Способ получения формилпиразина

Способ получения формилпиразина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Йсоо > немет н т ь й".О П И И""И -Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) 598895

К АВТОР(;К(}МУ (;ВН!И.ТЕЛЫ:.ТВУ (61) Доттолпнтелв,н те к авт. сввд-ву (22) Заявлено 29.1275 (21) 2304б72/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25Д3.78.6воллетень ¹11 (45) Дата опубликования описания 130378

Ы (5l) М. Кл.

С 07 ):} 24 1/08

Гес1дедетеенный NGNMTOT

Савете Мнннвтрае СССР ее делам нзабретеинй етн ытнй (53) УЛК547„ЕЕ1.а..07(088.3} (72) Авторы изобретения

И.Г.Иовель, Л.Я.Лейтис и И.В.Шиманская

Ордена Трудового Красного Энамени институт органического синтеза (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМИЛПИРАЗИНА

Е1астоящее изобретение относится к способу получения формилпираэина исходного продукта в синтезе лекарственных веществ.

Известен способ получения формил- 5 пираэина восстановлением пиразинкарбоновой кислоты три-трет.бутоксиалюмогидридом $1) . Известно получение формилциразина озонолиэом винилпиразина (21 . Недостатками указанных способов L0 является труднодоступность исходных продуктов и низкий выход целевых продуктов.

Наиболее близким из известных способов получейия формилпираэина к способу, согласно настоящему изобретению, является восстановление алюмогидридом лития метилового эфира пиразинкарбоновой кислоты, который получают окис- .3j лением метилпиразина двуокисью селена с последующей этерификацией выделенной пиразинкарбонсвой кислоты 31 °

Выход формилпираэина составляет

46Ъ в расчете на метиловый эфир пира- 25 эинкарбоновой кислоты и 20Ъ в расчете на исходный метилпиразин.

Недостатками этого способа является низкий выход целевого продукта, йногостадийность и использование та- ЗО кого пирофорного реагенга, как литий алюминийгидрид.

Целью. настоящего изобретения является разработка способа получ=-ния формилпиразина, обеспечивающего высокий выход целевого продукта и отли: амщегося простотой.

Согласно настоящему изобретению зто достигается при получении формилпиразина окислением метилпнраэива кислородом воздуха при температуре 300о

470 С и разбавлении реакционной смеси водяным паром в присутствии ванадийокисного или ванадиймолибденокисного катализатора при мольном соотношении метилпиразина, кислорода и воды, равном 1:10-50:2-50.

Предпочтительно испольэовать вана диймолибденокисный катализатор,- содержащий 30-75% вес. пятиокиси ванадия.

Можно использовать катализ в ор дополнительно содержащий окись серебра, кадмия или никеля в количестве 220% вес. или фосфат натрия в количестве 1-5% вес. Размер гранул катализатора 0,25-0,5 мм.

Процесс проводят в интервале температур 300-470 С, при времени конта:.= о та 0,05-0,5 сек. С целью предотвращения

598895 осмоления и уменьшения удельного веса побочных реакций процесс проводят в присутствии паров воды и инертного газа — гелия.

Степень превращения метилпиразина

10-90%, выход формилпиразина на пропущенное сырье до ЗХ%, на прореагировавший метилпиразин †. до 83%. Кроме формилпираэина в реакции парофаэного контактного окисления метилпиразина образуется до 50% пираэина, а также некоторое количество продуктов глубо. кого окисления.

Выделение формилпиразина проводят следующим образом. "формилпиразин иэ контактных газов улавливается в ловушках, охлаждаемых смесью сухого льда с ацетоном. Каталиэат, представляющими собой водный раствор формилпиразина, пиразина и непрореагировавшего метилпиразина, подщелачивают карбонатом калия до рН 8 и экстрагируют хлороформом(1:2). Хлороформенный слой сушат безводным сульфатом натрия, хлороформ отгоняют, а остаток фракционируют в вакууме. Собирают фракцию кипящую при 57-60 С б мм рт.ст. Полученный формилпиразин представляет собой желтоватые кристаллы с т.пл. 28-30 С.

ИК-спектр формилпиразина имеет полосу поглощения при 1б25 см, характерную для карбонильной группы. 2,4-Динитрофенилгидразон полученного формилпиразина плавится при 238-239 С (лит. т.пл. 239-240QC).

Найдено, %: С 44,8; Н 2,8; Й 29,2.

Пример 1. В проточный реактор помещают 0,5 мм катализатора, состоящего из окислов ванадия, молибдена и серебра (атомное отношение V Ча и

Ag составляет 100: 33: 2) . Прн температуре 450 С через катализатор пропускают парогаэовую смесь, содержащую 0,084 л метилпираэина, 5 л воздуха, 5 л гелия и 2,1 л воды с объемной скоростью 24000 час Состав полученных продуктов анализируют методом газожидкостной хроматографии. Выход фор>0 милпираэина от теории 40%, в расчете на пропущенный метилпиразин — 33%.

Выход на прореагировавший пираэин42,5%.

Пример 2. Катализатор состо15 ит из смеси окислов ванадия и молибдена(мольное отношение V и Мо составляет 3:1) с добавкой 1 вес.% 1(дН PO .

Парогазовую смесь (состав тот же, что в примере 1) проПускают над катализатором.с объемной скоростью 24000 час у о при 420 С.Выход формилпираэина составляет 52,5% от теории и 30% в расчете на пропущенный метилпираэин.

Пример 3, Катализатор представляет собой ванадиймолибденокисЯб ную систему (мольное соотношение Ч и

M о есть 3:1). Через катализатор при

425 С пропускают реакционную смесь, как в примере 1 ° В этих условиях выход формилпиразина составляет 83% от

З0 теории и 30% в расчете на пропущенное сырье.

Влияние добавок к катализатору, степени разбавления реакционной сме35 си парами воды и концентрации кислорода на выход формилпиразина и селективность иллюстрируются данными при1 веденными в таблице.

A н о х О

Ф Ж

Ц @<ю

Ф М с„) н ь м о о Ь Ь .4 ф О О -9 ф

Ю an о о

И1 юн чл о сч о °

441

C) 4

Ю Ю о о о а

° Ф с 1

D о

Г

Ю и 2 с с ф гЧ

<"Э

М

«4 л сЧ

В

4 сн) о в о с о

:ф о» сЧ сч Ръ

О Ю г О з с 1

О о

° 4С\

М «ч о о о Ъ сч с ч о о о о с 4

« 3 РЧ °

О о

° Ф сч

4

«Ч о о

4 :4 °

О

1 е е Он

Е Л4

0 Ф е

Юнй ока

О

1 г- н

В,с\ о о о с ф О с о о о о

РЪ О1

Ш ф

О О О о о о

ah О Р О1

C) о л (O н

in о с»

Э -4 С с") in я с» ф

ФЗ6цх ооомм

C0eZa оох м

Е о З L L и1 in Ю an 4Л in in 4С) О

N N N сч 6 сч сч N сч 4л N !

iA an an in,Ч,-Ч сЧ!

Ф I Х I едо м

0ОХаИЮ

zxxWCx лн охи цо евнm оохоее

Е о ж„ц Е а, О О О О О О О О O O О

N N N N N СЧ СЧ N СЧ С 4 « о о с4 N о

С4

О сЧ

1 Х х е

ceo и н

Ф Х

o,os

IQ Х

an сч о in о о о о о

«4 СЧ о с о о сЧ Г 4 о о

О О

СЧ Р4 N С 4 N С 4 СЧ

\ о о н с

О О О Ю О сЧ о о

О О. О

D с 4 н4

И an и О О Л an О О D О О О

СЧ СЧ СЧ D С N N Л an an л Ю in . Ф Ф оР Сн1 нФ 3 О3 3 Ф Ф Ф ос ол

an сл сЧ с а in сл г- co e ю «ч. сч

1 «4 1

;г, . нсн г "

« н

« 4

Ф м

i Ф

М И ао о х л4 Н

Е Ф 0 нсо

0ИО о иМФ

Нo

ex

Х A

1 о

X о

-а

Мэ "и

О Q с4 О

"н.

«4 ссЛ сс7 б7

«с) ц li о о о о у н

> с4 фЛ н Р

О 4 0 О О о о н щ мъ юъ чт о о о и и оЧ к сф

° «4 о

ОЗ О ОО

° к .<- ОЯ-- с сл 4; A

И 4 й

° О н 4Л "44

О @О @о ybe0

0 0 0С 0 «» 0%

О О--О о О) н но ем "4 к в и К н оИ

< ю CO

tO в о,е о

%" иФ

СЪ ач

Сл к он И-° Ф Ф> л

o < о . о н.н + . и он э»

Кр

4 анн

О V о

5 .-0

1 о

C);

«4 . н М

° н о

С 4,И

i1,С4

О о л с>

I ьн

-з;.

«4 > г р

".4

1+ г о о

«! м

4н

O и> а сл

I с

D к и о

Р .5

Е оИ э ну

Щ

0 н с

Г

cz "

"4 н

« у-Ф.

598895

Формула и= oáÐ -. ен «

Составитель К,Орлов

Техред А.Богдан КоРРектоР С.Гарасиняк

Редактор Т. Николаева

Заказ 1539/45 Тираж 559 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совет-: Министров СССР по делам изобретений и отрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал Il П1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В оп. 1 в качестве катализатора использована индивидуальная пятиокись ванадия, добавление трехокчси молибдена в количестве 75 и 25Ъ мол. (оп. 2 и 3) приводит к повышению выхода Формилпиразина, в случае содержания трехокиси молибдена в количестве 25 Ъ мол. значительно увеличивается селективность по формилпиразину. Для повышения активности контакта ванадий-молибденовая система модифицировалась окислами серебра, кадмия и никеля и фосфатом натрия (on. 8-17) . В результате модифицирования общее превращение исхсдного сырья увеличивается в 1,52 раза и наблюдается повышение выхода формилпиразина в случае окислов серебра и кадмия (оп, 8 и 14) . Селективность всех модифицированных катализатов ниже основной ванадиймолибденокисной системы, но добавки целесообразно использовать для увеличения степени превращения метилпиразина ь том случае, когда не предполагается выделять исходное сырье. Присутствие -в каталнзате значительных количеств непрореагировавшего метилпиразина затрудняет выделение Формилпиразина.

Оптимальное количество модифицирующей добавки составляет 2 Ъ мол. При увеличении содержания в контакте, например, окиси серебра, до 20Ъ мол..выход формилпираэина уменьшается (оп. 8 и 13) .

Как следует из данных таблицы формилпираэин образуется при контактном окислении метилпиразина во всем приведенном интервале температур (300470 С), оптимальными являются темпеа ратуры 420-450 С, в зависимости от состава катализатора. Опыты 8-12 демонстрируют .влияние концентрации кис-. лорода и разбавления реакционной смеси парами воды в интервале мольныХ соотношений метнлпираэина, кислорода и воды, равном 1:10-50:?-50. Как видно из таблицы условия опыта 8 (соотношение метилпиразнна, кислорода и воды равно 1:20:25) являются предпочтительными для образования формилпиразина.

Выход формилпиразииа составляет 305 41% в расчете на пропущенное и 40-83Ъ в расчете напрореагировавшее сырье.

1. Способ получения формилпиразина на основе метилпиразина, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения технологии процесса, метилпиразнн окисляют кислородом воздуха при температуре 300-470 . и разбавлении реакционной смеси водяным паром и инертным газом в присутствии ванадийокис0 ного или ванадиймолибденокисного катализатора при мольном .соотношении метилпиразин, кислород и вода равном

1:10-50:2-50.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что используют ванадиймолибдейовокислый катализатор, содержащий 30-75% вес. пятиокиси ванадия °

3. Способ по. п.1,2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени конверсии, используют ка30 талиэатор, дополнительно содержащий окись серебра, кадмия или никеля в количестве 2-204 вес., или фосфат натрия в количестве 1-5% вес.

Источники :Hôîðìàöèè, принятые во

38 внимание при экспертизе:

1. Ц ою я H.С. b ubba Qao 2.С. "The re du с) (он of acid chPcr idee by Pikhium 1 ч -t- ЬЫо x y-а Ри и а Ь) d .Ы e J. A w. Сйс и, Soc. 1958 у

,S0,р.5Ъ7Т.

2.Hirschbet A,ared Ьк-<16 ПЛ . The )э ера "а)(оп of Оуга кеаИейуде by ozanofyыь cf viny 1р) га-" ке "3.Ие1.Сйеп,_#_6&,ч.э(1),рЛОЗ.

3. Ри1)те Н.aего Gpoerri Р.Е."Ьi$.hi и щ

aEuminiuw hydride Reduc6îèe о1 русалке.

45 carbo ry 6 с еь1е е "«T.Or (.CheN.,Ж63,vs,р1898.