194530. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 3,4,5-trimetoxi-benzoesav előállítására
1 194 530 Ismeretes, hogy a 3,4,5 - trimetoxi - benzoesav értékes kiindulási anyag gyógyszerek, pl. Trioxazin és Trimetoprim előállítására. A 3,4,5 - trimetoxi - benzoesav előállítására az eddig ismert eljárások galluszsavat (3,4,5 - trihidroxi - benzoesav) vagy galluszsavat észterezett formában tartalmazó növényi extiaktumokat (pl. tannin, ill. csersavféieségeket) bázikus körülmények között dimetíl-szuifátta!, meíil-toziláttal vagy dimetil-karbonáttai reagáltatnak (2.321.472 sz. francia szabadalmi leírás, a Chemical Abstracts-ban 96P 34884p és 94 P 103030c alatt referált japán szabadalmi leírások). Az ismert eljárások több hátrányos vonással rendelkeznek. Az alkilezésre használt ismert szerek vagy nagyon drágák (pl. metil-íozilát, dimetii-karbonát) vagy nagyon mérgezőek (pl. dimetií-szulfát). Megfelelő hozam eléréséhez erélyes körülmények és különleges katalizátorok (pl. 4 - dimetil - amino - piridin) szükségesek. Célul tűztük ki, hogy olyan eljárást dolgozunk ki, mellyel a 3,4,5 - trimetoxi - benzoesav mind galluszsavból, mind növényi nyersanyagokból jó hozammal cs jó minőségben előállítható. Kísérleteink során azt találtuk, hogy a galluszsavat vagy a galluszsavat észterezeü formában tartalmazó növényi kivonatokat vizes oldatban, szervetlen bázis jelenlétében metil-kloriddal reagáltatva jó hozammal állíthatunk elő 3,4,5 - trimetoxi - benzoesavat. A metüezésre használt metil-klorid lehet tiszta kereskedelmi termék, de a találmány szerinti eljárásban jól hasznosíthatók a különféle vegyipari folyamatoknál melléktermék ként keletkező, metil-klorid tartalmú vég- és hulladékgázok. Ezáltal nem csak ezek értékes anyagtartalma hasznosul, hanem elkerülhető metil-klorid okozta környezetszennyezés is. találmány szerinti eljárásban a metilezésí 75 -115 'C-on, célszerűen 100 °C körüli hőmérsékleten hajtjuk végre. 100 °C alatti reakcióhőmérsékletnél dolgozhatunk atmoszferikus nyomáson (0,1 MPa), de célszerűen 0,4-0,6 MPa túlnyomáson metilezünk. A reakció gyorsítására fázistranszfer katalizátorokat használhatunk; ilyenek általában a kvaterner ammóniumvegyülctek, mint például a tetraetil-ammóniumsók, a tetrabutil-ammóniumsók, a 4 - 18 szénatomos alkíl - írimetil - ammóniumsók, a 4 - 18 szénatomos dialkil - dimetil - ammóniumsók, a 4 —10 szénatomos trialkil - metií - ammóniumsók, a 4- 18 szénatomos alkii - benzil - dimetil - ammóniumsók. Használhatunk a reakció lefolytatásához különféle segédoldószereket. Ezek a metil-klorid beoldódását segítik elő. Ilyenek lehetnek vízzel elegyedő oldószerek, mint pl. az alkoholok vagy vízzel nem elegyedők, mint pl. az alifás vagy aromás szénhidrogének. Különösen a vízzel nem elegyedő segédoldószerek felhasználása esetén előnyös a szerves katalizátorok, a kvaterner ammóniumvegyületek alkalmazása, mivel ezek mint fázis transzfer katalizátorok elősegítik a szerves fázisban jól oldódó metil-klorid és a vizes oldatban jelenlevő.galluszsav, illetve galluszsav sók reakcióját. A metil-klorid adagolását végezhetjük folyamatosan, mindig állandó metil-klorid nyomást tartva a reakcióelegyben, de eljárhatunk úgy is, hogy a szükséges mennyiségű metil-kloridot a reakció megindítása előtt beadjuk a reaktorba. Erre a megoldásra is előnyös a vízzel nem elegyedő szerves segédoldószerek alkalmazása, mivel ezek jól oldják a beadott metilkloridot és így csökkentik a reaktorban fellépő nyomást. A találmány szerinti eljárásban bázisként alkálifém hidroxidokat, karbonátokat vagy aikáli - földfém - oxidokat, illetve hidroxidokat alkalmazhatunk. A talámány szerinti eljárásban a metil-klorid el reagálása után a reakcióelegy 3,4,5 - trimetoxi - benzoesavat és kisebb mennyiségű metil-észtert tartalmaz. Előnyös ekkor újabb mennyiségű bázist adni a reakcióelegyhez és a**metilezést folytatni, mikor is növekszik a céltermék hozama. Eljárhatunk ügy is, hogy a bázist a metil-kloriddal egyidejűleg, folyamatosan adagoljuk, így a mellékreakciókat, pl. a metil-klorid metanollá való hidrolízisét nagy mértékben visszaszoríthatjuk. A találmány szerinti eljárást megvalósíthatjuk mind szakaszosan, mind pedig folyamatos üzemben. Utóbbi esetben több, gáz-folyadék érintkeztetésére alkalmas reaktort sorbakapcsolunk, ún. reaktorkaszkáddá, a rendszer egyik végén levő reaktorba folyamatosan adagoljuk a vizet, bázist és galluszsavat vagy galluszsavat észterezett formában tartalmazó növényei kivonatot, a kaszkád másik végén pedig a metiiklorid tartalmú gázt. A gáz és a folyadék ellenáramú esetén a nagy hatékonysággal, minden komponensre nézve jó kihasználással tudunk 3,4,5 - trimetoxi - benzoesavat előállítani. A folyamatos megoldásnál lehetőség van arra is, hogy pótlólagos bázist adagoljunk valamelyik közbeeső reaktorba, a segédoldószert is a vizes oldattal együtt adagoljuk és recirkuláltassuk stb. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy alkalmazásával jó hozammal, olcsó, nem mérgező és gyakran hulladékanyagnak számító metil-klorid segítségével tiszta 3,4,5 - trimetoxi - lænzoesavat állíthatunk elő. Példák Összehasonlító példa 750 g szömörce extraktumot, mely kb. 40 tömeg% tannint tartalmaz, 1400 ml vízben feloldunk és 200 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxid oldattal 1 órát kevertetjük. Ezután szobahőmérsékleten 1000 g dimetilszulfátot, majd 1200 g 40 tömeg %-os lúgot adunk hozzá. Ezután 4 órát forraljuk a reakcióelegyet, a pH-t sósavval 6-ra állítjuk, az oldatot derítjük, majd 2-es pH-n a trimetoxi-benzoesavat kiszűrjük. Vizes metanolból való átkrístályosítás után kb. 200 g tiszta trimetoxi-benzoesavat nyerünk, olvadáspont: 167 ”C. /. példa 750 g szömörce extraktumot, 500 g nátrium-hidroxidot és 1500 ml vizet gáz-folyadék érintkeztetésre alkalmas készülékben 5 órát reagáltatunk 100— 105 °C-on és 0,4 —0,5 MPa nyomáson metilkloriddal. Ezután a reakcióelegyhez még 100 g nátrium-hídroxidot adunk és még 2 órát reagáltatjuk. Lehűtés után I : 1 sósavval pH 6-ra savanyítjuk, derítjük a reakcióelegyet, majd pH 2-re való savanyítás után a trimetoxi-benzoesavat kinyerjük. Átkristályo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
