202217. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás a 6-metil-3,4-dihidro-1,2,3-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid alkálifémsóinak az előállítására
5 HU 202 217 B 6 diklór-metán, 1,2-diklór-etán, acélon, jégecet és dimetil-formamid, ezek közül is elsősorban a diklór-metán. Az említett oldószerek önmagukban vagy különféle elegyeik alakjában alkalmazhatók. Az aceto-acetamid-N-szulfonsav vagy sói közömbös szerves oldószerrel készített oldatainak koncentrációja az eljárás szempontjából nem bír különösebb jelentőséggel; általában az alkalmazható koncentrációt egyrészt az anyag oldhatósága, másrészt pedig gazdaságossági meggondolások korlátozzák, minthogy túlságosan nagy hígítás esetén azután nagy mennyiségű oldószert kell ismét elválasztani és feldolgozni. Általában körülbelül 0,1-2 mól/liter koncentrációban célszerű az aceto-acetamid-N-szulfonsavat vagy annak sóját az eljárásban alkalmazni. A kén-trioxid gázalakban vagy folyékony illetőleg oldott alakban alkalmazható az eljárásban. A kén-trioxid oldására az idézett korábbi szabadalmi bejelentés leírásában a b) reakciólépésben alkalmazhatóként említett szervetlen vagy szerves oldószerek, tehát a következők jönnek tekintetbe: szervetlen oldószerként: cseppfolyós kén-dioxid; szerves oldószerek: halogénezett alifás, előnyösen legfeljebb 4 szénatomos szénhidrogének, mint diklór-metán, kloroform, 1,2-diklór-etán, triklór-etilén, tetraklór-etilén-triklór-fluor-etilén és hasonlók; rövidszénláncú alifás alkoholokkal, előnyösen metanollal vagy etanollal képezett szénsavészterek; nitro-alkánok, előnyösen legfeljebb 4 szénatommal, különösen nitro-metán; alkilcsoporttal helyettesített piridinek, különösen kollidin; alifás szulfonok, előnyösen szulfolán. Az említett szerves oldószerek egymagukban vagy különféle elegyeik alakjában alkalmazhatók. Különösen előnyös oldószerek erre a célra a cseppfolyós kén-dioxid és a diklór-metán. Az alkalmazott közömbös oldószer mennyiségének a reakció lefolyása szempontjából nincs különösebb jelentősége. Amennyiben oldószerrel dolgozunk, legalább annyi oldószert kell alkalmazni, hogy a reakcióban résztvevő vegyületek kellő mértékben oldódjanak; az alkalmazandó oldószer-mennyiség felső határát gazdaságossági meggondolások szabhatják meg. Előnyösen az oldat koncentrációja 5-50 tömeg%, különösen 15-30 tömeg% kén-trioxid lehet. A találmány szerinti eljárás egy előnyös kiviteli alakja esetében mind az aceto-acetamid-N-szulfonsav illetőleg ennek sója, mind a kén-trioxid oldására ugyanolyan közömbös oldószert, előnyösen valamely halogénezett alifás szénhidrogént, különösen diklór-metánt alkalmazunk. Az aceto-acetamid-N-szulfonsavnak illetőleg -szulfonátnak a kén-trioxidhoz viszonyított mólarányára vonatkozólag elvileg ugyanaz áll, amit az idézett korábbi szabadalmi leírás az ottani eljárás b) reakciólcpésére vonatkozólag említ. A mólarány lehet ugyan körülbelül 1: 1 is, előnyösen azonban a kén-trioxidot körülbelül 20-szorosig menő feleslegben, előnyösen 3-10-szeres, különösen 4-7-szeres moláris feleslegben alkalmazunk. A gyűrűzárási reakció hőmérsékletére vonatkozólag is érvényes a korábbi szabadalmi bejelentésben említett -70 'C és +175 "C közötti hőmérséklet-tartomány, a jelen találmány szerinti rövid reakcióidejű kiviteli mód esetében azonban különösen a -30 ‘C és+100 ’C közötti hőmérséklet-tartomány előnyös. A gyűrűzárási reakció lefolytatása a jelen találmány értelmében oly módon történik, hogy az aceto-acetamid-N-szulfonsav- illetőleg -szulfonát-oldat és a kén-trioxid illetőleg kén-trioxid-oldat áramait megfelelő arányban vezetjük be a reaktortérbe intenzív összekeveréssel, a képződött reakcióhőt elvezetjük, a reakcióelegyet pedig a reaktortérben való rövid tartózkodási idő után adott esetben a hidrolízis-reakcióba vezetjük tovább. A gyűrűzárási reakció lefolytatására elvileg bármely olyan berendezés alkalmas, amelyben gyorsan és hőfejlődés közben végbemenő reakciók folytathatók le. Nagy termelési hányadok elérése érdekében azonban - a rövid reakcióidőre és nagy hőszinezetre való tekintettel - célszerű erre a célra szolgáló különleges berendezést alkalmazni. Ilyen különleges berendezésként a találmány szerinti eljárásban speciális - adott esetben elpárologtatásos hűtéssel dolgozó - reaktorok, mint például mechanikus keverővei felszerelt vékonyréteg-reaktorok, permet-reaktorok, betétekkel ellátott vagy ezek nélküli csőreaktorok kerülhetnek alkalmazásra. A vékonyréteg-reaktorokban például a két anyagáramot előnyösen egymástól elkülönítve, vagy a törlőtengelyre és a köpenyfelületre, vagy pedig a köpeny két különböző helyére vezetjük be. A hő elvezetése külső hűtéssel és/vagy az oldószer elpárologtatósával történhet Minthogy az exoterm reakció következtében a reaktor hőmérséklete külső hűtés alkalmazása nélkül egészen az alkalmazott oldószer forráspontjáig emelkedhet, a reakcióhőmérséklet például az oldószerként előnyösen alkalmazható diklór-metán esetében, légköri nyomáson körülbelül 40 ’C-ig (a diklór-metán forráspontjáig) emelkedhet Vákuum alkalmazása esetén az oldószer elpárolgása és ezzel együtt a hűtő hatás még fokozható; egy meghatározott nyomásnak a reaktorban való beállítása útján a kívánt reakcióhőmérséklet szabályozható is. Ha a gyűrűzárási reakciót az aceto-acetamid-N-szulfonsav vagy sója és a kén-trioxid pontosan 1: 1 mólarányú bevezetésével végezzük, akkor a reakcióban kén-dioxidos addukt (vö. a gyűrűzárási reakció fentebb adott reakcióvázlatát) nem képződik és így nem szükséges az adott esetben képződött addukt elbontása céljából a reakcióterméket hidrolízisnek alávetni. Ha azonban kén-trioxid felesleggel dolgozunk - ami az eljárás előnyös kiviteli módját képezi - akkor kén-trioxidos addukt képződik és így a reakcióterméket még hidrolízisnek is alá kell vetni. A gyűrűzárási reakció (főként kén-trioxidos adduktot tartalmazó) terméke közvetlenül a gyűrűzárási reakció befejezése után, vagy akár - nem túlságosan huzamos idejű - tárolás után hidrolizálható; előnyösen a hidrolízist közvetlenül a gyűrűzárási reakcióhoz csatlakozóan végezzük. A hidrolízis általában a gyűrűzárási reakció termékének vízzel való keverése útján történhet. Az ehhez alkalmazandó víz mennyisége függ a gyűrűzárási reakcióba bevezetett kén-trioxid feleslegének mértékétől, és általában úgy szabható meg, hogy a hidrolízis után 10-90 tömeg%, előnyösen 50-70 tömeg% koncentrációjú vizes kénsavoldatot kapjunk. A hidrolízis-reakció közelebbi vizsgálata során kitűnt, hogy ez a reakció gyakorlatilag ugyanolyan gyorsan megy végbe, mint a gyűrűzárási reakció. A hidrolízis reakcióideje tehát ugyanolyan nagyságrendű, minta 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
