200323. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-(szulfonil-metil)-formamidok előállítására
HU 200323 B 1 Találmányunk N-(szulfonil-metU)-formamid-vegyületek szulfinsav, formaldehid és formamid reagál* tatásával való előállítására vonatkozik csökkentett mennyiségű víz és egy második sav jelenlétében. A kapott vegyületek szulfonil-metil-izocianid-vegyületek előállításának fontos kiindulási anyaga, ez utóbbi olyan vegyülete sopot, amely preparatív szerveskémiai építőelemként való, széles körű alkalmazását mostanában fedezték fel. Lásd pl. Lect Heterocycl. Chem. 5.111-122. (1980). Acsoport leggyakrabban használt vegyülete a p-toluol-szulfonil-metilizocianid, amely a TosMIC rövidített néven ismert. A szulfonil-metil-izocianid-vegyületek előállítása lehetséges szintéziseinek leírása a Tetrahedron Letters 2367-2368 (1972) cikkben található. A szulfonil-metil-izocianid-vegyületek nagyméretű alkalmazása azonban komoly akadályokba ütközik, mert a kiindulási N-(szulfonil-metil)-formamidvegyületek ipari méretű gyártása jó kihozatallal nem könnyű. Szulfonil-metU-izocianid-vegyületek nagy méretű gyártására előnyösen alkalmazzák a Mannich kondenzációt, amely során szulfinsavat, formamidot és formaldehidet reagál tatnak víz és hangyasav jelenlétében. A kapott N-(szulfonil-metil)-formamidot ezt követően dehidrálva a kívánt szulfonil-metil-izocianidot lopják. A részletes leírás pl. az Organic Syntheses 52.102-106. (1977) cikkben található, lásd főleg az értékelést (3. rész). A reakciók a következő reakcióvázlattal mutathatók be: 1) R-S02Na+CH2OfH2N-CH0 -> R-SO2-CH2- NH-CHO 2) R-SO2-CH2-NH-CHO -> R-SO2-CH2- N=C+H2 R jelentése adott esetben 1-4 szénatomos alkilesoporttal helyettesített fenil- vagy naftilcsoport vagy 1- 4 szénatomos aDdlcsoport, előnyösen az R jelentése p-metil-fenil-csoporL A 2) dehidráló művelet lejátszódása egyiszerű. Könnyű reakciókörülmények mellett, könnyen beszerezhető és olcsó reagensekkel 80-90% kitermelés élhető el Az előző, 1) Mannich kondenzáció azonban Ids kihozatallal játszódik le. ARec. Trav. Chim. Pays Bas 2L 209-212. (1972) cikkben öt N-(szulfonil-metíl)formamid-vegyület gyártást mutatnak be, amelyék kihozatala 15-55%. Az Org. Synth. 52. 102-106 (1977) cikkben csak42-47%-ot említenek a TosMIC kiindulási anyagként használt N-(p-tolil-szulfonilmetil)-formamid gyártásánál. A találmányunk szerinti eljárásban az N-(szulfonil-metil)-formamid-vegyületek képződéséhez vezető Mannich kondenzáció kihozatala lényegesen javítható, ha a reakciót vízmentes közegben vagy csak kevés, legfeljebb 401%, előnyösen kevesebb, mint 15 t%, előnyösen kevesebb, mint 51% vizet tartalmazó közegben játszatjuk le. Az ennek megfelelő, az előzőekben említett Organic Syntheses-ben leírt eljárásokban alkalmazott, sokkal kevesebb víz felhasználásával, a vízmennyiség ellenőrzésével az elérhető kihozatal több, mint 90%. A találmányunk szerinti eljárás további előnye, hogy a kapott nyers reakciótermék további elválasztás nélkül használható a megfelelő szulfonil-metil-izocianid előállításához a következő 2 dehidratáló műveletben, így az utóbbi vegyülete söpört vegyületei most már gazdaságosabban, egy reakcióedényben gyárthatók. A szulfinsavat rendszerint só formájában adjuk a reakcióelegyhez, amlyből a szulfinsav in situ szabadítható fel a reakcióelegyben lévő savfelesleggel. A feleslegben alkalmazott sav a hangyasav. A formaldehidet olyan formában, pl. paraformaldehidként adjuk a reakcióelegyhez, amelyből in situ felszabadítható. A reagáló anyagokat és a savat a szulfinsavhoz képest feleslegben alkalmazzuk. Optimális kihozatal a következő mólarányok mellett érhető eh a formamidra 42-8:1, a formaldehidre 3:2—7:1 és a második savra 2* 1-6:1. A reakciót nem zavaró hígítószereket alkalmazhatunk, de rendszerint nem szükséges. A reakció hőmérséklettartománya 80 *C-tól a reakcióelegy forráspontjáig terjedő érték, előnyösen 85-95 *C. A legmegfelelőbb hőmérséklet 90 *C. A következő példák találmányunk bemutatására szolgálnak. A kihozatal számítása a szulfinát reagens alapján történt. 1. példa N-(tozil-metil)-formamid 51,22 g (0,2 mól) nátrium-tolil-szulfinátot, körülbelül 4 mól vizet, 24 g (03 mól) formaldehidet, 60 ml (13 mól) formamidot és 38 ml (1 mól) hangyasavat tartalmazó reakcióelegyet melegítettünk 90 ‘C-ra 15 percen keresztül egy edényben. Az elegy körülbelül 71% vizet tartalmazott. 2 órán át kevertük ezen a hőmérsékleten, a tiszta oldatot 20 *C-ia hűtöttük. Beoltás és 400 ml víz hozzáadása után az N-(tozil-metil)formamidot kikristályosítottuk. A kristályos szuszpenziót 19 *C-on kevertük 31 percen át A csapadékot leszűrtük, mostuk háromszor 75 ml vízzel és 70 *C- on szárítottuk vákuumban, és így 30,16 g (70,8% kihozatali!), 109-111 *C olvadáspontú N-(tozil-metil> formamidot kaptunk. Ha a szűrletet ötször 100 ml metilén-kloriddal mostuk, további tekintélyes mennyiségű N-(tozilmetü)-formamidot kaptunk. Az egyesített és bepárolt szűrletből kapott 103 g maradékot 50 ml acetonban oldottuk. Ehhez az oldathoz 75 ml vizet adtunk. Az acetont vákuumban elpárologtattuk. Beoltás után N(tozil-metilj-formamidot kristályosítottunk ki. Akristályos anyagot leszűrtük, mostuk és szárítottuk, és így 8,18 g (19,2% Idhozatalú), 103-107 ‘C olvadáspontú terméket kaptunk. Az anyalúgból kapott l,90g maradékot metilén-kloridban oldottuk, majd szilikagél oszlopon hajtottuk át A töltött oszlopot először toluollal extraháltuk az összes metilén-klorid eltávolítására. Ezt követően 0,6 15 tf% acetont tartalmazó toluolt használtunk eluálószerként, majd végül 10 tf% aceton tartalmú toluolt használtmik. Az egyesített eluátum frakciókból származó maradékot acetonban oldottuk. Vizet adtunk hozzá, és az acetont vákuumban elpárologtattuk. Beoltás után N-(tozil-metil)-formamidot kristályosítottunk ki, és így további 0,49 g (1,15%) tömegű, 1073-108 *C olvadáspontú terméket kaptunk. A szulfinátra számított teljes kihozatal 38,8 g (91%) volt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
