CZ20013731A3

CZ20013731A3 - Fosforečné sůl N-methyl-o-fenylendiaminu

Info

Publication number: CZ20013731A3
Application number: CZ20013731A
Authority: CZ
Inventors: Heinrich Schneider
Original assignee: Boehringer Ingelheim Pharma Kg
Priority date: 1999-04-17
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2002-05-15
Also published as: EG22689A; CA2364671C; IL145029A0; CN1161323C; EA200101022A1; AR006063A4; EE200100517A; PL350765A1; CZ299581B6; DK1180093T3; HRP20010745B1; KR100700909B1; MXPA01010468A; PE20010090A1; CN1347402A; EP1180093A1; NO327533B1; EE04586B1; SA00210071B1; SK285277B6

Description

Předložený vynález se týká jedné nové soli N-methyl-o-fenylendiaminu.

Dosavadní stav techniky

Aromatické aminy jsou důležitými meziprodukty při syntéze barviv, prostředků proti okysličování a zejména léčiv. Zvláště aromatické 1,2-diaminy mají velký technický význam při výrobě aromatických heterocyklů, a to zejména těch s dvěma dusíkovými heteroatomy, jako benzimidazolů. Právě posledně jmenované sloučeniny a jejich soli jsou vysoce zajímavé kvůli jejich různorodé farmakologické použitelnosti.

Je však známo.že aromatické aminy, jako např. anilin, jsou značně citlivé vůči oxidaci. To ztěžuje zejména skladování těchto sloučenin. Obzvláště zřetelně se tato vlastnost projevuje u kapalných nebo u v kapalině rozpuštěných aromatických aminů. Již v přítomnosti nepatrných stop kyslíku nebo světla totiž tyto roztoky během krátké doby silně tmavnou. Tato vysoká citlivost aromatických aminů vůči oxidaci vede k tomu, že tyto sloučeniny je možno do následných reakcí uvádět pouze jako čerstvě čištěné, zpravidla čerstvě destilované. Citlivost vůči oxidaci těchto látek je možno snížit tím, že se aromatické aminy převedou do formy jejich solí.I tyto soli jsou však zpravidla stále ještě natolik citlivé vůči oxidaci, že je nutno je např. skladovat za vyloučení kyslíku. Takové soli jsou rovněž náchylné k hydroskopičnosti. Nejpoužívanějšími solemi jsou hydrohalogenidy, obzvláště hydrochloridy.

Zvláštní citlivost vůči oxidaci pak vykazují fenylendiaminy. Tak popisuje ku příkladu již O. Fischer v časopise Berichte der deutschen Chemischen Gesellschaft, sv. 25 (III), str. 2841-2842, že olej ovitý N-methyl-o-fenylendiamin „neobyčejně rychle tmavne a po velmi krátké době se dokonce v tmavých, dobře uzavřených lahvích stává zcela černým“. Dokonce i dihydrochlorid představuje podle O. Fischera „vůči vzduchu a světlu poměrně citlivou“ látku (O. Fischer v časopise Berichte der deutschen Chemischen Gesellschaft, sv. 25 str. 2842). Podobná zjištění platí i pro jiné ze stavu techniky známé soli N-methyl-o-fenylendiaminu, pro soli ofenylendiaminu samotného a pro jiné soli mono-, di- a tri-N-alkylovaných fenylendiaminů.

Vedle vysoké citlivosti vůči oxidaci a vůči světlu a tu a tam výrazné hygroskopičnosti hydrohalogenidů uváděných fenylendiaminů vyznačují se tyto sloučeniny dalšími významnými

nevýhodami při jejich použití v postupech, prováděných ve velkotonážním měřítku. Jelikož je tyto soli třeba během následující přeměny zpravidla převést in šitu do formy volné zásady, vzniká jako vedlejší produkt odpovídající kyselina halo geno vodíková. To je nevýhodné především tehdy, když reakční násada vykazuje teplotu, při níž se halogenovodíková kyselina nachází v plynném stavu. Jelikož tyto kyseliny způsobují korozi, jsou silně leptavé a v důsledku toho i toxické, je nutno je z prostoru, v němž probíhá reakce, pečlivě odvádět. To je v řadě případů možné pouze vynaložením značného technického úsilí, provázeného vysokými náklady.

S jistými potížemi je spojeno nejen používání, ale i výroba solí fenylendiaminů a halogenovodíkových kyselin ve velkotonážním měřítku. Jako nej vhodnější způsob se jeví do odpovídajícího fenylendiaminů uvádět halogenovodík v plynném stavu, aby se tak na minimum potlačily ztráty na výtěžku. Toho je však co do chemicko-inženýrského provedení možno dosáhnout jen za značných nákladů, takže se soli získávají z vodných kyselin halogenovodíkových, přičemž je nutno počítat s vysokými ztrátami na výtěžku.

Úkolem předloženého vynálezu je minimalizovat potíže, které jsou známé ze stavu techniky při výrobě, skladování a používání N-methyl-o-fenylendiaminu.

Dalším úkolem vynálezu je převést N-methyl-o-fenylendiamin do dobře použivatelné, vůči oxidaci a/nebo světlu málo citlivé a/nebo nehygroskopické, skladování schopné formy, která je taková, že volné zásady jsou z ní pro následující reakce rychle k dispozici.

Podstata vynálezu

Nečekaně bylo zjištěno, že pro fosforečnou sůl N-methyl-o-fenylendiaminu neplatí ze stavu techniky pro jiné podobné soli známé nevýhody a s nimi spojené potíže bud^v vůbec nebo se objevují jen ve zřetelně menší míře.

Předložený vynález řeší tedy jemu zadaný úkol tím, že převádí N-methyl-o-fenylendiamin podle formule I ^NH,

* Π H3PO4

NH

CH, na jeho fosforečnou sůl, kde n je číslo mezi 0,5 a 1,0.

(I)

• M	9 4 ·	44 9
• 4	9	4 9 4 4	4 ·	9 4
• ·	4	4 9	9 9
9 ·	4 9	9 4	• 4 4
4 4	4	4 4	4 4
9 9	44	944 4494	94	4 4

Pod pojmem „fosforečná sůl“ se rozumí všechny soli N-meíhyl-o-fenylendiaminu a kyseliny ortho-fosforečné (H3PO4). Poměr počtu molekul H3PO4 k počtu molekul N-methyl-ofenylendiaminu podle formule I je popsán statistickou střední hodnotou faktoru n.

Přednost je dávána soli shora popsaného druhu s hodnotou n od 0,7 do 0,8, obzvláště upřednostňovány jsou hodnoty n rovné 0,75 až 0,78.

V jedné obzvláště upřednostňované formě provedení je fosforečná sůl N-methyl-ofenylendiaminu podle tohoto vynálezu bezvodá nebo vykazuje pouze nepatrné stopy vody. Obsah vody v soli se pohybuje zpravidla mezi 1,0 a 1,5 hmot,. %.

Výhody fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle tohoto vynálezu spočívají na jedné straně v její stálosti vůči oxidaci, její necitlivosti vůči světlu a jejím nehygroskopickém chování,

V důsledku těchto vlastností je možno tuto sůl dobře skladovat a lze ji bez dalších opatření s výjimkou jejího případného převodu do formy volné zásady - použít v dalších rekcích. Na druhé straně je její velkotonážní výroba překvapivě jednoduchá, neboť použitou kyselinu fosforečnou je možno do reakce uvádět v krystalinické formě. Ani při dalším používání této fosforečné soli za zvýšených teplot nevznikají za reakčních podmínek žádné leptavé a korozi způsobující plyny.

Další aspekt předkládaného vynálezu se týká velkotonážní výroby shora popsané fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu.

Sůl je ve vysokých výtěžcích dostupná tehdy, když se N-methyl-o-fenylendiamin rozpustí v některém s vodou nebo alkoholem mísitelném rozpouštědle, jako např. Ci až-C-5-alkoholu, s výhodou v ethanolu, propanolu nebo isopropanolu. Tato směs se uvede do reakce s krystalinickou kyselinou fosforečnou nebo s roztokem kyseliny fosforečné v množstvích od 75 -100 mol. %. Kyselina fosforečná může být přitom rozpuštěna nebo suspendována ve vodě, v některém Ci až-C-5-alkoholu, jako methanolu. ethanolu, propanolu, isopropanolu nebo v jejich směsích. Přednostně se jako rozpouštědlo používá ethanol, propanol nebo isopropanol.

Fosforeční sůl N-methyl-o-fenylendiaminu z rozpouštědla buď vypadne nebo je možno ji případně přidáním nepolárních rozpouštědel, jako např. alifatických nebo aromatických uhlovodíků nebo etherů, z roztoku vysrážet,

V jednom dalším upřednostňovaném postupu se používá bezvodá kyselina fosforečná,

Další alternativní forma provedení tohoto vynálezu se týká postupů, při nichž se N-methyl-ofenlendiamin vyrábí in šitu redukcí o-nitro-N-methylanilinu.

Redukci o-nitro-N-methylanilinu je možno provádět postupy, známými ze stavu techniky. Upřednostňovaným redukčním činidlem je vodík za použití hydrogenačního katalyzátoru v alkoholu jako rozpouštědle, s výhodou v ethanolu, propanolu nebo isopropanolu. Po oddělení katalyzátoru je možno takto získaný roztok uvést do reakce s kyselinou fosforečnou nebo s roztokem kyseliny fosforečné. Přednost je přitom dávána suspenzi krystalinické, bezvodé kyseliny fosforečné v k hydrogenaci použitém alkoholu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

V hydrogenačním autoklávu z oceli VA o objemu 1 200 litrů se až do ukončení pohlcování vodíku hydrogenuje směs 190 kg o-nitro-N-methylanilinu, 0,95 kg paladiového katalyzátoru na uhlí (10 % Pd) a 570 litrů ethanolu při 60 až max. 85 °C a při přetlaku vodíku od 2 do 6 bar.

Do dalšího aparátu o objemu 1 200 litrů se předloží 99 kg krystalinické kyseliny fosforečné a 238 litrů ethanolu, do nichž se za míchání nechá přitéci obsah hydro genačního autoklávu za současného odfiltrovávání katalyzátoru.

Filtr a odfiltrovaný katalyzátor se následně promyj í 95 litry ethanolu, kapalná fáze se ochladí na 10 - 20 °C a míchá ještě dalších 30-60 minut. Produkt se odstředí, promyje 238 litry ethanolu a vysuší ve vakuu při 40 - 60 °C.

Výtěžek: 230 kg N-methylfenylendiaminu, 0,77 fosforečnanu (92 % teorie).

Typický obsah vody v produktu je 1,0-1,5 %.

Z výsledů titrace lze vypočítat obsah 61,0 % N-methylfenylendiaminu a 37,7 % kyseliny fosforečné.

Elementární analýza: C: 42,00 %, H: 6,34 %, N: 14,00 %. P: 11,92 %

Příklad 2

V hydrogenačním autoklávu z oceli VA o objemu 1 200 litrů se až do skončení pohlcování vodíku hydrogenuje směs 190 kg o-nitro-N-methylanilinu, 0,95 kg paladiového katalyzátoru na φ · s φφφ · · · · φ ··· »» ·*» ···· φφ φφφ uhlí (10 % Pd) a 570 litrů isopropanolu při 60 až max. 85 °C a při přetlaku vodíku od 2 do 6 bar. Do dalšího aparátu o objemu 1 200 litrů se předloží 99 kg krystalinické kyseliny fosforečné a 238 litrů isopropanolu, do nichž se za míchání nechá přitéct obsah hydrogenačního autoklávu za současného odfiltrovávání katalyzátoru.

Filtr a odfiltrovaný katalyzátor se následně promyjí 95 litry isopropanolu, kapalná fáze se ochladí na 10 - 20 °C a míchá ještě dalších 30-60 minut. Produkt se odstředí, promyje 238 litry isopropanolu a vysuší ve vakuu při 40 - 60 °C.

Výtěžek: 225 kg N-methyífenylendiaminu, 0,77 fosforečnanu (90 % teorie).

Z výsledů titrace lze vypočítat obsah 61,1 % N-methylfenylendiaminu a 37,6 % kyseliny fosforečné.

Elementární analýza: C: 41,98 %, H: 6,35 %, N: 14,04 %. P: 11,93 %

Claims

1. Fosforečná sůl N-methyl-o-fenylendiaminu.

2. Fosforečná sůl N-methyl-o-fenylendiaminu podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se obecnou formuií I ~ ,_NH * Π H3PO4

NH

CH, (I) kde n je číslo mezi 0,5 a 1,0.

3. Fosforečná sůl N-methyl-o-fenylendiaminu podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se tím, že n leží mezi 0,7 a 0,8.

4. Fosforečná sůl N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z nároků 2 nebo 3, v y znáčů j i c i se tím, že n leží mezi 0,75 a 0,78.

5. Způsob výroby fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z předchozích nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se tím, že N-methyl-o-fenylendiamin podle některého z předchozích nároků je rozpuštěn v rozpouštědle a uvede se do reakce s krystalinickou nebo rozpuštěnou kyselinou fosforečnou.

6. Způsob podle nároku 5 k výrobě fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z předchozích nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se tím, že se N-methyl-ofenylendiamin vyrobí in šitu.

7. Způsob podle nároku 6 k výrobě fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z předchozích nároků 1 až 4, v y z n a č u j i c i se tím, že se N-methyl-o-fenylendiamin vyrobí in šitu z o-nitroN-methylanilinu.

8. Způsob podle jednoho z nároků 5 až 7 k výrobě fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z předchozích nároků 1 až 4, v y z n a č u j i c i se tím, že rozpouštědlem je některý Ci- až Cs-alkohol.

* *· 3 ·· < r ·· • · · ·

9 19 1 9

9 9 1 9

999 99 19

99 19 · • 4 · · ·· • · · · • 9 9 9 1 • 9 9 9

9199 11 *··

9. Způsob podle nároku 8 k.výrobě fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z předchozích nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že rozpouštědlem pro N-methyl-ofenylendiamin a pro kyselinu fosforečnou je ethanol, propanol nebo isopropanol.

10. Způsob podle nároku 9 k výrobě fosforečné soli N-methyl-o-fenylendiaminu podle některého z předchozích nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se tím, že rozpouštědlem pro N-methyl-ofenylendiamin a pro kyselinu fosforečnou je ethanol.