Способ получения 2-метилхинолина

 

. 1 . СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕ-в ТИЛХИНОЛИНА каталитическим алкилированием хинрлина на никельсодержащем катализаторе в газовой фазе алкилирующим агентом при , о т л ичающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, в качестве алкилирующего агента применяют алкакы , в качестве никельсодержащего катализатора используют никельалюминиевый катализатор и процесс дут в присутствии водорода и инертного разбавителя. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют ни- . кельалюминиевый катализатор с содержанием никеля 20,5-30,0 мас.%, Зо Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что процесс проводят при парциальном давлении водорода 0,03-0,06 МПа, i . Способ поп, 1, отпичаю щ. и и с я тем, что в качестве инертного разбавителя применяют азот, аргон или гелий с парциальным давле-. нием 0,005-0,05 МПа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Зс50 С 07 D 215/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Ю

Cb

«В» (ф

ЬЭ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2990846/23-04 (22) 08.10.80 (46) 23.о3.83. Бюл. N 11 (72) К.П.Беспалов, В.В.Антонова, Г.Н.Абаев, В.К.Промоненков и Т.Н.Серова (71) Ярославский политехнический институт (53) 547.831 07(o88.8) (56) 1. Патент Англии М 1398560, кл. С 2 С, 1975.

2. Патент США 1г 3428641, кл. 260-290, 18.02,69 (прототип). (54) (57), 1. СПОСОЬ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕ- >

ТИЛХИНОЛИНА каталитическим алкилированием хинолина на никельсодержащем катализаторе в газовой фазе алкилирующим агентом при 150-400оС, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

„„SU„„1006432 А повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, в качестве алкилирующего агента применяют алканы С -СЗ, в качестве никельсодержащего катализатора используют никельалюминиевый катализатор и процесс ведут в присутствии водорода и инертного разбавитевя.

2. Способ по и. 1., о т л и ч а " ю шийся тем, что применяют никельалюминиевый катализатор с содержанием никеля 20,5-30,0 мас.3.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что процесс проводят при парциальном давлении водорода 0,03-0,06 МПа.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а - Е ю щ. и и с я тем, что в качестве инертного разбавителя применяют азот, аргон или гелий с парциальным давле-, нием 0,005-0,05 МПа.

1 1006

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2-метилхинолина(хинальдина), который может найти применение как исходный продукт в синтезе лекарственных препаратов, лакокрасочных материалов, гербицидов.

Известен способ получения алкилхинолина в газовой фазе взаимодействием хинолина с окисью углерода iÎ (или смесью СО:и Н2).. В качестве ка.тализаторов используются металлы

ХБ, ПБ, 1А (CuO, Zng или Cr>0>).

Выход алкилхинолинов, например метилхинолинов, не превышает 50 мас.Ф(ф5

Недостатком известного способа является невысокий выход целевого продукта.

Наиболее близким к изобретению яв- . . ляется способ получения 2-алкилхино- щ лина алкилированием хинолина в газовой фазе алкилирующим агентом; а именно соединением общей формулы и

a+O)-С вЂ” $0) -я и и -С вЂ” (О) — К 5 и и

O R . О (Х) где .КН или алкил;

R - алкил, п=О или 1, в присутствии катализатора, а именно никель на окиси никеля при 150400 С. Способ получения 2-метилхиноо лина заключается в том, что хинолин алкилируют s газовой фазе метанолом в присутствии катализатора, а именно .. никели на окиси никеля .(Ni/Ni 20 ) при.

150-400 С, время контакта 0,5-50 с.

Вывод 2-метилхинолина равен 65мас.3 2).

Недостатком известного способа

40 является невысокий выход 2-метилхинолина, а также сложность получения и выделения целевого продукта, из-за того, что при использовании таких кислородсодержащих метилирующих агентов, какими являются спирты, углеводо45 родный слой реакционных продуктов содержит до 30 мас.3. воды ввиду вза-, имной растворимости водыи хйнолиновых оснований. Последние же образуют с .водой азеотропные смеси в соотношении 1:1 по массе.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается

55 тем, что хинолин каталитически алки" пируют в газовой фазе алканом(С1-С } на никельалюминиевом катализаторе

"32 2 в присутствии водорода и инертного разбавителя при 150-400 С.

Процесс преимущественно проводят с содержанием никеля 20,5-30,0 мас,Ф на никельалюминиевом катализаторе.

Процесс преимущественно проводят при парциальном давлении водорода

0,03"0,06 МПа.

В качестве инертного разбавителя применяют азот, аргон или гелий с парциальным давлением 0,005"0,05 МПа.

Выход целевого продукта до 80 мол. Ф от теории.

Пример 1. Процесс получения

2-метилхинолина проводят на установке проточного типа. Исходно продукты - хинолин, метан и водород перегревают до температуры реакции и подают в реактор с 50 мл гетерогенного никельалюминиевого катализатора (марки АМ-1 ТУ-03-237-69. Содержание никеля не менее 25,5 мас.4).

Температура реакции 300 С, объемная скорость 0,44 л/л кат- ч, парциальные давления, МПа: хинолин 0,02, метан 0,01, водород 0,03, инерта (гелия J 0,04.

Пропущено хинолина 129 г (1,0 моль), метана 11,2 л.(0,5 моль) и 33 л (1,5 моль) водорода.

Продукты реакции конденсируются захоложенной водой. Получают 116 r конденсата, который анализируют методом газожидкостной хроматографии, например, с детектором по теплопроводности - хроматограф ХЛ-4. В качестве неподвижной фазы используют бензидин (5 мас.3) и твин - 60 (7,5 мас.4) на целите.

Длина колонки 4,2 м, диаметр

0,005 м, температура колонки 110 С.

Содержание основных продуктов в кон.денсате, мас.3: хинолин 50,0; 2-метилхинолин 42,2, 2,3-диметилпиридин

3,6; 3-метилпиридин 4,2. Конверсия исходного хинолина 43,83, выход 2метилхинолина .за проход 35,1 мол.3,, что составляет 80,2 мол.3 от теории, Выделение целевого 2-метилхинолина из конденсата легко осуществляется путем ректификации на колонке эффективностью 50 т.т. Концентрация

2-метилхинолина 99 мас.Ф, Синтезированный 2-метилхинолин имеет высокую степень чистоты температуру кипения 246 С, d20=1,051.

Литературные данные: температура кипения 246-247 С 0201,059 °

1006432 4

Пример 13-14. Процесс проводят аналогично примеру 1. Парциальные давления, ИПа: хинотиен 0,02 алканы 0,01; водород 0,031 инерт (гЪлий ) 0,04, Температура 300 С. т . Результаты синтезов сведены в табл 3 °

Парциапьные давления, ИПа

Выход 2"

-метилхинолина, мол А

Выход 2«метил» хиноли» на,оттееРиМ;мол, ф >

Объемная скорость хиноли» на, л и хат ° ч

Температура

Исходный продукт гелия водорода хннолина метана

0,56 23,1

0,02 0,005 0,03 0,045

Хннолин 300

77,2

250 0,015 0,02

0,3 25,3 72,0

0,06

0,005

То же

0,4.4

28,2 70,9

24,0 68,0

0,01 0,01 «»« о

0,03

0,05

300

400 0,02. 0,01

0,04

0.,67

0,03

«>>« I 50

20,6 78,0

0,04

0,02

0,03

0,3

0,01

Т>абли ц

2 а ««« .

Выход 2«метил»

Выход Xмети лхи» нолина от теории мол. ф

Объемная скорость хииолина; л

Температура, С

Парциальные давпе ння, ИПа

Инерт водоро- .гелия да хиналина метана хи молина ° мол А л кат ч

0,01

0,03

05 263 710

0,67 26,0 65,1

330

0,05

Азот

0,01

То we

0,02 0,01

0,03

0,04

«00

0,02 0,055 0,005 . 0,4 .27;0

250

68,9

0,02

0,045 0,56 24,1

300 0,02 0,005 0,03

76>8 Аргон

То же

0,56 26,I

69,3 „

0,03

0,01

0 05

0,015 0,02

О, 00-5

0,06

«>t»

250

71,2

0 3

25>9 ц а

«ЮЮФ абли

Т Ап кили рую щий агент

Выход 2метилхиИсходный продукт

Основной

Выход 2метилхи, Объемная скорость, л продукт реакции нолина, мол.3 нолина от теории мол.3 л ° êàò ч

Этан Хинолин 2-Иетилхинолин 0,8

20,3. 76,1

Пропан Хинолин 2-Иетилхинолин 1,0 20,1

72,3

Найдено, Ж: С 84,07; Н 6,31, К 9,62 ч1ОН9

Вычислено, 3: С 83,87; Н 6>35>

N 9,78.

Пример 2-6. Процесс проводя аналогично примеру 1. Параметры про цесса и выход целевого продукта сведены в табл. 1.

П р и и е р 7-12. Процесс про водят аналогично примеру 1. Исходный продукт - хинолин. Параметры процесса и выход целевых продуктов сведены. в табл. 2.

«й

Пример 15-17. Процесс прово1в дят аналогично примеру 1. Парциальные давления ИПа: хинолин 0,02; алканы 0,01, водород 0,03, инерт 1,гелий)

0,04. Температура 300 С

Результаты опытов сведены в табл.4.

> аблифа I

1oo6432

Табли а 4

Катализатор еее

2 3

0,67 33,2

74,3

30,0

76,7

0,44 36,6

М1/А120 28 5

Й1/А1203 20 5

69,1

0,5 25,6

Составитель. Т.Якунина

Редактор C.Ëûæoâà Техред О. Йеце Корректор Г.Огар

Заказ 2042/38 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Ка част вен ный сос" тав катализатора

Процентное с одержание никеля

Объемная скорость хинолина, л/л кат ч

Выход 2-метилхинолина моп.Ъ

Выход 2метилхинолина от теории, мол.3