190970. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-klór-propionsav-metilészter előállítására
1 190 970 2 A találmány tárgya új eljárás 2-klór-propionsavmetilészter előállítására. A 2-klór-propionsav-metilészter kiindulási anyag gyógyhatású vegyületek, például a vérnyomáscsökkentő hatású alfa-metil-DOPA szintéziséhez. A 2-klór-propionsav-metilészter előállítására több eljárást is leírtak. Az egyik ismert eljárás szerint 2-klór-propionsav-kloridot metanollal reagáltatnak [Berichte, 12, 343]. Az eljárás hátránya, hogy a kiindulási 2-klór-propionsav-kloridot külön lépésben kell halogénezőszerrel 2-klór-propionsavból előállítani. Egy másik ismert eljárás szerint propionsavmetílésztert klórgázzal reagáltatnak [Bull. Soc. Chim. Béig., 58. 316 (1949); 2 379 759 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás]. Ennek az ismert eljárásnak hátránya, hogy a klórozott termékeknek csak egy része monoklór-propionsavészter, és ebből csupán mintegy 30% a 2-klór-propionsav-metilészter, nagyobbrészt 3-klór-származék képződik. Ismeretes, hogy karbonsav-észterek többek között a megfelelő karbonsav alkoholizisével állíthatók elő, erős sav, általában kénsav jelenlétében [Organikum, 359-362, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1967]. Az észteresítési reakció egyensúlyi folyamat, és a konverzió növelése céljából vagy az egyik reakciókomponenst, általában az alkoholt, feleslegben használják, vagy folyamatosan eltávolítják a keletkező reakciótermékek egyikét: többnyire a vizet. Metilészter készítésekor a víz azeotropos kidesztillálása azonban nem oldható meg, mivel a vízzel együtt nagy mennyiségű metanol is kidesztillál, és a fázisok nem válnak szét [Organikum, 360. oldal]. A fenti általános ismeret alapján megkíséreltük a 2-klór-propionsav-metilészter előállítását 2-klórpropionsav és metanol kénsav jelenlétében történő reagáltatásával. Kísérleteink részletes leírását az 1-4. összehasonlító példa tartalmazza. Az 1. összehasonlító példa szerint a 2-klór-propionsavat 60%-os feleslegben vett metanollal észtereztük katalitikus mennyiségű kénsav jelenlétében. 1 órás forralás után a reakcióelegyet semlegesítés közben desztilláltuk, ahol reagálatlan metanolból, vízből és a reakcíótermékből álló azeotrop desztillált ki. A kapott párlatból 2-klór-propionsav-metilészter könnyen elkülöníthető volt. így 73,5%-os termelést értünk el. A termelés növelésére megkíséreltük a metanolfelesleg jelentős mértékű megnövelését. Ezért a 2. összehasonlító példa szerint a metanolt 300%-os feleslegben alkalmaztuk, s egyébként az 1. összehasonlító példa szerint jártunk el. A kapott desztillátumból azonban nem tudtuk elkülöníteni a terméket. A 3. összehasonlító példa szerint a 300%-os feleslegben alkalmazott metanol egy része egy korábbi hasonló reagáltatásnál regenerált metanol volt. Az észterezés befejezése után a metanol egy részét lepároltuk, majd a továbbiakban az 1. összehasonlító példa szerint jártunk el. Ilyen módon 75%-os termeléssel kaptuk a 2-klór-propionsav-metilésztert. A 4. összehasonlító példa értelmében az 1. összehasonlító példa szerint végeztük a reagáltatást, azonban 300%-os feleslegben vett metanollal. A reakcióelegy feldolgozását egyszerűsíteni akartuk, ezért a desztillálást elhagytuk. A reakcióelegyet vizes nátrium-hidrogén-karbonát-oldattal semlegesítettük és a terméket a vizes fázistól elválasztottuk. Közel 80%-os termelést értünk el, azonban a termék állás közben bomlott, és; 2 napi állás után a gázkromatográfiásán mért 2-klór-propionsavmedlészter-tartalom 97%-ról 89%-ra, 7 nap elteltével pedig 84%-ra csökkent. A találmány célja egyszerűen kivitelezhető, gazdaságos eljárás biztosítása 2-klór-propionsav-metilészter előállítására. Meglepő módon azt találtuk, hogy a fenti célt elérjük, és 90% körüli termeléssel állíthatunk elő 2-klór-propionsav-metilészter!, amely hosszabb ideig történő tárolás során sem bomlik, ha 2-klórpropionsavat legalább 1,4 mólekvivalens mennyiségű metanollal reagáltatunk polifoszforsav katalizátor jelenlétében, adott esetben a reagálatlan metanolt részben ledesztilláljuk és az ilyen módon regenerált metanolt kívánt esetben az eljárásba visszavezetjük, a reakcióelegyet bázissal semlegesítjük, és az elkülönülő termékei: elválasztjuk. A metanolt a 2-klór-propiorisawal 1,4-8 mólekvivulens mennyiségben, előnyösen 2-5 mólekvivalens mennyiségben alkalmazzuk. A katalizátorként használt polifoszforsav menynyisége a 2-klór-propionsavra számított 0,1-5 tömeg %, előnyösen 0,6-2 tömeg %. Az észterezési reakciót 40 °C és a reakcióelegy forráspontja közötti hőmérsékleten, előnyösen az elegy forráspontján folytatjuk le. A reakcióidő általában 0,5-2 óra, többnyire 1 óra körül van. A viszonylag rövid reakcióidő következtében a reagáltatást folyamatos üzemben is kivitelezhetjük. Az észterezés befejezése után a reakcióelegyet szervetlen és/vagy szerves bázissal semlegesítjük, célszerűen a bázis vizes oldatát használva, amely adctt esetben szervetlen sót, például nátriumkloridot is tartalmaz. A pH = 7 körüli értékű elegy két fázisra válik szét. A szerves fázist elválasztjuk és vízmegkötőszerrel, például vízmentes kalciumkloriddal víztelenítjük. Ilyen módon 96-99%-os tisztaságú 2-klór-propionsav-metilés.ztert kapunk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint az észterezés befejezése után a reagálatlan metanol egy részét lepároljuk és kíván* esetben egy következő gyártáshoz felhasználjuk. A visszamaradó elegyet ezután a fentebb leírtak szerint bázissal semlegesítjük és a terméket elkülönítjük. A találmány szerint a reakcióelegy semlegesítésére bázisként szervetlen és/vagy szerves bázist használunk. A szervetlen bázis előnyösen nátriumhidrogén-karbonát, nátrium-karbonát, nátriumhidroxid, kálium-hidroxid, kálium-karbonát vagy kálium-hidrogén-karbonát, a szerves bázis előnyösen egy tercier amin, például trietil-amin, tributilamin, piridin, lutidin vagy N-metil-piperidin. A bázist/bázisokat általában a kiindulási 2-klór-propionsavra számított 0,1-10 tömeg % mennyiségben alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárás 90-95%-os termelés-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
