Способ получения никотиновой кислоты Советский патент 1976 года по МПК C07D213/16 

но при 4-12°С, из реакционного раствора, имеющего концентрацию HNOs 12-25%.

Осажденный и извлеченный гидронитрат растворяют в небольшом количестве воды, а гидро.карбоновая кислота выделяется в свободном состоянии при до бавлении свежих производных пиридина. Количество добавляемых производных Пиридина зависит от изоэлектрической точки осаждаемой пиридинкарбоновой кислоты. Для получения чистого конечного .продукта целесообразно после осаждения пиридинкарбоновой кислоты кратковременно нагревать, благодаря чему кислота еще раз растворится, а затем снова ее охладить. Пириди1нкар:боновая кислота, остающаяся носле отделения маточной смеси, представляет собой чистый продукт.

Так как пиридинкарбоновая кислота с пиридиновыми производными выделяется в свободном состоянии, то маточный раствор содержит после отделения кислоты еще большое количество исходного продукта. Этот маточный раствор соединяют вместе с маточным раствором, остающимся после отделения гидронитрата, -путем прибавления исходного продукта и HNOa доводится до исходной концентрации и снова вводится в .процесс.

В .предлагаемом способе используются главным образом алкилпиридины, например метилэтилпиридин, пиколины, коллидины, лютицины и этилпиридины. при этом можно получать различные лиридинкар-боновые кислоты, например никотиновую, изоникотиновую, пиколиновую, изоцинхомероноВую и цинхомероновую кислоты.

Согласно изобретению можно переводить в пиридинкарбоновые кислоты и другие гетероцикличные соединения, имеющие пиридиновое ядро и замещенные в одном положении. Такими соединениями являются, например, хинолин, Производные хинолииа, например хиналдин, лепидин,гидроксихинолин, амииохинолин, изохинолин, производные изохинолина, аридин и производные акридины.

Пиридинкарбоновая кислота образуется в виде чистого белого продукта, не требующего дальнейшей очистки. Достигающаяся в изобретении конверсия равна 95-99%, выходы составляют до 94%, в пересчете на достигнутое превращение. Благодаря непроролжительному пребыванию продукта в реакторе во время процесса превращения изобретенный метод обеспечивает получение выходов на единицу объема и времени. Кроме того, не требуется дальнейшая переработка маточной смеси.

Пример 1. Через трубчатый реактор из стали 2А объемом 1,48 л пропускали при температуре 239°С и давлении 55 ати 4632 г смеси, состоящей из 6,3% 2-иМетил-5-этилпиридина и 28,1% HNOa (что соответствует избытку в 42% по сравнению с расчетным количеством) в течение 35 мин. Продолжительность выдержки в реакторе 12,72 мин. В результате получено 3966 г жидкого реакционного продукта.

Остаток 666 г (14,35%) отводится в газообразном состоянии. Путем испарения реакционный продукт доводится до 15%-ной концентрации азотной кислоты и охлаждается до темперагуры . При это.м выкристаллизовывается 354,2 г гидронитрата никотиновой кислоты с 66,1%-ным содержанием никотиновой югслоты. Этот продукт отделяется от кислой маточной смеси (833 г) центрифугированием.

В маточной смеси содержится еще 3,8 г никотино1вой кислоты. Содержание изоцинхомероноюой кислоты IB Лшточной смеси составляло менее 0,1%.

Гидроиитрат никотиновой кислоты (354,2 г)

растворяют в 1100 г воды, .нагревают до те.мпературы 60°С, с помощью 2-метил-5-этилпиридина (230 г) устанавливают значение рН, равное 3,3 и нагревают до 90С. После охлаждения выделивщуются в свободном состоянии

никотиновую кислоту отделяют центрифугированием и высущивают. В результате получают 188 г никотиновой кислоты. При 95%-ной конверсии, в пересчете на использованный 2.метил-5-этилпиридин, это соответствует выходу 66,9%. Общий ВЫХОД (изолированная никотиновая кислота и иикотиновая кислота в маточном растворе) составлял 94,5%. Оба маточных раствора сливались вместе и содержали еще /7,8 г иикотиновой кислоты и 244,81 г

2-метил-5-этилпиридина. Эти слитые вместе маточные растворы доводились с помощью 2метил-5-этилпиридина и азотной кислоты до начальной концентрации и исходного количества.

Этот раствор, доведенный до начальной концентрации и исходного количества, подвергали превращению и переработке вышеописанным ме-1-одол1. При этот получали 250 г никотнноБой КИСЛОТ), что соответствует выходу

88,9% ири 95л;-ной конверсии. Полученная .никотиновая кислота представляла собой белый и чистый продукт. Ее чистота равнялась 99,6%.

Пример 2. Маточную смесь вышеонисанной исходной смеси, содержащую 77,0 г никотиновой кислоты, 236,7 г 2-метил-5-этилпиридина и 120 г HNOa (100%) добавлением 2метил-5-:этил1Ниридина и азотной кислоты доводили до количества 4432 г с концентрацией 2метилпиридина 5-этилпиридина 4,68% и HNOa 19,5% (что соответствует избытку в 32%) и пропускали через трубчатый титановый реактор объемом 1,6 л (длиной около 16 м) при температуре 234°С и давлении 52 ати нри выдержке в реакторе в течение .8,7 ми«. Обработ.ка производилась аналогично описанному в примере I. В результате получают при 97,3%ной конверсии 166 г никотиновой кислоты, что соответствует чистому выходу 82,0%. Маточные смеси снова сливаются вместе и возвращаются в процесс.

Пример 3. Через трубчатый реактор из титана объемом 1,6 л (длина около 16 м) .пропускали при температуре 260°С и давлении

50 ати 4500 г смеси, состоящей из 5,18% р-пиколина и 35% азотной кислоты (что соответствует избытку в 400% по сравнению с расчетным количеством). Продолжительность обработки в реа.кторе соста вляла 3,75 мин. В результате получено 4115 г жидкого реакционного продукта. Остаток, 385 г (8,6%) отводился в виде газа. Реакционный продукт доводился до 25%-ной концентрации и охлаждался до . При этом выкристаллизовывалось 213,4 г гидронитрата никотиновой .кислоты с содержанием никотина 66,3%. Этот продукт отделяли центрифугированием от кислого .маточного раствора (950 г). В маточном растворе еще содержалось 47,5 г никотиновой кислоты. Гидронитрат никотиновой кислоты (213,4 г) растворяли в -воде, нагревали до 60°С, доводили р-пиколином до значения рП 3,4 и нагревали до 95°С. После охлаждения, выделившуюся в свободном состоянии никотиновую кислоту, отделяли центрифугированием и высушивали. В результате получали 113,0 никотиновой кислоты. При 68,6%-ной конверсии в пересчете на использованный пиколин это соответствует выходу в 60,4%. Общий выход (выделенная никотиновая кислота и никотиновая кислота из маточного раствора) составлял 89,0%. Кислый маточный раствор и маточный раствор, содержащий основание, сливали вместе. Он содержал еще 47,5 г никотиновой кислоты и 180 г ,р-1пиколина. Эти слитые вместе маточные смеси снова доводили р-пиколином и ПЫОз до исходной концентрации и начального количества. Этот раствор, доведенный до начальной концентрации и количества, подвергали превращению и переработке вышеописанным методом. В результате получали 151,8 г никотиновой кислоты, что соответствует выходу 80,5% при конверсии 68,6%. Полученная никотиновая кислота представляла собой белый чистый продукт. Ее чистота равнялась 99,7%. Пример 4. Через трубчатый реактор из титана объемом 1,6 л (длина 16 м) пропускали при температуре и под давлением 55 ати 4500 г смеси из 8,0% хинолина с 32% азотной кислоты (что соответствует избытку в 50% по сравнению с расчетным количеством). Продолжительность обработки в реакторе составляла 2,0 мин. В результате цолучено 4010 г жидкого сырого продукта. Остаток в количест1ве 4090 г отводился в газообразном состоянии. Реакционный продукт доводился до 25%-ной концентрации азотной кислоты и охлаждался до 0°С. При этом выкристаллизовывалось 380,0 г гидронитрата никотиновой кислоты с содержанием никотиновой кислоты 66,3%. Этот сырой проду.кт отделяли центрифугированием от кислого маточного раствора (1020 г). В маточном растворе еще содержалось 46,0 г никотиновой кислоты. Гидрониграт никотиновой кислоты (380 г) растворяли в 1350 г воды н доводили хиноном при темцературе 95°С до значения рН 3,4. После охлаждения до 7°С, выделявшуюся в свободном состоянии никотиновую кислоту, отделяли центрифугированием и сушили. В результате получено 210 г никотиновой кислоты. При 96%-ной конверсии, в пересчете на использованный хинолин, это соответствует выходу 63,9%. Общий выход (выделенная никотиновая кислота и никотиновая кислота в маточном растiBope) составляла 92,0%. .Маточные растворы, содержащие кислоты и основания, сливают вместе и доводят хинолином и азотной кислотой до начального количества и исходной концентрации. Этот раствор, доведенный до начального количества и исходной концентрации, подвергали .превращению и обработке при вышеописанных условиях. В результате получали 283,0 г никотиновой кислоты, что соответствует 86%-ному выходу, (При конверсии хинолина 96%. Полученная никотиновая кислота представляла собой белый и чистый продукт с содержанием 99,8%. Пример 5. Через трубчатый реактор из титана объемом 155 мл цропускали при температуре 305С и давлении 120 ати 4720 г смеси, состоящей из 6,4% метилэтилпиридина и 33% в течение 24 мин (продолжительность обработки в реакторе равнялась 0,92 мин). В результате получено 4090 г жидкого реакционного -продукта. Остаток, в количестве 630 г (13,3), отводился в газообразном состоянии. Проду.кт реакции при помощи испарения доведен до 25%-ной концентрации азотной кислоты, а затем охлажден до температуры 0°С. При этом выкристаллизовывалось 394,7 г гидронитрата никотиновой кислоты с содержанием никотина 66,3%. Этот продукт отделяли от кислого маточного раствора (870 г) центрифугированием. В маточном растворе еще содержалось 30 г никотиновой кислоты. Содержание изоцианхомероновой кислоты в маточном растворе составлял 0,25%. Гидронитрат никотиновой кислоты (394,7 г) растворяли в 1200 г воды, нагревали до 95°С и доводили при помощи 287,0 г АКО до значения рП 3,3. После охлаждения выделившуюся в свободном состоянии никотиновую кислоту отделяют центрифугированием и высушивают. В результате .получают 204 г никотиновой кислоты. При 95%-ной кавверсии в пересчете на использованный 2-метил-5-этилпиридин это соответствует выходу в 70,0%. Общий выход (выделенная никотиновая кислота и никотиновая кислота в маточном растворе) составлял 95,0%. Оба маточных раствора сливались вместе и содержали еще 73 г никотиновой кислоты и 302,0 г 2-метил-5-этилпиридина. Слитые вместе маточные растворы доводились азотной кислотой до исходной концентрации и начального количества. Этот раствор, снова доведенный до начального количества и исходной концентрации, подвергали превращению и обработке соглагно вышеописанному. В результате получили 248,0 г никотиновой кислоты, что соответствует :84,0%-ному выходу при 95,0%-ной .конверсии. Полученная никотиновая кислота представляла собой белый и чистый продукт. Ее чистота равнялась 99,6%.

Пример 6. Через трубчатый реактор из титана 30,5 мл пропускали при температуре под давлением 280 ати в течение 12 мин 4720 г (4000 мл) смесь, состоящую из 6,4% 2метил-5-этилпиридина и 33% HNOs продолжительность обработки в реакторе составляла 5,5 сек. В результате получено 4090 г жидкого реакционного продукта. Остаток в количестве 630 г (13,3%) отводился в газообразном состоянии.

Продукт реакции при помощи испарения доведен до температуры . При этом выкристаллизовывалось ЗУ4,7 г гидронитрата никотиновой кислоты с содержанием никотина 66,3%. Этот продукт отделяли от кислого маточного раствора (870 г) центрифугированием. В маточном растворе еще содержалось 30 г никотиновой кислоты. Содержание изоцинхемеровой кислоты в маточном растворе составляло 0,25%.

Гидронитрат никотиновой кислоты (394,7 г) растворяли в 1200 г воды, нагревали до 95°С и при помощи 287,0 г АКО доводили значение рН до 3,3. После охлаждения выделившуюся в свободном состоянии выкристаллизованную никотиновую кислоту отделяли центрифугированием и высушивали. В результате получали 204 г никотиновой кислоты. При 95%-ной конверсии, в пересчете на использованный 2метил-5-этилпиридин, это соответствовало 70,0%-ному выходу. О.бщий выход (выделенная никотиновая кислота и никотиновая кислота в маточном растворе) составлял 95,0%. Оба маточных раствора сливались вместе и

содержали еще 73 г никотиновой кислоты и 302,0 г 2-метил-5-этилпиридина.

Слитые вместе маточные растворы доводились снова азотной кислотой до исходной концентрации и начального количества.

Этот раствор, доведенный до начального количества и исходной концентрации, подвергали превращению и обработке согласно вышеописанному. В результате получали 248,0 г .ниКОТИ1НОВОЙ кислоты, что соответствует 84,0%-пому выходу при 95,0%-ной конверсии. Полученная никотиновая кислота представляла собой чистый белый продукт. Ее чистота составляла 99,6%.

Ф о р 1М у л а изобретения

Способ получения никотиновой кислоты окислением гетероциклического соединения,

содержащего в своем составе пиридиновое ядро, имеющее хотя бы один заместитель, азотной кислотой при повышенной температуре и повышенном давлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, используют избыток водной азотной кислоты в количестве, превыщающим требуемое на 25- 600%, и процесс ведут при температуре до 370С и давлении до 500 атм, полученную при этом реакционную смесь доводят до концентрации азотной кислоты в пределах 10-28% и отделяют от кислого маточного раствора кристаллический гидронитрат пиринкарбоновой кислоты, который растворяют в воде, и раствор при помощи соответствующего исходного

основания устанавливают на изоэлектрическую точку никотиновой кислоты, выкристаллизовавшуюся при этом пиридипкарбоновую кислоту отделяют от маточного раствора, содержащего основание, Оба маточных раствора

сливают вместе, доводят до исходной концентрации и возвращают в процесс.