202217. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás a 6-metil-3,4-dihidro-1,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid alkálifémsóinak az előállítására
1 HU 202 217 B 2 A találmány javított eljárás az (I) képlctú 6-metil-3,4-dihidro-1,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid alkálifémsóinak, különösen a káliumsónak az 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 kálciumsó- részben erősen édes ízűek, így mesterséges édesítőszerként használhatók az élelmiszeriparban; ezen a téren különösen az „aceszulfam-K” vagy csak „aceszulfam” néven ismert káliumsónak van számottevő jelentősége. A 6-metil-3,4-dihidro-l,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 klór- vagy fluor-szulfonil-izocianátból, vagyis az X helyén klór- vagy fluoratomoí tartalmazó X-S02-NC0 általános képletű vegyületből indul ki. A klór- vagy fluor-szulfonil-izocianátot monometil-acetilénnel, acetonnal, acetecetsawal, acetecetsav-terc-butilészterrel vagy benzil-propenil-éterrcl (rendszerint többlépéses reakcióban) reagáltatva aceto-acetamid-N-szulfonil-kloriddá illetőleg -fluoriddá alakítják, amely azután bázisok, például metanolos kálium-hidroxid-oldat hatására ciklizálódik és így a 6-metil-3,4-dihidro- l,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid megfelelő sójához jutnak. Ezekből a sókból kívánt esetben a szokásos módon (savakkal) kapják a szabad oxatiazinonl. Egy másik, az oxatiazinon szintézisének köztitermékét képező aceto-acetamid-N-szulfonil-fluorid előállítására ismert eljárás szerint a fluor-szulfonil-izocianát részleges hidrolízise útján keletkező, N2H-S02-F képletű amido-szulfonil-fluoridból indulnak ki (24 53 063 sz. német szövetségi köztársaságbcli közrebocsátási irat). Az amido-szulfonsav fluoridját a reakció szempontjából közömbös szerves oldószerben, valamely amin jelenlétében a diketén aceto-acetilezőszer körülbelül ekvimolckuláris mennyiségével reagáltatjuk 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 kálium-hidroxid-oldattal ciklizálják az „aceszulfam” édesítőszerré, a (B) reakcióvázlat szerint. Bár az ismert eljárások részben igen kielégítő hozamokkal szolgáltatják a 6-metil-3,4-dihidro-l,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxidot és ennek nem toxikus sóit (az amido-szulfonsavhalogenid 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 klór- vagy fluor-szulfonil-izocianát előállításához ugyanis részben igen körülményesen kezelendő kiindulási anyagok (hidrogén-cianid, klór, kén-trioxid és hidrogén-fluorid) szükségesek, ami számottevő elővigyázati intézkedéseket és biztonsági rendszabályokat igényel. A klór- vagy fluor-szulfonil-izocianát előállítása az alábbi reakciókon alapul: HCN + Cl2 -> C1CN + HC1 C1CN + S03 Cl-SCV-NCO Cl-SOrNCO + HF F-S02-NCO + HC1 Az amido-szulfonil-fluoridnak az említett 24 53 063 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat szerinti eljárásban esetleg a lényegesen könnyebben (például ammóniából és kén-trioxidból) előállítható HzN-SOjH amido-szulfonsavval illetőleg ennek sóival való helyettesítése alig látszott célravezetőnek, minthogy a nátrium-amido-szulfonát (H2N-S03-Na) diketénnel vizes-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 83, 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-l,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 (vö. a fentebb idézett Angewandte Chemie 1973. évi közleményt). Minthogy tehát a 6-metil-3,4-dihidro-l,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 kielégítőek, továbbra is fennáll az ismert eljárások megfelelő tökéletesítésének vagy jobb új előállítási eljárás kidolgozásának a feladata. Ennek a feladatnak a megoldására javasolták már az idézett 24 53 063 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat szerinti eljárás olyan módosítását, amely szerint az amido-szulfofluoridot az amido-szulfonsav valamely sójával helyettesítik és a kapott aceto-acetilezési terméket azután kén-trioxiddal gyűrűzárásnak vetik alá (vö.: 34 10 439.9 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat, bejelentve 1984.03. 22-én; HOE84/F 064). A legutóbb idézett szabadalmi bejelentés olyan eljárásra vonatkozik a 6-metil-3,4-dihidro-l,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid és nem toxikus sói előállítására, amelynek során a) egy amido-szulfonsav-származékot a reakció szempontjából közömbös szerves oldószerben, adott esetben valamely amin- vagy foszfin-katalizátor jelenlétében, valamely aceto-acetilezőszer legalább mintegy ekvimoláris mennyiségével reagáltatnak és b) a kapott aceto-acetamid-származékot ciklizálják, mimellett ezt az eljárást az jellemzi, hogy az a) reakciólépésben amido-szulfonsav-származékként az amido-szulfonsavnak az alkalmazott közömbös szerves oldószerben legalább részlegesen oldódó sóját alkalmazzák és az ebben a reakciólépésben kapott accto-acetamid-N-szulfonátot vagy akár a szabad aceto-acetamid-N-szulfonsavat a b) reakciólépésben kén-trioxid legalább körülbelül ekvimoláris mennyiségével, adott esetben a reakció szempontjából közömbös szervetlen vagy szerves oldószerben való kezelés útján 6-metil-3,4-dihidro-l,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxiddá ciklizálják, és kívánt esetben a b) rcakciólépésben sav-alakban kapott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
