CS252932B1

CS252932B1 - Způsob výroby 3-azido-l,2-propandiolu

Info

Publication number: CS252932B1
Application number: CS250786A
Authority: CS
Inventors: Jan Stanek; Jitka Moravcova; Miloslav Juricek; Jiri Veleminsky; Jiri Jary
Original assignee: Jan Stanek; Jitka Moravcova; Miloslav Juricek; Jiri Veleminsky; Jiri Jary
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Způsob výroby 3-azido-l,2-propandi- olu spočívá v tom, že se na 1,2,-0-iso- propyliden-l,2,3rpropantriol působí p-to- luensulfonylchloridem v pyridinu, reakční produkt se rozloží anorganickou kyselinou, s výhodou kyselinou chlorovodíkovou, vzniklý 1-0-p-toluensulfonyl-1,2,3-propantriol se extrahuje do chlorovaného rozpouštědla, s výhodou do chloroformu a na zbytek získaný po odpaření rozpouštědla se působí azidem sodným ve vodném prostředí při teplotě 70 až 100 °C na 3-azido-l,2-propan- diol

Description

Vynález se týká způsobu výroby 3-azido-l,2-propandiolu /azidoglycerol, IV/.

Doposud používaný postup přípravy vycházející z 1,2-0isopropyliden-l,2,3-propantriolu /1/ spočívá v nukleofilní substituci methansulfonyloxyskupiny v l,2-0-isopropyliden-3-0-methansulfonyl-l,2,3-propantriolu /11/ azidem sodným v N,N-dimethylformamidu, jejíž produktem je 3-azido-l,2-0-isopropyliden-l,2-propandiol /111/. Kyselou hydrolyzou se pak chránící acetalová skupina odstraní za vzniku 3-azido-l,2-propandiolu /IV/, viz Eur. Pat. Appl. EP 72,531 /1983/.

OH OSO2CH3 N5 Nj

0 0 OH

I II III IV

Meziprodukt III je nutné čistit vakuovou destilací, tedy operací, která je při relativně vysokém bodu varu teplotně labilní azidosloučeniny III /b.v. 123 °C při 7 Pa/ spojena při práci s velkými kvanty se značným rozkladem, to je se ztrátami způsobenými přehříváním. Další nežádoucí ztráty přináší i první stupeň této syntézy, methansulfonyláce látky I v prostře dí pyridinu. Chránící acetalová skupina je velice citlivá na kyselé prostředí, takže při zpracování /pyridin se odstraňuje vytřepáváním se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou/ se část produktu zhydrolyzuje. Vzniklý vedlejší produkt, methansulf0nylglycerol V, odpadá nevyužit v matečných louzích.

*

Druhý popsaný postup, jehož klíčovým stupněm je azidolyza oxiranového kruhu v derivátu VI /J.D.Ingham, W.L.Petty,

P.L.Nichols jr., J. Org. Chem. 21, 375 /1956//,	252 932
OH	oso₂ch₅	oso₂ch₅	0	n₅
0	0	OH		OH
0	0	OH	OH	OH
I	II	V	VI	IV

je o jeden reakční stupeň delší, výtěžek samotného štěpení oxiranového kruhu je navíc velice nízký, 65 %.

Uvedené nevýhody odstraňuje postup podle předloženého vynálezu, podle kterého se látka I převede reakcí se snadno dostupným p-toluensulfonylchloridem v pyridinu na 1,2-0-isopropyliden-3-0-p-toluensulfonyl-l,2,3-propantriol /711/, který se bez izolace hydrolyzuje anorganickou kyselinou na 1-0-p-toluensulfonyl-l,2,3-propantriol /7111/, který se extrahuje do chlorovaného rozpouštědla,s výhodou do chloroformu, po jehož odpaření se p-Toluensulfonyloxyskupina v látce /7111/ bez jakéhokoliv chránění volných hydroxylových skupin zamění při reakci s azidem sodným za azidoskupinu, konečný produkt IV se přečistí podle potřeby destilací.

OH	0S0₂C6H₄CH5	OSO₂C6H4CH5	n₅
0	0	OH	OH
0	0	OH	OH
I	VII	VIII	IV

Reakce s p-toluensulfonylchloridem v pyridinu se provádí běžným, již klasickým způsobem /viz např. K.Freudenberg,

H.Hess, Justus Liebigs. Ann. Chem. 448, 121 /1926//. Na rozdíl od popsaných postupů se ale po kvantitativním zreagování výchozí sloučeniny I reakční směs nerozkládá vodou, ale zředěnou minerální kyselinou, nejlépe kyselinou chlorovodíkovou. Při dosud užívaném, obvyklém rozkladu vodou se ze směsi vyloučí krystalický l,2-0-isopropyliden-3-0-p-toluensulfonyl-1,2,3-propantriol /711/; jeho část se ovšem při této operaci zhýdr.olyzuje na rozpustný diol VIII, který pochopitelně při filtraci látky VII zanikne s matečnými louhy. Navíc při

252 932 nedostatečném odstranění zbytků nezreagovaného pvtoluensulfonylchloridu ze surového produktu VII dojde při rekrystalizaci látky VII /např. ze směsi ethanol/voda/ k další hydrolyze acetalové chránící skupiny působením isyselin chlorovodíkové a p-toluensulfonové, a tím i k dalšímu snižování výtěžku látky VII. Při námi používaném rozkladu sulfonylační směsi kyselinou chlorovodíkovou se okamžitě zhydrolyzuje veškerý izopropylidenderivát VII, produktem tosylace látky I je tedy jediná sloučenina, diol VIII, vznikající takřka v kvantitativním výtěžku. Současně jsme zjistili, že na izolaci tohoto diolu VIII lze s výhodou použít běžnou extrakci do organického rozpouštědla, například chloroformu. Při popsané hydrolyze krystalického p-toluensul.fonylderivátu VII na látku VIII kyselinou chlorovodíkovou byla směs zpracovávána tak /R.S.Tipson, M.A.Clapp, L.H.Cretcher, J. Amer. Chem. Soc. 65. 1092 /1942//, že se chlorovodík odstraňoval zdlouhavou neutralizací s karbonátem olovnatým aprodukt VIII se pak izoloval odpařením vodného roztoku po odstranění solí filtrací.

p-Toluensulfonylderivét VIII, získaný při našem postupu odpařením chloroformového extraktu, lze bez jakéhokoliv dalšího čištění podrobit nukleofilní substituci azidem sodným v Ν,Ν-dimethylformamidu, obdobně jako bylo uvedeno pro methansulfonylderivát II. při teplotách pod 140 °C není reakční směs znehodnocována rozkladnými produkty, kvantitativní reakce se dosáhne během několika minut. Při sledování vlivu stopových množství vody v Ν,Ν-dimethylformamidu na rychlost této substituce jsme pak dospěli k překvapivému zjištění, že přítomnost dipolárně aprotického rozpouštědla není pro průběh námi sledované bimolekulární nukleofilní substituce nezbytná. Reakce probíhá dostatečně rychle i v samotné vodě, kvantitativní konverzi bez vedlejších produktů lze dosáhnout při 100 °C po 30 min. Výhody, plynoucí ze záměny Ν,Ν-dimethylformamidu za vodu, jsou nesporné; vedle dostupnosti rozpouštědla zde značnou roli hraje vysoký bod varu Ν,Ν-dimethylformamidu /155 °C/ a s tím související obtíže při jeho odstraňování. Z vodného prostředí se 3-azido-l,2-propandiol /IV/ izoluje bez problémů, lze jej čistit vakuovou destilací.

252 932

Všechny zmíněné výhody postupu, který je předmětem tohoto vynálezu, jsou patrné z následujících příkladů provedení.

Příklad 1

K roztoku 84 g 1,2-0-isopropylidenglycerolu v 60 ml pyridinu bylo za míchání při teplotě okolo 50 °C přidáno 125 g p-toluensulfonylchloridu během 30 min. Po hodinovém stáni při teplotě laboratoře byla směs ohřátá na 60 °C, po přidání 200 ml vody s 10 ml kyseliny chlorovodíkové byla teplota zvýšena na 80 °C, získaný roztok byl ochlazen a produkt, 1-Q-p-toluensulfonyl-l,2,3-propantriol /VIII/, izolován vytřepáním do chloroformu běžným způsobem. Po odpaření rozpouštědel bylo získáno 150 g surové, chromatograficky čisté látky VIII, která byla bez dalšího čištění smíchána s 240 ml vody a 55 g azidu sodného a zahřívána k varu pod zpětným chladičem 30 min. Podle chromatografie na tenké vrstvě silikagelu v soustavě chloroform-methanol 5 % hýla látka VIII kvantitativně převedena na 3-azido-l,2-propandiol /IV/. Směs byla ve vakuu odpařena do sucha, azid IV byl ze solí extrahován acetonem, acetonový extrakt byl odpařen a zbytek /101 g/ destilován ve vakuu olejové vývěvy při 130 °C v lázni. Jímána byla frakce s t.v. 100 až 105 °C při 40 Pa, získáno bylo 68 g /91 %/ chromatograficky čistého, bezbarvého sirupovitého 3-azido-1,2-propandiolu /TV/ s fyzikálními vlastnostmi totožnými s údaji uvedenými v literatuře /J.D.Ingham, W.L.Petty, P.L. Nichols jr., J. Org. Chem. 21, 375 /1956//.

Příklad 2 g 1,2-0-isopropylidenglycerolu /1/ bylo tosylováno ^s® 72,5 g p-toluensulfonylchloridu a 35 ml pyridinu stejně, jako je uvedeno v příkladu 1. Surový 1-0-p-toluensulfonyl-1,2,3-propantriol /VIII/isolovaný extrakcí do methylenchloridu byl rozpuštěn v 250 g Ν,Ν-dimethylformamidu a směs byla zahřívána se 40 g azidu sodného na 140 až 150 °G 15 min. Část Ν,Ν-dimethylformamidu byla oddestilovéna ve vakuu, soli čás252 932 tečně odstraněny opakovanou extrakcí acetonem a produkt IV izolován frakční vakuovou destilací. Po frakci N,N-dimethylformamidu bylo získáno 24 g /54 %/ látky IV, totožné s produktem získaným podle příkladu 1.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob výroby 3-azido-l,2-propandiolu_ivyznačující se tím, Že se na l,2-0-isopropyliden-l,2,3-přopantriol působí p-toluensulfonylchloridem v pyridinu, reakčni produkt se rozloží anorganickou kyselinou, s výhodou kyselinou chlorovodíkovou, vzniklý l-0-p-toluensulfonyl-l,2,3-propantriol se extrahuje do chlorovaného rozpouštědla, s výhodou do chloroformu a na zbytek získaný po odpaření rozpouštědla se působí azidem sodným ve vodném prostředí při teplotě 70 až 100 °C na 3-azido-1,2-propandiol·