203080. lajstromszámú szabadalom • Eljárás azetidin-3-karbonsav-származékok és alkálifém-, kalcium-, magnézium- vagy bárium-sóik előállítására
3 HU 203 080 B 4 származik és ez a bázis nem tartalmaz többet, mintegy IS tömeg% vizet, akkor a reakció jó hatásfokkal megy végbe. Célszerűen szemcsés kálium-hidroxidot alkalmazunk, amely nem tartalmaz IS tömeg%-nál nagyobb mennyiségű vizet A reakcióban alkalmazott alkálifémbázis előnyösen nátrium- és/vagy kálium-hidroxid, különösen előnyösen kálium-hidroxid. Ez a vegyület az azetidinvegyülettel és a kapott reakciótermékkel olvadékot képezhet különösen akkor, ha hígítószert nem alkalmazunk. Azt tapasztaltuk, hogy ha kalcium-hidroxidot alkalmazunk alkálifémbázis helyett, a reakció nem megy megfelelő mértékben végbe. Azt is tapasztaltuk, hogy ha nátriumhidroxidot használunk bázisként a reakcióelegy megszilárdul, de teljes konverzió érhető el, bár ez hosszabb ideig tart. Az aminosavakat így az azetidinsavakat és sóikat, amelyek erősen polárosak és vízoldhatók, nehéz elválasztani a szervetlen sók mellől. A vegyületek tisztítására előnyös módszer a kicsapás és az ioncsere. A találmányunk szerinti eljárásban egyrészt a reakcióelegyet úgy dolgozzuk fel, hogy a reakcióelegy oldatát célszerűen vízben vagy alkoholban készített oldatát kalcium-, magnézium- vagy báriumvegyülettel, célszerűen szulfáttal vagy kloriddal, előnyösen magnézium-szulfáttal, bárium-kloriddal vagy különösen kalcium-kloriddal érintkeztetjük. A feldolgozásra többféle lehetőség kínálkozik. így például az azetidin-3-karbonsavaknak a IIA csoportba tartozó fémsói metanolban oldhatók, de vízben nem oldódnak, míg ezek formiátjai metanolból kiválnak, de vízben oldatban maradnak. Ha például N-benzil-3,3-bisz(hidroxi-metil)-azetidint magas hőmérsékleten alkálifém-hidroxiddal reagáltatunk cink-acetát katalizátor jelenlétében, a reakcióelegy két terméket tartalmaz, nevezetesen az N-benzil-azetidin-3- karbonsav alkálifémsóját és hangyasav alkálifémsóját. A reakcióelegyhez ekkor vizet adunk és így az alkálifémsók feloldódnak. A cinkkatalizátort cink-oxidként kiszűrjük. Az (I) általános képletű azetidin-3-karbonsav alkálifémsóját - a képletben Rt jelentése a megadott - a formiáttal együtt ezután például kalcium-kloriddal érintkeztetjük, amikor is az azetidin-3-karbonsav kalciumsója keletkezik és ez szelektíven kiválik az oldatból. Ha vizet nem adagolunk, az azetidin-3-karbonsav alkálifémsóját (előnyösen az N-benzil-azetidin-3-karbonsav alkálifémsóját) a formiáttal együtt közvetlenül felvesszük alkoholban, célszerűen metanolban, etanolban vagy izopropilalkoholban. (Ez az eljárás akkor célszerű, ha az olvadék képzésénél hígítószert nem alkalmazunk.) A két só oldatát ezután metanolban oldott IIA csoportba tartozó fémvegyülettel, így kalcium-kloriddal érintkeztetjük, és így csapadék válik ki, amely a káliumkloridot, a kalcium-hiidoxidot és a kalcium-formiátot tartalmazza, míg az azetidin-3-karbonsav kalcimsója metanolban oldva marad. A IIA csoportba tartozó fémek sóit, így a kalciumsókat, amelyek az előző két bekezdésben leírtak szerint keletkeznek, ásványi savval, így sósavval, kénsavval, foszforsavval vagy szerves savakkal való megsavanyítás útján a megfelelő savakká alakíthatjuk. Különös jelentőségű a megfelelő savnak a kiválasztása, mivel a keletkező szervetlen sók kiválhatnak az azetidinsavat tartalmazó oldatból. így például ha foszforsavat adunk az azetidin-3-karbonsav kalciumsójának a vizes szuszpenziójához, úgy csapadék keletkezik, amely kalciumfoszfát és visszamarad az azetidin-3-karbonsav vizes oldata. Az N-benzil-azetidin-3-karbonsav kalciumsóját kezelhetjük karbonsavval metanolban is, például hangyasavval vagy malonsavval és ekkor a hangyasav, illetve a malonsav kalciumsója kiválik, mivel ezek nem oldódnak metanolban. A találmányunk szerinti eljárás során alkalmazhatunk ionpár-extrakciót is, amelynek során a vízben oldott reakcióelegyet az azetidin-3-karbonsav anionjának az extrahálószerével érintkeztetjük megfelelő, vízzel nem elegyedő szerves oldószerben és így egy vizes fázist kapunk, amely a nem kívánt szervetlen kationokat tartalmazza, valamint egy szerves fázist kapunk, amely az azetidin-3-karbonsav anionnak legalább egy részét, előnyösen a teljes mennyiségét tartalmazza. Az extrahálószer előnyösen lipofil kvatemer ammóniumion, az ammóniumion szerkezete változhat, de előnyösen olyan, hogy az azetidin-3-karbonsav anionból és az ammónium kationból képződött ionpár a szerves fázisban oldódik. Az ammóniumion képlete a (III) általános képletnek felel meg, a képletben R2, R3i Rí és Rs jelentése egymástól függetlenül adott esetben helyettesített 1-22 szénatomos és összesen legalább 7 szénatomos szénhidrogéncsoport, amelyet adott esetben egy vagy több heteroatom szakíthat meg. Ilyen csoportok példáiként megemlítjük az alkil-, a cikloalkil-, az aril-, az aralkil- és az alkil-aril-csoportokat, valamint a heteroarilcsoportokat és az -Re-Ö-R«OR7 általános képletű csoportokat, ahol az R« csoportok jelentése egymástól függetlenül alkiléncsoport, különösen etiléncsoport és R7 jelentése hidrogénatom vagy alkilcsoport, különösen hidrogénatom. A heteroatomok előnyösen nitrogénatom, oxigénatom vagy kénatom. Megfelelő extrahálószer például az ALIQUAT 336 (védjegy), a trizsírsav-monometil-kvatemer-ammónium-idorid, amelyben a zsírsavcsoportok 8-10 szénatomos egyenes szénláncú alkilcsoportoknak az elegyei. Ha csak egy extrahálást kívánunk elvégezni, akkor az ammónium-kationnak az azetidinionhoz viszonyított mólaránya legalább egy, hogy az azetidinanionok lehetőség szerinti teljes eltávolítását lehetővé tegyük. Lefolytathatunk azonban több extrakciót is, vagy pedig folyamatos extrakciót, ebben az esetben egy adott extrakciós lépésben vagy a folyamatos extrakció egy bizonyos pontján az előzőekben megadott arány egynél kisebb is lehet. A kapott azetidinvegy ületet ezután előnyösen kinyerjük a szerves fázishoz felesleges mennyiségű vizes savnak, célszerűen vizes szerves savnak, előnyösen hangyasavnak vagy ecetsavnak az adagolásával. Az elválasztást lefolytathatjuk savas gáznak, célszerűen széndioxidnak az adagolásával is. Az azetidinsav ekkor a vizes fázisba kerül, amelyet elválasztunk. A szerves fázist az extrahálószemek a felesleges mennyiségű savból való kinyerése céljából bázissal, célszerűen nátriumvagy kálium-hidroxiddal kezeljük. Az azetidin-3-karbonsav-nátrium- vagy káliumsót átalakíthatjuk a megfelelő azetidin-3-karbonsavvá ioncserélőgyanta-oszlopon. A dehidrogénezés után a reakcióelegyet lehűtjük, hozzáadunk ásványmentesített vizet a reakcióelegyhez és az oldhatatlan vegyületet (cinkoxid) kiszűrjük, a vizes sót savas ioncserélő oszlopra öntjük, amely aktivált ioncserélő gyantát tartalmaz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
