200581. lajstromszámú szabadalom • Új eljárás 5-bróm-vanillin előállítására
HU 200581 B 1 Találmányunk 5-bróm-vanillin javított előállítási eljárására vonatkozik. Ismeretes, hogy az 5-bn5m-vanillin értékes gyógyszeripari közbenső tárnék, mely pl. a trimetopdn néven ismert szulfonamid-potenciiozó szer [2,4-diamino-5-(3,4,5-trimetoxi-benzil)-pirimidin] előállításánál alkalmazható. Az irodalomból ismeretes legtöbb előállítási eljárás szerint az 5-bróm-vanillint vanillin elemi brómmal történő és hidrogén-bromid képződése közben lejátszódó brómozásával állítják elő. [Dakin: Am.ChemJoumal. 42, 477-98 (1909)]. Reakcióközegként általában jégecetet vagy ecetsavat alkalmaznak. [T.A.Henry és T.M.Sharp.: J.Chem.Soc. 2279- 89 (1930); Brink, Maud: Acta Univ. Lund., n, 26, 12 (1967); Brady O.S. és tsai: J.Chem.Soc. IfíZ 1858 (1915)]. Reakcióközegként továbbá nátrium-acetátot tartalmazó ecetsav is alkalmazható. [Mclvor R.A. és Pepper J.M.: Can. J. Chem. 21,298 (1953)]. Más eljárás szerint a vanillint trimetil-foszfátban brómozzák elemi brőm segítségével (3 988 169 sz. USA szabadalom.*, Reakciőközegként továbbá alifás alkoholok (pl. metanol vagy etanol) is alkalmazható [Thiemann és tsai: Bér. 2 615 (1874)]. Az eljárás során azonban a reakcióközegből brőm hatására metil-bromid, illetve etil-bromid keletkezik, amely mérgező tulajdonságai révén munkavédelmi és környezetvédelmi szempontból igen hátrányos. A fenti eljárások közös hátránya, hogy a vanillin brómozását elemi brómmal hajtják végre. Ez a módszer azonban ipari körülmények között az elemi bróm nagymértékben korrozív tulajdonságai miatt kedvezőtlen. Munkavédelmi szempontból is komoly problémát jelent a folyékony halmazállapotú bróm kezelése. További hátrány, hogy a reakcióban a brómnak mindössze a fele tölti be a brómozószer szerepét, míg a másik fele hidrogén-bromiddá alakul, amelynek eltávolítása, illetve értékesítése jelentős nehézségekbe ütközik. Az elemi brómmal történő közvetlen brómozás hátrányainak kiküszöbölése céljából a 0 149 407 sz. európai szabadalmi leírás szerint vaniiünt hidrogénbromidből és oxidálószerből álló rendszerrel brómoznak. A reakciót vanillin, hidrogén-bromid és hidrogén-peroxid vizes közegben, 5 *C-on történő reagáltatásával hajtják végre. Ez az eljárás azonban az üzemi körülmények között történő megvalósítása során számos igen igen komoly hátrányt mutat Tapasztalataink szerint vizes közegben a reakció csak igen jelentős - a vanillinra vonatkoztatva 10-20-szoros - hidrogén-bromid felesleggel végezhető el Ez a hidrogén-bromid korrozív tulajdonságai miatt a berendezésre igen káros és a reakcióelegy feldolgozása, valamint a termék izolálása során munkavédelmi és környezetvédelmi szempontból is kedvezőtlen. Az alacsony hőmérsékleten történő reagáltatás és a nagymennyiségű hidrogén-bromid jelenléte következtében a termék tisztasága is kívánni va lókat hagy maga után, így átalakulatlan vanillinnel, továbbá a vanillin és az 5-bróm-vanillin tűloxidációjából származó melléktermékekkel szennyezett anyagot szolgáltat A 0 149 407 sz. európai szabadalom példái szerint az előállított 5-bróm-vanillin 3% vanillint tartalmaz. Találmányunk célkitűzése az ismert eljárások fen-2 tiekben részletezett hátrányainak kiküszöbölése és az 5-bróm-vanillin ipari körülmények között is kedvezően megvalósítható előállítási eljárásának kidolgozása. Találmányunk tárgya eljárás 5-bróm-vanillin elő- . állítására vanillinből, hidrogén-bromiddal és hidrogén-peroxiddal történő brómozással, oly módon, hogy a reakciót vízből és klór-benzolból álló kétfázi sű rendszerben végezzük el. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a brómozási reakció vízből és klór-benzolból álló kétfázisú rendszerben a leírásban meghatározott körülmények között történő végrehajtása során kitűnő kitermeléssel, melléktermékektől gyakorlatilag mentes nagy tisztaságú 5-bróm-vanillinhez jutunk. Ez a felismerés meglepő és az irodalom lritanítása alapján nem volt előrelátható. Ismeretes ugyanis, hogy a vanillin hrómozása a molekulában levő két funkcionális csoport (hidroxil-csoport és formil-csoport) jelenléte miatt igen érzékeny, nehezen megvalósítható és nemkívánt átalakulásokkal kísért reakció, így Fracis, A.W. és Will, AJ. [J.Am.Chem.Soc. 46, 2498 (1924)] szerint a vanillin brómozása során túlbrómoződás és oxidáció léphet fel és egységes monobróm-származék csak 0 *C-on keletkezik. Zemplén Géza [Szerveskémia, Akadémiai Kiadó, Budapest (1952)] szerint a vanillin eugenolból történő előállítása során az oxidáció előtt a hidroxiksoportot acetilezéssel meg kell védeni Fenol brómozásánál a melléktermékek keletkezésére és kínos szerkezet kialakulására Fodor Gábor is utal [Szerveskémia, Tankönyvkiadó Vállalat, Budapest I. 530. (1965)]. Bruckner Győző [Szerveskémia, Tankönyvkiadó Vállalat, Budapest m. 173 (1955)] ugyancsak megemlíti, hogy a fenoljellegű vegyületek oxidációs behatásra általában sokkal érzékenyebbek, mintáz aromás szénhidrogének. Savas és alkálikus közegből végzett oxidációjuk rendszerint nem-egységes irányban játszódik le. Az idézett tankönyv n. kötetének 406. oldala szerint aromás aldehidek könnyen oxidálhatók, azonos szénatomszámú karbonsavvá, míg a II. kötet 421. oldala értelmében a vanillin izoeugenolból oxidativ lebontással történő előállítása során a hidroxil- és aldehidcsoportot egyaránt meg kell védeni. Fentiekből egyértelműen következik, hogy a vanillin brómozása során - különösen „in situ felszabaduló bróm esetéből - mind a hidroxilcsoport, mind az aldehidcsoport nonkívánt mellékreakciókban való részvételével és melléktermékek keletkezésével kell számolni. A találmányunk tárgyát képező eljárás során vanillin klór-benzollal képezett oldatához adjuk a vizes hidrogén-bromid-oldatot, majd az ugyancask vizes hidrogén -peroxid-oldatot. Két-fázisú reakcióelegy keletkezik. A vanillin a klór-benzolos fázisban helyezkedik el, míg a vizes hidrogén-bromid-oldatból & hozzáadott hidrogén-peroxid hatására „in situ képződő bróm a vízzel nem elegyedő klór-benzolos fázisba átoldódik és az itt jelenlevő vanillinnel reakcióba lép. Eljárásunk során a bróm felszabadítását a vanillin és bróm 5-bróm-vanillin képződéséhez vezető reakciója sebességének megfelelő ütemből végezzük el és ezáltal a klór-benzolos fázisban adott időpontban minimális bróm-felesleg van jelen. Eljárásunk segítségével a nemkívánatos mellékreakciók (vanil-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
