184302. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izatosav-anhidridek előállítására
1 184 302 2 A találmány tárgya eljárás izatosav-anhidridek előállítására. Izatosav-anhidridek előállíthatok például antrgnilsav klórliangyasav-etilészterrcl vagy foszgénnel végrehajtott reakciójával [Chem. Bér. 32, 2163—2164 (1898)]. Az elrhez a reakcióhoz kiindulási anyagként szükséges szubsztituált antranilsavak azonban csak nehezen, például izatin-származékok lúgos oxidációjával, az [A] reakcióvázlat szerint állíthatók elő. Másképp úgy állíthatók elő izatosav-anhidridek, hogy szubsztituált ftálimideket oxidálnak [J. prakt. Chemie (2), 80, 1—24. (1909)]. Ilyenkor azonban rendszerint izomerelegyek keletkeznek a [B] reakcióvázlatnak megfelelően. Ismeretes továbbá az is, hogy N-fenil-szubsztituált izatinok persavakkal meglehetősen körülményes módon a megfelelő izatosav-anhidridekké reagáltathatók (3 238 201 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). A nitrogénatomon szubsztituálatlan izatinok oxidálására eddig kizárólag a króm-trioxidot tartották alkalmasnak jégecetben, illetve ecetsav-anhidridben [J. prakt. Chemie 30, 84 (1884); 30, 467, (1884)]. A króm-trioxid és jégecet, illetve ecetsav-anhidrid keveréke azonban robbanékony; ezenfelül a mérgező króm további biztonsági problémákat okoz. Új eljárást dolgoztunk ki az (I) általános képletű izatosav-anhidridek előállítására — ebben a képletben R1, RJ, R3 és R4 egymástól függetlenül hidrogén- vagy hnlogénatomot, alkil-, alkoxi-, nitro- vagy halogcn-alkilcsoportot jelentenek —; az eljárás lényege, hogy (II) általános képletű izatinokat — ebben a képletben R1, R2, R3 és R4 a fenti jelenlésűek — hidrogén-peroxiddal, savas közegben reagáltatunk. Az alkil-, alkoxi- és halogén-alkilcsoportokon 1-4 szénatomos csoportok értendők. Az új eljárás szerint a (II) általános képletű izatinokat karbonsavban oldjuk vagy szuszpendáljuk, és ehhez vizes hidrogén-peroxid-oldatot csepegtetünk. Oldószerként alifás karbonsavak és halogén-szubsztituált alifás karbonsavak használhatók, elsősorban hangyasav, ecetsav, propionsav, klór-ecetsav, trifluor-ecetsav vagy ezeknek a savaknak az elegyei. A hidrogén-peroxid-oldat bármilyen szokásos koncentrációban alkalmazható; a 30- 50 s%-os vizes oldatok előnyösek. A hidrogén-peroxid-oldatot és a (II) általános képletű vegyületet 1 : I mólos arányban alkalmazzuk, de ajánlatos a hidrogén-peroxidot kis feleslegben (1 : 1—2: 1 mólarányban) alkalmazni. A reakció végrehajtásának hőmérséklet-tartománya 0 -100 °C, legelőnyösebb a szobahőmérséklet vagy az annál éppen magasabb hőmérséklet (25 C és 65 C között). Szervetlen savak vagy aromás karbonsavak hozzáadása meggyorsítja a reakciót; erre a célra például a kénsav, foszforsav vagy a p-toluolszulfonsav előnyös. 100 súlyrész oldószerre 1—50 súlyrész savat számíthatunk. Különösen előnyös 100 súlyrész oldószerre 1—5 súly rész sav hozzáadása. Az előállítani kívánt izatosav-anhidridek a reakció folyamán kristályos alakban keletkeznek, és ezért a szokásos módszerrel, például szűréssel vagy centrifugálással, könnyen elkülöníthetők. Az ismert eljárásokhoz hasonlítva a találmány szerinti eljárás könnyen hozzáférhető anyagokból kiindulva meglepően egyszerű módon és nagyon gazdaságosan, jó kitermelései és megfelelő tisztaságban szolgáltatja a kívánt vegyületeket. Az izatosav-anhidridek gyógyszerek és növényvédőszerek előállításának értékes közbülső termékei. Például izatosav-anhidridet izopropil-aminnal rcagáltatva a megfelelő aotranilsav-izopropil-amidokat kapjuk, és ebből az ismert növényvédőszer hatóanyagok, 2,l,3-tiadiazin-4- on-2,2-dioxid-származékok állíthatók elő (27 10 382 számú német szövetségi köztársasági nyilvánosságra hozatali irat). 1. példa 16,1 srész 7-metil-izatint. 150 srész ecetsav és 2,5 srész tömény kénsav elegyében szuszpendálunk. Elrhez a szuszpenzióhoz 35 °C-on 10 perc alatt 15 srész 30 s%-os hidrogén-peroxid-oldatot csepegtetünk, és a szuszpenziót 2 óra hosszat 60 °C-on keverjük. Lehűlés után leszívatjuk a csapadékot, és vízzel mossuk. 14,2 srész 8-metilizatosav-anhidridet kapunk; olvadáspontja 236-238 °C (bomlik). Ugyanezt az eredményt kapjuk, ha az ecetsavat 2 : 1 arányú ecetsav-klór-ecetsav eleggyel, vagy 2:1 arányú ecetsav-trifluor-ecetsav eleggyel helyettesítjük. 2. példa 14.7 srész izatint 80 srész hangyasavban szuszpendálunk. Enyhe hűtés közben 20 srész 30 s%-os hidrogénperoxid-oldatot csepegtetünk hozzá, majd 60 percig 25 C-on keverjük. Ezután a szokott módon feldolgozzuk. 13,2 srész izatosav-anhidridet kapunk (olvadáspontja 252-253 °C, bomlik). 3. példa 41 srész 6-fluor-izatint 500 srész jégecet és 15 srész tömény kénsav elegyében szuszpendálunk, és 30 °C-on 100 srész 30 s%-os hidrogén-peroxid-oldatot adunk hozzá. Enyhén exoterm reakció figyelhető meg, és eközben 40-45 °C-on víztiszta oldat képződik. A hőmérsékletet nem hagyjuk 50 °C fölé emelkedni, és egy óra elteltével az oldatot szobahőmérsékletre hűtjük le. A kivált csapadékot leszívatjuk, és mossuk. 38 srész 7-fluorizatosav-anhidridet kapunk. Olvadáspontja 229—231 °C (bomlik). 4. példa 900 srész ecetsavból és 15 srész kénsavból álló, 40 °C- ra előmelegített oldathoz 108 srész 5,7-diklór-izatint, majd lassan 80 srész 50 s%-os hidrogcn-peroxid-oldatot adunk, és a hőmérsékletet 65 °C-ig hagyjuk emelkedni. A szuszpenzió oldattá alakul át, és néhány perc múlva a kívánt tennék kezd kiválni a meleg oldatból. Ekkor még egy óra hosszat tovább keverjük; lehűlés után 103 srész 6,8-diklór-izatosav-anliidridet kapunk. Olvadáspontja 254—256 °C (bomlik). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
