Способ получения этилового эфира п-нитробензойной кислоты

 

Использование: в химико-фармацевтической промышленности, как полупродукт для синтеза анестезина и новокаина. Сущность изобретения: продукт: этиловый эфир п-нитробензойной кислоты, БФ С₉H₉NO₄, выход 98%, содержание основного вещества 99,7%, температура плавления 56-57^oC. Способ осуществляют этерификацией п-нитробензойной кислоты этиловым спиртом при кипячении в присутствии в качестве катализатора четыреххлористого кремния в молярном соотношении к п-нитробензойной кислоте 0,1-0,2:1, целевой эфир экстрагируют из реакционной смеси растворителем из ряда хлорированных метанов и выделяют из экстракта известными приемами. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к усовершенствованному способу получения этилового эфира п-нитробензойной кислоты, являющейся полупродуктом для синтеза фармацевтических препаратов - анестизина, новокаина.

Известен способ получения этилового эфира п-нитробензойной кислоты, заключающийся в том, что этерификацию п-нитробензойной кислоты (ПНБК) проводят в присутствии кислого сернокислого аммоний, а целевой эфир выкристаллизовывают из сернокислой реакционной массы [1] Способ не имеет практического применения из-за малой доступности кислого сернокислого аммония.

Известен способ получения этилового эфира ПНБК путем этерификации ПНБК этанолом в присутствии хлористого сульфурила при кипячении. Реакционную массу после этерификации обрабатывают окисью магния и отгоняют спирт с хлористым водородом. К кубовому остатку добавляют спирт, окись магния и уксусную кислоту и снова отгоняют этиловый спирт с хлористым водородом. Охлажденный кубовый остаток обрабатывают ацетоном, фильтруют и ацетоновый раствор целевого продукта используют в синтезе анестезина [2] Недостатками данного способа являются: сложность аппаратурного оформления, высокая коррозионная активность при отгонах кислого спирта, большое количество трудноутилизируемых солевых отходов, недостаточно высокий выход.

Целью изобретения является упрощение способа, уменьшение количества отходов, повышение выхода целевого продукта.

Цель достигается тем, что в известном способе получения этилового эфира ПНБК этерификацией ПНБК этиловым спиртом при кипячении в присутствии кислотного катализатора в качестве катализатора используют четыреххлористый кремний, а целевой продукт экстрагируют из реакционной смеси растворителем из ряда хлорированных метанов и выделяют из экстрактаизвестными методами. При этом четыреххлористый кремний берут в молярном соотношении к ПНБК, равном 0,1-0,2:1.

Cпособ осуществляют следующим образом. Проводят этерификацию ПНБК этиловым спиртом при кипячении в присутствии четыреххлористого кремния, взятого в количестве 0,1-0,2 моль на 1 моль ПНБК. После этерификации реакционную смесь охлаждают, добавляют хлорметан для экстракции этилового эфира ПНБК. Экстракт отделяют от осадка кремнегеля фильтрованием, нейтрализуют, расслаивают на водный и органический слои. Органический слой отделяют, добавляют воду и отгоняют растворитель. После отгонки растворителя или охлаждении получают суспензию гранулированного этилового эфира ПНБК.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в качестве катализатора процесса этерификации используют четыреххлористый кремний, а целевой продукт экстрагируют из реакционной смеси растворителем из ряда хлорированных метанов и выделяют из экстракта.

Применение указанных отличительных признаков позволяет упростить процесс за счет исключения операции отгонки кислого спирта, требующей специального коррозионно-защищенного оборудования.

Повышение выхода получаемого этилового эфира ПНБК обусловлено проведением процесса этерификации в присутствии четыреххлористого кремния, являющегося донором хлористого водорода по мере выделения реакционной воды и, кроме того, связывающего выделяющеюся воду с двуокисью кремния в виде гидратированной кремниевой кислоты, что смещает равновесие реакции в сторону целевого продукта и позволяет получать его с высоким выходом.

Кроме того, образующийся в ходе процесса кремнегель является хорошим сорбентом для осмоленных продуктов и позволяет получать этиловый эфир ПНБК улучшенного качества по содержанию примесей.

Введение в процесс экстракции целевого эфира хлорированным метаном позволяет отделить его от кремнегеля и от непрореагировавшей ПНБК, которая при нейтрализации экстракта щелочным раствором полностью переходит в водный слой.

Кроме того, проведение процесса этерификации в присутствии четыреххлористого кремния, являющегося крупнотоннажными дешевым промышленным продуктом, вследствие своих свойств позволит уменьшить загрузку этилового спирта по сравнению с известным способом получения этилового эфира ПНБК в 1,7-2,0 раза. Отделенный кремнегель в виде рассыпчатого, хорошо фильтруемого порошка легко растворяется в щелочах, давая другой товарный продукт жидкое стекло.

Использование в процессе этерификации четыреххлористого кремния в количестве, меньшем 0,1 моль на моль ПНБК, снижает выход целевого эфира ниже 89% а увеличение выше 0,2 моль экономически не целесообразно.

В качестве растворителя для экстракции целевого эфира можно использовать хлороформ, четыреххлористый углерод, но предпочтительно использовать хлористый метилен, что обусловлено его низкой пожароопасностью и токсичными свойствами, хорошей растворимостью в нем этилового эфира ПНБК, низкой температурой кипения.

Пример.

В реакционную колбу с обратным холодильником и мешалкой загружают 132,0 мл (0,78 г-моль) 99,4%-ной п-нитробензойной кислоты и 136 мл (2,33 г-моль) 99,8%-ного этилового спирта (абсолютированного), прикапывают при температуре не выше 40^oC и перемешивании 14,52 мл (0,127 г-моль) 99,57%-ного четыреххлористого кремния, смесь нагревают до кипения и кипятят 4 ч при 80-85^oC.

Затем массу охлаждают до 40^oC и при перемешивании добавляют 214 мл хлористого метилена, перемешивают 1 ч, охлаждают до температуры 5^oC и фильтруют на друк-фильтре под давлением, шлам отжимают, промывают 130 мл хлористого метилена, снова отжимают и получают 23 г рассыпчатого порошка кремнегеля.

В фильтрат при перемешивании добавляют 116 мл 20%-ного раствора соды до рН среды 7,5-8,0 массы, отстаивают 1 ч, отделяют нижний органический слой с этиловым эфиром ПНБК.

В отдельный органический слой добавляют 300 мл воды и отгоняют при температуре 45-60^oC азеотроп метиленхлорида состава; мас. алкиленхлорид 94; вода 1,37; этанол 4,63. Всего 340 г отгона (используется в последующей операции экстракции).

Полученную суспензию этилового эфира ПНБК в воде охлаждают до 20^oC, добавляет 150 мл захоложенной воды, фильтруют и осадок промывают водой на фильтре. Продукт сушат при комнатной температуре до постоянного веса, получают 149,90 г целевого продукта (98,07% от теор.) с содержанием основного вещества 99,7% температурой плавления 56-57^oC.

В водный слой после отделения метиленхлоридного слоя добавляют 3 мл (0,0333 г-моль) 34,8%-ной соляной кислоты, нагревают смесь и отгоняют этиловый спирт, всего получают 92 мл 72%-ного этилового спирта и отправляют на абсолютирование, кубовый остаток охлаждают до 20^oC, выпавший осадок ПНБК фильтруют, промывают водой и сушат. Получают 4,02 г осадка с концентрацией 99,8 ПНБК, т.е. 3,02% от исходного ПНБК. Фильтрат содержит раствор поваренной соли, который легко утилизируется и очищается на БОС.

Настоящий способ позволяет повысить выход и качество целевого продукта, уменьшить количество отходов, а также значительно упростить процесс.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 455943, кл. С 07 С 79/46, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР N 753069, кл. С 07 С 229/60, 1969.

Формула изобретения

1. Способ получения этилового эфира п-нитробензойной кислоты этерификацией п-нитробензойной кислоты этиловым спиртом при кипячении в присутствии кислотного катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют четыреххлористый кремний, а целевой эфир экстрагируют из реакционной смеси растворителем из ряда хлорированных метанов и выделяют из экстракта известными приемами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что четыреххлористый кремний берут в молярном соотношении к п-нитробензойной кислоте 0,1 0,2:1.