179855. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-klór-nikotinsav előállítására
179855 4 mind pedig 4-klór-nikotinsav is keletkezik és a kitermelés csak 41%. A nikotinsav-N-oxid klórozásának hozamát NDK- beli kutatók javították meg oly módon, hogy a klórozáshoz a heterociklusos kémiából általában ismert módon foszforoxiklorid és aminok, illetve diszubsztituált aminok elegyét alkalmazták. így a klórozás kitermelése 70%-ra nőtt [80 209 sz. NDK-beli szabadalmi leírás (1971)]. A kapott termék tisztasága még kívánni valót hagy maga után, ugyanis körülbelül 10 °C-kal alacsonyabban olvad, mint a találmány szerinti eljárással előállított I képletű 2-klór-nikotinsav. Ha az előzőekben felsoroltak közül a megadott legmagasabb kitermeléseket vesszük figyelembe a II képletű nikotinsavból kiinduló két lépéses szintézis összkitermelése az I képletű 2-klór-nikotinsavra összesen 61,5%. A találmány célja olyan eljárás biztosítása, mely kiküszöbölve az ismertetett eljárások hátrányait, biztonságos, iparilag könnyen kivitelezhető feltételek mellett magas hozammal valósítja meg a II képletű nikotinsav I képletű 2-klór-nikotinsavvá történő átalakítását. Kísérleteink során a III képletű nikotinsav-N-oxid közbenső termék előállításánál olyan körülményeket kerestünk, melyek között az oxidáció viszonylag rövid idő alatt, magas hatásfokkal lejátszódik, amellett kielégíti az igen fontos biztonságtechnikai követelményeket. Azt találtuk, hogy a fenti feltételeket úgy tudjuk megvalósítani, ha a II képletű nikotinsavat valamely vízzel nem elegyedő, a vízzel azeotrop elegyet alkotó szerves oldószer és jégecet elegyében szuszpendáljuk és a hidrogénperoxid 30%-os tömény vizes oldatát folyamatosan úgy adagoljuk a reakcióelegybe, hogy a reakcióba bevitt és a reakcióban keletkező víz az elegyből folyamatos azeotrop desztillációval eltávolítható legyen. A reakció végén a III képletű nikotinsav-N-oxid a jégecetes oldószeres közegből csaknem kvantitatíve kiválik, a reakció hozama eléri a 95%-ot, A találmány szerinti eljárás feltételei mellett a robbanásveszélyes perecetsav a reakció egész menete folyamán ki sem mutatható, mivel a hidrogénperoxid adagolásakor pillanatszerűen képződik a III képletű N-oxid, a perecetsav képződéshez szükséges hidrogénperoxid aktuális koncentrációja az elegyben gyakorlatilag 0. A folyamatos azeotrop desztilláció előnye, hogy a víz eltávolításával egyrészt a reakció egyensúlyát a III képletű N-oxid termék képződésének irányába tolja el, másrészt vízmentes körülményeket teremt a reakcióelegyben, mely az oxidációnak kedvez. Mindkét hatás a kitermelés növekedését eredményezi. További kutatásaink során olyan katalizátorokat kerestünk, melyekkel a reakciósor második lépésének, a III képletű nikotinsav-N-oxid I képletű 2-klór-nikotinsavvá alakításának kitermelését növelni lehet. Azt találtuk, hogy ha a heterociklusos vegyületek foszforoxikloriddal való klórozásánál segédanyagként általánosan ismert tercier aminokhoz adalékként ammónium-, alkálifém- vagy alkáliföldfém-halogenideket adunk, ez meglepő módon olyan egyértelmű többlethatást eredményez, amelynek segítségével a klórozás hozamát 80%-ra tudjuk növelni. Eddig nem volt ismeretes olyan klórozás, mely szerint a fent ismertetett kétféle adalékanyag kombinációjával hajtották volna végre a heterociklusos vegyületek klórozását. 3 A találmány szerinti eljárás az I képletű 2-klór-nikotinsav előállítására, tehát abban áll, hogy a II képletű nikotinsavat jégecet, és valamely vízzel nem elegyedő, a vízzel azeotrop elegyet alkotó szerves oldószer elegyében, melegítés közben tömény vizes hidrogénperoxidoldat adagolásával, és a reakcióba bevitt valamint a keletkezett víz folyamatos azeotrop desztillációval történő eltávolítása közben oxidáljuk, a kapott III képletű nikotinsav-N-oxidot a reakcióelegyből elkülönítjük, majd valamely tercier amin és ammonium- vagy egy alkálifém- vagy alkáliföldfém-halogenid jelenlétében foszforoxikloriddal klórozzuk, és a kapott I képletű 2-klór-nikotinsavat az elegyből elkülönítjük. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módja értelmében vízzel nem elegyedő, a vízzel azeotrop elegyet alkotó szerves oldószerként valamely aromás szénhidrogént, mint amilyen a benzol, vagy valamilyen, adott esetben halogénezett alifás szénhidrogén, mint amilyen a diklóretán alkalmazunk. A klórozásnál a tercier amin mellett segédanyagként előnyösen amraóniumklorid vagy kalciumklorid vagy káliumjodid alkalmazható. A találmány szerinti eljárás mindkét kémiai lépése eddig nem ismert, új hatásokon alapszik és a korábban ismert eljárásokkal szemben jelentős haladást jelent. A reakciók jól nagyíthatók, veszélytelenek, a szokványos berendezésekben ipari méretekben könnyen megvalósíthatók. A találmány szerinti eljárással a két kémiai lépés összkitermelését pedig 61,5%-ról 76%-ra sikerült növelni, mely lényeges gazdasági előnyt jelent. A találmány szerinti eljárást közelebbről az alábbi kiviteli példák szemléltetik az oltalmi kör korlátozása nélkül. 1. példa 110 g nikotinsav, 150 ml benzol és 350 ml ecetsav elegyéhez keverés közben 115 °C-on, 1 óra alatt 160 ml 30%-os vizes hidrogénperoxid-oldatot adagolunk, miközben a képződött vizet azeotrop elegy formájában desztillációval folyamatosan eltávolítjuk. Az adagolást követően az elegyet további 1 órán át forraljuk, így a reakció teljessé válik. A reakcióelegyet 1 órán át külsőleg jeges vízzel hütjük, majd szűrjük, a szűrőn levő anyagot négyszer 100 ml vízzel mossuk, 70 °C-on szárítjuk. így 118,2 g nikotinsav-N-oxidot állítunk elő. Kitermelés: 95%. Olvadáspont : 258 °C. 2. példa 110 g nikotinsav, 150 ml diklóretán és 350 ml ecetsav elegyéhez keverés és forralás közben 1 óra alatt 160 ml 30%-os vizes hidrogénperoxid-oldatot adagolunk, mimellett a képződött vizet azeotrop elegy formájában desztillációval folyamatosan eltávolítjuk és az oldószeres réteget a lombikba visszavezetjük. A beadagolás után a reakcióelegyet további 1 órán át forraljuk, majd hfltjük, a kivált anyagot szűrjük, ötször 100 ml vízzel mossuk, szárítjuk. így 116 g nikotinsav-N-oxidot állítunk elő. Kitermelés: 93,2%. Olvadáspont: 256—258 °C. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
