СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕНТИЛОВОГО ЭФИРА ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 1995 года по МПК C07C69/22 C07C67/38 

Описание патента на изобретение RU2036897C1

Изобретение относится к каталитической органической химии и может найти применение в фармацевтической промышленности для получения препарата "Валидол", который представляет собой 25-30%-ный раствор ментола в ментиловом эфире изовалериановой кислоты (1).

В промышленности ментиловый эфир изовалериановой кислоты (ментилизовалериат) получают этерификацией изовалериановой кислоты ментолом (2). Исходную изовалериановую кислоту получают двухстадийным окислением изоамилового спирта, выделяемого из сивушных масел (3). Наличие стадии окисления, а также использование сырья растительного происхождения обусловливает высокое содержание в ней различных нежелательных примесей, в том числе оптически активных веществ, это ухудшает качество ментилизовалериата, а также конечного лекарственного препарата (валидола).

Известно, что катализируемая комплексами палладия реакция гидроэтерификации алкенов монооксидом углерода и спиртами является одним из способов синтеза сложных эфиров карбоновых кислот (4-7). Однако нет примеров использования каталитической системы РdХ2 РРh3 А (где Х ацильный остаток, А протонная кислота) для синтеза ментилизовалериата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является способ получения ментилового эфира изовалериановой кислоты взаимодействием изобутилена с монооксидом углерода в присутствии ментола (8). Процесс проводят при 130оС и давлении 44 атм с использованием синтез-газа (PСО/PH2 1) в присутствии РdСl2 (РРh3)2 и десятикратного избытка трифенилфосфина в растворе диоксан: п-ксилол 3 1 (объемные отношения). Выход продукта за 22 ч составляет 62%
Существенными недостатками этого способа являются: низкая скорость реакции; невысокий выход целевого продукта; дезактивация катализатора в ходе реакции с выделением Рd-черни.

Целью изобретения является повышение активности катализатора, увеличение выхода целевого продукта и обеспечение стабильности катализатора вплоть до полного завершения реакции.

Поставленная цель достигается тем, что реакцию гидрокарбоксилирования изобутилена в присутствии ментола проводят с использованием синтез-газа и каталитической системы на основе соединений палладия и трифенилфосфина, но в отличие от известного способа применяют в качестве катализатора систему Рd(ОАс)2 РРh3 n-СН3С6Н43Н в соотношении 1:(6-8):(2-6) и реакцию проводят в растворе п-ксилола при 90-100оС и давлении синтез-газа 9-30 атм.

При использовании соотношений компонентов каталитической системы Рd(ОАс)2 РРh3 n-СН3С6H4SO3Н иных, чем 1:(6-8):2-6), наблюдается снижение выхода целевого продукта в связи с образованием неактивных форм катализатора и частичной дестабилизацией последнего. При температурах < 100оС снижается скорость реакции, а при температурах >100оС имеет место понижение выхода продукта из-за дестабилизации каталитического комплекса. При давлении < 18 атм наблюдается резкое снижение выхода продукта из-за снижения устойчивости катализатора, а увеличение давления более, чем 18 атм практически не влияет на выход продукта.

П р и м е р 1. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

В стеклянный реактор емкостью 100 мл, помещенный в металлический автоклав и снабженный магнитной мешалкой, устройствами для ввода синтез-газа и изобутилена, помещают 22,4 мг (1˙10-4 моль) Рd (ОАс)2, 204,6 мг (8˙10-4 моль) РРh3, 70,0 мг (4˙ 10-4 моль) n-СН3С6Н43Н, 1500 мг (9,5 ˙10-3 моль) ментола и 6,3 мл п-ксилола. Затем в установку подают синтез-газ состава СО Н2 1 1 до давления 18 атм и начинают нагрев автоклава. В течение 10 мин нагревают автоклав до 100оС и загружают 1,33 г (2,4 ˙10-2 моль) изобутилена и в этих условиях (температура 100оС, давление 18 атм) реакционную смесь перемешивают в течение 3,5 ч. После этого прекращают внешний обогрев и дают реакционной смеси самоохладиться до комнатной температуры. Катализатор в условиях реакции устойчив и выделение металлического палладия в виде палладиевой черни не наблюдается. Автоклав вскрывают и желтый раствор реакционной смеси в количестве 10 мл сливают из стеклянного реактора в колбу для микроперегонки, затем реакционную массу подвергают вакуумной разгонке, в результате чего выделяют 2,30 г эфира (99,7%).

Анализ продуктов реакции проводят методом газо-жидкостной хроматографии на хроматографе ЛХМ-72 с пламенно-ионизационным детектором, металлическая колонка длиной 2 м и диаметром 3 мм, насадка хромосорб W (60/80 меш) с 3% Н3РО4, пропитанный 10% полиэтиленгликольадипината (ПЭГА), t исп. 250оС, t кол. 140оС, расход газа-носителя (гелий) 50 мл/мин. Концентрацию ментилизовалериата определяли методом внутреннего стандарта.

Выход ментилового эфира изовалериановой кислоты составляет 99,7% т.кип. 135/15 мм рт.ст. или 129оС (9 мм рт. ст. nD22 1,4478.

П р и м е р 2. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции с использованием соотношений компонентов каталитической системы Pd(OAc)2: РРh3 n-CHC6Н4-SO3Н, равно 1 6 4, и продолжительности реакции 2,5 ч и при всех других условиях, аналогичных примеру 1, получают ментилизовалериат с выходом 99,3% (2,29 г).

Условия выделения аналогичны указанным в примере 1.

Катализатор в условиях реакции неустойчив: наблюдается частичное выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

П р и м е р 3. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции с использованием соотношений компонентов каталитической системы Pd(OAc)2 PPh3 n-СH3С6Н4SO3Н, равном 1:6:6, и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают ментилизовалериат с выходом 99,0% (2,28 г). Катализатор в условиях реакции нестабилен: наблюдается частичное выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

П р и м е р 4. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции с использованием соотношений компонентов каталитической системы Рd(OAc)2 PPh3 h-CH3С6Н4SO3Н, равном 1 6 2, и при всех других условиях, аналогичных примеру 1, получают ментилизовалериат с выходом 45% (1,04 г). Катализатор в условиях реакции нестабилен: наблюдается выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

П р и м е р 5. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции при 90оС и продолжительности 5,5 ч и при всех условиях, аналогичных примеру 2, получают ментилизовалериат выходом 98,7% (2,28 г). Катализатор в условиях реакции нестабилен: наблюдается выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

П р и м е р 6. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции при 110оС и при всех других условиях, аналогичных примеру 1, получают ментилизовалериат с выходом 87,0% (2,01 г). Катализатор в условиях реакции нестабилен: наблюдается выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

П р и м е р 7. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции при давлении 9 атм и при всех условиях, аналогичных примеру 5, получают ментилизовалериат с выходом 70,0% (1,62 г). Катализатор в условиях реакции нестабилен: наблюдается выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

П р и м е р 8. Ментиловый эфир изовалериановой кислоты.

При проведении реакции при давлении 30 атм и при всех условиях, аналогичных примеру 5, получают ментиловый эфир изовалериановой кислоты с выходом 99,3% (2,29 г). Катализатор в условиях реакции нестабилен: наблюдается частичное выделение металлического палладия в виде палладиевой черни.

Данные примеров 1-8 приведены в таблице. Как видно из таблицы, наиболее оптимальными условиями являются применение каталитической системы Pd(OAc)2 РРh3 n-CH3C6H4SO3H при соотношении компонентов 1 8 4, температуре 100оС и давлении 18 атм. При этих условиях выход продукта достигает 99,7% (2,30 г) за 3,5 ч, что намного выше выхода, указанного в прототипе (62% за 22 ч). Катализатор в условиях предлагаемого способа стабилен и может быть повторно использован для данной реакции.

Использование предлагаемого способа получения ментилизовалериата обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: увеличивается выход продукта до 99,7% из-за увеличения активности применяемого катализатора намного сокращается продолжительность реакции: с 22 до 3,5 ч; катализатор в условиях предлагаемого способа стабилен и может быть повторно использован для синтеза ментилизовалериата. Предлагаемый способ может быть использован для промышленного производства ментилового эфира изовалериановой кислоты

Похожие патенты RU2036897C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕНТИЛОВОГО ЭФИРА ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ 1999
  • Трофименко Владимир Васильевич
  • Мордсон Марк Григорьевич
  • Фришман Нинель Юрьевна
RU2153488C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНЕСЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА И СПОСОБ СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ОЛЕФИНОВ С МОНООКСИДОМ УГЛЕРОДА НА НАНЕСЕННОМ КАТАЛИЗАТОРЕ 2008
  • Чуканова Ольга Михайловна
  • Белов Геннадий Петрович
RU2385185C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ 1992
  • Юникова Е.В.
  • Староверов Д.В.
  • Швец В.Ф.
  • Макаров М.Г.
  • Сучков Ю.П.
  • Цивинский А.А.
  • Козловский Р.А.
  • Гуськов А.К.
RU2024487C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИС-ИМИДОВ ЭНДО-НОРБОРНЕН-2,3-ДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ 1992
  • Лиакумович А.Г.
  • Самуилов Я.Д.
  • Будкин В.А.
  • Лекарева В.С.
RU2028291C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (C-КАРБОНИЛ)ДИМЕТИЛФТАЛАТА 2011
  • Эльман Александр Рэмович
  • Овсянникова Людмила Васильевна
RU2470008C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УСТОЙЧИВЫХ ЖИДКИХ НЕКРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ АЛКОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ 1991
  • Дроботенко В.В.
RU2021248C1
ПЕРФТОРАЛКИЛЗАМЕЩЕННЫЕ N,N'-ЭТИЛЕНБИС-β-АМИНОВИНИЛКЕТОНАТЫ НИКЕЛЯ, ПАЛЛАДИЯ И МЕДИ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 1996
  • Айзикович А.Я.
  • Попов В.М.
RU2101275C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-(4-ФТОРФЕНИЛ)НИКОТИНАЛЬДЕГИДА СОЕДИНЕНИЯ 2001
  • Бат Андреас
  • Бокель Хайнц
  • Кайль Томас
  • Книримен Ральф
  • Мюрманн Кристоф
RU2256653C2
Способ получения кетонов 1982
  • Тарунин Борис Иванович
  • Тарунина Вера Николаевна
  • Александров Юрий Арсентьевич
  • Щенникова Маргарита Клавдиевна
SU1074857A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ПРОПИЛ-N-КАРБАМИДОМЕТИЛ-2-ПИРРОЛИДОНА 1991
  • Лизак И.В.
  • Седавкина В.А.
  • Беспалова Г.В.
RU2009126C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 036 897 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕНТИЛОВОГО ЭФИРА ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ

Сущность изобретения: продукт - ментиловый эфир изовалериановой кислоты. БФ C15H26O2, т.кип. 135°С 15 мм рт.ст. n2д

2 1,4478. Реагент 1: изобутилен. Реагент 2: синтез-газ 1 : 1. Условия реакции: ментол, 90 - 100°С и давление 9 - 30 атм, каталитическая система Pd(OAc)2:PPh3:n-CH3C6H4SO3H - при молярном соотношении 1 : (6 - 8) : (2 - 6) соответственно.

Формула изобретения RU 2 036 897 C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕНТИЛОВОГО ЭФИРА ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ взаимодействием изобутилена с синтез-газом, в котором и ментолом при нагревании под давлением в среде органического растворителя в присутствии каталитической системы, включающей соль палладия и трифенилфосфин, отличающийся тем, что используютт каталитическую систему, дополнительно содержащую n-CH3C6H4SO3H, и в качестве соли палладия ацетат палладия, а в качестве растворителя n-ксилол, и процесс проводят при молярном соотношении компонентов каталитической системы Pd (OAc)2, PPh3 и n=CH3C6H4SO3H как 1 6 8 2 6 соответственно при температуре 90 100oС и давлении 9 30 атм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2036897C1

Эльман А.Р., Матвеев В.М., Сливинский Е.В., Локтев С.М
- Хим.фармац
ж
Способ приготовления консистентных мазей 1919
  • Вознесенский Н.Н.
SU1990A1

RU 2 036 897 C1

Авторы

Суербаев Хаким Абдрахимович[Kz]

Эльман Александр Рэмович[Kz]

Цуканов Игорь Александрович[Kz]

Жубанов Каир Ахметович[Kz]

Сливинский Евгений Викторович[Ru]

Локтев Сергей Минович[Ru]

Даты

1995-06-09Публикация

1991-12-04Подача