制备6-甲基-3,4-二氢-1,2,3-__噻嗪-4-酮-2,2-二氧化物及其无毒性盐的方法技术

制备６－甲基３，４－二氢－１，２，３，－噻嗪－４－酮２，２－二氧化物的方法包括：ａ于惰性有机溶剂中，在胺或膦催化剂存在下，以至少是部分地可溶的氨基磺酸的盐，与至少是近似等摩尔量的乙酰乙酰胺－Ｎ－磺酸盐环化；或将其游离酸；ｂ于惰性无机或有机溶剂中，与至少为近似等摩尔量的ＳＯ－［３］反应，得到６－甲基－３，４－二氢－１，２，３－噻嗪－４－酮２，２－二氧化物，此产物是在这个反应中以酸的形式产生的；需要时，可由其酸形式；ｃ用碱中和得到适当的盐．这类无毒性盐，尤其是钾盐，为很有价值的合成甜味剂．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物为具有下列结构式的化合物 在其氮原子上的酸式氢与碱作用，结果此化合物可形成盐。所形成的无毒性盐，如Na、K和Ca盐、因其具有甜味，又在某些情况下甜度尤其大，故在食品部门将其用作甜味剂，其K盐(“Acesulfamek”或简称“Acesulfame”)尤为重要。已知有许多不同的方法制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒性盐;参见Angewandte Chemie 85，Issue 22(1973)PP.965-73，相当国际版本12卷，11期(1973)，869-876页。实际上所有这些都是以氯-或氟磺酸酰基异氰酸(XSO NCO;X＝Cl或F)作为原料。以氯-或氟磺酰基异氰酸与单甲基乙炔、丙酮、乙酰乙酸、叔丁基乙酰乙酸或苄基丙烯基醚反应(通常为多步骤反应)，以得到乙酰乙酰胺-N-磺酰氯或氟，后在碱(如象甲醇的KOH溶液)的作用下被环化，并得到相应6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的盐。如需要时，可以通常的方法(用酸)，由其盐制得游离的噁噻嗪酮。制备噁噻嗪中间产物乙酰乙酰胺-N-磺酰氟的另一种方法，是以氨磺酰氟H2NSO2F为原料，此化合物为氟磺酰基异氰酸的部分水解产物(西德专利2，453，063号)。此氨磺酰之氟化物H2NSO2F，在一种惰性有机溶剂中，胺的存在下，大约-30至100℃之间，与差不多等摩尔量的乙酰乙酰化试剂双烯酮反应，反应按下列平衡式进行(其中之胺为三乙胺) 乙酰乙酰胺-N-磺酰氟之后用通用方法，利用碱，例如甲醇之KOH溶液，将乙酰乙酰胺-N-磺酰氟环化成甜味剂 虽然某些已知的制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒性的方法，可得到令人满意的产率(基于从氨磺酰卤化物开始，可达理论值的约85%)，但尤其从工业生产之目的考虑，因为制备中所必须的氯-或氟磺酰基异氰酸，作为原料不容易得到，故迄今仍须进一步提高产率。制备氯-或氟磺酰基异氰酸时，因其所用原料(HCN，CL2，SO3和HF)中有的相当不好处理，而必须特别小心地测定和注意安全设施。氯一和氟磺酰基异氰酸之制备系基于下列反应式在依据于上述西德4，453，063号专利的方法中，从显然是更易得到的(例如由NH3+SO3)氨基磺酸H2NSO3H或其盐代替胺磺酰氟，似乎很难令人乐观，这是因为H2NSO3Na同双烯酮在碱的)水溶液中反应，并不能得到任何能被分离纯化的反应产物。当然，反应可能得到1∶1的加成物，此加成物大概至少是部分地在这个反应中形成的，且只是以同4-硝基苯偶氮氯化物形成之偶合产物的形式存在的一种淡黄色染料;参见Ber.83(1950)，551-558页，特别是555页，叙述实验前的最后一段以及558页上最后一段 此外，据认为乙酰乙酰胺-N-磺酸本身只是(或也是)在其水溶液中煮沸期间，6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物分解的一种中间产物;参见引言中列举的文献，Angew.Chemie(1973)Loc.cit 因此，鉴于用于制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒性盐的工艺方法的现状，特别是鉴于尚不能完全满足工业生产的要求，以及现有方法又必须使用并不太容易制得的原料等情况，目前有必要适当改进现有方法，或者建一种的方法。这一目的已基于本专利技术而达到，即改进西德2453063号专利的技术(主要是以氨基磺酸的盐代替通常方法中所用的胺磺酰氟)，之后再用SO3将所得到的乙酰乙酰化的产物环化。因此，本专利技术是涉及到以下述之方法制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒性盐的。a)在惰性有机溶剂中，最好在胺或膦催化剂存在下，以氨基磺酸衍生物和至少等摩尔数的乙酰乙酰化试剂反应，得到乙酰乙酰胺衍生物;b)将乙酰乙酰胺衍生物环闭合;该方法包括使用如步骤a)所用的胺磺酸盐衍生物，此衍生物至少部分溶于所用的惰性有机溶剂中，由第一步骤中所形成的乙酰乙酰胺-N-磺酸盐或游离乙酰乙酰胺-N-磺酸，在步骤b)中的环闭合是经至少为近似等摩尔量的SO3的作用，最好是在一种无机或有机溶剂中进行，以形成6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的环，之后在一附加的步骤c)中，用一种碱中和由这个反应所得的酸式产物。此方法所依据的反应方程式如下(以双烯酮作为乙酰乙酰化试剂) 此方法由易于获得的、低的成本的原料开始，而且很容易进行。在步骤a)中，产率大约为理论值的90至100%(以反应开始的氨基磺酸盐计);步骤b)中，约为理论值的70%至95%(以乙酰乙酰胺-N-磺酸盐计);步骤c)中，约为理论值的100%(以酸式噻嗪计)，故整个过程的产率为大约65至95%。同现有工艺方法比较，本专利技术具有明显的进步。令人极为惊异的是通过步骤a)，磺酸盐和乙酰乙酰化试剂之间的反应进引得很顺利，有很好的产率，和1∶1的反应产物，而所得反应产物也很容易被纯化分离，而这对于氨基磺酸或其盐与乙酰乙酰化试剂间的反应来说，是很难想象的。反之，按照参考文献Ber.83(1950)Loc.cit中所述，氨基磺酸钠与双烯酮在碱性水溶液中进行反应，显然地是很有问题的。同样令人惊异的是本方法之步骤b)中用SO3使乙酰乙酰胺-N-磺酸盐或游离的氨基磺酸环化，其反应也能很好地进行，这是因为该步骤中随环闭合反应并不伴有脱水和除碱(MOH)，而倘若用其它脱水或碱的试剂，如P2O5、醋酸酐、三氟醋酸酐及磺酰氟等，则实际均不能产生环闭合反应。依据于本专利技术的方法，详述如下步骤a)可用于乙酰乙酰化的乙酰乙酰化试剂有乙酰乙酰氯和双烯酮等，尤双烯酮为优选。所使用的乙酰乙酰化试剂的量，至少要差不多与反应物氨基磺酸盐等摩尔数。以过量不到大约30摩尔%为宜，特别是以过量达大约10摩尔%为更佳。过量多于30摩尔%亦可，但并无优点。适宜的惰性有机溶剂是所有不与原料和终产物发生不需要的反应的有机溶剂，当反应中有适宜的催化剂时，其也应能至少是部分地溶解氨基磺酸的盐类。据此，下面所提到的有机溶剂是适用的和较好的经卤化的脂族烃、以具有不多于4个碳原子为好，二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯氟乙烯等;脂族酮，以具有了至6个碳原子为佳，如丙酮、甲基、乙基酮等;脂族醚，以具有4或5个碳原子的环脂醚为好，如四氢呋喃、二噁烷等;低碳脂族羧酸，以具有2至6个碳原子为佳，例如乙酸、丙酸等;脂族腈以乙腈为佳;碳酸和低碳脂族羧酸的N-烷基取代的酰胺，以具有不多于5个碳原子的酰胺为佳，如四甲基尿、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯酮等;脂族亚砜，以二甲基亚砜为佳，以及脂族砜，以四氢噻吩砜为佳 上面所列的溶剂中更好的是二氯甲烷，1，2-二氯乙烷、丙酮、冰醋酸及二甲基甲酰胺，特别是二氯甲烷。这些溶剂可单独使用，或可混合使用。反应原料对溶剂的用量比可有很大的可变范围;一般其重量比为1∶(2-10)但也可用其它的比例。原则上催化双烯酮加成反应所用的胺和膦催化剂是所有已知可以作为催化剂的胺和膦，其主要是具有亲核性质的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备６—甲基—３，４—二氢—１，２，３—哑噻嗪—４—酮２，２—二氧化物及其无毒性盐的方法，包括——ａ）在惰性有机溶剂中，最好有一种胺或膦催化剂存在下，以氨基磺酸衍生物与至少近于等摩尔量的乙酰乙酰化剂反应，得到一种乙酰乙酰胺衍生物，以 及ｂ）乙酰乙酰胺衍生物的环闭合反应，其包含使用步骤ａ）中所用的至少可部分地溶于所用惰性有机溶剂的氨基磺酸的盐作为氨基磺酸衍生物，在步骤ｃ）中将前一步骤中所形成的乙酰乙酰胺—Ｎ—磺酸盐，在适当的惰性无机或有机溶剂中，在至少为近似等摩尔 量的ＳＯ↓〔３〕的作用下闭环，形成６—甲基—３，４—二氢—１，２，３—＊噻嗪—４—酮２，２—二氧化物的环，之后可以一个外加的步骤ｃ）用碱来中和这个步骤中所产生的酸式产物。

【技术特征摘要】
1.一种制备6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物及其无毒性盐的方法，包括--a)在惰性有机溶剂中，最好有一种胺或膦催化剂存在下，以氨基磺酸衍生物与至少近于等摩尔量的乙酰乙酰化剂反应，得到一种乙酰乙酰胺衍生物，以及b)乙酰乙酰胺衍生物的环闭合反应，其包含使用步骤a)中所用的至少可部分地溶于所用惰性有机溶剂的氨基磺酸的盐作为氨基磺酸衍生物，在步骤c)中将前一步骤中所形成的乙酰乙酰胺-N-磺酸盐，在适当的惰性无机或有机溶剂中，在至少为近似等摩尔量的SO3的作用下闭环，形成6-甲基-3，4-二氢-1，2，3-噁噻嗪-4-酮2，2-二氧化物的环，之后可以一个外加的步骤c)用碱来中和这个步骤中所产生的酸式产物。2.根据权利要求1的方法，其中在步骤a)中是将双烯酮用作乙酰乙酰化剂。3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤a)中所用的乙酰乙酰化剂系过量不多于约30摩尔%，最好不多于10摩尔%。4.根据权利要求1的方法，其中步骤a)中所用的惰性有机溶剂为单独或混合使用的下列物质囟化的脂族烃，最好是有不多于4个碳原子的，脂族酮，最好是有3至6个碳原子的，脂族醚，最好是有4或5个碳原子的环醚，低碳脂族羧酸，最好是有2至6个碳原子的，低碳脂族腈，最好是乙腈，碳酸和低碳脂族羧酸的N-烷基取代的酰胺，最好是总数不多于5个碳原子的酰胺，脂族亚砜，最好是二甲基亚砜，以及脂族砜，最好是四氢噻吩砜。5.根据权利要求1的方法，其中步骤a)中所用的有机溶剂是二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、丙酮、冰醋酸及/或二甲基甲酰胺，特别优选的是二氯甲烷。6.根据权利要求1的方法，其中步骤a)所用的胺或膦催化剂为亲核的叔胺和膦-最好是只有胺-每个N或P原子有不多于20个-最好不多于10个碳原子，特别是三乙胺。7.根据权利要求1的方法，其中步骤a)中所用的，并且至少可部分地溶于惰性有机溶剂的氨基磺酸盐为氨基磺酸的锂、铵和伯、仲、叔和/或季铵。8.根据权利要求1的方法，其中步骤a)是在大约-30℃至+50℃之间进行反应的，最好是在大约0至25℃之间。9.根据权利要求1的方法，其中步骤b)中所用的SO3相对于乙酰乙酰胺-N-磺酸盐的用量，其摩尔数过量多达20倍，最好约过量3至10倍，特别优选量4至7倍。10.根据权利要求1的方法，其中步骤b)中所用的惰性无机溶剂是液态SO2，所用的惰性有机溶剂为下列溶剂中的一种囟化的脂族烃，最好是有不多于4个碳原子的，低级醇和碳酸的酯，最好是碳酸甲酯和碳酸乙酯，低级硝基烷，最好是有不多于4个碳原子的，三甲基吡啶，以及四氢噻吩砜。11.根据权利要求1的方法，其中用于步骤a)和步骤b)的同样的惰性溶剂，优选囟化的脂族烃，特别是二氯甲烷，而步骤a)所得到的溶液不需分离乙酰乙酰胺-N-磺酸盐，即可进行步骤b)的环闭合反应。12.根据权利要求1的方法，其中步骤b)的反应温度为大约-70℃至+175℃，最好是在大约-40℃至10℃之间。13.根据权利要求1的方法，其中用于步骤c)的碱是K碱。14.一种制备乙酰乙酰胺-N-磺酸(盐)的方法，方法中包括如下的反应一种惰性有机溶剂，一种至少可部分地溶于这种溶剂中...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔克劳布，阿道夫林基斯，迪特尔罗伊斯克林格，
申请(专利权)人：鹿特诺瓦营养品和食品有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]