197727. lajstromszámú szabadalom • Eljárás imino-dibenzil előállítására diamino-dibenzil katalitikus ciklizációjával
197727 A találmány tárgya javított eljárás imino-dibenzil előállítására diamino-dibenzil katalitikus ciklizációj ával. A 10,11 -dihidro- (5,1 l)-dibenz(b,f)azepin, közönséges nevén o-imino-dibenzil vagy 2,2’-imino-dibenzil (a továbbiakban egyszerűen imino-benzil) fontos és értékes gyógyszeripari intermedier, melyből közvetlen vagy kerülő reakcióutakon végrehajtott dehidrogénezéssel állítják elő az 5H-dibenz(b,f) azepint, amelyből első sorban trankvillánsokat, helyi érzéstelenítőket, allergia elleni szereket és más gyógyszereket készítenek, de különböző műanyagokban is alkalmazzák antioxidánsként. Az imino-dibenzil ipari méretben a 2,2’-diamino-dibenzilből állítható elő (a 2,2’-diamino-dibenzilt a,a’-bisz-o-toluidinek is nevezik, a továbbiakban egyszerűen diamino-dibenzilnek jelöljük). Már a múlt században ismert volt, hogy a diamino-dibenzil és hidrokloridjának 1:1 mólarányú keverékét 265—275°C-on hevítik, úgy imino-dibenzil állítható elő (J. Thiele, O. Hölzinger Ann. 1899, 305, 100.). A reakció időtartama 26—30 óra, a kitermelés 60%. 300°C felett a reakcióidő lerövidül, de a lejátszódó mellékreakciók rontják a kitermelést és a termékminőséget. Hátránya ennek a megoldásnak, hogy a szilárd termékelegyet viszonylag nehéz keverni, benne túlhevítés lép fel, ami viszont a káros mellékreakciónak kedvez. Ez az oka annak, hogy később a diamino - dibenzil - difoszfátját részesítették előnyben (Geigy Chem. Corp. 2. 764.580. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom (1955)). A jelenlegi hazai ipari gyakorlat is ezt az utat követi. A foszfátsót elektromosan fütött, keverős készülékben megömlesztik és kb. 40 percen keresztül 260—270°C-on kevertetik, majd a reakcióelegyet híg vizes nátrium-hidroxid - oldatban szuszpendálják, centrifugálják, a nyers imino-dibenzilt szárítják, majd n-butanolból átkristályosítják. A gyakorlatban a reakció közel 100%-os konverzióval és 70—80%-os szelektivitással játszódik le. A rossz szelektivitási érték valószínű magyarázata, hogy a reakcióban szabaddá való foszforsav — mely ezen hőmérsékleten fokozatosan növekvő mértékben polikondenzálódik — egy sor mellékreakciót katalizál. Ezen kívül a reakcióelegy olyan mértékben korrózív, hogy a ciklizációt csak ipari ezüst, illetve nagy tisztaságú alumínium betéttel ellátott készülékben lehet megvalósítani. Ez a költséges megoldás sem nyújt azonban tökéletes védelmet, ugyanis a tapasztalat azt mutatja, hogy néhány száz üzemóra után az ilyen berendezést cserélni kell. Az imino-dibenzil előállítására olyan eljárás is ismeretes, melynek folyamán a diamino-dibenzil valamilyen alacsony szénatomszámú alkil-szulfonsavval, fenil-szulfonsavval vagy alacsony szénatomszámú fenil-alkil-szulfonsavval képezett sóját hevítik (1 351 837 sz. francia szabadalmi leírás). Ha alifás szulfonsavat, célszerűen metán-szulfonsavat használ- 2 1 nak, viszonylag jó a hőmérsékleteloszlás. Aromás szulfon'sav, pl. p-toluol-szulfonsav alkalmazásakor azonban 280°C felett igen viszkózussá válik a reakcióelegy, ami ugyancsak nehezíti a keverést. Ezen kívül az eljárásnak nagy hátránya még, hogy túl alacsony olvadáspontú, tehát nem megfelelő minőségű terméket szolgáltat. Olyan eljárásokat is dolgoztak ki, melyek szerint a kiindulási vegyület monohidrokloridját vagy monofoszfátját hevítik (200 579 sz. osztrák szabadalmi leírás), illetve a szabad bázist reagáltatják polifoszforsavval (1 000 820 sz. német szövetségi koztársaságbeli szabadalmi leírás). Mindkét esetben csak 85% körüli konverzió érhető el és problémát jelent az utóbbi megoldásánál, hogy az elreagálatlan bázist csak nehezen lehet visszanyerni a termékelegyből. Ezen felül a nem megfelelő szelektivitás, a sok keletkezett melléktermék, tovább nehezíti a kiindulási anyag viszszanyerését. További ismert eljárások kidolgozásának az volt az alapgondolata, hogy jóval egyszerűbb, ha a ciklizáció végrehajtásához nem kell sztöchiometrikus mennyiségben átalakítani a kiindulási bázist, hanem valamilyen alkalmasan megválasztott, kellően aktív és szelektív katalizátoron játszódik le a folyamat. Ilyen megoldás ismerhető meg a 2 208 455 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból, amely szerint katalitikus mennyiségű alumínium-, titán-, vas (III)- vagy ón(IV)-halogenidek hatására 260 és 320°C közötti hőmérsékleten 80% körüli konverzióval, 90% körüli szelektivitással lejátszódik a reakció. Az eljárás komoly fogyatékossága az alacsony konverzió és az, hogy az imino-dibenzillé át nem alakult kiindulási anyag halogeniddé, illetve a katalizátorral képzett fémhalid-komplexszé alakul, ami az újrafelhasználást igen megnehezíti. Lényegesen jobb eredmények érhetők el a 7 898 984 sz. japán szabadalmi leírásból megismerhető eljárással. Ennél a megoldásnál szilika-alumina hordozós, 17,5 tömeg% foszforsavat tartalmazó katalizátort használnak. A technológia folyamán híg toluolos diamino-dibenzil-oldatot tápiának be folyamatos üzemű izoterm csőreaktorba. így 0,008—0,06 g diamino-dibenzil/g katalizátor óra katalizátor terhelés tartományban közel teljes konverzió érhető el 95% feletti szelektivitással. Ennek az eljárásnak egyik nagy hátránya, hogy az ipari felhasználás során redkívül kicsi a katalizátor terhelhetősége, a másik az, hogy az oldószerként használt szerves anyagok a katalizátor felületén megbomlanak és csökkentik a katalizátor élettartamát, rontják a termék tisztaságát. Ipari tapasztalatok és irodalmi adatok egyértelműen bizonyítják, hogy az eljárásban alkalmazott toluol a megvalósításhoz szükséges savas kontaktokon az alkalmazott hőmérséklettől függő, de semmi esetre sem elhanyagolható mértékben krakkolódik (lásd pl.: Catalytic Cracking Bohdan, W. Woj-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65
