196976. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 6-metil-3,4-dihidro-1,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid és alkálifémsói előállítására
1 196 975 2 A találmány tárgya új eljárás az (l) képletű 6 - metil - 3,4 - dihidro - 1 ,2,3 - oxatiazin - 4 - on - 2,2 - dioxid és alkálifémsdi előállítására. A 6 - metil - 3,4 - dihidro - 1,2,3 - oxatiazin - 4 - on -2.2 - dioxid a nitrogénatomjához kapcsolódó savas jellegű hidrogénatom folytán bázisokkal sókat tud képezni. E vegyület nem-toxikus sói — például a nátrium-, kálium- és kalciumsó — részben erősen édes ízűek, így mesterséges édesítőszerként használhatók az élelmiszeriparban; ezen a téren különösen az „aceszulfam-K” vagy csak „aceszulfarn” néven ismert káliumsónak van számottevő jelentősége. A 6 - metil-3,4 - dihidro -1,2,3 - oxatiazin - 4 - on -2.2 - dioxid és nem-toxikus sói előállítására már több különböző eljárás vált ismeretessé, vö. például: Angewandte Chemie 85 (22), 965-973 (1973) és a megfelelő International Edition 12 (11), 869—876 (1973). Gyakorlatilag valamennyi ismert eljárás klórvagy fluor-szulfonil-izocianátból, vagyis az X helyén klór- vagy fluoratomot tartalmazó X—S02—NCO általános képiétű vegyületből indul ki. A klór- vagy fluor-szulfonil-izocianátot monometil-acetilénnel, acetonnal, acctecetsavval, acetecetsav-terc-butilészterrel vagy benzil-propenil-éterrel (rendszerint többlépéses reakcióban) reagáltatva aceto - acetamid - N - szulfonil - kloriddá, illetőleg -fluoriddá alakítják, amely ezután bázisok, például metanolos káliumhidroxid-oldat hatására ciklizálódik és így a 6 - metil -3,4 - dihidro - 1,2,3 - oxatiazin - 4 - on - 2,2 - dioxid megfelelő sójához jutnak. Ezekből a sókból kívánt esetben a szokásos módon (savakkal) kapják a szabad oxatiazinont. Egy másik, az oxatiazinon szintézisének köztitermékét képezőaceto - acetamid - N - szulfonil - fluorid előállítására ismert eljárás szerint a fluor-szulfonilizocianát részleges hidrolízise útján keletkező, H2N— S02—F képlctű amido-szulfonil-fluoridból indulnak ki (24 53 063 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat). Az amido-szulfonsav fluoridját a reakció szempontjából közömbös szerves oldószerben, valamely amin jelenlétében a diketén accto-acetilezőszer körülbelül ckvimolckuláris mennyiségével reagáltatják körülbelül —30 -C és 100 ‘C közötti hőmérsékleten; ez a reakció (aminként trietil-amin alkalmazása esetén) a csatolt rajz szerinti (A) reakcióvázlat szerint megy végbe. Az így kapott aceto - acetamid - N - szulfonil - fluoridot azután a szokásos módon valamely bázissal, például metanolos káliumhidroxid-oldattai ciklizálják az „aceszulfarn” édesítőszerré, a (B) rcakcióvázlat szerint. Bár az ismert eljárások részben igen kielégítő hozamokkal szolgáltatják a 6 - metil -3,4 - dihidro - 1,2,3 - oxatiazin - 4 - on - 2,2 - dioxidot és ennek nem-toxikus sóit (az amido - szulfonsav - halogenid kiindulási vegyületre számítva körülbelül 85%-ig menő termelési hányadokkal), a viszonylag nehezen hozzáférhető klór-, illetőleg fluor-szulfonil-izocianát kiindulási anyagok szükségessége miatt ezek az eljárások — különösen az ipari célokra történő alkalmazás szempontjából — még tökéletesítésre szorulnak. A klórvagy fluor-szulfonil-izocianát előállításához ugyanis részben igen körülményesen kezelendő kiindulási anyagok (hidrogén-cianid, klór, kén-trioxid és hidrogén-fluorid) szükségesek, ami különleges berendezést és körülményes biztonsági rendszabályokat igényel. A klór- vagy fluor-szulfonil-izocianát előállítása az alábbi reakciókon alapul: HCN + CLj - C1CN + 11C1 CICN + SOj - Cl-SOj-NCO C1-S02-NC0 + HF - F-S02-NC0 + HC1 Az amido-szulfonil-fluoridnak az említett 24 53063 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat szerinti eljárásban esetleg a lényegesen könnyebben (például ammóniából és kén-trioxidból) előállítható H2N— S03H amidoszulfonsawal, illetőleg ennek sóival való helyettesítése alig látszott célravezetőnek, minthogy a nátrium-amido-szulfonát (H2N—SO,—Na) diketénnel vizcs-alkalikus oldatban lefolytatott reakciója egyáltalán semmilyen tiszta állapotban elkülöníthető reakciótermékhez nem vezet. Az ebben a reakcióban valószínűleg legalább melléktermékként képződő 1:1 arányú addukt is csak 4 - nitro - fenil - diazónium - kloriddal a csatolt rajz szerinti (C) reakcióvázlatban szemléltetett módon képezett kapcsolási termékké alakítva nyerhető ki, halványsárga színezék alakjában, vö.: Berichte S3, 551—580 (1950), különösen az 555. oldalon, a kísérletek leírása előtti utolsó bekezdés és az 558. oldal utolsó bekezdése. Az aceto - acetamid - N - szulfonsav képződését egyébként is csak a 6 - metil - 3,4 - dihidro - 1,2,3- oxatiazin - 4 - on - 2,2 - dioxid vizes oldatban történő forralása során bekövetkező bomlásának köztitermékeként tételezték fel, a csatolt rajz szerinti (D) reakcióvázlat értelmében. Minthogy tehát a 6 - metil - 3,4 - dihidro - 1,2,3- oxatiazin - 4 - on - 2,2 - dioxid és nem-toxikus sóinak az előállítására ismert eljárások a viszonylag nehezen hozzáférhető, illetőleg kezelhető kiindulási anyagok szükségessége miatt az ipari méretű kivitelezés szempontjából nem kielégítóek, továbbra is fennállt az ismert eljárások megfelelő tökéletesítésének vagy jobb új előállítási eljárás kidolgozásának a feladata. Ezt a feladatot a találmány értelmében a 24 53 063 sz. német szövetségi köztársaságbcli közrebocsátási irat szerinti eljárás módosítása (főleg az ismert eljárásban alkalmazott amido-szulfonil-fluoridnak az amido-szulfonsav sóival való helyettesítése) és a kapott aceto-acetilezési termék kén-trioxiddal történő gyűrűzárása útján oldottuk meg. A találmány tárgya tehát olyan új eljárás 6 - metil - 3,4 - dihidro - 1,2,3 - oxatiazin - 4 - on - 2,2 - dioxid és alkálifémsói előállítására, amelynek során 1. egy amido-szulfonsav-származékot a reakció szempontjából közömbös szerves oldószerben, adott esetben valamely tereier amin katalizátor jelenlétében, diketén, mint aceto-acetilezőszer 1—1,3 móljával reagáltatunk. 2. A kapott aceto-acetamid-származékot ciklizáljuk, mimellett az új eljárást az jellemzi, hogy az 1. rcakciólépésben amido-szulfonsav-származékként az amido-szulfonsavnak az alkalmazott közömbös szerves oldószerben legalább részlegesen oklótló ammónium sóját alkalmazzuk, az ebben a reakciólépésben kapott aceto-acet-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
