202497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2,4-dimetil-kinolin előállítására
1 HU 202 497 B 2 Találmányunk eljárást ad meg 2,4-dimetfl-kinolin előállítására. Az irodalomból (Alessandra Milossky Caryológia 12 439-81 [1961])) ismert, hogy a hagyma merisztéma mitózisát gátolja, hasonlóan a burgonya csírázását (FJE. Denny, U.S. Pat. 2 692 822 (1954) C. A, 42 2014 g). Figyelemre méltó moszkító repellens hatást figyeltek meg (W. A. Skinner, H. T. Crowford, H. Tong, D. Skidmore, H.T. Maibach, J. Pharm. Sei. 65 1404-1407 [1976]). Ismert korrózió inhibíciós hatása, behatóan vizsgálták többek között a 2,4-dimetil-kinolin hatását is szovjet kutatók (E. M. Agress, A. F. Altsybeeava Zh. Fiz. Khim. 50 3149-50 [1976]). Jelentős alkalmazást nyerhet a vegyület, mint kinoUn-színezékek (Jpn Kokai Tokkyo Koho 79 619 36), különösen az ún. kinoftalonok előállításában, mint kulcsintermedier. A vegyület előállítására gyakorlatilag a Combes-módszert alkalmazzák, amely első lépéseként az anilinből és acetü-acetonból (2,4-pentándion) kapott ún. „anüt” (4-anilino-pent-3-en-2-on) állítják elő. A reakcióban víz képződik, amit az addig alkalmazott eljárásokban nem távolítottak el (E. Roberts, E. E. Turner J. Chem. Soc. 1927 1832, G. Saint-Ruf, A. De et J. C. Perche Bull. Soc. Chim. Fr. 12212514-2517). A reakciók hozama 70-80 %-os volt. E. Roberts módszer szerint oldószer és katalizátor nélkül forralták a komponenseket, míg G. Saint-Ruf és munkatársai etanol vagy benzol oldószert alkalmaztak jégecet katalizátorral. Az így kapott „anilt” savas közegben, min. hatszoros tömény kénsavban, vagy min. tízszeres polifoszforsavban ciklizálták a kívánt kinolinszármazékká, mintegy 90 %-os hozammal. Az eljárások jó hozamuk ellenére, az, hogy a termék izolálása során nagymennyiségű savat kell semlegesíteni, komoly környezetvédelmi következménynyel jár, mivel a képződött vizes, szerves anyaggal szennyezett szulfát- vagy foszfátsók elhelyezéséről gondoskodni kell. Kísérleteink során azt a megfigyelést tettük, hogy lehetőség nyílik a fenti problémák kiküszöbölésére. Eljárásunk szerint anüint és acetü-acetont reagáltattunk, a reakcióban képződött vizet eltávolítva, így kellő tisztaságú anüt kaptunk, ellentétben az E. Roberts-el járással, ők az anilt tisztítás nélkül ciklizálták, göngyölítve mintegy 75 %-os hozammal termékké. G. Saint-Ruf és munkatársai a kapott anüt kristályosítással tisztították, és 61,2 %-os hozammal kapták a terméket. Módszereink alkalmazásával, azt a meglepő felfedezést tettük, hogy a két lépés, a kondenzáció és a ciklizáció kvantitatív hozammá tehető, a ciklizáció során lényegesen kevesebb sav alkalmazásával, ami jelentősen csökkenti a környezetvédelmi problémát, túl a közvetlen gazdasági előnyökön. Találmányunk eljárást ad meg 2,4-dimetü-kinolin előállítására anilinből és 2,4-pentándionból oly módon, hogy a reakció során képződő vizet vízzel nem elegyedő oldószer alkalmazásával azeotróp desztülációval, vagy vízmegkötő anyagok jelenlétében távolítjuk el, az így kapott 4-anilino-pent-3-en-2-on intermediert tisztítás nélkül, 2,5-3-szoros mennyiségű tömény kénsavban ciklizáljuk. Eljárásunkat a meüékelt példákon mutatjuk be, anélkül hogy azokra korlátoznánk. 1. példa 186,2 g anilin (2,0 mól), 210,2 g pentán-2,4-dion (2,1 mól) és 200 cm3 1,2-düór-etán elegyét 2 órán át vízleválasztás közben forraljuk. A reakció lejátszódása után az oldószert csökkentett nyomáson eltávolítjuk. A desztillációs maradékot 600 cm3, 90 °C-ra melegített 96t %-os kénsavba adagoljuk, majd 1-1,5 órán keresztül 90-100 °C között tartjuk a reakcióelegyet. Lehűtés és semlegesítés után a képződött 2,4-dimetü-kinolint az alkalmazott fenti, vízzel nem elegyedő oldószerrel extraháljuk és frakcionált vákuumdesztülációval tisztítjuk. 9-10 g anüint kapunk az előpárlatban és 273,6 g 2.4- dimetfl-kinolint főpárlatban, melynek tisztasága gázkromatográfiás elemzés szerint min 98 %. Konverzió 92 %, anüinre számítva. 2. példa 93.1 g anilin (1,0 mól), 110,1 g pentán-2,4-dion (1,1 mól) és 20 cm3 kloroform elegyét 6 órán át vízleválasztás közben forraljuk. A reakció lejátszódása után az oldószert csökkentett nyomáson eltávolítjuk. Gyűrűzárást és tisztítást az 1. példa szerint végezzük. 6 g anüint kapunk előpárlatban és 123,2 g 2,4- dimetü-kinolint főpárlatban min. 98 %-os tisztasággal. Konverzió 84,8 %, anüinre számítva. 3. példa 93.1 g anüin (1,0 mól), 105,1 g pentán-2,4-dion és 100 cm3 1,2-diklór-etán elegyéhez 100 g vízmentes nátrium-szulfátot adunk. A reakcióelegyet 16 órán át 25 °C-on tartjuk. A szüárd anyag kiszűrése után az oldószert csökkentett nyomáson eltávolítjuk. Gyűrűzárást és tisztítást az 1. példa szerint végezzük. 5,1 g anüint kapunk az előpárlatban és 132,4 g 2.4- dimetü-kinolint főpárlatban min. 98 %-os tisztasággal. Konverzió 89,7 %, anüinre számítva. 4. példa 93.1 g anüin (1,0 mól), 105,1 gpentán-2,4-dionés 100 cm3 1,2-diklór-etán elegyéhez 100 g magnézium-szulfát-monohidrátot adunk. A reakcióelegyet 16 órán át 25 °C-on tartjuk. A szilárd anyag kiszűrése után az oldószert csökkentett nyomáson eltávolítjuk. Gyűrűzárást és tisztítást az 1. példa szerint végezzük. 5,5 g anüint kapunk az előpárlatban és 129,8 g 2.4- dimetü-kinoliat főpárlatban min. 98 %-os tisztasággal. Konverzió 88,5 %, anilinra számítva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 65 60 2
