185613. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-aril-N'- (mono vagy diszubsztituált)-karbamidok előállítására
1 185 613 2 és energiaigényes művelet beiktatását teszi szükségessé, A karbamid-számiazékok előállításában felhasznált izocianátok előállítása tehát nehézkes, bonyolult és költséges, és sok esetben nagyüzemi szinten gazdaságtalan. Ismert, hogy a karbamid-származékok a megfelelő primer vagy szekunder aminok és tiolkarbaminsav-észterek reakciójával is előállíthatok. Ilyen eljárást közöl többek között n J. Am. Chem, Sue. 76, 4458 -4463 ( 1954) szakcikk. A szakirodalom adatai szerint azonban csak a tiolkarbaminsav-észterek, a karbaminsav-fenüészterek és a karbaminsav-(szubsztituált fenil)-észterek rendelkeznek megfelelő reakciókészséggel (lásd még Houben- Weyl: id. mű, Vili. kötet, 161—162. oldal). Ha reagensként a karbaminsav-fenilésztereknél, illetve karbaminsav-(szubsztituált fenil)-észtereknél lényegesen könnyebben előállítható karbaminsav-(rövidszénláncú)-alkilésztereket használják fel, a reakció csak elfogadhatatlanul hosszú idő alatt és igen rossz hozammal megy végbe, sőt esetenként reakció egyáltalán nem észlelhető. Ezért a karbaminsav-(rövidszénláncú)-alkilészterekből nagyüzemi méretekben csak egy energiaigényes lépés közbeiktatásával - a korábban ismertetett hőbontásos izocianát-képzéssel - alakítanak ki szubsztituált karbamidokat. Megállapítható tehát, hogy a hozam, a kiindulási anyagok hozzáférhetősége, a reakcióidő és a műveleti körülmények. biztonsága - szempontjából egyaránt kielégítő eljárást eddig még nem dolgoztak ki szubsztituált karbamidok előállítására. A találmány értelmében az ismert módszerek hátrányait kiküszöbölve olyan új eljárást biztosítunk az (I) általános képletű karbamidok előállítására, amely könynyen hozzáférhető kiindulási anyagokat igényel, a kívánt végtermékeket rövid idő alatt és nagy hozammal szolgáltatja, és kiküszöböli az egészségre ártalmas vegyszerek használatát. Találmányunk alapját az a felismerés képezi, hogy a karbaminsav~(rövidszénláncú)-a!kilészterek közvetlenül (tehát előzetes izocianát-képzés nélkül) is rövid idő alatt és jó hozammal alakíthatók át karbamid-származékokká, ha a karbaminsav-(iövidszénláncú)-alkilészterek és a megfelelő aminok reakciójában az eddig szokásosan felhasznált trietilamin, illetve piridin helyett katalizátorként hosszabb szénláncú tercier alkii-aminokat használunk fel. A találmány tárgya tehát új eljárás az (I) általános képletű karbamid-vegyületek előállítására — ahol Arii, R1 és R2 jelentése a fenti - (II) általános képletű karbaminsav-(rövidszénláncú)-alkilészterek és (III) általános képletű aminok, vagy (IV) általános képletű karbaminsav-(rövidszénláncú)-alkilészterek és (V) általános képletű aminok — ahol a képletekben R1, R2 és Arii jelentése a fenti, X pedig rövidszénláncú alkoxicsoportot jelent - tercier amin katalizátor jelenlétében végrehajtott reakciójával. A találmány értelmében tercier amin katalizátorként összesen legalább 6 szénatomot és ezen belül legalább egy 4 szénatomos vagy annál hosszabb szénláncot tartalmazó tercier alkil-aminokat használunk fei. A fenti meghatározásnak megfelelően tercier alkil-amin-katalizátorokat a di-(l— 3 szénatomos alkil)-butil-aminokat is felhasználhatjuk, előnyösebb azonban olyan katalizátorok alkalmazása, amelyekben a leghosszabb szénlánc legalább 8 szénatomot, célszerűen legalább 12 szénatomot tartalmaz. A nitrogénatomhoz kapcsolódó két további alkilcsoport ennél rövidebb széniáncú csoport (így metil- vagy etiicsoport) is lehet. Tapasztalataink szerint a tercier alkil-aminok katalitikus hatása a leghoszs :abb szénlánc szénatomszámával párhuzamosan változik, éspedig minél nagyobb a leghosszabb szénlánc szénatom s tárna, annál rövidebb idő alatt és annál nagyobb hozammal képződnek a kívánt karbamid-származékok. Tercier aikil-amin-katalizátorokként kiemelkedően előnyösen használhatjuk a következő vegyületeket: trioktilamin, továbbá N,N-dimetiI-N-okti!-amin, N,N-dimeti!-N-dodecil-itmin, N.N-dimetil-N-hexudecil-amin és « megfelelő K,N-dietil-, illetve N-metií-N-etil-származékok. Ezek a vegyületek könnyen hozzáférhető, kereskedelemben kaphitó anyagok. A találmány szerinti eljárással a karbamidok közvetlen nagyüzemi gyártására eddig alkalmatlannak tartott karbaminsav-(rövidszénláncú)-alkilészterekből rövid idő (néhány óra) alatt kiváló (80 %-os vagy annál nagyobb) hozammal előállíthatjuk a kívánt végtermékeket. A találmány szerinti eljárásban a karbaminsav-(rövidszénláncú)-alkiiésztereket és az aminokat — az ismert módszereknek megfelelően — célszerűen lényegében ekvitroláris mennyiségben használjuk fel. A tercier alkil-amin-katalizátort a kisebb moláris mennyiségben jelenlévő (tehát a hozam szempontjából mértékadó mennyiségű) reagens 1 móljára vonatkoztatva 0,05-2 mól, célszerűen 0,5—1,2 mól mennyiségben alkalmazzuk. A tercier alkil-amin-katalizátorokat természetesen több vegyüleí elegye formájában is felhasználhatjuk; ekkor a megadott mólarány az együttes mennyiségre Vonatkozik. A reakciót rendszerint a reagensek és a végtermék szempontjából közömbös oldószerben, például benzolban, toluolban vagy xilolban végezzük, előnyösen a reakcióelegy forralása közben. Az (I) általános képletű karbamid-származékok rendszerint oldhatatlan csapadékként válnak ki a reakcíóelegyből, így könnyen elkülöníthetők. A szilárd végtermék elkülönítésekor kapott anyalúgot - amely oldószert, te cier alkil-amin-katalizátort és kevés oldott végterméket tartalmaz - reakcióközegként többször is felhasználhatjuk a találmány szerinti eljárásban; így jelentősen csökkenthetjük az eljárás fajlagos vegyszerigényét. Eljárásunk további részleteit az alábbi példákban ismertetjük, anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. 1. példa N,N'-bisz(4-nítro-fenil)-karbamid (nicarbazin) előállítása 9,81 g (50 millimól) metil-N-(4-nitro-fenil)-karbamátot és 6,9 g (50 millimól) 4-nitro-anilint 140 ml xilolban forralunk 11,8 g (kb. 50 millimól) Genamin CS 302D (dímetil-Qo w alkil-aminok keveréke, gyártja a Hoechst AG.) katalizátor jelenlétében, visszacsepegtetős hűtővel ellátott gömblombikban. A forrás kezdetétől számított 3. percben már megjelennek a végtermék sárga kristályai, és mennyiségük rohamosan nő. Fél óra elteltével a forralást megszüntetjük, a sűrű narancssárga kristályszuszpenziót vákuumban még forrón leszűrjük és 20- 20 ml forró xilollal, majd acetonnal mossuk a végtermékei, és vákuumban megszárítjuk. A termék súlya 12,78 g (85,2 %) rétegkromatográfiásan egységes, és kromatográfiás képe (n-hexán-aceton 3 :1) azonos egy autentikus mintáéval. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
