EE05883B1 - Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks - Google Patents

Abstract

Leiutis kuulub orgaanilise keemia valdkonda ja käsitleb kemikaalide tootmise tehnoloogiat, täpsemalt 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe sünteesi meetodit. Meetod seisneb 2- metüülresortsinooli (2-MR), kaalium- või naatriumvesinikkarbonaadi ja deioniseeritud vee kuumutamises ultrahelivannis atmosfäärirõhul, temperatuuril 80 °C, 2-MR ja KHCO₃ või NaHCO₃ moolisuhe on 1:6, reaktsiooniaeg on 5 tundi, 0,5 tunni jooksul lastakse läbi CO₂, sellele järgneb reaktsioonisegu töötlemine kontsentreeritud vesinikkloriidhappe või väävelhappega kuni pH=2, saadud sihtprodukt filtreeritakse ja kuivatatakse. Sünteesi tooraine on looduslikku päritolu 2-metüülresortsinool, mis eraldatakse kristalliseerimise teel põlevkiviõli fenoolifraktsioonist. Leiutist saab kasutada aerogeelide valmistamisel, kõrge adhesioonivõimega polükondensatsioonivaikude tootmisel kummi- ja elektritööstuse jaoks, samuti ravimite valmistamisel farmaatsiatööstuses.

Description

TEHNIKA VALDKOND

See leiutis kuulub orgaanilise keemia valdkonda ja käsitleb kemikaalide tootmise tehnoloogiat, täpsemalt meetodit 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe valmistamiseks. Siia kuuluvad orgaanilise keemia ühendid, mis sisaldavad karboksüülrühmi ja mis on seotud kuueliikmeliste aromaatsete tsüklite süsinikuaatomitega ning sisaldavad mõnda järgmistest rühmadest: -OH, metallhapnik, -CHO, keto-, eeter/oksürühmade või metall-hapnik rühmadega monotsüklilised, milles kõik oksürühmad või metall-hapnik rühmad on seotud tsükliga /orto-oksükarboonhapped /salitsüülhape.

TEHNIKA TASE

Eestis on AS Viru Keemia Grupi (VKG AS) poolt võimalik toota kaubanduslikku 2-metüülresortsinooli (2-MR), mille toormaterjalina kasutatakse põlevkivi termilisel töötlemisel põlevkiviõlist eraldatud vesilahustuvaid fenoole.2-metüülresortsinooli on võimalik põlevkiviõlist eraldada vaakum-rektifikatsiooni- Ja kristallisatsiooniprotsessi teel, mille tulemusena saadakse väga kõrge puhtusastmega (99%) 2-metüülresortsinool (EE 00514U1). Seda on võimalik kasutada loodusliku toorainena 2,4-dihüdroksü-3-metüül bensoehappe valmistamiseks.

Juba varasemalt tuntud Kolbe-Schmitti sünteesi meetod on traditsiooniliselt kasutatav fenoolsete tuumade karboksüülimisreaktsioon. Tööstuslikus mastaabis võtsid selle kasutusele H. Kolbe ja R. Schmitt 19. sajandi lõpus, see põhineb karboksüülrühma viimisel tuumasse elektrofiiise asendamise teel. Kolbe-Schmitti reaktsiooni käigus saadakse olulisi aromaatseid hüdroksükarboksüülhappeid, mida kasutatakse ravimites, agrokemikaalides, orgaanilise sünteesi ehitusplokkides, värvainete ja plastide tootmisel. Kahjuks nõuab süntees sageli keerulisi tingimusi, nagu kõrget temperatuuri (120- 300 °C) ja CO2 rõhku (20-100 atm) ning sellel on madal regioselektiivsus. Sellele vaatamata jääb Kolbe-Schmitti reaktsioon tavapäraseks kaubanduslikuks meetodiks aromaatsete hüdroksühapete saamisel, nt salitsüülhappe, mis on atsetüülsalitsüülhappe eelkäija ja mida tuntakse paremini aspiriinina (Bayer

AG) [A.S. Lindey, H. Jeskey. Ihe Kolbe Schmitt reaction. Chem. Rev. 57 (1957), 583-620].

Kolbe Schmitti reaktsiooni teise näitena võib tuua P-resortsüülhappe tööstusliku sünteesi resortsinooli reaktsioonil kaaliumhüdroksiidi (KOH) vesilahusega süsinikdioksiidi (CO2) juuresolekul. Seda kasutatakse farmaatsias ja kosmeetikas [R.B. Durairaj. Resorcinol: Chemistry Technology & Application. Springer-Verlag (2005), 5278-5298].

Benascar jt uurisid P-resortsüülhappe sünteesi mikrolainereaktoris ja said tulemusena saagise 40%. [F. Benaskar, V. Hessel, U. Krtschil, P. Löb, A. Stark. Intensification of the capillary based Kolbe Schmitt synthesis from resorcinol by reactive ionic liquids, microwave heating ora combination thereof. Org. Process Res. Dev., 13 (2009), 970-982].

U. Krtschil jt kirjeldasid kapillaarreaktori protsessi saagisega 38%. Õlivannis kuumutatud sünteesi uuriti eri suurusega kapillaarreaktorites, kasutades KHCO3 vesilahuseid ja reaktsioonivõimelisi ioonseid vedelikke (valem l). Siin on näidatud, et KHCOJ on kõrgeima aktiivsusega. KHCO3 asendamine reaktsioonivõimeliste ioonsete vedelikega suurendas oluliselt saagist kuni 58%. [U. Krtschil, V. Hessel, D. Reinhard, A. Stark. Flow chemistry of the Kolbe Schmitt synthesis from resorcinol: process intensification by altemative solvents, new reagents and advanced reactor engineering. Chem. Eng. Technol., 32 (2009), 1774-1789]. [U. Krtschil, V. Hessel, H.-J. Kost, ja D. Reinhard. Kolbe-Schmitt Flow Synthesis in Aqueous Solution - From Lab Capillary Reactor to Pilot P lant, Chem. Eng. Technol., vol 36, nr 6, 1010-1016, June 2013].

l. Reaktsiooniskeem resortsinoolist 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe moodustamiseks

Benaskar, Hessel jt uurisid Kolbe-Sclunitti reaktsiooni reaktoris tavapärase kuumutamisega õlivannis, saagisega 47%. [V. Hessel, C. Hofinann, P.L.-J. Lohnaf, H. Lour, A. Zioga. Aqueous Kolbe-Schmitt synthesis using resorcinol in a micro reactor laboratory rig under high-P, T conditions. Org. Process Res. Dev., 9 (2005), 479-489].

Hessel, Hale jt kirjeldasid β- ja γ-resortsüülhapete Kolbe-Schmitti sünteesi vesikeskkonnas kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul vastavalt saagisega 44% ja 23%.

[D.K. Hale, A.R. Hawdon, J.J. Jones, D.I. Packham. The carboxylation of resorcinol and the separation of beta-resorcylic acid and gamma-resorcylic acid by ion exchange chromatography. J. Chem. Soe., 1 (1952), 3503-3509].

Tingimused karboksüülimise reaktsiooniks, nagu nähtub toodud näidetest, on üsna karmid, saagised aga madalad. Mõned sünteesid on seotud pikaajalise ettevalmistamise ja kallite reaktiivide kasutamisega, mitmeastmelisusega ja suure hulgajäätmete tekkega. [V. Hessel, C. Hofmann, P. Löb, J. Löhndorf, H. Löwe, ja A. Ziogas, Aqueous Kolbe-Schmitt Synthesis Using Resorcinol in a Microreactor Laboratory Rig under High-p,T Conditions, 2005].

Ying Kang jt töös esitatakse meetod orselliinhappe saamiseks 5-metüülresortsinoolist (ortsiin). Esitatud skeemist (valem II) nähtub, et süntees on mitmeastmeline, mis on seotud suure hulga kallite reaktiivide kasutamisega. Ortsinooli reaktsioon POCl3 ja DMF-iga annab esmalt aldehüüdi (98%), mis seejärel oksüdeeritakse NaClO2-ga vastavaks karboksüülhappeks (99%). [Ying Kang, Yan Mei, Yuguo Du, and Zhendong Jin. Total Synthesis of the Highly Patent Anti-HIV Natural Product Daurichromenic Acid along with Its Two Chromane Derivatives, Rhododaurichromanic Acids A and B. Organic letters, Vol.5(23), 4481-4484; 11/01/2003; DOI: 10.1021/o1030109m.

II. Skeem orselliinhappe saamiseks 5-metüülresortsinoolist

Seetõttu on selge vajadus tõhusa sünteesimeetodi väljatöötamiseks, mis võimaldab toota väärtuslikku orgaanilist ühendit leebemates tingimustes ja keskkonnasäästlikult. Viimastel aastatel on läbi viidud palju uuringuid, mille eesmärk on vältida Kolbe-Schmitti reaktsiooni puudusi, näiteks kasutades siirdemetallkatalüüsi, mikrolaineahju, ioonseid vedelikke. Paljutõotav biokatalüütiline alternatiiv on mitteoksildatiivse (de)-karboksülaasi kasutamine, mis katalüüsib karboksüülrühma pöörduvat lisamist/eemaldamist orgaanilistest ühenditest. Seda saab rakendada väikeste ja keskmise suurusega fenooliderivaatide regioselektiivsel orto- Ja parakarboksüülimisel. [Pesci, L., Glueck, S. M., Gurikov, P., Smirnova, L, Faber, K., Liese, A. Biocatalytic carboxylation of phenol derivatives: kinetics and thermodynamics of the biological Kolbe-Schmitt synthesis. FEBS J. 2015, 282, 1334-1345]. [Christiane Wuensch, Johannes Gross, Georg Steinkellner, Andrzej Lyskowski, Kari Gruber, Silvia M. Glueck and Kurt Faber. Regioselective orthocarboxylation of phenols catalyzed by benzoic acid decarboxylases: a biocatalytic equivalent to the Kolbe-Schmitt reaction. RSC Adv., 2014, 4, 9673. DOI: l 0.1039/c3ra47719c].

On uuritud 3,5-dihüdroksütolueeni ( ortsinooli) regioselektiivset ensümaatilist karboksüülimist, kasutades Aspergillus oryzae (2,3-DHBD _Ao) mitteoksüdatiivset 2,3-dihüdroksübensoehappe dekarboksülaasi, millele järgnevalt kasutati adsorbenti (valem III).

Toode 2,6-dihüdroksü-4-metüülbensoehape (DHMBA) puhastati kuni 99%-ni adsorptsiooni-desorptsioonitsükli abil, ilma et oleks reaktsioonilahusest täielikult eemaldatud liigne vesinikkarbonaat. [Lars-Erik Meyer, Katharina Plasch, Udo Kragl and Jan von Langermann. Adsorbent-Based Downstream-Processing of the Decarboxylase-Based Synthesis of 2,6-Dihydroxy-4-methylbenzoic Acid. Org. Process Res. Dev. 2018, 22, 963-970. DOI: 10.1021/acs.oprd.8b00104.s001]; [B. Shanthi, K. Palanivelu. Conversion of carbon dioxide to resorcylic acid under ultrasonication by Kolbe-Schmitt reaction. Ultrasonics Sonochemistry 27 (2015), 268-276].

III. Ortsinooli ensümaatiline orto-karboksüülimine, mida katalüüsib 2,3-DHBD _ Ao, kasutades vesinikkarbonaati CO2 allikana (A)

Shanthi jt uurisid Kolbe-Schmitti sünteesi variatsiooni, kasutades aromaatse hüdroksükarboksüülhappe tootmisel energiamahuka kõrgsurve ja temperatuuri kasutamise asemel leebete tingimuste loomiseks ultrahelikeskkonda. Reaktsiooni uuriti resortsinooli näitel temperatuuril 20 °C ja atmosfäärirõhul. Resortsüülhappe saagise 30% kuni 65% saavutamiseks on vajalik: optimaalne resortsinooli/kaaliumhüdroksiidi moolisuhe l :3, karboniseerimisaeg 150 min ja süsinikdioksiidi voolukiirus 2 L/min, vastavalt Bandelin Sonorex RK52-Germany (vanni tüüpi ultraheliaparaat) ja Heilscher UP400S-i (ruupori tüüpi helivõimendi) kasutamisel. [B. Shanthi, K. Palanivelu. Conversion of carbon dioxide to resorcylic acid under ultrasonication by Kolbe-Schmitt reaction. Ultrasonics Sonochemistry 27 (2015), 268-276].

Kõige lähem patent meie autorite leiutise meetodile on Hiina patent CN102408329B „2,4-dihüdroksübensoehappe saamise meetod". Vastavalt sellele patendile reageeris resortsinool esimeses etapis toatemperatuuril alkoholis naatriumalkoksiidiga (metillaat, etülaat, propülaat, butülaat) 0,8-1,2 tundi, et saada resortsinooli naatriumisoola alkoholilahus, resortsinooli ja naatriumalkoksiidi moolisuhe = 1:

(2÷ 7). Seejärel asetati resortsinooli naatriumisoola alkoholilahus autoklaavi, lisati eO2. Reaktsioon toimus 1-5 tundi resortsinooli naatriumisoolaja CO2 moolisuhtes= 1: (1+ 10), superkriitilises seisundis temperatuuril 50-100 ºC, rõhul 8-15 MPa.

See meetod erineb oluliselt meie autorite leiutisest. See meetod viidi läbi teistel tingimustel: superkriitilises seisundis CO2 (temp 50-100 ee, rõhul 8-15 MPa). Selle meetodi puhul oli vajalik reaktiivi ettevalmistamiseks eeletappi kuni 1,2 tundi ja süntees toimus autoklaavis naatriumisoola alkoholilahuses 1-5 tundi, mille tulemusena saadi madalama saagise (91 %) ja madalama puhtusastmega (98%) toode. Erinevus on ka moolisuhtes, lisaks vajas see meetod veel saagise puhastamist ümberkristalliseerimise teel. Hiina patendi autorid kasutasid toorainena sünteetilist resortsinooli, mis segati autoklaavis toatemperatuuril sünteetiliste naatriumalkoksiididega.

Meie autorite leiutises kasutatakse toorainena looduslikku päritolu 2-metüülresortsinooli (2-MR), millele lisatakse KHCO3 ning vesilahus, süntees toimub ultrahelivannis. Meie meetodi puhul kasutatakse orgaanilist vesilahust ja esialgse reaktiivi ettevalmistamise eeletapp ei ole vajalik, puuduvad vastavalt alkohol ja alkoksiid, resortsinooli naatriumisool ei moodustu. Seega on meie autorite leiutise meetodil palju eeliseid võrreldes Hiina patendis esitatud meetodiga. Reaktsioon 2-metüülresortsinooli (2-MR) ja kaaliumvesinikkarbonaadi KHCO3 (CO2 allikas) vahel kulgeb vesikeskkonnas atmosfäärirõhul ja temperatuuril 80 ºC ultrahelivannis, sagedusega 35 kHz, moolisuhtes 2-MR:H2O≥ 10, 2-MR : KHCO3 =1 :6. Pärast 5-tunnist sünteesi juhitakse CO2 läbi reaktsioonimassi voolukiirusega 1,7 L/min, 0,5 tunni jooksul. Seega puudub ülekriitilises olekus CO2 ja kõrge rõhk. Toote 2,4-dihüdroksü-3-bensoehappe puhtusaste saavutatakse ilma ümberkristalliseerimiseta, mistõttu vähenevad ka saagise kaod. Happe saagis reageerinud 2-MR kohta on 96-97% ja puhtusaste 99,6%. Sünteesi läbiviimine toimub ultrahelivannis, mitte autoklaavis, sagedusel 35 kHz ja temperatuuril 80 ºC , mis säästab energiat. Seega on selle meetodi teel saadud 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehape hea saagise ja kõrge puhtusastmega valge kristalliline pulber, mida saab kasutada aerogeelide, täiustatud kleepuvusomadustega poltikondensatsioonivaikude ja ravimpreparaatide valmistamiseks. Lisaks on selles leiutises kavandatud meetod eespool toodust tehnoloogiliselt lihtsam ja ei hõlma kallite reaktiivide kasutamist.

LEIUTISE OLEMUS

Leiutis käsitleb 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe valmistamise meetodit, mis hõlmab deioniseeritud vee, 2-metüülresortsinooli (2-MR) ja kaalium- või naatriumvesinikkarbonaadi kuumutamist ultrahelivannis atmosfäärirõhul, temperatuuril 80 °C, moolisuhtes 2-MR:KHCO3=1 :6, reaktsiooniajaga 5 tundi, millele järgneb reaktsioonimassi töötlemine kontsentreeritud vesinikkloriidhappe või väävelhappega kuni pH = 2 tasemeni, seejärel filtreerimine ja sihtprodukti kuivatamine.

Leiutise eesmärk on kõrge puhtusastmega 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe süntees, protsessi efektiivsus ja ökonoomsus. Sünteesi tooraineks on looduslikku päritolu 2-metüülresoiisinool (2-MR), mis eraldatakse kristalliseerimise teel põlevkiviõli fenoolfraktsioonist. Seda loodusliku päritolu toorainet 2-metüülresortsinooli saab toota tööstuslikult Eestis, ettevõttes VKG AS.

Leiutise kohaselt saavutatakse eesmärk 2-MR vesilahuse ja kaaliumvesinikkarbonaadi (KHCO3) või naatriumvesinikkarbonaadi (NaHCO3) karboksüülimisreaktsiooni läbiviimisega ultrahelivannis (35 kHz), millele järgneb sihtprodukti (2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehape) eraldamine, hapestades reaktsioonimassi kontsentreeritud vesinikkloriidi (HCl) või väävelhappega (H2SO4) tasemeni pH=2,0, filtreerides sademe. Reaktsiooni temperatuur on 80 °C, kestus 5 tundi, moolisuhe 2-MR:KHCO3 = 1 :6. Ultraheli-sagedus on 35 kHz. Deioniseeritud vee (H2O) massisuhe on võrdne või 10 korda suurem kui 2-metüülresirtsinooli (2-MR) mass. Happe saagis on 96-97%, puhtusaste 99,6%. Protsess näeb ette, et 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks laaditakse arvutatud kogused 2-metüülresortsinooli, kaaliumvesinikkarbonaati ja deioniseeritud vett (H2O) reaktorisse, mis on varustatud püstjahutiga ja millel on hargnemistoru süsinikdioksiidi (CO2) läbilaskmiseks (fig 1). Reaktor asetatakse destilleeritud veega täidetud ultrahelivanni, ultraheli vibratsiooni sagedus on 35 kHz. Selles on temperatuur 80 °C ja reaktorit hoitakse seal 4-5 tundi. Seejärel lastakse 0,5 tunni jooksul, ilma kuumutamist vähendamata reaktsioonimassist läbi süsihappegaas kiirusega 1, 7 L/min. Pärast reaktsiooni lõppemist hapestatakse segu esmalt kontsentreeritud vesinikkloriidhappega (HCl) või kontsentreeritud väävelhappega (H2SO4) tasemeni pH=2,0, seejärel jahutatakse külmutusagensiga (nt jää + H2O). Moodustunud sade

filtreeritakse välja, pestakse destilleeritud veega kuni neutraalse reaktsioonini, kuivatatakse, kaalutakse ja analüüsitakse (GC-gaasikromatograafia, TLC-õhukese kihi kromatograafia, elementaaranalüüsi, NMR-tuumamagnetresonantsspektroskoopia) abil (fig 1). Tulemusena saadakse soovitud eesmärgipärane sihttoode: 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehape (valem IV). Saadud toote molekulvalem on C8H8O4, molekulmass 168,15 g/mol.

IV. 2, 4-dihüdroksü-3-metüül bensoehappe molekul valem

Lähteaine segatakse dietüüleetriga (DEE) ning viiakse ekstraheerimisfaasi. Reageerimata 2-metüülresortsinool Ja järelejäänud 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe jäägid ekstraheeritakse filtraadist dietüüleetriga (DEE). Selliselt saadakse jäätmena soola vesilahus. Kui seda soola vesilahust töödelda nt aurustamise teel, võib saada soola (kaaliumsulfaat K2SO4 või kaaliumkloriid KCl) ja destilleeritud vett (H2O), mis viiakse pärast filtreerimist tagasi saagise läbipesemise staadiumisse. Pärast eetri destilleerimist suunatakse saadud 2-metüülresortsinool ja jäägid tagasi ahela tsüklisse.

Meie meetodi eripäraks on, et süntees toimub orgaanilises vesilahuses. Protsessi käigus rakendatakse "suletud tsükli" tehnoloogiat, mis tähendab, et kõik vahetooted (2-MR filtraat ja 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe jäägid) suunatakse tagasi tehnoloogilise ahela ringtsüklisse. 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saagis suunatakse läbipesemisele, seejärel kuivatatakse, kaalutakse ja analüüsitakse. Saadud sihttoote (happe) saagis on 96-97%, puhtusaste 99,6%.

Seega käsitleb meie autorite leiutis 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamise meetodit 2-metüülresortsinoolist karboksüülimise teel ultrahelikeskkonnas. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks viiakse läbi ultrahelivannis vesikeskkonnas, kasutades kaaliumvesinikkarbonaati (KHCO3), temperatuuril 80 °C, reaktsiooniajaga 5 tundi. Looduslikult esinevast 2-metüülresortsinoolist saadud 2,4dihüdroksü-3-metüülbensoehape on kõrge puhtusastmega ja ei vaja täiendavat puhastamist ümberkristalliseerimise teel. Sel teel saadud 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet saab kasutada aerogeelide, täiustatud kleepuvusomadustega polükondensatsioonivaikude ja ravimpreparaatide valmistamiseks.

ILLUSTRATSIOONID

Fig 1 - 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamise plokkskeem

Plokkskeemi lühendid:

2-MR 2-metüülresortsinool

KHCO3 kaaliumvesinikkarbonaat

Deionis-H2O deioniseeritud vesi

Destill-H2O destilleeritud vesi

UH-Vann ultrahelivann

CO2 süsinikdioksiid

HCl(konts) kontsentreeritud vesinikkloriidhape

H2SO4(konts) kontsentreeritud väävelhape

DEE dietüüleeter

GC gaasikromatograafia

TLC õhukese kihi kromatograafia

NMR tuumamagnetresonantsspektroskoopia

NaCl naatriumkloriid

Na2SO4 naatriumsulfaat

Fig 2 - Kromatograafia tulemused: 99,6% 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet sisaldava silüülitud sademe kromatogramm

Fig 3 - 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe TMR-spektroskoopia (puhtusaste 99,6%)

LEIUTISE TEOSTAMISE NÄITED

Leiutist saab kõige tõhusamalt kasutada aerogeelide, suure adhesioonivõimega polükondensatsioonivaikude tootmisel kummi- ja elektritööstuse jaoks, samuti ravimite valmistamisel farmaatsiatööstuses.

Eeldatavad 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe kasutusalad on aerogeelide tootmine (EE05510); preparaatide tootmine ravimitööstusele (US-2021171883); suurenenud adhesiooniga polükondensatsioonivaikude saamine (WO-2019222009).

Selle happe estrid (US 8,148,568; US 8,940,920; US 4,524,216) on analoogselt 5-metüülresortsinoolist saadud p-orselhappe vahesaadus raketikütuse lisandite, plastiliste stabilisaatorite, taimekaitsevahendite komponentide valmistamisel.

Näide 1

Kahe kaelaga ümara põhjaga sünteesikolbi, mis oli varustatud püstjahutiga, laaditi: 5,53 g (0,045 mol) metüülresortsinooli 2-MR, 27,03 g (0,27 mol) kaaliumvesinikkarbonaati KHCO3 ja 356 ml deioniseeritud vett. Määrati ultrahelivanni SONOREX SUPER RK-32 parameetrid: sünteesiaeg oo, temperatuur 80 °C. Asetati komponentidega täidetud kolb 80 °C-ni eelkuumutatud deioniseeritud vee ultrahelivanni. Pärast S-tunnist sünteesi lasti CO2 läbi reaktsioonimassi 0,5 tunni jooksul voolukiirusel 1, 7 L/min. Seejärel reaktsioonimass jahutati, viidi keeduklaasi, hapestati kontsentreeritud vesinikkloriidhappega tasemeni pH=2. Keeduklaas asetati 12-14 tunniks jahutava jää+ naatriumkloriidi ää + vesi) seguga vanni. Moodustunud sade filtreeriti vaakumis välja. Filter loputati külma deioniseeritud veega ja seejärel kuivatati. Kontrolliti filtraati loputusveega 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe täieliku sadestumise suhtes, reguleerides seda pH-d kontsentreeritud vesinikkloriidhappega väärtuseni 2,0.

Ekstraheeriti happelisest vesilahusest dietüüleetriga reageerimata 2-metüülresortsinool ja 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe jäägid. Destilleeriti dietüüleeter välja, kuivatati tahke jääk. Pärast eetri destilleerimist viidi läbi filtrikoogi ja tahke jäägi GC analüüs (sisemine metoodika). Tulemusena saadi 4,98 g 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet (puhtusastmega 99,2%), mis moodustab 96,7% reageerinud 2-metüülresortsinoolist. (NMR)

Näide 2

Sünteesi viiakse läbi sarnaselt näitele 1. Erinevus: 2-metüülresortsinooli ja KHCO3 moolisuhe = 1:5. Tulemusena saadi 4,73 g 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet (puhtusastmega 99,7%), mis moodustab 95,2% reageerinud 2-metüülresortsinoolist.

Näide 3

Süntees viiakse läbi samaselt näitele 1. Erinevus: 2-metüülresortsinooli ja KHCO3 moolisuhe = 1 :4. Tulemusena saadi 4, 73 g 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet (puhtusastmega 99,9%), mis moodustab 84,6% reageerinud 2-metüülresortsinoolist.

Näide 4

Süntees viiakse läbi sarnaselt näitele l. Erinevus: 2-metüülresortsinooli ja KHCO3 moolisuhe = 1 :3. Tulemusena saadi 4,73 g 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet (puhtusaste 99,9%), mis moodustab 85,2% reageerinud 2-metüülresortsinoolist.

Tabel 1. Tingimused 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe sünteesiks ultrahelivannis - (BANDELIN SONOREX SUPER RK 52 H, sagedus 35 kHz) ja tulemused

Pärast sünteesi lasti reaktsioonimassist läbi CO2, poole (0,5) tunni vältel. Mahuvooluhulk 1,7 L/min. 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe sisalduse määramiseks sademes analüüsiti seda gaasikromatograafiaga. Kasutati gaasikromatograafi „Termo Finnigan" koos FID-detektoriga ja kapillaarkvartskolonni ZEBRON ZB-1.

Selle omadused:

• pikkus, m - l 00

• sisemine diameeter, mm - 0,25

• statsionaarse faasi kile paksus, µm - 0,5

• vedelfaas- 100% dimetüülpolüsiloksaan, (mittepolaarne faas)

• Tmax = 360-370 °C

• Analüüsi tulemusi töödeldi arvutis tarkvaraga CHROM CARD.

Tabelid 2-6. Kromatograafia analüüsi tulemused, mis iseloomustavad 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe (2.4-DH-3-MB acid) saagiseid

T b l 2 T l d 270622

*Paralleelselt GC- analüüsiga viidi läbi NMR- analüüs, mis võimaldas identifitseerida 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehapet. Analüüsiks lahustati proov DMSO-D6-s38-s (deuterodimetüülsulfoksiid), et valmistada TMR-spektroskoopia proovid kontsentratsiooniga 30 mg/ml. Selle puhtusastet tõendav tulemus on näidatud Fig 3.

Claims (7)

1. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks 2-metüülresortsinooli karboksüülimise teel, mida iseloomustab see, et süntees viiakse läbi 2-metüülresortsinooli ja KHCO3 või NaHCO3 vahel kuumutamisel ultrahelivanni vesikeskkonnas atmosfäärirõhul kestvusega 5 tundi, seejärel juhitakse läbi reaktsioonimassi 0,5 tunni jooksul 1,7 L/min CO2, mille järel reaktsioonimass hapestatakse kontsentreeritud HCl või H2SO4 kuni tasemeni pH=2,0 ja jahutatakse, tekkinud sihttoote sade filtreeritakse, pestakse ja kuivatatakse, mille tulemusena saadakse kõrge puhtusastmega 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehape ning filtraadist ekstraheeritakse 2-MR ja 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe jäägid.

2. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et KHCO3 või NaHCO3 kasutatakse CO2 doonorina.

3. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et 2-MR ja KHCO3 või NaHCO3 moolisuhe on 1 :6.

4. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et karboksüülimisreaktsioon viiakse läbi ultrahelivannis sagedusega 35 kHz, deioniseeritud vesikeskkonnas, temperatuuril 80 oC.

5. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et 2-MRija deioniseeritud vee massisuhe on võrdne või suurem kui 10.

6. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks vastavalt nõudluspunktidele l kuni 5, mis erineb selle poolest, et saadakse sihttoode puhtusastmega 99,6 %.

7. Meetod 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe saamiseks vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et ekstraheeritud 2-MRi ja 2,4-dihüdroksü-3-metüülbensoehappe jäägid suunatakse tagasi tehnoloogilise ahela ringtsüklisse.