Способ получения n(d)рибитил-3,4-ксилидина

 

Изобpетение относится к области органической химии и касается процесса получения полупродукта синтеза витамина B₂. N(D)-рибитил-3,4-ксилидин получают восстановительной конденсацией эквимолярных количеств D-рибозы с производными 3,4-диметилбензола общей формулы под давлением, в присутствии катализатора. В заявленном способе получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина процесс осуществляют в непрерывном режиме, используя стационарный катализатор на основе металлов VIII группы. Исходные соединения подают автономными параллельными потоками в реакционную зону при постоянном барботаже водорода. 1 табл. 1 ил.

Изобретение относится к области органической химии и касается процесса получения полупродукта синтеза витамина B₂.

N(D)-рибитил-3,4-ксилидин (I) получают восстановительной конденсацией D-рибозы (II) с 3,4-диметиланилином (IIIa) в присутствии эквимолярного количества борной кислоты в периодических условиях: Выход конечного продукта 1 составляет 75 78% (патент США N 2429244, НКИ 260 211, 1947).

Недостатком этого способа является то, что после окончания реакции продукт 1 необходимо отмывать спиртом от H₃BO₄, что снижает его качество и усложняет процесс.

Известен способ получения 1 восстановительной конденсацией водно-метанольного раствора II и IIIa в автоклаве (патент США N 2477560, НКИ 260 211, 1946). Давление водорода 2,5 5,0 МПа, температура 35 75^oC, катализатор никель-скелетный.

Недостатком этого способа является использование пирофорного никелевого катализатора и проведение процесса при сравнительно высоких давлениях.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения 1 восстановительной конденсацией метанольных растворов II и IIIa (или 3,4-диметилнитробензола (IIIб) в автоклаве. Процесс ведут под давлением водорода 0,1 5,0 МПа при температуре 40 80^oC в течение 120 мин с добавлением и без добавления каталитических количеств борной кислоты, катализатором служит Ni-скелетный. При этом выход целевого продукта I составляет 88,7 89,9% (с H₃BO₄) и 34,8 40,6% (без H₃BO₄) (Offenlegungsschrift DE 3615834, МКИ⁴ C 07 91/10, 1987).

Метод недостаточно эффективен из-за использования гомогенной добавки (H₃BO₄) и применения пирофорного скелетного катализатора.

В основу изобретения положена задача создания непрерывного способа получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина.

Технический результат заключается в интенсификации синтеза и повышении селективности процесса за счет того, что восстановительная конденсация идет с высоким выходом конечного продукта без введения гомогенных добавок.

Технический результат достигается тем, что в способе получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина осуществляют реакцию восстановительной конденсации эквимолярных количеств D-рибозы с производными 3,4-диметилбензола общей формулы под давлением, в присутствии катализатора, причем непрерывный процесс проводят на стационарном катализаторе, исходные соединения подают автономными параллельными потоками в реакционную зону при постоянном барботаже водорода.

Особенностью предлагаемого процесса получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина является то, что используют гетерогенные катализаторы гидрогенизации, представляющие собой переходные металлы VIII группы, нанесенные на гранулы носителя, что позволяет проводить реакцию в непрерывных условиях, без гомогенных добавок, используя как амино-, так и нитропроизводное 3,4-диметилбензола.

По сравнению с прототипом способ получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина является непрерывным, исходные соединения подают автономными параллельными потоками в реакционную зону и процесс проводят при постоянном барботаже водорода.

Положительным результатом предлагаемого способа является получение целевого продукта с выходом 75 85% На чертеже приведена технологическая схема получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина.

Для выполнения синтеза в реакторе 1 размещен стационарный катализатор 2. В нижней части реактора 1 расположены подводы потоков исходных продуктов: П1 раствор D-рибоза, П2 раствор одного из производных 3,4-диметилбензола и П3 водород. В верхней части реактора 1 расположены: П4 выход реакционной массы, содержащей N(D)-рибитил-3,4-ксилидин и П5 барботаж водорода.

Синтез осуществляется в изотермическом реакторе 1 непрерывного действия, который заполняют гетерогенным гранулированным катализатором гидрогенизации 2, представляющим собой переходный металл VIII группы на носителе. В нижнюю часть реактора 1 подают: водный раствор D-рибозы (П1), раствор одного из производных 3,4-диметилбензола (П2) и водород (П3) под давлением. Процесс проводят при температуре 70 90^oC, давлении водорода 0,5 2,0 МПа, нагрузке на катализатор 0,67·10^-4 2,20·10^-4 моль·c^-1·кг^-1, барботаже водорода на выходе из реактора 0,1·10^-6 1,2·10^-6 м³/c (П5).

Пример 1. Реактор 1 заполняют гранулированным катализатором Pd/сибунит (2% Pd). В нижнюю часть реактора поступают: водный раствор D-рибозы со скоростью 3·10^-6 моль/с, раствор 3,4-диметилнитробензола в изопропаноле со скоростью 3 · 10^-6 моль/с и водород под давлением 2 МПа; нагрузка на катализатор составляет 0,67 · 10^-4 моль · с^-1 · кг^-1, температура 85^oC; барботаж водорода на выходе из реактора 1,2 · 10^-6 м³/с. Содержание целевого продукта 88,4%
Пример 2. Реактор 1 заполняют гранулированный катализатором Pd/Сибунит (2% Pd). В нижнюю часть реактора поступают: водный раствор D-рибозы со скоростью 9·10^-6 моль/с, раствор 3,4-диметиланилина в изопропаноле со скоростью 9·10^-6 моль/с и водород под давлением 2 МПа; нагрузка на катализатор составляет 2,20·10^-4 моль·с^-1·кг ^-1; температура 85^oC; барботаж водорода на выходе из реактора 1,4·10^-6 м³/с. Содержание целевого продукта 87,4%
Пример 3. Реактор 1 заполняют гранулированным катализатором Ni/Al₂O₃ (16% Ni). В нижнюю часть реактора поступают: водный раствор D-рибозы со скоростью 3·10^-6 моль/с, раствор 3,4-диметиланилина в этаноле со скоростью 3·10^-6 моль/с и водород под давлением 2 МПа; нагрузка на катализатор составляет 1,0·10^-4 моль·с^-1·кг^-1; температура 80^oC; барботаж водорода на выходе из реактора 0,4·10^-6 м³/с. Содержание целевого продукта 85,2%
Результаты ряда опытов приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения N(D)-рибитил-3,4-ксилидина, включающий восстановительную конденсацию эквимолярных количеств D-рибозы с производными 3,4-диметилбензола общей формулы

где R -NH₂, -NO₂
под давлением в присутствии катализатора, отличающийся тем, что исходные соединения подают в реакционную зону автономными параллельными потоками при постоянном барботаже водорода и процесс проводят на стационарном катализаторе в непрерывном режиме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4