173055. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-fenil-2-nitro 1,3-propándiol treo és eritro izomerjeinek előállítására
3 173055 annyira veszteséges, hogy a leírásban megadott 91,3%-os kitermelés helyett mi csupán 60-70%-ot tudtunk elérni. Ennek az eljárásnak az ipari megvalósíthatósága is, különböző technikai jellegű feldolgozási problémák miatt, kétségbevonható. A közeg nélküli megoldásnál például a végtermék szilárd, kőkemény masszává dermed, melyet a további feldolgozáshoz kolloidmalomban kell megőrölni, ez pedig ipari szempontból igen kényelmetlen és költséges megoldás. A japán leírásban célszerűnek tartott aprotikus közegekben viszont a reakció kitermelése alig éri el a 27-30%-ot. Új eljárásunkban iparilag könnyen megvalósítható módszert írunk le, melynél nincsenek technikai problémák és a treo izomer előállítása esetében már a primer termék is olyan jó minőségű (o.p. 90—91,5 °C), hogy tisztítása — amennyiben ez szükséges — nem okoz problémát. Az eritro izomert kristályos állapotban mi sem tudtuk előállítani (valószínűleg nincs is kristályos formája), viszont az általunk nyert olajos termék tisztasága már olyan fokú, hogy további szintetikus célokra jól felhasználható, például eritro 1-fenil-2-amino-l ,3-propándiollá hidrogénezhető. Találmányunk azon a felismerésünkön alapul, hogy az l-fenil-2-nitro-l,3-propándiol, mely protikus közegekben erősen bomlékony vegyidet, ezen bomlékonysága ellenére ugyanezekben a közegekben jó kitermeléssel állítható elő benzaldehid és nitroetanol katalitikus mennyiségű bázis jelenlétében végbemenő reakciójával, továbbá, hogy meglepő módon a két izomer bármelyike ugyanilyen körülmények között — katalitikus mennyiségű bázis és protikus oldószer — a másikba átalakítható, epimerizálható (nitrovegyületek katalitikus bázikus cpimerizációjára irodalmi utalást mindeddig nem találtunk). Azokban a protikus közegekben, melyekben mindkét izomer oldódik, a katalitikus mennyiségű bázis hatására közelítőleg 1:1 arányú treo-eritro izomert tartalmazó egyensúlyi izomer-keveréket kapunk mind a kondenzációnál, mind pedig az epimerizációnál. Ha azonban a protikus oldószerben a treo izomer nem oldódik, úgy a reakció végterméke praktikusan kizárólag a treo-izomer. Ebben az esetben a kondenzációval és a treo izomer folyamatos kiválásával egyidejűleg, az oldott állapotban levő eritro izomer treóvá epimerizálódik. A gyakorlatban a mindkét izomert oldó protikus oldószerek közül az alkoholok, különösen a metanol vált be, a treo izomert nem oldok közül pedig a víz. Találmányunk szerint tehát úgy járunk el, hogy benzaldehidet és nitroetanolt katalitikus mennyiségű bázis jelenlétében, protikus oldószeres közegben, előnyösen kis szénatomszámú alifás alkoholos vagy vizes közegben kondenzáltatunk (lásd: reakcióvázlat, A reakció). Alkoholos közegben 1:1 arányú treo-eritro-izomerkeverék keletkezik. A reakcióelegy megsavanyítása után a keletkezett treo-izomert elkülönítjük, és a visszamaradt eritro-izomert protikus közegben, katalitikus mennyiségű bázis jelenlétében ismét treoeritro (l.T arányú) izomerkeverékké epimerizáljuk (lásd: reakcióvázlat, B reakció), és a treo-izomert a fentiek szerint - kívánt esetben - ismét elkülönítjük. Amennyiben protikus közegként vízben hajtjuk végre 2 a konderizációt, praktikusan csak treo-izomer keletkezik. Az alkoholos közegben végzett kondenzációnál találmányunk szerint úgy járunk el, hogy a benzaldehidet és nitroetanolt katalitikus mennyiségű bázissal kis szénatomszámú alifás alkoholos közegben, alacsony hőmérsékleten, +10 és —25 °C közötti intervallumban, célszerűen —8, —10 °C hőmérsékleten kondenzáljuk, a reakció lezajlása után a reakcióelegyet megsavanyítjuk és az alkoholt ledesztillálva, a maradékot vízzel felvéve, abból, illetve a visszamaradt vizes részből oldószeres extrakcióval és az oldószer bepárlásával nyerjük ki a treo-eritro izomerkeveréket, s ebből kristályosítással 45% kristályos treo izomer mellett 50% nyers eritro izomert különítünk el sűrű szirup alakjában. Ez utóbbi termék körülbelül 82%, kevés treo izomerrel szennyezett eritro izomert tartalmaz, melyre nézve így a tényleges kitermelés 41%. Az epimerizációnál (lásd: reakcióvázlat, B reakció) úgy járunk el, hogy az eritro terméket lényegében a kondenzáció körülményei közé visszük vissza, tehát a már ismertetett módon katalitikus mennyiségű bázissal kezeljük. Az előzőekkel azonos feldolgozás során treo-eritro izomerkeveréket kapunk, amelyből 45% kristályos treo termék nyerhető ki itt is, 50% nyers eritro izomer mellett. A kondenzáció és epimerizáció együttes kitermelése ily módon 63,4% (benzaldehidre számítva), mely egy további második epimerizációval 69,5%-ra növelhető. Ha feladatunk az eritro termék előállítása, úgy a kondenzáció során az eritro termék mellett gyakorlatilag ekvivalens mennyiségben keletkezett treo terméket epimerizáljuk izomerkeverékké, melyből a treo izomer kikristályosítása után a további eritro terméket az anyalúgból nyerjük ki. A másik izomer epimerizálását találmányunk szerint úgy is végezhetjük, hogy a benzaldehid és nitroetanol újabb fenti kondenzációjához hozzáadjuk. Ha a benzaldehidet nitroetanollal katalitikus mennyiségű bázis jelenlétében vizes közegben reagáltatjuk, melyhez adott esetben fagyáspontcsökkentőszert (maximum 15% 1—3 szénatomos alkohol, célszerűen metanol) adunk, +10 és -10 °C közötti hőmérsékleten, a reakcióközegből a treo-1- -fenil-2-nitro-l,3-propándiol izomer válik ki. A reakció befejezése után — a treo termék kiválása megszűnik — a reakcióelegyet savval célszerűen fokozatosan savas pH-ra állítjuk be és a kristályos terméket leszűrjük, vagy oldószeres extrahálás és az oldószer bepárlása útján különítjük el. Primer kitermelés: 64—73% treo izomer, mely az anyalúgból nyert szekunder termék epimerizálásával 73—80%-ra emelkedik. A fenti kondenzációknál a bázis-katalizátor mennyisége a sztöchiometrikusnak tört része, ha például káliumhidroxidot használunk, úgy annak körülbelül egyötöde. Ezt az értéket lényegesen meghaladó, vagy a sztöchiometrikust elérő lúgmennyiség esetén a kitermelés romlik. Az epimerizációnál az optimális katalizátormennyiség e fölött van (körülbelül kétötöd körül), aminek magyarázata az, hogy az (I) képletű 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
