195202. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 4-alkil-ftálsavanhidrid előállítására
195202 Egy más előnyös változatban a savmegkötőszert csak katalitikus mennyiségben használjuk. Ennél a változatnál a fent leírt előnyös savmegkötőszert használhatjuk, előnyösen azonban oldószer nélkül dolgozunk. Az ennél a folyamatnál keletkező 4-MPA-t közvetlenül ledesztillálhatjuk a reakciózónából anélkül, hogy vizes feldolgozásra vagy más oldószeres extrakcióra lenne szükség. Egy további előnyös változat szerint úgy kaphatunk 4-MPA-t, hogy először izoprént és maleinsavanhidridet reagáltatunk egymással és így Diels-Alder addíciós terméket készítünk (4-MTPA), majd a 4-MTPA-t brómmal reagáltatjuk katalitikus mennyiségű savmegkötőszer jelenlétében vagy olyan mennyiségben, amelyet fent leírtunk. A következő példák a találmány szerinti eljárás különböző változatait mutatjuk be. 1. példa 3-nyakú 1 literes lombikba, amelyet csepegtető tölcsérrel, mechanikus keverővei, hőmérővel és visszafolyató hűtővel szereltünk fel, beviszünk 98,1 g (1,0 mól) maleinsavanhidridet. A lombikot olajfürdőben addig melegítjük, ameddig a maleinsavanhidrid meg nem olvad. Ezután 69,5 g (1,02 mól) izoprént adunk cseppenként a lombikba a maleinsavanhidrid-olvadék felszíne alá olyan sebességgel, amelynél a visszafolyatás a lehető legkisebb. A csepegtető tölcsér végéhez e célból egy TEFLON fluor-karbon polimer csövet csatlakoztatunk. A reagensek hőmérsékletét a lombikban időszakos hűtéssel szabályozzuk és 55—100°C tartományban tartjuk. Az izoprén hozzáadásának a befejezése után a reaktorlombikot 120°C-ra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 60 percig a reakció teljes lejátszódásának a biztosítására. Ezután a felesleges izoprént kidesztilláljuk a reaktorból 133 mbar/90°C-on 20 perc alatt. Ily módon gyengén sárga színű olvadékot kapunk, amely 4-metil-1,2,3,6-tetrahidro-ftálsavanhidrid (4-MTPA), a lombikban viszszamaradva. Op. 58—63°C. 2. példa 3-nyakú 2 literes lombikot fűtőköpennyel, hőmérővel, 250 ml csepegtető tölcsérrel, mechanikus keverővei és visszafolyató hűtővel szerelünk fel. A lombikba beviszünk 98,1 g (1,0 mól) maleinsavanhidridet és 400 ml dimetil-formamidot (DMF) és a keletkező oldatot 55°C-ra melegítjük. Ezután összesen 110 ml (74,9 g, 1,1 mól) izoprént adunk cseppenként a lombikba és közben a reagensek hőmérsékletét a lombikban 55— 90°C tartományban tartjuk hideg vizes fürdővel történő időszakos hűtéssel. Az izoprén teljes mennyiségének a hozzáadása után a reaktorlombikban lévő oldatot 4 5 90—100°C-ra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjük 60 percig annak érdekében, hogy biztosítsuk a reakció teljes lejátszódását. Az oldatot ezután 50°C-ra hütjük és a felesleges izoprént sztrippeléssel kidesztilláljuk a reaktorból 66 mbar nyomáson 30 perc alatt. Az izoprénfelesleg eltávolítása után visszamaradó oldat nyomását légköri nyomásra engedjük növekedni, a hőmérsékletét 60°C-ra állítjuk be és cseppenként 103 ml (2,02 mól) brómot adunk hozzá. Az oldat hőmérséklete a bróm hozzáadásakor növekszik és hagyjuk, hogy a hőmérséklet 80—90°C-ra emelkedjék. Ezt a hőmérséklettartományt tartjuk 2 óra hosszat a bróm hozzáadása alatt gyenge hűtés mellett. A bróm hozzáadásának befejezése után a sötét oldatot, amely ekkor keletkezik, 110— 120°C-ra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 1 óra hosszat. Az oldatot ezután 60°C alá hütjük, 400 ml kloroformmal hígítjuk és utána tovább hűtjük 20°C-ra. Az oldatot keverés közben 400 ml vízzel kezeljük, a vizes fázist elkülönítjük és 400 ml kloroformmal ismét extraháljuk. Az egyesített kloroformos rétegeket 600 ml vízzel mossuk és sztrippeljük rotációs bepárlón, így barna színű kristályos maradékot kapunk. A nyers maradékot vákuumban desztilláljuk egy 3”-os Vigreaux-oszlopon, amelyet rövid, nem hűtött hűtővel szerelünk fel és így 132,3 g sárga színű folyadékot kapunk. A termék a 4-MPA, amely később megszilárdul. Fp.: 150—160°C/13 mbar. Op.: 75—89°C. Kitermelés 82% a maleinsavanhidridre számítva. 3. példa 16,6 g (0,10 mól) 60 ml klór-benzolban oldott 4-MTPA-t és 32,7 ml (32 g, 0,404 mól) piridint beviszünk egy 3-nyakú lombikba. A kapott oldathoz cseppenként hozzáadunk 10,3 ml (32,1 g, 0,202 mól) brómot. A bróm hozzáadásakor a reagensek hőmérséklete emelkedni kezd. A hozzáadás során engedjük, hogy a hőmérséklet elérje a 30—42°C-os tartományt. Ezt a hőmérséklettartományt fenntartjuk mindaddig, ameddig a bróm hozzáadását be nem fejeztük. Utána a reakcióelegyet 70°C-ra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 30 percig. Ezután a reakcióelegyet 25°C-ra lehűtjük és 100 ml vizet viszünk a lombikba. A képződő két fázist szétválasztjuk és a vizes fázist 25—25 ml klór-benzollal kétszer extraháljuk. Az egyesített szerves frakciókat nagyvákuumban betöményítjük és így 14,1 g sárga színű szilárd anyagot kapunk (kitermelés 87%). A sárga színű szilárd anyag gyakorlatilag tiszta 4-MPA, ahogy a g.c, és az NMR analízis mutatja. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
