168913. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fahéjsavnitril előállítására

3 168913 4 A fahéjaldoxim-izomer-elegy dehidratálása az irodalom szerint dibrómtrifenilfoszforánnal [Ann. 626, 26. (1959)] és acetüklorid-karbodiimid eleggyel [Strecker, Bartulin, Rev. Red. Acad, Ciense Exactas, Fis Natur. 62, 497-507. (1968)] is elvégezhető. A fenti ismert eljárások hátránya, hogy az ipari körülmények között történő megvalósítást megnehezítő, különleges biztonsági intézkedéseket és berendezéseket igénylő reakció-körülményeket és reagenseket alkalmaznak, illetve az elérhető kitermelés közepes. Találmányunk tárgya új és javított eljárás fahéjsavnitril előállítására fahéjaldehid hidroxil-aminnal történő reagáltatása, majd a képződő fahéjaldoxim dehidratálása útján azzal jellemezve, hogy fahéjaldehidet egy hidroxilaminsóból valamely bázissal részlegesen felszabadított hidroxilaminbázissal reagáltatunk, a kapott, túlnyomórészt cisz-izomerből álló cisz-fahéjaldoxim transz-fahéjaldoxim keveréket izoláljuk majd foszforoxikloriddal hozzuk reakcióba. A fahéjsavnitrilnek fahéjaldehidből oxim képzés útján, majd a kapott oxim dehidratálásával történő ismert előállítása során — felismerésünk szerint - az oximképzést nem sztereoszelektív módon végezték el és ily módon az ecetsavanhidrides dehidratációhoz változó összetételű cisz- és transz-fahéjaldoxim elegyeket alkalmaztak. Találmányunk másik alapja az a felismerés, hogy az ecetsavanhidrides reakció során csupán a transz-fahéjaldoxim-dehidratálódik iahéjsavnitrillé transz-elimináció a kedvezményezett, míg a cis. — mer acetilezett formában stabilizálódik. A cisz-oxim-acetátból csak magasabb hőmérsékleten (130-230 C°) termikus bontással állítható elő ecetsavlehasítással a fehéjsavnitrü. A termék azonban ilyen körülmények között már jelentős bomlást szenved és ez a kitermelés romlásához vezet. Az ecetsavanhidrides hőbontás további hátránya, hogy a termék kb. 7-8% cisz-fahéjaldoxim-acetátot tartalmaz. Azt találtuk, hogy az oxim képzés csaknem teljes sztereó-szelektivitással végezhető el oly módon, hogy a fahéjaldehidet hidroxilamin valamely sójából egy bázissal részlegesen felszabadított hidroxilamin-bázissal hozunk reakcióba. A felhasznált reagens előnyösen 60-90%, különösen előnyösen 80% hidroxilamin-bázist és 10-40% előnyösen 20% megfelelő hidroxilamin-sót tartalmaz. A kapott fahéjaldoxim izomer összetétele minimális ingadozástól eltekintve általában 95 :5 cisz transz aránynak felel meg. A meghatározást preparatív vékonyréteg kromatográfiával kombinált uv. spektrofotomeriás méréssel végeztük el. A sztereoszelektív fahéjaldoxim-képzést az alkalmazott kinetikus kontrollal biztosítjuk. A részlegesen, kb. 80%-ban felszabadított hidroxilamin-bázis az így kialakult közel semleges pH-viszonyok között gyors nukleofil támadást intéz a karbonil-csoport szénatomja ellen és így a fahéjaldoxim képződés addíciós lépése rendkívül gyors. A kevés protonált állapotú hidroxilarrán-só lassúbb nukleofil támadása során fokozatosan felszabaduló sav a vízvesztéses periódust gyorsítja, így az egész fahéjaldoxim képzési folyamat rendkívül gyorsan játszódik le és ez — vizsgá-5 lataink szerint— a cisz-izomer képződésének kedvez. Azt találtuk, továbbá, hogy a fentiek szerint előállított, túlnyomórészt cisz-izomert tartalmazó, kb. 95:5 arányú cisz- és transz-fahéjaldoximból 10 álló elegy foszforoxidklorid hatására igen jó kitermeléssel dehidratálható. A reakció az ecetsavanhidrides módszernél lényegesen enyhébb körülmények között, a termék bomlása nélkül végezhető el. A fenti dehidratálási módszerrel mind a fő !5 komponens cisz-izomerből, mind a kis mennyiségben jelenlevő transz-izomerből közvetlenül, mellékreakciók nélkül a kívánt fahéjsavnitril keletkezik. A találmányunk tárgyát képező eljárás első lépése során az oxim képzéshez valamely hidroxilamin-só-2« ból egy bázissal részlegesen felszabadított hidroxilamin-bázist reagáltatunk a fahéjaldehiddel. Hidroxilamin-sóként előnyösen hidroxÜamin-szulfátot, vagy hidroxilamin-halogenideket, (pl. hidrokloridot) különösen előnyösen szulfátot alkalmazhatunk. A 25 hidroxilamin-bázis részleges felszabadítását előnyösen tömény ammóniumhidroxiddal végezhetjük el, azonban más bázisokat (pl. alkálifémkarbonátokat, vagy alkálifémhidrogénkarbonátokat) is alkalmazhatunk. A reakciót előnyösen oly módon vé-30 gezhetjük el, hogy a fahéjaldehid kis szénatomszámú alkanolos, előnyösen metanolos oldatához hozzáadjuk a hidroxilamin-sóból, előnyösen szulfátból tömény ammóniumhidroxiddal 80%-ban felszabadított bázis vizes oldatát. Az adagolás során a reakcióelegy hőmérsékletét előnyösen hűtéssel 30 C° alatt, különösen előnyösen 27 C° körül tartjuk. A reakció igen gyorsan lejátszódik, mintegy 95% cisz-izomert tartalmazó fahéjaldoxim kristályok az adagolás befejezése után 40 szinte azonnal kiválnak. A jól definiált, könnyen izolálható kristályos terméket — mely közel kvantitatív kitermeléssel keletkezik — igen egyszerűen, vizes hígítás után szűréssel, vagy centrifugálással választjuk el. 45 A kapott, túlnyomórészt cisz-izomert tartalmazó fahéjaldoximot foszforoxikloriddal dehidratáljuk. A reakciót szerves oldószeres közegben, előnyösen benzolban végezzük el. Előnyösen járunk el oly módon, hogy savmegkötőszer jelenlétében dolgo-50 zunk. E célra pl. vízmentes nátriumacetátot, trietilamint, dietilamint, etiléndiamint, piridint, dimetilformamidot vagy más szerves bázisokat alkalmazhatunk. A foszforoxikloridot csaknem ekvivalens mennyiségben adagolhatjuk. (1 mól fahéjaldoxim-55 hoz mintegy 1/3 mól foszforoxiklorid). A reakciót előnyösen a reakcióelegy forráspontján hajthatjuk végre. A reakció igen gyorsan lejátszódik, a reakcióelegy forráspontján dolgozva kb. 1/2 órás reakcióidő elégséges. A reakcióelegy feldolgozása a szer-60 ves fázis vízzel történő mosása majd bepárlás és vákuumfrakcionálás útján történik. A dehidratálás közel kvantitatív kitermeléssel játszódik le. A kapott termék kromatográfiásan tiszta, melléktermékeket nem tartalmaz. Az ily 65 módon előállított fahéjsavnitril fokozott tisztaságát 2