Способ получения @ -метилморфолина

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-MEТИПМОРФОЛИНА взаимодействием морфолина с хлористым метилом при их мольном соотношении 1:0,3-0,4 соответственно , отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, интенсификации процесса и упрсщения его технологии, взаимодействие осуществляют в воднощелочной среде при 5-15 С. 2. Способ по п. 1, о т ли ч аю щ и и с я тем, что взаимодействие осуществляют при рН 12,.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.

„„SU „„1

4(sl), С 07 D 295/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3669222/23 -04 (22) 05.12.83 (46) 30.06.85. Бюл . М 24 (72) С.Д.Данилов, А.Н.Долгачев, В,В,Кормачев, Л.С .Шевницын, В.А.Градов, Л.К.Голова, 10.Я.Белоусов и В.Г.Куличихин (53) 547.867.4.07(088.8) (56) 1. Патент ФРГ е 111,1189, кл. 12 р 3, опублик. 1961 (прототип) . (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-МЕТИПИОРФОЛИНА взаимодействием морфолина с хлористым метилом при их мольном соотношении 1:0,3-0,4 соответственно, о т л и и а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, интенсификации процесса и упрощения его технологии, взаимодействие осуществляют в воднощелочной среде при 5-15 С;

2. Способ по п. 1, о т л и ч aIo шийся тем, что взаимодействие осуществляют прй рН 12,5-14,0.

1164234!

О

ЗО

Изобретение относится к способу получения N-метилморфолина, являющегося полупродуктом основного ор ганического синтеза и используемого также как растворитель.

Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности и достигаемому результату является способ, который заключается в том, что морфолин, содержащий менее 0,5Х воды, подвергают взаимодействию с хлористым метилом при их мольном соотношении 1:0,3-0,4 соответственно, при

40-60 С в течение 2-3 ч (1) .

Однако известный способ характеризуется недостаточно высоким выходом целевого продукта (91Х).

Кроме того, в известном способе в процессе алкилирования морфолина выделяющийся хлорнстый водород связывается с избыточным морфолином,. образуя морфолингидрохлорид, который затем, для возвращения морфолина в рецикл, должен быть нейтрализован, а образующаяся соль выведена из системы. Таким. образом, в известном способе появляется дополнительная стадия нейтрализации, что усложняет технологию процесса и увеличивает его продолжительность.Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, ин- . тенсификация процесса и упрощение его технологии.

Эта цель достигается тем, что согласно способу получения N-метилморфолина, который заключается в том, что морфолин подвергают взаимодействию с хлористым метилом при их мольном соотношении 1:0,3-0;4 соответственно, в водно-щелочной срео де при 5-15 С.

Взаимодействие предпочтительно осуществляют при рН 12,5-14Ä0.

Согласно предлагаемому способу алкилирование морфолина хлористым метилом проводят в водно-щелочной среде и выделяющийся в результате реакции хлористый водород нейтрализуется эквимолярным количеством едкого натра, который за счет более высокого значения рН и ускоряет реакцию, интенсифицируя процесс. Исходная реакционная смесь имеет рН 14. В результате реакции рН меняется от 14,0 до 12,5, Пример I. В пятигорлую колбу емкостью 800 мя, снабженную мешалкой с гидроэатвОром, термометроМ, барботером и электродами для измерения рН, загружают 180 r (2,07 моль) морфолина, 64,5 г водного раствора, содержащего 29,0 г (0,725 моль) едкого натра.

Реакционную массу охлаждают до

10 С и при этой температуре подают через барботер газообразный хлористый метил со скоростью 150 мл/мин при этом значение рН снижается от

14 до 12,5 . Хлористый метил в коли.— честве 36,6 г (0,725 моль) при указанных параметрах полностью вступает в реакцию с морфолином . Продолжительность алкилирования составляет 1 ч 45 мин.

Полученный 1 -метилморфолин отгоняют иэ реакционной массы на ректификационной колонке с эффективностью

8 теоретических тарелок, в виде азеотропной смеси, содержащей около

74Х основного продукта и 26Х воды, К азеотропной смеси добавляют 50 г (0,64! моль) бензола и на этой же колонке, используя насадку ДинаСтарка, проводят азеотропную отгонку воды, а затем и бензола.

Кубовый остаток представляет иэ себя N-метилморфолин с содержанием основного вещества 99,5Х в количестве 71,7 г (0,71 моль), в пересчете на 100Х-ный вес, что соответствует выходу 98,0Х от теории. Температура кипения полученного продукта 11.5,7 С. о

Идентификация продукта проведена методам газожидкостной хроматографии.

К кубовому остатку, полученному после-. отгонки водного N-метилморфолина, добавляют 62,0 r (0,725 моль) морфолина 64,5 г водного раствора, содержащего 29,0 г (0,725 моль) едкого натра и проводят глкилирование и выделение II -метилморфолина в условиях, описанных в примере 1.

Пример 2, В колбу загружают ,180 r (2,07 моль) морфолина, 73,8 г водного раствора, содержащего 33,2 г (б,83 моль) едкого натра и 100 г (5,55 моль) воды. Алкилирование морфолина проводят в условиях, аналогичных описанным в примере I..

Пропустив эа 2 ч 41,8 г (0,83 моль хлористого метила, получают 82,0 г (0,81 моль) N-метилморфолина, в пересчете на IOOX-ный вес, что соответствует выходу 97,7Х от теории.

1164234

25

35

Чистота продукта 99,3Х . Температура кипения 115,4 С.

Пример 3. В колбу загружают 180 r (2,07 моль) 55,1 r водного раствора, содержащего 24,8 r (0,62 моль) едкого натра, и 100 r (5,55 моль) воды. Апкилирование и выделение продукта проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1 .

Пропустив за 1 ч 30 мин 31,3 r (0,62 моль) хпористого метила, получают 61.,4 r (0,607 моль) N-метил-, морфолина, в пересчете íà 100Х-ный вес, что соответствует выходу 98,1Х от теории, Чистота продукта 99,6Х. о

Температура кипения 115,9 С.

Пример 4. Алкилйрование Mop- . о фолина проводят при 5 С. Загрузки исходных веществ такие же,. что и в примере 1, Пропустив со скоростью 135 мп/иин. за 2 ч 36,6 r (0,725 моль) хлористого метила, получают 71,7 г (0,71 моль) II -метилморфолина, в пересчете на 100Х-ный вес, что соответствует выходу Ý8,0Х от теории.

Чистота продукта 99,4Х Температура кипения 115,5 C.

Пример 5. Алкипироваиие иорфолина.проводят при 15 С. Загрузки о . исходных веществ такие же, что и в примере 1 .

Пропустив со скоростью 170 мл/иин за 1 ч 35 мин 36,6 r (0,725 моль) хлористого метила, получают 71,4 r (0,707 моль) N-метилморфолина, в пересчете иа 100Х-иый вес, что соответствует выходу 97,5Х от теории.

Чистота продукта 98,2Х. Температура кипения 115,3 С. о

В процессе иетилирования морфолина хлористым метилом в качестве побочного продукта образуется N-дииетилморфолин, Проведение метилирования морфолина выше 15 С приводит к увеличенО ному содержанию в реакционной массе N-диметилморфолина, так как Я-иетилморфолин, целевой продукт, метилируется хлористым метилом при повышенной температуре, выход N-метилморфолина падает (пример 6) . о

Понижение температуры ниже 5 С нецелесообразно ввиду замедления скорости метилирования и увеличениь энергетических затрат.

Иетилирование морфолина в водно-щелочной среде ускоряет реакцию метклирования, именно при рН не ниже 12,5 происходит значительное увеличение скорости превращения морфолина в N-метилиорфолин.

П р н м е р 6. Апкилирование морфолина проводят при повышенной (45 C) температуре. Загрузки исходных веществ такие же, что н в примере I . .Пропустив со скоростью

200 мл/мин sa 1 ч 30 мин 40,4 r (0,8 моль) хлористого метила. получают 65,8.г (0,65 моль) N-метилморфолина, s пересчете на 100Х-ный вес, что соответствует выходу 89,9Х от теории.

Чистота продукта 99,2Х . Температура кипения 115,4 С °

П р и.м е р 7. В колбу загружают

180 г (2,07 иоль) морфолина ° 92,4 r водного раствора, содержащего 41,6 r (1,04 моль) едкого натра, и 100 г (5,55 моль) воды. Апкилирование и выделение продукта проводят в условиях, анапогичных примеру !. Поглощается 60,6 r (1,2 моль)хлористого метила.

Получают 89,0 r (0,882 моль) N-иетилморфолина, в пересчете íà IOOX-ыый вес, что соответствует выходу 84,8Х от теории . Чистота .продукта 99,3X .

Температура кипения 115,6 С. о

Преимуществом предлагаемого спо-. соба является то, что он позволяет повысить до 98Х выход целевого продукта, качество которого при этом остается высоким, интенсифицировать процесс, уменьшив время взаимодействия морфолина с хлористым иетилои

I, до 1,5-2 ч, а также упростить технологию процесса, так как отпадает стадия нейтрализации морфолингидрохлорнда, имеющаяся в известном способе,