190626. lajstromszámú szabadalom • Eljárás O-nitro-benzaldehid előállítására
2 190626 3 A találmány tárgya új eljárás 2-nitro-benzaldehid előállítására, amely sokoldalúan felhasználható köztitermékként, különösen a gyógyászati hatású 4-(2-nitro-fenil)-l,4-dihidro-piridin-származékok előállítására (lásd a 1 670 827 sz. NSZK-beli szabadalmi leírást). A 2-nitro-benzaldehid eddig csak nehezen volt előállítható, mivel a legtöbb klasszikus aldehidszintézis alkalmatlan előállítására. A 2 415 062 sz. NSZK-beli közzétételi iratban részletesen leírják az irodalomban ismert eljárások hátrányait. Az itt ismertetett eljárás 2-nilro-toluolból 2-nitro-fenil-piroszőlósavon és 2-nitro-benzál-kloridon keresztül jó kitermeléssel adja a 2-nitro-benzaldehidet, azonban technikailag sok ráfordítást igényel és egy sor reakció- és tisztítási lépésre van szükség. Másik eljárásként a 2 708 115 sz. NSZK-beli közrebocsátási irat 2-nitro-benzil-bromid hidrolízisét ismerteti a megfelelő alkohollá, majd ennek oxidációját hígított salétromsavval. Az eljárás hátránya, hogy nagyon időigényes, mivel csak a hidrolízishez 12 óra és az oxidációhoz 5 óra reakcióidő szükséges és a salétromsavas oxidációnál elkerülhetetlen nitrózus gázok keletkezése különleges biztonsági előírásokat igényel. Ismert továbbá egy olyan eljárás is o-nitro-benzaldehid előállítására amelyben o-nitro-benzil-bromidból, dimelil-szulfoxidból és KjCOa-ból indulnak ki (3981 európai közrebocsátási irat). Az eljárás hátránya a technikai kivitelezés szempontjából, hogy nagy mennyiségű szervetlen sót alkalmaznak, és a dimetil-szulfoxidot regenerálni kell, ami közismerten költséges eljárás. Ismert továbbá az is, hogy benzaldehid nitrálásakor 20 t% mennyiségben o-nitro-benzaldehid keletkezik m-nitro-benzaldehid mellett [lásd W. Davoy, J. R. Gwilt: J. Chem. Soc. 208 (1950); J. W. Baker, W. G. Moffitt: J. Chem. Soc. 314 (1931); leké el al; Org. Synlh. Coll. III 644; O. L. Brady, S. Harris: J. Chem. Soc. 484 (1923)]. Eddig nem sikerült ebből a keverékből az o-nitro-benzaldehidet izomermentesen, olcsón, technikailag egyszerűen és a környezet kímélévésel elválasztani. A nitro-benzaldehid keverék desztillációja biztonsági okokból nem lehetséges. A szétválasztás „hideg úton", például frakcionált kristályosítással, nem teljes (J. Chem. Soc. 123 484). A találmány tárgya eljárás o-nitro-benzaldehid előállítására, oly módon, hogy benzaldchid nitrálásából származó keveréket, amely 10-30 tömeg% o-nitro-benzaldehidet és 70-90 tömcg% m-nitro-benzaldehidet tartalmaz, a megfelelő acetállá alakítunk, az o-nitro-benzaldehid-acctált desztillációval elválasztjuk, végül az o-nitro-benzaldehidet az acetálból felszabadítjuk. Kifejezetten meglepő az, hogy az acetálelegy a desztillációhoz szükséges 110-180 ®C hőmérsékleten veszélytelenül kezelhető, és hegy az o-nitro-benzaldehid-acetál gyakorlatilag izomermentesen magas kitermeléssel ledesztillálható. A nitro-benzaldehid keverék közvetlen desztillációja nem lehetséges az o-nitro-benzaldehid túl alacsony bomlási hőmérséklete miatt. Nem volt előre látható, hegy az acetál alkalmazásával a bomlási hőmérséklet ilyen mértékben növelhető, és hogy a desztillációs szétválasztás problémamentesen elvégezhető. A nitro-benzaldehidek keverékét az irodalomban ismert módon állítjuk elő, előnyösen koncentrált kénsavban 10-40 °C közötti hőmérsékleten. A nitro-benzaldehidek keverékének acetá'lá alakítását bármilyen, az aldehidkémiában ismert módon végezhetjük (lásd R. N. Icke et al: Org. Synlh. Coll. 3, 644). Különösen előnyös a dimetil-acetál alkalmazása, mivel az előnyösen desztillálható. Az eljáráB az alábbi általános leírás szerint végezhető: A nitro-benzaldehidek keverékét, amely 10-30 tömeg?; o-nitro-benzaldehiiiből és 70-90 tömeg% m-nitro-benzaldehidbői áll, abszolút alkoholban (előnyösen 1-4 szénatomos alkoholban, különösen metanolban) savas közegben, előnyösen sósav vagy kénsav jelenlétében 60-1150 órán keresztül szobahőmérsékleten vagy magasabb hőmérsékleten és rövidebb reakcióidéig állni hagyjuk, majd alkáli-alkoholáttal, előnyösen nátrium-metilátlal semlegesítjük, a reakcióelegyet bepároljuk, szűrjük, és a sárgás olajat folyamatosan vagy szakaszosan egy alkalmas desztilláló berendezésben, előnyösen töltött kolonnában frakcionáltan desztilláljuk 150- -190 °C fürdőhőmérséklet és 110-135 #C fejhőmérséklet mellett, végül a frakcionáltan desztillált o-nitro-benzalclehid-acetáll erős savval, előnyösen kénsavval 10-60 ®C fürdóhőnérséklet mellett o-nitro-benzaldehiddé alakítjuk. 1. példa 50,0 tőmegrész aldehid keveréket, amely 79 tömeg% m-nitro-benzaldehidet és 20 lömeg% o-nitro-benzaldehidel tartalmaz, 151 tömegrész abszolút metanolban oldunk, 0,56 tömegrész koncentrált sósavval elegyítjük és 120 órán keresztül szobahőmérsékleten állni hagyjuk. Ezután 0,5 tőmegrész nátrium-metilátot adunk hozzá, a reakcióelegyet bepdroljuk és szűrjük. Ily módon 61,6 tőmegrész (az elméleti 94,5%-a) acelálelegyet kapunk sárgás olaj formájában. Az izomer dimetil-acetálokat vákuumköpcnnyel és 700 ml töltettel ellátott és 30 mm belső átmérőjű töltött kolonnában desztilláljuk. A reflux arány 100:2, a fürdőhőmérséklet 169 ®C, a fenékhőmérséklcl 158 ®C, a fejhőmérséklel, melynél az o-nilrobenzaldehid-dimetil-ncetál távozik, 125 ®C. Ily módon 9,8 tőmegrész (az elméleti 80%-a) o-vegyületet kapunk. 9,8 tőmegrész o-nitro-be nzaldehid-dimetil-acetált szobahőmérsékle-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
