165326. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N,N-diszubsztituált karbonsavamidok előállítására
3 165326 4 Ugyancsak ismeretes a foszforoxikloriddal, a foszforpentoxiddal, valamint a tetrametil-foszfíttal és karbonsavval történő acilezés, amikor foszforsavészteramid képződésen át megy végbe a reakció. A 159.044 sz. magyar szabadalmi leírás szekunder aminek klóracilezését ismerteti szekunder amin, klórkarbonsav és foszfortriklorid felhasználásával. A gyakorlatban kevéssé jelentős, de ismeretes, hogy karbonsavnitrilek hidrolízisével savamid állítható elő. [C. Engler: Ann. 149 • 305 (1869)]. A szakirodalomban az N,N-diszubsztituált karbonsavamidok előállításának másik fő módszere, a savamidok alkilezése. Ez esetben a karbonsavból ammóniával állítják elő a karbonsavamidot, amelyet azután valamilyen közismert alkilezőszerrel (alkilhalogenid, dialkilszulfát, káliumalkilszulfát) kezelnek [A.W. Titherley: Soc. 79. 393. (1901)]. Egyes esetekben a savamidot előbb nátriumamiddal, iners oldószerben nátriumsóvá alakítják, s utána alkilezik azt. Ezzel a módszerrel első lépésben monoszubsztituált savamid állítható elő, amelyet azután ismét nátriumsóvá alakítva, alkilezve kapjuk az N,N-diszubsztituált savamidokat. A szakirodalom igen kiterjedten foglalkozik a primer aminők foszgénezésével hidegen keletkező karbamoilkloridokkal, amelyek az izocianátok előállítása során közbenső termékként keletkeznek. Sajátos módon a szekunder aminők foszgénezésével keletkezett karbamoilkloridokkal, azok további reakcióival viszont alig néhány közlemény foglalkozik. W. Price ismerteti, hogy a secunder aminokkal képezett karbamoilkloridok alkoholokkal uretánokat képeznek [Soc. 125. 115. (1924)]. Ismeretes az is, hogy aminokkal szubsztituált karbamidokat adnak. [HOUBEN - WEYL. 8. 118. (1952)]. Ugyancsak ismeretes, hogy Friedel — Crafts körülmények között, a szokásos oldószerekben, 50—80 C°-on az aromás vegyületekkel karbonsavamidok képződése közben reagál [Houben-Weyl. 8. 380. (1952)]. A találmány kidolgozására irányuló kísérleteink során azt találtuk, hogy a szakirodalomban leírt módszereknél lényegesen egyszerűbben, gyakorlatilag egy lépésben állíthatók elő az I. általános képletű N,N- diszubsztituált karbonsavamidok, amely képletben Rt 2—18 szénatomos, egyenes vagy elágazóláncú alifás-, halogén — szubsztituált alifás-, fenil — szubsztiált alifás gyököt jelenthet, lehet fenil-, klór- vagy diklórfenil-, nitro - vagy dinitrofenil-, valamint trimetoxi fenilgyök, lehet egy nitrogénatomot tartalmazó, telítetlen, hattagú heterociklus; R2 és R 3 lehet egyező vagy eltérő, 1—4 szénatomos, egyenes vagy elágazóláncú alifás gyök, lehet fenilgyök, vagy a kettő együttesen, egy nitrogén- és egy oxigénatomot tartalmazó, hattagú heterociklust képezhet. Azt találtuk, hogy ezek az N^N-diszubsztituált karbonsavamidok könnyen előállíthatók a II. általános képletű karbonsavból, amely képletben Kx jelentése a fentiekkel megegyező, valamint a III. általános képletű szekunder aminból, amely képletben R2 és R3 jelentése a fentiekkel megegyező. Az előállítás során a karbonsav és az amin stöchiometrikus mennyiségét reagáltatjuk emelt hőmérsékleten a stöchiometrikus mennyiségű foszgénnel, oldószer nélkül, vagy közömbös oldószerben. A reakció rövid idő alatt lejátszódik, az oldószert desztillálással eltávolítjuk, majd a reakcióelegyet vákuumdesztillációval szétválasztjuk, illetve vízre öntve a diszubsztituált savamidot kicsapjuk és szűréssel elkülönítjük. Azt találtuk továbbá, hogy az N,N-diszubsztituált 5 savamidok úgyis előállíthatók, hogy az II. általános képletű karbonsavat a IV. általános képletű karbamoil-kloriddal reagáltatjuk emelt hőmérsékleten, amikor is széndioxid keletkezik melléktermékként, s a reakció befejeződését a gázfejlődés megszűnése jelzi. 10 A két előállítási változat más-más hőmérséklet-tartományban vitelezhető ki. A karbonsav, szekunder amin és foszgén reagáltatását 50—150 C°, célszerűen 80—100 C°-on kell végezni, míg a karbonsav és a karbamoilklorid reagáltatását 100—300 C°, cászerűen 15 110—220 C°-on. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy könnyen hozzáférhető, jól kezelhető kiindulási anyagokból egy műveletben, jó hozammal, tiszta N,N-diszubsztituált karbonsavamid állítható elő. Igen kedvező, hogy az eljárással a diszubsztituált karbonsava-20 midok széles köre állítható elő, hiszen a karbonsav lehet egyenes vagy elágazóláncú, 2—18 szénatomos alkilkarbonsav, lehet halogénkarbonsav, lehet aril-, ill. szubsztituált aril karbonsav és heterociklusos is. Hasonlóan széles a felhasználható szekunder aminők 25 köre is. Az oldószer nélkül kivitelezett eljárás külön előnye, hogy a diszubsztituált savamidtói, amely szilárd halmazállapotú, a gáz alakú melléktermékek elkülönülnek, s így azok elválasztása külön gondot nem 30 okoz. A találmány szerinti eljárás kivitelezhető szakaszosan, de külön előnye, hogy a vegyiparban szokásosan használt berendezésekben megvalósítható folyamatosan is. A folyamatos kivitel töltetes oszlopot, 35 fílmbepárlót, kicsapót és centrifugát igényel csak. A találmány szerinti eljárást az itt következő példákkal szemléltetjük, amely példák nem korlátozzák a szabadalom oltalmi körét. 40 1. példa Keverővel, hőmérővel, hűtővel, gázbevezetőcsővel és gázelvezetővel felszerelt 500 ml lombikba bemérünk 13 g dibutilamint, 25, 6 g palmitinsavat és az elegyet 200 ml xilolban oldjuk. Az elegyet 130 C°-ra 45 melegítve 11 g foszgént vezetünk be kb. 30 perc alatt. A gázbevezetés befejezésével a felesleges foszgént melegítéssel eltávolítjuk, majd a reakcióelegyet, lehűtve kétszer 100 ml vízzel mossuk. Elválasztás után a szerves fázist nátriumszulfát felett víztelenítjük, majd 50 az oldószert vákuumban ledesztilláljuk. A visszamaradó sárgás olaj hűtésre fehér kristályokká alakul. 27,5 g N,N-dibutÜ-palmitinsavamidot kapunk, amely 37 C°-on olvad. A hozam: 75%. 55 Analízis: számított N: 3,83%, talált: 3,77%. 2. példa Gázelvezetővel felszerelt 250 ml lombikba bemérünk 25,6 g palmitinsavat és 19,1 g NJSf-dibutil-karba-60 moilkloridot. A reakcióelegyet egyenletes ütemben kb. 30 perc alatt felmelegítjük 130 C° hőmérsékletre, amikor a gázfejlődés megindul, a 130—160 C° hőmérsékleten tartjuk egy óra hosszat. Ekkorra a gázfejlődés megszűnik. Az ömledéket 100 ml hideg 65 vízbe öntjük, majd 100 ml benzollal extraháljuk. Az 2
