200993. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5-(dietil-amino)-2-pentanon előállítására vizes közegben
HU 200993 B 1 A találmány tárgya eljárás 5-(dietiI-amino)-2- pentanon (novolketon) előállítására 5-klór-pentanon és dietil-amin reakciója útján. Az 5-(dietiI-amino)-2-penbtanon különféle vegyszerek és gyógyszerek - köztük a Delagil néven ismert maláriaellenes gyógyszer- előállításának nélkülözhetetlen közbenső terméke. A 2 419 259 sz. amerikai egyesült államokbeli és a 604-884 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírások szerint az 5-(dietil-amino)-2-pentanont 5-klór-2- pentanon és dietil-amin 12-48 órán át 25-80 °C-on végzett reagáltatásával állítják elő. Mindkét szabadalmi leírás hangsúlyozza, hogy a kívánt termék hozamát alapvetően befolyásolja a kiindulási anyagok és a reakcióelegy víztartalma. Megfelelő hozam elérése céljából gyakorlatilag teljesen vízmentes anyagokból kell kiindulni, és a reakciót a levegő nedvességtartalmának kizárása közben kell végrehajtani, mert már igen kis mennyiségű víz is jelentősen csökkenti a végtermék hozamát. Ezek a szabadalmi leírások a megengedhető maximális vízmennyiséget a reakcióelegy össztömegére vonatkoztatott 0,5 tömeg%-ban határozzák meg. Miként a példákból megállapítható, vízmentesített kiindulási anyagok és víz kizárása közben végzett reakció esetén az 5-(dietil-amino)-2-pentanon 71%-os hozammal állítható elő 48 órás reakcióidő alatt. Ez a körülmény az 5-(dietil-amino)-2-pentanon üzemi gyártása szempontjából rendkívül hátrányos. Minthogy a kiindulási anyagok rendszerint 5-15 tömeg% vizet tartalmaznak, különösen lépésben (például molekulaszitás szárítással) gondoskodni kell azok nagyfokú vízmentesítéséről, ami nemcsak a technológiát teszi bonyolultabbá, de jelentős többletköltségeket is okoz. További hátrányt jelent, hogy az ismert eljárások viszonylag hosszú reakcióidőt igényelnek, és az elérhető hozam sem megfelelő. A reakcióelegy víztartama és az elérhető hozam közötti összefüggéseket vizsgálva arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy a víz kritikus koncentráció-határok között nem gátolja, sőt promoveálja az 5-klór-2-pentanon és dietil-amin reakcióját, és 1-30 tömeg%, célszerűen 10-20 tömeg% vizet tartalmazó reakcióelegyben az 5-(dietil-amino)-2- pentanon a szakirodalomban közöltnél rövidebb reakcióidő alatt is jó hozammal állítható elő. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy a reakcióidő tovább csökkenthető és a végtermék hozama tovább növelhető, ha a reakciót legalább 0,1 tömeg% ásványi sav jelenlétében végezzük. A találmány tárgya tehát eljárás 5-(dietil-amino)-2-pentanon előállítására 5-klór-2-pentanon és dietil-amin reagáltatásával, oly módon, hogy a reakciót az elegy össztömegére számítva 1-30 tömeg% víz és adott esetben legalább 0,1 tömeg% ásványi sav jelenlétében végezzük. A vizet külön is bekeverhetjük a reakcióelegybe, előnyösebb azonban az a megoldás, ha a vizet az üzemi gyakorlatban rendelkezésre álló, előzetesen nem vízmentesített (rendszerint 5-15 tömeg% víztartalmú) nyersanyagok formájában juttatjuk az elegybe. A vizet a felhasznált ásványi savval együtt is beadagolhatjuk. Ásványi savként például sósavat, kénsavat vagy 2 salétromsavat használhatunk fel. A savkoncentráció felső határa nem kritikus, és azt lényegében gazdaságossági és üzemviteli szempontok szabják meg. Az ásványi savat rendszerint legföljebb 2 tömegé mennyiségben használjuk. A reakciót egyebekben az ismerttel azonos hőmérsékleten és nyomáson, célszerűen 40-60 °C hőmérsékleten és 0,1-0,3 MPa nyomáson végezzük. Ilyen körülmények között a reakció rendszerint már 10-15 óra alatt lezajlik, és a kívánt termék 80% körüli hozammal képződik. A találmány szerinti élj árást az alábbi oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa 33,4 g 5-klór-2-pentanon, 50,6 g dietil-amin, 15 g víz és 1 g sósav elegyét atmoszferikus nyomáson 60 #C-on kevertük. A reakcióelegyből időről időre mintát vettünk, és a mintát elemeztük. 5 órás reakcióidő után az 5-klór-2-pentanon 50%-a reagált el, és az 5-(dietil-amino)-2-pentanon az elméletileg számított értékhez viszonyítva 97%-os szelektivitással képződött. 10 óra reakcióidő után az 5-klór- 2-pentanon konverziója 85%-os, az 5-(dietil-amino)-2-pentanon képződésének szelektivitása 90%os volt. 15 óra reakcióidő után az 5-klór-2-pentanon teljes egészében elreagált, és az 5-(dietil-amino)-2- pentanon az elméletileg számítotthoz viszonyítva 81%-os hozammal képződött. 1példa Megismételtük az 1. példában leüt eljárást azzal a különbséggel, hogy a reakcióelegyhez nem adtunk sóssavat. 15 óra reakcióidő után az 5-ldór-2-pentanon konverzója 87% volt, és az 5-(dietil-amino)-2- pentanon 89%-os szelektivitással képződött. 3. példa Ezt a példát összehasonlításként, a technika állásának bemutatása céljából közöljük. 39,8 g 5-klór-2-pentanon és 60-2 g dietil-amin elegyét Ersorb 4 molekulaszitán vízmentesítettük úgy, hogy az elegy legföljebb 0,5 tömeg% vizet tartalmazzon. Ezután az elegyet 60 °C-on kevertük, és a reakcióelegyből időről időre mintát vettünk. 15 óra reakcióidő után az 5-klór-2-pentanon 59%-a reagált el, és az 5-(dietil-amino)-2-pentanon 95%os szelektivitással képződött. 25 órás reakcióidő után az 5-klór-2-pentanon konverziója 88%-os volt, és az 5-(dietil-amino)-2-pentanon 85%-os szelektivitással keletkezett. 45 óra reakcióidő után az 5- klór-2-pentanon teljes egészében elreagált, és az 5-(dietil-amino)-2-pentanon hozama 78% volt. Az 1., 2. és 3. példában felsorolt adatok összehasonlításából megállapítható, hegy a reakció sebessége víz jelenlétében nagymértékben fokozódik, és a legkedvezőbb eredmények víz és sav együttes jelenlétében érhetők el. 4. példa Ezt a példát összehasonlításként közöljük annak bemutatására, hogy a víztartalom 30 tömeg%-os felső határértéke kritikus érték. Megismételtük az 1. példában leírt eljárást azzal 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
