. A találmány szerint úgy járunk el, hogy7 az 1,4-diklór-2,3-diacetoxibutánt dimetilformamidban tioecetsavval és kálium-karbonáttal reagál tatjuk 75—100 °C hőmérsékleten adott esetben kálium-jodid jelenlétében. Különösen jó hozammal és tisztán kapjuk a meg3 feledő l,4-ditioacetil-2,3-diacetoxibutánt, ha az 1,4- dilílór-2,3-diacetoxibutánt a sztöchiometrikus arány legalább 1,7-szeresét kitevő mennyiségű tioecetsavval és kálium-karbonáttal reagáltatjuk. A találmány szerinti eljárás kiindulási anyagait, a Dl.- és mezo-l,4-diklór-2,3-diacetoxibutánt a transzl,4-dibróm-2-butén helyett a kevésbé maró hatású transz-l,4-diklór-2-buténból állítjuk elő. Ditiotreitol készítésekor a transz-l,4-diklór-2-butént mintegy 10-szeres térfogatú és 8:1 arányú acetonvíz elegyben oldjuk, és keverés mellett hőmérsékletét poirátört szárazjégnek a reakcióelegybe szórásával —15 °C-ra állítjuk be. Ezután 1 mól transz-1,4-diklór-2-t útónra számolva 0,8 mól kálium-permanganátot szórunk részletekben az elegybe arra ügyelve, hogy a hőmérséklet ne emelkedjen —10 °C fölé. A forgalomban levő kristályos kálium-permanganátot porítás nélkül szórjuk a reakcióelegybe, a hőmérséklet —15 és —10 °C közötti értéken tartására pedig szárazjeget adagolunk. A kálium-permanganát adagolásával együtt ekvivalens mennyiségű ecetsavat is adunk az elegyhez. A reakció gyors, a hozam enélkül is megfelelő, az ecetsav hatására viszont a kivált mangándioxid csapadék jó szűrhetővé válik. A mangándioxid kiszűrése után az any7alúgot bepárolva sötétszínű, olajos anyagot kapunk, amely DL—1,4-diklór-2,3-butándiolt a szennyezésekkel együtt tartalmazza és a következő reakciólépésben közvetlenül használható. Ditioeritritol előállítása esetén a transz-l,4-diklór- 2-butánt mintegy 10-szeres térfogatú absz.hangyasavban oldjuk, és 50—65 °C-on 30%-os hidrogén-peroxiddal reagáltatva peroxidot képzünk. Ezután a reakcióelegyüez vizet adunk, és forralással az epoxidot elfőzve mezo-l,4-diklór-2,3-butándiolt kapunk, amely az oldat bepárlásával kristályosán kinyerhető. Az anyag kevés forró vízből átkristályosítható, tisztán stabil és jól tárolható. Transz-l,4-diklór-2-buténből tehát az előzőekben leírt reakciókörülmények között kálium-permanganáttal ill. hidrogén-peroxiddal DL- ill. mezo-l-4-diklór-2,3-butándiolhoz jutunk, és ezt követően azonos reakciópartnerekkel és körülmény7ek mellett végzett reakciók eredményeként az előző vegyületből ditiotreitoll, míg az utóbbiból ditioeritritolt kapunk. E reakciósor első lépéseként a DL- vagy mezo-l,4-diklór-2,3- butándiolt ecetsavanhidridben oldjuk, és az acilezést tömény sósav jelenlétében 65—75 °C hőmérsékleten hajtjuk végre. A reakcióelegyet — adott esetben bepárlás után — jeges vízre öntjük, ekkor mind a DL-, mird a mezo-l,4-diklór-2,3-diacetoxibután kristályos alakban kinyerhető. Mindkét vegyület alkoholból jó hozammal átkristályosítható, és tiszta száraz állapotban hosszú ideig tárolható. A következő tioacetilezési lépést a találmány szerint úgy7 hajtjuk végre, hogy a DL- vagy mezo-1,4- diklór-2,3-diaoetoxi-butánt dimetilformamidban oldjuk. majd a sztöchiometrikus arány legalább 1,7-szeresét kitevő mennyiségű tioecetsavat és kálium-karbonátot, továbbá adott esetben katalitikus mennyiségű kálium-jodidot adunk hozzá. A reakcióelegyet 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
