192787. lajstromszámú szabadalom • Nagyüzemi, javított eljárás gyógyszeripari felhasználásra alkalmas, nagytisztaságú difenil-metán előállítására
2 192787 3 A találmány tárgya: eljárás gyógyszeripari felhasználásra alkalmas, nagytisztaságú difenil-metán előállítására benzol és formaldehid kondenzációja útján, kénsav és metanol jelenlétében, emelt - előnyösen 75 °C és a reakcióelegy forrpontja közötti - hőmérsékleten. Közelebbről a találmány a difenil-metán nagyüzemi, javított előállítására vonatkozik. A difenil-metán a múlt század óta ismert vegyület, amelyet - mint intermediert - kezdetben a színezék és kozmetikai ipari alkalmazott, újabban mind nagyobb mennyiség szükséges belőle egyes gyógyszerek és növényvédőszerek gyártásánál. A difenil-metán előállitására számos eljárás ismeretes, igy például:- a benzol és a diklórmetán -,- a benzol és a kloroform -,- a benzol és a benzil-klorid -,- a benzol és a benzil-alkohol -, valamint- a benzol és a formaldehid kondenzációja. A felsorolt előállítási lehetőségeken túlmenően az egyéb kiinduló anyagokat alkalmazó szintéziseknek nincs ipari jelentőségük [Bruckner Z.: Szerves Kémiai II— 1 kötet, 156. o. Tankönyvkiadó (1977)]. A benzol és diklórmetán kondenzációja útján történő előállítást a Römpp Vegyészeti Lexikon 1. kötete (Műszaki Könyvkiadó 1981) 664. oldalán ismerteti, de a reakció körülményeit és a hozamot nem adja meg. A difenil-metán szintézisénél kiinduló anyagként benzolt és kloroformot Porsakova és munkatársai ]Zsur. Obschej Khim., 26, 1375 (1956)] alkalmaztak. A kondenzáció aránylag alacsony (50%-os) hozama miatt az eljárás nem alkalmas a difenil-metán ipari előállítására. A benzol és benzil-klorid kondenzációja igen változatos reakciókörülmények között hajtható végre. A reakció hőmérséklete szobahőmérséklet és 300 °C között változhat, katalizátorként pedig az Al, Zn, Sn, Hg, Bi, Sb, Fe, Cr, Mo, W, Ti, Pb, Ce, Be, U különböző vegyületei szolgálhatnak (Beilstein, 5,588; I 277; II 498, III 1785; IB 1841). Aluminiumamalgám jelenlétében [Hartman, Phillips: Org.Synth.Coll.Vol. II, 232 (1943)] a difenilmetán hozam 43%. Vízmentes aluminim-triklorid [Tetrova: Zsur.Obschej Khim., 24,491 (1954); L.B.Dashkevich, ibid. 27,724 ) 1957)], vagy berillium-klorid [Bredereck, Lehmann, Schönfeld, Fritzsche: Ber., 72,1414 (1939)] jelenlétében a reakció hozama 30-60% között változik. Két újabb irodalmi adat szerint a benzolt vas-, [Nakanishi, Oda, Veda, Otsuji: Chem.Lett., 12, 1309 (1978)], illetve molibdénkarbonil (U.S.P., 3,705,201) jelenlétében, atmoszférikus illetve 35 bar nyomáson reagáltatják. A difenil-metán hozama 71%. A benzol és benzil-alkohol reakcióját hasonló anyagok katalizálják, mint a benzol kondenzációját formaldehiddel (Beilstein, 5,588; I 227; II 498; III 1785; IV 1841). A legjobb hozam (78%) p-toluolszulfonsav jelenlétében azeotróp vízeltávolítással érhető el [Pratt, Preston, Drayer: J.Amer. Chem.Soc., 72, 1367 (1950)]. A. benzol és a formaldehid kondenzációján alapuló difenilmetán-szintézisnél kezdetben formaldehidforrásként formaldehid-dimetilacetált használtak [Bayer: Ber., 6, 220 (1973)], katalizátorként pedig tömény kénsav és ecetsav elegyét. A reakció hozama azonban nagyon kicsi volt és a terméket a polikondenzált vegyületek erősen szennyezték. Orosz szerzők [Nastjukour: J.Russ.Phys.Chem.Ges., 40, 1376 (1908); 35, 824 (1903); Zentralblatt 1909, I. 534] azt találták, hogy a reakció végrehajtható vizes formaldehid oldattal is tömény kénsav, illetve kénsav és ecetsav jelenlétében, azonban a difenil-metán hozama még mindig alacsony maradt (~ 11%). Benzolból és formaldehidből, kondenzálószerként kénsav és ecetsav elegyét vagy csupán kénsavat használva Naklejscsikov (Trudü NII mülovavennoj promüslennosztyi, vüp. 2, Guzlegprom, 1933, 65.) 41%-os hozammal kapta a difenil-metánt, azonban az általa alkalmazott reakció-paraméterek mellett stabil emulzió képződött, s ez a körülmény a gyakorlati alkalmazást lehetetlenné tette. A 446.450 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban szerepel először az a felismerés, hogy a reakció hozama javitható, ha a reakciót metanol jelenlétében végzik. A leírásban ennek ellenére számszerű adatot nem közölnek. A metanol alkalmazása a difenil-metán-kitermelés növekedésén túlmenően azzal az előnnyel is jár, hogy a reakció végén a két fázis (szerves és vizes-savas fázis) határán kisebb mértékű az emulzióképződés és igy könnyebb az elválasztás. A fenti szabadalmi leírás szerint a metanol: formaldehid mólaránya 2,5:1. Szovjet szerzők [Moscsinszkaja, Gloubusz: Zsur.Prikl.Khim., 17, 76 (1944)] később arra a megállapításra jutottak, hogy a metanol relatív mennyisége csökkenthető. Szobahőmérsékleten (ahol azonban a reakció sebessége kicsi, és a hozam is maximálisan 65%) a metanol: formaldehid optimális mólaránya 0,5:1, magasabb hőmérsékleten (-70 °C-on) a metanol relativ mennyisége ennél kisebb is lehet, de a hozam nem javul. Véleményük szerint a metanol .katalitikus' hatása abban áll, hogy a metanol a formaldehiddel félacetált képez, ami egyrészt igen reakcióképes, másrészt azzal, hogy oldódik a benzolban, megkönnyíti a kondenzációs reakció lejátszódását. A benzol és formaldehid-félacetál kondenzációja során a metanol ismét szabaddá válik. Formaldehid-forrásként paraformaldehid, urotropin (446,450 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás), vagy klórmetil-éterek [Razuvaev, Etlisz: Zsur.Obschej Khim., 25, 1711 (1955) Lapkin, Evstafejeva, Orlova: Zsur.Organ.Khim., 1 (2), 2169 (1969)), katalizátorként 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
