RU2644164C2 - Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина - Google Patents
Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644164C2 RU2644164C2 RU2016127303A RU2016127303A RU2644164C2 RU 2644164 C2 RU2644164 C2 RU 2644164C2 RU 2016127303 A RU2016127303 A RU 2016127303A RU 2016127303 A RU2016127303 A RU 2016127303A RU 2644164 C2 RU2644164 C2 RU 2644164C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethyl
- dimethylpyridine
- ammonia
- reaction
- catalyst
- Prior art date
Links
- QLUUXTUCKOZMEL-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-3,5-dimethylpyridine Chemical compound CCC1=NC=C(C)C=C1C QLUUXTUCKOZMEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N butyric aldehyde Natural products CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 18
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- VVJKKWFAADXIJK-UHFFFAOYSA-N Allylamine Chemical compound NCC=C VVJKKWFAADXIJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 5
- -1 alkyl pyridines Chemical class 0.000 description 5
- ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 3-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CN=C1 ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WWMYVQLEAVFYAP-UHFFFAOYSA-N 4-ethyl-3,5-dimethylpyridine Chemical compound CCC1=C(C)C=NC=C1C WWMYVQLEAVFYAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 4
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- NURQLCJSMXZBPC-UHFFFAOYSA-N 3,4-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC=C1C NURQLCJSMXZBPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 2
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000007074 heterocyclization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- JYURNJXNNRKLAC-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-4,5-dimethylpyridine Chemical compound CCC1=CC(C)=C(C)C=N1 JYURNJXNNRKLAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- SUBDBMMJDZJVOS-UHFFFAOYSA-N 5-methoxy-2-{[(4-methoxy-3,5-dimethylpyridin-2-yl)methyl]sulfinyl}-1H-benzimidazole Chemical compound N=1C2=CC(OC)=CC=C2NC=1S(=O)CC1=NC=C(C)C(OC)=C1C SUBDBMMJDZJVOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTJDQJBWANPRPF-UHFFFAOYSA-N Cyclopropylamine Chemical compound NC1CC1 HTJDQJBWANPRPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N DMSO Substances CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000031886 HIV Infections Diseases 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003699 antiulcer agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- PYGSKMBEVAICCR-UHFFFAOYSA-N hexa-1,5-diene Chemical group C=CCCC=C PYGSKMBEVAICCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- NIZFNFMJOLXPPA-UHFFFAOYSA-N n-prop-1-enylpropan-1-imine Chemical compound CCC=NC=CC NIZFNFMJOLXPPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DYUWTXWIYMHBQS-UHFFFAOYSA-N n-prop-2-enylprop-2-en-1-amine Chemical compound C=CCNCC=C DYUWTXWIYMHBQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000381 omeprazole Drugs 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002827 triflate group Chemical group FC(S(=O)(=O)O*)(F)F 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical class OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D213/06—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom
- C07D213/08—Preparation by ring-closure
- C07D213/09—Preparation by ring-closure involving the use of ammonia, amines, amine salts, or nitriles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pyridine Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения 2-этил-3,5-диметилпиридина, который заключается во взаимодействии пропиональдегида и аммиака в присутствии гранулированного без связующих веществ цеолита Y-mmm в Н-форме, при мольном соотношении пропиональдегид : аммиак, равном 1:1,5-3, температуре 150-350°С, атмосферном давлении и объемной скорости подачи сырья (w), равной 3-10 ч-1. Применение данного способа позволяет получать 2-этил-3,5-диметилпиридин с высоким выходом, используя меньшее количество стадий, без растворителя, при атмосферном давлении1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2-этил-3,5-диметилпиридина.
Производные 2-этил-3,5-диметилпиридина (1) используют при синтезе лекарств, в том числе препаратов против ВИЧ-заболеваний, противоязвенного препарата Омепразол [1. Goe, G.L., US Patent no. 5 061 805, Process for preparing 2-methyl-3,5-dialkylpyridines by dealkylation with sulfur. 1991], а также в производстве красителей, средств химической защиты растений, в качестве экстрагентов, сорбентов и ингибиторов коррозии металлов [2. Xiao, G. and Wu, P., Study on Synthesis of 2-ethyl-3,5-dimethylpyridine by Vapor - phase Method // J. Chin. Chem. Soc. 1996. vol. 9. p. 501].
Авторами [3. J. Falbe, H. Weitkamp, F. Korte. Pyridine aus Allglamin. Tetrahedron Lett., 1965. 31. p. 2677] описан способ синтеза соединения 1 из аллиламина под действием Fe(CO)5.
Реакция протекает в несколько стадий. На первой стадии образуется соединение 3 при 160°С, затем в ходе гетероциклизации и дегидрирования при 250°С образуется смесь 2-этил-3,5-диметилпиридина (1) и 4-этил-3,5-диметилпиридина (2) с выходом 30%, в которой преобладает продукт 1.
Недостатки:
1. Низкий выход целевого продукта 1.
2. Токсичность Fe(CO)5.
3. Аллиламин является токсичным соединением, раздражает слизистые оболочки.
В книге [4. Pyridines: from lab to production. Edited by Eric F.V. Scriven. 2013. 572 p.] описан способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина (1) из соединения 3 под действием PdCl2 с выходом 98%.
В работе [5. Хуснутдинов Р.И., Атнабаев A.M., Парыенова Р.И., Муслимов З.С., Джемилев У.М., Ковтуненко И.А. Патент RU 2200156. Способ получения 3,5-диметил-2-этилпиридина] описан способ получения алкилпиридина 1 из аллиламина в присутствии 1 мол. % PdCl2 при 140-160°С в течение 6 ч. Выход целевого продукта составляет 69%. Кроме того, в реакции образуется большое количество побочных продуктов, идентифицированных как диаллил- и триаллиламины [6. Мусорин Г.К. Поведение аллиламинов в системе КОН-ДМСО // ЖОрХ. 2003. Т. 39. №7. С. 976-979]. При 100°С из аллиламина образуется азатриен 3 с выходом 90% при конверсии аллиламина 100%. Нагреванием азатриена 3 в течение 4 ч при 160°С в присутствии 1 мол. % PdCl2 получали 2-этил-3,5-диметилпиридин с количественным выходом. При более низкой температуре (130°С) образуется смесь 3,5-диметил-2-этилпиридина и триаллиламинов в соотношении 1:1,2.
В работе [7. A.M. Атнабаева З.С. Муслимов, Р.И. Хуснутдинов, У.М. Джемилев. Синтез 2-этил-3,5-диметилпиридина гетероциклизацией аллиламина, циклопропиламина и диаллиламина под действием комплексов Pd // ЖОрХ. - 2008. - Т. 44. вып. 12. - С. 1858-1861] описан способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина с выходом до 80% из аллил-, циклопропил- и диаллиламинов в присутствии палладиевого катализатора (PdCl2). Кроме того, в реакции образуются 3-метилпиридин и 4-этил-3,5-диметилпиридин.
Классическим способом синтеза 2-этил-3,5-диметилпиридина (1) с выходом до 30% является конденсация пропиональдегида с аммиаком под действием Со3(РO4)2 при 350-420°С [8. Adams, C.R. and Falbe, J // Brennstoff Chem. 1966, vol. 47, p.184; 9. Chem. Abstr., 1966, vol. 65, p. 10 557 h; 10. Патент ФРГ №1276644]. Помимо 2-этил-3,5-диметилпиридина (1), в реакционной смеси содержатся еще 4-этил-3,5-диметилпиридин (2) и 3,4-диметилпиридин.
В работе [11. Charles R. Adams, Jurgen F. Falbe, Friedrich W.A.G.K. Korte Patent US 3433792 - Alkylpyridine production. 1969; 12. X.G.K Xiangxiang. Study on Synthesis of 2-ethyl-3,5-dimethylpyridine by Vapor-phase Method // Chemical Industry Times 1999. 10] описан способ получения алкилпиридинов взаимодействием альдегидов с аммиаком под действием кобальт- или никельалюминийфосфатов [Со3Alx(РO4)у] при 300-500°С, объемной скорости подачи сырья 600-3000 ч-1. Мольное соотношение альдегид : аммиак = 1:10. Тризамещенные пиридины образуются с селективностью 25-65%.
В работах [13. Р.Г Булгаков, С.П. Кулешов, А.Р. Мухмутов, У.М. Джемилев. Кристаллогидраты LnCl3 × 6Н20 и Ln(NO3)3 × 6Н2О - катализаторы синтеза 2,3,5-триалкилпиридинов в реакции аммиака с алифатическими альдегидами // ЖОрХ. - 2007. - Т. 43, N 9. - С. 1420-1421; 14. Булгаков Р.Г., Кулешов С.П., Махмутов А.Р., Джемилев У.М. Патент RU 2333908. Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина; 15. Булгаков Р.Г., Кулешов С.П., Махмутов А.Р., Джемилев У.М. Патент RU 23334739. Способ получения 2,3,5-триалкилпиридинов] исследованы каталитические свойства LnCl3 ⋅ 6Н2O и Ln(NO3)3 ⋅ 6Н2O (Ln=Pr, Nb, Tb) в синтезе 2,3,5-триалкилпиридинов взаимодействием алифатических альдегидов с аммиаком при 20°С в течение 24 ч.
В качестве растворителя используют диметилформамид и диметилсульфоксид. Катализатор применяют в количестве 2 моль. %. Выход тризамещенных пиридинов достигает 67%. Помимо соответствующего пиридина, в реакционной смеси содержатся неизвестные смолистые вещества (18-26%). Структура альдегида и природа растворителя незначительно влияют на селективность и выход продуктов реакции. В большей степени на выход алкилпиридинов 1а-1с оказывает влияние природа катализатора. По активности (выход 1а) их можно расположить в ряд: PrCl3 ⋅ 6Н2O (82) > NdCl3 ⋅ 6Н2O (78) > TbCl3 ⋅ 6Н2O (61); Pr(NO3)3 ⋅ 6Н2O (80) > Nb(NO3)3 ⋅ 6Н2O (77) > Tb(NO3)3 ⋅ 6Н2O (60).
Недостатки:
1. Высокая стоимость предлагаемых каталитических систем;
2. Сложность отделения катализаторов от реакционной массы;
3. Невозможность повторного использования катализатора;
4. Образование большого количества смол;
5. Применение растворителя и его последующая регенерация.
В синтезе алкилзамещенных пиридинов взаимодействием альдегидов с аммиаком эффективными являются каталитические системы на основе Zn, Fe, Cr, Со, Ni, Pd или Mg комплексов и Et3Al [16. Ф.А. Селимов., А.Ж. Ахметов., У.М. Джемилев. // Изв. АН СССР. Сер. Хим., №10, 1987, с. 2102]. Недостатками этих систем являются высокие температура реакции (180-200°С) и давление, а также использование горючего и взрывоопасного Et3Al.
Трифторметансульфонатные комплексы лантаноидов La(OTf)3 позволяют проводить реакцию альдегидов с аммиаком при комнатной температуре в отсутствии Et3Al [17. Yu, L. - B., Chen, D., Li, J., Ramirez, J., Wang, P.G., and Bott, S., Lanthanide-Promoted Reactions of Aldehydes and Amine Hydrochlorides in Aqueous Solution. Synthesis of 2,3-Dihydropyridinium and Pyridinium Derivatives. // J. Org. Chem. 1997. vol. 62. p. 208. 18. Luo, S., Zhu, L., Talukdar, A., Zhang, G., Mi, X., Cheng, J. - P., and Wang, P.G., Mini-Rev. // Org. Chem. 2005. vol. 2. p. 177. 19. Brazdil, J.F. // Chemtech, 1999. Vol. 29. p. 23.]. Катализатор используют в количестве до 50%, выход замещенных пиридинов составляет 40-80%.
В патенте [20. Зиннурова Р.А., Туктаров А.Р., Джемилев У.М., Дьяконов В.А., Ибрагимов А.Г., Толстиков Г.А. Патент RU 2331636. Способ получения 2-этил-З,5-диметилпиридина] описан способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина жидкофазной конденсацией пропионового альдегида с насыщенным водным раствором мочевины в присутствии катализатора дибензилиденацетон палладия [Pd(dba)2] в соотношении альдегид : мочевина : катализатор = 20:14-18:0,2-0,4 моль, при 150°С в течение 6-10 ч. Выход целевого продукта составляет 44-58%.
Недостатки:
1. Применение сложных и дорогих каталитических систем;
2. Сложность отделения катализаторов от реакционной массы;
3. Невозможность повторного использования катализатора;
4. Недостаточно высокий выход 2-этил-3,5-диметилпиридина.
Синтез замещенных пиридинов взаимодействием альдегидов, аминов, низших карбоновых кислот, таких как уксусная кислота, в присутствии кислорода предложен в патенте [21. Bernardus A. Oude Alink, Neil Е. S. Thompson. Патент US 4174370. Substituted pyridines].
Реакция окисления протекает при комнатной температуре, тогда как реакция образования триалкилпиридина с выходом 70% из алкилпиридиниумацетата (4) - при температуре выше 60°С в течение 8 ч.
Известны способы получения соединения 1 в присутствии оксидных катализаторов. Так, 2-этил-3,5-диметилпиридин образуется с выходом 17% в реакции N-пропилиденпропениламина с пропиленом под действием гетерогенного катализатора на основе К2O/Al2O3 при 410-415°С [22. Дольская Ю.Д, Кондратьева Г.Я. Каталитический синтез алкилпиридинов из 3-азарленов-1,3 и олефинов. // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1970, с. 2123]. В реакции также образуется 4,5-диметил-2-этил-пиридин.
Проведение данной реакции в присутствии Ni/Al2O3 (5% Ni) приводит к получению алкилпиридина 1 с выходом ~30 [23. Дольская Ю.С., Кондратьева Г.Я., Браткевич Б.З., Катализатор гетероароматизации алифатических иминосоединений. Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1978, с. 1446]. Параллельно с алкилпиридином 1 образуется 3-метилпиридин.
Недостатками данных способов является:
1. Низкий выход целевого продукта;
2. Сложность получения замещенного амина, используемого в качестве исходного сырья.
Авторами [24. N. Narender, К. S. К. Reddy, К. V. V. Krishna Mohan and S.J. Kulkarni. Synthesis of highly substituted pyridines over zeolite molecular sieves under high pressure // Catal. Lett. 2009. 130. 367.] разработан способ синтеза тризамещенных пиридинов взаимодействием альдегидов С3-С7 (0,1 моль) с 25% водным раствором аммиака (0,5 моль) в автоклаве при перемешивании и высоком давлении (10-60 бар) в присутствии цеолитов Н-ZSM-5, H-Y, H-Beta (2 г) в среде метанола (200 мл) при 150-225°С, в течение 6 ч.
Кроме триалкилпиридинов, в реакции образуются имины и деалкилированные пиридины. В реакции пропаналя с аммиаком лучшие результаты получены на цеолитах H-Beta (мольное соотношение Si/Al=15) и H-ZSM-5 (Si/Al=40). Конверсия пропаналя достигает 92 и 97%, соответственно, селективность образования триалкилпиридина 1 - 33 и 36%, имина - 42 и 23%, других алкилпиридинов - 15 и 28%, неидентифицированных продуктов - 10 и 13% (200°С, 6 ч). На цеолите H-Y преимущественно образуется имин и алкил пиридины (39 и 24%, соответственно), а селективность образования триалкилпиридина 1 составляет 19% (при 80%-ной конверсии пропаналя).
Недостатками данного способа является:
1. Использование ядовитого растворителя - метанола - в большом количестве;
2. Необходимость регенерации метанола;
3. Необходимость применения высокого давления 10-60 атм;
4. Недостаточно высокая селективность образования 2-этил-3,5-диметилпиридина.
Задачей настоящего изобретения является разработка более простого и селективного способа получения 2-этил-З,5-диметилпиридина (1) под действием цеолитных катализаторов.
Указанная цель достигается тем, что способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина (1) путем конденсации пропаналя с аммиаком осуществляют, согласно изобретению, в присутствии гранулированного без связующих веществ цеолитного катализатора Y в Н-форме (цеолит H-Y-mmm) при мольном соотношении пропиональдегид : аммиак, равном 1:1,5-3, температуре 150-350°С, атмосферном давлении, с объемной скоростью подачи сырья 3-10 ч-1.
Цеолит Y-mmm синтезирован в виде гранул без связующих веществ [25. Павлов М.Л., Басимова Р.А., Кутепов Б.И., Джемилев У.М., Травкина О.С., Мячин С.И., Прокопенко А.В. Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа FAU высокой фазовой чистоты. Патент РФ №2412903. 2011 г; 26. Павлов М.Л., Травкина О.С., Кутепов Б.И., Павлова И.Н., Басимова Р.А., Хазипова А.Н. Способ получения высокомодульного фожазита без связующих веществ. Патент РФ №2456238, 2013 г.]. Существенным отличием цеолита H-Y-mmm перед цеолитами H-ZSM-5, Н-Y, H-Beta с микропористой кристаллической решеткой является комбинированная микромезо-макропористая высокостабильная кристаллическая структура. Благодаря присутствию мезо- и макропор в кристаллической решетке катализатора облегчен доступ реагирующих молекул к активным центрам цеолита, локализованным внутри пор, и транспорт продуктов реакции из катализатора в объем реакционной массы. Применение микромезопористых цеолитов в синтезе 2-этил-3,5-диметилпиридина неизвестно.
Сравнительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа тем, что в процессе синтеза 2-этил-3,5-диметилпиридина реакцией пропиональдегида с аммиаком используют гранулированный без связующих веществ цеолитный катализатор H-Y-mmm с микро-мезо-макропористой кристаллической решеткой. Синтез 2-этил-3,5-диметилпиридина осуществляют при мольном соотношении пропиональдегида : аммиак = 1:1,5-3, температуре 150-350°С, атмосферном давлении, объемной скорости подачи сырья 3-10 ч-1. Конверсия пропиональдегида достигает 100%, селективность образования 2-этил-3,5-диметилпиридина (1) - 55%.
Использование предлагаемого способа позволяет:
1. Упростить способ получения 2-этил-З,5-диметилпиридина за счет уменьшения количества стадий (отгонка растворителя, его регенерация);
2. Не использовать растворители и тем самым повысить эффективность использования оборудования;
3. Проводить реакцию при атмосферном давлении;
4. Повысить выход 2-этил-3,5-диметилпиридина за счет высокой активности катализатора.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Катализатор - гранулированный без связующих веществ цеолит H-Y-mmm синтезируют в Na-форме по методу, приведенному в патентах [25, 26]. Декатионированием из раствора NH4NO3 и последующим прокаливанием при 540°С цеолит NaY-mmm переводят в Н-форму со степенью декатионирования ионов Na+ на Н+, равной 95% (3-4 обработки) [27. Хазипова А.Н., Павлова И.Н., Григорьева Н.Г., Кутепов Б.И., Павлов М.Л., Басимова Р.А. // Химические технологии. 2012. 1. С. 5-9]. В процессе ионного обмена с промежуточными термообработками аморфизация кристаллического каркаса цеолита не происходит. Степень кристалличности декатионированного цеолита H-Y-mmm составляет 100%. Мольное соотношение SiO2/Al2O3 составляет 5,1-5,5. Транспортные поры, в основном, представлены порами с радиусом 50-100 нм и 100-1000 нм.
Реакцию пропиональдегида с аммиаком проводят в проточном реакторе с неподвижным слоем катализатора H-Y-mmm при температуре 150-350°С, атмосферном давлении, с объемной скоростью подачи сырья (w) 3-10 ч-1, в токе азота, при мольном соотношении пропиональдегид : аммиак = 1:1,5-3. Продукты собирают в охлаждаемый льдом приемник. Из реакционной массы продукты экстрагируют диэтиловым эфиром и анализируют.
Количественный анализ реакционной массы осуществляют методом газожидкостной хроматографии на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором, стальная насадочная колонка длиной 3 м, фаза - 15% ПЭГ на хроматоне HMDS, температура анализа 50-280°С с программированным нагревом 8°С/мин, температура детектора 200°С, температура испарителя 200°С, газ-носитель - гелий - 30 мл/мин.
Идентификацию продуктов осуществляют сравнением хромато-масс-спектров и хроматографического поведения вьщеленных и эталонных соединений (пиридина, алкилпиридинов). Спектры 1Н и 13С-ЯМР- записывали на спектрометре «Bruker AVANCE-400» с рабочей частотой для ядер 1Н 400.13 МГц, для ядер 13С 100.62 МГц в стандартных ампулах диаметром 5 мм для растворов веществ в CDCl3.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Реагенты - 3 мл пропаналя (1 моль), 7 мл 28% водного раствора аммиака (3 моль) с помощью микро-насоса подают в проточный реактор с неподвижным слоем катализатора H-Y-mmm (объем катализатора 1 см3) при температуре 350°С, атмосферном давлении, с объемной скоростью подачи сырья (w) 7 ч-1, в токе азота, при мольном соотношении пропаналь : аммиак = 1:3. Продукты собирают в охлаждаемый льдом приемник. Из реакционной массы продукты экстрагируют диэтиловым эфиром и анализируют. Состав реакционной массы, %: 2-этил-3,5-диметилпиридин - 55, другие триалкилпиридины - 18, имины - 13, диалкилпиридины - 10, «тяжелые» - 4.
Примеры 2-6. Аналогично примеру 1. Условия реакции и результаты приведены в таблице.
Полученный 2-этил-З,5-диметилпиридин имеет следующие физико-химические характеристики:
Спектр ЯМР 13С: 158.44 (С2), 146.75 (С6), 138.23 (С4), 130.07 (С3), 129.88 (С5), 28.01 (С9), 18,34 (С7), 17.69 (С8), 12.82 (С10).
Спектр ЯМР 1Н: 8.11 (с, 1Н, СН (6)), 7.13 (с, 1Н, СН (4)), 2.72-266 (м, 2Н, СН2 (9)), 2.19 (с, 3Н, СН3 (7)), 2.17 (с, 3Н, СН3 (8)), 1.18 (т, 3Н, СН3 (10)).
Масс спектр m/z: 135 [М]+, 134, 120, 107, 91, 79, 77, 65, 51, 40.
Claims (1)
- Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина путем газофазной конденсации пропиональдегида с аммиаком в присутствии цеолитного катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют гранулированный без связующих веществ цеолит H-Y-mmm и реакцию проводят в проточной установке при температуре150-350°С, атмосферном давлении и объемной скорости подачи сырья (w), равной 3-10 ч-1, и мольном соотношении пропиональдегид:аммиак = 1:1,5-3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127303A RU2644164C2 (ru) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127303A RU2644164C2 (ru) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016127303A RU2016127303A (ru) | 2018-01-10 |
| RU2644164C2 true RU2644164C2 (ru) | 2018-02-08 |
Family
ID=60965161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016127303A RU2644164C2 (ru) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2644164C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767452C2 (ru) * | 2020-07-21 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук | Способ получения 2,4,6-триметилпиридина в присутствии иерархического цеолитного катализатора H-Ymmm |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555843C1 (ru) * | 2013-12-19 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук | Способ получения пиридина и метилпиридинов |
-
2016
- 2016-07-06 RU RU2016127303A patent/RU2644164C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555843C1 (ru) * | 2013-12-19 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук | Способ получения пиридина и метилпиридинов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| N. Narender, К. S. К. Reddy, К. V. V. Krishna Mohan and S.J. Kulkarni. "Synthesis of highly substituted pyridines over zeolite molecular sieves under high pressure", Catal. Lett. 2009. 130. 367. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767452C2 (ru) * | 2020-07-21 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук | Способ получения 2,4,6-триметилпиридина в присутствии иерархического цеолитного катализатора H-Ymmm |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016127303A (ru) | 2018-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Magesh et al. | Synthesis and characterization of bis (indolyl) methanes, tris (indolyl) methanes and new diindolylcarbazolylmethanes mediated by Zeokarb-225, a novel, recyclable, eco-benign heterogenous catalyst | |
| Del Fiandra et al. | Phase transfer catalyzed enantioselective cyclopropanation of 4-nitro-5-styrylisoxazoles | |
| Grigorieva et al. | A hierarchically zeolite Y for the N-heterocyclic compounds synthesis | |
| EP3408251B1 (en) | Efficient synthesis of methacrolein from methanol and propionaldehyde | |
| CN111655667A (zh) | 腈的制造方法 | |
| RU2644164C2 (ru) | Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина | |
| Dekamin et al. | Organocatalytic cyanosilylation of carbonyl compounds by tetrabutylammonium phthalimide-N-oxyl | |
| EP0847389A4 (en) | METHOD FOR PRODUCING CHINOLINE BASES | |
| Grigor’eva et al. | Synthesis of pyridine and methylpyridines over zeolite catalysts | |
| RU2555844C1 (ru) | Способ получения пиридина и метилпиридинов | |
| Pal | Ammonium chloride catalyzed microwave-assisted ClaisenSchmidt reaction between ketones and aldehydes under solventfree conditions | |
| RU2644166C2 (ru) | Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина | |
| US20170217867A1 (en) | Efficient synthesis of methacroelin and other alpha, beta - unsaturated aldehydes over a regenerable anatase titania catalyst | |
| CN107573259A (zh) | 一种金属卟啉催化芳香烯烃合成芳香腈的方法 | |
| RU2608734C2 (ru) | Способ получения 3,5-диметилпиридина | |
| RU2555843C1 (ru) | Способ получения пиридина и метилпиридинов | |
| RU2688224C1 (ru) | Способ получения пиридинов | |
| RU2599573C2 (ru) | Способ получения пиридина и метилпиридинов | |
| RU2759567C1 (ru) | Способ получения 2,4,6-триметилпиридина в присутствии иерархического цеолитного катализатора H-Ymmm | |
| RU2688680C1 (ru) | Способ получения пиридинов | |
| JP7715940B2 (ja) | アニリンから２－メチルピリジン及びジフェニルアミンを選択的かつ連続的に生産する方法 | |
| CN100448534C (zh) | 制备2-甲基吡啶和4-甲基吡啶的方法 | |
| Gopal et al. | A novel single step synthesis of 2-methyl-6-phenylpyridine from non-heterocyclic compounds over molecular sieve catalystsIICT Communication No. 4649. | |
| Dai et al. | The effect of organic impurities originating from the incomplete combustion of organic templates on the methanol-to-olefins reaction over SAPO-46 | |
| RU2690535C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180707 |