176605. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N,N-bisz-(1-formamidok-2,2,2-triklóretil)-piperazin előállítására
3 176605 4 ségű. A szabadalmi leírásban szereplő 86%-os kitermelést csak a fenti módon tudják biztosítani. Abban az esetben, ha savmegkötőszerként trietilamint, oldószerként vizet használnak, mellékreakcióként hidrolízis lép fel. Ennek egyik eredménye például, hogy a folyamat nem megy teljesen végbe, melléktermékek képződnek, melyek egyrészt szennyezik a végterméket, másrészt a kitermelés csökkenését eredményezik. A kiviteli példában valóban a megadott kitermelés: 50—60%. Ha oldószerként acetont, savmegkötőszerként nátriumkarbonátot használnak, a reakció lezajlása után az oldószert először desztillációval el kell távolítani. A párlási maradékból továbbá még vizes kezeléssel el kell távolítani a szervetlen sókat is, és csak ezután kapják meg 77%-os kitermeléssel a kívánt terméket. Ha a kiindulási anyag az 1-helyzetben klóratom helyett etoxi-csoportot tartalmaz, oldószerként tetrahidrofuránt és savmegkötőszerként trietilamint alkalmaznak, a reakcióidő rendkívüli mértékben megnő, a 14—16 órát is eléri, valamint a reakciókörülmények is erélyesebbé válnak, példáid a reakciót az elegy forrási hőmérsékletén végzik. Ebben az esetben a reakcióelegy feldolgozása szintén több lépésből áll: szűrés, a szűrlet bepárlása, az erélyes reakciókörülmény következtében az erősen szennyezett párlási maradék tisztítása. A kitermelés mindössze 10%. Azt találtuk, hogy az 1 képletű vegyületet enyhe reakciókörülmények között, szobahőmérsékleten egyszerű művelettel és feldolgozással rövid reakcióidő alatt stabil és magas kitermeléssel, további tisztítást szükségtelenné tevő tiszta állapotban állíthatjuk elő a II képletű vegyület és piperazin reakciója útján, ha a reakciót megfelelő pH-tartományban alkalmasan megválasztott oldószer, illetve oldószerelegy jelenlétében végezzük. A megfelelő pH-tartomány kiválasztására számos kísérletet végeztünk különböző szerves és szervetlen savmegkötőszerrel. A kísérletek alapján azok a vegyületek bizonyultak alkalmasnak, amelyek a reakció feltételei mellett az elegy pH-ját 7,5 és 8,5 közötti értéken tartották. Ennek a követelménynek az alkálifémhidrogénkarbonátok, mint amilyen a nátriumhidrogénkarbonát, káliumhidrogénkarbonát stb., és az alkálifémfoszfátok, mint amilyen a trinátriumfoszfát, feleltek meg. Ha olyan savmegkötőszereket használunk, melyek a találmány szerinti reakciókörülmények között a fenti pH-tartománytól eltérő pH-t biztosítanak, a kitermelés csökken. Az említett alkalmas savmegkötőszerekkel viszont stabil magas kitermelés érhető el. Az alkalmasan megválasztott oldószernek az alábbi feltételeket kell teljesíteni: a főreakció gyors lezajlásának elősegítése, a mellékreakciók visszaszorítása és további követelmény, hogy a végterméket ne oldja, valamennyi egyéb terméket, beleértve a kiindulási anyagokat, melléktermékeket, szennyezéseket viszont igen, könnyen hozzáférhető és könnyen regenerálható legyen, valamint ne legyen robbanás- és tűzveszélyes. Ezen valamennyi feltételt az adott reakció ese^n csupán valamilyen alkalmasan megválasztott oldószerpár teljesíti. Azt találtuk, ha víz és egy vízzel nem elegyedő aprotikus poláris szerves oldószert alkalmazunk, valamennyi kívánt feltétel teljesül. A víz és a szerves oldószer aránya a reakció szempontjából nem döntő jelentőségű, alkalmazott mennyiségük pedig * kiindulási anyagnak a szerves oldószerben, a képződött szervetlen sóknak pedig a vízben való oldhatóságától függ. Előnyösen 1:1—1,5 arányú víz : szerves oldószer elegyet alkalmazunk. Vízzel nem elegyedő aprotikus poláris szerves oldószerként például halogénezett szénhidrogéneket használhatunk, mint amilyen a diklórmetán, diklóretán, kloroform, széntetraklorid, klórbenzol stb. A kapott végtermék a fenti oldószerpárban nem oldódik, így a reakció végeztével a reakcióelegyből kiválik, egyszerű szűrési művelettel elkülöníthető. A közegpár alkalmazásának lényege az, hogy a főreakció tulajdonképpen a folyadék—folyadék határfelületen játszódik le. A közegpár víz komponense biztosítja a gyors főreakciót, mimellett a vízzel nem elegyedő szerves oldószer komponens megvédi a II képletű kiindulási vegyületet a hidrolízistől, így mintegy stabilizálja a főreakció céljára. További előny származik abból, hogy a fenti oldószerpár viszont valamennyi kiindulási anyagot és az esetlegesen képződött mellékterméket oldja, így a kivált anyag tiszta, a színe hófehér, nem kell további tisztítási műveletnek alávetni, közvetlenül felhasználható. A víz komponens előnye továbbá még az is, hogy magas hőkapacitásánál fogva egyúttal előnyös hűtőközegként is szolgál. Az eljárás kitermelése 95—96%, tehát még a 159 706 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban a találmány szerinti tennék előállítására ismertetett legmagasabb kitermeléssel járó eljárásnál is—mely kitermelésbe azonban a szennyezettebb második generációt is beleszámították — 10%-kal magasabb. Szakember számára nyilvánvaló, milyen nehéz a kísérleti és technológiai feladat 80%-nál magasabb kitermelési eljárások esetén a kitermelést továbbnövelni. Éppen ezért számít nagy jelentőségűnek, hogy a találmány szerinti igen egyszerűen kivitelezhető eljárással ebben a tartományban is tudtunk még további 10% kitermelésnövekedést elérni, méghozzá úgy, hogy az anyag a reakció végeztével minden tisztítás nélkül már hófehéren válik ki és valóban lényegesen tisztább a korábbi alacsonyabb kitermeléssel előállított anyagnál. A reakció rendkívül gyorsan, körülbelül 5—10 perc alatt zajlik le az enyhe reakciókörülmények között. A reakció biztonságos teljessé tétele érdekében azonban az elegyet az egyes reakciókomponensek elegyítése után még célszerűen 1 órán át tovább keverjük. A reakció hőmérséklete 20—40 °C között lehet. A találmány szerinti eljárás egy másik változata értelmében az I képletű vegyület előállítására az egyszerűen hozzáférhető IV és V képletű egyszerű alapmolekulákból indulunk ki. Ismert, hogy a IV és V képletű vegyületekből magas hőmérsékleten ömledékben végzett reakcióval olaj formájában III képletű vegyület állítható elő, mely huzamosabb állásra kristályosodik (1 168 161 számú NSZK-beli szabadalmi leírás). Ismert továbbá, hogy a III képletű vegyület kis fölöslegű tionilkloriddal kezelve, majd a tionilklorid fölösleg vákuumban történő eltávolítása és az anyag kristályosítása után II képletű vegyületté alakítható (993 051 számú nagy-britannÜ szabadalmi leírás). Azt találtuk, hogyha az I képletű vegyületek előállítására kiindulási anyagként IV és V képletű vegyítetek** alkalmazunk, egyszerű műyetetekkeh kíméletes reaketekörülmények, alacsony hőmérséklet, rövidreakeióidő mellett a, közbenső termékek elkülhultés& jteikül igen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
