184223. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-(alkoxi-karbonil-hidrazono-metilén)-kinoxalin-1,4-dioxid előállítására
1 184 223 A találmány tárgya javított eljárás (I) általános képletű 2-(alkoxi-karbonil-hidrazono-metilén)-kinoxalin-l ,4- dioxid - ahol R jelentése 1-4 szénatomos alkil-csoport — előállítására (II) általános képletű szénsavészter — ahol X jelentése halogénatom vagy 1—4 szénatomos alkoxicsoport, R jelentése a fenti — és hidrazin vagy hidrazinhidrát reakciója, kívánt esetben a képződő (IV) általános képletű alkil-karbazát - ahol A jelentése két hidrogénatom, R jelentése a fenti - és valamely (III) általános képletű keton — ahol R] jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport, fenil-csoport, halogénatommal, nitro- vagy hidroxil-csoporttal vagy legfeljebb három 1-4 szénatomos alkil-csoporttal helyettesített fenil-csoport, piridilvagy furil-csoport, R2 jelentése hidrogénatom vagy 1—4 szénatomos alkil-csoport vagy Rj és R2 a szomszédos szénatommal együtt 5—7 szénatomos cikloalkilidénvagy 3-pirazolidinilidén-csoportot jelent - kondenzálása, végül egy kapott (IV) általános képletű alkil-karbazát — ahol A jelentése a fenti vagy valamely (a) általános képletű csoport, ahol R! és R2 jelentése a fenti — és egy (V) általános képletű kinoxalin-1,4-dioxid-származék — ahol Z jelentése oxigénatom vagy két 1-4 szénatomos alkoxicsoport - reagáltatása útján. Az (I) általános képletű vegyületek baktériumellenes és súlyhozamnövelő hatással rendelkeznek. Előállításuk a 169 0491sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint 2-formil-kinoxalin-l ,4-dioxid-dimetilacetál és alkil-karbazát reakciójával történik. A 171 738 lsz. magyar szabadalmi leírás szerint az (I) általános képletű vegyületek 2-formil-kinoxalin-l ,4-dioxid vagy dialkilacetálja és egy (IV) általános képletű karbazát-származék — ahol A jelentése egy (a) általános képletű csoport, ahol Rj, R2 és R jelentése a fenti - reakciójával is előállíthatok. Mindkét fenti ismert eljárás 90% feletti termelést biztosít ugyan, ipari alkalmazásuk azonban több problémát is felvet. A reagensként illetve közbenső termékként alkalmazott alkil-karbazát toxikus anyag (metilkarbazát egéren mért LD50-értéke 160 mg/kg), amely allergiás reakciókat is kiválthat. Előállítása külön reakciólépésben, hidrazin és klórszénsavészter [52-108928 sz. publikált japán szabadalmi bejelentés] vagy hidrazin és dimetilkarbonát [J. Am. Soc., 75, 2259 (1952)] reakciójával történik. A 171 738 lsz. magyar szabadalmi leírás szerinti eljárásnál alkalmazott reagensek előállítása egy további reakciólépést igényel, amelynél az alkilkarbazátot megfelelő oxovegyülettel reagáltatják. Azt találtuk, hogy az (I) általános képletű vegyületeket egyetlen készülékben, a közbenső termékek elkülönítése nélkül előállíthatjuk, ha a) a (II) általános képletű szénsavésztert az (V) általános képletű kinoxalin-1,4-dioxid-származék jelenlétében reagáltatjuk hidrazinnal vagy hidrazin-hidráttal, vagy b) a (II) általános képletű szénsavésztert az (V) általános képletű kinoxalin-1,4-dioxid-származék jelenlétében reagáltatjuk hidrazinnal vagy hidrazin-hidráttal, s a kapott, az A helyén két hidrogénatomot tartalmazó (IV) általános képletű alkil-karbazátot, ahol R jelentése a fenti, a (III) általános képletű ketonnal kondenzáljuk, végül a képződött (IV) általános képletű alkil-karbazátot — ahol A jelentése két hidrogénatom vagy egy (a) általános képletű csoport, ahol R1; R2 és R jelentése a fenti — tartalmazó reakcióelegy savasságát 5-nél kisebb 2 pH-értékre állítjuk be, célszerűen ásványi sav hozzáadásával. A találmány szerinti eljárás mindkét változatánál reakcióközegként például vizet, aromás szénhidrogént, így benzolt, vagy toluolt, alkanolt, így etanolt vagy propánok, ketont, mint acetont, metil-etilketont, ciklohexanont vagy az említett oldószerek elegyek alkalmazhatjuk. Előnyösen vizes közegben dolgozunk. A találmány szerinti eljárás a szakember számára meglepő. Ismeretes ugyanis, hogy a hidrazin és származékai karbonil-csoportot tartalmazó vegyületekkel könynyen képeznek hidrazonokat [Houben—Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. VII/1, G. Thieme, Stuttgart]. A 2-formil-kinoxalin-l,4-dioxid ilyen típusú hidrazonja nem alakítható át a kívánt (I) általános képletű termékké, ugyanakkor mélyvörös színű, a különféle szerves oldószerekben legfeljebb 0,01%-ban oldódó anyag, amely a termékből gyakorlatilag eltávolíthatatlan lenne. Meglepő módon ez a várható mellékreakció nem játszódik le a találmány szerinti eljárásnál, és így az említett nehézségek nem jelentkeznek. A találmány szerinti a) eljárásnál tehát úgy járunk el, hogy a (II) általános képletű szénsavésztert, amely előnyösen klórhangyasav-alkilészter vagy dialkil-karbonát, az (V) általános képletű kinoxalin-1,4-dioxid-származék jelenlétében hidrazinnal vagy hidrazin-hidráttal reagáltatjuk. Ezután a reakcióelegy savasságát 5-nél kisebb pH-értékre állítjuk be, s ekkor a jelenlevő (IV) általános képletű alkil-karbazát — ahol A jelentése két hidrogénatom, R jelentése a fenti — reakcióba lép az (V) általános képletű kinoxalin-1,4-dioxid-származékkal. A találmány szerinti a) eljárás mind laboratóriumi, mind fél üzemi méretben 95 % körüli termelést biztosít, s alkalmazásánál nincs szükség a (IV) általános képletű alkil-karbazát különálló előállítására. Valamennyi kiindulási anyag összeöntésével, pusztán a pH beállításával egyetlen készülékben szolgáltatja a kívánt terméket, ami az eljárás egyszerű kivitelezhetősége mellett azzal a további előnnyel jár, hogy kiküszöbölődik a meglehetősen toxikus és allergén hatású (IV) általános képletű vegyület elkülönítése. A találmány szerinti b) eljárás értelmében a (II) általános képletű szénsavésztert ugyancsak az (V) általános képletű kinoxalin-1,4-dioxid-származék jelenlétében reagáltatjuk hidrazinnal vagy hidrazin-hidráttal, majd a képződött (IV) általános képletű alkil-karbazátot, ahol A jelentése két hidrogénatom, R jelentése a fenti, változatlanul az (V) általános képletű vegyület jelenlétében egy (III) általános képletű ketonnal kondenzáljuk, végül a képződő, az A helyén egy (a) általános képletű csoportot tartalmazó (IV) általános képletű alkil-karbazát, ahol R,, R2 és R jelentése a fenti, és az (V) általános képletű vegyület reakcióját a reakcióelegy savasságának 5-nél kisebb pH-értékre történő beállításával indítjuk be. Jóllehet a találmány szerinti b) eljárás egy reakciólépéssel — az alkil-karbazát és a keton kondenzálásával — többet tartalmaz az a) eljárásnál, még nagyobb előnyöket biztosít. Ez a kondenzációs reakció egyszerűen, rövid idő alatt - általában 30-60 perc alatt — lejátszódik, ugyanakkor az A helyén egy (a) általános képletű csoportot tartalmazó, (IV) általános képletű alkil-karbazát alkalmazása koncentráltabb reakciókörülményeket és üzemi léptékben is közel kvantitatív termelést tesz lehetővé, amint azt a példák szemléltetik. Emellett az a) eljárásnál felsorolt előnyök a b) eljárást is jellemzik. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
