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Title:
METHOD FOR PRODUCING N-SUBSTITUTED HYDROXYLAMINES AND THE SALTS THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/048093
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing N-substituted hydroxylamines from N-substituted aryloxaziridines or heteroaryloxaziridines by means of acid hydrolysis and isolation of the N-substituted hydroxylamines in the form of the salts thereof.

Inventors:
DOCKNER MICHAEL (DE)
EYMANN WOLFGANG (DE)
KOENIG BERND-MICHAEL (DE)
HOLZEM HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/014051
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
November 28, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
DOCKNER MICHAEL (DE)
EYMANN WOLFGANG (DE)
KOENIG BERND-MICHAEL (DE)
HOLZEM HELMUT (DE)
International Classes:
C07C239/10; (IPC1-7): C07C239/10
Domestic Patent References:
WO2000002848A12000-01-20
Foreign References:
EP0217269A21987-04-08
Other References:
EMMOND, W D: "The preparation and properties of Oxaziranes" JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY., Bd. 79, 1957, Seiten 5739-5754, XP002224392 AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, WASHINGTON, DC., US ISSN: 0022-3263 in der Anmeldung erw{hnt
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkusen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung von Nsubstituierten Hydroxylaminen der allge meinen Formel (I) und deren Salzen, wobei R einen Rest der allgemeinen Formel (II) worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes CtCzoAlkyI, C3C8Cycloalkyl, geradkettiges oder verzweig tes C2CloAlkenyl oder C6CloAryl stehen, oder einen C3C8Cycloalkylrest darstellen kann, durch saure Hydrolyse von Aryloder Heteroaryloxaziridinen der allge meinen Formel (III) worin R die zuvor für Formel (I) genannte Bedeutung hat, und X einen C6Cl2Arylrest oder einen C4C5Heteroarylrest darstellt, unter Verwendung von mindestens zwei Äquivalenten einer Säure und eines mit Wasser mischbaren Lösungsmittels und und Isolierung der Nsubstituierten Hydroxylamine in Form ihrer Salze der allgemeinen Formel (IV) wobei R die zuvor genannte Bedeutung besitzt und R'Wasserstoff oder CiC4Alkyl bedeutet, indem das erhaltene Reaktionsgemisch den folgenden Schritten unterzogen wird a) Abtrennung des bei der sauren Hydrolyse ebenfalls gebildeten aromatischen oder heteroaromatischen Aldehyds der Formel XCHO, b) Einstellung des Reaktionsgemisches auf einen pHWert im Bereich von 711, c) Abtrennung des Nsubstituierten Hydroxylamins d) Zugabe einer Säure R'COOH zum Nsubstituierten Hydroxylamin und e) Isolierung des Salzes der allgemeinen Formel (IV).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Säuren Salz säure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Trifluoressigsäure eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als mit Wasser mischbare Lösungsmittel einund mehrwertige Alkohole mit bis zu 6 CAtomen, bevorzugt Methanol oder Ethanol eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13, dadurch gekenn zeichnet, dass Aryloder Heteroaryloxaziridine der Formel (III) eingesetzt werden, bei denen Rl, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes ClCloAlkyln C3C6Cycloalkyl, geradkettiges oder verzweigtes C2C6Alkenyl oder Phenyl stehen, oder R einen C3C6Cycloalkylrest darstellt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Reste Rl, R und R3 in Formel (II) unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, isoPropyl, Butyl, isoButyl, Pentyl, isoPentyl oder Cyclopropyl stehen.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rest R nPropyl, nButyl, isoButyl, tButyl, nPentyl, Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl bedeutet.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16, dadurch gekenn zeichnet, dass Aryloder Heteroaryloxaziridine der Formel (III) eingesetzt werden, bei denen X Phenyl, Naphthyl oder einen Rest der Formeln (Va) oder (Vb) darstellen kann, und Y für N, O oder S steht und sich die Bindung an den Oxaziridinring in o, moder pStellung zum Stickstoff des Pyridinrings (Va) befinden kann.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17, dadurch gekenn zeichnet, dass 2tert.Butyl3phenyloxaziridin in N (tert.Butyl) hydroxyl amin und Benzaldehyd, 2Isopropyl3 (4nitrophenyl)oxaziridin und 2Iso propyl3 (4methoxyphenyl)oxaziridin in N (Isopropyl) hydroxylamin und 4 Nitrobenzaldehyd bzw. 4Methoxybenzaldehyd, 2Cyclohexyl3 (4methyl phenyl)oxaziridin in N (Cyclohexyl) hydroxylamin und 4Methylbenzal dehyd, 2Cyclopropyl3phenyloxaziridin in N (Cyclopropyl) hydroxylamin und Benzaldehyd und 2Cyclopropylmethyl3phenyloxaziridin in N (Cyclo propylmethyl) hydroxylamin und Benzaldehyd gespalten wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18, dadurch gekenn zeichnet, dass bezogen auf 1 Mol Nsubstituiertes Aryloder Heteroaryl oxaziridin 2,0 bis 5,0, bevorzugt 2,0 bis 2,5 Äquivalente Säure eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 110, dadurch gekenn zeichnet, dass in Schritt b) das Reaktionsgemisch durch Zugabe einer wasser löslichen Base auf einen pHWert im Bereich von 810, bevorzugt von 8,59,5 eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 110, dadurch gekenn zeichnet, dass als wasserlösliche Basen Ammoniak, wasserlösliche primäre, sekundäre und tertiäre Amine und Alkaliund Erdalkalioxide,hydroxide, carbonate,bicarbonate,hydrogenphosphate undphosphate, bevorzugt Natriumoder Kaliumhydroxid eingesetzt werden.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 111, dadurch gekenn zeichnet, dass in Schritt c) ein organisches Lösungsmittel zum Reaktions gemisch zugegeben, das Nsubstituierte Hydroxylamin dadurch in die orga nische Lösungsmittelphase überführt und die das Nsubstituierte Hydroxyl amin enthaltende organische Lösungsmittelphase anschließend abgetrennt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Lösungsmittel ein niedrig siedendes, polares, mit Wasser nicht mischbare organisches Lösungsmittel eingesetzt wird, bevorzugt verzweigte und unver zweigte Alkylether, insbesondere tert.Butyhnethylether, oder halogenierte gesättigte Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methylenchlorid oder 1,2Di chlorethan.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 113, dadurch gekenn zeichnet, dass in Schritt d) eine Säure R'COOH zur organischen Lösungs mittelphase zugegeben wird, wobei R'für Methyl, Ethyl, nPropyl, nButyl, IsoButyl oder tertButyl steht.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 114, dadurch gekenn zeichnet, dass 0,9 bis 1,2 Äquivalente, bevorzugt 0,95 bis 1,05 Äquivalente der Säure R'COOH, bezogen auf den Gehalt an Nsubstituiertem Hydroxyl amin im Reaktionsgemisch zugegeben werden.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 115, dadurch gekenn zeichnet, dass in Schritt e) das Salz des Nsubstituierten Hydroxylamins der allgemeinen Formel (IV) durch Kristallisation aus einem Gemisch von Methylenchlorid und Cyclohexan isoliert wird.
Description:
Verfahren zur Herstellung von N-substituierten Hydroxylaminen und deren Salzen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N-substi- tuierten Hydroxylaminen aus N-substituierten Aryl-oder Heteroaryloxaziridinen durch saure Hydrolyse sowie die Isolierung der N-substituierten Hydroxylamine in Form ihrer Salze.

N-substituierte Hydroxylamine sowie insbesondere N-Alkyl-hydroxylamine und deren Salze dienen als Ausgangsverbindungen sowie Zwischenprodukte für die Synthese von Pharmawirkstoffen.

Aus J. Am. Chem. Soc. 79, 5749 (1957) ist es bereits bekannt, N-Alkyl-oxaziridine durch Säurehydrolyse in Aldehyde und N-Alkyl-hydroxylamine zu überführen.

Beschrieben wird insbesondere die Hydrolyse von 2-tert.-Butyl-3-phenyloxaziridin in Gegenwart von 1, 13 mol Schwefelsäure in Methanol. Nach 20 Stunden bei Raum- temperatur ist das 2-tert.-Butyl-3-phenyloxaziridin zu Benzaldehyd und N- (tert.- Butyl) hydroxylamin hydrolysiert. Zur Isolierung des Hydroxylamins wird der Reaktionsansatz zunächst mit Wasser versetzt. Der Benzaldehyd wird dann durch Extraktion mit Diethylether aus dem schwefelsauren Medium entfernt. Durch Zugabe von Natronlauge wird die wässrige Phase stark alkalisch gestellt und anschließend das N- (tert.-Butyl) hydroxylamin mit Hilfe von Diethylether kontinuierlich drei Tage lang aus der wässrigen Phase extrahiert. Nach Trocknen der organischen Phase und Entfernung des Lösungsmittels wird N- (tert.-Butyl) hydroxylamin mit einer Ausbeute von 82 % erhalten. Für ein technisches Verfahren ist eine Extraktionszeit von drei Tagen wenig geeignet und kann, wenn überhaupt, nur durch Verwendung einer speziellen Apparatur verkürzt werden. Weiterhin ergaben eigene Untersuchungen dieses Extraktionsvorgangs, dass aus einem stark alkalischen Medium (pH>12) nur 20 % der theoretisch zu erwartenden Menge an Produkt mit Methylenchlorid extra- hiert werden können.

Aus EP-A-0 217 269 ist bekannt, dass sich neben Schwefelsäure auch Salzsäure für die Hydrolyse von Oxaziridinen eignet. Schon nach einer Stunde Reaktionszeit ist die Umsetzung in diesem Fall vollständig. Der gebildete aromatische Aldehyd wird aus der sauren wäßrigen Phase mit Diethylether extrahiert. Anschließend gewinnt man das Hydrochlorid des N-substituierten-Hydroxylamins durch Aufkonzentrieren der wäßrigen Phase und Trocknen des Rückstands mit guten Ausbeuten. Wie ther- mische Untersuchungen zeigen, beginnt jedoch das Hydrochlorid sich bei Tem- peraturen oberhalb von 50°C zu zersetzen. Die höheren Temperaturen, die normaler- weise zum Abdestillieren des Wassers benötigt werden, sind daher ungeeignet.

Für die Verwendung von N-Alkyl-substituierten Hydroxylaminen als Zwischen- produkte und/oder biologische Wirkstoffe ist es von Vorteil, diese in einer Form bereitzustellen, in der sie lagerstabil sind. Im allgemeinen sind insbesondere die N- Alkyl-substituierten Hydroxylamine hinsichtlich ihrer Lagerstabilität nicht befrie- digend. Im Gegensatz dazu weisen die Salze der N-Alkyl-substituierten Hydroxyl- amine in der Regel eine wesentlich bessere Lagerstabilität auf, und ihre Isolierung ist daher von größerem Interesse. Wird das freie Hydroxylamin als Edukt benötigt, so kann es unmittelbar vor Verwendung aus den Salzen durch Zugabe von Base freigesetzt werden.

In der WO-A-00/02848 werden Carboxylate des N- (tert.-Butyl) hydroxylamins be- schrieben. Zur Herstellung dieser Carboxylate wird zunächst 2-tert.-Butyl-3- phenyloxaziridin unter Verwendung von 1,5 Äquivalenten Schwefelsäure hydroly- siert. Selbst nach 20 Stunden Reaktionszeit werden jedoch im GC immer noch 5,8 Flächenprozent Edukt nachgewiesen (Example 4). Eine vollständige Umsetzung wird erst nach zwei weiteren Tagen beobachtet. Der gebildete Benzaldehyd wird, wie in den oben zitierten Fällen, durch Extraktion aus dem Rohgemisch entfernt. Im Unterschied zu den anderen literaturbekannten Verfahren besteht die weitere Vor- gehensweise darin, dass man 1) das Reaktionsmedium mit einer niederen Carbon- säure RCOOH, wobei R Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl oder t-

Butyl ist, versetzt, 2) durch Zugabe von Natronlauge einen pH-Wert von ca. 5,5 einstellt, 3) anschließend aus dem schwach sauren Medium die Carboxylate des N- (tert.-Butyl) hydroxylamins mit Essigsäureethylester extrahiert und 4) die Carboxy- late durch Kristallisation aus Essigsäureethylester bzw. Toluol, oder durch Destilla- tion erhält. Bei der Herstellung von N- (tert.-Butyl) hydroxylammoniumacetat aus 2- tert.-Butyl-3-phenyloxaziridin werden auf diesem Weg nach einer Destillation und anschließender Kristallisation jedoch nur 45 % an gewünschtem Produkt erhalten.

Wie die Differenz-Thermoanalyse z. B. des N- (tert.-Butyl) hydroxylammonium- acetats zeigt, beginnt sich das Salz bereits bei 70°C mit einer Wärmeproduktionsrate von 1 W/kg zu zersetzen. Die Entfernung des Essigsäureethylesters sollte deshalb nur im Vakuum erfolgen. Eine darüber hinausgehende thermische Belastung zur Rein- destillation des N- (tert.-Butyl) hydroxylammoniumacetats ist somit nicht empfehlens- wert.

Alle bekannten Methoden zur Herstellung von N-substituierten Hydroxylaminen und insbesondere N-Alkyl-Hydroxylaminen und deren Salzen durch saure Hydrolyse von Aryloxaziridinen in wässrigem Medium sind für eine Durchführung in technischem Maßstab hinsichtlich Reaktionsdauer, Isoliermethode, Extraktionszeiten und der ver- wendeten Lösungsmittel nicht befriedigend. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem wirtschaftlichen und sicherheitstechnisch unkritischem Verfahren zur Gewin- nung von N-substituierten Hydroxylaminen und deren Salzen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von N-substituierten Hydroxylaminen der allgemeinen Formel (I) und deren Salzen, wobei R einen Rest der allgemeinen Formel (II)

worin R1, Ra und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes C1-C20-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl, ge- radkettiges oder verzweigtes C2-Clo-Alkenyl oder C6- Clo-Aryl stehen, oder einen C3-C8-Cycloalkylrest darstellen kann, durch saure Hydrolyse von Aryl-oder Heteroaryloxaziridinen der allgemeinen Formel (III) worin R die zuvor für Formel (I) genannte Bedeutung hat, und X einen C6-C12-Arylrest oder einen C4-oder Cs-Heteroarylrest darstellt, unter Verwendung von mindestens zwei Äquivalenten einer Säure und eines mit Wasser mischbaren Lösungsmittels und Isolierung der N-substitutierten Hydroxylamine in Form ihrer Salze der allgemeinen Formel (IV)

wobei R die zuvor genannte Bedeutung besitzt und R'Wasserstoff oder Cl-C4-Alkyl bedeutet, indem das erhaltene Reaktionsgemisch den folgenden Schritten unterzogen wird a) Abtrennung des bei der sauren Hydrolyse ebenfalls gebildeten aromatischen oder heteroaromatischen Aldehyds der Formel XCHO, b) Einstellung des Reaktionsgemisches auf einen pH-Wert im Bereich von 7-11, c) Abtrennung des N-substituierten Hydroxylamins der allgemeinen Formel (I) aus dem Reaktionsgemisch, d) Zugabe einer Säure R'COOH zum N-substituierten Hydroxylamin der allge- meinen Formel (I) und e) Isolierung des Salzes der allgemeinen Formel (IV).

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die Aryl-oder Heteroaryl- oxaziridine der allgemeinen Formel (III) hydrolytisch gespalten.

Für die saure Hydrolyse kommen als Säuren bevorzugt starke Säuren, insbesondere Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Trifluoressigsäure in Frage. Bewährt hat sich vor allem Schwefelsäure.

Als mit Wasser mischbare Lösungsmittel kommen alle unter den Reaktions- bedingungen inerte, mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel in Betracht, beispielsweise ein-und mehrwertige Alkohole mit bis zu 6 C-Atomen. Bevorzugt verwendet man Methanol oder Ethanol.

Sofern es sich im Rest R bei den Resten Rl, R und/oder R3 um einen Alkylrest handelt, kann dieser wiederum substituiert sein durch gesättigte Cycloalkylreste, Arylreste, Alkinylreste und/oder Heteroatome, wie Halogen, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff und/oder Phosphoratome enthaltende Reste. Derartige gesättigte Cyclo- alkylreste können beispielsweise 3-12 C-Atome, derartige Arylreste beispielsweise 6-10 C-Atome und derartige Alkinylreste beispielsweise 2-6 C-Atome enthalten. Als Heteroatome enthaltende Reste kommen z. B. Fluor-, Chlor-, Brom-, Iod-, Hydroxy-, Cl-C6-Alkoxy-, C6-Clo-Phenoxy-, Carboxy-, Cl-C6-Alkoxycarbonyl-, Nitro-, Amid-, Nitril-, Mercapto-, Sulfonyl-, Phosphit-und Phosphatgruppen in Frage.

Sofern es sich beim Rest R um einen Cycloalkylrest oder im Rest R bei den Resten Rl, R2 und/oder R3 um einen Cycloalkyl, Aryl oder Alkenylrest handelt, so können diese substituiert sein beispielsweise durch Cl-C6-Alkyl, Fluor, Chlor, Brom, Hy- droxy, CI-C6-Alkoxy, Carboxy, Cl-C6-Alkoxycarbonyl, Nitro, Sulfonyl und/oder Nitrilgruppen.

Besonders geeignet sind Aryl-oder Heteroaryloxaziridine der Formel (III), bei denen R einen Rest der allgemeinen Formel (II) worin

Rl, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-Clo-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, geradkettiges oder verzweigtes C2-C6-Alkenyl oder Phenyl stehen, oder einen C3-C6-Cycloalkylrest darstellt.

Besonders bevorzugt stehen die Reste Rl, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl, iso-Butyl, Pentyl, iso-Pentyl und Cyclopropyl. Bewährt hat sich aber genauso Nonadecyl.

R bedeutet bevorzugt n-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, Cyclo- propyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl.

Besonders geeignet sind ferner Aryl-oder Heteroaryloxaziridine der Formel (III), bei denen X Phenyl, Naphthyl oder einen Rest der Formeln (Va) oder (Vb) darstellen kann, und Y für N, O oder S steht und sich die Bindung an den Oxaziridinring in o-, m-oder p-Stellung zum Stickstoff des Pyridinrings (Va) befinden kann.

Sofern X für einen Phenyl-oder Naphthylrest steht, so können diese substituiert sein beispielsweise durch Cl-C6-Alkyl, Fluor, Chlor, Brom, Hydroxy, Ci-C6-Alkoxy, Ci-

C6-Alkoxycarbonyl, Nitro, Sulfonyl und/oder Nitrilgruppen. Besonders steht X für einen 4-Methoxyphenyl-, 4-Methylphenyl-oder 4-Nitrophenylrest.

Bevorzugt lassen sich im erfindungsgemäßen Verfahren 2-tert.-Butyl-3-phenyl- oxaziridin in N- (tert.-Butyl) hydroxylamin und Benzaldehyd, 2-Isopropyl-3- (4-nitro- phenyl)-oxaziridin und 2-Isopropyl-3- (4-methoxyphenyl)-oxaziridin in N- (Isopro- pyl) hydroxylamin und 4-Nitrobenzaldehyd bzw. 4-Methoxybenzaldehyd, 2-Cyclo- hexyl-3- (4-methylphenyl)-oxaziridin in N- (Cyclohexyl) hydroxylamin und 4-Methyl- benzaldehyd, 2-Cyclopropyl-3-phenyloxaziridin in N- (Cyclopropyl)-hydroxylamin und Benzaldehyd und 2-Cyclopropylmethyl-3-phenyloxaziridin in N- (Cyclopro- pylmethyl) hydroxylamin und Benzaldehyd spalten.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Aryl-bzw. Heteroaryloxaziridine sind auf unterschiedlichen Synthesewegen zugänglich. In J. Am. Chem. Soc. 79, 5749 (1957) wird beispielsweise beschrieben, dass man Arylaldimine, die eine un- substituierte oder eine mit einer Nitrogruppe substituierte Phenylgruppe enthalten, mit wasserfreier Peressigsäure in das entsprechende Oxaziridin überführen und durch Destillation isolieren kann. Aus EP-B-0 217 269 ist ferner bekannt, dass man zu N- Alkyl-substituierten Aryloxaziridinen durch Umsetzung von Arylaldiminen mit Perpropionsäure in Benzol gelangen kann. Auch m-Chlorperbenzoesäure kann zur Oxidation von Arylaldiminen verwendet werden (J. Chem. Soc. Perkin Trans 1 1990, 301 und 2390). Bekannt ist auch die Oxidation von Benzylidenaminosäureestern zu den entsprechenden Oxaziridinen mit Monoperphthalsäure in Diethylether als Lösungsmittel (Tetrahedron Lett. 28,2453 (1994)).

Das erfindungsgemäße Verfahren wird üblicherweise so durchgeführt, dass man zunächst eine Mischung aus dem N-substituierten Aryl-oder Heteroaryloxaziridin und dem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel herstellt. Die Konzentration des N- substituierten Aryl-oder Heteroaryloxaziridins in dem Lösungsmittel kann in sehr weiten Bereichen variiert werden und z. B. 5 bis 80 Gew.-% betragen, bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%, insbesondere 35 bis 40 Gew.-%.

Zu der so erhaltenen Mischung wird eine Lösung der Säure in Wasser zugefügt. Die Dosiergeschwindigkeit wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, dass trotz der ab- zuführenden Reaktionswärme die Reaktionstemperatur 25°C nicht übersteigt. Die Untergrenze der Reaktionstemperatur kann beispielsweise bei 0°C liegen. Bevorzugt sind Reaktionstemperaturen im Bereich von 10 bis 25°C.

Bezogen auf 1 Mol N-substituiertes Aryl-oder Heteroaryloxaziridin müssen mindestens 2 Äquivalente Säure verwendet werden. Bevorzugt werden 2,0 bis 5,0 Äquivalente Säure, besonders bevorzugt 2,0 bis 2,5 Äquivalente Säure, insbesondere 2,1 bis 2,5 Äquivalente Säure eingesetzt. Die Konzentration der Säure in Wasser ist in weiten Bereichen variierbar und kann beispielsweise 10 bis 52 Gew.-% betragen.

Bewährt hat sich beispielsweise 35-37% ige Salzsäure sowie 48-52% ige Schwefel- säure.

Nach beendeter Zugabe der Säure kann man die Reaktionsmischung bei z. B. 5 bis 30°C, bevorzugt 15 bis 25°C rühren, bis das Reaktionsende z. B. mittels Gaschro- matographie festgestellt ist. Im allgemeinen wird bereits nach sehr kurzen Reak- tionszeiten von drei bis vier Stunden kein Edukt mehr im GC-Chromatogramm nach- gewiesen.

Neben der Bildung des gewünschten N-substituierten Hydroxylamins entsteht bei der Hydrolyse ein aromatischer oder heteroaromatischer Aldehyd der Formel XCHO. Im Fall der hydrolytischen Spaltung von 2-tert.-Butyl-3-phenyloxaziridin handelt es sich dabei um Benzaldehyd.

Nach Durchführung der sauren Hydrolyse wird dieser aromatische oder heteroaro- maische Aldehyd aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt (Schritt a). Zweck- mäßigerweise erfolgt diese Abtrennung durch Extraktion. Möglich ist aber auch eine Destillation. Die Extraktion wird üblicherweise bei Raumtemperatur durchgeführt. Als Extraktionsmittel hat sich vor allem Methylenchlorid bewährt. Im Falle der

vorhergehenden sauren Hydrolyse von N-substituierten Phenyloxaziridinen können durch zwei-bis dreimaliges Extrahieren mit jeweils einem Volumenäquivalent Methylenchlorid mehr als 95 % der theoretischen Menge des Benzaldehyds aus der wässrigen Phase entfernt werden. Neben dem Benzaldehyd können bei der sauren Hydrolyse auch ganz geringe Mengen des Dimethylacetals des Benzaldehyds gebildet werden. Dieses wird durch die Extraktion mit entfernt.

In Schritt b) wird das Reaktionsgemisch auf einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 11 eingestellt. Dies erfolgt üblicherweise durch Zugabe einer wasserlöslichen Base. Be- vorzugt wird das Reaktionsgemisch auf einen pH-Wert von 8-10 eingestellt, beson- ders bevorzugt von 8, 5-9,5.

Als wasserlösliche Basen kommen prinzipiell Ammoniak, wasserlösliche primäre, sekundäre und tertiäre Amine und Alkali-und Erdalkalioxide,-hydroxide, -carbonate,-bicarbonate,-hydrogenphosphate und-phosphate in Frage. Bevorzugt verwendet man Natrium-oder Kaliumhydroxid.

Die wasserlösliche Base wird beispielsweise bei 0 bis 30 °C, bevorzugt bei 10 bis 25°C, zum Reaktionsgemisch zugegeben. Die Konzentration der Base ist beliebig variierbar und kann beispielsweise 10 bis 50 Gew.-% betragen. Bevorzugt sind 25 bis 45 gew.-% ige Lösungen. Bewährt hat sich beispielsweise eine 28 gew.-% ige Ammoniaklösung. Primäre, sekundäre und tertiäre Amine kann man auch als solche, d. h. ohne Wasser, einsetzen.

Bei der Zugabe der Base, wie z. B. eines Alkali-oder Erdalkalioxids,-hydroxids, -carbonats,-bicarbonats,-hydrogenphosphats oder-phosphats kann sich ein Feststoff bilden, den man leicht abfiltrieren kann. Wird bei der sauren Hydrolyse Schwefel- säure als Säure eingesetzt, so fällt bei der Zugabe von Natronlauge Natriumsulfat aus, das durch Filtration abgetrennt wird.

In Schritt c) erfolgt die Abtrennung des N-substituierten Hydroxylamins aus dem Reaktionsgemisch. Dies kann in Form zweier Alternativen cl) oder c2) erfolgen.

Bei Alternative cl) wird zunächst ein organisches Lösungsmittel zum Reaktionsge- misch zugegeben, das N-substituierte Hydroxylamin dadurch in die organische Lö- sungsmittelphase überführt und die das N-substituierte Hydroxylamin enthaltende organische Lösungsmittelphase anschließend abgetrennt.

Als organische Lösungsmittel können niedrig siedende, polare, mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel eingesetzt werden. Geeignet sind beispielsweise verzweigte und unverzweigte Alkylether wie tert.-Butylmethylether (Kp. 55-56°C), sowie halogenierte gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid (Kp. 39,8- 40°C) und 1,2-Dichlorethan (Kp. 83°C). Bevorzugt verwendet man Methylenchlorid. Anschließend wird die organische Lösungsmittelphase abgetrennt, üblicherweise durch Extraktion. Im Fall der Herstellung von N- (tert.-Butyl) hydroxylamin aus 2- tert.-Butyl-3-phenyloxaziridin muss der Extraktionsvorgang aufgrund der vorhan- denen Wasserlöslichkeit des N- (tert.-Butyl) hydroxylamins mehrfach wiederholt wer- den. Bei Verwendung von 2,7 Gewichtsteilen Methylenchlorid, bezogen auf einge- setztes 2-tert.-Butyl-3-phenyloxaziridin, sind fünf Extraktionen ausreichend. Es werden auf diesem Weg 70 bis 80 % N- (tert.-Butyl) hydroxylamin in die organische Phase überführt.

Bei Alternative c2) wird das N-substituierte Hydroxylamin aus dem Reaktions- gemisch herausdestilliert.

In Schritt d) erfolgt die Zugabe einer Säure R'COOH zum N-substituierten Hydroxylamin, wobei R'für Wasserstoff oder Cl-C4-Alkyl steht. Bevorzugt steht R' für Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, Iso-Butyl oder tert-Butyl. Insbesondere steht R'für Methyl, d. h. es wird Essigsäure eingesetzt.

Wenn vor Schritt d) die Alternative cl) durchgeführt wurde, liegt das N-substituierte Hydroxylamin in einem organischen Lösungsmittel vor, bei Alternative c2) dagegen als solches.

Durch die Säurezugabe kommt es zur Bildung des gewünschten Salzes der allge- meinen Formel (IV). Vorab wird zweckmäßigerweise der Gehalt an N- (tert.-Butyl)- hydroxylamin in den vereinigten organischen Phasen durch Titration gegen Salzsäure bestimmt. Je nach gewünschtem Salz des N-substituierten Hydroxylamins werden 0,9 bis 1,2 Äquivalente der entsprechenden Säure R'COOH, bezogen auf den Gehalt an N-substituiertem Hydroxylamin in den vereinigten organischen Phasen, zugegeben. Bevorzugt liegt die verwendete Menge Säure bei 0,95 bis 1,05 Äqui- valenten.

In Schritt e) wird das Salz des N-substituierten Hydroxylamins der allgemeinen Formel (IV) isoliert.

Hierzu wird die Reaktionsmischung nach der Säurezugabe üblicherweise zunächst auf ein Volumen eingeengt, in dem das Salz gerade noch löslich ist. Im allgemeinen werden hierzu 80 bis 95 % des ursprünglichen Volumens abdestilliert, bevorzugt 90 bis 93 %. Bei der Destillation muss wegen der thermischen Instablität der Salze des N- (tert.-Butyl) hydroxylamins darauf geachtet werden, dass die Manteltemperatur des Reaktors 50°C nicht übersteigt. Sollte das verwendete Lösungsmittel bei der maxi- malen Manteltemperatur noch nicht sieden, so muss unter einem entsprechend ver- minderten Druck gearbeitet werden.

Die anschließende Isolierung erfolgt bevorzugt durch Kristallisation aus einem Ge- misch von Methylenchlorid und Cyclohexan.

Das Konzentrat kann man zur Ausfällung des Salzes bei 10 bis 30°C auf Cyclohexan geben. Bevorzugt wird das Salz bei 20 bis 25°C ausgefällt. Zur Vervollständigung der Niederschlagsbildung kann man auf 8 bis 12°C abkühlen. Der Niederschlag wird

abfiltriert, mit Cyclohexan gewaschen und anschließend in einem schwachen Va- kuum bei 15 bis 30°C, insbesondere bei 20 bis 25°C, getrocknet. Die bevorzugte Ausführungsvariante besteht darin, dass man bei 20 bis 25°C und 80020 mbar einen schwachen Stickstoffstrom über das Salz bläst.

Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches über die Schritte a)-e) liefert das Salz des N-substituierten Hydroxylamins der allgemeinen Formel (IV) in einer Ausbeute von ca. 70 % der Theorie. Als Verunreinigung kann in sehr geringen Mengen das N- substituierte Aryl-oder Heteroarylnitron vorliegen, das sich beim Abdestillieren des Lösungsmittels aus Restmengen Benzaldehyd und N-substituiertem Hydroxylamin bildet. Im Fall der Herstellung von N- (tert.-Butyl) hydroxylamin handelt es sich hier- bei um das tert.-Butyl-phenylnitron.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf einfache Weise durchführbar, bei Ein- haltung der Schritte a)-e) ergeben sich keine sicherheitstechnischen Probleme, das N-substituierte Hydroxylamin kann in dem angegebenen pH-Bereich auf effiziente Weise aus der wässrigen Phase extrahiert werden, die erzielbaren Ausbeuten sind sehr gut und Upscaling-Probleme sind ohne besonderen Aufwand zu lösen. Das Ver- fahren zeichnet sich ferner durch kurze Reaktionszeiten aus. Üblicherweise ist bereits nach maximal 4 Stunden die saure Hydrolyse vollständig erfolgt.

Beispiele Beispiel 1 In einem 1 1 Doppelmantelplanschliffbecherglas mit Bodenablass, Glasrührer, Tem- peraturfühler, Tropftrichter und Kühler werden 93,9 g 2-tert.-Butyl-3-phenyloxa- ziridin und 148,0 g Methanol bei Raumtemperatur vorgelegt. Zu dieser Lösung tropft man innerhalb von 30 Minuten 196,1 g einer 50 % igen Schwefelsäure, ohne dabei eine Innentemperatur von 25°C zu überschreiten. Die Reaktionsmischung wird bei 20 bis 25°C vier Stunden gerührt. Anschließend wird die schwefelsaure Lösung bei gleicher Temperatur dreimal mit jeweils 132 g Methylenchlorid extrahiert. Durch diese Extraktion kann mehr als 95 % des gebildeten Benzaldehyds wiedergewonnen werden. Der pH-Wert der schwefelsauren wässrigen Phase wird bei einer maximalen Innentemperatur von 30°C durch Zugabe von 45 % iger Natronlauge auf einen pH- Wert von 9 eingestellt. Der gebildete Niederschlag wird abfiltriert und einmal mit 251 g Methylenchlorid gewaschen. Die wässrige Phase wird einmal mit dem zum Waschen des abfiltrierten Natriumsulfats benutzten Methylenchlorids und noch viermal mit jeweils 251 g Methylenchlorid extrahiert. Der Gehalt an N- (tert.- Butyl) hydroxylamin in den vereinigten organischen Phasen wird durch Titration einer 2 g Probe gegen 1 M Salzsäure bestimmt. Die vereinigten organischen Phasen werden bei 20 bis 25°C mit 1,0 Äquivalenten Essigsäure versetzt. Bei einer maximalen Manteltemperatur von 50°C wird so viel Methylenchlorid abdestilliert, dass noch ca. 10 % des ursprünglichen Volumens in dem 1 1 Doppelmantelplan- schliffbecherglas zurückgeblieben sind. Unter starkem Rühren wird das gelbliche Konzentrat bei Raumtemperatur auf 160 g Cyclohexan, das vorher mit wenigen Impfkristallen versetzt wird, gegeben. Nach beendeter Zugabe wird die Suspension auf 10°C abgekühlt und das Produkt bei 8 bis 12°C abfiltriert. Der schwach gelb ge- färbte Feststoff wird einmal in der Kälte mit 78 g Cyclohexan gewaschen und an- schließend im Stickstoffstrom bei 20 bis 25°C und 800 mbar getrocknet. Es werden 53 g eines schwach gelb gefärbten Feststoffs erhalten. Dies entspricht einer Ausbeute

von 70 % der Theorie an N- (tert.-Butyl) hydroxylammoniumacetat. Die gaschromato- graphische Analyse des isolierten Produktes ergibt : N- (tert.-Butyl) hydroxylamin : 99,7 Flächen-% N-tert.-Butyl-phenylnitron : 0,3 Flächen-%