165363. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 3,4,5-trimetoxi-benzaldehid előállítására

3 165363 4 számítva előnyösen legalább 1 mól alkálifém-hidroxidot alkalmaztunk. Az alkálifém-hidroxidot azonban célszerűén feleslegben, különösen 5—10 mólos feleslegben alkalmazhatjuk. A hidrolízis döntő fontosságú ismérve, hogy kevés (azaz 1—10 mól%, előnyösen 3 mól %) rézpor jelenlétében végezzük el (az 5-bróm-vanillin mennyiségére számítva). A fenti módon az 5-hidroxivanillint magas kitermeléssel kapjuk és csupán nagyon kevés 5-brómvanillin redukálódik vanillinné. Meglepő módon azt találtuk, hogy kis mennyiségű rézpor felhasználásával a hidrolízis jól kézben tartható és viszonylag alacsony hőmérsékleten, azaz 50—120 C°-on elvégezhető. Ezzel szemben az ismert eljárások (pl. J.Chem.Soc. London 1930, 811. oldal) esetében nagyobb mennyiségű fémrézzel és mintegy 200 C°-on, nyomás alatt dolgoznak. A reakciót előnyösen mintegy 50—120 C°-on, különösen előnyösen a reakcióelegy forráspontján, azaz mintegy 100—120 C°-on, atmoszférikus nyomáson végezhetjük el. A nyomás azonban a hidrolízisnél nem döntő jelentőségű paraméter, azaz atmoszférikusnál kisebb vagy nagyobb nyomáson is dolgozhatunk, előnyösen azonban atmoszférikus nyomáson végezhetjük el a reakciót. A reakciótermékként kapott 5-hidroxi-vanillint a reakcióelegyből célszerűen forrón végrehajtott folyadék-folyadék extrakcióval izolálhatjuk. Ennél az eljárásnál a forró reakcióelegyet erős savval (előnyösen ásványi savval, pl. tömény sósavval) való megsavanyítás után vízben oldhatatlan szerves oldószerrel magasabb hőmérsékleten (előnyösen mintegy 60—100 C°-on) folyamatosan extraháljuk. A forrón végrehajtott folyadék-folyadék extrakcióhoz oldószerként előnyösen szénhidrogéneket pl. benzolt vagy toluolt; észterket pl. etilacetátot alkalmazhatunk. Különösen előnyösnek bizonyult a toluol. A reakcióterméket célszerűen átkristályosítással tisztíthatjuk. E célra különösen előnyösen toluolt alkalmazhatunk. Az eljárás különösen előnyös foganatosítási rriódja szerint extraháló közegként toluolt alkalmazunk, majd a forró extrakt lehűtése útján a reakció terméket kikristályosítjuk. Az 5-bróm-vanillint vanillin brómozásával állíthatjuk elő. A vanillinek 5-bróm-vaniUinné történő brómozását oly módon végezhetjük el, hogy vanillint savas oldatban brómmal reagáltatunk. 1 mól vanillinre számítva általában legalább 1 mól brómot alkalmazunk, a brómot azonban előnyösen kis feleslegben (különösen mintegy 10%) alkalmazhatjuk. Oldószerként előnyösen pl. tömény vizes ásványi savakat (pl. tömény, vizes hidrogén-bromidot, különösen 48%-os brómhidrogénsavat), jégecetet stb. alkalmazhatunk. A brómozás döntő ismérve, hogy a vanillin oldatát savas közegben mintegy 0—5 C°-on brómhoz adjuk. A fenti módszerrel az 5-bróm-vanillint nagyon magas kitermeléssel (mintegy 99%) és nagy tisztaságban (mintegy 98%) kapjuk. A fenti, rendkívül kedvező' vaniUin-5-bróm-vaniÚin átalakulás igen előnyös, minthogy nagyobb mennyiségű reagálatlan vanillinnek az 5-bróm-vanillintől való elválasztása komoly nehézségekbe ütközik. A fent ismertetett módszer segítségével a körülményes tisztítási eljárásokat (pl. átkristályosífást) elkerülhetjük. A mintegy 98%-os tisztaságban kapott terméket minden tisztítás nélkül közvetlenül 5-hidroxi-vaniUinné hidrolizálhatjuk. A vanillin találmányunk szerinti brómozási eljárásának az ismert módszerrel (pl. J.Am.Chem.Soc. 51, 2193) szemben 5 mutatott előnyei nyilvánvalóak, minthogy az ismert eljárásnál szennyezett terméket kapnak alacsonyabb kitermeléssel. A fent említett három kémiai lépés kombinálásának segítségével könnyen hozzáférhető és viszonylag 10 olcsó vanillinből kiindulva gazdaságosan szintetizálhatjuk a 3,4,5-trimetoxi-benzaldehidet. A szintézis mindhárom lépése jó kitermeléssel játszódik le, viszonylag olcsó kiindulási anyagokat és oldószereket igényel és a munkaráfordítás minimális. A 3,4,5-tri-15 metoxi-benzaldehid találmányunk szerinti szintézisének minden lépése előnyösebb a megfelelő ismert eljárásnál. A három lépés kombinálásával olyan 3,4,5-trimetoxi-benzaldehid szintézishez jutunk, mely a termék ismert előállítási eljárását minden tekintet-20 ben felülmúlja. A háromlépéses szintézis különösen 3,4,5-trimetoxi-benzaldehid nagy mennyiségben történő előállításánál kedvező. A vanillinnek 3,4,5-trimetoxi-benzaldehiddé történő előállítását az A) reakció-sémán tüntetjük fel. 25 Eljárásunk további részleteit a példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. 1. példa 30 5-bróm-vanillin előállítása. Mechanikus keverővel, hőmérővel és 500 ml-es csepegtetőtölcsérrel felszerelt 2 Uteres háromnyakú lombikba 115,7 g (37,4 ml, 0,722 mól) brómot mérünk be. A csepegtetőtölcsérbe 100 g (0,658 mól) 35 vanillin (Aldrich Chemical Company, o.p. 82-84 C°) és 705 g (470 ml) 48%-os brómhidrogénsav oldatát töltjük be. A reakcióedényt jégfürdőbe helyezzük és a vanillin oldatát keverés közben 1 óra alatt mintegy 5 C°-on a brómhoz csepegtetjük. A brómvanillin vilá-40 gossárga kristályok alakjában kiválik. A reakcióelegyet további 1 órán át keverés közben jégfürdő hőmérsékleten tartjuk, majd 940 ml vízzel hígítjuk és további 1 órán át 0-5 C°-on keverjük. A kristályokat zsugorított üvegszűrőn mintegy 1 liter vízzel mossuk. 45 A terméket szobahőmérsékleten állandó súlyig szárítjuk. Kitermelés: 150,9 g (99,4%). O.p. 163-164 C°. A termék tisztasága gázkromatográfiás meghatározás szerint 98%. 50 2. példa 5-hidroxi-vanillin előállítása. 2 uteres gömblombikban 61,2 g (1,53 mól) nátrium-hidroxidot 750 ml vízben oldunk. A meleg oldathoz 50,0 g (0,217 mól) 5-brómvanülint (e 55 vegyületet az 1. példa szerint állítjuk elő) és 0,5 g rézport (General Chemical Division, Allied Chemical Corporation) adunk. Fehér csapadék képződik. A reakcióelegyet nitrogén-atmoszférában visszafolyató hűtő alkalmazása mellett és erős keverés közben 60 forraljuk. Az elegy színe sárgából zöldön keresztül lassan sötétzöldbe csap át. A szilárd anyag mintegy 6 óra alatt teljesen oldatba megy. A reakcióelegyet 27 órán át visszafolyató hűtő alkalmazása mellett forraljuk, majd 113 ml tömény sósavval megsavanyítjuk 65 (pH mintegy 2) és toluollal 85 C°-on 47 órán át 2