181575. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 3-klór-propil-malonészter- és-ciano-ecetsav-észter-származékok előállítására
3 181575 4 zékok előállítását írja le az Arm. Him. Zs. 24, (3) 24—51 (1971) közleményben ismertetett eljárás is. E módszer szerint a megfelelő tetrahidro-2H-pirán-2-on-származékot klórozószerekkel a megfelelő szubsztituált vagy szubsztituálatlan klór-propil-malonészterré alakítják. Ez a módszer körülményes, mivel a nehezen hozzáférhető, bonyolult reakcióban előállítható piranont használja fel kiindulási anyagként. Az alkoholos közegben l-bróm-3-klór-propánnal végrehajtott klór-propilezési reakciók általában gyenge hozammal, kis koncentrációban és viszonylag hosszú reakcióidőkkel mennek végbe. A malonészter és ciano-ecetsavészter, valamint monoszubsztituált származékaik l-bróm-3-klór-propánnal történő klór-propilezése során különböző polaritású oldószerekkel végzett kísérleteink azt mutatták, hogy különösen protikus közegben, például alkoholban a klór-propil-csoport sósav-eliminációval járó allileződése a főreakcióval összemérhető sebességgel játszódik le és így viszonylag nagy mennyiségű allilszármazék mutatható ki a reakcióelegyben. Az allilképződés mechanizmusából eredően egyidejűleg polimerizációs reakciók is lejátszódnak, amelyeknek a termékei a nagy mennyiségű, definiálatlan összetételű desztillációs maradékban jelennek meg. Mindezek a nemkívánatos mellékreakciók nagymértékben lerontják az eljárás hozamát és erősen szenynyezik a kívánt terméket. Ezzel szemben arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy igen kedvező feltételek mellett, mellékreakciók nélkül, csaknem mennyiségi hozammal végezhető el a reakció, ha azt valamely alkálifém rövidszénláncú alkohollal képezett alkoholátjával, dipoláros aprotikus oldószerben, előnyösen dimetil-formamidban vagy hexametil-foszforsav-triamidban végezzük. Azt találtuk, hogy dipoláros aprotikus oldószerként például dímetil-formamidot alkalmazva, a (II) általános képletü vegyületek l-bróm-3-klór-propánnal végzett klór-propilezése már 20 °C körüli hőmérsékleten is nagy sebességgel (az eddig szükséges 20—24 órával szemben körülbelül fél óra alatt) és az ismert eljárások 60—62%-os konverziójával szemben 98%-ot meghaladó konverzióval játszódik le. A találmány szerint a (II) általános képletű kiindulási vegyületeket aprotikus dipoláros közegben, valamely alkálifém-alkoholát jelenlétében reagáltatjuk a molekulába beviendő l-bróm-3-klór-propil-csoportok számának megfelelően legalább 1 illetőleg 2 mól ekvivalens mennyiségben, célszerűen 3—5% feleslegben alkalmazott 1 -bróm-3-klór-propánnal, 60 °C-ot meg nem haladó, előnyösen 10—50 °C, különösen 20—30 °C hőmérsékleten. A reakcióközegül szolgáló aprotikus dipoláris oldószert a kiindulási vegyület súlyára számítva 20—100%, előnyösen 30—50% mennyiségben alkalmazzuk (ennél nagyobb mennyiségű oldószer elvileg alkalmazható ugyan, de ez műszaki előnnyel nem jár). A találmány tehát olyan új eljárás az (I) általános képletű 3-klór-propil-malonészter- illetőleg 3-klór-propil-ciano-ecetsavészter-származékok e képletben R1 1—4 szénatomos alkilcsoportot, R2 hidrogénatomot, 1—4 szénatomos alkilcsoportot, vagy 3-klór-propil-csoportot, R3 cianocsoportot vagy egy R1 O—CO—általános képletű alkoxikarbonil-csoportot és ebben R1 az R1 alkilcsoporttal egyező vagy attól különböző 1—4 szénataomos alkilcsoportot képvisel — előállítására valamely (II) általános képletű malonészterilletőleg ciano-ecetsavészter-származék — e képletben R1, R2 és R3 jelentése a fentivel egyező — l-bróm-3-klór-propánnal alkálifém-alkoholát jelenlétében történő klór-propilezése útján, amelynek során a (II) általános képletű malonészter- illetőleg ciano-ecetsavészter-származékot valamely dipoláris aprotikus szerves oldószerben, célszerűen a (II) általános képletű kiindulási vegyület súlyára számítva 20—100%, előnyösen 30—50% mennyiségű dimetil-formamidban vagy hexametil-foszforsav-triamidban, 60 °C-t meg nem haladó, célszerűen 10—50 °C, előnyösen 20—30 °C hőmérsékleten reagáltatjuk valamely, célszerűen (III) általános képletű alkálifém-alkoholát — ahol R" az R' és/vagy R1 alkilcsoporttal egyező 1—4 szénatomos alkilcsoportot, A pedig alkálifématomot képvisel — előnyösen a (II) általános képletű kiindulási vegyülettel ekvimolekuláris vagy attól legfeljebb 15%kal eltérő mennyiségű nátrium-etilát vagy nátrium-metilát jelenlétében 1 -bróm-3-klór-propánnal. A találmány szerinti eljárásban alkálifém-alkoholátként célszerűen a kiindulási vegyület R1 (és adott esetben R1) alkilcsoportjával egyező alkilcsoportot tartalmazó alkoholátot alkalmazunk, hogy az észter-csoportok szempontjából egységes terméket kapjunk. Ha ugyanis az alkálifém-alkoholát a kiindulási vegyülettől eltérő alkilcsoportot tartalmaz, akkor a kézenfekvő módon fellépő átészterezési reakció következtében vegyes észterek képződhetnek. Minthogy azonban a malonészter- illetőleg ciano-ecetsavészter-származékok kémiai szintézisekhez való további felhasználása során ezek az észtercsoportok rendszerint eliminálódnak, ennek az átésztereződésnek a legtöbb felhasználási cél szempontjából nincsen jelentősége és így ilyen esetekben tetszőleges rövidszénláncú alkálifém-alkoholátot alkalmazhatunk. A találmány szerinti eljárás meglepő műszaki haladást biztosít az eddig ismert eljárásokhoz viszonyítva, mivel az igen magas koncentrációban és kis reakcióidővel végrehajtható reakció az alkalmazott reaktor kapacitásának iparilag igen kedvező kihasználását (a termelékenység gyakorlatilag nagyságrendi megnövelését) teszi lehetővé, a hozam maximális értékének biztosítása mellett. A gyakorlatilag kvantitatív hozam lehetővé teszi, hogy a magas forráspontú termékek vákuumdesztillálás nélkül, közvetlenül felhasználhatók legyenek. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbről az alábbi példák szemléltetik. 1. példa Etil-(3-klór-propil)-malonsav-dietilészter 150,0 g (0,796 mól) etil-malonsav-dietilésztert és 132,0 g (0,837 mól) 1-bróm-3-klór-propánt 60 ml dimetil-formamidban 57,0 g (0,837 mól) nátrium-etiláttal reagáltatunk egy órán át 25—30 'C közötti hőmérsékleten. Ezután a reakcióelegyet 20 °C-ra hütjük, majd 180,0 ml víz hozzáadása után a szerves fázist elválasztjuk és vákuumban az oldószernyomokat eltávolítjuk; így 206,5 g (0,781 mól) etil-(3-klór-propil)-malonsav-dietilésztert kapunk. Termelés: 98,2%; no = 1,4450; fp. 133,3 Pa nyomáson: 115—120 °C. 2. példa Butil-(3-klór-propiI)-malonsav-dietilészter 171,0 g (0,796 mól) butil-malonsav-dietilésztert és 132,0 g (0,837 mól) l-bróm-3-klór-propánt 60 ml dimetil-formamidban 57,0 g (0,837 mól) nátrium-etiláttal reagáltatunk 20 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
