157374. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N,N'-dialkil-4,4'-bipiridilium-di (alkil) szulfát hatóanyagtartalmú gyomírtószer előállítására
3 157374 4 nyege az, hogy 4,4'-<bipiridilt vizes közegben nyomás alatt alkilhalogeniddel vagy alkáliacetát jelenlétében dimetilszulfáttal reagáltatnak (lásd az 1,390 773 sz. francia és a 152 499 sz. magyar szabadalmi leírásokat). E módszerek ugyan jó kitermeléssel szolgáltatják a végterméket, de ipari kivitelezhetőségük résziben a nyomás alkalmazása, részben a vizes közeg miatt nem a .legelőnyösebb. ~Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy nagy hozammal kapjuk az N,N'-dialkil-4,4-bipiridilium-sókat, ha a piridint, ecetsavanhidridet és cinket ásványi sav jelenlétében reagáltatjuk egymással ecetsavanhidrid-ecetsavas alkilészter elegyet alkalmazva és adott esetben alifás karbonsav réz-sóját, előnyösen rézacetátot is adagolva a rendszerbe, majd az oxidációs lépést 6-nál kisebb dielektromos állandójú klórozott szénhidrogénben valósítjuk meg, dehidrogénező katalizátor jelenlétében, végül a sóképzést a 4,4'-bipiridil kipreparálása nélkül végezzük, szintén a klórozott szénhidrogénben. A katalitikusan adagolt ásványi sav, célszerűen kénsav egyrészt gyorsítja a reakciót az ecetsavanhidrid ionos polarizálásával, másrészt meglepően befolyásolja a reakciót a kívánt N, N'-diacetil-tetrahidro-4,4'-bipiridil keletkezésének irányába, a nem kívánatos diacetil-dihidro-piridinek képződését egyidejűleg visszaszorítva. A nem kívánatos mellékireakció sebessége tovább csökkenthető azáltal, ha katalitikus mennyiségben alifás karbonsav, előnyösen ecetsav rézsóját alkalmazzuk. Eljárásunk előnye, hogy a cink tisztaságának alsó határa 90%, tehát a katalizátor alkalmazásával kiküszöböljük az enélkül végrehajtott reakció kitermelésének a cink tisztaságától való nagymértékű függését. Ha a reakciót tisztán csak ecetsavanhidridben valósítjuk meg, az oldatot a keletkezett N,N'-diacetil-tetrahidro-4,4'-bipiridil feloldása céljából 85—90 C°-ra kell melegíteni, ezen a hőmérsékleten a termék 30 perc alatt 70%-*ban elbomlik és a cinkacetát nagy része is oldatba megy. A találmány értelmében ecetsavanhidrid és ecetsavas alkilészter elegyét használva a szűrést 65—75 C°-on végeztetjük, így bomlás 1 óra múlva sem mutatható ki. A reakcióelegyből kiszűrt anyagból a bennmaradt terméket ecetsavanhidriddel mossuk ki, majd a visszamaradó cink-cinkacetát elegyből 60—80 C°-os vízzel kimossuk a cinkacetátot, a cinket pedig megfelelő kezelés és szárítás után újra felhasználhatjuk. A szűrletet 5—15 C°-ra hűtve a kiváló közbenső terméket szűrjük, majd a nyert anyagot 6-nál kisebb dielektromos állandójú klórozott szénhidrogénben oldva megfelelő mennyiségű ecetsavanhidrid, víz és dehidrogénező katalizátor hozzáadása után levegő vagy oxigén átfúvatásával oxidáljuk. A dehidrogénező katalizátor használata az oxidációt lényegesen meggyorsítja, minthogy a több lépéses oxidációs folyamat első — egyben sebességet meghatározó — fázisa, az N,N'-dia-5 cetil-dihidro-4,4'-jbipiridil keletkezése, kifejezetten dehidrogénezés jellegű és növeli a 4,4'-bipiridil kitermelést. Az így nyert klórozott szénhidrogénes oldathoz a sav jellegű szennyezések eltávolítása után dimetilszulfátot adva, a hő-10 mérsékletet 25—40 C° között tartva, majd vizes kezelés és a két fázis elválasztása után közvetlenül nyerhetjük az N,N'-dialkil-4,4'-Jbipiridilium di(alkil)-szulfát vizes oldatát. 15 Eljárásunk jelentős előnye, hogy kiváló kitermelés mellett nagyüzemileg biztonságosan, gyorsan és gazdaságosan kivitelezhető módszert ad N,N'-dialkil-4,4'-bipiridilium-di-(alkil)-szulfát ipari előállítására. 20 Ezen túlmenően a terméket lényegesen tisztább állapotban kapjuk, az LD50 -érték patkányon, perorális adagolás esetében kb. 1,4-szer nagyobb, és a készítmény üvegházi kísérletek-25 ben meghatározott gyomirtó hatása is jobb. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg. 30 1. példa 28 liter 97,5%-os ecetsav-anhidrid és 4 liter etilacetát elegyéhez 6,1 liter piridimt és 40 ml koncentrált kénsavat adunk. Fél óra alatt in-35 tenzív keverés közben részletekben hozzáadunk 1.8 kg 93,4%-os ipari cink-port, miközben a reakcióéi egy hőmérsékletét legfeljebb 40 C°-ig engedjük emelkedni. Hozzáadunk 1,8 g rézacetátot és 1—1,5 óra alatt kis részletekben további 40" 3,2 kg cink-port. A reakció kezdetétől számított 1,5 óra múlva az elegy hőmérsékletét 48—52 C°-ig emeljük és 2 óra hosszat ezen értéken tartjuk. Ezután a hőmérsékletet 70—75 C°-ig emeljük és szűréssel elválasztjuk az N,N'-diace-45 til-tetrahidro-4,4'-bipiridil oldatot a cink-cinkacetát keveréktől. A szűrés ideje alatt a hőmér.séklet 65—70 C° közt van. A kiszűrt cinkjeinkacetát keverékben maradt 'N,N'-diacetil-tetrahidro-4,4'-bipiridilt 8—10 liter 85—90 C°-os ecet-50 savanhidriddel mossuk ki, majd ezután 60—80 C°-os vízzel leoldjuk a cinkacetátot. A visszamaradt cinkport több részletben 3—5 liter 80—90 %-os etanollal mossuk, majd szárítjuk. A szűrletet 5—15 C°-ra hűtjük, 1 óráig ezen a hőmér-55 sékleten tartjuk és időnkint átkeverjük. A kivált N,N'-diacetil-tetirahidro-4,4'-bipiridilt szűrjük és 40—60% ecetsavanhidrid tartalom eléréséig szívatjuk. A szűrlethez 4,7 liter piridint adunk és a reakciót az előbbiek szerint, 5,8 kg 60 93.4%-os cinfcport használva megismételjük. A két reakcióban nyert N,N'-diacetil-tetrahidro-4,4'-bipiridil mennyisége: 3,95 kg (41,6%), ill. 3.9 kg (53,7%), az összkitermelés 7,85 kg (47% piridinre számítva). ftI5 A kapott ecetsav-anhidrid tartalmú N,N'-dia-2
