187127. lajstromszámú szabadalom • Eljárás indol-3-il-vajsav előállítására
1 J 87.127 2 Az indol-3-ü-vajsav (I) kereskedelmi termék, amelyet növények növekedésének serkentésére használnak. Előállítására F. N. Stepanov (U.S.S.R. Patent 66.681 [Chem. Abstr. 41 2087 b/( 1947) eljárása is- 5 meretes i-indolil-magnézium jodidból kiindulva ybutirolaktonnal, valamint R. W. Jackson és R. M. F. Manske (J. Am. Chem. Soc. 52 5029 [1930]) eljárása a-ketopimelinsavfélészter-fenilhidrazon gyürüzárása után kapott 2-etoxikarbonilindol-3-il-vajsav etilészter hidrolízise és dekarboxilezése útján. _ Az irodalomban ismert eljárások közül műszakilag leghaladottabb H. E. Fritz (J. Org. Chem. 28, 1384 [1963]) módszere, mely szerint indolt (IF) reagáltalak y-butirolaktonnal (III.) szilárd káliumhidroxid jelenlétében olymódon, hogy a komponenseket tetralinban 10 órán át forralják. A reakció eredményeként 72,4%-os kitermeléssel szennyezett, elnyújtott olvadáspontú (105-118°) terméket kapnak. A kereskedelmileg is felhasználható terméket, 123-124°-os olvadásponttal, csak benzolból történő átkristályosítás után kapják meg. Az átkristályosítás hozamára az irodalom (J. Org. Chem. 28, 1385 [1963]) nem ad meg semmiféle értéket. Saját 25 reprodukciónk szerint ez a művelet mintegy 50% körüli veszteséggel jár, így a bruttó kitermelés 36% körül mozog. A fázistranszfer katalizátorok, különösen a kvaterner-alkil-ammónium-sók számos egy vagy kétfá- 30 zisú reakciót katalizálnak (Römpp: Vegyészeti Fexikon 1052 old. Műszaki Könyvkiadó Bp. 1982). -Ezen belül jól katalizálják az észterhidrolízist (E. V. Dehmrow, S. S. Dehmrow, Phase Transfer Cat. Verlag Chem. 1980 Weinheim 155. old. és 35 Charles M. Starks, Charles Fiotta, Phase Transfer Cat. Acad. Press. New York 1978. 337 old.). A fentiek alapján esetünkben az lenne várható, hogy az indol, butirolakton, kálium-hidroxid, tetralin rendszerben a butirolakton (belső észter) hidrolízise a 40 kedvezményezett reakció. Ebben az esetben a 8- hidroxi-vajsav-kálium sója a végtermék. Meglepő módon azt találtuk, hogy esetünkben a kvaterner alkil-ammónium-sók az indol alkilezését segítik jobban, nem pedig az észterhidrolízist. 45 A fázistranszfer katalizátorok alkalmazásával az indol-3-il-vajsav keletkezésének reakcióideje a fent megadottnak kevesebb mint felére csökkenthető, a kitermelés és a termék minősége pedig igen jelentősen javul. Az alkílezési reakció elősegítéséhez a 50 katalizátorból néhány tized súlyszázalék alkalmazása is elegendő a felhasznált indolhoz viszonyítva. Fázistranszfer katalizátor alkalmazásával a nyerstermék 95-98%-os hozammal nyerhető és annak olvadáspontja már eléri a 117-120°-ot, Az így 55 nyert termék tisztasági foka megengedi, hogy az átkristályosítást metanol-víz rendszerből .90-95%os hatásfokkal végezzük el, amikoris egyetlen műveletben 122-124° olvadáspontú, kereskedelmi forgalomra alkalmas termék képződik. 60 Eljárásunkkal tehát a kiindulási anyagokra számított kihozatal mintegy két és félszeresére növekszic. eljárásunk részletei az alábbi példából láthatók. 1. Példa 4 literes, egynyakú gömblombikba bemérünk 585,7 g (5 M) indolt, 500 g gamma-butirolaktont, 503 g káliumhidroxidot, 1250 g tetralint, 25 ml noktilalkoholt és 1,5 g tetrabutil-ammónium-szulfáto adunk hozzá. Marcusson feltétet és visszafolyó hí töt szerelünk rá, alája pedig szürke,lolaj-fürdöt helyezünk és a lombikot, valamint a feltétet azbesztzsinórral burkoljuk. A Marcusson feltétet feltöltjük tetralinnal (kb. 250 g). A fürdőt elektromos fűtéssel addig hevítjük, amíg a tetralin refluxolni nem kezd. Ezzel egyidőben megindul a víz desztillálá sa is. 4 órán át forraljuk a reakcióelegyet olyan ülemben, hogy a víz jól desztilláljon. Kb. 160-170 ml víz desztillál le. A lombikot hagyjuk lehűlni és a tetralint leöntjük az indol-3-il-vajsavkaliumsóról. A szilárd anyagot 2 1 vízben oldjuk és vulasztótölcsérben elválasztjuk a vizes fázist a tetn lintól. A vizes fázishoz lassan kevergetés közben 7ó0 ml cc. sósavat adunk. A kivált csapadékot szűrjük, vízzel savmentesre mossuk. Nyerstermék: 974,5 g (96%) op: 117-120 °C 974,5 g nyers indol-3-il-vajsavat 3 1 metanolban 33-40 °C-on oldunk, az oldatot szűrjük, 3 1 vizet adunk hozzá, 0 °C-on 10 órán át állni hagyjuk. A kivált kristályokat szűrjük metanol-víz 1 : I elegyével (500 ml) mossuk. Termelés: 934 g (92%) indol-3-il-vajsav. Op.: 122-124 ”C (metanol-víz). Analízis: Szám: C 70,91 H 6,45 N 6,89. Tal.: C 70,90 H 6,46 N 6,87. 2. Példa Az 1. példa szerint járunk el azzal a különbséggel, hogy tetrabutilammónium-szulfát helyett 1,5 g 1 ributil-metilammónium-bromidot alkalmazunk. Termelés: 927 g (91,3%) op: 123-124 °C indol-3-il-vajsav Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás indol-3-il-vajsav előállítására magas "orráspontú oldószerben indol, butirolakton, káliam-hidroxid 200 °C feletti hőmérsékleten való reakciójával, majd a keletkezett indol-3-il-vajsavkálium-sójából vizes oldatban savval az índol-3-ilvajsav felszabadításával azzal jellemezve, hogy az indol alkilezését 1-4 szénatomos tetraalkil ammónium-sók mint fázistranszfer katalizátorok alkalmazásával segítjük elő. 2. Az 1 igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy fázistranszfer katalizátorként tetrabutilammónium szulfátot vagy tributil-metil-ammónium-bromidot használunk. 1 db ábra 2
