200741. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidroxi- és/vagy halogén-helyettesítőt tartalmazó toluol-származékok előállítására
HU 200741 B megvalósításai során réz(II)-s6 katalizátorként kristályos réz-szulfátot alkalmazunk. A benzolgyűrűn bróm-helyettesítőt tartalmazó (I) általános képletű toluol-származékok előállításakor a nátrium-nitrit beadagolását követően utókeverést alkalmazunk, a reakdóelegyet lehűtjük, majd a nyersterméket ülepítéssel elválasztjuk a vizes fázistól. A hidroxi- helyettesítőt tartalmazó (I) általános képletű toluol-származékok előállítása során a (II) általános képletű amino-helyettesít őt tartalmazó toluol-származékokat 40 °C alatti hőmérsékleten vizes kénsavban diazotáljuk ekvivalens mennyiségű nátrium-nitrit vizes oldatának adagolásával. Az elfőzéshez extrahálószerként benzolt vagy toluolt használunk. Az elfőzés hőmérsékletét a kétfázisú reakdóelegy forráspontja határozza meg. Ez benzol alkalmazása esetén 65-75 °C, toluolnál pedig 85-95 *C. A felszabaduló reakdóhőt a reakdóelegy refluxáltatásával vonjuk eL A reakció végét a nitrogéngáz fejlődésének megszűnése jelzi Ekkor a reakdóelegyet lehűtjük, a fázisokat elválasztjuk és a nyersterméket a benzol, illetve toluol ledesztillálásával nyerjük. A regenerált oldószert újra felhasználjuk. A vizes fázist meglúgosítjuk, amikoris réz(II)-hidroxid válik ki, amelyet újabb reakdó katalizátoraként értékesíthetünk. A találmány szerint előállítási eljárás előnye, hogy az eddig ismert eljárások hátrányait kiküszöbölve, lehetőséget teremt az (I) általános képletű hidroxi- és/vagy halogén-helyettesítőt tartalmazó toluol-származékok gazdaságos és biztonságos, ipari méretekben történő előállítására. A reakciólépések egy berendezésben, ugyanazon reakdóelegyben a benzolgyűrűn bróm-helyettesítőt tartalmazó toluol-származékok esetén egy műveled lépésben végrehajthatók, így a diazónium-vegyületek kezelése biztonságos. A nyerstermék egyszerű műveleti lépésekkel (ülepítés, az oldószer lehajtása) kinyerhető a reakdóelegyből. Az alkalmazott réz(II)-kalalizátor, szemben az aromás halogénszármazékok Sandmeyer reakcióval történő előállítására ezideig használt réz(I)-katalizátorral, egyszerűsíti az előállítást, hiszen a réz(I)-katalizátort külön lépésben, a felhasználást megelőzően frissen kell elkészíteni A találmány szerinti előállítási eljárással magas kitermeléssel, jó minőségű terméket kapunk. A találmány szerinti eljárást - az oltalmi igényünk korlátozása nélkül - az alábbi kiviteli példákkal szemléltetjük. 1. példa l-(trifluor-metil)-3-hidroxi-benzol előállítása 1626 g 99 t%-os tisztaságú (10 mól) l-(trifluormetil)-3-amino-benzoIból 4,1 kg (40 mól) konc. kénsav és 10,5 kg víz felhasználásával vizes kénsavas oldatot készítünk. 710 g (10,2 mól) nátrium-nitritet feloldunk 1600 g vízben és az oldatot keverés közben, 20-25 °C közötti hőmérsékleten 1 óra alatt az l-(trifluor-metil)-3-amino-benzolt tartalmazó oldathoz adagoljuk. 1 órás utókeverés követően a nátrium-nitrit feleslegét 16 g (0,27 mól) karbamid hozzáadásával hatástalanítjuk. A reakdó eredmé3 nyeként Világos sárga színű diazónium-só oldatot kapunk, amelyhez hozzáadunk 325 g (13 “ól) kristályos réz(II)-szulfátot és 83 kg benzolt. A reakdóelegyet keverés közben felfütjük, amikoris kb. 50 °C-on megindul a nitrogéngáz fejlődése, és 65 °C- on az elegy forrni kezd. A reakdót forrásponton hajtjuk végre, miközben a felszabaduló reakdóhőt az elegy refluxáltatásával visszük el A refluxáltatás kezdetétől számított 9-10 óra elteltével a reakció végét a nitrogéngáz képződésének megszűnése jelzi Ekkor a reakdóelegyet szobahőfokra hűtjük és az alsó, kék színű vizes fázist ülepítéssel elválasztjuk a felső, piros színű benzolos fázistól A szerves fázist 500 g vízzel mossuk és a benzolt ledesztilláljuk. (A regenerált benzolt újabb reakció extrahálószereként ismételten felhasználjuk.) Nyerstermékként 1900 g, sötétpiros folyadékot kapunk, amelyet desztillálóval tisztítunk. A desztilládó során a főpárlat 0,7 kPa nyomáson, 65 °C-os fejhőmérsékletnél jön le. A tisztítás eredményeként 1410 g, 96 t%-os tisztaságú l-(trifluor-metil)-3-hidroxi-benzolt kapunk, ami a kiindulási l-(trifluormetil)-3-amino-benzolra számolva 84%-os moláris hozamot jelent. 2. példa l-(trifluor-metil)-2-hidroxi-benzol előállítása 200 g 99 t%-os tisztaságú (1,23 mól) l-(trifluormetil)-2-amino-benzolból 500 ml (9,0 mól) konc. kénsav és 1000 ml víz felhasználásával vizes kánsavas oldatot készítünk. 88,0 g (1,27 mól) nátrium-nitritet feloldunk 200 ml vízben és az oldatot keverés közben, 20-25 °C közötti hőmérsékleten 13 óra alatt az l-(trifluor-metil)-2-amino-benzolt tartalmazó oldathoz adagoljuk. 1 órás utókeverést követően az esetleg reagálatlanul maradt nátrium-nitritet 1 g karbamid hozzáadásával hatástalanítjuk. A reakdó eredményeként sárga színű diazónium-só oldatot kapunk, amelyhez hozzáadunk 40 g (0,16 mól) kristályos réz(H)-szulfátot és 1200 ml toluolt. A reakdóelegyet keverés közben felfütjük, amikoris kb. 80 °C-on megindul a nitrogéngáz fejlődése. A reakdót forrásponton hajtjuk végre, miközben a felszabaduló reakdóhőt az elegy refluxáltatásával visszük el. A refluxáltatás kezdetétől számított 2-3 óra elteltével a reakdó végét a nitrogéngáz képződésének megszűnése jelzi. Ekkor a reakdóelegyet szobahőfokra hűtjük és az alsó, kék színű toluolos fázistól. A szerves fázist 50 ml vízzel mossuk. A toluolos oldatot 2 g szilikonolaj jelenlétében egy 10 elméleti tányérszámú töltött oszlopon, 13 kPa nyomáson végzett rektifikálással választjuk szét. Az l-(trifluor-metil)-2-hidroxi-benzolt tartalmazó párlatokat, a kristályosodás elkerülése érdekében, 50 °C-on kondenzáltadul. A főpárlat 89 °C-on jön le. A rektifikálás eredményeként 175 g, 99 t%-os tisztaságú l-(trifluor-metil)-2-hidroxibenzolt kapunk, ami a kiindulási l-(trifluor-metil)- 2-amino-benzolra számolva 87%-os moláris hozamot jelent. 3. példa l-(trifluor-metil)-4-hidroxi-benzol előállítása 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
