202203. lajstromszámú szabadalom • Tökéletesített eljárás 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridin előállítására
5 HU 202 203 A 6 7,2 g anyag részlegesen fluorozott köztitermékek és NMP oldószer elegye. A reakcióedényt hagyjuk lehűlni, és a desztillációs maradékot leszűrve eltávolítjuk a melléktermékként keletkezett kálium-klorid-sót, és visszanyerjük az NMP oldószert. 3. példa Az 1. példában ismertetett módon felszerelt 5 literes lombikba közelítőleg 3300 ml 2. példában visszanyert NMP-t és 250 ml friss NMP-t helyezünk. A lombikot 22,6 kPa (170 mmHg) vákuum alá helyezzük és a reakcióedényt intenzív keverés közben 150 "C-ra melegítjük. Kis mennyiségű NMP-t desztillálunk le, és a fejhőmérséklet eléri a 145 'C-ot. A vákuumot megszüntetjük és 420 g (7,16 mól) 99 tömeg%-os száraz kálium-fluoridot adagolunk a lombikba. A lombikot újra vákuum alá helyezzük és a rendszer víztartalmát 100 ppm alá csökkentjük 20 ml NMP kidesztillálása közben. A vákuumot újra megszüntetjük, és 586 g (2,33 mól) PCP-t adagolunk a lombikba. A vákuumot újra visszaállítjuk, és a reakcióelcgy hőmérsékletét 150 ‘C-ra állítjuk. A reakció első órájában a fejhőmérséklet 108 °C-ra csökken. A termek desztillálását 20 : 1 reflux : desztillátum térfogatarány alkalmazása mellett kezdjük el. Az első hat óra alatt 370 g 99,8% tisztaságú 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridint nyerünk ki. A reflux: desztillátum térfogatarányt ezután 60 : 1-re állítjuk, és folytatjuk a desztillálást. A második fejpárlat 94,5 g desztillátumol tartalmaz, amelyből 86 g a kívánt termék, 1,9 g a triklór-difluor-piridin mennyisége és 6,6 g az NMP. A fejpárlatokból összesen 455,3 g (2,25 mól) 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridint kapunk, amely az elméleti értéknek 96,5%-a, forráspontja 159-160 "C. A visszanyert triklór-difluor-piridint is beleértve, az összes hasznos termék kinyerése a pentaklór-piridinre számítva 97,0%. 4. példa Az 1. példában ismertetett módon felszerelt, monclfémből készült, 5 literes lombikba 3800 g NMP-t mérünk, 22,6 kPa (170 mmHg) vákuum alá helyezzük és 150 "C-ra melegítjük (hőszabályozó beállítási pontja). A rendszerből kb. 210 ml NMP-t és vizet kidesztillálva a víztartalmat 500 ppm alá csökkentjük. A vákuumot megszüntetjük és 406 g (7,00 mól) kálium-fluoridot és 600 g (2,39 mól) PCP-t adagolunk a lombikba. A beadagolás után kb. 5 perccel mintát veszünk a reakcióelegyből, és gáz-folyadék-kromatográfiás eljárással analizáljuk. A reakcióelegyből minden 30 percben mintát veszünk és analizáljuk, és a kapott adatokból megszerkesztjük a reakció-profilt A reakció 6 óra alatt teljesen végbemegy. A reakcióelegyet ezután hűlni hagyjuk. A kapott elegyet szűrjük, és az oldhatatlan sók eltávolításával kapott szürletet 2,54 cm-es, 30 tálcás, vákuum-köpenyes Oldcrshawoszlopon desztilláljuk. 346 g 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridint és 17,7 g triklór-difluor-piridint kapunk fejpárlatként. Az utóbbi vegyidéiből 79,0 g marad a desztillációs maradékban. A kívánt termék hozama 73,6%-a az elméleti értéknek, a kálium-fluoridra számolva, és a fluor-klór-piridinek teljes hozama 90,0%. A kapott 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridin forráspontja 159-160*C. 5. példa Az 1. példában ismertetett módon felszerelt, négy nyakú, monelfémből készült, 12 literes lombikba 8,5 1 NMP-t mérünk. A lombikot 22,6 kPa (170 mmHg) vákuum alá helyezzük, 150 "C-ra melegítjük, és a rendszer víztartalmát közelítőleg 500 ml NMP és víz kidesztillálásával 500 ppm-nél kisebb értékre csökkentjük. A vákuumot megszüntetjük és beadagolunk 1400 g (24,1 mól) kálium-fluoridot és 2020 g (8,0 mól) PCP-t. A reakcióelegyet nitrogén-túlnyomás alá helyezzük, és intenzív keverés közben 150 °C-on 8 órán keresztül melegítjük. Az elegyet ezután 60 "C-ra hűtjük és eltávolítjuk a reakcióedényből. A reakcióelegy teljes tömege 11 725 g. Az oldhatatlan kálium-klorid tömege számítások szerint 1789 g, és a reakcióoldaté 9936 g. A reakcióoldat gáz-folyadék-kromatográfiás analízis szerint 1232 g (6,09 mól) kívánt terméket, 288 g (1,32 mól) triklór-difluor-piridint és 60,2 g (0,26 mól) tetraklór-monofluor-piridint tartalmaz. A kívánt termék és a köztitermékek teljes mennyisége a reakcióelegyben 7,67 mól (95,9%). A 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridin hozama 76,1% a felhasznált PCP-re számolra, és 94,9%, ha a visszanyert, és rccirkuláltalható köztitermékeket is figyelembe vesszük. Összehasonlító példa A 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridin előállítására szolgáló eljárásban a pcntaklór-piridin és kálium-fluorid reakciójának hőmérséklet-függését az alábbi módon vizsgáljuk. Rozsdamentes acél keverővei, Hast-ötvözet tcrelőlemezekkel, a reakciótérbe nyúló, kiíróval és hőmérséklet-szabályozóval összekapcsolt termoelemes hőkapcsolókkal, a lombikot körülvevő fűlőköpennyel, mágneses szabályozású frakciószedővel és vízköpenyes termékszedővel ellátott, 15 tálcás, vákuum-köpenyes 01- dcrshaw-oszloppal, és nyomásszabályozóval és manométerrel ellátott vákuumrendszerrel felszerelt 5 literes monel lombikba 3700 g N-metil-pirrolidont mérünk. A készüléket 22,6 kPa (170 mmHg) vákuum alá helyezzük, és keverés közben 150 'C-ra melegítjük, ezáltal a rendszer víztartalmát kb. 161 g oldószer és a víz eltávolításával mintegy 44 ppm-nél kisebb értékre csökkentjük. A vákuumot megszüntetjük és a lombikba 370 g (6,28 mól) kálium-fluoridot adunk, amelyet előzőleg 150 'C-on vákuum-szárítószekrényben szárítottunk. A hőmérsékletet mintegy 165 "C-ra (a kívánt reakcióhőmérsékletnél kb. 5 "C-kal alacsonyabb értékre) emeljük, és beadagolunk 267 g (1,06 mól) pentaklór-piridint. A reakcióelegy hőmérséklete 170 "C-ra emelkedik, és 20 órán keresztül ezen az értéken tartjuk. A reakcióelegyből meghatározott időközökben, és a reakció befejezésekor (20 óra elteltével) mintát veszünk, és a mintákat kvantitatív gáz-folyadék-kromatográfiás eljárással analizáljuk, standardok alkalmazásával. A fenti kísérletet megismételjük, oly módon, hogy a hőmérsékletet 200 'C-on tartjuk. Ebben az esetben 111 g oldószert távolítunk el a vízzel együtt a szárítás során, és a visszmaradó oldószer víztartalma mintegy 65 ppm. A 20 órán keresztül tartó reakció befejezésekor mért eredményeket a következő táblázat tartalmazza. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
