WO2013048280A1 - Method for the selective production of n-methyl-para-phenetidine - Google Patents
Method for the selective production of n-methyl-para-phenetidine Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013048280A1 WO2013048280A1 PCT/RU2011/000902 RU2011000902W WO2013048280A1 WO 2013048280 A1 WO2013048280 A1 WO 2013048280A1 RU 2011000902 W RU2011000902 W RU 2011000902W WO 2013048280 A1 WO2013048280 A1 WO 2013048280A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- para
- catalyst
- methyl
- phenetidine
- alkylation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/30—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
- C07C209/32—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
- C07C209/36—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups by reduction of nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings in presence of hydrogen-containing gases and a catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/24—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reductive alkylation of ammonia, amines or compounds having groups reducible to amino groups, with carbonyl compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C213/00—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
- C07C213/02—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton by reactions involving the formation of amino groups from compounds containing hydroxy groups or etherified or esterified hydroxy groups
Definitions
- the invention relates to chemical-technological processes, and in particular to methods for catalytic alkylation of aromatic amines and nitro compounds.
- the invention relates to a method for producing ⁇ -methyl-para-phenethidine ( ⁇ -methyl-para-ethoxyaniline; ⁇ -methyl-para-aminophenetole) from para-phenetidine (para-aminophenetole; para-ethoxyaniline) or para-nitrophenetole (1-ethoxy- 4-nitrobenzene) and methanol in the presence of hydrogen or without hydrogen on a heterogeneous catalyst.
- the proposed method allows the use of existing industrial plants used to obtain aniline and N-methylaniline.
- ⁇ -methyl-para-phenethidine is currently used as an antiknock additive or additive to motor fuel [US Pat. 2 309 943, Russian Federation, IPC ⁇ 07 ⁇ 217 / 82, ⁇ 07 ⁇ 235 / 24, C10L1 / 223, C10L1 / 224.
- N-methyl-para-phenethidine was obtained in two ways: from -methyl-Y-acetyl-para-phenethidine by boiling with sulfuric acid, adding sodium hydroxide and subsequent extraction with toluene, as well as according to the procedure described in [Weigant Hilgetag. Experimental Methods in Organic Chemistry.-Moscow: Chemistry, 1964.- 944 s], using dimethyl sulfate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide or potassium with a yield of 50% of theoretical.
- these production methods are preparatory in nature and unacceptable for the production of ⁇ -methyl-para-phenethidine under conditions of large-tonnage production.
- the temperature of the process was determined by the boiling point of a solution of paraphenetidine in a specific aliphatic alcohol. In this way, N-amyl-para-phenethidine, ⁇ -decyl-para-phenethidine, N-cyclohexyl-para-phenethidine were obtained. The yield of target products was 85-95% of theoretical.
- the method Since it is indicated that the method does not allow the reaction to shift toward monoalkylanilines, it is unacceptable for us, since if it is used to produce ⁇ -methyl-para-phenethidine, the situation will only worsen.
- the catalyst used in the method has an acidic character, which can contribute to the hydrolysis of the ether group of para-phenetidine.
- the total yield of aromatic amines is up to 99.5%, product productivity is up to 0.4-1.3 g / g h.
- the method allows, depending from the ratio of reagents used, change the ratio of the resulting N-methyl-substituted and unsubstituted aromatic amines [US Pat. 2207335, Russian Federation, IPC 7 ⁇ 07 ⁇ 211 / 48, ⁇ 07 ⁇ 21 1/46, ⁇ 07 ⁇ 209 / 36.
- a method of producing aromatic amines by reduction of the corresponding nitro compounds / Vinokurov V.A., Stytsenko V.D. et al., JSTs 2001111547/04, claimed 04/28/2001, publ. 06/27/2003].
- ⁇ -methylaniline by alkylation of nitrobenzene with formaldehyde or a mixture thereof with methanol on copper oxide-containing catalysts at 220-260 ° C.
- the molar ratio of nitrobenzene: alkylating agent is usually 1: (2.5-6.0), and the optimal molar ratio of formaldehyde to methanol in the alkylating agent is 1: 1, and formaldehyde can be used in the form of its aqueous solution in the presence of hydrogen with a molar the ratio of nitrobenzene to hydrogen 1: (3, 0-6.0) on copper oxide catalysts promoted with oxides of manganese, chromium, iron and cobalt, on a carrier - alumina.
- the proposed method allows for the conversion of nitrobenzene to 100% and the yield of the target product - N-methylaniline 80-88%, to simplify and reduce the cost of technology, reduce energy consumption.
- a significant drawback of the method is the use of an aqueous solution of formaldehyde, which necessitates the disposal of a large amount of additional water, which inevitably increases the cost of production, as well as the propensity of formaldehyde to polymerize.
- ⁇ -methylaniline from nitrobenzene, methanol and hydrogen in the gas phase on a copper-containing catalyst comprising zinc and chromium compounds.
- the process is carried out in two stages in two series-connected contact devices, in each of which nitrobenzene and methanol are supplied in a mixture or separately: nitrobenzene - to the first device, and methanol - to the second device, using layer-by-layer catalyst loading with the first contact device the creation of a "frontal layer", the temperature in which should not exceed 350 ° C, a volume of 10-50% of the total catalyst used in this contact apparatus, the following composition: copper oxide May 37-40. %, chromium oxide May 18-20. %, zinc oxide May 20.
- a known method of producing ⁇ -methylaniline by reductive alkylation of nitrobenzene or its mixture with aniline methanol in the gas phase on an oxide copper-chromium catalyst In this case, reductive alkylation is carried out in medium of a mixture of hydrogen and carbon dioxide, taken in a molar ratio of about 3: 1, obtained by gas-phase condensation of methanol with water.
- a mixture of hydrogen and carbon dioxide obtained in a separate contact apparatus is directed to reductive alkylation.
- Known liquid-phase catalytic method for the alkylation of aromatic amines includes the alkylation of aromatic amines in the presence of hydrogen and lower alcohols at a temperature of 50-70 ° C on a heterogeneous catalyst.
- a distinctive feature of the method is the alkylation of amines with formalin in a reactor with a reaction zone filled with a catalyst consisting of a block of highly porous cellular support based on alumina with a porosity of at least 70-95% and the active component is palladium with a mass content of 1.3-2%.
- the method allows mainly to obtain monomethylaniline, to reduce the content of the active component - palladium in the catalyst, and also to reduce the reaction pressure and hydraulic resistance of the catalyst layer.
- a known method of producing ⁇ -methylaniline by catalytic hydrogenation of nitrobenzene with hydrogen in the presence of methanol on copper-chromium catalyst is carried out sequentially in two reaction zones at 160-200 ° C in the first zone until nitrobenzene is completely converted and 210-240 ° C in the second zone to aniline conversion of at least 93% with a molar ratio of nitrobenzene: methanol: hydrogen 1 :( 2-4) :( 4-10).
- the method allows to obtain the target product with a yield of more than 92%.
- [Pat. 2223258, Russian Federation IPC 7 ⁇ 07 ⁇ 21 1/48, ⁇ 07 ⁇ 209 / 36 The method of obtaining ⁇ -methylaniline / Yu.D. Batrin, M.K. Starovoitov et al. -JYS! 2003100842/04, claimed 01/15/2003, publ. 02/10/2004].
- Rj is a radical selected from H, CH3, C2H5, R.2 is a radical selected from H, CH3, C2H5, R-h is H or a radical CH 3, C 2 H 5 on the catalyst STC series at a temperature of 230-270 ° C, characterized in that, in order to save energy, add to the initial reaction mixture
- R3 is H or a CH radical, C 2 H 5, whereby the required reactor temperature is maintained.
- methanol is used as a hydrogen source for nitrobenzene reduction at a molar ratio of nitrobenzene: methanol 1: 4-10.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 170-300 ° C and a catalyst temperature of 350-450 ° C in a two-stage reactor by catalytic reduction of nitrobenzene, followed by alkylation of aniline with methanol without isolation of aniline in its commercial form at atmospheric pressure on a copper oxide catalyst, including zinc and chromium compounds.
- This method is characterized in that the process is carried out in a two-stage reactor, the second stage of which is a cavity adiabatic contact apparatus filled with a granular catalyst.
- a known catalytic method for the production of secondary cyclic amines by reacting the corresponding primary cyclic amine with low boiling alcohols consists in carrying out reactions in the presence of a catalytic mixture of metallic copper, aluminum oxide and other metal oxides, in connection with which, cyclic amines can be produced cost-effectively.
- This invention is proposed for the production of ⁇ -methylaniline from aniline and methanol using a stoichiometric excess of alcohol, which greatly increases the conversion of aniline to ⁇ -methylaniline and completely inhibits the formation of ⁇ , ⁇ -dimethylaniline. As a result, a sufficiently pure product is obtained by applying distillation to remove unreacted alcohol and water formed during the reaction.
- the inter-regeneration run of the catalyst is 250 hours. [Pat. 2580284, USA. The production of secondary aromatic amines / Thomas Jay Deal and others - publ. 12/25/1951].
- the catalyst contains a large amount of acidic aluminum oxide; therefore, when using this method to obtain itz department desk-methyl-para-phenethidine, hydrolysis of the ester group is very likely.
- a known method for the production of secondary alkylaromatic amines by direct alkylation of primary aromatic amines with primary aliphatic alcohols is achieved by the use of distillation or crystallization from an appropriate solution.
- unbranched aliphatic alcohols as an alkylating agent
- the yield of the target product reaches from 70 to 90%
- the yield of the target product is 40-50%.
- Raney nickel is used as an alkylation catalyst. [Pat. 2813124, USA.
- the disadvantage is the low yield of the secondary amine.
- a catalyst consisting of copper and chromium and the corresponding formula: Cr » Me » Me, where Me is Cu, Zn, Fe OR Ni, Me is Ba, Ca, Mg OR Mn, Cr.
- the metal content in the catalyst Cr from 20 to 80% of the mass, Me 1 from 20 to 80% of the mass, Me2 from 0 to 5% of the mass.
- the yield of ⁇ -methylaniline is 95%. [Pat. 3819709, USA.
- the disadvantage is the very high pressure during the process.
- An improved process for the continuous production of ⁇ -alkylarylanilines by reaction between arylamines and monohydric saturated alcohols and / or dialkylethers in the gas phase at a temperature of from 180 to 450 ° C. in the presence of a carrier that contains phosphoric acid.
- the improvement consists in the use of silicic acid having an internal surface area of from 50 to 500 m / g and containing from 0.1 to 20% by weight of phosphoric acid, as well as the continuous supply of phosphoric acid and / or alkyl phosphate to the catalyst throughout the process .
- the yield of ⁇ -monoalkylanilines and ⁇ , ⁇ -dialkylanilines is 95-98%. [Pat. 3957874, USA. Continuous production of ⁇ -alkylarylamines / Tony Dokner and others - publ. 05/18/1976].
- a known method of producing ⁇ -alkylated aromatic amines by co-heating aromatic amines with lower aliphatic alcohols in the presence of phosphoric acid from 0.01 to 1.0 mol, calculated on equivalent nitrogen at a temperature of 150-280 ° C. Subsequently, the resulting liquid phase is separated with the release of ⁇ -alkylated aromatic amine. The duration of the process is from 30 to 130 hours, depending on the starting reagents.
- a known method of producing ⁇ -alkylated aromatic amines by carrying out the reaction between an aliphatic alcohol having from 1 to 6 carbon atoms and an aromatic amine having 1 hydrogen atom, bonded to nitrogen in the amino group.
- the reaction proceeds in the vapor phase at a temperature of 250-450 ° C in the presence of a catalyst consisting of alumina treated with hydrofluoric acid, with a yield of monoalkylamines of about 80%, with a conversion of the starting amines of about 60%.
- tertiary amines were formed with a yield of about 10%.
- Aromatic amines that can be alkylated according to the conditions described in this patent are: aniline, o-, m-, or p-toluidine, o-, m-, or p-xylidine, o-, m-, or p- anisidine and others. In this way, monoethyl-m-toluidine (48-92%) and diethyl-m-toluidine (8-22%) were obtained.
- the advantage of this method is the possibility of using relatively low temperatures for the reaction, and very significant drawbacks in mass production are the high cost of aldehydes and ketones and their tendency to polymerization.
- the patent does not indicate such important process characteristics as the load of the reaction mixture on the catalyst and the inter-regeneration run time of the catalyst. However, in this case, this is not necessary, since it is already evident from the composition of the obtained catalysis that the method is not very suitable for industrial use because of the great difficulties in separating the catalysis of this composition into components. [Pat. 4029707, USA. Production of ⁇ -alkylated aromatic amines / Charles W. Hargis. - publ. 06/14/1977].
- a known method of producing ⁇ -alkylated aromatic amines by carrying out the reaction between aliphatic or cycloaliphatic alcohols and aromatic amines at elevated temperature and elevated pressure in the presence of catalysts. The reaction is carried out in the presence of phosphorus oxyhalides. The temperature at which the alkylation process takes place is 200-400 ° C, the pressure is 3-20 MPa. The yield of the target products for--alkylanilines is 43-46%, for ⁇ , ⁇ -dialkylanilines 3-8%. The remaining amount is the unreacted aromatic amine. [Pat. 4268458, USA. Process for the production of ⁇ -alkylated aromatic amines / Werner Schulte-Hermann, Heinz Hemmerich. - publ. 05/19/1981].
- a known method for producing para-substituted aromatic amines by conducting a para-substitution reaction of an aromatic carbamic acid ester with an aromatic amine in the presence of aliphatic or cycloaliphatic alcohols. The reaction is carried out at a temperature of 100-260 ° C, at reduced or atmospheric pressure.
- the para-substitution reaction according to the above method, the following compounds were obtained: 4-tert-pentylaniline (83% of theory) and 4-tert-butylaniline (80% of theory). [Pat. 4359584, USA. Production of p-substituted aromatic amines / Franz Merger, Gerhard Nestler. - publ. November 16, 1982].
- a known method of producing ⁇ -alkyl and ⁇ , ⁇ -dialkylaniline by carrying out the alkylation of aniline with alcohols, preferably with methanol or ethanol, in the presence of a ZSM-5 catalyst The use of the modified ZSM-5 catalyst enhances the selectivity for N-alkylation, while at the same time, the formation of undesirable by-products such as toluidines is suppressed.
- the molar ratio of silicon oxide to alumina in the catalyst is from 20: 1 to 700: 1, more preferably a ratio of from 30: 1 to 200: 1.
- the aluminosilicate can be modified using alkaline, alkaline earth or transition metal ions, preferably cesium, potassium, magnesium and iron.
- the reagents are contacted in the presence of a catalyst at a temperature of from 300 to 500 ° C, at a pressure of from 1 to 3 atm. and when the molar ratio of alcohol to aniline is from 1 to 6.
- the feed rate is from 0.2 to 4 g of raw material / g of catalyst / hour.
- ⁇ -methylaniline (51-89%) and ⁇ , ⁇ -dimethylaniline (9-40%) were obtained, depending on the type used catalyst.
- the known method of gres collapse-alkylation of anilines by conducting in the vapor phase the reaction of anilines with lower alcohols or dialkyl ethers at elevated temperatures and in the presence of pentasilic type zeolite catalysts containing protons and having an S1O2 / AI2O3 ratio of at least 60.
- the temperature at which the reaction proceeds is 220-370 ° C.
- a gas-phase process which includes the step of reacting a primary aromatic amine (aniline or substituted aniline) with an alcohol having from 1 to 5 carbon atoms or with ether under conditions of ⁇ court founded ⁇ -alkylation using gallosilicate.
- the reaction proceeds at a temperature of from 200 to 500 ° C and atmospheric pressure.
- ⁇ -methylaniline is obtained.
- the selectivity of the alkylation process is from 40 to 90%, depending on the catalyst used and the process conditions. [Pat. 5159115, USA. Catalytic gas-phase process of ⁇ -alkylation of aromatic primary amines / Peter G. Pappas et al. - publ. 10/27/1992].
- the aim of the invention is to provide the possibility of obtaining ⁇ -methyl-para-phenethidine with a purity of not less than 98% and a high yield, allowing you to organize highly profitable, multi-tonnage production.
- BASF Cu-E403TR catalyst produced by composition: copper chromite 67-71%), copper 11-15%, copper oxide 8-21%, graphite 0-4%, chromium oxide (3+) 0-3%; BASF production catalyst Cu-0203T 1/8 composition: copper oxide 75-100%, chromium oxide (3+) 0.1-1%; BASF production catalyst Cu-E406TR composition: Cu-36%, Cr-31%, Ba-6%.
- Example 1 In a quartz tube with an inner diameter of 45 mm, 100 ml of copper-chromium catalyst and 100 ml of inert material (broken quartz, ceramic Rashig rings) used to improve the evaporation of the reagents were loaded. Nitrogen was passed through the tube at a rate of 200 ml / min and heated with an electric heater to a temperature of 200 ° C. At this temperature, catalyst recovery was started by feeding a 5% aqueous solution of methanol into the tube so that the temperature in the catalyst layer did not rise above 300 ° C. After completion of the recovery (the cessation of heat generation and a drop in temperature in the catalyst layer to 200 ° C) for another 1 hour, pure methanol vapor was passed through a quartz tube.
- inert material broken quartz, ceramic Rashig rings
- Methanol was replaced with a mixture consisting of 1 molar part of para-nitrophenetole and 5 molar parts of methanol, which was supplied at a rate of 0.125 - 0.3 L / h and the synthesis of irri special fit-methyl-para-phenetidine was carried out.
- Contact gases were cooled in a glass ball cooler and collected in a collector.
- the condensate was divided into aqueous and organic layers in a phase separator.
- the organic layer was analyzed by GLC.
- the contacting process was conducted continuously until the appearance in the organic layer 5-% para-nitrophenetol catalysis. Then the flow of the reaction mixture was stopped and the installation was switched to the catalyst regeneration mode.
- the collected organic layer was separated in a batch distillation unit, intermediate products and methanol were returned for contacting.
- Commodity ⁇ -methyl-para-phenethidine was obtained with a concentration of 98%.
- Example 2 As in example 1, but instead of para-nitrophenetol, para-phenetidine was used.
- the load of the mixture on the catalyst is 0.3-0.4 l / h.
- the catalyst in the oil layer contains 0-8% para-phenetidine, 90-95% N-methyl-phenethidine and 1-5% ⁇ , ⁇ -dimethyl-para-anisidine. Received ⁇ -methyl-para-phenethidine with a yield of 85-90%).
- Example 3 As in example 1, the process was conducted in a stream of nitrogen.
- Example 4 As in example 1, the process was conducted in a stream of hydrogen.
- Example 5 As in example 2, the process was conducted in a stream of nitrogen.
- Example 6 As in example 2, the process was conducted in a stream of hydrogen, with a ratio of 1 molar part of para-phenetidine and 2 molar parts of methanol.
- Example 7. As in example 1, 3, 4, but in the presence of triethylamine in a molar ratio to para-nitrophenetole of 0.1: 1. Received ⁇ -methyl-para-phenethidine with a yield of up to 92%.
- Example 8 As in example 2, 5, 6, but in the presence of triethylamine in a molar ratio to para-phenethidine of 0.1: 1. Received ⁇ -methyl-para-phenethidine with a yield of up to 96%.
- BASF Cu-E403TR catalyst produced by composition: copper chromite 67-71%, copper 1 1-15%, copper oxide 8-21%, graphite 0-4%, chromium oxide (3+) 0-3%;
- BASF production catalyst Cu-0203T 1/8 composition copper oxide 75-100%, chromium oxide (3+) 0.1-1%;
- BASF production catalyst Cu-E406 TR composition Cu-36%, Cr-31%, Ba-6%.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Способ селективного получения Ν-метил-пара-фенетидина. A method for the selective preparation of Ν-methyl-para-phenethidine.
Изобретение относится к химико-технологическим процессам, а именно к способам каталитического алкилирования ароматических аминов и нитросоединений. The invention relates to chemical-technological processes, and in particular to methods for catalytic alkylation of aromatic amines and nitro compounds.
Изобретение касается способа получения Ν-метил-пара- фенетидина (Ν-метил- пара-этоксианилина; Ν-метил-пара- аминофенетола) из пара-фенетидина (пара-аминофенетола; пара- этоксианилина) или пара-нитрофенетола (1-этокси-4-нитробензола) и метанола в присутствии водорода или без водорода на гетерогенном катализаторе. The invention relates to a method for producing Ν-methyl-para-phenethidine (Ν-methyl-para-ethoxyaniline; Ν-methyl-para-aminophenetole) from para-phenetidine (para-aminophenetole; para-ethoxyaniline) or para-nitrophenetole (1-ethoxy- 4-nitrobenzene) and methanol in the presence of hydrogen or without hydrogen on a heterogeneous catalyst.
Предлагаемый способ позволяет использовать существующие промышленные установки, применяемые для получения анилина и N- метиланилина. The proposed method allows the use of existing industrial plants used to obtain aniline and N-methylaniline.
Ν-метил-пара-фенетидин в настоящее время используется в качестве антидетонационной присадки или добавки к моторному топливу [Пат. 2 309 943, Российская Федерация, МПК С07С217/82, С07С235/24, C10L1/223, C10L1/224. Применение производных пара- этоксианилинов, повышающих стойкость углеводородных топлив к детонации, и топливная композиция (варианты) / Иванов Ю. А., Фролов А. Ю. и др. - JVO 2006108236/04, заявл. 16.03.2006, опубл. 10.1 1.2007 года, Бюл . Ж 31]. Ν-methyl-para-phenethidine is currently used as an antiknock additive or additive to motor fuel [US Pat. 2 309 943, Russian Federation, IPC С07С217 / 82, С07С235 / 24, C10L1 / 223, C10L1 / 224. The use of derivatives of para-ethoxyanilines that increase the resistance of hydrocarbon fuels to detonation, and the fuel composition (options) / Ivanov Yu. A., Frolov A. Yu. Et al. - JVO 2006108236/04, decl. 03/16/2006, publ. 10.1 1.2007, bull. W 31].
Учитывая уникальные свойства Ν-метил-пара-фенетидина, который является простым, смешанным эфиром, его применение в качестве присадок, добавок к бензинам является весьма перспективным и сдерживается только отсутствием промышленного производства. В связи с этим, разработка экономичного промышленного способа получения Ν-метил-пара-фенетидина является весьма актуальной задачей. Given the unique properties of Ν-methyl-para-phenethidine, which is a simple, mixed ether, its use as additives, additives to gasolines is very promising and is limited only by the lack of industrial production. In this regard, the development of an economical industrial method for producing Ν-methyl-para-phenethidine is a very urgent task.
Известен способ получения Ν-метил-пара-фенетидина [Пат. 2 309 943, Российская Федерация, МПК С07С217/82, С07С235/24, C10L1/223, C10L1/224. Применение производных пара- этоксианилинов, повышающих стойкость углеводородных топлив к детонации, и топливная композиция (варианты) / Иванов Ю. А., Фролов А. Ю. и др. - Jfe 2006108236/04, заявл.16.03.2006, опубл. 10.1 1.2007 года, B WI.N° 31], в котором приводятся достоверные доказательства того, что Ν-метил-пара-фенетидин действительно получен, приведены его физико-химические и спектральные исследования, подтверждающие его строение. В данной работе N- метил-пара-фенетидин получен двумя способами: из -метил-Ы- ацетил-пара-фенетидина путем кипячения с серной кислотой, добавлением едкого натра и последующего экстрагирования толуолом, а так же по методике, описанной в [Вейгант-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии.-Москва: Химия, 1964.- 944 с], с использованием диметил сульфата, бикарбоната натрия, едкого натрия или калия с выходом 50% от теоретического. Однако эти способы получения носят препаративный характер и неприемлемы для получения Ν-метил-пара-фенетидина в условиях многотоннажного производства. A known method of producing Ν-methyl-para-phenethidine [US Pat. 2 309 943, Russian Federation, IPC С07С217 / 82, С07С235 / 24, C10L1 / 223, C10L1 / 224. The use of derivatives of para-ethoxyanilines, which increase the resistance of hydrocarbon fuels to detonation, and the fuel composition (options) / Ivanov Yu. A., Frolov A. Yu. Et al. - Jfe 2006108236/04, published March 16, 2006, publ. 10.1 1.2007, B WI.N ° 31], which provides reliable evidence that Ν-methyl-para-phenethidine is actually obtained, its physico-chemical and spectral studies confirming its structure. In this work, N-methyl-para-phenethidine was obtained in two ways: from -methyl-Y-acetyl-para-phenethidine by boiling with sulfuric acid, adding sodium hydroxide and subsequent extraction with toluene, as well as according to the procedure described in [Weigant Hilgetag. Experimental Methods in Organic Chemistry.-Moscow: Chemistry, 1964.- 944 s], using dimethyl sulfate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide or potassium with a yield of 50% of theoretical. However, these production methods are preparatory in nature and unacceptable for the production of Ν-methyl-para-phenethidine under conditions of large-tonnage production.
Анализ периодической и патентной литературы позволил выявить всего лишь одно авторское свидетельство [А.с. 166035 СССР, МПК С07с. Способ получения Ν-алкил-Р-фенетидинов / Л.А. Скрипко(СССР). - Л 805091/23-4; заявл. 29.1 1.1962; опубл. 10.11.1964, Бюл. N° 21 -2с], в котором предложен способ алкилирования п-фенетидина алифатическими спиртами. В соответствии с этим авторским свидетельством, алкилирование вели при кипении раствора п-фенетидина в алифатическом спирте, с обратным холодильником, на никеле Ренея. Температура протекания процесса определялась температурой кипения раствора пара- фенетидина в конкретном алифатическом спирте. Таким способом были получены N -амил-пара-фенетидин, Ν-децил-пара-фенетидин, N- циклогексил-пара-фенетидин. Выход целевых продуктов составил 85- 95% от теоретического. An analysis of the periodical and patent literature revealed only one copyright certificate [A.S. 166035 USSR, IPC С07с. The method of obtaining Ν-alkyl-P-phenethidines / L.A. Skripko (USSR). - L 805091 / 23-4; declared 29.1 1.1962; publ. 11/10/1964, Bull. N ° 21 -2s], which proposes a method for the alkylation of p-phenetidine with aliphatic alcohols. In accordance with this copyright certificate, alkylation was carried out at the boil of a solution of p-phenetidine in aliphatic alcohol, with a reflux condenser, on Raney nickel. The temperature of the process was determined by the boiling point of a solution of paraphenetidine in a specific aliphatic alcohol. In this way, N-amyl-para-phenethidine, Ν-decyl-para-phenethidine, N-cyclohexyl-para-phenethidine were obtained. The yield of target products was 85-95% of theoretical.
Это хорошие результаты, но следует заметить, что полученные показатели могут быть сильно завышены. Дело в том, что выход N- алкилированных продуктов в этом авторском свидетельстве определялся по результатам простой перегонки катализата, которая не дает возможности выделить чистые Ν-алкилфенетидины. These are good results, but it should be noted that the obtained indicators can be greatly overestimated. The fact is that the yield of N-alkylated products in this copyright certificate was determined by the results of a simple distillation of the catalyst, which does not make it possible to isolate pure Ν-alkylphenetidines.
Для полной объективной оценки метода, также не хватает данных по длительности работы катализатора (число повторов опытов на одной загрузке катализатора), а без этого расход катализатора неприемлемо велик. For a complete objective assessment of the method, there is also not enough data on the duration of the catalyst (the number of repetitions of experiments on one catalyst load), and without this, the consumption of catalyst is unacceptably large.
Главным недостатком способа, перечеркивающем возможность использования его для наших целей, является то, что раствор пара- фенетидина в метаноле кипит при температуре ниже 100°С, при которой дегидрирование метанола практически не идет и соответственно, не идет метилирование. Отсутствие информации по Ν-метилированию пара- фенетидина заставило нас обратить внимание на способы получения Ν-алкилированных анилинов, близких по строению к нашему объекту, информации по которым достаточно. При этом мы понимали, что нуклеофильность азота в пара-фенетидине гораздо выше, чем в анилине и, соответственно, у пара-фенетидина должна быть более высокая реакционная способность к Ν-алкилированию и к Ν,Ν- диалкилированию. Этот факт накладывает определенные ограничения на возможность переноса данных, полученных при Ν- алкилированими анилина, на синтез Ν-метил-пара-фенетидина. Вторым ограничением является эфирная природа пара-фенетидина, которая не позволяет применять методы Ν-алкилирования, приводящие к гидролизу эфира. The main disadvantage of the method, which crosses out the possibility of using it for our purposes, is that the solution of paraphenetidine in methanol boils at a temperature below 100 ° C, at which methanol dehydrogenation practically does not occur and, accordingly, methylation does not occur. The lack of information on the Ν-methylation of paraphenetidine led us to pay attention to the methods for the preparation of Ν-alkylated anilines, which are close in structure to our facility, for which there is enough information. Moreover, we understood that the nucleophilicity of nitrogen in para-phenethidine is much higher than in aniline and, accordingly, para-phenetidine should have a higher reactivity to Ν-alkylation and to Ν, ди-dialkylation. This fact imposes certain restrictions on the possibility of transferring the data obtained with Ν-alkylated aniline to the synthesis of Ν-methyl-para-phenethidine. The second limitation is the ethereal nature of para-phenetidine, which does not allow the use of Ν-alkylation methods, leading to hydrolysis of the ester.
С учетом этих ограничений были рассмотрены, приведенные ниже материалы по способам получения Ν- алкилированных ароматических аминов. Given these limitations, the following materials were examined on methods for producing Ν-alkylated aromatic amines.
Известен способ газофазного алкилирования анилина спиртами на алюмосиликатном катализаторе, на который нанесено 2-5% окиси никеля при температуре 200-250°С путём совместного пропускания паров анилина и спирта, взятого обычно в 3-4 кратном избытке, через катализатор, с выделением продукта реакции. Выход смеси моно- и диалкиланилинов 95-98%. Были получены производные изопропилового, изобутилового, бутилового, нанилового спиртов. [А.с. 666167 СССР, С07с 85/06, С07с 87/50, А01 Ν5/00. Способ получения Ν-алкиланилинов/ Г.В. Есипов, А.В. Язловицкий, Н.А Онищенко, И.Э. Кишковская (СССР). - Д 2484138/23-04; заявл. 10.05.1977; опубл. 05.06.1979, Бюл. JV« 21-ЗС] A known method of gas-phase alkylation of aniline with alcohols on an aluminosilicate catalyst, on which 2-5% nickel oxide is deposited at a temperature of 200-250 ° C by jointly passing aniline vapor and alcohol, usually taken in 3-4 times excess, through the catalyst, with the release of the reaction product . The yield of a mixture of mono- and dialkylanilines is 95-98%. Derivatives of isopropyl, isobutyl, butyl, and nanyl alcohols were obtained. [A.S. 666167 USSR, С07с 85/06, С07с 87/50, А01 Ν5 / 00. The method of obtaining Ν-alkylanilines / G.V. Yesipov, A.V. Yazlovitsky, N.A. Onishchenko, I.E. Kishkovskaya (USSR). - D 2484138 / 23-04; declared 05/10/1977; publ. 06/05/1979, Bull. JV "21-ZS]
Поскольку, указывается, что способ не позволяет сместить реакцию в сторону моноалкиланилинов, то он для нас неприемлем, так как в случае его использования для получения Ν-метил-пара- фенетидина ситуация только ухудшится. Кроме того, используемый в способе катализатор имеет кислый характер, что может способствовать гидролизу эфирной группы пара-фенетидина. Since it is indicated that the method does not allow the reaction to shift toward monoalkylanilines, it is unacceptable for us, since if it is used to produce Ν-methyl-para-phenethidine, the situation will only worsen. In addition, the catalyst used in the method has an acidic character, which can contribute to the hydrolysis of the ether group of para-phenetidine.
Известен способ совместного получения анилина и N- метиланилина из нитробензола, метанола и водорода в газовой фазе на гетерогенном медно-хромовом промышленном катализаторе серии НТК, с получением анилина и Ν-метиланилина. Выход N- метиланилина и анилина в пересчете на нитробензол составляет 95%. [Пат. 2135460, Российская Федерация, МПК6 С07С209/36, С07С209/16, С07С21 1/46, С07С21 1/48. Совместное получение анилина и Ν-метиланилина/ Батрин Ю.Д., Николаев Ю.Т. и др.- 97120738/04, заявл. 16.12.1997, опубл. 27.08.1999г.]. A known method for the joint production of aniline and N-methylaniline from nitrobenzene, methanol and hydrogen in the gas phase on a heterogeneous copper-chromium industrial catalyst of the NTK series, to produce aniline and Ν-methylaniline. The yield of N-methylaniline and aniline in terms of nitrobenzene is 95%. [Pat. 2135460, Russian Federation, IPC6 C07C209 / 36, C07C209 / 16, C07C21 1/46, C07C21 1/48. Joint production of aniline and Ν-methylaniline / Batrin Yu.D., Nikolaev Yu.T. et al. - 97120738/04, claimed. December 16, 1997, publ. 08/27/1999].
Это интересный для нас способ, позволяющий использовать более дешевое сырье для получения целевого продукта. Однако он обладает существенным недостатком - высокие тепловые нагрузки в лобовом слое катализатора, что приводит к разрушению катализатора и значительно сужает круг возможных катализаторов для процесса. Кроме того, применительно к нашей задаче, высокие температуры могут способствовать гидролизу эфирной группы пара-фенетидина и Ν-метил-пара-фенетидина. Указанные недостатки являются общими для всех способов получения, в которых алкилируемым сырьем являются ароматические нитросоединения. Общим недостатком, также является повышенное содержание примеси третичного амина, особенно в начальный период контактирования. This is an interesting method for us, allowing us to use cheaper raw materials to obtain the target product. However, it has a significant drawback - high thermal loads in the frontal layer of the catalyst, which leads to the destruction of the catalyst and significantly narrows the range of possible catalysts for the process. In addition, in relation to our task, high temperatures can contribute to the hydrolysis of the ether group of para-phenetidine and Ν-methyl-para-phenetidine. These disadvantages are common to all production methods in which alkylated raw materials are aromatic nitro compounds. A common disadvantage is also the increased content of tertiary amine impurities, especially in the initial period of contacting.
Известен улучшенный способ получения Ν-метилзамещенных ароматических аминов путем восстановления соответствующих нитросоединений метанолом в паровой фазе при повышенной температуре в присутствии промышленного медьсодержащего катализатора марки "Виргон", или "С-40", или ΉΤΚ-10-7Φ", модифицированного никелем, или палладием, или платиной, взятыми в количестве 0,3-10 мае. %. Процесс обычно осуществляют при температуре 200-260°С, атмосферном давлении и скорости подачи жидкой исходной смеси метанола с ароматическим нитросоединением от 0,5 до 2,5 ч"1, поддерживая соотношение метано л/ароматическое нитросоединение в исходной смеси от 1 : 1 до 5: 1. Общий выход ароматических аминов до 99,5%, производительность по продукту до 0,4-1 ,3 г/г ч. Способ позволяет, в зависимости от соотношения используемых реагентов, изменять соотношения получаемых N- метилзамещенных и незамещенных ароматических аминов [Пат. 2207335, Российская Федерация, МПК7С07С211/48, С07С21 1/46, С07С209/36. Способ получения ароматических аминов восстановлением соответствующих нитросоединений/ Винокуров В.А., Стыценко В.Д. и др.- JSTs 2001111547/04, заявл. 28.04.2001, опубл. 27.06.2003г.]. Known is an improved method for producing Ν-methyl-substituted aromatic amines by reducing the corresponding nitro compounds with methanol in the vapor phase at elevated temperature in the presence of an industrial copper-containing catalyst of the brand "Virgon", or "C-40", or ΉΤΚ-10-7Φ ", modified with nickel or palladium , or platinum, taken in an amount of 0.3-10 May.%. The process is usually carried out at a temperature of 200-260 ° C, atmospheric pressure and the feed rate of the liquid initial mixture of methanol with an aromatic nitro compound from 0.5 to 2.5 hours "1 under keeping the ratio of methane l / aromatic nitro compound in the initial mixture from 1: 1 to 5: 1. The total yield of aromatic amines is up to 99.5%, product productivity is up to 0.4-1.3 g / g h. The method allows, depending from the ratio of reagents used, change the ratio of the resulting N-methyl-substituted and unsubstituted aromatic amines [US Pat. 2207335, Russian Federation, IPC 7 С07С211 / 48, С07С21 1/46, С07С209 / 36. A method of producing aromatic amines by reduction of the corresponding nitro compounds / Vinokurov V.A., Stytsenko V.D. et al., JSTs 2001111547/04, claimed 04/28/2001, publ. 06/27/2003].
Недостатком этого способа, кроме перечисленных выше в предыдущем способе, является применение дорогого катализатора, модифицированного металлами платиновой группы, что может быть оправдано только повышенным сроком его службы, который в патенте не указан. The disadvantage of this method, in addition to those listed above in the previous method, is the use of an expensive catalyst modified with platinum group metals, which may be It is justified only by the increased life of its service, which is not indicated in the patent.
Известен улучшенный способ получения Ν-метиланилина алкилированием нитробензола формальдегидом или его смесью с метанолом на оксидных медьсодержащих катализаторах при 220- 260°С. Мольное соотношение нитробензол:алкилирующий агент обычно составляет 1 :(2,5-6,0), а оптимальное мольное соотношение формальдегида и метанола в алкилирующем агенте 1 : 1, причем формальдегид может быть использован в виде его водного раствора, в присутствии водорода при мольном соотношении нитробензола к водороду 1 :(3, 0-6,0) на оксидных медьсодержащих катализаторах, промотированные оксидами марганца, хрома, железа и кобальта, на носителе - оксиде алюминия. Предлагаемый способ позволяет при конверсии нитробензола до 100% и выходе целевого продукта - N- метиланилина 80-88%, упростить и удешевить технологию, снизить энергозатраты. [Пат. 2240308, Российская Федерация, МПК7 С07С211/48, С07С209/26. Способ получения Ν-метиланилина/ Горбунов Б.Н., Слепов С.К. и др.- ЛЬ 2003106495/04, заявл. 07.03.2003, опубл. 20.1 1.2004г.]. Known is an improved method for producing Ν-methylaniline by alkylation of nitrobenzene with formaldehyde or a mixture thereof with methanol on copper oxide-containing catalysts at 220-260 ° C. The molar ratio of nitrobenzene: alkylating agent is usually 1: (2.5-6.0), and the optimal molar ratio of formaldehyde to methanol in the alkylating agent is 1: 1, and formaldehyde can be used in the form of its aqueous solution in the presence of hydrogen with a molar the ratio of nitrobenzene to hydrogen 1: (3, 0-6.0) on copper oxide catalysts promoted with oxides of manganese, chromium, iron and cobalt, on a carrier - alumina. The proposed method allows for the conversion of nitrobenzene to 100% and the yield of the target product - N-methylaniline 80-88%, to simplify and reduce the cost of technology, reduce energy consumption. [Pat. 2240308, Russian Federation, IPC 7 С07С211 / 48, С07С209 / 26. The method of obtaining Ν-methylaniline / Gorbunov B.N., Slepov S.K. et al., L 2003106495/04, claimed. 03/07/2003, publ. 20.1 1.2004].
Существенным недостатком метода является использование водного раствора формальдегида, приводящее к необходимости утилизации большого количества дополнительной воды, что неизбежно удорожает производство, а также склонность формальдегида к полимеризации. A significant drawback of the method is the use of an aqueous solution of formaldehyde, which necessitates the disposal of a large amount of additional water, which inevitably increases the cost of production, as well as the propensity of formaldehyde to polymerize.
Известен улучшенный способ получения Ν-метиланилина из нитробензола, метанола и водорода в газовой фазе на медьсодержащем катализаторе, включающем соединения цинка и хрома. При этом процесс проводят в две стадии в двух последовательно соединенных контактных аппаратах, в каждый из которых нитробензол и метанол подают в смеси или по отдельности: нитробензол - в первый аппарат, а метанол - во второй аппарат, применяя в первом контактном аппарате послойную загрузку катализатора с созданием «лобового слоя», температура в котором не должна превышать 350°С, объемом 10-50% от общего объема катализатора, используемого в этом контактном аппарате, следующего состава: оксид меди 37-40 мае. %, оксид хрома 18-20 мае. %, оксид цинка 20 мае. %, оксид алюминия - остальное, либо в обоих контактных аппаратах в качестве медьсодержащего катализатора используют катализатор состава: оксид меди 21,4-26,4 мае. %, оксид хрома 3,4-5,8 мае. %, оксид алюминия 3,3-22,3 мае. %, двойной хромит меди и цинка эмпирической формулы ZnxCuyCr204, где х=0,8-10, у=0,4-0,9, 54,5-71,9 мае. %. [Пат. 2263107, Российская Федерация МПК7С07С21 1/48, С07С209/26. Двухстадийный способ получения Ν-метиланилина/ Горбунов Б.Н., Утробин А.Н. и др.- N_> 2003131054/04, заявл. 22.10.2003, опубл. 27.10.2005г.]. Главный недостаток - трудно согласовать работу двух реакторов, имеющих разную производительность и к тому же изменяющуюся в процессе эксплуатации. Known is an improved method for producing Ν-methylaniline from nitrobenzene, methanol and hydrogen in the gas phase on a copper-containing catalyst comprising zinc and chromium compounds. The process is carried out in two stages in two series-connected contact devices, in each of which nitrobenzene and methanol are supplied in a mixture or separately: nitrobenzene - to the first device, and methanol - to the second device, using layer-by-layer catalyst loading with the first contact device the creation of a "frontal layer", the temperature in which should not exceed 350 ° C, a volume of 10-50% of the total catalyst used in this contact apparatus, the following composition: copper oxide May 37-40. %, chromium oxide May 18-20. %, zinc oxide May 20. %, aluminum oxide - the rest, or in both contact devices as a copper-containing catalyst using a catalyst composition: copper oxide May 21.4-26.4. %, chromium oxide 3.4-5.8 May. %, alumina May 3.3-22.3. %, double chromite of copper and zinc of the empirical formula ZnxCuyCr204, where x = 0.8-10, y = 0.4-0.9, 54.5-71.9 May. % [Pat. 2263107, Russian Federation MPK7S07S21 1/48, S07S209 / 26. Two-stage method for producing Ν-methylaniline / Gorbunov B.N., Utrobin A.N. et al., N_> 2003131054/04, claimed 10/22/2003, publ. 10/27/2005]. The main disadvantage is that it is difficult to coordinate the operation of two reactors having different capacities and, moreover, changing during operation.
Известен способ получения Ν-метиланилина восстановительным алкилированием нитробензола или его смеси с анилином метанолом в газовой фазе на оксидном медно-хромовом катализаторе. При этом, восстановительное алкилирование проводят в среде смеси водорода и диоксида углерода, взятых в мольном соотношении примерно 3:1, полученной газофазной конденсацией метанола с водой. На восстановительное алкилирование направляют смесь водорода и диоксида углерода, полученную в отдельном контактном аппарате. [Пат. 2275353, Российская Федерация МПК С07С209/36, С07С211/48. Способ получения Ν-метиланилина/ Горбунов Б.Н., Слепов С.К. и др.- Jfe 2004107764/04, заявл. 15.03.2004, опубл. 27.04.2006г.]. Недостаток - усложнение каталитической установки без явных положительных моментов. Неизвестен период пробега катализатора до выгрузки. A known method of producing Ν-methylaniline by reductive alkylation of nitrobenzene or its mixture with aniline methanol in the gas phase on an oxide copper-chromium catalyst. In this case, reductive alkylation is carried out in medium of a mixture of hydrogen and carbon dioxide, taken in a molar ratio of about 3: 1, obtained by gas-phase condensation of methanol with water. A mixture of hydrogen and carbon dioxide obtained in a separate contact apparatus is directed to reductive alkylation. [Pat. 2275353, Russian Federation IPC S07C209 / 36, S07C211 / 48. The method of obtaining Ν-methylaniline / Gorbunov B.N., Slepov S.K. et al., Jfe 2004107764/04, claimed. 03/15/2004, publ. 04/27/2006]. The disadvantage is the complexity of the catalytic installation without obvious positive points. The period of run of the catalyst prior to discharge is unknown.
Известен улучшенный способ получения Ν-метиланилина восстановительным Ν-алкилированием анилина. Предлагаемый способ проводят при повышенной температуре, обычно при температуре 180-280°С, на медьсодержащих катализаторах с содержанием меди в пересчете на оксид меди 9-60 мас.%, включающий восстановление катализатора при температуре 180- 200°С и последующее выделение целевого продукта из катализата ректификацией. Процесс проводят в среде отходящих газов, вместо водорода, ими же проводится восстановление катализатора. [Пат. 2270187, Российская Федерация МПК С07С209/36, С07С21 1/48. Способ получения Ν-метиланилина/В.А. Головачев, В.Н. Догадаев.- j b 200411 1480/04, заявл. 14.04.2004, опубл. 20.02.2006г.]. Как и в предыдущем способе совершенно неясен срок службы катализатора. An improved method for producing Ν-methylaniline by reductive ительным-alkylation of aniline is known. The proposed method is carried out at elevated temperature, usually at a temperature of 180-280 ° C, on copper-containing catalysts with a copper content in terms of copper oxide of 9-60 wt.%, Including the recovery of the catalyst at a temperature of 180-200 ° C and the subsequent isolation of the target product from catalysis by distillation. The process is carried out in an environment of exhaust gases, instead of hydrogen, they also restore the catalyst. [Pat. 2270187, Russian Federation IPC С07С209 / 36, С07С21 1/48. The method of obtaining Ν-methylaniline / B.A. Golovachev, V.N. Dogadaev. - j b 200411 1480/04, declared. 04/14/2004, publ. 02/20/2006]. As in the previous method, the lifetime of the catalyst is completely unclear.
Известен жидкофазный каталитический способ получения алкилированного анилина. Алкилирование анилина осуществляют формалином при соотношении анилин: формалин = 1,6/1 ,1 в присутствии водорода и неподвижного палладиевого катализатора в этиловом или метиловом спирте при температуре 55- 65°С и давлении 0,2-0,4 МПа. Процесс ведут в цилиндрическом реакторе, закрепленном на качалке с числом качаний 120-160 мин"1, в среднюю часть которого помещен пористый блочный ячеистый палладиевый катализатор, активный слой которого модифицирован наночастицами палладия, с пористостью 70-95% и содержанием палладия 1,8-3,7%. При этом водород подают через штуцер крышки реактора. Способ позволяет снизить энергозатраты и уменьшить долю побочных продуктов. [Пат. 2270831, Российская Федерация МПК С07С211/48, С07С209/26, B01J23/44, B01J35/04. Способ жидкофазного каталитического алкилирования анилина/А.А. Ревина, А.И. Козлов, и др. - Jfs 2004133550/04, заявл. 18.1 1.2004, опубл. 27.02.2006г.]. Недостатки - невозможно обеспечить селективность процесса в отношении монометиланилина. Именно по этой причине, пытаясь хоть как-то увеличить селективность, процесс проводят с недостатком формалина, при соотношении анилин:формалин 1,6: 1,1. Очень дорогой катализатор. Это делает метод совершенно непригодным для промышленного использования. Known liquid-phase catalytic method for producing alkyl aniline. Aniline alkylation is carried out with formalin at aniline: formalin ratio = 1.6 / 1, 1 in the presence of hydrogen and a fixed palladium catalyst in ethyl or methyl alcohol at a temperature of 55-65 ° C and a pressure of 0.2-0.4 MPa. The process is carried out in a cylindrical reactor mounted on a rocking chair with a swing number of 120-160 min "1 , in the middle part of which a porous block cellular palladium catalyst is placed, the active layer of which is modified by palladium nanoparticles, with a porosity of 70-95% and a palladium content of 1.8- 3.7%. In this case, hydrogen is supplied through the fitting of the reactor cover. The method allows to reduce energy consumption and to reduce the proportion of by-products. [Pat. 2270831, Russian Federation IPC S07C211 / 48, C07C209 / 26, B01J23 / 44, B01J35 / 04. catalytic alkylation of aniline / A. A. Revina, A. I. Kozlov, et al. - Jfs 2004133550/04, declared 18.1 1.2004, published 27.02.2006]. Disadvantages - it is impossible to ensure the selectivity of the process with respect to monomethylaniline. For this reason, trying at least as to increase selectivity, the process is carried out with a lack of formalin, with aniline: formalin ratio of 1.6: 1.1, a very expensive catalyst, which makes the method completely unsuitable for industrial use.
Известен жидкофазный каталитический способ алкилирования ароматических аминов. Способ включает алкилирование ароматических аминов в присутствии водорода и низших спиртов при температуре 50-70°С на гетерогенном катализаторе. Отличительной особенностью способа является алкилирование аминов формалином в реакторе с реакционной зоной, заполненной катализатором, состоящим из блочного высокопористого ячеистого носителя на основе оксида алюминия с пористостью не ниже 70-95% и активного компонента - палладия с массовым содержанием 1,3-2%. Способ позволяет преимущественно получать монометиланилин, снизить содержание активного компонента - палладия в катализаторе, а также снизить давление реакции и гидравлическое сопротивление катализаторного слоя. [Пат. 2285691 , Российская Федерация МПК С07С21 1/48, С07С209/26, B01J21/04, B01J23/44, B01J35/04. Способ жидкофазного каталитического алкилирования ароматических аминов/А.И. Козлов., В.Н. Грунский, А.В. Беспалов. - JVI 20051 12854/04, заявл. 28.04.2005, опубл. 20.10.2006г.]. Недостатками описанного способа являются те же, что и в предыдущем способе. Known liquid-phase catalytic method for the alkylation of aromatic amines. The method includes the alkylation of aromatic amines in the presence of hydrogen and lower alcohols at a temperature of 50-70 ° C on a heterogeneous catalyst. A distinctive feature of the method is the alkylation of amines with formalin in a reactor with a reaction zone filled with a catalyst consisting of a block of highly porous cellular support based on alumina with a porosity of at least 70-95% and the active component is palladium with a mass content of 1.3-2%. The method allows mainly to obtain monomethylaniline, to reduce the content of the active component - palladium in the catalyst, and also to reduce the reaction pressure and hydraulic resistance of the catalyst layer. [Pat. 2285691, Russian Federation IPC С07С21 1/48, С07С209 / 26, B01J21 / 04, B01J23 / 44, B01J35 / 04. The method of liquid-phase catalytic alkylation of aromatic amines / A.I. Kozlov., V.N. Grunsky, A.V. Bespalov. - JVI 20051 12854/04, claimed 04/28/2005, publ. 10/20/2006]. The disadvantages of the described method are the same as in the previous method.
Известен улучшенный способ получения анилина и N- метиланилина газофазным каталитическим восстановлением нитробензола водными растворами метанола или формальдегида. При получении анилина и Ν-метиланилина восстановление проводят водным раствором метанола с концентрацией 60-80 мас.% при молярном соотношении нитробензола и метанола, равном 1 : 1,1-3,5. [Пат. 2259350, Российская Федерация МПК7 С07С21 1/48, С07С21 1/46, С07С209/26, С07С209/36. Способ получения анилина и/или Ν-метиланилина и катализатор для него/Б.Н. Горбунов, С.К. Слепов. -JYO 2003121732/04, заявл. 14.07.2003, опубл. 27.02.2005г.]. Недостаток - большое дополнительное количество загрязненной воды направляемой на обезвреживание, что значительно ухудшает экономические показатели процесса. Known is an improved method for producing aniline and N-methylaniline by gas-phase catalytic reduction of nitrobenzene with aqueous solutions of methanol or formaldehyde. Upon receipt of aniline and Ν-methylaniline, the reduction is carried out with an aqueous solution of methanol with a concentration of 60-80 wt.% At a molar ratio of nitrobenzene and methanol equal to 1: 1.1-3.5. [Pat. 2259350, Russian Federation IPC 7 С07С21 1/48, С07С21 1/46, С07С209 / 26, С07С209 / 36. A method of producing aniline and / or Ν-methylaniline and a catalyst for it / B.N. Gorbunov, S.K. Slepov. -JYO 2003121732/04, stated 07/14/2003, publ. 02/27/2005]. The disadvantage is a large additional amount of contaminated water sent for disposal, which significantly worsens the economic performance of the process.
Известен способ получения Ν-метиланилина каталитическим гидрированием нитробензола водородом в присутствии метанола на медьхромалюминиевом катализаторе. При этом процесс осуществляют последовательно в двух реакционных зонах при 160- 200°С в первой зоне до полного превращения нитробензола и 210- 240°С во второй зоне до степени превращения анилина не менее 93% при мольном соотношении нитробензол:метанол:водород 1 :(2-4):(4- 10). Способ позволяет получить целевой продукт с выходом более 92%. [Пат. 2223258, Российская Федерация МПК7 С07С21 1/48, С07С209/36. Способ получения Ν-метиланилина/Ю.Д. Батрин, М.К. Старовойтов и др. -JYS! 2003100842/04, заявл. 15.01.2003, опубл. 10.02.2004г.]. A known method of producing Ν-methylaniline by catalytic hydrogenation of nitrobenzene with hydrogen in the presence of methanol on copper-chromium catalyst. The process is carried out sequentially in two reaction zones at 160-200 ° C in the first zone until nitrobenzene is completely converted and 210-240 ° C in the second zone to aniline conversion of at least 93% with a molar ratio of nitrobenzene: methanol: hydrogen 1 :( 2-4) :( 4-10). The method allows to obtain the target product with a yield of more than 92%. [Pat. 2223258, Russian Federation IPC 7 С07С21 1/48, С07С209 / 36. The method of obtaining Ν-methylaniline / Yu.D. Batrin, M.K. Starovoitov et al. -JYS! 2003100842/04, claimed 01/15/2003, publ. 02/10/2004].
В данной работе не описано, каким образом в первой зоне, где реализуется эффект лобового слоя, удается поддерживать температуру 160-200°С. Такое возможно только при очень низких нагрузках по нитробензолу, при малой производительности реактора, не имеющей практического значения. This paper does not describe how in the first zone, where the frontal layer effect is realized, it is possible to maintain a temperature of 160-200 ° С. This is possible only at very low nitrobenzene loads, with a low reactor productivity, which has no practical value.
Известен двухстадийный способ получения Ν-метиланилина парофазным каталитическим Ν-алкилированием анилина метанолом: на первую стадию подают анилин и метанол в мольном соотношении 1 :2 и проводят процесс при температуре 230-260°С и контактной нагрузке 0,7-0,9 ч"1 до степени конверсии анилина в Ν-метиланилин 85-95%, катализат подают на вторую стадию (доалкилирования) и проводят процесс при 220-240°С до степени превращения анилина в Ν-метиланилин более 98%, используя на обеих стадиях катализаторы на основе оксидов меди, промотированные оксидами металлов из группы, включающей марганец, железо, хром, никель, кобальт. Технический результат: получение катализата с массовой долей N- метиланилина в масляной фракции более 98%, что дает возможность выделять товарный продукт по упрощенной схеме ректификации; сокращение энергозатрат, удлинение срока службы катализатора. [Пат. 2232749, Российская Федерация МПК7 С07С211/48, С07С209/18. Двухступенчатый способ получения Ν-метиланилина/Н.А. Митин, С.К. Слепов и др. -j4< 2002121792/04, заявл. 07.08.2002, опубл. 20.07.2004г.]. Known two-stage process for preparing Ν-methylaniline Ν-vapor phase catalytic alkylation of aniline with methanol: the first stage is fed aniline and methanol in a molar ratio of 1: 2, and the process is carried out at a temperature of 230-260 ° C and the contact load of 0.7-0.9 h " 1 to the degree of conversion of aniline to Ν-methylaniline 85-95%, the catalate is fed to the second stage (doalkylation) and the process is carried out at 220-240 ° C until the conversion of aniline to Ν-methylaniline is more than 98%, using catalysts based on both stages metal oxides promoted by metal oxides from the group including manganese, iron, chromium, nickel, cobalt Technical result: production of catalysis with a mass fraction of N- methylaniline in the oil fraction of more than 98%, which makes it possible to isolate a marketable product according to a simplified rectification scheme; reduction of energy consumption, lengthening the life of the catalyst. [Pat. 2232749, Russian Federation IPC 7 С07С211 / 48, С07С209 / 18. A two-stage method for producing Ν-methylaniline / N.A. Mitin, S.K. Slepov et al. -J4 <2002121792/04, claimed 08/07/2002, publ. July 20, 2004].
В данном патенте, как и в предыдущем, решается техническая задача по селективному получению вторичного амина при полной конверсии исходного сырья. Решается она одинаково, разбивкой реактора на две зоны, причем температурные условия во второй зоне практически совпадают в обоих патентах. Что касается первой зоны, то здесь по температурам полная противоположность, так же, как и по нагрузкам. В принципе, такая задача тем или иным путем (подбор катализатора, подбор режимов и т.д.) решается в любом из рассматриваемых способов получения Ν-алкилированных ариламинов и, по-видимому, зонный подход также возможен. In this patent, as in the previous one, the technical problem is solved for the selective production of a secondary amine in the complete conversion of the feedstock. It is solved the same way, by breaking down the reactor into two zones, and the temperature conditions in the second zone practically coincide in both patents. As for the first zone, here the temperature is the exact opposite, as well as the load. In principle, this problem in one way or another (selection of a catalyst, selection of modes, etc.) is solved in any of the considered methods for the preparation of Ν-alkylated arylamines and, apparently, a zone approach is also possible.
Известен способ получения Ν-алкиланилинов из производных анилина и спирта общей формулы A known method of producing Ν-alkylanilines from derivatives of aniline and alcohol of the General formula
вгн-кг in r nc
где Rj является одним из радикалов, выбранных из Н, СН3, С2Н5, R.2 является одним из радикалов, выбранных из Н, СН3, С2Н5, R-з является Н или радикалом СН3, С2Н5 на катализаторе серии НТК при температуре 230-270°С, отличающийся тем, что, в целях энергосбережения, к исходной реакционной смеси добавляют where Rj is a radical selected from H, CH3, C2H5, R.2 is a radical selected from H, CH3, C2H5, R-h is H or a radical CH 3, C 2 H 5 on the catalyst STC series at a temperature of 230-270 ° C, characterized in that, in order to save energy, add to the initial reaction mixture
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) необходимое количество нитробензола или его производного, соответствующего получаемому алкиланилину, общей форм лы SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the required amount of nitrobenzene or its derivative corresponding to the resulting alkylaniline, of the general formula
где R3 является Н или радикалом СНз, С2Н5, посредством которого поддерживается необходимая температура реактора. [Заявка 2002130524, Российская Федерация, МПК7 С07С21 1/48, С07С209/60. Способ получения Ν-алкиланилинов/Т.В. Рудакова, А.Ф. Качегин и др.- Ш 2002130524/04, заявл. 14.11.2002, опубл. 27.01.2005г.]. Таким способом можно поддерживать температуру только в лобовом слое катализатора, а не по всему реактору. wherein R3 is H or a CH radical, C 2 H 5, whereby the required reactor temperature is maintained. [Application 2002130524, Russian Federation, IPC 7 C07C21 1/48, C07C209 / 60. The method of obtaining Ν-alkylanilines / T.V. Rudakova, A.F. Kachegin et al. - Ш 2002130524/04, decl. 11/14/2002, publ. January 27, 2005]. In this way, it is possible to maintain the temperature only in the frontal layer of the catalyst, and not throughout the reactor.
Известен способ получения Ν-метиланилина из нитробензола и метанола на катализаторе серии НТК при атмосферном давлении и температуре 230-270°С, отличающийся тем, что в качестве источника водорода для восстановления нитробензола используется метанол при молярном соотношении нитробензол :метанол 1 :4-10. [Заявка 2003100063, Российская Федерация, МПК7 С07С21 1/48, С07С209/18. Способ получения Ν-метиланилина/Н.Г. Беляков, Н.И. Вавилов и др.- 2003100063/04, заявл. 09.01.2003, опубл. 10.07.2004г.]. A known method of producing Ν-methylaniline from nitrobenzene and methanol on an NTK series catalyst at atmospheric pressure and a temperature of 230-270 ° C, characterized in that methanol is used as a hydrogen source for nitrobenzene reduction at a molar ratio of nitrobenzene: methanol 1: 4-10. [Application 2003100063, Russian Federation, IPC 7 C07C21 1/48, C07C209 / 18. The method of obtaining Ν-methylaniline / N.G. Belyakov, N.I. Vavilov et al. - 2003100063/04, declared 01/09/2003, publ. 07/10/2004].
Во всех способах алкилирования ариламинов спиртами без использования водорода, источником водорода становится избыточный спирт. In all methods of alkylating arylamines with alcohols without using hydrogen, excess alcohol becomes the source of hydrogen.
Известен способ получения Ν-метиланилина из нитробензола метанола и водорода в газовой фазе при температуре теплоносителя A known method of producing Ν-methylaniline from nitrobenzene methanol and hydrogen in the gas phase at a coolant temperature
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 170-300°C и температуре катализатора 350-450°С в двухступенчатом реакторе каталитическим восстановлением нитробензола с последующим алкилированием анилина метанолом без выделения анилина в товарном виде при атмосферном давлении на медноокисном катализаторе, включающем соединения цинка и хрома. Данный способ отличается тем, что процесс проводят в двухступенчатом реакторе, вторая ступень которого представляет собой полостной адиабатический контактный аппарат, заполненный гранулированным катализатором. [Заявка 2004104170, Российская Федерация, МПК7 С07С211/48. Способ получения N- метиланилина/Ю.Т. Николаев, Н.Г. Беляков. - JVfe 2004104170/04, заявл. 16.02.2004, опубл. 27.07.2005г.]. Недостатки - очень высокая температура в лобовом слое катализатора неизбежно приведет к деструкции эфирной группы пара-нитрофенетола, пара-фенетидина и Ν-метил-пара-фенетидина; катализатор лобового слоя в этом способе кислотного типа, что должно еще более усилить процесс деструкции. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 170-300 ° C and a catalyst temperature of 350-450 ° C in a two-stage reactor by catalytic reduction of nitrobenzene, followed by alkylation of aniline with methanol without isolation of aniline in its commercial form at atmospheric pressure on a copper oxide catalyst, including zinc and chromium compounds. This method is characterized in that the process is carried out in a two-stage reactor, the second stage of which is a cavity adiabatic contact apparatus filled with a granular catalyst. [Application 2004104170, Russian Federation, IPC7 C07C211 / 48. The method of obtaining N-methylaniline / Yu.T. Nikolaev, N.G. Belyakov. - JVfe 2004104170/04, stated 02.16.2004, publ. July 27, 2005]. Disadvantages - a very high temperature in the frontal layer of the catalyst will inevitably lead to the destruction of the ether group of para-nitrophenetole, para-phenetidine and Ν-methyl-para-phenetidine; the frontal layer catalyst in this method is acidic, which should further enhance the destruction process.
Известен каталитический метод производства вторичных циклических аминов путем взаимодействия соответствующего первичного циклического амина с низкокипящими спиртами. Данный метод заключается в проведении реакций в присутствии каталитической смеси металлической меди, окиси алюминия и других оксидов металлов, в связи с чем, циклические амины могут быть произведены экономически эффективно. Это изобретение предлагается для производства Ν-метиланилина из анилина и метанола при применении стехиометрического избытка спирта, что в значительной степени повышает конверсию анилина в Ν-метиланилин и полностью подавляет образование Ν,Ν- диметиланилина. В результате происходит получение достаточно чистого продукта путем применения дистилляции для удаления, не прореагировавшего спирта и воды, образовавшейся при проведении реакции. Время межрегенерационного пробега катализатора 250 часов. [Пат. 2580284, США. Производство вторичных ароматических аминов/Томас Джей Дил и др. - опубл. 25.12.1951г.]. Катализатор содержит большое количество кислого оксида алюминия, поэтому при использовании этого способа для получения Ν-метил-пара- фенетидина очень вероятен гидролиз эфирной группы. A known catalytic method for the production of secondary cyclic amines by reacting the corresponding primary cyclic amine with low boiling alcohols. This method consists in carrying out reactions in the presence of a catalytic mixture of metallic copper, aluminum oxide and other metal oxides, in connection with which, cyclic amines can be produced cost-effectively. This invention is proposed for the production of Ν-methylaniline from aniline and methanol using a stoichiometric excess of alcohol, which greatly increases the conversion of aniline to Ν-methylaniline and completely inhibits the formation of Ν, Ν-dimethylaniline. As a result, a sufficiently pure product is obtained by applying distillation to remove unreacted alcohol and water formed during the reaction. The inter-regeneration run of the catalyst is 250 hours. [Pat. 2580284, USA. The production of secondary aromatic amines / Thomas Jay Deal and others - publ. 12/25/1951]. The catalyst contains a large amount of acidic aluminum oxide; therefore, when using this method to obtain метил-methyl-para-phenethidine, hydrolysis of the ester group is very likely.
Известен метод для производства вторичных алкилароматических аминов путем прямого алкилирования первичных ароматических аминов с первичными алифатическими спиртами. Чистота получаемых вторичных аминов, достигается путем применения дистилляции или кристаллизации из соответствующего раствора. При использовании в качестве алкилирующего агента не разветвленных алифатических спиртов выход целевого продукта достигает от 70 до 90%, тогда как при использовании разветвленных алифатических спиртов выход целевого продукта составляет 40-50%. В качестве катализатора алкилирования используется никель Ренея. [Пат. 2813124, США. Приготовление вторичных ароматических аминов/Рип Джи Райе и др. - опубл. 12.1 1.1957г.]. Недостаток - низкий выход вторичного амина. A known method for the production of secondary alkylaromatic amines by direct alkylation of primary aromatic amines with primary aliphatic alcohols. The purity of the resulting secondary amines is achieved by the use of distillation or crystallization from an appropriate solution. When using unbranched aliphatic alcohols as an alkylating agent, the yield of the target product reaches from 70 to 90%, while when using branched aliphatic alcohols, the yield of the target product is 40-50%. Raney nickel is used as an alkylation catalyst. [Pat. 2813124, USA. The preparation of secondary aromatic amines / Rip Ji Rayet and others - publ. 12.1 1.1957]. The disadvantage is the low yield of the secondary amine.
Известен метод для производства Ν-метиланилина путем проведения реакции анилина с метанолом в жидкой фазе при температуре 150-300°С, при давлении метанола от 30 до 200 атм. В присутствии катализатора состоящего из меди и хрома и соответствующего формуле: Сг»Ме »Ме , где Me - Си, Zn, Fe ИЛИ Ni, Me - Ва, Са, Mg ИЛИ Mn, Сг. Содержание металлов в катализаторе: Сг от 20 до 80% масс, Me1 от 20 до 80% масс, Ме2 от 0 до 5% масс. Выход Ν-метиланилина составляет 95%. [Пат. 3819709, США. Синтез Ν-метиланилина/Коичи Мураи и др. - опубл. 25.06.1974г.]. Недостаток - очень высокое давление в ходе процесса. A known method for the production of Ν-methylaniline by reacting aniline with methanol in the liquid phase at a temperature of 150-300 ° C, at a methanol pressure of from 30 to 200 atm. AT the presence of a catalyst consisting of copper and chromium and the corresponding formula: Cr » Me » Me, where Me is Cu, Zn, Fe OR Ni, Me is Ba, Ca, Mg OR Mn, Cr. The metal content in the catalyst: Cr from 20 to 80% of the mass, Me 1 from 20 to 80% of the mass, Me2 from 0 to 5% of the mass. The yield of Ν-methylaniline is 95%. [Pat. 3819709, USA. The synthesis of Ν-methylaniline / Koichi Murai and others - publ. 06/25/1974]. The disadvantage is the very high pressure during the process.
Так же существует множество материалов на применение катализаторов. [А.с. 644526 СССР, В 01J 23/76, В 01J 21/06, С 07В 27/00. Катализатор для алкилирования ароматических аминов спиртами/ СВ. Добровольский, А.Ф. Григоров и др. (СССР). - J4«2370915/23-04; заявл. 09.06.1976; опубл. 30.01.1979, Бюл. Ш 4-ЗС; А.с. 531319 СССР, В 01 J 23/86. Медьсодержащий катализатор для алкилирования анилина/С.В. Добровольский, P.M. Гризик и др. (СССР). - JV22153141/04; заявл. 04.07.1975; опубл. 15.05.1984, Бюл. JY» 18-2с; Пат. 2066563, Российская Федерация, МПК6 B01J23/84, С07С21 1/48. Катализатор для получения Ν-метиланилина/Якушкин М.И., Батрин Ю.Д. и др.- Jfs 951 10306/04, заявл. 21.06.1995, опубл. 20.09.1996.; Пат. 2066679, Российская Федерация, МПК 6 С07С21 1/48, B01J23/86. Способ получения N- метиланилина/Якушкин М.И., Батрин Ю.Д. и др.- N2 951 10305/04, заявл. 21.06.1995, опубл. 20.09.1996.; Пат. 2152382, Российская Федерация, МПК7 С07С21 1/48, С07С209/36. Способ получения N- алкиланилинов/ Старовойтов М.К., Батрин Ю.Д. и др.- Ν.» 98122028/04, заявл. 07.12.1998, опубл. 10.07.2000.; Пат. 2205067, Российская Федерация МПК7В0ШЗ/86, С07С21 1/48. Катализатор для получения Ν-метиланилина/Н.А. Митин., С.К. Слепов. - N_> 2001 127908/04, заявл. 12.10.2001, опубл. 27.05.2003.; Пат. 2274488, Российская Федерация МПК С07С211/48, B01J37/02, B01J23/86. Способ получения катализатора для синтеза Ν-метиланилина/С.К. Слепов, А.Н. Утробин. -Jfe 2004130567/04, заявл. 18.10.2004, опубл. 20.04.2006.; Пат. 7468342, США. Катализатор и процесс для производства ароматических аминов/ Иошинори Канамори и др - опубл. 23.12.2008г.]. There are also many materials on the use of catalysts. [A.S. 644526 USSR, 01J 23/76, 01J 21/06, C 07B 27/00. The catalyst for the alkylation of aromatic amines with alcohols / CB. Dobrovolsky, A.F. Grigorov et al. (USSR). - J4 "2370915 / 23-04; declared 06/09/1976; publ. 01/30/1979, Bull. Ш 4-ЗС; A.S. 531319 USSR, B 01 J 23/86. Copper-containing catalyst for aniline alkylation / C.V. Dobrovolsky, PM Grisik et al. (USSR). - JV22153141 / 04; declared 07/04/1975; publ. 05/15/1984, Bull. JY "18-2s; Pat. 2066563, Russian Federation, IPC6 B01J23 / 84, С07С21 1/48. The catalyst for the production of Ν-methylaniline / Yakushkin M.I., Batrin Yu.D. et al., Jfs 951 10306/04, claimed 06/21/1995, publ. 09/20/1996 .; Pat. 2066679, Russian Federation, IPC 6 С07С21 1/48, B01J23 / 86. The method of obtaining N-methylaniline / Yakushkin M.I., Batrin Yu.D. et al. N2 951 10305/04, claimed 06/21/1995, publ. 09/20/1996 .; Pat. 2152382, Russian Federation, IPC 7 С07С21 1/48, С07С209 / 36. The method of obtaining N-alkylanilines / Starovoitov M.K., Batrin Yu.D. et al., Ν. ”98122028/04, claimed. 12/07/1998, publ. 07/10/2000 .; Pat. 2205067, Russian Federation IPC 7 V0ShZ / 86, S07C21 1/48. Catalyst for method of obtaining Ν-methylaniline / N.A. Mitin., S.K. Slepov. N> 2001 127908/04, claimed 10/12/2001, publ. 05/27/2003 .; Pat. 2274488, Russian Federation IPC S07C211 / 48, B01J37 / 02, B01J23 / 86. A method of producing a catalyst for the synthesis of Ν-methylaniline / C.K. Slepov, A.N. Utrobin. -Jfe 2004130567/04, claimed 10/18/2004, publ. 04/20/2006 .; Pat. 7468342, USA. The catalyst and process for the production of aromatic amines / Yoshinori Kanamori et al. - publ. December 23, 2008].
На этом закончим рассмотрение способов получения N- алкилированных ароматических аминов с использованием дегидрирующих катализаторов и перейдем к способам получения на дегидратирующих катализаторах. This concludes our discussion of methods for producing N-alkylated aromatic amines using dehydrogenating catalysts and proceed to methods for producing dehydrating catalysts.
Известен улучшенный процесс для непрерывного производства Ν-алкилариланилинов путем проведения реакции между ариламинами и одноатомными предельными спиртами и/или диалкиэфирами в газовой фазе при температуре от 180 до 450°С в присутствии носителя, который содержит фосфорную кислоту. Улучшение заключается в использовании кремниевой кислоты, имеющей внутреннюю площадь поверхности от 50 до 500 м /г и содержащей от 0,1 до 20% масс, фосфорной кислоты, а также в непрерывной подаче фосфорной кислоты и/или алкил фосфата к катализатору в течение всего процесса. Выход Ν-моноалкиланилинов и Ν,Ν-диалкиланилинов составляет 95-98%. [Пат. 3957874, США. Непрерывное производство Ν-алкилариламинов/Тони Докнер и др. - опубл. 18.05.1976г.]. An improved process is known for the continuous production of Ν-alkylarylanilines by reaction between arylamines and monohydric saturated alcohols and / or dialkylethers in the gas phase at a temperature of from 180 to 450 ° C. in the presence of a carrier that contains phosphoric acid. The improvement consists in the use of silicic acid having an internal surface area of from 50 to 500 m / g and containing from 0.1 to 20% by weight of phosphoric acid, as well as the continuous supply of phosphoric acid and / or alkyl phosphate to the catalyst throughout the process . The yield of Ν-monoalkylanilines and Ν, Ν-dialkylanilines is 95-98%. [Pat. 3957874, USA. Continuous production of Ν-alkylarylamines / Tony Dokner and others - publ. 05/18/1976].
Известен способ получения Ν-алкилированных ароматических аминов при совместном нагревании ароматических аминов с низшими алифатическими спиртами в присутствии фосфорной кислоты от 0,01 до 1,0 моль в расчете на эквивалентный азот при температуре 150-280°С. Впоследствии, образовавшаяся жидкая фаза разделяется с выделением Ν-алкилированного ароматического амина. Продолжительность проведения процесса составляет от 30 до 130 часов в зависимости от исходных реагентов. Вышеописанным способом были получены следующие соединения: Диметиланилин (99,8%), Ν,Ν-диметил-о-толидин (99,4%), Ν,Ν-диметил-м-толидин (99,8%), Ν,Ν-диметил-п-толидин (99,8%). [Пат. 396941, США. Процесс для Ν-алкилирования ароматических аминов/Йохим Шнейдер. - опубл. 13.07.1976г.]. A known method of producing Ν-alkylated aromatic amines by co-heating aromatic amines with lower aliphatic alcohols in the presence of phosphoric acid from 0.01 to 1.0 mol, calculated on equivalent nitrogen at a temperature of 150-280 ° C. Subsequently, the resulting liquid phase is separated with the release of Ν-alkylated aromatic amine. The duration of the process is from 30 to 130 hours, depending on the starting reagents. The following compounds were prepared by the above-described method: Dimethylaniline (99.8%), Ν, Ν-dimethyl-o-tolidine (99.4%), Ν, Ν-dimethyl-m-tolidine (99.8%), Ν, Ν -dimethyl-p-tolidine (99.8%). [Pat. 396941, USA. The process for Ν-alkylation of aromatic amines / Joachim Schneider. - publ. 07/13/1976].
Известен способ получения Ν-алкилированных ароматических аминов, путем проведения реакции между алифатическим спиртом, имеющим от 1 до 6 атомов углерода и ароматическим амином, имеющим 1 атом водорода, связанный с азотом в аминогруппе. Реакция протекает в паровой фазе при температуре 250-450°С в присутствии катализатора, состоящего из окиси алюминия, обработанной кремнефтористоводородной кислотой, выходом моноалкиламинов около 80%, при конверсии исходных аминов около 60%. При этом образовывались и третичные амины с выходом около 10%. Ароматические амины, которые могут быть проалкилированы согласно условиям, описанным в этом патенте, представлены: анилином, о-, м-, или п-толуидином, о-, м-, или п-ксилидином, о-, м-, или п-анизидином и др. Данным способом получены: моноэтил-м- толуидин (48-92%) и диэтил-м-толуидин (8-22%). Достоинством этого метода является возможность применения сравнительно низких температур для проведения реакции, а очень существенными недостатками при массовом производстве - дороговизна альдегидов и кетонов и их склонность к полимеризации. В патенте не указаны такие важные характеристики процесса, как нагрузка реакционной смеси на катализатор и время межрегенерационного пробега катализатора. Однако, в данном случае, в этом нет необходимости, так как уже по составу получаемого катализата видно, что метод мало пригоден для промышленного использования из-за больших трудностей разделения катализата такого состава на компоненты. [Пат. 4029707, США. Производство Ν-алкилированных ароматических аминов/Чарльз В. Харгис. - опубл. 14.06.1977г.]. A known method of producing Ν-alkylated aromatic amines, by carrying out the reaction between an aliphatic alcohol having from 1 to 6 carbon atoms and an aromatic amine having 1 hydrogen atom, bonded to nitrogen in the amino group. The reaction proceeds in the vapor phase at a temperature of 250-450 ° C in the presence of a catalyst consisting of alumina treated with hydrofluoric acid, with a yield of monoalkylamines of about 80%, with a conversion of the starting amines of about 60%. In this case, tertiary amines were formed with a yield of about 10%. Aromatic amines that can be alkylated according to the conditions described in this patent are: aniline, o-, m-, or p-toluidine, o-, m-, or p-xylidine, o-, m-, or p- anisidine and others. In this way, monoethyl-m-toluidine (48-92%) and diethyl-m-toluidine (8-22%) were obtained. The advantage of this method is the possibility of using relatively low temperatures for the reaction, and very significant drawbacks in mass production are the high cost of aldehydes and ketones and their tendency to polymerization. The patent does not indicate such important process characteristics as the load of the reaction mixture on the catalyst and the inter-regeneration run time of the catalyst. However, in this case, this is not necessary, since it is already evident from the composition of the obtained catalysis that the method is not very suitable for industrial use because of the great difficulties in separating the catalysis of this composition into components. [Pat. 4029707, USA. Production of Ν-alkylated aromatic amines / Charles W. Hargis. - publ. 06/14/1977].
Известен способ получения Ν-алкилированных ароматических аминов путем проведения реакции между алифатическими или циклоалифатическими спиртами и ароматическими аминами при повышенной температуре и повышенном давлении в присутствии катализаторов. Реакция проводится в присутствии оксигалогенидов фосфора. Температура, при которой проходит процесс алкилирования, составляет 200-400°С, давление 3-20 МПа. Выход целевых продуктов составляет для Ν-алкиланилинов 43-46%, для Ν,Ν-диалкиланилинов 3-8%. Остальное количество приходится на не прореагировавший ароматический амин. [Пат. 4268458, США. Процесс для производства Ν-алкилированных ароматических аминов/Вернер Шульте-Херманн, Хайнц Хеммерих. - опубл. 19.05.1981г.]. A known method of producing Ν-alkylated aromatic amines by carrying out the reaction between aliphatic or cycloaliphatic alcohols and aromatic amines at elevated temperature and elevated pressure in the presence of catalysts. The reaction is carried out in the presence of phosphorus oxyhalides. The temperature at which the alkylation process takes place is 200-400 ° C, the pressure is 3-20 MPa. The yield of the target products for--alkylanilines is 43-46%, for Ν, Ν-dialkylanilines 3-8%. The remaining amount is the unreacted aromatic amine. [Pat. 4268458, USA. Process for the production of Ν-alkylated aromatic amines / Werner Schulte-Hermann, Heinz Hemmerich. - publ. 05/19/1981].
Известен способ получения пара-замещенных ароматических аминов путем проведения реакции пара-замещения эфира ароматической карбаминовой кислоты с ароматическим амином в присутствии алифатических или циклоалифатических спиртов. Реакция проводится при температуре 100-260°С, при пониженном или атмосферном давлении. В результате проведения реакции пара- замещения, согласно вышеописанному способу, были получены следующие соединения: 4-третпентиланилин (83% от теоретического) и 4-третбутиланилин (80% от теоретического). [Пат. 4359584, США. Производство п-замещенных ароматических аминов/Франц Мергер, Герхард Нестлер. - опубл. 16.11.1982г.]. A known method for producing para-substituted aromatic amines by conducting a para-substitution reaction of an aromatic carbamic acid ester with an aromatic amine in the presence of aliphatic or cycloaliphatic alcohols. The reaction is carried out at a temperature of 100-260 ° C, at reduced or atmospheric pressure. As a result of the para-substitution reaction, according to the above method, the following compounds were obtained: 4-tert-pentylaniline (83% of theory) and 4-tert-butylaniline (80% of theory). [Pat. 4359584, USA. Production of p-substituted aromatic amines / Franz Merger, Gerhard Nestler. - publ. November 16, 1982].
Известен способ получения Ν-алкил и Ν,Ν-диалкиланилина путем проведения реакции алкилирования анилина со спиртами, предпочтительно с метанолом или этанолом, в присутствии катализатора ZSM-5. Применение модифицированного катализатора ZSM-5 способствует повышению селективности для проведения N- алкилирования, в то же время, происходит подавление образования нежелательных побочных продуктов, таких как толуидины. Молярное отношение оксида кремния к оксиду алюминия в катализаторе составляет от 20: 1 до 700: 1, предпочтительней отношение от 30: 1 до 200:1. Алюмосиликат может быть модифицирован с применением щелочных, щелочноземельных или переходных ионов металлов, предпочтительно цезия, калия, магния и железа. Реагенты контактируют в присутствии катализатора при температуре от 300 до 500°С, при давлении от 1 до 3 атм. и при молярном отношении спирта к анилину от 1 до 6. Скорость подачи сырья составляет от 0,2 до 4 г сырья/г катализатора/час. В результате получены Ν-метиланилин (51- 89%) и Ν,Ν-диметиланилин (9-40%) в зависимости от типа применяемого катализатора. [Пат. 4801752, США. Производство N- алкил и Ν,Ν-диалкиланилинов/По Ио Чен и др.- опубл. 31.01.1989г.]. A known method of producing Ν-alkyl and Ν, Ν-dialkylaniline by carrying out the alkylation of aniline with alcohols, preferably with methanol or ethanol, in the presence of a ZSM-5 catalyst. The use of the modified ZSM-5 catalyst enhances the selectivity for N-alkylation, while at the same time, the formation of undesirable by-products such as toluidines is suppressed. The molar ratio of silicon oxide to alumina in the catalyst is from 20: 1 to 700: 1, more preferably a ratio of from 30: 1 to 200: 1. The aluminosilicate can be modified using alkaline, alkaline earth or transition metal ions, preferably cesium, potassium, magnesium and iron. The reagents are contacted in the presence of a catalyst at a temperature of from 300 to 500 ° C, at a pressure of from 1 to 3 atm. and when the molar ratio of alcohol to aniline is from 1 to 6. The feed rate is from 0.2 to 4 g of raw material / g of catalyst / hour. As a result, Ν-methylaniline (51-89%) and Ν, Ν-dimethylaniline (9-40%) were obtained, depending on the type used catalyst. [Pat. 4801752, USA. Production of N-alkyl and Ν, Ν-dialkylanilines / Po Io Chen et al. - publ. 01/31/1989].
Изучались вопросы алкилирования анилина в паровой фазе, метанолом, на ZSM-5 цеолитах. В результате было установлено, что селективность по С-и Ν-алкилированию напрямую зависит от кислотно-основных свойств катализатора, причем при возрастании основности цеолита возрастает его активность и селективность в направлении Ν-алкилирования. Межрегенерационный пробег использованных катализаторов не указан. [Chen P.Y., Chu H.Y., Chuang Т.К., Chem.Abs , v. 107, 1987]. Этот вывод нашел свое подтверждение при Ν-алкилировании о-толуидина метанолом на кислом Η-β- цеолите. Так, при проведении реакции на этом катализаторе при температуре 400° С, в основном образовывались 2,4- ксилидин (69%) и 2,6-ксилидин (до 4%), т.е. происходило в основном С-алкилирование. Межрегенерационный пробег использованных катализаторов не указан. [Anand R., Maheswari R., Journal of molecular catalysis A: Chemical, 192, p.253, 2003]. Сравнение результатов полученных на катализаторах с фосфорной кислотой и цеолитах показывает, что в случае метилирования анилина они очень близки, а в случае этилирования анилина значительно лучше процесс идет на цеолитах. We studied the issues of alkylation of aniline in the vapor phase, methanol, on ZSM-5 zeolites. As a result, it was found that the selectivity for C- and Ν-alkylation directly depends on the acid-base properties of the catalyst, and with an increase in the basicity of the zeolite, its activity and selectivity in the direction of Ν-alkylation increase. The inter-regeneration run of the used catalysts is not indicated. [Chen P.Y., Chu H.Y., Chuang T.K., Chem.Abs, v. 107, 1987]. This conclusion was confirmed by the Ν-alkylation of o-toluidine with methanol on acidic Η-β-zeolite. So, during the reaction on this catalyst at a temperature of 400 ° C, mainly 2,4-xylidine (69%) and 2,6-xylidine (up to 4%) were formed, i.e. mainly C-alkylation occurred. The inter-regeneration run of the used catalysts is not indicated. [Anand R., Maheswari R., Journal of molecular catalysis A: Chemical, 192, p. 253, 2003]. A comparison of the results obtained on catalysts with phosphoric acid and zeolites shows that in the case of aniline methylation they are very close, and in the case of aniline ethylation, the process is much better on zeolites.
Известен способ Ν-алкилирования анилинов путем проведения в паровой фазе реакции анилинов с низшими спиртами или диалкиловыми эфирами при повышенной температуре и в присутствии цеолитных катализаторов пентасильного типа, содержащих протоны и имеющих отношение S1O2/AI2O3 не менее 60. Температура, при которой протекает реакция составляет 220-370°С. Были получены: Ν-монометиланилин (1-62%), Ν,Ν- диметианилин (5-93%), Ν-этиланилин (20-52%), ,Н-диэтиланилин( 4- 6%), Ν-этил-м-толуидин (50-52%) и Ν,Ν-диэтил-м-толуидин (5-6%) в зависимости от типа используемого катализатора и соотношения спирт:анилин. Межрегенерационный пробег использованных катализаторов не указан. [Пат. 5068434, США. Процесс для приготовления Ν-алкилированных анилинов/Гюнтер Клуг и др - опубл. 26.1 1.1991г.]. The known method of алки-alkylation of anilines by conducting in the vapor phase the reaction of anilines with lower alcohols or dialkyl ethers at elevated temperatures and in the presence of pentasilic type zeolite catalysts containing protons and having an S1O2 / AI2O3 ratio of at least 60. The temperature at which the reaction proceeds is 220-370 ° C. The following were obtained: Ν-monomethylaniline (1-62%), Ν, Ν-dimethyaniline (5-93%), Ν-ethylaniline (20-52%), N-diethylaniline (4-6%), Ν-ethyl- m-toluidine (50-52%) and Ν, Ν-diethyl-m-toluidine (5-6%) depending on the type of catalyst used and the alcohol: aniline ratio. The inter regeneration run of the used catalysts is not indicated. [Pat. 5068434, USA. The process for the preparation of Ν-alkylated anilines / Gunter Klug et al. - publ. 26.1 1.1991].
Известен газофазный процесс, включающий стадию взаимодействия первичного ароматического амина (анилина или замещенного анилина) со спиртом, имеющим от 1 до 5 атомов углерода, или эфиром при условиях проведения реакций Ν- алкилирования с применением галлосиликата. Реакция протекает при температуре от 200 до 500°С и атмосферном давлении. В результате проведения процесса получают Ν-метиланилин. Селективность процесса алкилирования составляет от 40 до 90% в зависимости от применяемого катализатора и условий проведения процесса. [Пат. 5159115, США. Каталитический газофазный процесс Ν- алкилирования ароматических первичных аминов/ Петер Джи. Паппас и др.- опубл. 27.10.1992г.]. A gas-phase process is known, which includes the step of reacting a primary aromatic amine (aniline or substituted aniline) with an alcohol having from 1 to 5 carbon atoms or with ether under conditions of проведения-alkylation using gallosilicate. The reaction proceeds at a temperature of from 200 to 500 ° C and atmospheric pressure. As a result of the process, Ν-methylaniline is obtained. The selectivity of the alkylation process is from 40 to 90%, depending on the catalyst used and the process conditions. [Pat. 5159115, USA. Catalytic gas-phase process of Ν-alkylation of aromatic primary amines / Peter G. Pappas et al. - publ. 10/27/1992].
Ν-алкилирование ароматических аминов парофазным методом на дегидратирующих катализаторах имеют следующие недостатки: The алки-alkylation of aromatic amines by the vapor-phase method on dehydrating catalysts has the following disadvantages:
- низкая конверсия и селективность процесса, что приводит к очень высокому содержанию в катализате исходного амина, диалкиламина и С-алкиламинов, что сильно осложняет выделение целевого моноалкиламина ректификацией; - low conversion and selectivity of the process, which leads to a very high content in the catalyst of the starting amine, dialkylamine and C-alkylamines, which greatly complicates the isolation of the target monoalkylamine by distillation;
- высокая температура процесса, что порождает проблемы с теплоносителями и уменьшает межрегенерационный пробег катализатора вследствие его осмоления; - high process temperature, which causes problems with coolants and reduces the inter-regeneration range of the catalyst due to its resinification;
- невысокий пробег катализатора, который приводит к таким негативным последствия как, уменьшение производительного времени, снижение степени автоматизации процесса, увеличение капитальных затрат на оборудование и трудозатраты. - low mileage of the catalyst, which leads to such negative consequences as, a decrease in production time, a decrease in the degree of automation of the process, an increase in capital costs for equipment and labor.
Исходя из этого, Ν-алкилирование на дегидратирующих катализаторах не целесообразно для производства Ν-метил-пара- фенетидина. Based on this, Ν-alkylation on dehydrating catalysts is not advisable for the production of Ν-methyl-para-phenethidine.
При анализе литературно-патентных источников, касающихся способов получения Ν-алкилзамещённых ароматических аминов нам не удалось обнаружить материалы, где бы описывался способ получения Ν-метил-пара-фенетидина из пара-фенетидина или пара- нитрофенетола, а так же приведены условия и параметры для его получения. В ряде материалов указывается на возможность метилирования определённым способом, в том числе и пара- фенетидина, но конкретных примеров при этом не приводится. К тому же, в ряде случаев, получать Ν-метил-пара-фенетидин описанными в них способами экономически нецелесообразно или указанные способы не относятся к существу нашего изобретения. Также удалось обнаружить авторское свидетельство СССР, в котором рассматривается возможность алкилирования пара-фенетидина алифатическими спиртами С5-С9, в жидкой фазе, на никеле Ренея, при кипячении с обратным холодильником, но не метанолом, в связи с чем, данные исследования не имеют отношения к существу нашего изобретения. When analyzing literature and patent sources concerning methods for the production of алки-alkyl-substituted aromatic amines, we were not able to find materials describing the method for producing Ν-methyl-para-phenethidine from para-phenetidine or paratrophenetole, as well as the conditions and parameters for its receipt. A number of materials indicate the possibility of methylation in a certain way, including paraphenetidine, but no specific examples are given. In addition, in some cases, it is not economically feasible to obtain метил-methyl-para-phenethidine by the methods described in them, or these methods are not relevant to our invention. It was also possible to find the USSR copyright certificate, which considers the possibility of alkylation of para-phenetidine with C5-C9 aliphatic alcohols, in the liquid phase, on Raney nickel, when boiling under reflux, but not methanol, in connection with which, these studies are not related to the essence of our invention.
Множество работ по алкилированию ароматических аминов свидетельствуют, что этот процесс достаточно сложен. Подбор сырья, алкилирующих агентов, селективного, производительного и устойчивого катализатора, а также условий процесса является индивидуальной задачей для каждого соединения. Many works on the alkylation of aromatic amines indicate that this process is quite complicated. The selection of raw materials, alkylating agents, selective, productive and sustainable catalyst, as well as process conditions, is an individual task for each compound.
Целью изобретения является обеспечение возможности получения Ν-метил-пара-фенетидина с чистотой не менее 98% и высоким выходом, позволяющими организовать высокорентабельное, многотонажное производство. The aim of the invention is to provide the possibility of obtaining Ν-methyl-para-phenethidine with a purity of not less than 98% and a high yield, allowing you to organize highly profitable, multi-tonnage production.
Наиболее близким к предлагаемому способу получения Ν-метил- пара-фенетидина является способ [патент РФ 2135460] совместного получения анилина и Ν-метиланилина из нитробензола и метанола в паровой фазе на гетерогенном медно-хромовом катализаторе НТК-4. Способ по этому патенту выбран нами в качестве прототипа по совокупности общих признаков. В соответствии с этим способом, в зависимости от соотношения метанол-нитробензол, получают с высоким выходом в основном анилин или Ν-метиланилин. Достоинствами этого метода являются его универсальность и простота оборудования, отсутствие высокого давления. Для получения Ν-метил-пара-фенетидина этот способ не использовался. Closest to the proposed method for the production of Ν-methyl-para-phenethidine is the method [RF patent 2135460] of the joint production of aniline and Ν-methylaniline from nitrobenzene and methanol in the vapor phase on the heterogeneous copper-chromium catalyst NTK-4. The method according to this patent is chosen by us as a prototype according to the totality of common features. In accordance with this method, depending on the methanol-nitrobenzene ratio, mainly aniline or Ν-methylaniline is obtained in high yield. The advantages of this method are its versatility and simplicity of equipment, the absence of high pressure. To obtain Ν-methyl-para-phenethidine, this method was not used.
Технический результат достигается Ν-алкилированием пара- нитрофенетола или пара-фенетидина метанолом в паровой фазе, при атмосферном давлении и температуре 180-260°С, на дегидрирующих катализаторах никель Ренея и медно-хромовых модифицированных оксидами бария, кальция, цинка и др., в том числе промышленных серии НТК и фирмы BASF. Конкретно, использовались катализаторы, имеющие следующий состав: The technical result is achieved by Ν-alkylation of para-nitrophenetole or para-phenetidine with methanol in the vapor phase, with atmospheric pressure and a temperature of 180-260 ° C, on dehydrogenating Raney nickel and copper-chromium modified oxides of barium, calcium, zinc, etc., including industrial series NTK and BASF. Specifically, catalysts were used having the following composition:
СиО- 55%; ZnO- 10,5%; Cr203- 13,5%; А1203 остальное; CuO- 55%; ZnO - 10.5%; Cr 2 0 3 - 13.5%; A1 2 0 3 the rest;
СиО- 25%; ZnO- 25%; СаО- 5%; А1203 остальное; CuO- 25%; ZnO - 25%; CaO - 5%; A1 2 0 3 the rest;
СиО- 25-45%; ВаО- 2-10%; ТЮЗ- 15-35%; Сг2Оэ остальное; CuO- 25-45%; BaO- 2-10%; Youth Theater - 15-35%; Cg 2 O e the rest;
СиО- 35-45%; ZnO- 25-35%; NiO- 3-8%; А1203 остальное; CuO- 35-45%; ZnO- 25-35%; NiO- 3-8%; A1 2 0 3 the rest;
СиО- 12-19%; МпО- 2-3%; Сг2Оэ- 1,0-1,4%; Fe203- 1 ,0-1,4%; Со304- 0,5-0,8%; А1203 остальное; катализатор никель Ренея; катализатор производства фирмы «BASF» Cu-E403TR состава: хромит меди 67-71%), медь 11-15%, оксид меди 8-21%, графит 0-4%, оксид хрома(3+) 0-3%; катализатор производства «BASF» Cu-0203T 1/8 состава: оксид меди 75-100%, оксид хрома (3+) 0,1-1%; катализатор производства «BASF» Cu-E406TR состава: Cu-36%, Cr-31%, Ва-6%. CuO- 12-19%; MnO - 2-3%; Cr 2 O e - 1.0-1.4%; Fe 2 0 3 - 1, 0-1.4%; Co 3 0 4 - 0.5-0.8%; A1 2 0 3 the rest; Raney nickel catalyst; BASF Cu-E403TR catalyst produced by composition: copper chromite 67-71%), copper 11-15%, copper oxide 8-21%, graphite 0-4%, chromium oxide (3+) 0-3%; BASF production catalyst Cu-0203T 1/8 composition: copper oxide 75-100%, chromium oxide (3+) 0.1-1%; BASF production catalyst Cu-E406TR composition: Cu-36%, Cr-31%, Ba-6%.
Для повышения селективности процесса в отношении Ν-метил- пара-фенетидина предлагается вводить в реакционную смесь триэтиламин, ингибирующий образование примеси Ν,Ν-диметил- пара-фенетидина, в мольном отношении к исходному нитросоединению (0,05-0, 1): 1. При соотношении меньшем, чем 0,05:1 эффект практически не наблюдается, при соотношении большем, чем 0,1 : 1 возникают затруднения с выделением триэтиламина и возвратом его на контактирование. To increase the selectivity of the process for отношении-methyl-para-phenethidine, it is proposed to introduce triethylamine into the reaction mixture, which inhibits the formation of Ν, Ν-dimethyl- para-phenethidine, in a molar ratio to the starting nitro compound (0.05-0, 1): 1. With a ratio of less than 0.05: 1, the effect is practically not observed, with a ratio of more than 0.1: 1, difficulties arise with isolation of triethylamine and its return to contacting.
Условия получения Ν-метил-пара-фенетидина иллюстрируются следующими примерами: The conditions for the production of Ν-methyl-para-phenethidine are illustrated by the following examples:
Пример 1. В кварцевую трубку с внутренним диаметром 45мм загружали 100 мл медно-хромового катализатора и 100 мл инертного материала (битый кварц, керамические кольца Рашига) служащего для улучшения испарения реагентов. Через трубку пропускали азот со скоростью 200 мл/мин и нагревали ее электронагревателем до температуры 200°С. При этой температуре начинали восстановление катализатора путем подачи в трубку 5% водного раствора метанола, с таким расходом, чтобы температура в слое катализатора не поднималась выше 300°С. После окончания восстановления (прекращение выделения тепла и падение температуры в слое катализатора до 200°С) еще 1 час через кварцевую трубку пропускали пары чистого метанола. Заменяли метанол на смесь, состоящую из 1 мольной части пара-нитрофенетола и 5 мольных частей метанола, которую подавали со скоростью 0,125 - 0,3 л/час и вели процесс синтеза Ν-метил-пара-фенетидина. Контактные газы охлаждали в стеклянном шариковом холодильнике и собирали в сборнике. Конденсат делили на водный и органический слои в фазоделителе. Органический слой анализировался методом ГЖХ. Процесс контактирования вели непрерывно до появления в органическом слое катализата пара-нитрофенетола в количестве 5%. После чего подачу реакционной смеси прекращали и переводили установку в режим регенерации катализатора. Для этого на катализатор подавали пары воды, затем водяной пар разбавляли воздухом, постепенно увеличивая его концентрацию, но так, чтобы температура в слое катализатора не превышала 350°С. После окончания регенерации (прекращение выделения тепла в слое катализатора) установку переводили в режим восстановления и затем в режим контактирования (описаны выше). Средний выход за период контактирования (200-250 час) составлял 80-85%. Example 1. In a quartz tube with an inner diameter of 45 mm, 100 ml of copper-chromium catalyst and 100 ml of inert material (broken quartz, ceramic Rashig rings) used to improve the evaporation of the reagents were loaded. Nitrogen was passed through the tube at a rate of 200 ml / min and heated with an electric heater to a temperature of 200 ° C. At this temperature, catalyst recovery was started by feeding a 5% aqueous solution of methanol into the tube so that the temperature in the catalyst layer did not rise above 300 ° C. After completion of the recovery (the cessation of heat generation and a drop in temperature in the catalyst layer to 200 ° C) for another 1 hour, pure methanol vapor was passed through a quartz tube. Methanol was replaced with a mixture consisting of 1 molar part of para-nitrophenetole and 5 molar parts of methanol, which was supplied at a rate of 0.125 - 0.3 L / h and the synthesis of метил-methyl-para-phenetidine was carried out. Contact gases were cooled in a glass ball cooler and collected in a collector. The condensate was divided into aqueous and organic layers in a phase separator. The organic layer was analyzed by GLC. The contacting process was conducted continuously until the appearance in the organic layer 5-% para-nitrophenetol catalysis. Then the flow of the reaction mixture was stopped and the installation was switched to the catalyst regeneration mode. To do this, water vapor was supplied to the catalyst, then water vapor was diluted with air, gradually increasing its concentration, but so that the temperature in the catalyst layer did not exceed 350 ° C. After the regeneration (cessation of heat generation in the catalyst bed), the installation was transferred to the recovery mode and then to the contact mode (described above). The average yield for the period of contact (200-250 hours) was 80-85%.
Собранный органический слой разделялся на периодической ректификационной установке, промежуточные продукты и метанол возвращались на контактирование. Товарный Ν-метил-пара- фенетидин получали с концентрацией 98%. The collected organic layer was separated in a batch distillation unit, intermediate products and methanol were returned for contacting. Commodity Ν-methyl-para-phenethidine was obtained with a concentration of 98%.
Пример 2. Как в примере 1, но вместо пара-нитрофенетола использовали пара-фенетидин. Нагрузка смеси на катализатор 0,3-0,4 л/час. Катализат в масляном слое содержит пара-фенетидин 0-8%, N- метил-пара-фенетидин 90- 95% и Ν,Ν-диметил-пара-анизидин 1-5%. Получали Ν-метил-пара-фенетидин с выходом 85-90%). Example 2. As in example 1, but instead of para-nitrophenetol, para-phenetidine was used. The load of the mixture on the catalyst is 0.3-0.4 l / h. The catalyst in the oil layer contains 0-8% para-phenetidine, 90-95% N-methyl-phenethidine and 1-5% Ν, Ν-dimethyl-para-anisidine. Received Ν-methyl-para-phenethidine with a yield of 85-90%).
Пример 3. Как в примере 1, процесс вели в токе азота. Example 3. As in example 1, the process was conducted in a stream of nitrogen.
Пример 4. Как в примере 1, процесс вели в токе водорода. Example 4. As in example 1, the process was conducted in a stream of hydrogen.
Пример 5. Как в примере 2, процесс вели в токе азота. Example 5. As in example 2, the process was conducted in a stream of nitrogen.
Пример 6. Как в примере 2, процесс вели в токе водорода, при соотношении из 1 мольной части пара-фенетидина и 2 мольных частей метанола. Пример 7. Как в примере 1, 3, 4, но в присутствии триэтиламина в мольном соотношении к пара-нитрофенетолу 0,1 : 1. Получали Ν-метил-пара-фенетидин с выходом до 92%. Example 6. As in example 2, the process was conducted in a stream of hydrogen, with a ratio of 1 molar part of para-phenetidine and 2 molar parts of methanol. Example 7. As in example 1, 3, 4, but in the presence of triethylamine in a molar ratio to para-nitrophenetole of 0.1: 1. Received Ν-methyl-para-phenethidine with a yield of up to 92%.
Пример 8. Как в примере 2, 5, 6, но в присутствии триэтиламина в мольном соотношении к пара-фенетидину 0,1 : 1. Получали Ν-метил- пара-фенетидин с выходом до 96%. Example 8. As in example 2, 5, 6, but in the presence of triethylamine in a molar ratio to para-phenethidine of 0.1: 1. Received Ν-methyl-para-phenethidine with a yield of up to 96%.
Примеры N21,2,3 ,4,5, 6,7,8 проводились на катализаторах следующих составов: Examples N21,2,3, 4,5, 6,7,8 were carried out on catalysts of the following compositions:
СиО- 55%; ZnO- 10,5%; Сг2Оэ- 13,5%; А1203 остальное; CuO- 55%; ZnO - 10.5%; Cr 2 O e - 13.5%; A1 2 0 3 the rest;
СиО- 25%; ZnO- 25%; СаО- 5%; А12Оэ остальное; CuO- 25%; ZnO - 25%; CaO - 5%; A1 2 O e the rest;
СиО- 25-45%; ВаО- 2-10%; ТЮ3- 15-35%; Сг203 остальное; CuO- 25-45%; BaO- 2-10%; TU 3 - 15-35%; Cr 2 0 3 the rest;
СиО- 35-45%; ZnO- 25-35%; NiO- 3-8%; А1203 остальное; CuO- 35-45%; ZnO- 25-35%; NiO- 3-8%; A1 2 0 3 the rest;
СиО- 12-19%; МпО- 2-3%; Сг203- 1,0-1,4%; Fe203- 1,0-1,4%; Со304- 0,5-0,8%; А1203 остальное; CuO- 12-19%; MnO - 2-3%; Cr 2 0 3 - 1.0-1.4%; Fe 2 0 3 - 1.0-1.4%; Co 3 0 4 - 0.5-0.8%; A1 2 0 3 the rest;
катализатор никель Ренея; Raney nickel catalyst;
катализатор производства фирмы «BASF» Cu-E403TR состава: хромит меди 67-71%, медь 1 1-15%, оксид меди 8-21%, графит 0-4%, оксид хрома(3+) 0-3%; BASF Cu-E403TR catalyst produced by composition: copper chromite 67-71%, copper 1 1-15%, copper oxide 8-21%, graphite 0-4%, chromium oxide (3+) 0-3%;
катализатор производства «BASF» Cu-0203T 1/8 состава: оксид меди 75-100%, оксид хрома (3+) 0,1-1%; BASF production catalyst Cu-0203T 1/8 composition: copper oxide 75-100%, chromium oxide (3+) 0.1-1%;
катализатор производства «BASF» Cu-E406 TR состава: Cu- 36%, Cr- 31%, Ba- 6%. BASF production catalyst Cu-E406 TR composition: Cu-36%, Cr-31%, Ba-6%.
Получены аналогичные результаты. Ресурс катализаторов до 2000 часов. Similar results are obtained. Resource catalysts up to 2000 hours.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011139486 | 2011-09-28 | ||
| RU2011139486/05A RU2471771C1 (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Method for selective production of n-methyl-para-phenetidine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2013048280A1 true WO2013048280A1 (en) | 2013-04-04 |
Family
ID=47996065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000902 Ceased WO2013048280A1 (en) | 2011-09-28 | 2011-11-15 | Method for the selective production of n-methyl-para-phenetidine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2471771C1 (en) |
| WO (1) | WO2013048280A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018048319A1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ИФОТОП" | Method for producing n-methyl-para-phenetidine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2207335C2 (en) * | 2001-04-28 | 2003-06-27 | Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина | Method for preparing aromatic amines by reduction of corresponding nitro-compounds |
| RU2309944C1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИФОХИМ" | Derivatives of para-methoxyanilines enhancing stability of hydrocarbon fuel against detonation and fuel composition (variants) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309943C1 (en) * | 2006-03-16 | 2007-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИФОХИМ" | Using derivatives of para-ethoxyanilines enhancing stability of hydrocarbon fuel against denotation and fuel composition (variants) |
-
2011
- 2011-09-28 RU RU2011139486/05A patent/RU2471771C1/en not_active IP Right Cessation
- 2011-11-15 WO PCT/RU2011/000902 patent/WO2013048280A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2207335C2 (en) * | 2001-04-28 | 2003-06-27 | Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина | Method for preparing aromatic amines by reduction of corresponding nitro-compounds |
| RU2309944C1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИФОХИМ" | Derivatives of para-methoxyanilines enhancing stability of hydrocarbon fuel against detonation and fuel composition (variants) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "«Sovetskaya Entsyklopediya»", KHIMICHESKAYA ENTSIKLOPEDIYA, 1988, pages 265 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2471771C1 (en) | 2013-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2472774C1 (en) | Method for selective production of n-methyl-para-anisidine | |
| RU2508288C1 (en) | Method for selective production of n-methyl-para-anisidine | |
| Cui et al. | N-Methylation of amine and nitro compounds with CO 2/H 2 catalyzed by Pd/CuZrO x under mild reaction conditions | |
| EP1262232B1 (en) | Catalysts and process for producing aromatic amines | |
| Yuan et al. | Highly selective synthesis of 2, 5-bis (aminomethyl) furan via catalytic amination of 5-(hydroxymethyl) furfural with NH 3 over a bifunctional catalyst | |
| CN102239134A (en) | Process for producing ethanolamines and ethyleneamines from ethylene oxide and ammonia and related processes | |
| US20160009633A1 (en) | Process for preparing eda using so2-free hydrocyanic acid | |
| CN102026956B (en) | Method for producing N,N-substituted-1,3-propandiamines | |
| RU2440331C1 (en) | Method of producing acetonitrile from ammonia and compounds containing acetyl group | |
| RU2471771C1 (en) | Method for selective production of n-methyl-para-phenetidine | |
| CN101928222B (en) | Synthesis method of N, N, N', N'-tetraisopropyl ethylene diamine | |
| TW201509880A (en) | Process for preparing N-alkylpiperazines | |
| CN102731318A (en) | Method for preparing 3,5-dimethyl aniline | |
| JP4424479B2 (en) | Method for producing xylylenediamine | |
| RU2259350C2 (en) | Method for preparing aniline and/or n-methylaniline and catalyst for its | |
| RU2270187C2 (en) | Method for preparing n-methylaniline | |
| CN103420843A (en) | Synthetic method for diiso-tridecylamine | |
| RU2207335C2 (en) | Method for preparing aromatic amines by reduction of corresponding nitro-compounds | |
| RU2240308C1 (en) | N-methylalanine production process | |
| RU2263107C2 (en) | Two-stage method for preparing n-methylaniline | |
| CN101601984B (en) | Nonylphenol polyoxyethylene ether dimeric surfactant with piperazine as linking group | |
| RU2456264C1 (en) | Method of producing dialkyl- or alkyl-arylamines | |
| CN106278904B (en) | The method that cyclohexylamine is prepared by benzene one kettle way | |
| RU2232749C2 (en) | Two-step method for preparing n-methylaniline | |
| CN104130210A (en) | Preparation method for N-methylmorpholine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11873404 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 31-07-2014) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11873404 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |