Способ получения 2-метилпиридина

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛПИРИДИНА путем взаимодействия ацетонитрила с ацетиленом при 120-150°С и давлении 15-20 атм в присутствии катализатора, содержащего кобальтоцен , отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и увеличения производи тельности процесса, реакцию проводят в жидкой фазе в проточной системе с использованием катализатора, содержащего добавку диэтиламина, в соотношении , мас.%: Диэтиламин 1,7-3,2 Кобальтоцен 96,8-98,3 при молярном соотношении ацетонитрила и ацетилена

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З 5ц С 07 Э 213/09

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И \

°

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3348419/23-04 (22) 13 ° 10 ° 81 (46) 30.07. 84. Бюл. 928 (72) Д.З.Левин, Е.С.Мортиков, Н.К.Демидова, С.В.Голубков, В.А.Удовенко, А.П.Иванов, Е.В.Леонова, Н.С.Кочеткова, В.А.Сергеев и А.С.Коган (71) Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского (53) 547.821.4 11.2.07(088.8) (56) 1. Патент США Ф 4212978, кл. С 07 2 213/08, опублик. 1980 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛПИРИДИНА путем взаимодействия ацето„„5U„„1105491 А нитрила с ацетиленом при 120-150 С и давлении 15-20 атм в присутствии катализатора, содержащего кобальтоцЕн, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и увеличения производи тельности процесса, реакцию проводят в жидкой фазе в проточной системе с использованием катализатора, содержащего добавку диэтиламина, в соотношении, мас.Ж:

Диэтиламин 1,7-3,2

Кобальтоцен 96,8-98,3 при молярном соотношении ацетонитрила и ацетилена (3-4,3):1.

4 11054

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения

2-метилпиридина, который находит применение в синтезе биологически актив"ных соединений и в синтезе полимер5 ных материалов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и получаемому результату является способ получения 2-метилпиридина, заключающийся 10 во взаимодействии газообразного ацетиленя и ацетонитрила, при избытке ацетилена, давлении 3-20 атм в присутствии кобальтоцена в качестве катализатора при 80-200 С. Выход

76-82% при конверсии ацетонитрила

97,2% (1 3.

Недостатком указанного способа является сравнительно небольшой выход целевого продукта и небольшая производительность процесса (реакция проходит в течение не менее 7 ч со съемом 2-метилпиридина с объема реактора 0,0739 г).

Цель изобретения — повышение выхода. целевого продукта и увеличение производительности процесса.

Поставленная цель достигается способом получения 2-метилпиридина, заключающимся в том, что ацетонитрил подвергают взаимодействию с ацетиленом при соотношении (3-4,3)-1 при 120-150 С и давлении 15-20 атм в присутствии катализатора кобальтоцена с добавкой диэтила мина при содержании компонентов, мас.%

Диэтиламин 1,7"3,2

Кобальтоцен 96,8-98,3 реакцию проводят в жидкой фазе в проточной системе.

Выход 2-метилпиридина 85,8-90,5% (считая на загруженный ацетилен), конверсия 95,4-97,5%.

Реакция проходит не более 2 ч, выход продукта с единицы объема реакто-4 ра в условиях проточной установки

0,46 r.

Для повышения взрывобезопасности процесса его ведут в жидкой фазе путем насыщения ацетонитрила ацетиленом.

На чертеже представлена схема, поясняющая данный способ.

Пример. Синтез катализатора.

В трехгорлую колбу помещают 26 r безводного СоСЕ и при перемешивании постепенно вводят 1t7 г сухого {С Н )-х

«NH поддерживая температуру Оо, йолу91 2 ченную массу перемешивают 45 мин, после чего добавляют при тех же усл, виях охлажденную до Оосмесь 49,3 r сухого дициклопентадиена и 64,9 r сухого диэтиламина. Затем содержио мое перемешивают при 0 в течение

1 ч, 15 мин при кипении растворителя, после чего удаляют растворитель и диэтиламин из полученного твердого остатка кобальтоцен экстрагируют бензолом. Полученный бензольный раст,вор упаривают досуха и получают

31,5 г технического кобальтоцена, в котором содержится 2, 5% диэтиламина.

Приготовленный таким образом катализатор используется в процессе получения 2-метилпиридина;

Процесс получения 2-метилпиридина.

В переносной емкости 1, представляющей собой баллон высокого давления, объемом 1,3 л и весом 3,6 кг в инертной атмосфере готовят раствор ацетонитрила с катализатором, который насыщают ацетиленом непосредственно из ацетиленового баллона. Тепло, выделяющееся при растворении ацетилена, снимают путем охлаждения баллона водой. Количество введенного ацетилена определяют взвешиванием баллона с раствором до и после ввода ацетилена. Приготовленный таким образом раствор ацетилена в ацетонитриле с катализатором прокачивают насосом 2 через обогреваемый трубчатый реактор 3. Реактор представляет собой трубку диаметром 20 мм, заполненную инертной насадкой (битый кварц, размер частиц 2-3 мм). Общий объем реакционного пространства (без кварца) 150 мл. Выводимая из реактора смесь проходит через дроссельный клапан 4 автоматического поддержания давления в реакторе и поступает в сепаратор 5, находящийся при атмосферном давлении. В сепараторе происходит давление ацетилена, не вступившего в реакцию, количество которого замеряется газовыми часами 6.

Полученные результаты представлены в таблице (примеры 1-3 по предложенному способу, примеры 4-6 — проведение процесса в условиях, отличных от заявленных).

Смесь жидких продуктов из сепаратора анализируется и подвергается ректификации с выделением образующихся продуктов и непрореагировавшего ацетонитрила. С этой целью всю смесь испаряют в присутствии масла ВИ-4

3 1105491 4 с получением бесцветного прозрачно- ацетонитрила. Из полученных концентго дистиллята (98Х от исходной смеси) ратов — кубовых остатков, содержащих и кубового остатка, содержащего про- 58,5Х 2-метилпиридина, и 41,5Х ацедукты превращения катализатора и мас- тонитрила — выделяют рекгификацней ло. на той же колонне при флегмовом чисДистиллят подвергают ректифика- ле 20-25 2-метилпиридин, чистота ции в колонне диаметром 12мм, запол- которого 99Х. Степень выделения 2ненной насадкой Фенске (спирали диа- метилпиридина из исходного сырья метра 3 мм). Высота насадки 1100 мм. 92,3Х.

Флегмовое число 5. При таких усло- 1р Предложенный способ позволяет виях в периодическом режиме из повысить выход и производительность продукта удаляют основное количество процесса получения 2-метилпиридина.

2,8

2,07

3,07: 1

4,3:1

120

1,7

150

3,2

3i2:1

6,1:1

0,97

150

100

1,5

2,0

2,5

5,8:1

2,1

120

3,8

6:1

1,9

150

72,25 0,85 26,9

97,5

90,5

1,7 29,8.68,5

96,6

86,8

28,8

70,1

84,0

83,5

12,6

0,2

87,3

88,5

84,8

16,0

0,7

83,3

86,8

84,6

t5,8

0,4

83,8