Способ получения калиевой соли 6-метил-3, 4-дигидро-1, 2, 3 оксатиазин-4-он-2, 2-диоксида

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 //А 23 Ь 1/236 1)5 С 07 Е И ТЕНИ ПИС ЕНТУ 21) 4028038/222) 01.09;8631) Р 353135832) 03.09.8533) ВЕ46) 30,07,9071) Хехст АГ72) Дитер Роальтер Раймаарл Эрнст Ма 3-0(ВЕ)шлинг, Адольфн, Отто Эрнсти Вольфган . Э инкисвайкерт,ертц ЕВОЙ СОЛИОКСАТИАЗИН гетероастности метили-ояьзуетсяспособам метил,44-он,2 которая находит мышленности.; тся повы-.зоб отноеитсявой соли 6 етения кала получе 1,2,3-оксатиаз-дигидр -диокси и обладае применеЦель ние чистоты целево продукта.гается тем, калиевой со,2,3-оксатициклизацией и ацетоацета- есмешивающемказа нач цель дост собе полученил,4-дигидро -2,2-диоксида аммониевой сел ьфокислоты в что в ли 6-мет азин-о раствора мид-К-су ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 547.879,07 (088,8)Патент СССР Р 13424107 В 291/06 1983. кл. СУ(57) Изобретение относитсяциклическим соединениям, вк получению калиевой соли-2,2-диоксида, которая исп в пищевой промышленности. Цель изобретения - повышение чистоты целевогопродукта. Получение ведут циклизациераствора аммониевой соли ацетоацетамид-И-сульфокислоты в несмешивающемся с водой органическом растворителе(избыток), Образующийся адцукт подвергают гидролизу, органическую фазуотделяют и растворенный в ней бтметил,4-дигидро,2,3-оксатиазин-он,2-диоксид переводят в его калиевую соль обработкой органическойфазы или смеси органической фазы сводой, или остатка выпаривания органической фазы. раствором гидроокисикалия. Органическую фазу после ееотделения очищают зкстракцией водой(0,05-0,2 от объема органической фазы). Способ позволяет получить целевой продукт с чистотой 99,97 (против907. по известному способу). 5 з,п.ф.-лы, 1 табл,я с нодон органическом растворит ле таком, как метиленхлорид, поддействием избытка серного ангидрида,растворенного в указанном растворителе, гидролизом образующегося адцуктаб-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин-он,2-диоксида с серным ангидридом,отделением органической фазы иперед тем, как переводить растворенный в ней б-метил,4-дигидро,23-оксатиазин-он,2-диоксид в егокалиевую соль, органическую фазу непосредственно после ее отделения очищают экстракцией водой, взятой в ко 1582988личестве 0,05-0,2 от объема органической Фазы,Использованную после очистки органической фазы воду далее можно напра 5вить на стадию гидролиза аддукта 6-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин-"оксатиазин-он,2-диоксида в егокалиевую соль можно осуществить путемобработки очищенной органической фазыводным раствором гидроокиси калияпри перемешивании, либо путем выпаривания очищенной органической фазы содновременным добавлением воды с последующей обработкой остатка выпаривания органической Фазы в виде егораствора в воде водным раствором гид Ороокиси калия, .либо путем выпаривания очищенной органической фазы с оцновременным добавлением водного раствора гидроокиси калия, причем выпаривание очищенной органической фазы с 25одновременным добавлением воды иливодного раствора гидроокиси калияможно вести в тонкослойном выпарномаппарате,Дпя экстремальных требований,чистоты можно перекристаллизовывать ацесульфам К еще дополнительно из воды,в конкретном случае в присутствииактивированных углейВ примерах б-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин-он;,2-диоксидсокращенно именуют АБН, а его калиевую соль АБКаПолучение исходного ацетоацетамид .И-сульфоната.97,1 г (1,0 моль) амидосульфокис Олоты суспендируют в 1,0 л метиленхлорида, При перемешивании добавляют106 г (1,05 моль) триэтиламина, причем амидосульфокислота поступает враствор в виде соли триэтиламмония. 45После добавления б г (0,1 моль) ледяной уксусной кислоты добавляют покаплям в пределах 1 ч с перемешипанием при внутренней температуре 15 ф С93,8 г (1,08 моль) 977.-ного дикетена. 5 ОСогласно анализу по НРЬС (жидкостнойхроматографии под высоким давлением)выход ацетоацетамид-И-сульфоната составляет 90%. Полученный таким образом раствор используют непосредствен но для последующего взаимодействия.П р и м е р 1. Замыкание цикла.и гидролиэВ круглую колбу с азотной накладкой предварительно помещают 400 мл157-ного раствора БО в СН, С 1, привнутренней температуре - 3 ОО С (охлаждение изопропанолом/сухим льдом отО-40 до -60 С), добавляют по каплям приперемешивании в пределах 25 мин1850 мл раствора БО, в СН, С 1, (157 ного) и одновременно раствор ацетоацетамид-И-сульфоната в СН, С 1, .Для гидролиза при сильном наружномохлаждении, начиная с -30 С,в пределах около 30 мин добавляют по каплям500 мл воды. Температура при этом быстро поднимается от -30 до 0 С, а далее ее удерживают на уровне до +5 С,Получение раствора АБН в метиленхлориде,оПри 5 С органическую фазу отделяюти водную серно-кислую Фазу еще дважды экстрагируют, каждый раз по 1,0 лСН С 1 . Получают раствор 132 г АБНв 5,0 л метиленхлорида (1,9%-ный раствор) .Выход 817. (по отношению к амидосульфокислоте),Получение АБК. 2,5 л раствора АБНв метиленхлориде в течение 2 ч перемешивают с 250 мл воды. Затем органическую Фазу выпаривают в вакууме. Ос -таток растворяют в том же весовомколичестве метанола и после этогодоводят с помощью 207.-ной КОН в метаноле до рН 8-10 (осаждению КОН в метаноле). После отфильтровывания исушки выделяют 69,5 г АБК (выход 85%по отношению к 66 г использованногоАБН),Анализ,: АБК 99,6; К,БО0,4.Сравнение. 2,5 г полученного 1,97. -ного раствора АБН в метиленхлоридевыпаривают без дальнейших очистныхопераций в вакууме, Остаток растворяют в том же весовом количестве метанола и после этого доводят с помощью 207-ной КОН в метаноле до рН 810. После отфильтровывания и сушкиизолируют 96,5 г сырого АБК (выход98% по отношению к 66 г использованного АБН), состоящего на 837. из АБКс содержанием К, БО8,87. (по отношению к АБК),П р и м е р 2. Возврат воднойфазы, образующейся при экстракцииорганической фазы АБН водой, на сту -пень гидролиза. Для реакции замыкания цикла применяют соответственно1/10 количества используемых продук,15тов, как описано в примере 1. Образующийся раствор АБН в метиленхлориде(500 мл) затем в течение 2 ч перемешивают соответственно с 50 мл воды,Образующуюся при этом водную фазуупотребляют далее для гидролиэа приследующем опыте, После 10 опытов с9 возвратами водной фазы с помощьюосаждения КОН в метаноле аналогичнопримеру 1 выделяют приведенные в таблице пробы АБК,Определение содержания АБК в продукте осуществляют титрометрически спомощью хлорной кислоты в ледяной уксусной кислоте с относительной погрешностью примерно 0,5%ОпределениеК, ЯО осуществляют через содержаниесульфата путем осаждения с помощьюводного раствора ВаС 1, и обратноготитрования избыточного ВаС 1 с помощью стандартизированного растворакомплексообразователя при относительной погрешности примерно 1%.Выход и чистота Ацесульфама К. 1 13,8 0,3 2 15,7 0,4П р и м е р 3. Зкстрактивнаянейтрализация фазы АЯН в метиленхлориде с помощью 7%-ного калийного щелока, 5,0 л полученного по примеру 1 1,9%-ного раствора АБН в метиленхлориде перемешивают в течение 2 ч с 500 мл воды. Органическую фазу (содержащую 112 г АЯН) отделяют и перемешивают с 600 г 7%-ного калийного щелока в течение 1,5 ч. Вслед эа этим " отделяют водную фазу. Из этого раствора отгоняют в вакууме (60 мбар) 490 г воды, После охлаждения остатка до 0 С, отфильтровывания и сушки вью.деляют 115,7 г АБК.,Выход 84% (по отношению к 112 гАЯН) . Анализ, %: АБК 99,9; К,БО 0,05. После продолжения выпаривания кри -сталлизационного маточного растворавыделяют еще 13,0 г АБК.Выход 9% (по отношению к 112 гАЯН) .Анализ, %ф АБК 99,8; К БО 0,3.П р и м е р 4. Экстрактивная .нейтрализация Фазы АБН в метиленхло 10 риде посредством 30%-ного калийногощелока в колбе с мешалкой.5,0 л полученного по примерура"створа АБН в метиленхлориде перемешивают в течение 2 ч с 500 мл воды. Ор"15 ганическую фазу (112 г АБ 1) отделяюти перемешивают в течение 0,5 ч с144,0 г 30%-ной КОН. Вслед за этимреакционную смесь фильтруют. Послесушки получают 112,8 г АБНВыход 31,5% (по отношению к 112 гАЯН),Анализ, %: АЯК 99,8; К,БО 0,1,П р и м е р 5, Экстрактивнаянейтрализация Фазы АБН в метиленхло 25 риде с помощью 30%-ного калийного щелока в тонкопленочном реакторе. Аппаратура состоит из обычного лабораторного тонкослойного выпарного аппа"рата с эффективной длиной 22 см и30 эффективной поверхностью 160 .см, который используют в качестве тонкопленочного реактора. В этот реактор накачивают в пределах 1 ч 2,5 л обработанного аналогично примеру 4 водойраствора АБН в метиленхлориде и одновременно 65,4 г 30%-ной КОН (числооборотов ротора около 800 об/мин).Посредством всасывающего .нутча изуходящей из реактора реакционной смеси непрерывно отфильтровывают получа-,ющуюся АЯК. После сушки получают56, 1 г АБК.Выход 81% (по отношению к 56 г:АЯН.,45 Анализ, %: АЯК 99,7; К, ЯО 0,3.Из мертвого объема реактора и объемных потоков использованных продуктов получают путем вычисления среднее время обработки 2,5 с.50 П р и м е р 6. Отгонка СН,С 1,в тонкослойном выпарном аппарате.сдобавлением воды. Аппаратура состойтиз обычного лабораторного тонкослойного выпарного аппарата с эффективной длиной 22 см и эффективной поверхностью 160 смПри температуреонагревательной рубашки 115 С в выпарной аппарат вводят потоком 5,0 л/чобработанного аналогично примеру 3158298 посредством 500 мл воды раствора АБН в СНС 1, (112 г АБН) и одновременно воды 180 г/ч. Стекающий из выпарного аппарата приблизительно 607-ный раствор АБН в воде после охлаждения до температуры помещения нейтрализуют с помощью 78,5 г 507-ного калийного щелока при перемешивании. После охлаждения до 0 С выделяют 110,7 г АБК 10Выход, 802 (по отношению к 112 г АБН) .Анализ, 7,: АБК 99,9; К, БО 0,2.После дальнейшего выпаривания кристаллизационного маточного раствора 15 выделяют еще раз 12,0 г АБК,Выход 97 (по отношению к 112 г АБН).Анализ,: АБК 99,73 К БО+ 0,3.Н р и м е р 7. Отгонка СНС 1 в 20 тонкослойном выпарном аппарате с добавлением калийного щелока. В ту же аппаратуру аналогично примеру 6 при температуре нагревательной среды 115 С вводят 5,0 л/ч такого же раст вора АБН в СН С 1 , как в примере б,и одновременно 250 г 167-ного калийного щелока. Из выпарного,аппарата стекает однородный водный раствор АБК (температура 105 С). После охлаждения 30 этого раствора до 0 С выкристаллизонанную АБК отфильтровывают и сушат в вакууме.Выход 127,2 г (92 по отношению к 112 г АБН).35Анализ,: АБК 99,9 К,БО 0,1.П р и м е р 8. Поступают аналогично примеру 1, однако при получении АБК 2,5 л раствора АБН в метиленхлориде перемешивают с 500 мп воды. За тем органическую фазу отделяют и выпаривают при пониженном давлении. Полученный сырой АБК растворяют в таком же весовом количестве метанола и с помощью 20%-ного метанольного раство ра гидроокиси калия доводят до рН 8- 10, Осаждается калиевая соль АБК. После отфильтровывания и высушивания выделяют 66,8. г продукта (выход 83 ) с содержанием АБК 99,8 ,с содержанием К,БО 0,2%.П р и м е р 9. Поступают аналогично примеру 8, однако раствор АБН в метиленхлориде перемешивают вместо 500 мп с 125 мп воды. После отфильтровывания и высушивания продукта,осаждения раствором КОН в метаноле выделяют 70,8 г продукта (выход 887), который имеет содержание АБК 99,4 Х и 8 асоцержание К,БО О,бьПелевой продукт Ацесульфам калия, получаемый во всех примерах 1-9, имеет следующие спектральные характеристики:Н-ЯР (Д, О), Р (ррш): 2, 10-2, 11 (дублет, ЗН, СН -группа); 5,64-5,68 (квадруплет, 1 Н, СН-группа) .ИК-спектр в Квг, у макс. (см ): 1650, 1580, 1170.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать Афесульфам К с чистотой 99,97, что значительно превышает возможности известного способа, по которому чистота продукта до пере- кристаллизации обычно не достигает 907.; Формула и зобр е т ения 1. Способ получения калиевой соли б-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин- -4-он,2-диоксида циклизацией раст-вора аммониевой соли ацетоацетамид-Ц- -сульфокислоты в несмешивающемся с водой органическом растворителе таком, как метиленхлорид, под действием избытка серного ангидрида, растворенного в указанном растворителе, гидролизом образующегося аддукта б-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин- -4-он,2-диоксида с серным ангидридом, отделением органической фазы,и переводом растворенного в ней б-метил;4-дигидро;2,3-оксатиазин- -он,2-диоксида в его калиевую соль обработкой органической фазы или смеси органической Фазы с водой или остатка выпаривания органической фазы раствором гидроокиси калия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чистоты целевого продукта, органическую фазу после ее отделения очищают экстракцией водой, взятой в количестве 0,05-0,2 от объема органической фазы.2, Спосбб по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что использованную после очистки органической Фазы воду направляют на стадию гидролиза аддукта б-метил,4-дигидро,2,3- -оксатиазин-оч,2-диоксида с серным ангидридом.3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что перевод б-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин- -4-он,2-диоксида в его калиевую соль ведут обработкой очищенной органической фазы водным раствором гидро- окиси калия при перемешивании.1 О 1582988 Составитель 3. ЛатыповаРедактор Ю. Середа Техред Л.ОлийныкКорректор О. ЦиплеЗаказ 2099 Тирах 335 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.укгород, ул. Гагарина, 10.1 4. Способ по пп, 1 и 2, о тл ич а ю щ и й с я тем, что перевод 6-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазии- -4-он,2-диоксида в его калиевую соль ведут путем выпаривания очищенной органической фазы с одновременным добавлением воды с последующей обработкой остатка выпаривания органической фазы в виде его раствора в воде водным раствором гидроокиси калия.5. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что перевод б-метил,4-дигидро,2,3-оксатиазин- -4-он,2-диоксида в его калиевую соль ведут путем выпаривания очищенной органической фазы с одновремен" ным добавлением водного раствора гидроокиси калия.6. Способ по пп. 4 и 5, о т л ич а ю щ и й с я тем, что выпаривание очищенной органической фазы с одновременным добавлением воды или водного раствора гидроокиси калия ведут в тонкослойном выпарном аппарате.