154226. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5-fenil-5-etil-barbitursav előállítására
1 3 kísérő mellékreakciót teljesen visszaszorítjuk. A találmányunk tárgyát képező eljárás alapja az alábbi felismerés: A fenil-etilciánecetészter kondenzációs reakciója az alábbi, a (II) képletsorban feltüntetett reakcióegyenlettel írható le, i(mely képletekben X jelentési hidrogén vagy cianid-csoport, R jelentése metil- vagy etil-gyök, R' jelentése metil-, etil-, n-butil-, izobutil-, béta-metoxi-etilvagy béta-etoxi-etil-gyök). A fenti bruttó-reakció két egymást követő lépésben játszódik le. Az első, a (III) képletsorral kifejezett reakció az alacsony hőmérsékleten lejátszódó, exoterm észter-kondenzáció, melynek metanolos közeg és nátrium-etilát vagy -metilát jelenléte kedvez. A reakció második szakasza a (IV) képletsorral kifejezett endoterm gyűrűzárás, mely az alkalmazott közeg forráshőmérsékletének emelésével és katalizátorok (pl. nátriumbutilát, nátriumizobutilát, nátriummetilglikolát, vagy nátriumetilglikolát) hozzáadásával segíthető elő. A fenil-etil-ciánecetészter kondenzációs reakciójának gyengébb kitermelését a bejelentők azzal a felismeréssel magyarázzák, hogy az észterkondenzáció során átmenetileg keletkező közbenső vegyület az adott reakciókörülmények között a jelenlevő alkohol hatására reverzibilis folyamatban ff-fenilvajsavnitrilre, dialkilkarbonátra és diciándiamidra, ill. guanidinre bomlik. A reakciót az (V) képletsor tartalmazza. E bomlási folyamat — melyet a fenil-gyök és a nitrilcsoport együttes hatása vált ki (más diszubsztituált ciánecetészterek, ill. maionészterek kondenzációjánál nem észlelhető) a hőmérséklet emelésével fokozódik és a gyűrűzárási reakcióval oly mértékben konkurrál, hogy bizonyos körülmények között a fenil-etil-ciánecetészter 25%-a is alfa-fenil-vajsavnitrillé alakul. Ezen —• általunk felismert — mellékreakció okozza azt a tényt, hogy a barbiturát-kondenzáció mind guanidin, mind pedig diciándiamid alkalmazása esetén '5-íenil-5-etilbarbitursav előállításánál az egyéb, 5,5-diszubsztituált barbitursav-származékokénál alacsonyabb kitermeléssel játszódik le. Az (V) képletsorral kifejezett mellékreakció reverzibilis reakció és alfa-fenil-vajsavnitril hozzáadásával teljesen visszaszorítható. Amennyiben tehát a reakciót alfa-fenil-vajsavnitril jelenlétében hajtjuk végre úgy az említett mellékreakció háttérbe szorul és a gyűrűzárás akadálytalanul lejátszódhat. Ily módon eljárásunk segítségével a barbiturát-szintéziseknél szokásos, magas kitermelés 5-fenil-5~etil-barbitursav előállításánál is elérhető. Ismeretes, hogy a fenil-etil-ciánecetészter diciándiamiddal a korábban ismert módszerek szerint a guanidinos kondenzációnál alacsonyabb kitermeléssel reagál. A reakció mechanizmusának vizsgálatakor felismertük, hogy a diciándiamidos kondenzáció rosszabb kitermelésének oka a (VI) képletsorban feltüntetett reakció, (ahol R = metil- vagy etil-gyök). A kondenzáció körülményei között tehát a fenil-etil-ciánecetészter nitril-csoportján addició követi4226 4 kezik be és közbenső terméken keresztül az irodalomban eddig ismeretlen 2-(,r-etil-benzil)-4,iß-diamino-l,3;5-triazin keletkezik. A fenti mellékreakció csak diciándiamidos 5 kondenzáció esetében játszódik le, minthogy a guanidin nem rendelkezik a triazin-származék kialakításához szükséges mitril-csoporttal. A mellékreakció azonban — felismerésiünk alapján — háttérbe szorítható oly módon, hogy a 10 reakcióelegyhez katalitikus mennyiségű guanidint is adunk. A guanidint a diciándiamid mennyiségére számított 0,015—0,2%, előnyösen 0,1%-os mennyiségben alkalmazzuk. Az alfa-fenil-vajsavnitrilt a fenil-etil-ciánecet-15 észter 1 móljára számított 0,3—0,5 mól mennyiségben alkalmazzuk. A nitrilt diciándiamidos kondenzáció esetén előnyösen 0,3—0,4 mól, míg guanidinos kondenzáció alkalmazásánál célszerűen 0,4—0,5 mól mennyiségben adagoljuk a 20 reakcióelegyhez. A találmányunk tárgyát képező eljárás előnyös foganatosítási módja szerint oly módon járunk el, hogy a fenil-etil-ciánecetészter és guanidin vagy diciándiamid reakcióját alfa-25 -fenil-vajsavnitril jelenlétében metanolos oldatban, nátriumbutilát jelenlétében hidegen, +10 C° alatti hőmérsékleten indítjuk meg. Az exoterm észterkondenzáció lejátszódása után a metanolt és az esetleges etanolt alkalmas készüs0 léken, célszerűen Raschig-gyűrűs kolonnán kidesztilláljuk. A második lépést a gyűrűzárást tehát már nem nátriummetilát, hanem a metanol ledesztillálásakor képződő nátriumbutilát, izobutanolos oldat alkalmazása esetén izobutilát 35 jelenlétében hajtjuk végre. Eljárhatunk oly módon is, hogy a kiindulási reakcióelegyhez metilcelloszolvot vagy etilcelloszolvolt adunk, mikoris a metanol későbbi ledesztillálása után nátrium-metilglikolát, illetve 40 nátrium-etilglikolát képződik. Ezáltal a gyűrűzárás magasabb hőmérsékleten: nátriumbutilát alkalmazása esetén 110 C°on, míg nátriummetil- vagy etil-glikolát jelenlétében 120—125 C°-on játszódik le. 45 A guanidines kondenzáció előnyösen a következőképpen hajtható végre: 1 mól Na-butilát (Nia-izobutilát, Na-metilvagy etil-glikolát) 0,4—0,5 mól a-fenilvajsavnitrilt tartalmazó absz. metilalkoholos oldatával 50 0,66 mól guanidinnitrátból forralás útján felszabadítjuk a guanidinbázist, majd lehűtve szűréssel eltávolítjuk a nátriumnitrátot. A guanidinbázis így nyert oldatát hűtés mellett 0,55 mól fenil-etil-ciánecetészterrel reagáltatjuk, az észter-55 kondenzációt 40 C°-on fejezzük be. Ezután 10 elm. tányérszámú kolonnán keresztül légköri nyomáson kidesztilláljuk a metilalkoholt és a gyűrűzárás reakcióját 105—135 C°-on — célszerűen 110 C°-on — 1 órás forralással tesszük 60 teljessé. A kapott jól keverhető szuszpenziót 50 C°-ra visszahűtve kb. 4 mól H2 S0 4 -et tartalmazó 40%-os kénsavba folyatjuk és 12 órás vízgőzdesztillációval regeneráljuk a fenilvajsavnitrilt, ill. a butilalkoholt. A hidrolízist további 65 4 órás forralással tesszük teljessé, majd a nyers 2
