169039. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyűrűzárási reakciók lefolytatására
3 169039 4 hajtható végre folyamatos üzemben: ekkor az elegyet pontosan meghatározott, néhány perctől körülbelül fél óráig terjedő ideig tartjuk a magas hőmérsékletű zónában. Optimális hozam biztosítása és a mellékreakciók 5 kiküszöbölése céljából a gyűrűzárást általában egy előre meghatározott, rövid reakcióidő alatt kell végrehajtanunk. A reakcióidő bizonyos mértékig a gyűrűzárás hőmérsékletétől és a reakció végrehajtására alkalmazott berendezéstől is függ. 10 Igen lényeges, hogy kiküszöböljük a visszaelegyedést, azaz biztosítsuk, hogy minden betáplált anyagmennyiség tartózkodási ideje a készülékben mindig ugyanaz az optimálisnak ítélt idő legyen. A mellékreakciók kiküszöbölése szempontjából 15 elsősorban arról kell gondoskodnunk, hogy az elegyet igen rövid idő alatt fűtsük fel. Ezt úgy érhetjük el, hogy a kiindulási anyagnak a magas forráspontú oldószerrel előre elkészített oldatát olyan hőmérsékletre melegítjük, amelyen még sem 20 a gyűrűzárási reakció, sem mellékreakciók nem mehetnek végbe, majd ezt az oldatot egy (általában az oldaténál nagyobb mennyiségű) magas forráspontú oldószerbe öntjük, amelyet előzetesen a gyűrűzárás hőmérsékleténél magasabb hőmér- 25 séldetre melegítettünk. Az oldat és a magas forráspontú oldószer hő«éfsékletkülönbségéből és mennyiségi arányábél aöödó gyűrűzárási hőmérséklet általában 200 és 350 C°, előnyösen 240 és 330 C° közötti érték 30 tehet. A kiindulási anyag előre elkészített oldatának hőmérsékletét általában a gyűrűzárás hőmérsékleténél 100-200 C°-kal, előnyösen 140-160 C°-kal alacsonyabb értéken tartjuk, azaz a kiindulási anyag 35 előre elkészített oldatát előnyösen 130—200 C°-ra melegítjük. Az oldat és a magas forráspontú oldószer mennyiségi aránya az oldat és az oldószer hőmérsékletkülönbségétől és a gyirűzárás hőmérsékletétől függően bizonyos mértékig változhat, ál- 40 tálában azonban az oldathoz 2-12-szeres mennyiségű, előnyösen 5-10-szeres mennyiségű magas forráspontú oldószert adunk. A magas forráspontú oldószrrel szemben támasztott követelmények a következők: az oldószer for- 45 ráspontja a gyűrűzárási hőmérséklet környezetébe eső vagy annál nagyobb érték legyen, az oldószer »e lépjen reakcióba, és ismételt felhasználás és «isszsvezetés után se bomoljon el jelentős mértékbe«. Ennek a három követelménynek csak viszony- 50 lag kevés oldószer tesz eleget. Oldószerként általában magas forráspontú aromas, elsősorban többgyűrűs aromás szénhidrogéneket, így difenifbenzolt, dibenzil-benzolt vagy dito-Mt alkalmazhatunk, azonban adott esetban aralifás 55 szénhidrogéneket, így difeniletánt, trifenilmetánt vagy tetrafenilmetánt, továbbá adott esetben aromás ketonokat, például benzofenont, vagy a megfelelő karbonsavésztereket, például tereftálsav-dimetilésztert is felhasználhatjuk. 60 A reakciót egyetlen reaktorban vagy több egymás után kapcsolt reaktorban hajthatjuk végre. Ha egyetlen reaktort alkalmazunk, az eljárást szakaszosan végezzük, azaz a kiindulási anyag oldatát és az előre felhevített magas forráspontú oldószert a 65 reaktorba töltjük, majd egy ideig tartó keverés és reagáltatás után az elegyet hirtelen lehűtjük. Az elegyet általában nagyhatású, gyorsan forgó keverőkkel keverjük. Több reaktor alkalmazása esetén a reaktorokat kazánként képezhetjük ki. Az első reaktor elegyítőtartályként szolgál, amelyből néhány perces tartózkodási idő után vezetjük át az elegyet a következő, kazánszerűen kialakított reaktorokba, és az utolsó reaktorból vezetjük el az elegyet hateta© lehűtésre. Az első reaktor vagy — előnyösen — valamennyi reaktor tartalmát keverjük. A keverős reaktorokat előnyösen 50-300 fordulat/perc, sőt esetenként 1000 fordulat/perc értékig terjedő sebességgel működő keverőkkel szereljük fel. A reaktorok egyacét vagy valamennyi reaktort előnyösen hűtővel, a hőmérséklet mérésére alkalmas berendezéssel, a kiindulási oldat és az oldószer beadagolására szolgáló szelepekkel, valamint az elegy leeresztésére szolgáló szeleppel látjuk el, továbbá egy fűtő-, illetve hűtőberendezéssel temperáljuk. Jfegyobb anyagmennyiségek előállítása esetén a rövid reakcióidő miatt akkor járunk el a legelőnyösebben, ha a találmány szerinti eljárást folyamatos üzemben hajtjuk végre. A reaktort a megállapított optimális gyűrűzárási időnek megfelelően méretezzük. A tartózkodási idő - és így a gyűrűzárási idő -általában egy előre megadott érték, következésképpen a reakció menetét a gyűrűzárási hőmérséklet megfelelő megválasztásával szabályozhatjuk. A gyűrűzárási hőmérsékletet például a beadagolt felmelegített oldat és az oldaténál nagyobb mennyiségű felhevített oldószer mennyiségi arányának megfelelő beállításával szabályozhatjuk. A reakcióelegy hirtelen lehűtésére, vagyis az azonnali és nagymértékű hőmérsékletcsökkenés biztosítására viszonylag alacsony forráspontú közömbös folyadékokat, így ketonokat vagy észtereket, előnyösen azonban szénhidrogéneket, célszerűen alifás szénhidrogéneket vagy adott esetben 6-10 szénatomos aromás szénhidrogéneket használunk fel. A közömbös folyadék mennyisége általában a reakcióelegy mennyiségének 1—5-szöröse lehet. A hűtőhatást a folyadékok elpárologtatásával tovább fokozhatjuk. Egyes esetekben előnyösen járunk el úgy, hogy a reakeióelegyet a gyors lehűtés biztosítására hőcserélőn vezetjük keresztül. A közömbös folyadékokkal hígított reakeióelegyet lehűlés után ismert módon feldolgozzuk, szűrjük, illetve centrifugáljuk. Az oldószer lepárlása után általában egy további, ugyancsak tiszta termékfrakciót különíthetünk el az anyalúgból. A felhasznált oldószert a nagy forráspontkülönbség miatt desztillációval könnyen elválaszthatjuk a közömbös folyadéktól, majd ismét visszavezethetjük a folyamatba. A fent ismertetett, általában 200-360 C°-on végrehajtható gyűrűzárási reakció különösen előnyösen alkalmazható egy vagy több nitrogénatomot tartalmazó többgyűrűs heterociklusos vegyületek, így pádául az adott esetben még további szubsztituen-2
