201040. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kumarinszármazékok előállítására
HU 201040 B A találmány (I) általános képletű kumarinszármazékok új előállítási eljárására vonatkozik fenolszármazékok és acetecetészter metán-szulfonsavval katalizált apoláros oldószerben vezetett reakciója útján. Az (I) általános képletben Rí és R2 lehet azonos vagy különböző, éspedig hidrogénatom, hidroxilcsoport azzal a megkötéssel, hogy ha az Rí hidroxilcsoport, akkor az R2 nem lehet hidrogénatom, R3 hidrogénatom, hidroxil- vagy metilcsoport azzal a megszorítással, hogy ha az Rí és/vagy R2 hidroxilcsoport, akkor az R3 nem lehet hidroxilcsoport. A találmány szerinti eljárással előállított kumarinszármazékok gyógyszeripari, agrokémiai intermedierek. A szakirodalomból közismert, hogy a kumarinszármazékokat fenolszármazékok és béta-ketokarbonsav-észterek reakciójával lehet előállítani az úgynevezett Pechmann-kondenzációval Friedel- Crafts katalizátorok (AICI3, BF3, Zn Ch, H2SO4, H3 PO4 stb.) jelenlétében (H. Pechmann, Berichte, 1883. 16. 2119.). A 4-metil-7-hidroxi-kumarin például ezzel a módszerrel előállítható rezorcinból és acetecetészterből. Első lépésben a rezercin acetoacetátja keletkezik, amelyből vízkilépéssel és gyűrűzárással keletkezik a 4-metil-7-hidroxikumarm. A Pechmann kondenzáció alkalmazása kumarinszármazékok előállítására számos, a reakció körülményeivel kapcsolatos, gyakorlati kérdést vetett fel. Meg kellett oldani, hogy megfelelő tisztaságú terméket, jó hozammal lehessen előállítani egyszerű műveletek segítségével, enyhe reakciókörülmények között. A J. Ind. Chem. Sec. Vol. Folyóiratban /48.No.5.(1971) 499. oldal/ a különböző katalizátorok hatásának vizsgálatát írják le a szobahőfokon és 100 °C körüli hőmérsékleten. A megadott módszer a reakcióidő hosszúsága és a jégreöntési művelet miatt nem alkalmas ipari megvalósításra. A 1559722. sz. francia szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint nem alkalmaznak reakcióközeget a rezorcin és az acetecetészter reakciójában. A reakció során keletkező vizet és alkoholt légritkított közegben desztillálással távolítják el. A reakció előrehaladtával az elegy megkeményedik és összeáll, kezelése ipari körülmények között nagy nehézséget jelent. Emellett az így kapott termék zárványos, reagálatlan kiindulási anyagokat tartalmaz. T/24627. közzétételi számú magyar szabadalmi leírásban rezorcin és acetecetészter apoláros oldószerben, katalitikus mennyiségű kénsav jelenlétében végzett reakcióját ismertetik. Az eljárás szerint az oldószerben szuszpendálják a szilárd rezordnt és katalitikus mennyiségű kénsav jelenlétében a rendszer forráspontján adagolják be az acetecetésztert. A keletkező vizet azeotróp desztillálással távolítják el. A 4-metil-7-hidroxikumarint ülepítéssel különítik el az oldószerből és elkülönítés nélkül viszik további reakcióba. Az eljárás hátrányai a heterogén fázisú reakcióból és a kénsav katalizátor alkalmazásából erednek. A rezorcin szuszpendálva van az apoláros oldószer és az abban nem oldódó tömény kénsav elegyében, a cseppfolyós acetecetésztert pedig ehhez a háromfázisú szuszpenzióhoz 1 adagolják a rendszer forráspontján. A reakció a fázisok határfelületem játszódik le, emiatt lassú a reakcióidő és a reagálatlan kiindulási anyagokból álló zárványok alakulnak ki a végtermékben. Az alkalmazott reakciókörülmények és a reakcióhőmérséklet (70-120 °C) mellett a tömény kénsav mékek képződésével is jár, ami rontja a termék minőségét és hozamát. A találmány célkitűzése olyan eljárás kidolgozása az (I) általános képletű kumarinszármazékok előállítására, amelynek segítségével az ismert megoldások hátrányait csökkenteni lehet, ipari méretekben tisztább kumarinszármazékok előállítása rövidebb reakció alatt, egyszerű műveletek alkalmazásával jó hozammal válik lehetővé. A találmány szerinti eljárást az (I) általános képletű kumarinszármazékok előállítására — az általános képletben Ri, R2 és R3 jelentése a fenti—úgy hajtjuk végre, hogy (II) általános képletű fenolszármazékot — a képletben Ri, R2 és R3 jelentése a fenti — és acetecetésztert apoláros oldószerben reagáltatunk és katalizátorként metán-szulfonsavat alkalmazunk. A reagenseket tartalmazó oldatot olyan ütemben kell adagolni, hogy a reakcióban keletkező víz és alkohol maradéktalanul eltávozzék a reakcióelegyből. Az alkohol eltávolítása lényeges, mert oldja a végterméket és így jelenléte csökkenti a hozamot és megnehezíti a termék elkülönítését. A reakció lejátszódása után a kristályos termék a közegként alkalmazott oldószertől a szokásos módon szűréssel, centrifugálással stb. elválasztható. Az oldószer — megfelelő kezelés után — a folyamatba visszavihető. A kumarinszármazékot jó hozammal, nagy tisztaságban kapjuk. Az ismert eljárásokban a folyamat katalizátoraként tömény kénsavat, foszforsavat, foszfor-oxikloridot, alumínium-kloridot, cink-kloridot stb. alkalmaztak. Az alkalmazott katalizátor a legtöbb esetben a kénsav volt. A találmány szerinti eljárás során felismertük azt, hogy a kondenzációs reakció nagyobb hozammal és tisztább végterméket eredményezve lefolytatható, ha katalizátorként metánszulfonsavat alkalmazunk. Az ismert módon alkalmazott tömény kénsav magasabb hőmérsékleten elkerülhetetlenül oxidációs és egyéb gyantásító folyamatokat vált ki, amelyek megjelennek a végtermékben, így rontják annak minőségét és külső megjelenését. A metánszulfonsav alkalmazásakor viszont azt tapasztaltuk, hogy ezek a káros mellékfolyamatok megszűntethetek, a reakcióelegy színe is és maga a végtermék is világosabb, hozama és minősége javul. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható alapanyagok ismert kereskedelmi termékek. A fenol-származékok közül a rezorcin, hidrokinon, pkrezol, pirogallol mindegyike nagyipari eljárással gyártott termék. Oldószerként aromás vegyületeket, célszerűen benzolt, toluolt vagy xilolt alkalmazunk. A találmány szerinti eljárás megvalósítható szakaszos és folyamatos műveletben egyaránt. Az eljárás előnyei a következőkben foglalhatók 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
