171738. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kinoxalin-1,4-dioxid-azometin származékok előállítására
3 171738 4 Megállapítottuk, hogy a 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxid bármilyen oldószerben — akár poláris, apoláris, protikus vagy aprotikus — csaknem azonos sebességgel és kvantitative reagál az aldazin vagy ketazin, sőtaldimin vagy ketimin reakciópartnerekkel. E tekintetben legelőnyösebb természetesen, ha vízben dolgozunk. Ezt akkor tehetjük célszerűen, ha a várt reakciótermék nem oldódik vízben. A 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxid cserereakciókészsége olyan nagy, hogy heterogén fázisban is hasonló nagyságrendű reakciósebességgel reagál, mint homogén fázisban. A reakciópartnerként alkalmazott azometinek igen változatos képet mutatnak. Nagy részük az irodalomból ismert vegyület, de vannak közöttük új származékok is. (Miután a szakember számára nyilvánvaló, hogy e reakció — jellegéből adódóan — rendkívül általános, csak néhány példát említünk az azometin reaktánsok összetételét illetően.) Egyrészt lehetnek aldehidekből, másrészt ketonokból amin-, illetve hidrazin származékokkal képezett azometinek. Mindkét csoportban végzett kísérleteink alapján egyértelművé vált, hogy akár alifás — mint pl. acetaldehid vagy dietilketon — cikloalifás — mint pl. ciklopentanon, ciklohexanon, cikloheptanon — aromás, mint pl. szalicilaldehid, benzaldehid— vagy heteroaromás — mint pl. piridin-aldehid, imidazolidon, furfurol — reaktánsokat reagáltatunk, a reakciók egyértelműen, gyorsan lejátszódnak (I), általános képletű vegyületek keletkezése közben. Miután az előbbiekben részletezett reakciókörülmények, illetve reakciópartnerek változatossága lehetővé teszi, bizonyos esetekben igen racionális szintézisutat tudunk kialakítani. így pl. az aldazin vagy ketazin típusú reakciópartnert adott esetben képződési reakcióelegyében — kipreparálása nélkül — továbbreagáltatjuk 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxiddal vagy dialkilacetáljával. Ez az előnyös megoldási mód lehetővé teszi, hogy jelentős élőmunka-, és készülékmegtakarítást érjünk el. További előnyök származnak a szintézis megvalósításakor abban az esetben, ha olyan azometin reaktánst választunk, amelynek aldehid-, vagy keton-komponense folyékony halmazállapotú. Ez esetben az azometin reaktáns reakcióelegyében 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxiddal lefolytatott reakció során felszabadult aldehid vagy keton ismét alkalmas azometin képzésre és azt követően ismételt 2-formü-kinoxalin-l,4-dioxidos reakcióra. Ezt a műveletsort többször, szinte tetszés szerinti számban ismételve a reakcióidők megrövidülnek, élőmunkát, energiát takarítunk meg és bizonyos új berendezések felszerelése szükségtelenné válik. Ez az egykészülékes módszer különösen értékes technikai megoldást jelent abban az esetben, ha az azometinképzés révén esetleg egy egyensúlyi reakciót kedvező irányba terelünk, majd az így közel elméleti termeléssel keletkező aldazint vagy ketazint a fent említett módon visszük reakcióba 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxiddal vagy acetátjával. A vizes közegű egy-készülékes reakciókban általában az igen jó — mintegy 96—98%-os — termeléssel keletkező (I) általános képletű vegyületek bizonyos képviselői általában egy óránál rövidebb idő alatt keletkeznek. Nyilvánvaló, hogy nem szükséges részletezni e megoldásmódra leginkább jellemző példákat, hiszen a találmányi gondolatot hordozó reakció jellegéből adódóan csak optimumok kimérését igényli, hogy valamennyi (I) általános képletű vegyület esetében elérjük a legmagasabb termelést. A kiindulóanyagokat ismert irodalmi leírások alapján lehet előállítani, így a 2-formü-kinoxalin-l,4-dioxid 5 vagy acetáljai előállítása a 1,308.370, 1,215.815 és 1,305.138 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás, továbbá a 1,927.337 sz. NSZK közrebocsátási irat alapján, az azometinek előállítása pl. a Chemistry of the Carbon-Nitrogen Double Bond (Int. Publ., New York, 1970) 10 könyvben leírt módon történhet. A találmány szerint tehát az (I) általános képletű ismert kinoxalin-dioxid-származékokat — a képletben ©jelentése hidroxil-csoport, vagy —NH—COO—R2 csoport, ahol R2 1—4 szénatomos 15 alkilgyököt jelent, vagy egy —NH—CX—NH2 képletű csoport, ahol X jelentése oxigén- vagy kénatom, vagy pedig egy —NH—C(NH)—NH2 -csoport, vagy egy —NH—R4 képletű csoportot, ahol R4 jelentése 1—6 20 szénatomos alkil-, fenil-, benzil-, hidroxil- vagy 2—4 szénatomos hidroxialkil-gyök, vagy egy —NH—CO—R5 gyök, amelyben Rs jelentése 1—20 szénatomos alkil-, fenil-, továbbá legfeljebb három, azonos vagy különböző hidroxi-, amino-, nitro-, 1—3 25 szénatomos alkoxi-csoporttal, klór-, vagy brómatommal szubsztituált fenilgyök, hidroxi-naftil-csoport, alkilláncában 1—3 szénatomot tartalmazó fenil--alkil-csoport, piridil-, piperidil-, pirazinil-, furil-, nitro-furil-, végül a,<x,a-difenil-hidroxi-metilcsoport — 30 úgy állítjuk elő, hogy egy (II) általános képletű azometin-származékot — a képletben Q jelentése a fent megadott, R jelentése alkil-, fenil-, halogénatommal, nitro-, metil-, vagy hidroxicsoporttal szubsztituált fenil-, piridil-, vagy furil-gyök.és R1 hidrogénatomot vagy alkilgyököt jelent, 35 de R és Rt az őket hordozó szénatommal együttesen 5—7 szénatomos cikloalkilidén-, vagy 1,5-diaza-ciklopentilidén-2-csoportot is jelenthet — egy (III) általános képletű aldehiddel — utóbbi képletben Z oxigénatomot vagy (O—Ci_3 alkil) 2 -csoportot jelent — reagáltatunk, 40 azzal a feltétellel, hogy ha a (III) általános képletben Z jelentése (OCH3) 2 -csoport, a (II) általános képletben Q jelentése —NH—COO—CH3 csoport, és R jelentése alkil- vagy fenil-csoport, akkor Rx jelentése hidrogénatomtól vagy R és Rx az őket hordozó szénatommal ké-45 pezett együttes jelentése 5—6 szénatomos cikloalkilidén-csoporttól eltérő. A találmány szerinti eljárás előnyeit összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxid vagyacetáljai a találmányunk szerinti azometinekkel 50 végrehajtott cserereakcióban nagyobb sebességgel reagálnak, mint a korábban ismert amin-, vagy hidrazin-származékokkal lefolytatott reakcióban, így készülék-, energia-, és élőmunkamegtakarítást érünk el. A találmány szerinti körülmények lehetővé teszik 55 bármely, az eddigiekben célszerűtlen oldószer vagy oldószerelegy alkalmazását, ezzel adott esetben tisztább termékhez jutunk. Adott esetben módunk van egykészülékes reakcióban — célszerűen az azometinek képzési reakcióelegyében, 60 azok kipreparálása nélkül — végrehajtani a 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxidos cserereakciót. Ezzel további készülék-, élőmunka-, idő- és energiamégtakarítást érünk el. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákon mu-65 tatjuk be: 2
