176760. lajstromszámú szabadalom • Eljárás2,2,6,6- tetrametil-4-oxopiperidin (triacetonamin) előállítására
3 176760 4 nagyobb kitermeléssel állítjuk elő a terméket, mint az ismert eljárások esetében. A találmány szerinti eljárásnak ez a meglepő és váratlan jellemzője. Azok a katalizátorok, amelyek a találmány szerint alkalmazhatók, Lewis-sav-katalizátorok, például cinkklorid, ónklorid, alumíniumklorid és bórtrifluorid, vagy protonsav-katalizátorok, így például sósav, ecetsav, bórsav és ammóniumklorid. Protonsavak általánosan kifejezve például a szulfonsavak vagy a karbonsavak, így a benzolszulfonsav vagy a p-toluolszulfonsav, továbbá a hangyasav, ecetsav, malonsav, borostyánkősav, maleinsav, benzoesav vagy a fahéjsav. Katalizátorok továbbá protonsavaknak ammóniával vagy szerves bázisokkal alkotott sói. Szerves bázisok mindenekelőtt a szerves nitrogénbázisok, különösen a primer, szekunder vagy tercier nitrogénbázisok. Protonsavak, illetve savas katalizátorokként alkalmazott sók savkomponenseinek a példáiként a következő savakat említjük meg: Ásványi savak, így sósav, brómhidrogénsav, jódhidrogénsav, salétromsav, kénsav és foszforsav, valamint szulfonsavak, így alifás vagy aromás szulfonsavak, például metánszulfonsav, benzolszulfonsav, p-toluolszulfonsav vagy naftalinszulfonsav, foszfonsavak és foszfinsavak, így alifás vagy aromás, például metil-, benzilvagy fenilfoszfonsav, vagy dimetil-, dietil- vagy fenilfoszfinsav, és karbonsavak, így egybázisú, kétbázisú vagy hárombázisú alifás vagy aromás karbonsavak, például telített vagy telítetlen egybázisú alifás 1—18 szénatomos karbonsavak, így hangyasav, ecetsav, klórecetsav, diklórecetsav, triklórecetsav, ciánecetsav, propionsav, vajsav, laurinsav, palmitinsav, sztearinsav, akrilsav, metakrilsav és fahéjsav, telített és telítetlen kétbázisú alifás karbonsavak, így oxálsav, malonsav, borostyánkősav, adipinsav, szebacinsav, borkősav, almasav, fumársav és maleinsav, hárombázisú alifás karbonsavak, így citromsav, egybázisú aromás karbonsavak, így adott esetben helyettesített benzoesav és naftoesav, és kétbázisú aromás karbonsavak, így ftálsav és tereftálsav. Előnyösek az egybázisú és kétbázisú alifás vagy aromás karbonsavak és az egybázisú aromás szulfonsavak, így az ecetsav, borostyánkősav, maleinsav, benzoesav, m-metilbenzoesav, p-terc.-butilbenzoesav, p-toluolszulfonsav és a fahéjsav. Szerves bázisokként alkalmasak a következők: alifás, aliciklusos és aromás, primer, szekunder és tercier aminok, telített és telítetlen nitrogénbázisok, karbamid, tiokarbamid és a bázisos ioncserélőgyanták. így alifás primer aminok, például metilamin, etilamin, n-butilamin, oktilamin, dodecilamin és hexametiléndiamin, alifás szekunder aminok, például dimetilamin, dietilamin, di-n-propilamin és di-izobutilamin, alifás tercier aminok, például trietilamin, aliciklusos primer aminok, például ciklohexilamin, aromás primer aminok, például anilin, toluídin, naftilamin és benzidin, aromás szekunder aminok, például N-metilanilin és a difenilamin, aromás tercier aminok, például N,N-dietilanilin, telített és telítetlen nitrogénbázisok, például heterociklusos bázisok, például pirrolidin, piperidin, N-metil-2-pirrolidon, pirazolidin, piperazin, piridin, pikolin, indol, kinuklidin, morfolin, N-metilmorfolin, 1,4-diazabiciklo[2,2,2]-oktán és triacetonamin, karbamid, tiokarbamid, erősen és gyengén bázisos ioncserélő gyanták. Előnyösek az acetonin, valamint a diacetonamin és triacetonamin. Előnyös sók példáiként a következőket nevezzük meg: ciklohexilamin-formiát, piridinformiát, piridin-p-toluolszulfonát, di-n-butilaminacetát, di-n-butilaminbenzoát, morfolinszukcinát, morfolinmaleát, trietilaminacetát, trietilaminszukcinát, tríetilaminmaleát, anilinacetát, triacetonamin-p-toluolszulfonát és acetonin-hidroklorid. A savas katalizátorhoz a következő társkatalizátorok adhatók az acetoninra vonatkoztatva 0,01—0,5 mól% mennyiségben: káliumjodid, nátriumjodid, lítiumbromid, lítiumjodid, lítiumrodanid, ammóniumrodanid, lítiumcianid, lítiumnitrát, ammóniumszulfid, bróm, jód vagy az ammónia, trietilamin, karbamid vagy tiokarbamid bromidja, jodidja, nitrátja, metánszulfonátja, benzolszulfonátja vagy p-toluolszulfonátja. Előnyös katalizátorok az ammóniumklorid és a bórtrifluorid. Az alkalmazott katalizátor mennyisége 0,2 és 12 mól% között mozog a pirimidin-kiindulási anyagra vonatkoztatva, előnyösen 0,2 és 7, különösen 2 és 4 mól% között változik. A reakciót különösen 40 és 120 °C, előnyösen 50 és 100 °C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. Aceton jelenlétében az előnyös reakcióhőmérséklet 40—65 °C, különösen előnyös az 50 és 55 °C közötti hőmérséklet, diacetonalkohol vagy mezitiloxid jelenlétében 90— 100 °C-on, segédreagens adagolása nélkül előnyösen 50—100 °C-on dolgozunk. Amennyiben más ketonokat mint a) acetont, illetve b) ennek savas önkondenzációs termékeit alkalmazzuk, a reakcióhőmérséklet előnyösen — 15 °C-tól +40 °C-ig terjed. Végül előnyösen dolgozhatunk nyomáson is, így például 1—30, különösen 1— 10, mindenekelőtt azonban 1—-3 atmoszféra túlnyomáson. A reakcióidő előnyösen 1/2—15 óra hosszat, különösen aceton segédreagens alkalmazása esetén 7—14 óra hosszat, különösen pedig 8—12 óra hosszat tart, diacetonalkohol segédreagens jelenlétében az előnyös reakcióidő 1/2—2, különösen 1—1 1/2 óra. Az alkalmazandó aceton, diacetonamin, triacetondiamin, illetve a kondenzációs termék mennyisége egy mól pirimidin-kiindulási anyagra vonatkoztatva legalább 1,5 mól, de egészen 10 mólig terjedhet. Gyakorlati okokból az előnyös tartomány 2—6, különösen a 3—4 mól. Előnyösen alkalmazhatók azonban 1,5 mólnál kisebb mennyiségű társreagensek is. Különösen kedvező diacetonalkoholnak, mint segédreagensnek a használata, mivel a reakció gyorsabb végrehajtása emelt reakcióhőmérsékletek lehetősége miatt adott. A reakcióelegy feldolgozása önmagában ismert módon történhet, így például vizet adhatunk az elegyhez és a terméket hidrát alakjában választjuk le, vagy savak, így sósav, kénsav vagy oxálsav hozzáadása útján sóként különítjük el, vagy lúgfelesleg hozzáadásával, különösen tömény lúgok, így vizes nátriumhidroxid vagy káliumhidroxid bevitelével szerves rétegként választjuk le, de az elkülönítés történhet desztillációval is a katalizátor adott esetben valamely bázissal, így nátriumhidroxiddal, káliumhidroxiddal vagy nátriumkarbonáttal való semlegesítése után. Különösen előnyös, ha a találmány szerinti eljárás kivitelezésénél kevés vizet is alkalmazunk, mégpedig vagy pirimidinhidrátként és/vagy kis mennyiségű adalékvíz alakjában. Amennyiben az a) változat szerint vízmentesen dolgozunk, protonsav-katalizátorokként előnyösen gyenge savakat, illetve ezek sóit használjuk, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
