СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНДОЛА Советский патент 1974 года по МПК C07D209/08 

Изобретение относится к новому способу получения индола, который находит широкое применение в органическом синтезе. Известен способ получения индола дегидрированием о-этиланилина в присутствии двуокиси титана в качестве катализатора. Целью настоящего изобретения является повышение селективности процесса. Предлагаемый новый способ получения индола заключается в том, что о-этиланилин окисляют нитробензолом в паровой фазе при высокой температуре в присутствии катализатора на основе двуокиси кремния в среде инертного растворителя. Катализатор состоит из двуокиси кремния или содержит в своем составе различные кремнистые материалы с развитой поверхностью, например целлит. Используемый катализатор в сочетании с инертным растворителем снижает количество образующихся побочных продуктов. Время контактирования парофазной смеси реагентов с контактным катализатором выбирается в интервале 0,1-20 сек, причем оптимальная продолжительность контактного взаимодействия равна 1 -10 сек. Под време.нем контактирования реагирующих веществ и катализатора следует понимать отнощение между объемом слоя катализатора и объемом потока реагентов, которые в условиях реакции находятся в паровой (газообразиой) фазе. Процесс можно проводить при температурах 300-700° С, оптимальная температура 450-600° С. Давление, при котором протекает реакция, можно варьировать в щироких пределах, ио оно не является определяющим (критическим) параметром при проведении процесса. Лучше всего реакцию проводить при атмосферном давлении. Положительным фактором при проведении этой реакции является использование разбавителя, инертного по отношению к реагирующим веществам и катализатору. Примером таких инертных разбавителей может быть вода, азот, аргон, углекислый газ, насыщенные углеводороды, причем предпочтительным с точки зрения оптимального режима патентуемого процесса является использование воды, молярное отношение которой к амину в реакционной смеси можио варьировать в пределах 5:1 - 50 : 1. Молярное отнощение между о-этиланилином и нитробензолом может варьироваться в пределах 0,2 : 1 - 10 : 1, более предпочтптельным является интервал 0,5 : 1 - 5:1. В приведенных ииже примерах термины «конверсия (степень конверсии) и «селективность (степень селективности) означают: Количество прореагировавшего Степень вещества (моли) 100 конверсии Количество загруженного вещества (моли). Количество полученного Степень продукта (люли) 100 селективности : Количество прореагировавщего вещества (моли). Пример 1. о-Этр ланилин окисляют до пндола с помощью нитробензола. Для проведения реакции используют аппарат с внутренним диаметром 2,24 см и высотой 1,3 м. Реакции проводят нри температуре 565- 570° С и атмосферном давлении. Время контактирования 5 сек. Молярное отнощение о-этиланилин:нитробензол 3:2. Инертный разбавитель реакционной смеси - газообразный азот. Молярное отнощение азотго-этиланилин 10:1. В табл. 1 приведены сравнительные данные, полученные при использовании двух различных контактных катализаторов: колец Ращига из керамического материала (опыт А) и силикагеля «Людокс Н. С., экструдированного в форме небольших цилиндрических гранул размером 7X8 мм и обожженного при температуре 500°С (опыт Б). Таблица I Из таблицы наглядно видны преимущества использования силикагеля «Людокс в качестве контактного катализатора. Пример 2. о-Этиланилин окисляют до индола при использовании в качестве окисv итeля нитробензола. Окисление проводят в реакторе, с внутренним диаметром 2,24 см и высотой 1,3 м. Были использованы: контактный катализатор: силикагель «Людокс Н. С., экструдированный в виде цилиндрических гранул размером 7X8 мм и обожженный при 500° С. Высота слоя катализатора в реакторе 1,20 м. Объем слоя катализатора вреакторе 465 см. Средняя температура в процессе окисления 565-575° С. Давление в процессе окисления атмосферное. Время контактирования реагентов с катализатором 5 сек. Молярное отнощение о-этиланилин : нитробензол 3:2. В табл. 2 приведены результаты окислеия о-этиланилина нитробензолом .в описаных выще условиях в присутствии и отсутстие разбавителя. Таблица 2 Преимущества использования инертного разбавителя нри проведении окислительного процесса настолько очевидны, что не требуют дополнительных пояснений. Пример 3. о-Этиланилин окисляют нитробензолом до индола в паровой фазе в реакторе, внутренним диаметром 3,8 см. Контактный катализатор: целит в форме цилиндрических гранул размером 4X4 мм. Высота слоя катализатора в реакторе 0,55 м. Объем слоя катализатора в реакторе 600 см. Средняя температура в процессе реакции 570° С. Давление в процессе реакции атмосферное. Время контактирования реагентов с катализатором 4 сек. Молярное отнощение о-этиламилин : нитробензол 2:1. Моляриое отношение разбавителя к о-этиланилину 20:1. В табл. 3 приведены данные, полученные при сравнении результатов применения различных инертных разбавителей: Таблица 3

Как видно из таблицы, преимущества использования в качестве инертного разбавителя наров воды бесспорны.

Пример 4. Окисляют о-этиланилин нитробензолом в паровой фазе до индола в реакторе с внутренним диаметром 3,8 см. Для реакции используют контактный катализатор - целит в форме цилиндрических гранул размером 4X4 мм. Высота слоя катализатора в реакторе 0,55 м. Объем слоя катализатора

600 см. Реакцию проводят нри атмосферном давлении. Разбавитель: вода. Молярное отношение разбавителя к смеси о-этиланилина и - нитробензола 10 : 1.

В табл. 4 приведены данные, полученные в рез1ультате проведения процесса окисленяя при различном времени контактирования реагентов с катализатором и при различном молярном отношении о-этнланилпна к нитробензолу в реакционной смеси.

Пример 5. В ЭТОМ примере описывается взаимодействие о-этиланилина с о-нитроэтилбензолом в реакторе с внутренним диамет.рОМ 3,8 см, залолнениьш иоятактным катализатором, который представляет целит с размером гранул 4X4 мм. ВысЪта слоя катали31атора в реа.ктаре 0,55 м; объем 600 см . Средняя температура реакции 535° С, давление - атмосферное. Время контактирования смеси реагируюш,их веш,еств с катализатором равно 2,7 сек. Молярное отношение в реакционной смеси о-этиланилин : о-нитроэтилбензол 1; молярное отношение используемой в качестве инертного разбавителя реакционной смеси воды к исходному о-этиланилину составляет 15:1.

Таблица 4 Скорость поступления реагирующих веществ в зону реакции: о-Этиланилин45 г/час о-Нитроэтилбензол 56 г/час Содержание о-этиланилина в реакционной смеси, выводимой из реактора, составляет 31 г/час. Выход продуктов реакции: индол - 6,1 г/час, о-аминостирол - 6,8 г/час. Предмет изобретения 1.Способ получения индола из о-этиланилина, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса о-этиланилип окисляют нитробензолом в паровой фазе при нагревании в присутствии катализатора на основе двуокиси кремния в среде инертного растворителя. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут при 450-600° С.