181708. lajstromszámú szabadalom • Eljárás treo-(p-nitrofenil)-szerin és hcl addíciós sójának előállítására
181708 4 miután nincs szükség a korábban leírt módszerekben alkalmazott alkoholszerű oldószerekre, és — a reakcióelegy feldolgozása egyszerű, és a feldolgozás műveletei nem időigényesek. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható kvaterner ammóniumsók például a metil-tributil-ammónium-klorid, metil-tributil-ammónium-jodid, tetrabutil-ammóniumhidrogénszulfát, metil-trioktil-ammóniumklorid (a teclmikai minőségű, nem teljesen egységes termék kereskedelmi neve Andogen 464R), dedl-trietil-ammónium-bromid, hexil-trietil-ammónium-bromid és más hasonló sók. A reakciópartnerek mólaránya, tehát a II képle tű karbonil-vegyület (p-nitro-benzaldehid) és a III képletű glicin-só mólaránya 2:1, mivel a reakció első lépése a Schiff-bázis képződése; a karbonil-vegyület fölöslegét azonban, amint ezt az A-reakdóegyenlet szemlélteti, a savas hidrolízis útján regeneráljuk; és így egyszerűen visszanyerhetjük és újra reakcióba vihetjük. Az alkalmazott fázis-transzfer-katalizátor mennyisége széles határok között változhat, de figyelembe kell vennünk egyrészt azt, hogy a reakció sebessége egyenesen arányos a jelenlevő katalizátor mennyiségével, másrészt pedig azt, hogy a katalizátor nagy mennyisége nemkívánatos mellékreakciókat is idézhet elő, és így a hozam kisebb lesz; ezért előnyösen körülbelül 5 és 10 mólszázalék közötti mennyiségű katalizátort alkalmazunk. A tömény alkálifém-hidroxid-oldatot általában a katalizátorra számítva legalább ekvimoláris mennyiségben alkalmazzuk. Kényelmesebb azonban, ha a glicin alkálifémsóját közvetlenül, in situ készítjük glicinből és a kiválasztott alkálifém-hidroxidból; ilyen esetben az alkálifém-hidroxid mennyisége a glicin és a katalizátor mólszámának összegével egyenlő, vagy ennél nagyobb. A fázis-transzfer-katah'zis módszerének megfelelően, az egyik reagenst, esetünkben a glidn sóját feloldjuk vízben, mégpedig előnyösen a szükséges legkisebb mennyiségű vízben, mivel a fázis-trariszfer-katalízis körülményei között végzett reakciókat általában célszerű a lehető legtöményebb oldatokkal végrehajtani, a másik reakdópartnert pedig, esetünkben a karbonil-vegyületet valamely szerves fázisban oldjuk. Az alkalmazott szerves oldószert, amelyet koszolvensnek nevezünk, különös gonddal kell kiválasztanunk, a következő szempontok alapján: — a fázis-transzfer-katalízis körülményei között végzett reakcióknál általában az a követelmény, hogy a koszolverts ne elegyedjék a vizes fázissal; a jelen esetben azonban figyelembe kell vennünk azt is, hogy a vizes Jázis nagyon tömény oldat, amelyben a glicin-só és az alkálifém-hidroxid van jelen, és így olyan oldószereket is alkalmazhatunk, amelyek részben elegyednek vízzel, mint például tetrahidro-furánt vagy dioxánt; — az oldószernek nem szabad reagálnia a tömény, vizes lúggal; nem használhatunk például ebben az esetben kloroformot, habár ezt az oldószert számos, a fázis-transzfer-katalízis körülményei között végzett reakcióhoz használják, ugyanis a klo3 roform a fázis-transzfer-katalizátor jelenlétében reagál az alkálifém-hidroxiddal, és e reakcióban a nagyon reakcióképes, és esetünkben nemkívánatos diklór-karbén keletkezik; és végül — az oldószernek nem szabad gátolnia a reakciót; ismeretes ugyanis, hogy egyes oldószerek, mint például a nitrobenzol, és egyes alkoholok meglepő módon gátolják a fázis-transzfer-katalízis körülményei között lefolytatott reakciókat (lásd J. Dockx. Quaternary ammonium compounds in organic synthesis /kvaterner ammónium-vegyületek a szerves szintézisben/, Synthesis, 1973, 441—456). . így a fenti követelményeknek megfelelően alkalmazhatunk például diklór-metánt, dioxánt, tetrahidro-furánt, toluolt, benzolt, klórbenzolt, szén-tetrakloridot és más alkalmas szerves oldószereket. A reakció általában 4-8 óra alatt lejátszódik, a reakció hőmérsékletét 0 °C és 25 °C hőmérséklet között előnyösen 5 °C és 10 °C között tartjuk. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös kivitelezési változata szerint a reakciót úgy végezzük, hogy a III képletű glicin-só és valamely alkálifém-hidroxid tömény, vizes oldatát belekeverjük a II képletű karbonil-vegyület (p-nitro-benzaldehid) és a kiválasztott fázis-transzfer-katalizátor valamely szerves oldószerrel készült, hűtött oldatába. A vizes oldatot 5 perc és 5 óra közötti időtartam alatt adagoljuk be, de előnyösen 3-4 óra alatt. A reakcióelegyet hűtés közben keverjük, míg a reakció le nem játszódik, majd enyhe melegítés mellett hozzáadagoljuk valamely erős ásványi sav, előnyösen vizes sósav oldatát. Ezután az elegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és a két fázist szétválasztjuk. A vizes oldatot kis térfogatra betöményítjük, és lehűtjük; ilyenkor a kívánt I képletű szerin-származék [treo-(p-nitro-fenil)-szerin] sósavas addídós sója formájában kristályosán kiválik, a szerves fázisból pedig a savas hidrolízis során szabaddá vált fölös karbonil-vegyületet nyerhetjük vissza. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban, a találmány oltalmi körének szűkítése nélkül, példákkal szemléltetjük. 1. példa 60,4 g (0,4 mól) p-nitro-benzaldehid és 4,8 g (0,02 mól) metil-tributil-ammónium-klorid 200 ml diklór-metánnal készült oldatát 5-7 °C hőmérsékletre hűtjük. 15 g (0,2 mól) glicin és 8,8 g (0,22 mól) nátrium-hidroxid 30 ml vízzel készült oldatát 4 óra alatt, keverés közben hozzácsepegtetjük a fenti diklór-metánós oldathoz. Ezután az elegyet további 3 órán át 5-7 °C hőmérsékleten keverjük, majd hozzáadjuk 35 ml tömény sósav és 200 ml víz elegyét. Az elegyet fél órán át 35 °C hőmérsékleten keverjük, majd 20 °C hőmérsékletre hűtjük. A fázisokat elválasztjuk és a vizes fázisról ledesztillálunk 200 g vizet. A maradék oldatot 2 órán át 5 °C hőmérsékletre hűtjük és a kristályos csapadékot kiszűrjük, majd csökkentett nyomáson megszáritjuk. Hozam: 42,2 g treo-(p-nitro-fénil)-szerin-hidroklorid. Figyelembe véve, hogy a diklór-metános oldatban (a gázkromatográfiás analízis szerint) 34 g p-nitro-benz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
