FI81569C - Foerfarande foer framstaellning av iminodibensyl. - Google Patents

Description

' 81559

Iminodibentsyy1 in valmistusmenetelmä - Förfarande för framställning av iminodibensy1

Keksinnön kohteena on iminodibentsyy1 in valmistusmenetelmä, jossa sulatettu 2,2'-diaminobentsyy1i ja fosforihapot saatetaan reagoimaan jatkuvalla tavalla.

Iminodibentsyy1i ja sen johdokset ovat lääkeaineiden, joilla on laaja farmaseuttinen käyttöalue, synteesien tärkeitä lähtöaineita.

Sveitsiläinen patenttijulkaisu 331 207 kuvaa iminodibentsyy1 in valmistusta kaksivaiheisella menetelmällä, jossa lähtöaineena käytetään diaminodibentsyy1 in di fosfaatteja. Ensimmäisessä reak-tiovaiheessa diaminodibentsyy1i saatetaan reagoimaan fosforihapon kanssa aminodibentsyy1 in difosfaatin muodostamiseksi, joka kiteytetään reaktioseoksesta, erotetaan imemällä, pestään dioksaanilla ja etikkahappoesteri11ä ja lopuksi kuivataan tyhjiössä lämpötilassa 130°C. Seuraavassa reaktiovaiheessa difosfaatti kuumennetaan noin 40 minuuttia lämpötilassa 280-320°C. Näin muodostunut di-imi-nodibentsyy1i saadaan keittämällä reaktioseos kahdesti bentseenil-lä, pesemällä joka kerta bentseeniuute suolahapolla. Tämän jälkeen uutteet kuivataan ja bentseeni haihdutetaan. Monimutkaisesta menettelystä johtuen iminodibentsyy1iä saadaan alhaisella saannolla ja sen puhtaus ei ole paras mahdollinen.

Patenttijulkaisussa AT-PS 200.579 on edelleen yleisesti mainittu, että iminodibentsyy1i voidaan saada lähtemällä vapaasta 2,2'-di-aminodibentsyylistä kuumentamalla polyfosforihapon kanssa. Valmis-tusolosuhteita ja saantoja ei ole kuitenkaan tarkemmin annettu.

Kaikki nämä tunnetut menetelmät ovat epäjatkuvia ja sen vuoksi aikaavieviä, jolloin monimutkainen jatkokäsittely on lisäksi taloudellinen rasite. Jos lähdetään diaminodibentsyy1 in difos- 2 81560 faatista, energiaa erityisen kuluttava toimenpide on reaktiota edeltävä, 266 - 268°C:ssa sulavan difosfaatin sulattaminen.

Nyttemmin on havaittu, että imi nodibentsyy1i voidaan valmistaa 2,2'-diaminobibentsyy1istä lähtien edullisella ja energiaa säästävällä tavalla jatkuvatoimisesti ja saada suodaan puhdasta imino-dibentsyyliä yhdessä yksinkertaisessa jatkokäsittelyvaiheessa, kun enintään 200°C:een esi1ämmitetty diaminodibentsyy1i ja suurin piirtein samassa lämpötilassa oleva fosfori- tai polyfosforihappo syötetään erillään monivaiheisen reaktion ensimmäiseen vaiheeseen, jolloin käytetään neutralisoitumis 1ämpöä reaktiolämpötilan saavuttamiseen ja jatkokäsittely suoritetaan kuuman reaktiotuotteen yksinkertaisena faasien erottamisena.

Esillä olevan keksinnön kohteena on siten menetelmä valmistaa kaavan I mukaista iminodibentsyy1iä CH2-CH2 ----- ---- kuumentamalla kaavan II mukaista 2,2'-diaminodibentsyy1iä a. CH2-CH2-^^ I I (ll) NH2 ΗςΝ-^Ν^^" fosforihappojen kanssa sulatetussa tilassa, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että reaktio suoritetaan jatkuvatoimisesti useammassa vaiheessa, jolloin a) sulatettu 2,2'-diaminodibentsyy1i ja fosforihappo, jotka kummatkin ovat lämpötilassa välillä 160 - 200°C, syötetään diaminodibentsyy1i:P2O5 moo 1isuhteessa 1:1 - 1:2,5 erillään ensimmäiseen vaiheeseen, jossa tapahtuu neutralointi samalla, kun kehittyy lämpöä, ja kondensointi

II

* 81569 suoritetaan seuraaavassa reaktiovaiheessa lämpötilassa 260 - 320°C, minkä jälkeen b J reaktioseos siirretään jäähdyttämättömänä viimeisestä vaiheesta jatkuvana poistovirtana kuumennettuun separaattoriin ja erotetaan 160 - 300°C:ssa tuotevirtaan, joka sisältää sulasta iminodibentsyylista muodostuvan yläfaasin, ja jätevirtaan, joka sisältää fosforihapon ja ammoniumfosfaatin alafaasina.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs oleellinen etu on, että 2,2 '-diaminodibentsyyIin ja fosforihapon reaktiossa käytetään hyödyksi ensimmäisessä vaiheessa vapautuvaa neutraloitumislämpöä, jonka avulla lämmitetään tarvittavaan reaktiolämpötilaan. Tällöin riittää, että kummatkin reaktio-komponentit esi lämmitetään oleellisesti alhaisempaan lämpötilaan, nimittäin vain 160 - 200°C:een kuin mitä on tehtävä käytettäessä 2,2 '-diaminodibentsyylin di fosfaattia, joka on lämmitettävä vähintään sulamispisteeseensä 266 - 268°C.

Kun lähtöaineena käytetään di fosfaattia, ei sitä paitsi voida käyttää hyödyksi neutraloitumislämpöä, koska tämä menee hukkaan difosfaattia eristettäessä. Tämän seurauksena esillä olevassa menetelmässä on erityisen edullinen energia-tase, sillä energiansäästö on noin 50 % koko reaktiossa tarvittavasta energiasta. Menetelmälle on siten tunnusomaista tavattoman hyvä taloudellisuus.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä mahdollistetaan vapautuvan neutraloitumislämmön optimaalinen hyödyntäminen kokonais-reaktiossa siten, että reaktiokomponentit annostellaan erikseen ja jatkuvatoimisesti reaktiotilaan. Päinvastoin kuin epäjatkuvissa menetelmissä, joissa tasainen lämmönsyöttö ulkoapäin onnistuu vain erittäin vaikeasti, voidaan siten välttää paikallinen ylikuumeneminen ja samanaikainen lisääntynyt sivutuotteiden muodostuminen. Tällä tavoin päästään selvästi parempiin saantoihin, aina 98,9 % asti, ja sitä paitsi reaktiotuote on jo niin puhdasta, että fosforihappo- 4 81569 faasin erottamisen jälkeen ei tarvita enää muuta iminodibentsyy-lin puhdistamista. Tämä seikka on toinen ratkaiseva menetelmän etu, sillä epäjatkuville menetelmille kuvattu reaktio-seoksen monimutkainen jatkokäsittely, jossa massa jäähdytetään, iminodibentsyyli uutetaan liuottimena, pestään hapolla ja vedellä, kuivataan liuos ja haihdutetaan liuotin, jää pois ja näin jatkokäsittelymenetelmä tulee erittäin yksinkertaiseksi ja taloudelliseksi. Tällä tavoin tarvittava kokonaisaika lyhenee merkittävästi.

Iminodibentsyylin valmistamiseen tarvittava kokonaisaika lyhenee vielä lisää siitä johtuen, että reaktiokomponenttien lämmittäminen ja sulattaminen, mikä epäjatkuvissa menetelmissä vaatii moninkertaisesti iminodibentsyylin varsinaiseen reaktioon tarvittavan ajan, tapahtuu esillä olevassa jatkuvatoimisessa menetelmässä reaktion rinnalla samanaikaisesti eikä siten vaadi lainkaan lisää aikaa.

Tästä johtuvan suhteellisen lyhyen työajan sekä sen edellä kuvatun mahdollisuuden perusteella, että reaktion aikana säädetään optimaalisesti lämpötilaa syöttämällä esikuu-mennettuja komponentteja erillään ja jatkuvatoimisesti, esillä olevassa jatkuvassa menetelmässä on mahdollista laitteen vastaavan mitoittamisen avulla päästä paljon suurempiin tilavuus-aika-saantoihin kuin on mahdollista epäjatkuvissa menetelmissä, joissa on aina olemassa paikallisen ylikuumenemisen vaara.

Lähtöaineena käytetty 2,2'-diaminodibentsyyli valmistettiin patenttijulkaisun CH-PS 331.207 mukaisesti pelkistämällä 2,2 '-dinitrodibentsyyli Raney-nikkelillä orgaanisessa liuottimessa.

Reaktiossa käytetään vedetöntä fosforihappoa tai polyfos-forihappoa, jonka fo s foripentoksidipitoisuus on 68 - 84 %.

Keksinnön mukaista menetelmää suoritettaessa on huomattava,

II

81569 että vaikka ensimmäisessä vaiheessa syntyy lämpöä neutrali-soitumisesta, toisessa vaiheessa tapahtuva kondensaatio on kuitenkin endoterminen, joten tässä vaiheessa on vastaavalla lämmönsyötöllä huolehdittava siitä, että tarvittava, yli 260°C reaktio1ämpötila säilyy. Erityisen edullista on esilämmittää ensimmäiseen vaiheeseen syötettävät reaktio-komponentit niin korkealle keksinnön mukaisen 160 - 20Q°C alueen sisälle, että neutralisoitumislämpöä hyväksikäyttämällä säätyy lämpötila, joka on suurempi kuin aiottu reaktiolämpö-tila. Tämä lämpöy1 im iärä on tällöin käytettävissä alkavaan endotermiseen reaktioon. Erityisen edullista on, että ensimmäisen vaiheen lämpötilaksi säädetään 290 - 300°C ja toisen vaiheen reaktiolämpötilaksi valitaan 280 - 290°C.

Menetelmä suoritetaan edullisesti 8-15 vaiheena, jolloin esimerkiksi voidaan käyttää edullisesti monikammioreaktoria, jonka kammioita kuumennetaan. Tällöin voidaan jokaista kammiota kuumentaa erikseen. Keksinnön mukaisesta menetelmästä, jossa ensimmäisen vaiheen korkeammalla lämpötilalla kompensoidaan suurempi lämmöntarve seuraavassa tai seuraavissa vaiheissa johtuen, on edullisesti myös mahdollista kuumentaminen jakaa vielä vyöhykkeisiin, esimerkiksi kahteen vyöhykkeeseen.

Kun reaktiovirta kulkee peräkkäin sijoitettujen reaktio-kammioiden läpi, tapahtuu lähes täydellinen reaktio ja näin saadaan äärimmäisen korkeat iminodibentsyylisaannot. Erityisen hyvänä pidetyssä järjestelyssä yksittäiset reak-tiokammiot on sijoitettu päällekkäin, jolloin 2,2'-diamino-dibentsyyli ja fosforihappo syötetään reaktoriin alhaalta ja syötöt reagoivat keskenään virran noustessa ylöspäin sekoitettujen reaktiokammioiden läpi.

Reaktiossa lisätään yhtä 2,2'-diaminodibentsyylimoolia kohti fosforihappoa (laskettuna P205:nä) parhaiten 1 -2 moolia, erityisesti 1 - 1,5 moolia, illä iminodibentsyy-lisaanto laskee moolisuhteessa alle 1:1. Epäjatkuvissa

6 öΊ ioV

menetelmissä joskus käytetty ylimäärä, jossa moollsuhde voi olla jopa 1:7, ei paranna saantoja, vaan palvelee tällöin ennen kaikkea 2,21-diaminodibentsyy1i-difosfaatteina liuottimena sekä parantaa lämmönsiirtoa sulatettaessa.

Tapahtuneen reaktion jälkeinen faasien erottaminen sulan iminodibentsyylin muodostamaan yläfaasiin ja fosforihapon ja ammoniumfosfaatin muodostamaan alafaasiin tapahtuu tarkoituksenmukaisesti 160 - 290°C:ssa. Erityisen vaivaton eroaminen onnistuu lämpötiloissa 230 - 250°C.

Seuraavat esimerkit selventävät lähemmin keksinnön mukaista menetelmää:

Esimerkki 1:

Monikammioreaktorin, jonka tilavuus on 420 ml ja joka on sisärakenteilla erotettu kahdeksaan reaktiokammioon, alimpaan reaktiokammioon syötetään sekoittaen ja jatkuvasti 5,03 ml/minuutti 200°C:een lämmitettyä 2,2'-diaminodi-bentsyyliä sekä 3,24 ml/minuutti vedetöntä, 200°C:een lämmitettyä f osf or ihappoa , jonka P^O,.-pitoisuus on 72,6 % , diaminodibentsyy1i-fosforihapon (laskettuna P^O^mä) mooli-suhteen ollessa 1:1,25. Reaktio tapahtuu nousevassa virrassa, joka kulkee kaikkien reaktiokammioiden läpi, samalla kun sekoitetaan. Alemmassa reaktiokammiossa lämpötila on 292°C, ylemmissä kammioissa 286°C. Keskimääräinen viipymä laitteen läpi oli 46 minuuttia. Reaktioseos virtaa jatkuvasti ulos ylimmästä kammiosta kuumennettuun erotusastiaan, jossa se erotetaan kahteen faasiin 230 - 250°C lämpötilassa.

Sekä ylempi iminodibentsyylifaasi että alempi fosfori-happofaasi poistetaan jatkuvatoimisesti erottamisen jälkeen. 592 minuutin pituisen reaktioajan jälkeen saadaan 2820 g iminodibentsyyliä, mikä vastaa 98,9 % saantoa.

Seuraavassa taulukossa on annettu esimerkkien 2-6 lukuarvot.

7 81569 Näissä esimerkeissä 2,21-diaminodibentsyyli saatettiin reagoimaan fosforihapon kanssa esimerkin 1 mukaisesti.

IminodibentsyyIin puhtaus mitattiin aina kaasukromatograa-fisesti. Puhtaus oli välillä 98,9 ja 99,7 ®ί. Sulamispiste oli 105 -107°C.

\ 81569 H o®

-H I

>H O

>> -U

i3 n » o ero rv *> o so — 03 1/3 O' ON (Τ' Os O0

-Q

H

Ό 0

H O ·Λ O SQ

E -a- Ό rv — -h CT o oo ro so /5 00 - -3- -a- -3- en •H ' '

CO

CC — o co -h \r\ ov «d- 2 -*-*ε «λ w\ ^ σ\ 2 O H'·—' \0 Ό νΟ ν\ ^ ^ C0 •Η Η ο (όί ο ο ο ο Ο η. Ιο >Λ O' -3- srs ΟΝ ®3 «7 τ *γ «V *ν ^ u Ο Ο Ο Ο ¢5 ,® ;® JJJ ΓΊ — (N <Μ «Ν ΐ! Ιο «*w — ^1 ο <21 SO rl 2 SOI ΓΝ

^ -S m Ο oo O' SO 00 os N. OS O0 OS

a. rr ou cn| γί <ν|<ν cm ομ|γ^ cm| cm ε <ή <ή s—'

:C0 >>J

4-> R ο ο ο ο ο τχ oo so σ' Γν σ -η — — —1 <μ a? b? 01 so 2 rv co •CO ^-V CO 03 •g . 3 3 >· e 00 SD SO. VO 00 Sm

a H - <N (N <N — .¾ -H

3 o o -3 4-> 4->

·Η -H

a a (A < * □ ιΛ (Λ csj aa

G) O- N <N

TD I a. Q- _C -H -H «m

D TJ Ή 1ΓΝ —« 1Λ -d* k/-\ VV

co o >* <N ro O — *?7=

3 -5 £ - - - N o O O

O E -u .. ·· ·· ·· .. -3-0 O CO C __ _ _ _ _ _ * 3 S = o "tl I” £

£ "h -H

JS g. 'T * * £ £

ai ro -H -Iso £ 5 rjo o? °o SS

_a £ e ers - ^ « σ' rv- oo o o OM\ —. 00 CO ^ Us ^ 00 rv* 21 ST LvU- 5 o E * * e <*- — * ro ro

H O

a i-u

Csl ΓΑ <T (Λ so i—4 ·Ή ·<Η •'i *Ή _*_*.¥.* Ja: L·» U U U f-> 03 03 03 03 03 e ε e e e •H ·Η Ή ·Η Ή

03 03 CO 03 CO

uj uj uj uj uj I)

Claims (7)

1. 9 81 569
2. 1. Menetelmä valmistaa kaavan I mukaista iminodibentsyy1ia ^CH 2-CH 2 NH^ kuumentamalla kaavan II mukaista 2,2 '-diaininodibentsy y 1 iii O-L-CH, o: ;o. NH2 h2n fosforihappojen kanssa sulatetussa tilassa, tunnet-t u siitä, että reaktio suoritetaan jatkuvatoimisesti useammassa vaiheessa, jolloin a) sulatettu 2,2'-diaminodibentsyyli ja fosforihappo, jotka kummatkin ovat lämpötilassa välillä 160 ja 200°C. syötetään diaminodibentsyylijP^O^ moolisuhteessa 1:1 1:2,b erillään ensimmäiseen vaiheeseen, jossa tapahtuu neutralointi samalla, kun kehittyy lämpöä, ja kondensointi suoritetaan seuraavassa reaktiovaiheessa lämpötilassa 260 - 320°C, minkä jälkeen b) reaktioseos siirretään jäähdyttämättömänä viimeisestä vaiheesta jatkuvana poistovirtana kuumennet tuuri soparaat tur iin ja erotetaan 160 - 300°C:ssa tuotevirtaan, joka sisältää sulasta iminodibentsyylistä muodostuvan ylä taas in, ja 10 81 569 jätevirtaan, joka sisältää fosforihapon ja ammoniumfosfaatin ala faasina.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä reaktiovaiheessa lämpötilaksi annetaan säätyä 290 - 300°C ja toisessa reaktio-vaiheessa pidetään lämpötila 280 - 290°C:ssa.
4. 3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että reaktio suoritetaan 8 - 1.9 vaiheessa.
5. 4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 2,2 ' -diaminodibentsyyliä ja fosforihappoa (laskettuna P^O^snä) käytetään moolisubteessa 1:1 - 1:2.
6. 3. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 2,2'-diaminodibentsyyliä ja fosforihappoa (laskettuna P^O^tnä) käytetään moolisuhteessa 1:1 - 1:1,5.
7. 6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotevirran ja poistovirran erottaminen suoritetaan lämpötilassa 230 - 250°C. li 11 81böy