188280. lajstromszámú szabadalom • Eljárás benzofuroxán előállítására
1 188 280 2 Találmányunk benzofuroxán új és javított előállítására vonatkozik. Ismeretes, hogy az (I) képletű benzofuroxán (2,1,3-benzoxadiazol-1 -oxid; benzofurazán-1 -oxid; a továbbiakban benzofuroxán) értékes gyógyszeripari és vegyipari közbenső tennék, mely különösen kinoxalin-l,4-dioxidok - többek között a carbadox nevű súlyhozamnövelő adalékanyag [metil(2-kinoxalinil-metilén)-karbazát-N1,N4-dioxid] - előállítására alkalmazható. Az (I) képletű benzofuroxán előállítására az .irodalomból több eljárás ismeretes. A legáltalánosabban használt módszer szerint a benzofuroxánt a (II) képletű onitro-anilin nátrium-hipokloritos oxidációjával állítják elő. Az Org. Synth. Coll. Vol. 4, 76 (1963) közlemény szerint o-nitro-anilin kálium-hidroxidos etanolos oldatához 0 °C-on 19%-os nátrium-hipoklorit-oldatot adagolnak. Etanolos átkristályosítás után 80-82%-os kitermeléssel 72-73 °C olvadáspontú benzofuroxánt nyernek. A közleményben hangsúlyozzák az alacsony - 10 *C alatti - hőmérsékletjelentőségét és rámutatnak arra, hogy magasabb hőmérsékleten kátrányképződés lép fel. A 177 982 1. sz. magyar szabadalmi leírás értelmében a reakciót 0-15 'C-on oly módon végzik el, hogy a o-nitro-anilin metanolos kálium-hidroxidos elegyét adagolják a nátrium-hipoklorithoz és ily módon biztosítják az oxidálószer feleslegét. Más eljárás szerint [Org. Synth. Coll. Vol. 4, 76 (1963) és J. Am. Chem. Soc. 73,2435 (1951)] benzofuroxánt o-nitro-fenil-azid 100-150 °C-on végrehajtott pirrolízisével 77-85%-os kitermeléssel állítanak elő. Az eljárás hátránya, hogy a kiindulási anyag nehezen hozzáférhető és a reakció kézbentartása üzemi körülmények között nehezen megvalósítható. További ismert eljárás szerint o-nitro-anilint benzolos közegben fenil-jódozó-diacetáttal reagáltalak [J. Chertt. Soc. 3122 (1954)]. Ily módon melléktermékként 2,2’-dinitro-azobenzollal szennyezett benzofuroxánt kapnak. « A fentiekben tárgyalt ismert eljárásokhoz azonban több hátrány fűződik. A reakciósebesség az adagolások elején illetve a reakció kezdetén igen nagy, a reakció robbanásszerűen megindul, ezért az előírt hőmérséklet üzemi méretekben nehezen biztosítható és az eljárások üzembiztonsági szempontból tűz- és robbanásveszélyesek. A (II) képletű o-nitro-anilin alkoholos közegben végzett oxidációja során - különösen üzemi körülmények között- igen jelentős aldehid-képződés lép fel. A lúgos alkoholos o-nitro-anilin elegynek a nátrium-hipoklorithoz való hozzáadása vagy a feniljódozó-diacetátos eljárás során az alkalmazott reakciókörülményektől függően jelentős - 5-23%-os- mennyiségben 2,2’-dinitro-azo-benzol képződik, amelytől a benzofuroxán csak nehézkes tisztítási eljárásokkal tisztítható meg, illetve, ha a tisztítás elmarad a 2,2’-dinitro-azo-benzol a további reakciókban a benzofuroxánnal együtt résztvesz és a végtermékeket - például carbadoxot - szennyezi. A vizes-alkoholos oldatokban nagy lúg- és sókoncentráció mellett alacsony hőmérsékleten végzett benzofuroxán előállítási eljárások esetében a reakciósebesség lassú és o-nitro-anilinnel szennyezett termék keletkezik. A 10 °C feletti hőmérsékleten végzett eljárások esetében káros oxidációs mellékreakciók lépnek fel, barnásvörös színű, nagymértékben szennyezett, átkristályosításos tisztításra szoruló benzofuroxán képződik. A nagytöménységű (15-19%-os) nátrium-hipoklorit-oldatok alkalmazásának hátránya a magas nátrium-klorid-tartalom és a nagyfokú, gyors bomlékonyság. A tömény alkálifém-hidroxid-oldatok alkalmazása a fellépő magas dermedéspont miatt kedvezőtlen. Találmányunk célkitűzése az ismert eljárások fentiekben részletezett hátrányainak kiküszöbölésével olyan eljárás kidolgozása, amely igen tiszta, melléktermékeket nem tartalmazó benzofuroxán ipari méretekben is kedvezően, magas kitermeléssel történő előállítását teszi lehetővé. Találmányunk tárgya eljárás az (I) képletű benzofuroxán előállítására a (II) képletű o-nitro-anilin adott esetben alkálifém-hidroxid jelenlétében történő nátrium-hipokloritos oxidációja útján oly módon, hogy a reakciót szerves oldószermentes, vizes közegben végezzük el. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy az általunk alkalmazott módon elvégezve a reakciót, a melléktermékek képződése háttérbe szorul és közvetlenül nagytisztaságú benzofuroxánt kapunk, amely további tisztítást nem igényel. A (II) képletű o-nitro-anilin vizes alkoholos közegben végzett nátrium-hipokloritos oxidációjának vizsgálata során azt találtuk, hogy üzemi méretekben erőteljes aldehid-képződési mellékreakció lép fel, feltehetően a felhasznált alkohol oxidációja következtében. Az alifás aldehidek sokoldalú és erőteljes reakciókészségének ismeretében könnyen magyarázható a benzofuroxán kitermelésének csökkenése és minőségének romlása. A felhasznált alkohol mennyiségének csökkentésével a minőség javul ugyan, a reakciókészség azonban lecsökken. A J. Chem. Soc. 3122 (1954) irodalmi helyen ismertetett fenil-jódozó-diacetátos eljárás valamint a o-nitro-anilin oldatának nátrium-hipokloritba történő adagolása (177 982 1. sz. magyar szabadalmi leírás) esetében melléktermékként az aminoxidáció következtében 2,2’-dinitro-azo-benzol keletkezik, amelytől a főtermék csak igen nehezen tisztítható meg. A 2,2’-dinitro-azo-benzol tisztítás nélkül rossz oldhatósága miatt a kinoxalin-N,N-dioxid-származékok szintézise során végig jelen van és vékonyrétegkromatográfiás vizsgálatokkal jel követhető módon a végterméket szennyezi. A reakció mechanizmusára valamint a keletkező közbenső termékek viselkedésére az o-nitro-anilin spektroszkópiás vizsgálataiból eredően fontos következtetéseket vontunk le. A nitrocsoport a hozzá kapcsolódó szénlánc a-helyzetű szénatomjának hidrogénatomjait statikus és dinamikus elektroneffektusa révén aktiválja. E hidrogénatomokat bázisok proton formájában könnyen lehasítják és ennek eredményeként sószerű vegyületek képződnek, amelyek - ha a nitrovegyület szénlánca nem túl hosszú - vízben oldódnak. A (II) képletű o-nitro-anilin NMR és UV spektroszkópiában mutatott viselkedése a nitrocsoport mezomer-szerkezetének tulajdonítható. Az oldat sárga színe és a 400 nm 5. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
