Способ получения 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11 ,05,9]додекана


 


Владельцы патента RU 2610695:

Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" (RU)

Изобретение относится к способу получения 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, включающего каталитическое гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана с использованием отработанного катализатора, подачу водорода под давлением, в котором гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана осуществляют в смеси с катализатором, отработанным на стадии каталитического гидрирования 2,4,6,8,10,12-гексабензил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, в течение 10-40 минут, при этом отношение 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана к отработанному катализатору составляет 3,0-5,0, а подачу водорода при проведении гидрирования осуществляют при достижении реакционной массой температуры 85-99°С. Технический результат: разработан способ получения 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, позволяющий упростить процесс, сократить время его проведения при одновременном обеспечении повышения выхода и чистоты целевого продукта за счет оптимизации характеристик используемых реагентов и условий их введения в процесс. 2 пр.

 

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана (ТАДА), используемого в качестве прекурсора в синтезе известного высокоэнергетического взрывчатого вещества 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана (CL-20, ГАВ).

Из уровня техники известен способ получения ТАДА по патенту РФ №2146676 (опубл. 20.03.2000 г.), включающий каталитическое гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексааза-тетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана (ДБТА), подачу водорода под давлением.

Известный способ обладает рядом недостатков: однократное использование катализатора, что обусловливает необходимость проведения стадии разделения ДБТА и отработанного катализатора, предусматривающей такие операции, как растворение, выделение, фильтрацию и сушку; использование чрезмерно большого количества катализатора (нагрузка на катализатор составляет 1,45); высокое содержание палладия в катализаторе - 10%; использование в качестве реакционного растворителя концентрированной уксусной кислоты, что снижает безопасность процесса, а также дорогостоящего диэтиленгликольдиметилового эфира; высокий массовый модуль по растворителю - 24-50; проведение процесса под высоким давлением водорода - 0,9 МПа, после чего осуществляют нагрев реакционной массы до 90°С; продолжительность гидрирования составляет 60 минут.

При этом следует отметить, что наилучший результат при воплощении известного способа получен при использовании смеси уксусной кислоты и диэтиленгликольдиметилового эфира - выход ТАДА с чистотой 99,0% в пересчете на ДБТА - 95%, а при использовании только уксусной кислоты выход ТАДА с чистотой 99,0% в пересчете на ДБТА составляет всего 87%.

Известный способ недостаточно эффективен, имеет низкую технологичность и реализуется при нерациональном использовании реагентов.

Из уровня техники известен принятый за прототип способ получения ТАДА (Сысолятин С.В., Малыхин В.В. «Оптимизация получения тетраацетилгексаазаизовюрцитана», Ползуновский вестник №3, 2013 г., с. 40-42), включающий каталитическое гидрирование ДБТА с использованием отработанного катализатора, подачу водорода под давлением.

К недостаткам прототипа следует отнести: раздельную загрузку ДБТА и катализатора, что при реализации способа в промышленных условиях приведет к насыщенности его технологическими операциями; высокая нагрузка на катализатор, которая составляет 10 г ДБТА на 1 г катализатора в сочетании с длительным ведением гидрирования (180-300 минут), что нетехнологично; проведение процесса гидрирования ДБТА при достаточно низкой температуре (70-75°С), что увеличивает длительность процесса; недостаточно высокий выход ТАДА в пересчете на ДБТА - 90-92% с чистотой 98%.

Способ по прототипу недостаточно эффективен, имеет низкую технологичность и предусматривает недостаточно рациональное использование реагентов.

Задачей предлагаемого технического решения является создание эффективного с повышенной технологичностью способа получения ТАДА, позволяющего упростить процесс, сократить время его проведения при одновременном обеспечении повышения выхода и чистоты целевого продукта за счет оптимизации характеристик используемых реагентов и условий их введения в процесс.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения ТАДА, включающим каталитическое гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана с использованием отработанного катализатора, подачу водорода под давлением. Особенность заключается в том, что гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана осуществляют в смеси с катализатором, отработанным на стадии каталитического гидрирования 2,4,6,8,10,12-гексабензил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, в течение 10-40 минут, при этом отношение 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана к отработанному катализатору составляет 3,0-5,0, а подачу водорода при проведении гидрирования осуществляют при достижении реакционной массой температуры 85-99°С.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа возможностью использования отработанного на стадии гидрирования 2,4,8,0,12-гексабензил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана (ГБ) при получении ДБТА катализатора далее на стадии получения ТАДА путем гидрирования ДБТА (в прототипе отработанный на стадии получения ТАДА катализатор используют на этой же стадии до 15 раз); меньшим временем гидрирования ДБТА - 10-40 минут при меньшей нагрузке на катализатор - 3,0-5,0 г ДБТА на 1 г катализатора (в прототипе процесс длится 180-300 минут при нагрузке 10 г ДБТА на 1 г катализатора); иной последовательностью между нагревом реакционной массы и подачей водорода - сначала ведут нагрев реакционной массы до температуры 85-99°С, а затем подают водород (в прототипе - вначале подают водород, а затем осуществляют нагрев реакционной массы до 70-75°С).

Именно совокупность отличительных от прототипа признаков с остальными существенными признаками позволила достичь вышеуказанный технический результат, который невозможно получить при реализации изобретения по прототипу в силу его технологических особенностей.

Заявляемые пределы нагрузки на катализатор, продолжительности и температуры гидрирования ДБТА являются оптимальными.

Использование температуры ниже 85°С приводит к недостаточному удалению примесей с поверхности отработанного катализатора, а использование температуры выше 99°С нецелесообразно, так как чистота и выход целевого продукта не увеличиваются, а время реакции не сокращается.

Продолжительность реакции гидрирования ДБТА зависит от нагрузки на катализатор.

Если нагрузка меньше 3,0, то расход катализатора увеличивается без увеличения скорости реакции.

Если нагрузка больше 5,0, то расход катализатора снижается, но время реакции гидрирования ДБТА значительно увеличивается.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления способа получения ТАДА

Пример 1. В автоклав загружают 49,74 г ДБТА, полученного при каталитическом гидрировании 80 г ГБ с использованием 8,5 г катализатора Pd/C в смеси 240 мл диметилформамида, 120 мл уксусного ангидрида, 1,44 мл бромбензола, содержащего 8,5 г отработанного катализатора, соответствующего нагрузке 5,0, 129,65 г 98% уксусной кислоты и 161,1 г дистиллированной воды. Автоклав закрывают и включают нагрев. По достижении температуры реакционной массы 85°С автоклав продувают 3 раза азотом, 3 раза водородом. Затем подают рабочее давление водорода 0,5 МПа и включают перемешивание - 800 об/мин. Гидрирование осуществляют в течение 40 минут. Затем катализатор отфильтровывают, а реакционную массу частично упаривают на роторном испарителе. К упаренной массе приливают диметилформамид и перемешивают. Кристаллический продукт отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат на воздухе. Выход ТАДА в пересчете на ДБТА составляет 95%, чистота продукта 99,7% (по ВЭЖХ).

Пример 2. В автоклав загружают 54,24 г ДБТА, полученного при каталитическом гидрировании 80 г ГБ с использованием 13 г катализатора Pd/C в смеси 240 мл диметилформамида, 120 мл уксусного ангидрида, 1,44 мл бромбензола, содержащего 13 г отработанного катализатора, соответствующего нагрузке 3,0, 129,65 г 98% уксусной кислоты и 161,1 г дистиллированной воды. Автоклав закрывают и включают нагрев. По достижении температуры реакционной массы 99°С автоклав продувают 3 раза азотом, 3 раза водородом. Затем подают рабочее давление водорода 0,5 МПа и включают перемешивание - 800 об/мин. Гидрирование осуществляют в течении 10 минут. Затем катализатор отфильтровывают, а реакционную массу частично упаривают на роторном испарителе. К упаренной массе приливают диметилформамид и перемешивают. Кристаллический продукт отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат на воздухе. Выход ТАДА в пересчете на ДБТА составляет 95%, чистота продукта 99,7% (по ВЭЖХ).

ВЭЖХ проводили на приборе «Agilent 1200» с УФ-детектором; колонка 2,1×150 мм, сорбент - «Zorbax SB-18», фр. 5 μm. Элюент MeCN - вода подкисленная 0,2% Н3РО4.

Таким образом, предлагаемое техническое решение практически реализуемо, пригодно к масштабированию в промышленных условиях и позволяет решить поставленную задачу.

Способ получения 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, включающий каталитическое гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана с использованием отработанного катализатора, подачу водорода под давлением, отличающийся тем, что гидрирование 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана осуществляют в смеси с катализатором, отработанным на стадии каталитического гидрирования 2,4,6,8,10,12-гексабензил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, в течение 10-40 минут, при этом отношение 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана к отработанному катализатору составляет 3,0-5,0, а подачу водорода при проведении гидрирования осуществляют при достижении реакционной массой температуры 85-99°C.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана, используемого в качестве высокоэффективного взрывчатого вещества.

Изобретение относится к способу получения лиганда 2-гидроксифталоцианина формулы I, включающему смешанную циклизацию незамещенного фталонитрила с 4-(о-гидроксиметилбензилокси)фталонитрилом в присутствии метилата лития и ацетата магния при кипячении в течение 3-5 ч в изоамиловом спирте, последующее отделение нерастворимого симметричного продукта - фталоцианина магния - путем простого фильтрования, разделение смеси растворимых продуктов низкосимметричного строения с помощью гельпроникающей хроматографии, гидролиз и деметаллирование выделенного 2-(о-гидроксиметилбензилокси)фталоцианина магния концентрированной серной кислотой или хлорной кислотой в растворе ацетонитрила.

Изобретение относится к соединению формулы I, в которой кольцо А и кольцо В представляют собой конденсированную бициклическую группу, R1 обозначает заместитель, выбранный из водорода, галогена или ORf7; каждый R2a, R2b, R2c, R3 независимо выбраны из водорода, галогена, -CN, -ORf7 или C1-6 алкила, в случае необходимости замещенного одним или более заместителями, выбранными из =O и Е1; X обозначает прямую связь; Y обозначает -арилен-, -гетероарилен-, причем -арилен- и -гетероарилен- могут быть замещены Е3, причем Е3 обозначает галоген, или -гетероциклоалкилен-, в случае необходимости замещенный одним или более заместителями, выбранными из =O и Е4, RN обозначает водород или C1-6 алкил, в случае необходимости замещенный одним или более заместителями, выбранными из =O и Е5; Z обозначает -С(О)-[Т1] - или -С(О)N(Rx3)-[Т1]-, в которых Т1 обозначает -(СН2)0-4-Т2- и Т2 обозначает прямую связь или -С(O)-N(Н)-СН2-; или его фармацевтически приемлемый сложный эфир, амид, причем эти соединения являются пригодными для использования в лечении заболеваний, в которых желательно и/или требуется ингибирование протеин- или липид-киназы (например, PI3-K, особенно класса I PI3K, семейства киназ PIM и/или mTOR), и особенно в лечении рака.
Настоящее изобретение относится к способу получения фталоцианина кобальта и его галогензамещенных производных. Способ включает взаимодействие фталевого ангидрида и/или его галогенпроизводного, взятого в виде ангидрида или соли моногалогенфталевой кислоты, карбамида, хлористого аммония и соли кобальта при повышенной температуре.

Изобретение относится к соединению Формулы I или его фармацевтически приемлемым солям, которые являются ингибиторами киназ Trk и полезны для лечения боли, злокачественного онкологического заболевания, воспаления, нейродегенеративных заболеваний и инфекции Trypanasoma Crusi.

Предложены варианты способа получения тетрапиррольного соединения и бактериальная клетка для его получения. Способ предусматривает выращивание бактериальных клеток Escherichia coli в среде культивирования с получением целевого соединения из среды культивирования.

Изобретение относится к способу получения комплексов лютеция и гадолиния с тетрабензопорфирином. Способ включает взаимодействие фталимида с ацетатом цинка при температуре 230-240°C в течение 20-30 мин.

Изобретение относится к тетра-4-(1-бензотриазолил)тетра-5-[1(2)нафтокси]фталоцианинам кобальта общей формулы где или Соединения являются исходными для синтеза водорастворимых комплексов кобальта с тетра-4-(1-бензотриазолил)тетра-5-(сульфонафтокси)фталоцианинами, обладающих каталитической активностью при окислении серосодержащих органических соединений и красящей способностью по отношению к шерсти.

Группа изобретений относится к медицине и описывает композицию реактивов для измерения количества лития в биологических образцах, отличающуюся тем, что указанная композиция реактивов для измерения количества лития представляет собой водный раствор, содержащий соединение, которое имеет структуру, представленную формулой (I), смешиваемый с водой органический растворитель, выбранный из диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF) и диметилацетамида (DMA), и модификатор pH для доведения pH до значения в диапазоне от pH 5 до pH 12, концентрация соединения формулы (I) составляет от 0,1 до 1,0 г/л.

Изобретение относится к новому химическому веществу - 4-(3,4-дибромтиофенкарбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекану, обладающему анальгетической активностью. А также к способу его получения, который заключается в ацилировании 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана хлорангидридом 3,4-дибромтиофенкарбоновой кислоты.
Наверх