154751. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-oxo-4-metil-6-ureido-hexahidropirimidin folytonos előállítására

3 vizes közegben vagy víz és szerves oldószer elegyében, a reakció-rendszer pH-értékénék 1,0 és 2,5 között tartásával folytatjuk le. E módszerekkel a •2rOxo-4-metü-6-ureido-hexahidropirimidint szilárd alakban kapjuk, minthogy azonban 5 a vegyület vízben és szerves oldószerekben nehezen oldódik, megfelelő mennyiségű víznek vagy víz és szerves oldószer elegyének közegként való jelenlétére van szükség, hogy a 2-oxo-4-metil^6-ureido-hexahidropirimidint könnyen 10 nyerhessük nagy tisztasági fokban, poralakú termék alakjában. A fentemlített reakció erősen exoterm, 1 mól 2-oxo-4rjnetil-i6-ureido-ihexaihidropirimidin kép- 15 ződése mintegy 31 kgcal felszabadulásával jár. E hő nagyobb része közvetlenül az acetaldehid és a karbamid elegyítése után szabadul fel és ez okozza a reakció exoterm voltát. A következő reakciólépésben a 2-oxo-4^metil-6-ureido-hexa- 20 hidropirimidin képződése már viszonylag enyhén megy végbe; a reakció teljes végbemeneteléhez számottevő időre van szükség. A reakciórendszer hőmérsékletét — amint ez általában szokásos — előnyös magas szinten tartani, hogy 2f elősegítsük a 2-oxo-4-metil-6~ureido-hexahidropirimidin képződését. Másrészt azonban a túlságosan magas hőmérséklet meggyorsítja a 2-oxo-4-metil-6-ureido-hexahidropirimidin hidrolízisét, ami a termék nitrogéntartalmának 30 csökkenésére vezet. Ezért a reakció lefolytatása során előnyös, ha a reakcióhőmérséklet nem haladja meg lényegesen a 80 C°-ot. A 2-oxo-4-metil-6-ureido-hexahidropirimidin 35 — amint fentebb már említettük — fokozatosan válik ki a reakcióelegyből oldhatatlan poralakú szilárd termékként és e kiválás során a reaktor és a hűtő falainak felületére tapad. Ha fokozatosan növekszik ez a lerakódás, oly bevona- 40 tot képez az edényfalakon, amely gátolja a hőátadást és így igen megnehezíti a reakcióhőnek a reaktor és a hűtő falain keresztüli elvezetését és ezzel a reakció-rendszer megfelelő szabályozását. Különösen ipari méretű reaktor-berende- 45 zések esetében válik lehetetlenné a reakciórendszernek a kívánt hőmérséklet-tartományban való tartása, ha csak nem alkalmazunk igen nagy mennyiségű közeget, hogy ezzel felvétessük a reakcióhőmérsékletet és így vissza- 50 szorítsuk a hőmérsékletemelkedést. Nagymenynyiségű közeg alkalmazása azonban nem gazdaságos, mert lassítja a 2-oxo-4-metil-6-ureido-ihexahidropirimidin képződését és csökkenti a reaktor térfogategységére eső termék mennyi- 55 ségét. A 2-oxo-4-metil-6-ureido-hexahidropirimidm acetaldehidből és karbamidból történő folytonos előállítása során az 1176 639 sz. német szaba- 60 dalmi leírás javasolta már a két kiindulóanyagnak két vagy több soribakapcsolt reaktorban történő elegyítését, hogy ily módon a reakcióhőmérséklet eltávolítható legyen és a reakcióhőmérséklet előnyös szintjét fenn lehessen tar- 55 4 tani oly módon, hogy eközben az első reaktorban a belső nyomást a légkörinél alacsonyabb szinten tartják és a reaktorokból vizet és acetaldehidet gőzölögtetnek el, hogy ezzel a reakcióhőt az elgőzölögtetés latenshője alakjában távolítsák el. Minthogy ezzel a módszerrel nem csupán a reakcióhőt, hanem a reakció folyamán képződött vizet is el lehet távolítani, az elgondolás valóban kitűnőnek látszik. A reaktor belsejében azonban a nyomást viszonylag alacsony szinten, 220 mm Hg-oszlop absz. érték körül kell tartani annak érdekében, hogy a reakcióhőmérséklet az előnyös tartományban legyen. Ezért a reaktorban heves elpárolgás lép fel, ami nagymértékű felhabzással jár és nagytérfogatú reaktor alkalmazását teszi szükségessé. Annak érdekében továbbá, hogy az eljárás során egyidejűleg képződő acetaldehid-gőzt felfogják, az említett csökkentett nyomás alatt mosást is kell végezni; ehhez vizes karbamidoldatot alkalmaznak. Az acetaldehid-gőz hatásos felfogása céljából nagytérfogatú mosótorony alkalmazására is szükség van. A reaktornak és a mosótoronynak igen masszív felépítésűnek kell lennie, hogy kibírja a nagy nyomáskülönbséget. Emellett az említett német szabadalmi leírás szerint a mosótoronyból távozó vízgőz és vizes karbamidoldattal történő mosás után is még tartalmaz 2 súly% acetaldehidet és így ennek a kondenzátumból való visszanyerésére is gondolni kell. Méréseket végeztünk az exoterm reakció befejeződésének és a 2-oxo-4-<metil-6-ureid-hexahidropirimidin kicsapódása kezdőpontjának a reakcióhőmérséklettel való összefüggésére vonatkozólag oly módon, hogy acetaldehidet oly vizes karbamidoldattal elegyítettünk, amelynek pH-értékét 1,0 és 2,0 közöttire állítottuk be kénsawal, sósavval vagy más alkalmas savval. E mérések eredményét az 1. ábrán bemutatott grafikon szemlélteti. E mérések során a folyékony acetaldehidet viszonylag gyorsan adtuk a vizes karbamidoldat folyadékfelületére, miközben az utóbbinak hőmérsékletét egy szigeteléssel ellátott edényben alacsony szinten tartottuk keverés közben; a reakció-rendszer hőmérsékletét az exoterm reakció felemelte. A reakcióhoz alkalmazott vizes karbamidoldat hőmérsékletét változtattuk és igyekeztünk beállítani a 2-oxo-4-metil-6-uréido4iexahidropirimidin kicsapódási zónájában fellépő maximális hőmérsékletet. A reakció lefolyása során fellépő hőmérsékletváltozásokat mértük. E mérési adatokat azután korrigáltuk a reaktorból történő hőszétszóródás mért értéke alapján számított hőmérsékletcsökkenésnek megfelelően. A reakció végpontjaként azt a pontot tekintettük, amelynél a korrigált hőmérséklet már nem mutat változást. Az összes hőmérsékletváltozásokat százalékokban fejeztük ki, a korrigált kiindulási hőmérséklet és a reakció végpontján fennálló korrigált hőmérséklet különbségéhez viszonyítva. Az 1. ábrán feltüntetett görbéknek megfelelő reakciófeltételeket az alábbi I. táblázatban foglaltuk össze: 2