196777. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 6-metil-3,4-dihidro-1,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid-alkálifémsók előállítására
1 A találmány tárgya új eljárás az (I) képlet ű 6-metil-3,4-dihidro-l ,2,3-oxatiazin4-on-2,2,-dioxid-alkálifémsók előállítására. A 6-metil-3,'4 -dihidro-1,2 ,3-axatiazin4-on-2,2-dioxid a nitrogénatomjához kapcsolódó savas jellegű hidrogénatom folytán bázisokkal sókat tud képezni. E vegyidet nein-toxikus sói - például a nátrium-, kálium- és kalciumsó — részben erősen édes ízűek, így mesterséges édesítőszerként használhatók az élelmiszeriparban, ezen a téren különösen az aeeszulfam-K vagy csak aceszulfam 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 kiilönbcftő eljárás vált ismeretessé, vő. 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 jelyén klór- vagy fluoratomot tartalmazó X-S02-NC0 általános képlett! vegyületből indul ki. A klór- vagy fluor-szulfonil-izocianátot mono-metil-acetilénnel, acetonnal, acetecetsavval, acetecetsav-terc-butilészterrel vagy benzil-propenil-éterrel (rendszerint többlépéses reakcióban) reagált atva acero-acetamid-N-szulfonil-kloriddá illetőleg -fluoriddá alakítjuk, amely azután bázisok, például metanolos kálium-hidroxid-oldat hatására ciklizálódik és így a 6-metil-3,4-dilddro-l ,2,3-oxatia/.in4- -on-2,2-dioxíd megfelelő sójához jutnak. Ezekből a sókból kívánt esetben a szokásos módon (savakkal) kapják a szabad oxatiazínont. Égy másik, az oxatiazinon szintézisének kó/tjtermékét képező aceto-acetamid-N-szuIfonil-fluorid előállítására ismert eljárás szerint a fluor-szulfonil-izocianát részleges hidrolíz.ise útján keletkező, 1 \2N-S02- -F képletű amjdo-szulfonil-fluorídból indulnak ki (24 53 063 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat). Az arnido-szulfonsav fluorídját a reakció szempontjából közömbös szerves oldószerben, valamely amin jelenlétében a diketén aceto-acetilezőszer körülbelül ekvimolárjs 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-szulfoníl-fluoridot az.után a szokásos módon valamely bázissal, példáid metano’os kálium-hidroxid-oldatta! cikiizálják az aceszulfam édesítőszerré, a (B) reakcióvázlat 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 ainido-szulfonsavhalogeníd kiindulási vegyületre számítva körülbelül 85%-ig menő termelési hányadokkal), a viszonylag nehezen hozzáférhető klór- illetőleg fluor-szulfonií-izocianát kiindulási anyagok szükségessége miatt ezek az eljárások — különösen az ipari célokra történő alkalmazás szempontjából — még tökéletesítésre szorulnak. A klór-vagy fluor-szulfonil-izocíanát előállításához ugyanis részben igen körülményesen kezelendő kiindulási anyagok (hidrogén-cianid, klór, kén-trioxid és hidrogén-fluorid) szükségesek. ami számottevő biztonsági rendszabályokat igényel. A klór- vagy fiuor-szulfonil-izocianát előállítása ar. alábjji reakciókon alapul: ilCN ♦ Cli -»C1CN ♦ HCI 2 C1CN + SOj -+ C1-S02 -NCO C|-S02 -NCO + HF -*■ DSC), -NCO * HCI Az amido-szulfonil-ftuoridnak az említett 24 53 , 063 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat szerinti eljárásban esetleg a lényegesen könnyebben (például ammóniából és kén-trioxidból) előállítható HjN-SOjH amido-szulfonsawal illetőleg ennek sóival való helyettesítése alig látszott célravezetőnek, minthogy a nátrium-amido-szulfonát (HjN-S03-Na) diketénnal vizes alkalikus oldatban lefolytatott reakciója egyáltalán semmilyen tiszta állapotban elkülöníthető reakciótermékhez nem vezet. Az ebben a reakcióban valószínűleg legalább melléktermékként képződő 1 :l arányú addukt js csak 4-nitro-feníl-dtazónium-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 aee(o-acetan>íd-N-szulfonsav képződését egyébként is csak a 6-metiI-3,4-dihidro-J ,2,3-oxatiazin4- -on-2,2-diuxid 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-J ,2,3-oxatiazin4-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 fennállt az ismert eljárások megfelelő tökéletesítésének vagy jobb új előállítási eljárás kidolgozásának a feladata. Ezt a feladatot a találmány értelmében az aceto-acetamid 4—10-szeres moláris mennyiségű kén-trioxiddal való reakciójával oldottuk meg. A találmány teliét olyan új eljárás a 6-metil-3,4-di* hidro-1,2,3-oxatíazjn4-on-2,2-dioxíd alkálifémsóinak egy acet-acetil-vegyületből kiinduló előállítására, amelynek során aceto-acetamidot kén-trioxid 4—10- szeres moláris mennyiségével reagáltatunk a reakció szempontjából közömbös szerves oldószer, mint diklór-nretán vagy diklór-etán jelenlétében, 40 °C és +90 °C közötti hőmérsékleten, és a sav alakjában kapott 6-metil-3,4-dihidro-l ,2,3-oxatiazin4-on-2,2-dioxidot egy kationként alkálifémiont, előnyösen káliumiont tartalmazó bázissal semlegesítjük. A fenti reakció valószínűleg oly módon megy végbe, hogy először 1 mól aceto-acetamídból és 1 mól kén-trioxidból aceto-acetamid-N-szulfonsav keletkezik, majd ez egy további mól kén-trioxiddal 6-metil-3,4-dihidro-l ,2,3-oxatiazin4-on-2,2-dioxiddá ciklizálódik, amint ezt az (E) reakcióvázlat szemlélteti. Ezzel az eljárással a 6-meti!-3,4-dihidro-l ,2,3-oxatiazon4-on-2,2-dioxidot az elméleti hozam körülbelül 30-90%-ának megfelelő termelési hányaddal kapjuk. Ez az új eljárást anyagok, valamint a reakció rendkívül egyszerű gyakorlati kivitelezhetősége folytán számottevő haladást jelent az eddig ismert előállítási eljárásokhoz képest. A találmány szerinti eljárás alapját képező reakció - különösen a gyűrűzárási reakciólépés — sikere igen meglepő volt, mert a gyűrűzárás, amelynek során 1 mól aceto-acetamid-szulfonsavra számítva 1 mól víz hasad le, másfajta vízlehasító szerekkel, mint foszfor-196.777 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
