Способ получения формилпиразина
Йсоо > немет н т ь й".О П И И""И -Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) 598895
К АВТОР(;К(}МУ (;ВН!И.ТЕЛЫ:.ТВУ (61) Доттолпнтелв,н те к авт. сввд-ву (22) Заявлено 29.1275 (21) 2304б72/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25Д3.78.6воллетень ¹11 (45) Дата опубликования описания 130378
Ы (5l) М. Кл.
С 07 ):} 24 1/08
Гес1дедетеенный NGNMTOT
Савете Мнннвтрае СССР ее делам нзабретеинй етн ытнй (53) УЛК547„ЕЕ1.а..07(088.3} (72) Авторы изобретения
И.Г.Иовель, Л.Я.Лейтис и И.В.Шиманская
Ордена Трудового Красного Энамени институт органического синтеза (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМИЛПИРАЗИНА
Е1астоящее изобретение относится к способу получения формилпираэина исходного продукта в синтезе лекарственных веществ.
Известен способ получения формил- 5 пираэина восстановлением пиразинкарбоновой кислоты три-трет.бутоксиалюмогидридом $1) . Известно получение формилциразина озонолиэом винилпиразина (21 . Недостатками указанных способов L0 является труднодоступность исходных продуктов и низкий выход целевых продуктов.
Наиболее близким из известных способов получейия формилпираэина к способу, согласно настоящему изобретению, является восстановление алюмогидридом лития метилового эфира пиразинкарбоновой кислоты, который получают окис- .3j лением метилпиразина двуокисью селена с последующей этерификацией выделенной пиразинкарбонсвой кислоты 31 °
Выход формилпираэина составляет
46Ъ в расчете на метиловый эфир пира- 25 эинкарбоновой кислоты и 20Ъ в расчете на исходный метилпиразин.
Недостатками этого способа является низкий выход целевого продукта, йногостадийность и использование та- ЗО кого пирофорного реагенга, как литий алюминийгидрид.
Целью. настоящего изобретения является разработка способа получ=-ния формилпиразина, обеспечивающего высокий выход целевого продукта и отли: амщегося простотой.
Согласно настоящему изобретению зто достигается при получении формилпиразина окислением метилпнраэива кислородом воздуха при температуре 300о
470 С и разбавлении реакционной смеси водяным паром в присутствии ванадийокисного или ванадиймолибденокисного катализатора при мольном соотношении метилпиразина, кислорода и воды, равном 1:10-50:2-50.
Предпочтительно испольэовать вана диймолибденокисный катализатор,- содержащий 30-75% вес. пятиокиси ванадия.
Можно использовать катализ в ор дополнительно содержащий окись серебра, кадмия или никеля в количестве 220% вес. или фосфат натрия в количестве 1-5% вес. Размер гранул катализатора 0,25-0,5 мм.
Процесс проводят в интервале температур 300-470 С, при времени конта:.= о та 0,05-0,5 сек. С целью предотвращения
598895 осмоления и уменьшения удельного веса побочных реакций процесс проводят в присутствии паров воды и инертного газа — гелия.
Степень превращения метилпиразина
10-90%, выход формилпиразина на пропущенное сырье до ЗХ%, на прореагировавший метилпиразин †. до 83%. Кроме формилпираэина в реакции парофаэного контактного окисления метилпиразина образуется до 50% пираэина, а также некоторое количество продуктов глубо. кого окисления.
Выделение формилпиразина проводят следующим образом. "формилпиразин иэ контактных газов улавливается в ловушках, охлаждаемых смесью сухого льда с ацетоном. Каталиэат, представляющими собой водный раствор формилпиразина, пиразина и непрореагировавшего метилпиразина, подщелачивают карбонатом калия до рН 8 и экстрагируют хлороформом(1:2). Хлороформенный слой сушат безводным сульфатом натрия, хлороформ отгоняют, а остаток фракционируют в вакууме. Собирают фракцию кипящую при 57-60 С б мм рт.ст. Полученный формилпиразин представляет собой желтоватые кристаллы с т.пл. 28-30 С.
ИК-спектр формилпиразина имеет полосу поглощения при 1б25 см, характерную для карбонильной группы. 2,4-Динитрофенилгидразон полученного формилпиразина плавится при 238-239 С (лит. т.пл. 239-240QC).
Найдено, %: С 44,8; Н 2,8; Й 29,2.
Пример 1. В проточный реактор помещают 0,5 мм катализатора, состоящего из окислов ванадия, молибдена и серебра (атомное отношение V Ча и
Ag составляет 100: 33: 2) . Прн температуре 450 С через катализатор пропускают парогаэовую смесь, содержащую 0,084 л метилпираэина, 5 л воздуха, 5 л гелия и 2,1 л воды с объемной скоростью 24000 час Состав полученных продуктов анализируют методом газожидкостной хроматографии. Выход фор>0 милпираэина от теории 40%, в расчете на пропущенный метилпиразин — 33%.
Выход на прореагировавший пираэин42,5%.
Пример 2. Катализатор состо15 ит из смеси окислов ванадия и молибдена(мольное отношение V и Мо составляет 3:1) с добавкой 1 вес.% 1(дН PO .
Парогазовую смесь (состав тот же, что в примере 1) проПускают над катализатором.с объемной скоростью 24000 час у о при 420 С.Выход формилпираэина составляет 52,5% от теории и 30% в расчете на пропущенный метилпираэин.
Пример 3, Катализатор представляет собой ванадиймолибденокисЯб ную систему (мольное соотношение Ч и
M о есть 3:1). Через катализатор при
425 С пропускают реакционную смесь, как в примере 1 ° В этих условиях выход формилпиразина составляет 83% от
З0 теории и 30% в расчете на пропущенное сырье.
Влияние добавок к катализатору, степени разбавления реакционной сме35 си парами воды и концентрации кислорода на выход формилпиразина и селективность иллюстрируются данными при1 веденными в таблице.
A н о х О
Ф Ж
Ц @<ю
Ф М с„) н ь м о о Ь Ь .4 ф О О -9 ф
Ю an о о
И1 юн чл о сч о °
441
C) 4
Ю Ю о о о а
° Ф с 1
D о
Г
Ю и 2 с с ф гЧ
<"Э
М
«4 л сЧ
В
4 сн) о в о с о
:ф о» сЧ сч Ръ
О Ю г О з с 1
О о
° 4С\
М «ч о о о Ъ сч с ч о о о о с 4
« 3 РЧ °
О о
° Ф сч
4
«Ч о о
4 :4 °
О
1 е е Он
Е Л4
0 Ф е
Юнй ока
О
1 г- н
В,с\ о о о с ф О с о о о о
РЪ О1
Ш ф
О О О о о о
ah О Р О1
C) о л (O н
in о с»
Э -4 С с") in я с» ф
ФЗ6цх ооомм
C0eZa оох м
Е о З L L и1 in Ю an 4Л in in 4С) О
N N N сч 6 сч сч N сч 4л N !
iA an an in,Ч,-Ч сЧ!
Ф I Х I едо м
0ОХаИЮ
zxxWCx лн охи цо евнm оохоее
Е о ж„ц Е а, О О О О О О О О O O О
N N N N N СЧ СЧ N СЧ С 4 « о о с4 N о
С4
О сЧ
1 Х х е
ceo и н
Ф Х
o,os
IQ Х
an сч о in о о о о о
«4 СЧ о с о о сЧ Г 4 о о
О О
СЧ Р4 N С 4 N С 4 СЧ
\ о о н с
О О О Ю О сЧ о о
О О. О
D с 4 н4
И an и О О Л an О О D О О О
СЧ СЧ СЧ D С N N Л an an л Ю in . Ф Ф оР Сн1 нФ 3 О3 3 Ф Ф Ф ос ол
an сл сЧ с а in сл г- co e ю «ч. сч
1 «4 1
;г, . нсн г "
« н
« 4
Ф м
i Ф
М И ао о х л4 Н
Е Ф 0 нсо
0ИО о иМФ
Нo
ex
Х A
1 о
X о
-а
Мэ "и
О Q с4 О
"н.
«4 ссЛ сс7 б7
«с) ц li о о о о у н
> с4 фЛ н Р
О 4 0 О О о о н щ мъ юъ чт о о о и и оЧ к сф
° «4 о
ОЗ О ОО
° к .<- ОЯ-- с сл 4; A
И 4 й
° О н 4Л "44
О @О @о ybe0
0 0 0С 0 «» 0%
О О--О о О) н но ем "4 к в и К н оИ
< ю CO
tO в о,е о
%" иФ
СЪ ач
Сл к он И-° Ф Ф> л
o < о . о н.н + . и он э»
Кр
4 анн
О V о
5 .-0
1 о
C);
«4 . н М
° н о
С 4,И
i1,С4
О о л с>
I ьн
-з;.
«4 > г р
".4
1+ г о о
«! м
4н
O и> а сл
I с
D к и о
Р .5
Е оИ э ну
Щ
0 н с
Г
cz "
"4 н
« у-Ф.
598895
Формула и= oáÐ -. ен «
Составитель К,Орлов
Техред А.Богдан КоРРектоР С.Гарасиняк
Редактор Т. Николаева
Заказ 1539/45 Тираж 559 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совет-: Министров СССР по делам изобретений и отрытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S
Филиал Il П1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
В оп. 1 в качестве катализатора использована индивидуальная пятиокись ванадия, добавление трехокчси молибдена в количестве 75 и 25Ъ мол. (оп. 2 и 3) приводит к повышению выхода Формилпиразина, в случае содержания трехокиси молибдена в количестве 25 Ъ мол. значительно увеличивается селективность по формилпиразину. Для повышения активности контакта ванадий-молибденовая система модифицировалась окислами серебра, кадмия и никеля и фосфатом натрия (on. 8-17) . В результате модифицирования общее превращение исхсдного сырья увеличивается в 1,52 раза и наблюдается повышение выхода формилпиразина в случае окислов серебра и кадмия (оп, 8 и 14) . Селективность всех модифицированных катализатов ниже основной ванадиймолибденокисной системы, но добавки целесообразно использовать для увеличения степени превращения метилпиразина ь том случае, когда не предполагается выделять исходное сырье. Присутствие -в каталнзате значительных количеств непрореагировавшего метилпиразина затрудняет выделение Формилпиразина.
Оптимальное количество модифицирующей добавки составляет 2 Ъ мол. При увеличении содержания в контакте, например, окиси серебра, до 20Ъ мол..выход формилпираэина уменьшается (оп. 8 и 13) .
Как следует из данных таблицы формилпираэин образуется при контактном окислении метилпиразина во всем приведенном интервале температур (300470 С), оптимальными являются темпеа ратуры 420-450 С, в зависимости от состава катализатора. Опыты 8-12 демонстрируют .влияние концентрации кис-. лорода и разбавления реакционной смеси парами воды в интервале мольныХ соотношений метнлпираэина, кислорода и воды, равном 1:10-50:?-50. Как видно из таблицы условия опыта 8 (соотношение метилпиразнна, кислорода и воды равно 1:20:25) являются предпочтительными для образования формилпиразина.
Выход формилпиразииа составляет 305 41% в расчете на пропущенное и 40-83Ъ в расчете напрореагировавшее сырье.
1. Способ получения формилпиразина на основе метилпиразина, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения технологии процесса, метилпиразнн окисляют кислородом воздуха при температуре 300-470 . и разбавлении реакционной смеси водяным паром и инертным газом в присутствии ванадийокис0 ного или ванадиймолибденокисного катализатора при мольном .соотношении метилпиразин, кислород и вода равном
1:10-50:2-50.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что используют ванадиймолибдейовокислый катализатор, содержащий 30-75% вес. пятиокиси ванадия °
3. Способ по. п.1,2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени конверсии, используют ка30 талиэатор, дополнительно содержащий окись серебра, кадмия или никеля в количестве 2-204 вес., или фосфат натрия в количестве 1-5% вес.
Источники :Hôîðìàöèè, принятые во
38 внимание при экспертизе:
1. Ц ою я H.С. b ubba Qao 2.С. "The re du с) (он of acid chPcr idee by Pikhium 1 ч -t- ЬЫо x y-а Ри и а Ь) d .Ы e J. A w. Сйс и, Soc. 1958 у
,S0,р.5Ъ7Т.
2.Hirschbet A,ared Ьк-<16 ПЛ . The )э ера "а)(оп of Оуга кеаИейуде by ozanofyыь cf viny 1р) га-" ке "3.Ие1.Сйеп,_#_6&,ч.э(1),рЛОЗ.
3. Ри1)те Н.aего Gpoerri Р.Е."Ьi$.hi и щ
aEuminiuw hydride Reduc6îèe о1 русалке.
45 carbo ry 6 с еь1е е "«T.Or (.CheN.,Ж63,vs,р1898.
