Способ получения 2-цианпиразина

 

Сущность изобретения: 2-метилпиразин с аммиачно-воздушной смесью пропускают через катализатор, содержащий (%) оксид ванадия 3-9, оксид хрома 2-7, оксид сурьмы 1-3 и оксид алюминия до 100 %, при 280-300 град. и при мольном соотношении 2-метилпиразин : аммиак : кислород 1 : 25-50 : 60-80, при этом время контакта реакционной смеси с катализатором 0,8-1,1 сек.

Изобретение относится к химической технологии, конкретно, к способу получения 2-цианопиразина, который находит широкое применение в качестве противотуберкулезного препарата.

Известен способ получения 2-цианпиразина окислительным аммонолизом 2-метилпиразина с использованием катализатора, состоящего из оксидов сурьмы и ванадия с добавкой одного из следующих элементов: железо, медь, никель, кобальт, титан, магний в виде оксидов и силикагеля /З/. Процесс проводят при 330-380 град. и при соотношении 2-метилпиразин: аммиак: воздух 1:4,7:59,8, выход 2-цианпиразина составил 85% при конверсии 2-метилпиразина 99% после 8-ми часовой работы катализатора.

Недостатком способа является большой расход катализатора (до 40% от веса пропускаемой смеси, недостаточная продолжительность эффективной работы катализатора (до 8 часов) и невозможность его регенерации.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка технологии получения 2-цианпиразина реакцией окислительного аммонолиза 2-метилпиразина с высоким выходом с использованием катализатора, сохраняющего высокую активность при продолжительной эксплуатации и после регенерации.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что 2-метилпиразин с аммиачно-воздушной смесью пропускают через катализатор, содержащий (в) оксид ванадия 3-9, оксид хрома 2-7 оксид сурьмы 1-3 и оксид алюминия до 100% при температуре 230-300 град. и при мольном соотношении 2-метилпиразин: аммиак: кислород 1 25-50 60-80, при этом время контакта реакционной смеси с катализатором 0,8-1,1 секунды.

В предлагаемом способе получения 2-цианпиразина технология предусматривает: соотношение компонентов реакционной смеси 2-метилпиразин: аммиак воздух 1: 20-40 60-75; температурный режим 280-300 град.

время контакта реакционной смеси с катализатором 0,8 -1,1 сек.

продолжительность эксплуатации катализатора до двух лет (после этого катализатор легко регенерируется). Нижеприведенные примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1. В металлический реактор диаметром 20 мм и длиной 600 мм, по центру которого находится карман для термопары, загружают 50 мл катализатора, содержащего оксид ванадия (VО) -З% оксид хрома (CrО ) 2, окись сурьмы (SЬО ) 1 и оксид алюминия (АlО ) остальное до 100% разбавленного алюминиевыми брусочками в объемном соотношении 1:1. Размер гранул катализатора и алюминиевых брусочков около 3 мм.

В реактор подают 1,5 г 2-метилпиразина, 11 л аммиака и 30 л воздуха в час (мольное соотношение 2-метилпиразин: аммиак: воздух составляет 1:25:71 при 290-295 град.

Продукты реакции улавливают в абсорбере, орошаемом циркулирующей водой.

Периодически (через 2 часа) абсорбционную жидкость сливают и анализируют содержание продуктов реакции методом газожидкостной хроматографии.

Условия проведения анализа: детектор пламенно-ионизационный, неподвижная фаза ВД-11, нанесенная на сепарон, длина стеклянной колонки 0,5 м, диаметр 3 мм, температура термостата колонки 160 град. температура испарителя 250 град.

Количественное определение содержания продуктов реакции проводили методом внутреннего стандарта, в качестве которого использовали 2-метил-5-этилпиридин.

По данным анализа получен следующий состав продуктов реакции, г: 2-цианпиразин 3,54, пиразин 0,106, непрореагировавший 2-метилпиразин 0,06, оксиды углерода 0,1.

Выход 2-цианпиразина на пропущенный через реактор 2-метилпиразин 90% конверсия 2-метилпиразина 98% селективность по 2-цианпиразину 92% Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в реактор подают 2,0 г 2-метилпиразина 29 л аммиака и 42 л воздуха в час (мольное соотношение реагентов 1 50 75). Выход 2-цианпиразина 88% при конверсии 2-метилпиразина 99% Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в реактор подают 1,5 г 2-метилпиразина, 15 л аммиака и 27 л воздуха (мольное соотношение реагентов 1 35 64) в час при 280-285 град. Выход 2-цианпиразина 91% при конверсии 2-метилпиразина 98% Пример 4. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в реактор подают 1,5 г 2-метилпиразина, 8,5 л аммиака и 25 л воздуха (мольное соотношение реагентов 1: 20: 60) в час при температуре 295 -300 град. Выход 2-цианпиразина 89% при конверсии 2-метилпиразина 99% Пример 5. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в реактор подают 1,5 г 2-метилпиразина, 17 л аммиака и 25 л воздуха (мольное соотношение реагентов 1: 40: 60) в час при 285-290 град. Выход 2-цианпиразина 90% при конверсии 2-метилпиразина 98% Предлагаемый способ позволяет в более мягких условиях получать 2-цианпиразин с выходом 88-91% при конверсии 2-метилпиразина 98-99% и селективности по 2-метилпиразину 90-92%

Формула изобретения

Способ получения 2-цианпиразина путем окислительного аммонолиза 2-метилпиразина в присутствии катализатора, содержащего оксиды сурьмы и ванадия, на носителе при температуре 200-300^oС, отличающийся тем, что окислительный аммонолиз проводят при молярном соотношении 2-метилпиразин:аммиак:кислород, равном 1: 20-50: 60-75, и времени контакта смеси с катализатором 0,8-1,1 с, катализатор содержит оксиды хрома и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Оксид ванадия 3-7 Оксид хрома 2-7
Оксид сурьмы 1-3
Оксид алюминия Остальное

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.09.2004        БИ: 25/2004