NO137205B - Analogifremgangsm}te for fremstilling av piperazinpyrimidiner med terapeutisk virkning - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av trimethylborat.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av trimethylborat B(OCH:i).:.

Hittil er trimethylborat i alminnelighet fremstillet ved omsetning av borsyre eller borsyreanhydrrd' med methanol. I begge til-felle får man som det første reaksjons-produkt en azeotropisk blanding av trimethylborat og methanol med den omtrent-lige sammensetning B(OCH:i)n.CH:!OH. Der er foreslått og anvendt mange metoder for adskiiielse av denne azeotropiske blanding. Disse metoder er hovedsakelig basert på: 1) - Anvendelse av anorganiske salter som kloridene av lithium, natrium, kalsium, magnesium og aluminium, som er meget oppløselige i methanol og tungt oppløselige i trimethylborat. De frembringer derfor adskillelse av den azeotropiske blanding i to skikt av hvilke det ene består av nesten rent trimethylborat. Dette kan derfor ren-ses ved rektifikasjon. 2) Anvendelse av væsker som ved tilsetning til den azeotropiske blanding med methanol danner en annen azeotropisk blanding hvis- kokepunkt er lavere enn tri-methylfoorait-methanol-Mandingens koke-purøkt. Et typisk eksempel på sådanne' væsker er carbonsulf id som med methanol danner en azeotropisk blanding hvis kokepunkt er 38°C. 3) Anvendelse av væsker som er fullstendig oppløselige i den ene a-v den azeotropiske blandings to bestanddeler, men tungt oppløselige i den annen. Når' sådanne væsker tilsettes til blandingen, forårsaker de utskillelse av to skikt, og fra det ene av disse kan rent trimethylborat lett fåes ved

destillasjon. Blandt slike væsker er vaselin - olje som er fullstendig oppløselig i trimethylborat, men uoppløselig i methanol, samt svovelsyre som' er fullstendig oppløselig i methanol, men tungt oppløselig i trimethylborat.

For fremstilling i laboratoriet kan også anorganiske salter- brukes; særlig kalsium-klorid eller lithiumklorid, men ved arbeide i industriell målestokk er anvendelse' av vaselinolje eller svovelsyre' nødvendig. Anvendelse av svovelsyre har imidlertid ikke vært ansett for tilrådelig,, da en betydelig mengde trimethylborat går tapt i svovelsyre-methanol-oppløsningen.

Det er nu funnet at anvendelse av svovelsyre som separasjonsmiddel for azeotropiske blandinger av trimethylborat og methanol'i en overraskende grad er fordelaktig når syren sirkulerer i prosessen under til-bakeføring til en forestringsreaktor. Herved blir det mulig å gjenvinne methanol og trimethylborat som er tilstede i det tilbake-førte materiale. Ved hjelp av fremgangs-måten ifølge oppfinnelsen oppnåes der et praktisk talt kvantitativt utbytte både av borsyre og av methanol.

I vedføyede tegning vises et prosess-diagram i hvilket 1 betegner en reaktor hvor forestringsreaksjonen mellom borsyre og methanol utføres i nærvær av svovelsyre. Trimethylboratet avdestillerer i form av en azeotropisk blanding med methanol, sammen med overskudd av den methanol som er anvendt for forestringsreaksjonen.

Apparaturen er fortrinsvis av bly eller annet materiale som er motstandsdyktig mot ca. 40%'s svovelsyre ved temperaturer fra 130 til 150°C.

Gjennom ledningen 5 tilføres reaktoren 1 en blanding av methanol og svovelsyre som inneholder litt trimethylborat og som er erholdt ved å blande tilbakeført materiale fra ledningene 7 og 12 med ren methanol. Gjennom ledningen 6 tilføres borsyre 1 fast form og som er erholdt ved tilsetning av ren borsyre til tilbakeført borsyreholdig materiale fra ledningen 15. Forestringen foregår ved oppvarmning av blandingen i reaktoren 1 til kokning, og altså under av-destiilasjon av trimethylborat i form av en azeotropisk blanding med methanol. Derpå avdestillereres overskudd av methanol som føres tilbake til reaktoren gjennom ledningen 7.

Det syreholdige residuum med høy temperatur tas ut fra reaktoren gjennom ledningen 9, avkjøles, hvorved mesteparten av ikke reagert borsyre utfelles og ledes til filteret 4 ved romtemperatur. Her gjenvinnes borsyre og føres tilbake gjennom ledningen 15.

Filtratet fra filtratet 4 består av svovelsyre fortynnet med vannet fra forestringen samt en meget liten mengde methanol og borsyre og ledes bort fra prosessen.

Den azeotropiske blanding av trimethylborat og methanol som er avdestillert fra forestringsreaktoren blandes med til-' bakeført azeotropisk blanding fra ledningen 10 og går derfra til en vaske-separator 2 sammen med en viss mengde konsentrert svovelsyre som tilføres gjennom ledningen 11.

Ved å utføre f.eks. tre vaskninger med forskjellige mengder svovelsyre får man på den ene side nesten rent trimethylborat og pa den annen side en blanding av svovelsyre, methanol og trimethylborat som føres tilbake til forestringsreaktoren.

Det erholdte trimethylborat ledes etter vaskningen med konsentrert svovelsyre inn i et destillasjonsapparat 3 fra hvilket man får den azeotropiske blanding som føres tilbake gjennom ledningen 10, samt rent trimethylborat som tas ut gjennom ledningen 14.

Graden av overføring av borsyre til trimethylborat i forestringstrinnet er hovedsakelig avhengig av mengdeforholdet methanol: borsyre, samt av den tilstedevær-ende mengde svovelsyre.

Det foretrekkes å anvende et molart forhold CH3 " OH =2,5 ganger det teore-H:s BOb

H-SO-i tiske, samt et vektsforhold — — = 0,6.

Hs BOa

Imidlertid er det mulig å bruke andre mengdeforhold hvorved graden av omdannelse av borsyre varierer litt.

En annen faktor som kan innvirke på omdannelsen er destillasjonens varighet. Når dannelsen av trimethylborat blir lang-som, foretrekkes det å avbryte destillasjo-nen av den azeotropiske blanding og lede til gjenvinning methanolen som så anvendes påny i den samme reaktor.

Når man anvender et molforhold på f. CH3OH

eks. = 2,3, og et vektsforhold

H3BO3

H2SO4

—= 0,6 samt en destillasjonstid på HhBO»,

8-10 timer, kan der oppnåes en omdannelse av borsyre på 89%.

De ovenfor angitte data referer seg til anvendelsen av ren methanol og 98-100%'s svovelsyre. Ved anvendelse av f.eks. 96%'s methanol og 94%'s svovelsyre avtar omdannelsen av borsyre ganske lite. Den erholdte azeotropiske blanding har i alminnelighet et innhold av trimethylborat på ca. 70-72 %. Dette er litt lavere enn det teoretiske som er 74,5%. Det foretrekkes å vaske slike azeotropiske blandinger mere enn én gang med konsentrert svovelsyre, f.eks. tre ganger.

Som et eksempel beskrives i det føl-gende en vaskeprosess bestående av tre trinn: I en skilletrakt anbringes 1000 deler av en blanding som består av 70% trimethylborat og 30% methanol. Blandingen tilsettes 170 deler 100%'s svovelsyre og blandes i nogen tid hvorpå man lar den stå. Der skiller seg ut to skikt med følgende sammensetning.

Operasjonen gjentas ved å tilsette 35 deler 100%'s svovelsyre til skikt 2. Der danner seg påny to skikt med følgende sammensetning:

Den samme operasjon gjentas så for

tredje gang ved å tilsette skikt 2 23 deler

100%'s svovelsyre. Der danner seg to skikt

med følgende sammensetning:

Skikt 1: 46 deler Av de 700 deler trimethylborat som opp-rinnelig var tilstede i den azeotropiske blanding, utvinnes ved slutten av den tre-trins operasjon 609 deler med 99,5%'s ren-609 het. Dette tilsvarer et utbytte på x 100 = 87% trimethylborat med 99,5%'s renhet, men som ved ytterligere rensning kan brin-ges på en renhet av 100%. Det totale utbytte er således praktisk talt kvantitativt både beregnet på den anvendte borsyre og på den anvendte methanol. Ved å gå frem som ovenfor angitt varierer nemlig utbyttet beregnet på borsyre fra 96 til 98%, mens utbyttet beregnet på methanol varierer fra 94 til 96%.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av trimethylborat ved forestring av borsyre ned et overskudd av methanol i nærvær iv svovelsyre og derpå følgende adskillelse iv trimethylboratet fra den erholdte azeo-;ropiske blanding av methanol-trimethyl-Dorat ved behandling av denne med konsentrert svovelsyre, karakterisert/ed at hele mengden av den svovelsyre iom anvendes til adskillelsen av den azeo- .ropiske blanding føres tilbake til forest- •ingsreaktoren, hvorved methanol og tri-nethylborat som er tilstede i svovelsyren gjenvinnes.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at man anvender methanolen og borsyren i et molart for-aold CH.sOH : HnBOa på mellom 1 og 5 -anger det teoretiske, fortrinsvis 2,5 ganger let teoretiske.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller l, karakterisert ved at man anven-ier svovelsyren og borsyren i et vektsforhold HjSOi : H3BO3 i forestringstrinnet på nellom 0,2 og 1,5, fortrinnsvis 0,6.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilkensom-lelst av de foregående påstander, k a r a k - erisert ved at man til adskillelse av len azeotropiske blanding anvender svovelsyre med en konsentrasjon mellom 98 og 100%.