169049. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-(metoxikarbonil-higrazono-metilén) -kinoxalin- 1,4-dioxid előállítására

3 169049 4 korábbi szintézisek hosszú vagy magasabb hőmérsékletű reakcióiban a keletkezett kátrányos melléktermékek ugyanis lehetetlenné tették a nem reagált benzofuroxán visszanyerését. Miután az irodalomból ismert az alkilkarbamátok hidrolízisre való hajlama (S. Patai: The Chemistry of Carboxylic Acids and Esters, Interscience, London, 1969, 514. old.), valamint az aromás aldehid-hidrazonoknak már szobahőmérsékleten lezajló savas hidrolízis-készsége (Houben—Weyl: Methoden der Org. Chemie, Bd. VII/1. 475. old. G. Thieme, Stuttgart), nagyon jelentős az a második reakciólépésre vonatkozó felismerésünk, hogy a 2-formü-kinoxalin-1,4-dioxid-dimetilacetál vízben amely az említett irodalmi utalások értelmében egyáltalán nem minősíthető inert oldószernek, kevés ásványi sav jelenlétében sokkal gyorsabban és mellékreakció nélkül reagál metilkarbazáttal, mint a korábban említett NSzK-beli szabadalmi leírás ecetsavas reakcióelegyében. Vizsgálataink során megállapítottuk ugyanis, hogy a 2-formil-kinoxalin-l,4--dioxid-dimetilacetál ecetsavban, de még metanolban is jelentős mértékben bomlik, amint azt vékonyrétegkromatogramja, ultraibolya és infravörös spektrumainak elemzése bizonyítja. Ez a bomlás nem kívánt, egyelőre ismeretlen szerkezetű melléktermékekhez vezet, amelyek természetesen szennyezik a végterméket is. Ebben a szintézisben rendkívül jelentőségű a tiszta reakciókomponensek mellékreakciómentes reakciója, mert a végtermék rendkívüli módon oldhatatlan a különböző oldószerekben. Átkristályosítása csak bomlása árán, igen rossz termeléssel, dimetilformamidban hajtható végre. Ez azonban ipari szintézis esetén természetesen szóba sem jöhet. Meglepő módon azt találtuk, hogy a fentiek ellenére vízben, katalitikus ásványi sav jelenlétében a metilkarbazát a 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxid-dimetilacetállal reagáltatva, mellékreakciómentesen igen magas - legalább 98%-os - termeléssel, és 24 óra helyett 1—2 óra alatt képezi a végterméket. A kiindulóanyagokat az alábbi irodalmi helyeken ismertetett leírások alapján lehet előállítani: benzofuroxán: Org. Synth. 37, 1 (1957), metilglioxál-dimetilacetál: Ber., 47, 3356. A találmány szerint tehát úgy járunk el, hogy a benzofuroxánt és metilglioxál-diacetált legalább ekvimoláris mennyiségű, célszerűen feleslegben vett ammóniumhidroxid, s emellett számított mennyiségű víz jelenlétében — célszerűen 1 : 0,04 — 4 arányú víz : oldószer-elegyben — relatíve alacsony, 10-30C° -előnyösen 20-30,C° - hőmérsékleten reagáltatjuk, s az így kapott 2-formil-kinoxalin-dimetilacetál-l,4-dioxidot vízben reagáltatjuk tovább a metilkarbazáttal, katalitikus mennyiségű ásványi sav jelenlétében. E reakciót előnyösen magában a metilkarbazát vizes előállítási elegy ében hajtjuk végre. Az első reakciót előnyösen folyamatossá tehetjük a találmány szerint oly módon, hogy a benzofuroxán és metilglioxál-dimetilacetál reakcióelegyét újabb reakcióra használjuk fel, amennyiben a 2-formil-kinoxalin-dimetilacetál-1,4-dioxid intermedier elkülönítése után a metilglioxált vagy mindkét reaktánst a kiindulási mólarány eléréséig utánadagoljuk, így azonos reakcióközegben szinte tetszésszerinti számú reakciót végezhetünk. A találmány szerinti eljárás előnyeit összefoglal-5 va megállapíthatjuk, hogy az első reakciólépésben a benzofuroxán és metilglioxál-dimetilacetál reakciójában a reakcióidőt az irodalomban megadott 120 óra helyett 20-25 órára csökkentettük, a termék a követelményeknek mindenben megfelelő, 10 nagy tisztaságú, amit a találmány szerinti vizes oldószer, ill. oldószerelegyben végrehajtott rövid idejű kíméletes reakció tesz lehetővé, a vizes oldószerelegy vagy komponensei valamelyikének alkalmazása ez esetben lehetővé tette az el nem reagált 15 kiindulási benzofuroxán visszanyerését, így a reakció termelését mintegy 15%-kal növeltük, készülék, élőmunka és idő megtakarítást értünk el. Adott esetben az első reakciólépést folyamatossá tehetjük a 2-formilkinoxalin-dimetilacetál-1,4-dioxid 20 szakaszos kinyerése és a reaktánsok megfelelő ütemű betáplálása révén, így azonos reakcióközegben tetszésszerinti számú reakciót játszathatunk le. Ez a megoldás ugyancsak további jelentős élőmunka, anyag-, készülék- és idő megtakarítást ered-25 ményez. A második reakciólépésben a 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxid-dimetilacetál és metilkarbazát reakciójában a reakcióidőt az irodalom szerinti 24 óra helyett 1,5-3 órára csökkentettük, a termék nagy tisztasági fokú, mivel vizes közegben vezetett 30 reakciónk nem eredményez el nem távolítható szennyező mellékterméket, a találmány szerinti reakció körülményei között a termelést gyakorlatilag kvantitatívvá tettük. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákon 35 mutatjuk be: 2-Formil-kinoxalin-dimetilacetál-1,4-dioxid előállítása: 40 l. példa 26 g (0,22 mól) metilglioxál-dimetilacetál és 27,2 g (0,2 mól) benzofuroxán 40 ml dimetilszulfoxidos oldatához keverés közben 15 ml kb. 45 25%-os ammóniumhidroxidot csepegtetünk be 25—30 C°-on. A reakcióelegyét keverjük, vagy állni hagyjuk 20 órán át, majd 0-5 C°-ra hűtve a sárga kristálymasszát szűrjük, s metanollal mossuk. 34 g (72%) citromsárga terméket kapunk. Op.: 50 147-48 C°. 2. példa 55 26 g (0,22 mól) metilglioxál-dimetilacetálból, 27,2 g (0,2 mól) benzofuroxánból 30 ml dimetilformamiddal és 5 ml dimetilszulfoxiddal képzett oldathoz 15 ml kb. 25%-os ammóniumhidroxidot csepegtetünk 25-30 C°-on. Ezután a reakcióelegyét 60 állni hagyjuk egy napig, majd a kivált kristályokat szűrjük, végül metanollal mossuk. 32,2 g (68,4%) sárga terméket kapunk, amely 147-48 C°-on olvad. Az anyalúgok vizes hígításakor 7,7 - 8,1 g (25-30%) benzofuroxánt regenerálhatunk, amely 65 felhasználható ismét a reakcióban. 2