190389. lajstromszámú szabadalom • Eljárás dimedon előállítására
1 190 389 2 A találmány tárgya új eljárás dimedon előállítására izoforónból. A dimedont a vegyipar számos termék - így gyógyászati hatóanyagok (3 775 435. számú és 3 823 164. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások), herbicid és peszticid hatású vegyületek (22 01 668. számú NSZK-beli közrebocsátási irat, 3 976 785. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leirás) és polimerizátumok (77 47949 sz. japán szabadalmi leirás) - előállításához intermedierként alkalmazza; a fototechnikában és az analitikában a dimedon finomvegyszer. A dimedon előállítására az irodalomból különböző módszerek ismeretesek. Ismert például olyan eljárás (Organic Syntheses, Coll. Il, 200 (1943)), amely malonsav-etil-észterből és mezitil-kloridból indul ki. T. Henshall és munkatársai (J. Amer. Chem. Soc. 77, 6656 (1955)) a 3,3-dimetil-5-oxohexánsav kénsavval végzett gyűrűzárása útján állították elő a dimedont. G. B. Payne (J. Org. Chem. 24, 719 (1959) a dimedont izoforónból nyerte többlépcsős, bonyolult eljárás segítségével (lásd a csatolt reakcióvázlatot). Az ismert eljárásoknak különböző hátrányai vannak, például alacsony hozamok, a 3,3-dimetil-5-oxo-hexánsav beszerezhetőségével kapcsolatos nehézségek, sok szervetlen melléktermék vagy - különösen Payne eljárása esetén - sok reakciólépés. A találmány célja olyan eljárás, amellyel olcsó kiindulási anyagokból a dimedont nagy tisztaságban lehet előállítani anélkül, hogy szükséges volna a termék utólagos további tisztítása. A találmány szerint a fenti célt úgy érjük el, hogy az izoforónból indulunk ki, ezt oldószerben feloldjuk, ózonnal ózonadduktummá alakítjuk, amelyet erős sav és legkésőbb az adduktum keletkezése után adagolt alkohol segítségével 3,3-dimetil-5- oxo-hexánsavészter intermedierré alakítunk, az észtert elkülönítjük, majd második lépcsőben alkálifém-alkoholáttal dimedonná reagáltatjuk. A találmány szerinti eljárás első lépését szakaszosan vagy folyamatosan hajthatjuk végre. Az első lépés első része oldószer jelenlétében valósítható meg. Az oldószer lehet a 3,3-dimetil-5- oxo-hexán-savészternek megfelelő alkohol, de alkalmazhatunk szénhidrogéneket, halogénezett szénhidrogéneket, észtereket, így etil-acetátot stb. is. Amennyiben oldószerként az utóbbiakat alkalmazzuk, az ózonadduktum kialakítása után alkoholt kell adagolni, hogy az ózonadduktum észterré alkoholizálódhasson. Az izoforónt oldószer nélkül is reagáltathatjuk ózonnal. Ez esetben biztonsági okokból arra ügyeljünk, hogy a bevitt izoforónt csak 20-30 %-ig reagáltassuk ózonadduktummá. Ezen adduktum alkoholízise szintén valamilyen alkohollal történik. A 3,3-dimetil-5-oxo-hexánsavészter észterező alkoholját előnyben részesítjük oldószerként. Az ózonolízist előnyösen - 80 °C és + 50 °C közötti hőmérsékleten valósítjuk meg. Az ózonolízis időtartama főleg az ózon-generátor teljesítményétől függ, a reakció általában néhány perctől néhány óráig terjedő időt vesz igénybe, átlagos reakcióidők 0,5 és 5 óra közöttiek. Az oldószer izoforónkoncentrációja másodrangú jelentőségű. A koncentrációnak a hozamra gyakorolt befolyása csekély. A koncentráció előnyösen 5 tömeg % és 35 tömeg% közötti érték. Az ózonadduktum észterezésének időtartama a hőmérséklettől függ; a reakcióidő 0,5-25 óra. Előnyösen a reakcióhőmérséklet 20-150 °C, ez esetben a közepes reakcióidő 3 óra. Erős savként előnyösen kénsavat, sósavat vagy savas ioncserélő gyantát alkalmazunk. A 3,3-dimetil-5-oxo-hexánsavésztert önmagában ismert módon, így desztillálással, extrahálással stb. különíthetjük el. A második lépcsőben, ajaz az elkülönített észter dimedonná alakítása során célszerűen a következőképpen járunk el : keverő vei, visszafolyató hűtővel és csepegtető adagolóval fe lszerelt alkalmas edénybe bemérjük a nátrium-alkoholát alkoholos oldatát. Az alkalmazandó 3,3-dimetil-5-oxo-hexánsavészterre számítva az alkoholát előnyösen a sztöchiometrikus mennyiség 1,2- 1,5-szörösét teszi ki, de kisebb vagy nagyobb mennyiségű alkoholáttal ugyancsak képződik dimedon. Az észtert lassan csepegtetjük az alkoholát oldatához, utána a reakcióelegyet 1-2 órán keresztül visszafolyató hűtő alkalmazásával forraljuk, majd vizzel hígítjuk és valamilyen erős savval savanyítjuk. Erős savként előnyösen kénsavat vagy sósavat alkalmazunk. A savanyítást pH = 2 eléréséig folytatjuk, utána az alkoholt ledesztilláljuk és a kapott vizes oldatot lehűtjük. A dimedon színtelen kristályok alakjában kiválik. A példákban szereplő %-ok tömeg%-ot jelentenek. 1. példa 1. lépcső 200 g izoforón 1500 g metanollal készített oldatát 20 óra alatt fentről harangtányéros kolonnába vezetjük. Alulról mintegy 4% ózont tartalmazó oxigént áramoltatunk a kolonnába, azaz a folyadékfázis és a gázfázis ellenáramban mozog egymással. A kolonnát kívülről hűtőköpennyel 0-2 °C-ra hűtjük. A kolonnából kilépő oldathoz folyamatosan adunk 6,4 g tömény kénsavat és az elegyet reflux-hőmérsékletre felmelegítjük. Az ózonolízis befejeztével az oldatot még három órán át visszafolyató hűtő alkalmazásával forraljuk, majd 20 °C-ra lehűtjük és metanolos nátrium-hidroxid-oldattal semlegesítjük. A metil-alkoholt légköri nyomáson ledesztilláljuk, és a kívánt észtert vákuumdesztillálással elkülönítjük (Fp. : 80-82 °C/14 mbar). 231,4 g színtelen, esetleg enyhén sárgás folyadékot nyerünk, amely a gázkromatográfiai elemzés alapján 98,1% 3,3-dimetil-5-oxo-hexánsav-metiI- észtert tartalmaz. Ez 227,0 100%-os észternek és ezzel 91,1 %-os hozamnak felel meg, a kiindulási izoforónra vonatkoztatva. 2. lépcső Keverővei, visszafolyató hűtővel, CaCl2-csővel és csepegtető tölcsérrel felszerelt gömblombikban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
