HU202213B

HU202213B - Process for producing acylated imidazol- and pyrazol derivatives

Info

Publication number: HU202213B
Application number: HU883782A
Authority: HU
Inventors: Helmut Lermer; Wolfgang Hoelderich; Toni Dockner; Hermann Koehler
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1991-02-28
Also published as: YU46984B; YU141388A; ATE78469T1; IL86972A; IL86972A0; DE3872968D1; EP0300324B1; HUT49584A; DE3724035A1; EP0300324A1; JPS6461462A

Description

A találmány tárgya eljárás acilezett imidazol- és pirazolszármazékok előállítására, a megfelelő szubsztituálatlan vagy szubsztituált imidazolnak vagy pirazolnak acilezőszerekkel, katalizátor jelenlétében való közvetlen acilezésével.

Az imídazoloknak Friedel-Crafts reakcióban való közvetlen C-alkilezése eddig ismeretlen volt, illetve technikai méretekben nem volt kivitelezhető [lásd A. R. Katritzky és C. W. Rees, Comprehensive Heterocyclic Chemistry, 5. kötet, 402. oldal (1984) Pergamon Press;

K. Hofmann, The Chemistry of Heterocyclic Compounds, 6. kötet: Imidazole and its derivates, I. rész, 49. és 59. oldal (1953) Interscience Publishers)].

Ezért eddig arra kényszerültek, hogy az előállítást más utakon végezzék el, például N-acetil-imidazoloknak fotokémiai átrendeződésével [lásd J. L. La Mattina és társai, J. Org. Chem. 48, 897-898 (1983)] vagy 4-formil-imidazoloknak Grignard-reagenssel való reakciójával és ezt követő oxidációjával [lásd például R. Paul és társai, J. Med. Chem. 28, 1704-1716 (1985)] vagy 4-acil-amino-5-metil-izoaxazoioknak hidrogenolízisével (lásd EP156 644, Pfizer szabadalom).

Ezek a módszerek azonban költségesek, és technikai méretekben nem kivitelezhetőek.

A pirazolgyűrű Friedel-Crafts acilezése sem járható út Az acil-pirazolokat ezért eddig csak költséges eljárásokkal tudták előállítani, például pirazol-3-karbonil-klorid és benzol reakciójával (Friedel-Crafts reakció) vagy a megfelelően szubsztituált nem gyűrűs kiindulási vegyületekből végzett pirazolgyűrű szintézisekkel [lásd The Chemistry of Heterocyclic Compounds, 20. kötet, R. H. Wiley (szerkesztő) 117-124. oldal (1967)].

A pirazolgyűrűnek technikai méretekben is érdekes, közvetlen acilezését eddig még nem írták le.

Azt találtuk, hogy közvetlenül C-acilezett (I) általános képletű imidazolokat és (II) általános képletű pirazolokat állíthatunk elő - az (I) általános képletben R¹ hidrogénatom vagy 1^4 szénatomos alkilcsoport,

R² hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport és R³ 1-4 szénatomos alkilcsoport és az acilcsoport 4vagy 5-helyzetben lehet; a (Π) általános képletben R³ 1-4 szénatomos alkilcsoport (III) általános képletű imidazolokból, illetve (IV) képletű pirazolból - a képletben

R¹ és R² a fenti jelentésűek (V) általános képletű acilezőszcrekkel - a képletben R³a fenti jelentésű és Y lehasadó csoportot, így halogénatomot, alkoxi-, acil-oxi-, hidroxi-, amido- vagy karboxicsoportot jelent - zeolitkatalizátorok jelenlétében.

Így például az [A] reakcióvázlat szerint a 2-metil-imidazolból eceetsavanhidriddel, zeolitkatalizátor jelenlétében, 4-acetil-2-metil-imidazolt nyerünk. A 4-metil-imidazol analóg reakciójával 2-acetil-4-metil-imidazol mellett főleg 5-acetiM-metil-imidazolt nyerünk.

A találmány szerinti eljárás elegánsan kiküszöböli az eddig ismert többlépéses előállítási reakciók hátrányait.

A találmány szerinti eljáráshoz alkalmas heteroaromás vegyületek a (III) általános képletű imidazolok és a (IV) képletű pirazolok, így példáid az imidazol, 2-metil-imidazol, 4-metil-imidazol, 4-n-butil-imidazol, 2-izopropil-imidazol, 2-izopropil-4-etil-imidazol, 2,4-di(n-butil)-imidazol vagy pirazol.

A találmány szerinti eljáráshoz acilezőszerként a szokásos vegyületeket alkalmazhatjuk, például aceülkloridot, ecetsavat, ecetsavanhidridet, metil-acetátot, etil-acetátot, acetamidot, propionsavkloridot, propionsavat, propionsavanhidridet, vajsavat, vajavkloridot, vajsavanhidridet, izovajsavat, izovajsavkloridot, izovajsavanhidridet, valeriánsavat, valeriánsavkloridot.

A találmány szerinti eljárásnál katalizátorként zeolitot használunk. A zcolitok olyan kristályos alumíniumszilikátok, amelyeknek nagyon szabályosan felépített kristályos szerkezetük van, és amely kristályos szerkezet SiÖ₄- és A10₄-tetraéderek merev háromdimenziós hálózatából áll, amelyeket közös oxigénatomok kötnek össze. A szilícium- és alumíniumatomok aránya az oxigénatomokhoz = 1: 2. Az A10₄-tetraéderek negatív töltését a kristályrácsba beépült kationok, például alkálifém- vagy hidrogénionok egyenlítik ki. A kristályrács kationjai könnyen kicserélhetők más fémionokra. A tetraéderek közötti teret a szárítással, illetve kihevítésscl való vízelvonás előtt vízmolckulák töltik ki.

A zeolitokban a kristályrácsba alumínium helyett más elemek, így bór, gallium, vas, króm, vanádium, arzén, antimon vagy berílium is beépülhetnek, vagy a kristályrácsban a szilíciumot más négy vegyértékű elem, így germánium, titán, cirkónium vagy hafnium is helyettesítheti.

Szerkezetüknek megfelelően a zeolitok különböző csoportokba tartoznak. így a mordenit-csoportnál a tetraéderek láncokat, a kabazit-csoportnál rétegeket képeznek, míg a faujasit-csoportnál a tetraéderek poliéderekké rendeződnek, például köbös oktaéderekké, amelyek négy- illetve hattagú gyűrűkből épülnek fel. A köbös oktaédereknek egymáshoz való kapcsolódásától függően a kristályrácsban különböző nagyságú üregek és pórusok keletkeznek, aminek alapján A, L, X vagy Y típusú zeolitokat különböztetünk meg.

A találmány szerinti eljárásnál számításba vehető katalizátorokként szerepelhetnek például a mordenit-csoportba tartozó zeolitok, az erionit illetve kabazit típusú, szűk pórusú zeolitok, vagy a faujasit típusú zeolitok, például az Υ-, X- vagy L-zeolitok. A zeolitoknak ebbe a csoportjába tartoznak az úgynevezett „ultrastabil”, faujasit típusú zeolitok, azaz az alumíniummentesített zeolitok is. Az ilyen zeolitok előállítására szolgáló eljárásokat ismertet a „Catalysis by Zeolites” 5. kötetének Surface Science and Catalysis tanulmánya (szerkesztő: B. Imelik és társai), Elsevier Scientific Publishing Company 1980, 203. oldal és a „Crysial Structures of Ultra-stable Faujasites” Advances in Chemistry Series Nr. 101, American Chemical Society, Washington, DC a 226. oldaltól (1971), valamint a 4 512 961 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás.

Előnyös a pentasil típusú zeolitoknak katalizátoiként való alkalmazása. Ezeknél az alapegység SiO₄-tetraéderekből felépített öttagú gyűrűből áll. Ezeket magas S1O2/AI2O3 arány jellemzi, valamint olyan pórusméret, amelyik az A típusú és az X vagy Y típusú zeolitok pórusmérete között van.

A katalizátorként felhasználható zeolitok különböző kémiai összetételűek lehetnek, például alumínium-, bór-, vas-, berílium-, gallium-, króm-, arzén-, antimonés bizmut-szilikát zeolitok és ezek elegyei, valamint alumínium-, bór-, gallium-, vas-germanát zeolitok és ezek elegyei. A találmány szerinti eljáráshoz katalizátorként különösen alkalmasak a pentasil típusú alumínium-, bór- vagy vas-szilikát zeolitok. Az alumínium-szi-23

HU 202 213 Β

1ikát zeolitot például alummiumvegyületből, előnyösen alumínium-hidroxidból vagy alumínium-szulfátból és szilíciumkomponensből, előnyösen nagyon finom eloszlású szilícium-dioxidból állítjuk elő vizes aminoldatban, főleg polaminok, így 1,6-hexán-diamin, 1,3-propán-diamin vagy trietilén-tetramin oldatában, adott esetben az oldathoz bázikus alkálifém- vagy alkáliföldfém-vegyületeket adva, 100 ’C-tól 220 ’C-ig teijedő hőmérsékleten, és az elegy tenzióján. Ide tartoznak az EP 34 727 számú szabadalmi leírásból ismert izotaktikus zeolitok is. A kapou alumínium-szilikát zeolitokban a SiO^Al^ arány 10 és 40000 között van, a kiindulási vegyületek mennyiségének megválasztásától függően. Az ilyen alumínium-szilikát zeolitokat éteres közegben, így dietilénglikol-dimetil-éterben, alkoholos közegben, így metanolban vagy 1,4-bután-diolban vagy vízben is szintetizálhatjuk.

A bór-szilikát zeolitot például 90 ’C-tól 200 ’C-ig terjedő hőmérsékleten, az elegy tenzióján állíthatjuk elő úgy, hogy bórvegyületet, például bórsavat szilícium vegyülettel, előnyösen nagyon finom eloszlású szilícium-dioxiddal reagáltatunk vizes aminoldatban, főleg

1.6- hexán-diamin, 1,3-propán-diamin vagy trietilén-tetramin oldatban, adott esetben az oldathoz bázikus alkálifém- vagy alkáliföldfémvegyületet adva. Az EP 34 727 számú szabadalmi leírás szerint előállított izotaktikus bór-szilikát zeolitokat is előnyösen alkalmazhatjuk. A találmány szerinti eljáráshoz olyan bór-szilikát zeolitokat is alkalmazhatunk, amelyeket vizes aminoldat helyett éteres oldatból, például dietilénglikol-dimetil-éterből vagy alkoholos oldatból, például

1.6- hexán-diolból kristályosítunk ki.

Vas-szilikát zeolitot nyerünk például vasvegyületből, előnyösen vas(III)-szulfátbó! és szilíciumvegyületből, előnyösen nagyon finom eloszlású szilícium-dioxidból vizes aminoldatban, főleg 1,6-hexán-diamin oldatban, az oldathoz adott esetben bázikus alkálifémvagy alkáliföldfém-vegyületet adva, 100 ’C-tól 200 ’Cig terjedő hőmérsékleten, és az elegy tenzióján.

A találmány szerinti eljáráshoz katalizátorként használható szilíciumban dús zeolitokhoz (SiCVA^Oj arány legalább 10) tartoznak az ismert ZSM-típusok, valamint a Ferricrit és a NU-1, továbbá a Silicalite⁰”, molekulaszita, úgynevezett Silica Polymorph.

Az így előállított alumínium-, bór- és vas-szilikát zeolitokat a reakcióelegyből való elkülönítésük után 100 ’C-tól 160 ’C-ig terjedő, előnyösen azonban 110 ’C-os hőmérsékleten szárítjuk, majd 450 ’C-tól 550 ’C-ig terjedő, előnyösen azonban 500 ’C-os hőmérsékleten hevítjük, és végül a kapott zeolithoz 90 : 10 - 40 : 60 tömegszázalékos arányban kötőanyagot keverünk, és az elegyet pászmává extrudáljuk vagy tablettákká préseljük. Kötőanyagként szerepelhetnek a különféle alumínium-oxidok, előnyösen a böhmit, azok az amorf alumínium-szilikátok, amelyekben a szilícium-dioxid/alumínium-oxid arány 25 : 75 - 90: 5 között változik, illetve az arány előnyösen 75 : 25, a szilícium-dioxid, előnyösen a nagyon finom eloszlású szilícium-dioxid, titán-dioxid, nagyon finom eloszlású szilícium-dioxid és nagyon finom eloszlású alumíniumoxid elegyei, valamint az agyag. Formálás után az extrudált vagy préselt termékeket 16 óra hosszat szárítjuk 110 ’C-on, majd 16 óra hosszat kihevítjük 500 ’C-on.

Jó minőségű kataliziátorokat úgy is előállíthatunk, hogy a reakcióelegyből elkülönített alumínium- illetve bór-szilikát zeolitokat közvetlenül a szárítás után formázzuk, és csak az így kapott terméket hevítjük ki. Az alumínium- és bór-szilikát zeolitokat tiszta formában, kötőanyag nélkül, mint pászmát vagy tablettákat használhatjuk fel, és a reakcióhoz formázó- vagy peptizálószerként például etil-cellulózt, sztearinsavat, burgonyakeményítőt, hangyasavat, oxálsavat, ecetsavat, salétromsavat, ammóniát, aminokat, szilikoésztereket és grafitot, vagy ezek elegyeit használhatjuk.

Ha az előállítása alapján a zeolit nem a katalitikusán aktív savanyú H-formájában, hanem a Na-formájában van, úgy ezt például ammóniumionnal végzett ioncserével, az ezt követő kihevítéssel vagy savakkal való kezeléssel teljesen vagy részlegesen a kívánt H-formájúvá alakíthatjuk át

Ha a találmány szerinti eljárás során a zeolitkatalizátor kokszkiválás miatt dezaktiválódik, úgy célszerű a zeolitkatalizátort regenerálni a kokszlerakódás levegővel vagy levegő/nitrogén gázeleggyel végzett, 400 ’Ctól 550 ’C-ig terjedő hőmérsékleten, előnyösen 500 ’Con való eltávolításával. így a zeolitok visszanyerik kezdeti aktivitásukat.

Parciális kokszosodással lehetséges a kívánt reakciótermék szelektivitás-optimumának megfelelő reakcióaktivitást beállítani.

A lehető legnagyobb szelektivitás, magas konverziófok valamint hosszú üzemidő elérése céljából előnyös a zeolitokat módosítani. A katalizátorok egyik alkalmas módosítása abban áll, hogy a formázott vagy formázatlan zeolitokhoz, ioncserével vagy impregnálással, fémsókat adunk. A fémsó fémkomponense lehet alkálifém, így lítium, kálium, cézium, alkáliföldfém, így magnézium, kalcium, bárium, földfém, így bór, alumínium, gallium, átmenetifém, így réz, cink, króm, mangán, vas, kobalt, nikkel, wolfrám és molibdén, nemesfém, így palládium, platina, ródium, irídium és ritkaföldfém, így cérium, lantán, prazeodimium, neodinium.

A fémsónak a katalizátorhoz való hozzáadását előnyösen úgy végezzük el, hogy a formázott zeolitot függőleges csőbe töltjük, és a fenti fémek halogenidjének vagy nitrátjának vizes vagy ammóniás oldatát 20 ’C-tól 100 ’C-ig terjedő hőmérsékleten, ezen a csövön átvezetjük. Ilyen ioncserét a zeolit hidrogén-, ammóniumvagy alkálifémion formájával hajthatunk végre. A zeolitra való fémfelvitelnek egy további lehetséges módja abban áll, hogy a fenti fémek halogenidjével, nitrátjával vagy oxidjával a zeolitot impregnáljuk, vizes, alkoholos vagy ammóniás oldatban. Mind az ioncserét, mind pedig az impregnálást legalább egy szárítás, és kívánt esetben még egy kihevítés is követi.

Ennek egy lehetséges kivitelezési módja abban áll, hogy réz-nitrát-trihidrátot vagy kobalt-nitrát-hexahidrátot vagy cérium-nitrát-hexahidrátot vagy lantán-nitrát-hexahidrátot vagy cézium-karbonátot vízben oldunk. Ezzel az oldattal a formázott vagy formázatlan zeolitot bizonyos ideig, körülbelül fél óra hosszat átitatjuk. Az adott esetben feleslegben maradt oldatot rotációs bepárlón vízmentesítjük. Ezután az átitatott zeolitot körülbelül 150 ’C-on szárítjuk és 550 ’C-on kihevítjük. Ezt az átitatási eljárást egymás után többször is megismételhetjük, amíg a kívánt fémtartalmat meg nem kapjuk.

Úgy is eljárhatunk, hogy például vizes kobalt-nitrát oldatot vagy ammóniás ólom-nitrát oldatot állítunk elő, és ebben az oldatban a tiszta zeolitport 40 ‘C-tól

HU 202 213 Β

100 ’C-ig terjedő hőmérsékleten, 24 óra hosszat keverjük. Szűrés, körülbelül 150 ’C-on való szárítás és körülbelül 500 ’C-on való kihevítés után, az így nyert zeolit katalizátorport kötőanyaggal vagy anélkül pászmává, tablettákká vagy fluidizációs pelletekké dolgozzuk fel.

A hidrogén-, ammónium- vagy alkálifémion formában lévő zeolitok ioncseréjét úgy hajthatjuk végre, hogy a rudacskákká vagy tablettákká formált zeolitot oszlopba töltjük, és ezen az oszlopon, enyhén emelt, 30 ‘C és 80 ’C közötti hőmérsékleten vizes kobalt-nitrát oldatot vagy ammóniás ólom-nitrát oldatot 15-20 óráig körforgalomban tartunk. Ezután a töltetet vízzel mossuk, körülbelül 150 ’C-on szárítjuk és körülbelül 550 ’C-on kihevítjük.

Némely fémvegyülettel, például palládium-, réz-, nikkel vegyülettel ellátott zeolitnál előnyös az utólagos hidrogénezés.

A zeolit katalizátorok módosításának egy további lehetősége abban áll, hogy a formázott vagy formázatlan zeolit katalizátort savval, így sósavval, folysavval vagy foszforsavval és/vagy vízgőzzel kezeljük. Ennek az eljárásnak előnyös megvalósílási formája az, hogy a porított zeolitot 1 N foszforsavban, 80 ’C-on, 1 óra hosszat kezeljük. A kezelés után a zeolitport vízzel mossuk, 110 ’C-on 16 óra hosszat szárítjuk, majd 500 ’C-on 20 óra hosszat kihevítjük. Egy másik változat szerint a zeolitot kötőanyaggal való formálása előtt vagy után, például 3-25 tömegszázalékos, főleg 12-20 tömegszázalékos vizes sósavval 60-80 ’C-os hőmérsékleten, 1-3 óra hosszat kezeljük. Végül a kezelt zeolitot vízzel mossuk, szárítjuk és 400-500 ’C-on kihevítjük.

A savkezelés egy jellegzetes kiviteli formája abban áll, hogy a zeolitot, formálása előtt emelt hőmérsékleten, folysavval, általában 0,001-2 N, előnyösen azonban 0,05-0,5 N folysavval kezeljük, például úgy, hogy a zeolitot a folysavban 0,5-5 óra, előnyösen azonban 1-3 óra hosszat visszafolyató hűtő alatt forraljuk. A zeolitnak a savból például kiszűréssel való elkülönítése után, a zeolitot mossuk, célszerűen 100-160 ’C hőmérsékleten szárítjuk és 450-600 ’C-os hőmérsékleten kihevítjük. Egy további előnyös kiviteli forma szerint a savkezelést úgy végezzük el, hogy a zeolitot kötőanyaggal való formálása után általában 3-25 tömegszázalékos, előnyösen azonban 12-20 tömegszázalékos sósavval, emelt, célszerűen 50-90 ’C-os hőmérsékleten, előnyösen 1-3 óra hosszat kezeljük. Végül általában a zeolitot kimossuk, célszerűen 100-160 ’C-os hőmérsékleten megszárítjuk és 450-600 ’C-os hőmérsékleten kihevítjük. Adott esetben előnyös lehet az egymást követő folysavas és sósavas kezelés is.

Más módszer szerint a zeolitokat foszforvegyületek, így trimetil-foszfát, trimetoxi-foszfm, primer-, szekunder- vagy tercier nátrium-foszfát felvitelével is módosíthatjuk. Különösen előnyös a primer nátrium-foszfáttal való kezelés. Ennél az eljárásnál a rudacskákká, tablettákká vagy fluidizációs pelletekké formázott zeolitot vizes nátrium-dihidrogén-foszfát oldattal átitatjuk, 110 ’C-on szárítjuk és 500 ’C-on kihevítjük.

Az így nyert katalizátorokat 2-4 mm-es rudacskák,

3-5 mm átmérőjű tabletták, 0,1-0,5 mm szemcsenagyságú zúzalék vagy fluidizációs pellet formájában használhatjuk fel.

A találmány szerinti eljárásnál a szokásos reakciófeltételek az előnyös gázfázisú reakcióknál 300-600 ’C, előnyösen azonban 400-550 ’C hőmérséklet és 0,1-20, előnyösen 0,5-5 g töltet/g katalizátor · óra terhelés. A reakciót szilárd- és fluidágyas reakcióként is megvalósíthatjuk.

A reakciót folyadékbázisban szuszpenziós, permetezéses vagy zagyszivattyúzásos technikával is megvalósíthatjuk, 50 ’C és 300 'C közötti, előnyösen azonban 100 ’C és 250 ’C közötti hőmérsékleten és 100:1-től 5 : 1-ig, előnyösen azonban 60: 1-től 10:1-ig teqedő kiindulási vegyület g/katalizátor g aránynál.

Az eljárást általában légköri nyomáson vagy a kiindulási vegyület illékonyságától függően csökkentett vagy növelt nyomáson hajtjuk végre. Előnyös a folyamatos üzemmód.

Nehezen illő vagy szilárd kiindulási vegyületeket oldott formában, például tetrahidrofurános, toluolos vagy petroléteres oldatuk formájában alkalmazzuk. Általában lehetséges a kiindulási vegyületeknek a fenti oldószerekkel vagy közömbös gázokkal, így nitrogénnel, argonnal, héliummal vagy vízgőzzel való hígítása is.

A reakció után a keletkezett acilezett imidazolokat vagy pirazolokat a szokásos eljárásokkal, például desztillációval különíthetjük el a reakcióelegyből; a reagálatlan kiindulási vegyületeket pedig adott esetben visszavezetjük a reakcióba.

Példák a találmány szerinti eljárás megvalósítására: 1-14. példák:

A reakciókat gázfázisban, izoterm viszonyok között hajtjuk végre, az 1. és 2. példa esetében csőreaktorban (belső átmérő = 2,5 cm, csőhossz = 80 cm) illetve a

3—14. példa esetében csőkígyóban (belső átmérő = = 0,6 cm, csőhossz = 90 cm) és a reakcióidő legalább 6 óra. A reakciótermékeket a reakcióelegyből a szokásos eljárásokkal különíthetjük el, és gázkromatográfiával, tömeg- és NMR-spektroszkópiával vagy olvadáspontjukkal minősítjük. A reakciótermékek és a kiindulási vegyületek mennyiségi meghatározása gázkromatográfiával vagy HPL-kromatográfiával történik.

A példákban szereplő katalizátorok a következők:

A katalizátor:

A pentasil típusú bór-szilikát zeolitot hidrotermál eljárással állítjuk elő, keverős autoklávban 640 g nagyon finom eloszlású szilícium-dioxidból, 122 g bórsavból, 8000 g 50 tömegszázalékos vizes 1,6-hexán-diamin oldatból, 170 ’C-on és a reakcióelegy tenzióján. Ezután a kristályos reakcióterméket kiszűrjük, kimossuk, 100 ’C-on 24 óra hosszat szárítjuk, majd 500 ‘C-on 24 óra hosszat kihevítjük. Ennek a bór-szilikát zeolitnak az összetétele: 94,2 tömegszázalék szilícium-dioxid és 2,3 tömegszázalék bór-trioxid.

Ebből a zeolitból segédanyag hozzáadásával végzett formálással 2 mm-es rudacskákat állítunk elő, amelyeket 110 ’C-on 16 óra hosszat szárítunk, és 500 ’C-on 24 óra hosszat kihevítünk.

B katalizátor:

Ezt a katalizátort úgy állítjuk elő, hogy a kereskedelmi forgalomban szokásos Na-Y-zeolitot porformában böhmittel (tömegarány = 60:40) 2 mm-es rudacskákká formázzuk, amelyeket 110 ‘C-on 16 óra hosszat szárítunk, és 500 ’C-on 16 óra hosszat kihevítünk.

A rudacskák Na-tarialmát 20 t%-os ammónium-klo-47

HU 202 213 Β rid oldattal (tömegarány = 1:15) 80 'C-on ammóniumionra cseréljük: ki. A katalizátort kloridionmentesre mossuk, 110 *C-on szárítjuk és 500 ‘C-on 5 óra hosszat kihevítjük. A katalizátor Na-tartalma 0,40%.

C katalizátor:

A pentasil típusú alumínium-szilikát zeolitot a hidrotermál eljárás feltételei között, keverős autoklávban állítjuk elő, 650 g nagyon finom eloszlású szilícium-dioxidból, 203 g alumínium-szulfát-oktadekahidrátból és 10 g 50 tömegszázalékos vizes 1,6-hexán-diamin oldatból, 150 'C-on és a reakcióelegy tenzióján. Ezután a kristályos reakcióterméket kiszűrjük, kimossuk, 110 ’C-on 24 óra hosszat szárítjuk, majd 500 ’C-on 24 óra hosszat kihevítjük. Ennek az alumínium-szilikát zeolitnak az összetétele: 92,8 tömegszázalék szilícium-dioxid és 4,2 tömegszázalék alumínium-oxid.

D katalizátor:

Ezt a katalizátort úgy állítjuk eló, hogy alumínium-szilikát zeolitot (lásd C katalizátort) böhmitlel (tömegarány = 60:40) 2 mm-es rudacskákká formálunk, amiket 110 ’C-on 16 óra hosszat szárítunk és 500 ’C-on 16 óra hosszat kihevítünk.

E katalizátor:

Ezt a katalizátort úgy állítjuk elő, hogy a B katalizátornál leírt eljárás szerint ammónium-szulfáttal kicserélt Na-Y-zeolitport (Na-tartalma: 0,07%) bór-szilikát zeolittal (előállítását lásd az A katalizátornál) 1:1 tömegarányban alaposan elkeverünk, és ebből a keverékből segédanyag hozzáadásával végzett formálással 2 mm-es rudacskákat állítunk elő, amelyeket 110 ’C-on 16 óra hosszat szárítunk és 500 ’C-on 16 óra hoss⁷kihevítünk.

1. példa

Imidazol, ecetsav és ecetsavanhidrid 1:4: 1,1 mólarányú elegyét elgőzölögtetjük, és 50 1/óra sebességű nitrogénárammal és 1 óra¹ terhelés mellett 400450 ’C-on az A katalizátoron átvezetjük.

A reakcióterméket üvegkészülékben kondenzáljuk. A konverzió 57%-os, és a 4-acetil-imidazolra vonatkozó szelektivitás 56%-os. így a 4-acetil-imidazol kitermelése az imidazolra vonatkoztatva 32%-os.

2. példa

2-Metil-imidazol, ecetsav és ecetsavanhidrid 1:4:1 mólarányú elegyét elgőzölögtetjük és 501/óra sebességű nitrogénárammal és 1 óra¹ terhelés mellett, 400 ’C-on az A katalizátoron átvezetjük.

A reakcióterméket üvegkészülékben kondenzáljuk. A konverzió 63%-os, és a 2-metil-4-acetil-imidazolra vonatkozó szelektivitás 85%-os. így a 2-metil-4-acetil-imidazol kitermelése a 2-metil-imidazolra vonatkoztatva 54%-os.

3-6. példa

4-Metil-imidazol, ecetsavanhidrid és tetrahidrofurán 1:1:1 mólarányú elegyét elgőzölögtetjük és ezt az elegyet az 1. táblázatban megadott katalizátorokon átvezetjük (lásd 1. táblázatot).

1. táblázat

4-Metil-imidazol acetilezése

Példaszám	3	3	4	5	6
Katalizátor	B	B	A	C	D
Reakcióidő (óra)	6	12	6	6	6
Hőmérséklet (’C)	520	520	520	520	520
Terhelés (óra^-1)	4	4	4	4	4
4-Metil-
-imidazol (%)*	6,8	7,0	24,4	14,2	17,7
N-Acetil-4-metil-
-imidazol (%)*	25,0	19,6	10,9	12,4	13,6
5-Acetil-4-metil-
-imidazol (%)*	20,4	19,1	14,7	10,9	14,3
2-Acetil-4-metil-
-imidazol (%)*	16,3	20,6	7,8	5,2	10,1

* 2 órás reakcióidő után gyűjtött minta %-os összetétele a GCanalízis alapján

7-9. példa

2-Mctil-imidazolt ecetsavval reagáltatunk. A reakcióelegyet tetrahidrofuránnal (THF) hígítjuk (lásd 2. táblázatot).

2. táblázat

2-Metil-imidazol acetilezése

Példaszám	7	8	9
Katalizátor	A	C	E
Reakcióidő (óra)	4	4	4
Ecetsav/2-metil-imidazol-THF
moláris aránya	2:1:0	2:1:0	3:1:1
Hőmérséklet (’C)	450	450	520
Terhelés (óra'¹)	4	4	4
2-Metil-imidazol (%)*	42,5	50,1	38,8
4-Acetil-2-metil-imidazol (%)*	26,6	17,6	9,3

10-12. példa

Imidazolt ecetsavval 1: 2 moláris arányban összekeverünk, és az elegyet különböző katalizátorok jelenlétében reagáltatjuk (lásd a 3. táblázatot).

3. táblázat Imidazol acetilezése

Példaszám	10	11	12
Katalizátor	A	B	C
Reakcióidő (óra)	6	6	6
Hőmérséklet (’C)	450	450	450
Terhelés (óra'¹)	3	3	2
Imidazol (%)*	45,3	48,3	44,4
N-Acetil-imidazol (%)*	0,1	0,2	0,1
4-Acetil-imidazol (%)*	8,1	6,8	11,0

HU 202 213 Β

13-14. példa

Pirazolt ekvimoláris mennyiségben, gázfázisban ecetsavanhidriddel reagáltatunk (lásd 4. táblázatot).

4. táblázat Pirazol acetilezése

Példaszám	13	14
Katalizátor	C	A
Reakcióidő (óra)	2	6
Hőmérséklet (’C)	450	400
Terhelés (óra^{* 1})	3	4
Pirazol (%)*	35,0	9,9
N-Acetil-pirazol (%)*	24,4	52,6
4-Acetil-pirazol (%)*	3,3	6,1

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás az (I) általános képletű acilezett imidazolszármazékok vagy a (Π) általános képletű acilezett pirazol-származékok - a képletben

R¹ jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport,

R² jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport,

R³ 1-4 szénatomos alkilcsoport és a (I) általános képletben az acilcsoport 4- vagy 5-helyzetű - előállítására, azzal jellemezve, hogy egy (III) általános képletű imidazol-származékot - R¹ és R² a fenti jelentésű - vagy (IV) képletű pirazolt egy (V) általános képletű acilezőszerrel reagáltatunk - a képletben R³ a fenti jelentésű és Y lehasadó csoportot, előnyösen hidroxi- vagy acil-oxi-csoportot jelent - zeolit katalizátorok jelenlétében.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy katalizátorként pentasil típusú zeolitot használunk.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy katalizátorként bór- vagy alumínium-szilikát zeolitokat használunk.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy katalizátorként Faujasit típusú zeolitot használunk.