176897. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 3-(cianoimino)- 3-amino-propionitri-származékok előállítására
3 176897 4 jelentése a fenti — és ez utóbbi 3-(cianoimino)-propionitrillé alakítása. Az eljárás ebben a lépésben különbözik a 3 910 928 sz. szabadalmi leírás szerintitől, így kémiailag tisztább termékhez lehet jutni, mint az említett szabadalmi leírás szerinti eljárással. A találmány szerinti a) eljárásváltozatban használt kiindulási anyagok tautomer formában is előfordulnak. A Hl és a Illa képletek a 2-cianoacetimidátok tautomer formáját mutatják. A IV és a IVa képletek az N,2-diciano-acetimidát tautomer formáját mutatják. Az I és az la képletek a 3-(cianoimino)-3-amino-propionitril tautomer formáit ábrázolják. A vegyületekről a továbbiakban imino formájukban beszélünk. Azonban nyilvánvaló, hogy a találmány szerint előállított vegyület valószínűleg a tautomer formák elegye, melynek összetétele részben R, R( és R2 jellegétől, részben a környezettől függ. Bizonyos esetekben túlnyomóan az egyik vagy a másik forma fordul elő. A leírásban az 1—4 szénatomos alkilcsoport metil-, etil-, propil- vagy butil-csoportot vagy izomerjeit jelentheti. A 2—5 szénatomos alkiléncsoport például etilén-, propilén-, butilén- vagy pentilén-csoport és ezek izomerjei lehetnek. Az „izomer” kifejezés egyrészt a szénhidrogén izomerjeit, másrészt a kettős kötés különböző helyzeteit jelentheti. Az ásványi sav olyan savat jelent, amely elég erős ahhoz, hogy a 2-ciano-acetimidátot a ciánamiddal reagáltassa. Ilyen ásványi savak például a sósav, a hidrogénbromid, a kén- és a foszforsav. A 2-ciano-acetimidát-ásványi savaddíciós sóját önmagában ismert módon állíthatjuk elő. így például a VI általános képletű, malonitrilt ROH képletű alkohollal reagáltatjuk — ahol R jelentése a fenti — ásványi savat tartalmazó szerves oldószerben. Előnyösen a maximális termelést száraz, iners reagensekkel érjük el. Előnyösen ariloldószereket használunk, mint például benzol, toluol, xilol, halogénezett rövidszénláncú alkánok, például metilénklorid, etilénklorid, izopropilklorid, éterek például dietiléter, tetrahidrofurán, 1,4-dioxán stb. A reakciót könnyen végrehajthatjuk 0—100 °C körüli hőmérsékleten, előnyösen 0—40 °C körüli hőmérsékleten. R csoport előnyös jelentése 1—3 szénatomos alkilcsoport. 2-ciano-acetimidát savaddíciós sóját mint kiindulási anyagot szerves oldószerben ciánamiddal reagáltatjuk és így a IV általános képletű N,2-diciano-acetimidátot kapjuk. Az oldószer előnyösen vízmentes és iners és így maximális termelést érünk el. A savaddíciós só jelen lehet per se, vagy in situ keletkezhet, ha a savat a reakció edénybe öntjük. Oldószerként használhatunk például aromás oldószereket, halogénezett rövidszénláncú alkánokat, étereket és alkoholokat. Példaképpen megemlíthetők a benzol, toluol, xilolok stb. halogénezett rövidszénláncú alkánok, például metilénklorid, kloroform, diklóretán, izopropilklorid stb. Az éterek lehetnek például ciklusos éterek, aliciklusos éterek, például dietiléter, dipropiléter, tetrahidrofurán, 1,4-dioxán stb. Az alkoholok közül megemlíthetők a metanol, etanol, propanol, butanol stb. Előnyösen aromás és halogénezett rövidszénláncú alkánokat használunk. A reakció hőmérséklete az alkalmazott oldószertől és a reakció idejétől függ. A hőmérséklet nem meghatározó tényező. 0—100 °C közötti hőmérséklet nehézség nélkül alkalmazható, előnyösen 20—40 °C között játszódik le a reakció. A melléktermékként keletkezett ammonium sókat előnyösen kiszűrjük a reakcióelegyből. Bár nem szükséges, molekulaszita alkalmazható katalitikus mennyiségben. Ilyen molekulasziták lehetnek például Linde 4A por, és más katalizátorszerű anyagok. A IV általános képletű N,2-diciano-acetimidátot — ahol R jelentése a fenti — ezután V általános képletű aminnal — ahol Rt és R2 jelentése a fenti — reagáltatjuk és így a kívánt 3-(cianoimino)-propionitril keletkezik. Ebben a nukleofil szubsztituációban is az előző reakciónál használt hőmérsékleti intervallum és oldószerek alkalmazhatók. Az oldószer rendszerhez kívánt esetben vizet adhatunk. Oldószerként előnyösen metilénkloridot, rövidszénláncú alkoholokat vagy ciklusos étereket használhatunk. A találmány részleteit a következő példák szemléltetik: 1. példa 3-(Cianoimino)-3-piperidino-propionitril a) EtiI-2-ciano-acetimidát-hidroklorid 33 g (0,50 mol) malononitril (Eastman, technikai) és 23,0 g (0,50 mol) abszolút etanol 400 ml száraz éterrel készített jeges oldatán keresztül 1,5 órán keresztül sósavgázt buborékoltatunk. A kapott csapadékot szűrjük, éterrel mossuk, és szobahőmérsékleten szárítjuk vákuumban és 72 g terméket (97%) kapunk. b) Etil-N,2-diciano-acetimidát 44,70 g (0,302 mol) etil-2-cianoacetimidát-hidroklorid és 13,29 g ciánamid 400 ml benzollal készített oldatának elegyét nitrogén alatt kevertetjük 15 óráig. A ciánamidot éteres extrahálással tisztítjuk és az oldható részt vákuumban besűrítjük. A reakció után kicsapódott ammónium-kloridot leszűrjük. A maradékot kétszer 50 ml benzollal mossuk. Az egyesített szerves fázisokat vákuumban koncentráljuk és így 41,36 g (100%) halványsárga kristályos anyagot kapunk. A kristályosodás exoterm folyamat. Vékonyrétegkromatográfia és NMR szerint a termék igen tiszta. A nyers kristályos anyag 51—63 °C-on olvad. NMR deutérokloroformban : 8 4,43 (2H, q, —OCH2—), 3,93 (2H, s, CH2), 1,38 (3H, t, CHj). c) 3-(Cianoimino)-3-piperidinopropionitril 25,67 g (0,0302 mol) piperidint csöpögtetünk 41,36 g (0,0302 mol) etil-N,2-diciano-acetimidát 60 ml metanollal készített jéggel hűtött oldatához. A reakció kezdetben heterogén, azonban hamarosan homogénné válik és az elegy sárga. A piperidint olyan sebességgel adagoljuk az elegyhez, hogy a reakcióhőmérséklet 25 °C körül maradjon. 50 perc múlva az elegyet diklórmetánban és vizes telített nátrium-karbonáttal kirázzuk. A szerves fázist nátrium-szulfát fölött szárítjuk és vákuumban bepároljuk. 54 g sárga olajat kapunk, arhely vékonyrétegkromatográfiás elemzés alapján tiszta termék. Az NMR elemzés is a termék szerkezetét igazolja. Olvadáspont: 73—74,5 °C (Kristályosítás diklórmetán és ciklohexán elegyéből). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
