195197. lajstromszámú szabadalom • Eljárás uracil-származékok előállítására
195197 4 A másik módszernél a koncentrált kénsavban szuszpendált karbamidhoz szobahőmérsékleten tercier alkanolt adagolnak. Több órás keverés után a szokásos úton feldolgozott reakcióelegyből itt is kb. 20% di-terc.-alkil-karbamiddal szennyezett terméket állítanak elő, amelyet forró vízből átkristályosítva tisztítanak. Ennek az egyszerűbb műveleti feltételekkel megvalósítható szintézisnek is a kristályosítási veszteségek jelentik a fő hátrányát, ami miatt például a terc.-butil-karbamid hozama karbamidra számítva az elméletinek csak 33%-a. Ilyen eljárást tartalmaz Horning. Organic Syntheses 3 Vol. 151 (1955) közleménye. A terc.-butil-karbamid előállítására végzett vizsgálataink során azt találtuk, hogy a szenynyező di-terc.-butil-karbamid mennyisége viszszaszorítható, ha az eddig alkalmazott 2 mólnál kevesebb, 1,3—1,6 mól/mól karbamid,terc. -butanolt és az eddigi 98%-osnál hígabb, 88— 95%-os kénsavat alkalmazunk. Ez a megfigyelés más 4—8 szénatomos terc.-alkil-karbamid előállítására is érvényes. Azt találtuk továbbá, hogy ha nátrium-hidroxid helyett ammónium-lridroxiddal semlegesítünk, az ammóniumszulfát jobb vízoldhatósága miatt csökkenthető a vizes anyalúg mennyisége és ezzel a feldolgozási veszteség. Ilyen módon a kiszűrt termék 1—2% di-terc.-butil-karbamidon és 4—5% ammóniumszulfáton kívül csak néhány tized százalék karbamid-szennyeződést tartalmaz. A kapott terc.-butil-karbamid 93—93%-os tisztaságú. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy az általunk módosított eljárással készített terc.-alkil-karbamid, különösen a terc.-butilkarbamid, meglepő módon a jelentős anyagveszteséggel járó átkristályosítási művelet nélkül is alkalmas 3-terc.-alkil-6-metil-uracil előállítására. Ugyanis a mindössze 1—2% mennyiségben jelenlévő di-terc.-alkil-karbamid az acetecetészterrel egyáltalán nem lép reakcióba. Az észterkondenzációs reakciót a csupán 4—5%-ban jelenlévő ammóniumszulfát sem zavarja, ha vele ekvivalens nátrium-alkoholát többlet hozzáadásával ammónia képződés közben azt reagáltatjuk. A kis reakcióképességű és kevés jelenlévő karbamidból keletkező nyomnyi 6-metil-uracil pedig a feldolgozás során a terméktől elválasztható, mivel az anyalúgban marad. A terc.-alkil-karbamid, elsősorban a terc.-butil-karbamid és az acetecetészter sav katalizált reakciója ismert módon különböző, vízzel nem elegyedő apoláris oldószerekben, mint amilyen a benzol és homológjai, a víz folyamatos leválasztásával tehető teljessé. A víz azeotrópos kidesztillálása az oldószer forgatási sebességével, a reakció hőmérséklettel nő és függ az azeotróp összetételétől, de a keletkező ureido-karbonsavészter és kisebb mértékben az acetecetészter bomlékonysága miatt mégis legkedvezőbb hozam benzolos oldatban vagy benzol-toluol elegyben érhető el. Savkatalizátorként elsősorban kénsav, esetleg alká3 li-hidrogénszulfát, p-toluolszulfonsav-monohidrát, foszforsav, különböző savanyú kémhatású fémsók, például vas (II) sók is alkalmazhatók, az alkilkarbamidra számítva 0,05—1 mól mennyiségben. A feldolgozás, a reakciósebesség, hozam és anyagköltség alapján azonban a koncentrált kénsav alkalmazása a legelőnyösebb. A reakció egyik előnyös kivitelezési módja tehát célszerűen úgy történik, hogy az acetecetésztert és a tercier-aikil-karbamid oldatát katalitikus mennyiségű kénsav jelenlétében maximális desztillációs sebességgel refluxáltátjuk. A keletkező ureido-savészter benzolos oldatát töményítjük, majd 10—40% mólfölösleg nátrium-alkoholát jelenlétében forraljuk és az oldószer 80—90%-át ledesztilláljuk egészen a 80—85°C belső hőmérséklet eléréséig. Eljárhatunk úgy is, hogy a hígabb benzolos oldatból a benzol-metanol-azeotróp elegyet benzol pótjás mellett a metanol teljes eltávolítása érdekében kidesztilláljuk. Az első esetben tehát benzolmentesítést végzünk. A kevés metanolt tartalmazó maradékot vízben vesszük fel, amelyből az oldhatatlan di-alkil-karbamid kiszűrhető. A szűrlet megsavanyítása után a termék kiválik. A másik esetben a benzolos reakcióelegyet lúgos vízzel extraháljuk, majd az elválasztott és szűrt vizes fázisból savanyítással kapjuk az uracilszármazékot. A savas vizes anyalúg kevés uracilszármazékot old, amely benzolos extrakcióval nagyrészt eltávolítható, és a benzolos extraktum a következő gyártáshoz felhasználható. Az általunk kidolgozott eljárással például a 3-terc.-butil-6-metil-uracil a karbamidra számítva mintegy 75%-os hozammal előállítható, szemben az eddig ismert legmagasabb kitermeléssel, az Org. Syntheses 3 Vol. 151 (1955) -ben a tercr -butil-karbamid alkalmazásával nyert kb. 33%-os bruttó termeléssel. Eljárásunk előnyei tehát az alábbiakban foglalhatók össze: A karbamidnak terc.-alkanolokkal végzett monoszubsztitúcióját a kénsav töménységének és a terc.-alkanol mennyiségének csökkentésével jobb hozammal és nagyobb tisztasággal valósítjuk meg. A technikai tisztaságú terc.-alkil-karbamid és az acetecetészter savkatalizált ureido-karbonsavészter képzése, valamint az ezt követő erős bázissal, mint amilyen a nátrium vagy a nátrium-alkoholát, történő uracil-gyűrüzárás igen jó hatásfokkal elvégezhető, mivel a szenynyezések vagy nem reagálnak, ilyen például a di-terc.-alkil-karbamid, vagy belőlük keletkező szennyező uracilszármazék a feldolgozás során nagyobb oldékonysága révén az anyalúgban marad, ilyen például a karbamid. Tehát a mono-terc.-alkil-karbamid külön tisztítási művelet nélkül is teljes értékkel hasznosítható uracil gyártására. Az előzőekben leírt többlethatások eredményeként jelentős hozamnövekedéssel (karbamidra számolva 75%-os termeléssel) kapa-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
