Способ получения линалоола

Способ получения линалоола

Реферат

 

Линалоол является промежуточным органическим соединением, используемым в фармацевтической и парфюмерной промышленности. Линалоол из дегидролиналоола получают селективным гидрированием на предварительно восстановленном палладиевом катализаторе при повышенной температуре в токе водорода, при концентрации дегидролиналоола 0,1 - 0,43 мол/л, температуре 40 - 70^oC в присутствии гетерогенного катализатора, выполненного в виде комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂, нанесенного в инертной среде на углеродный носитель "Сибунит" в количестве 0,05 - 0,3 г/л. В результате получается линалоол высокой степени чистоты с высокой приведенной скоростью. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения линалоола, являющегося промежуточным органическим соединением, используемым в фармацевтической и парфюмерной промышленности.

Продуктом гидрогенизации тройной связи 3,7-диметилоктаен-6-ин- 1-ола-3(дегидролиналоола), до двойной является 3,7-диметилоктадиен-1,6-ол-3 (линалоол), который относится к основным душистым веществом терпенового ряда, используется для синтеза полупродуктов витаминов A,E, и производства многих косметических препаратов и различных композиций для духов.

Известен способ получения линалоола из дегидролиналоола гидрированием на 5% Pd/CaCO₃ при 293 - 308 К и давлении водорода 0.101 - 0.303 МПа. Реакция прерывалась после поглощения теоретически рассчитанного количества водорода, когда проба на ацетиленовую связь (с аммиачным раствором окиси серебра или меди) была отрицательной. Выход линалоола при этом составлял 95% (Пак А.М., Сокольский Д.В. Селективное гидрирование непредельных оксосоединений. - Алма-Ата: Наука.-1983,-С.177-178).

Недостатком этого способа является низкая селективность процесса, так как после гидрирования тройной связи до двойной идет дальнейшее гидрирование до предельной связи. Кроме того, к недостаткам следует отнести значительное содержание Pd в катализаторе, используемом в процессе, что приводит к его удорожанию.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения линалоола из дегидролиналоола селективным гидрированием на 0,5% Pd/Al₂O₃, обработанном раствором ацетата цинка при кипячении Zn/Pd=3:1 и модифицированным органическими (пиридин) и неорганическими (КОН) основаниями. Эксперименты осуществлялись в кинетической области. В опытах варьировались: концентрация дегидролиналоола от 0,43 до 1,1 моль/л, количество катализатора от 1,66 до 13,3 г/л, температура гидрирования от 30 до 65^oC, парциальное давление от 0,04 до 6 МПа (Матвеева В.Г., Сульман Э.М., Анкудинова Т.В. Селективное гидрирование 3,7-диметилоктаен-6-ин-1-ола-3 //Хим.-фарм.ж.-1994,-N 1. - С.46-49).

Недостатками этого способа являются сложный процесс модификации катализатора гидрирования, включающий использование в качестве модификаторов высокотоксичных веществ, а также недостаточно высокая приведенная скорость гидрирования.

Задачей предлагаемого изобретения является применение соединений фуллеренов в качестве катализаторов в виде комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂. Технический результат изобретения - получение линалоола высокой степени чистоты реакцией гидрирования дегидролиналоола с высокой приведенной скоростью на палладиевом катализаторе (комплекс ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂). Технический результат достигается тем, что в способе получения линалоола из дегидролиналоола селективным гидрированием на предварительно насыщенном водородом палладиевом катализаторе при повышенной температуре в токе водорода, причем реакцию проводят при концентрации дегидролиналоола 0,1 - 0,46 мол/л, температуре 40 - 70^oC в присутствии гетерогенного катализатора, выполненного в виде комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂, нанесенного на углеродный носитель "Сибунит" в количестве 0,05 - 0,3 г/л. Содержание палладия в катализаторе комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂, нанесенного в инертной среде на углеродный носитель "Сибунит," составляет 0,01%. Процесс гидрирования проводят в стеклянном реакторе интенсивного перемешивания.

Комплекс ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂ был получен по реакции между тетрацис (трифенилфосфин) палладием и [60]фуллереном. Данный комплекс ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂ имеет кристаллическую структуру и разрушается под действием кислорода, поэтому гетерогенный катализатор готовили в инертной среде (в токе аргона) пропиткой носителя "Сибунита" толуольным раствором комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂ . Толуольный раствор готовили в соотношении 1 мг комплекса на 1 мл толуола. Полученный катализатор - мелкодисперсный (с гранулометрическим составом от 15 до 70 мкм), он имеет черный цвет. Каталитическое действие полученных контактов изучали на установке гидрирования в реакторе интенсивного перемешивания в периодических условиях. Анализ катализатора проводили методом газо-жидкостной хроматографии на приборе chrOM с использованием пламенно-ионизационного детектора. При уменьшении температуры проведения процесса гидрирования ниже 40^oC происходит замедление химической реакции. При увеличении концентрации дегидролиналоола и уменьшении концентрации катализатора в реакционной смеси также происходит замедление процесса гидрирования, а при обратном изменении соотношения концентраций катализатора и дегидролиналоола увеличивается содержание трудноотделимых побочных продуктов в катализате. В случае увеличения температуры более 70^oC также увеличивается содержание трудноотделимых побочных продуктов. Применение для процесса других каталитических систем возможно (например, Pd/CaCO₃, Pd/Al₂O₃), однако в случае их использования не удается достичь достаточно высокой приведенной скорости процесса.

Способ получения линалоола каталитическим гидрированием дегидролиналоола, включающим проведение процесса под давлением водорода 0.2 10⁵ Па при температуре 40 - 70^oC с объемом реакционной смеси 3 10^-5 м³ при варьировании количеств комплекса на катализаторе от 0.05 до 0.3 г/л и дегидролиналоола от 0.1 до 0.43 моль/л, с использованием в качестве катализатора комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂, нанесенного на углеродный носитель "Сибунит", является новым по сравнению с прототипом.

Проведение процесса каталитического гидрирования дегидролиналоола в линалоол при описанных условиях позволяет получать конечный продукт высокой степени чистоты с высокой приведенной скоростью (за более короткое время), что по-видимому, связано с взаимодействием дегидролиналоола с комплексом ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂. Для проведения реакции гидрирования дегидролиналоола использовали специальную установку, включающую реактор интенсивного перемешивания. При этом процесс проводился под давлением водорода 0.2 10⁵ Па при варьировании температуры от 40 до 70^oC, количества комплекса на катализаторе от 0.05 до 0.3 г/л и дегидролиналоола от 0.1 до 0.43 моль/л в объеме реакционной смеси 3 10^-5 м³, с использованием в качестве катализатора комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂, нанесенного на углеродный носитель "Сибунит", является новым по сравнению с прототипом.

Для пояснения способа получения линалоола приведены чертежи, где на фиг. 1 изображена установка для проведения процесса гидрирования (общий вид), на фиг. 2 представлена схема реакции гидрирования, а на фиг.3 молекулярная структура комплекса ²-C₆₀Pd(PPh₃)₂. Установка гидрирования состоит из реактора интенсивного перемешивания 1, качательное движение на который передается от электродвигателя 2 через кривошипно-шатунный механизм 3. Реактор 1 термостатируется водой, подаваемой с термостата 4. В реактор 1 через штуцер 5 загружаются реагенты, а через штуцер 6 поступает водород из баллона 7. Измерение количества поступающего водорода производится измерительной бюреткой 8, в которую поступает вода из бутыли 9.

Процесс получения линалоола осуществляется следующим образом: реактор 1 термостатируется до температуры от 40 до 70^oC. Затем через штуцер 5 в него загружается половина объема растворителя и необходимое количество катализатора. После этого реактор трижды продувается водородом, герметизируется и в течение часа катализатор насыщается водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружается дегидролиналоол и остальная часть растворителя, реактор трижды продувается водородом и герметизируется, запускается двигатель 2 и проводится процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода измеряется по измерительной бюретке 8.

Пример N 1 получения линалоола. Реактор 1 термостатируется при температуре 60^oC. Затем через штуцер 5 в него загружается половина объема растворителя и 0.1 г/л катализатора. После этого реактор трижды продувается водородом, герметизируется в течение часа катализатор насыщается водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружается 0.1 моль/л дегидролиналоола и остальная часть растворителя, реактор трижды продувается водородом и герметизируется, запускается двигатель 2 и проводится процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода измеряется по измерительной бюретке 8. Выход линолола составляет 98%.

Пример N 2 получения линалоола. Реактор 1 термостатируется при температуре 60^oC. Затем через штуцер 5 в него загружается половина объема растворителя и 0.3 г/л катализатора. После этого реактор трижды продувается водородом, герметизируется и в течение часа катализатор насыщается водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружается 0.1 моль/л дегидролиналоола и остальная часть растворителя, реактор трижды продувается водородом и герметизируется, запускается двигатель 2 и проводится процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода измеряется по измерительной бюретке 8. Выход линалола составляет 97.1%.

Результаты получения линалоола реакцией гидрирования дегидролиналоола приведены в табл.1.

Предлагаемый способ можно широко применять в производстве витаминов и душистых веществ в процессе синтеза линалоола, получаемого из дегидролиналоола с хорошим выходом и высокой приведенной скоростью.

Формула изобретения

1. Способ получения линалоола из дегидролиналоола селективным гидрированием на предварительно насыщенном водородом палладиевом катализаторе при повышенной температуре в токе водорода, отличающийся тем, что реакцию проводят при концентрации дегидролиналоола 0,1 - 0,43 моль/л, температуре 40 - 70^oC в присутствии гетерогенного катализатора, выполненного в виде комплекса ² - C₆₀Pd(PPh₃)₂, нанесенного в инертной среде на углеродный носитель "Сибунит", в количестве 0,05 - 0,3 г/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание палладия в катализаторе составляет 0,01%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4