182829. lajstromszámú szabadalom • Eljárás m-trifluormetil-anilin előállítására
1 182 829 2 A találmány tárgya új eljárás m-trifluormetil-anilin előállítására m-trifluormetil-nitrobenzol redukciója útján oly módon, hogy a redukciót egy alkálifémszulfiddal vagy ammóniumszulfiddal hajtjuk végre. A m-trifluormetil-anilin a nifluminsav szintézisének egyik kulcs-vegyülete. A nifluminsav DonalginR nevű gyógyszerkészítmény hatóanyaga, mely igen fontos ízületi gyulladás csökkentő, és fájdalomcsillapító hatású gyógyszer. A m-trifluormetil-anilin előállítására eddig a m-trifluormetil-nitrobenzol katalitikus hidrogénezésével végrehajtott reakció vált ismeretessé. Ilyen eljárást ismertetnek a 2 105 682, 2 240 849 és a 2 311 753 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírások (ref.: CA 77, 151651 d, 81,13 248 j és 82, 3947 t), a 7584537 sz. japán és. a 2211 448 sz. francia szabadalmi leírások (ref.: CA 85, 123554 és 82, 139631). Katalizátorként csontszénre lecsapott platinát, nikkelt, valamint iridiumból és borból előzőleg külön előállított, meghatározott összetételű ötvözetet alkalmaznak. A fenti eljárások hátránya, hogy drága tőkés importból származó nemesfém katalizátor felhasználását igénylik, melyek beszerzése körülményes, így nem mindig áll rendelkezésre, amikor az ipari gyártási program megkívánná. Az alkalmazott katalizátor anyagfajlagosa nagymértékben függ a kiindulási anyagok tisztaságától. Már kis mennyiségű szennyezések is mérgezhetik a katalizátort, melynek következtében a reakció elhúzódik, vagy leáll, és csak további katalizátor-mennyiség beadagolásával folytatható. Ezért a kiindulási anyagok tisztaságával szemben támasztott követelmények nagyok. A katalitikus hidrogénezési művelet, tekintettel a felhasznált fokozottan tűz- és robbanásveszélyes hidrogéngázra és oldószerekre és a pirofóros katalizátorokra, fokozott biztonsági intézkedéseket, speciális berendezéseket, és magasan kvalifikált személyzetet igényel. A fenti eljárásokban kiindulási anyagként használt m-trifluormetil-nitrobenzol tisztítatlan állapotban szinte mindig tartalmaz bizonyos mennyiségű o-trifluormetil-nitrobenzolt. A katalitikus hidrogénezés során nemcsak a m-trifluormetil-nitrobenzol, hanem a szennyező o-trifluormetil-nitrobenzol is redukálódik, így a katalitikus hidrogénezéssel végrehajtott redukciót követően kapott m-trifluormetil-anilin mindig o-trifluormetil-anilinnal szennyezett. A kiindulási nyers m-trifluormetil-nitrobenzol vákuumban végrehajtott frakcionált desztillációval tisztítható ugyan, azonban a frakcionáláskor igen nagy anyagveszteség lép fel. Ennek oka, hogy a m-trifluormetil-nitrobenzolnak és az o-trifluormetil-nitrobenzolnak egymáshoz igen közeli a forráspontja, így ezek még frakcionálással is csak nehezen választhatók szét. Ugyanezen okból a frakcionálással tisztított m-trifluormetil-nitrobenzol sem 100 %-os tisztaságú, mindig tartalmaz bizonyos mennyiségű orto-izomert. Azt találtuk, hogy valamennyi fenti hátrány kiküszöbölhető, ha a m-trifluormetil-nitrobenzolt egy kémiai redukálószerrel, például valamilyen alkálifémszulfiddal, mint amilyen a káliumszulfid vagy a nátriumszulfid, vagy ammóniumszulfiddal redukáljuk. A redukciót vizes közegben, előnyösen a reakcióelegy forráspont körüli hőmérsékletén, 100-105 °C között hajthatjuk végre. A reakció rövid idő alatt, 1,5 órától 3 óráig terjedő idő alatt lezajlik és magas kitermeléssel jó minőségű terméket eredményez. A termék a reakcióelegyből egyszerű módon vízgőzdesztillációval és a vízgőzdesztillátum elválasztásával különíthető el. 2 A találmány szerinti eljárás az eddig ismert katalitikus hidrogénezési eljárásokhoz képest az alábbi előnyökkel rendelkezik. A találmány szerinti redukció gyakorlatilag kvantitative végbemegy, és nem érzékeny a kiindulási anyag minőségi ingadozásaira, míg a katalitikus hidrogénezés esetén egészen kis mennyiségű szennyeződés is már katalizátorméregként hat. A találmány szerinti eljárásban akár nyers m-trifluormetil-'nitrobenzolból is kiindulhatunk, mely orto- és para-izomerrel szennyezett, mivel a találmány szerinti redukció a reakció körülményei között a meta-izomerre szelektív. A megfelelő orto- és para-izomerek ugyanis nagyságrendileg kisebb sebességgel redukálódnak a megfelelő szulfid hatására, mint a m-trifluor-nitrobenzol, így azok a reakció végeztével túlnyomórészt átmeneti redukált formában, például a megfelelő nitrozo-, hidrazo-, vagy azo-vegyületként maradnak vissza a reakcióelegyben, mivel ezek nem vízgőzdesztillálhatók. A m-trifluormetil-anilin a nyomokban keletkező o-trifluormetil-anilintől és a p-trifluormetil-anilintől szintén elválasztható, ugyanis az utóbbiak egyrészt lényegesen nehezebben vízgőzdesztillálhatók, másrészt az igen csekély mennyiségű o-trifluormetil-anilin jóval kisebb bázicitása miatt a meta-ízomertől sóképzés útján könnyen elkülöníthető. A találmány szerinti redukcióval jó minőségű izomermentes terméket kapunk, mely a megfelelő átmeneti redukciós terméket, mint amilyenek a megfelelő nitrazo-, hidrazo-, azo-vegyületek, sem tartalmaz. A találmány szerinti redukció sokkal biztonságosabban végrehajtható, mint a katalitikus hidrogénezés, mivel egyrészt vizes közegben és nem tűzveszélyes oldószerben megy végbe, mely utóbbinál még nehézkes és gazdaságtalan regenerálási problémák is adódnak, másrészt nincs szükség sem pirofóros katalizátor alkalmazására, melynél még külön regenerálási és előzetes aktiválási művelettel is számolni kell, sem a tág határok között robbanó hidrogéngázra. Ennek megfelelően a találmány szerinti reakció általánosan használt egyszerű tipizált vegyipari berendezésekben végrehajtható, nincs szükség a katalitikus hidrogénezésnél gyakran alkalmazott nyomástartó készülékekre. A találmány szerinti eljárás a katalitikus hidrogénezéssel szemben nagy kapacitású, az egységre vonatkoztatott fajlagos térfogatigénye kicsi. A találmány szerinti eljárás továbbá nem korrozív és enyhe reakciókörülmények között hajtható végre. A találmány szerinti eljárás igen gazdaságos, könnyen hozzáférhető, egyszerű reagenssel, vizes közegben, egyszerű műveleti lépésekkel hajtható végre. így például a nátriumszulfid redukálószer környezetvédelmi technológiáknál melléktermékként keletkezik és így gazdaságosan felhasználható a találmány szerinti eljárásban. A találmány szerinti eljárást közelebbről az alábbi kiviteli példák szemléltetik az oltalmi kör korlátozása nélkül. 1. példa 76,4 g (0,4 mol) desztillált, gázkromatográfiásán izomermentes m-trifluormetil-nitrobenzolhoz 200 ml vizet adunk, az elegyet felforraljuk és fonás és keverés közben az elegyhez 30 perc alatt 94,9 g 60 %-os (0,73 mól) szilárd, kristályvíztartalmú nátriumszulfid és 2,0 g szilárd 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
