Способ получения бета-фенилэтиламина
Владельцы патента RU 2659037:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") (RU)
Изобретение относится к улучшенному способу получения бета-фенилэтиламина, который широко используется в качестве исходного сырья в фармацевтической промышленности. Способ получения бета-фенилэтиламина заключается в восстановлении фенилацетонитрила газообразным водородом в метаноле в присутствии катализатора - никеля Ренея при температуре от 90°C до 98°C и давлении от 5 до 25 атм при мольном соотношении компонентов фенилацетонитрил:водород=1:2. Способ позволяет получить продукт с выходом до 70% и содержанием основного вещества 99% в течение 3-4 часов. При этом достигается упрощение проводимого способа за счет отсутствия необходимости использования абсолютированого спирта и аммиака, а также использования более простого катализатора. 1 табл., 3 ил.
Изобретение относится к органической химии, в частности к способам получения бета-фенилэтиламина, который широко используется в качестве исходного сырья в фармацевтической промышленности.
Известен способ получения бета-фенилэтиламина (патент EP 2540698) восстановлением производных 4-метил-5-фенил-2-оксазолидона. Процесс ведут с использованием смеси газообразного водорода, этанола и метанола в присутствии катализатора при комнатной температуре. В качестве катализатора используется палладий на угле. Недостатками данного способа являются:
- высокая стоимость используемого катализатора;
- использование в качестве исходного соедениения дорогостоящего кетона.
Известен способ получения бета-фенилэтиламина (патент CN 1704396) с использованием в качестве исходного сырья фенилацетонитрила, абсолютного метанола и жидкого аммиака, в качестве катализатора используют никель с наноразмерными частицами. Данный способ обладает рядом недостатков:
- использование дорогого наноструктурного катализатора;
- использование безводного метанола;
- все вышеперечисленное сильно увеличивает стоимость готового продукта.
Известен способ получения бета-фенилэтиламина (авторское свидетельство SU 98522), заключающийся в том, что бензол и его алкил или алкоксизамещенные производные подвергают взамимодействию с 1,2-алкилениминами в присуствии конденсирующих средств - хлористого алюминия или хлористого цинка. Реакцию проводят при температуре 120°C-130°C в течение 7 часов. Выход составляет 63-70% от теоретического. Недостатками данного способа являются:
- длительность проведения процесса;
- низкая производительность;
- высокая себестоимость готового продукта.
Известен способ получения бета-фенилэтиламина (патент CN 103641725) путем восстановления фенилацетамида боргидридом цинка. При этом раствор боргидрида цинка в тетрагидрофуране смешивают с фенилацетамидом и толуолом, затем медленно нагревают до температуры в 96°C при перемешивании и выдерживают 3,5-4,5 часа, после этого реакционный раствор охлаждают до комнатной температуры, выливают в 10%-ную соляную кислоту, экстрагируют хлороформом, подщелачивают 20%-ным раствором гидроксида натрия до pH 11-12, продолжают экстрагировать хлороформом. Экстракцию проводят не менее пяти раз. Объединенные экстракты сушат над безводным сульфатом магния. Затем вакуумной перегонкой отгоняют бета-фенилэтиламин. Выход ~80%.
Недостатками данного способа является:
- использование сухого (абсолютного) тетрагидрофурана увеличивает стимость;
- применение для экстракции хлороформа, включенного в список токсичных растворителей, которые запрещены к сбросу в сточные воды, что требует дополнительной очистки и, следовательно, увеличивает стоимость;
- сложность выделения конечного продукта требует дополнительного аппаратурного оформления, что увеличивает себестоимость целевого вещества;
- представленная в данном методе осушка экстракционных растворов с использованием сульфата магния трудно реализуема в промышленных условиях.
Предлагаемый нами способ производства бета-фенилэтиламина позволяет устранить эти недостатки. Фенилацетонитрил восстанавливают газообразным водородом в присутствии никелевого катализатора в метаноле. Мольное соотношение фенилацетонитрил:водород=1:2. Реакция проходит при температуре 60°-130°C, и начинается при давлении 25 атм, затем по мере того, как водород вступает в реакцию, давление падает (диапазон рабочего давления 5-25 атм). Водород, по мере его расходования, непрерывно вводят в зону реакции. Реакция продолжается 3-4 часа. Реакционную массу сливают, отфильтровывют катализатор и отгоняют метанол. Целевой продукт выделяют методом перегонки. По сравнению с прототипом выделение менее длительное и более простое, что уменьшает общее время получения бета-фенилэтиламина, а значит увеличивает производительность и уменьшает себестоимость. Выход составляет ~70%, содержание основного вещества 99%. В качестве побочного продукта получается дибензиламин (выход ~30%, содержание основного вещества 99%), который используется при приготовлении дезинфекционных средств. Все это уменьшает себестоимость целевого продукта.
Предложенный способ подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
В автоклав загружают 100 мл (0,96 моль) фенилацетонитрила, 350 мл метанола, 20 г никелевого катализатора (Никель Рэнея), продувают азотом в течение 10 минут, герметизируют, включают перемешивание, обогрев и заполняют автоклав водородом до давления в 25 атм. Реакцию проводят при температуре 92°C в течение 3 часов. Водород добавляют по мере его расходования на реакцию, диапазон рабочего давления 5-25 атм. Мольное соотношение фенилацетонитрил:водород=1:2. Затем отфильтровывают никелевый катализатор и отгоняют метанол. Далее полученный технический продукт (рис. 1) фракционируют вакуумной перегонкой при 25-30 мм рт.ст. Фракция, собранная при температуре 115°C, представляет собой бета-фенилэтиламин (рис. 2). Выход 70%, содержание основного вещества 99%. В масс-спектрах полученного соединения присутствует пик молекулярного иона [Mz 120], что соответствует бета-фенилэтиламину, nd20=1,532 (Справочник химика. М.: 1964, т. 2, с. 480-481).
Пример 2.
В автоклав загружают 100 мл фенилацетонитрила, 350 мл метанола, 20 г никелевого катализатора (Никель Рэнея), продувают азотом в течене 10 минут, герметизируют, включают перемешивание, обогрев и заполняют автоклав водородом до давления в 25 атм. Реакцию проводят при температуре 130°C в течение 3 часов. Водород добавляют по мере его расходования на реакцию, диапазон рабочего давления 5-25 атм. Мольное соотношение фенилацетонитрил:водород=1:2. Затем отфильтровывают никелевый катализатор и отгоняют метанол. Далее полученный технический продукт фракционируют вакуумной перегонкой при 25-30 мм рт.ст. Фракция, собранная при температуре 115°C, представляет собой бета-фенилэтиламин. Выход 45%, содержание основного вещества 99%. В масс-спектрах полученного соединения присутствует пик молекулярного иона [Mz 120], что соответствует бета-фенилэтиламину.
Пример 3.
В автоклав загружают 100 мл фенилацетонитрила, 350 мл метанола, 20 г никелевого катализатора (Никель Рэнея), продувают азотом в течение 10 минут, герметизируют, включают перемешивание, обогрев и заполняют автоклав водородом до давления в 25 атм. Реакцию проводят при температуре 60°C в течение 4 часов. Водород добавляют по мере его расходования на реакцию, диапазон рабочего давления 5-25 атм. Мольное соотношение фенилацетонитрил:водород=1:2. Затем отфильтровывают никелевый катализатор и отгоняют метанол. Далее полученный технический продукт фракционируют вакуумной перегонкой при 25-30 мм рт.ст. Фракция, собранная при температуре 115°C, представляет собой бета-фенилэтиламин. Выход 35%, содержание основного вещества 99%. В масс-спектрах полученного соединения присутствует пик молекулярного иона [Mz 120], что соответствует бета-фенилэтиламину. Также в реакционной массе обнаружено 40% исходного фенилацетонитрила (рис. 3).
Примеры проведения реакции представлены в таблице 1.
Из приведенной выше таблицы видно, что наибольший выход целевого продукта достигается в диапазоне температур от 90°C до 98°C. При более низкой температуре процесс протекает не до конца. В реакционной смеси остается непрореагировавший фенилацетонитрил, а при повышении температуры выше 98°C возрастает скорость конкурентной реакции, что приводит к увеличению образования дибензиламина.
Предложенный способ обладает следующими преимуществами:
- используется простой способ выделения целевого продукта;
- уменьшается себестоимость целевого продукта;
- увеличивается производительность процесса;
- используются растворители, не включенные в список токсичных растворителей, которые запрещены к сбросу в сточные воды;
- возможность организовать производство на территории РФ из доступного сырья в рамках работ по импортозамещению.
Способ получения бета-фенилэтиламина с помощью реакции восстановления, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют фенилацетонитрил, который восстанавливают газообразным водородом в метаноле в присутствии катализатора - никеля Ренея при температуре от 90°C до 98°C и давлении от 5 до 25 атм при мольном соотношении компонентов фенилацетонитрил:водород=1:2.
