Способ получения никотиновой кислоты Советский патент 1976 года по МПК C07D213/80 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ кие и расходуются большие количества азот, ной кислоты. Кроме того, такое явление рассматривается как причина присутствия пиридина вследствие разложения образовавшейся никотиновой кислоты. Наоборот, если рН составляет 1,5 или ниже, то условия про ведения процесса следует рассматривать как мягкие и даже в том случае, если в продукте содержатся количества исходного продукта, вследствие чего большие количества непрореагировавшей азотной киолоты остаются в конечном растворе. При проведении процесса реакции окисления и декарбоксилирования протекают эффективно, реакция завершается в присутствии лишь незначительных количеств исходных м&териалов. Таким образом, можно сделать вывод о том, что величина рН конечной реакци онной смеси должна находиться в наиболее оптимальных пределах изменения изоэл(ктрической точки никотиновой кислоты или приблизительно в этих пределах, поскольку при таком условии обеспечивается возможность прямого выделения никотиновой кислоты из реакционной смеси. Иаоэлектрическая точка никотиновой кислоты, как известно, находится в интервале значений рН 3,0-3,3. Тем не менее установлено, что никотиновую кислоту с высоким выходом можно получать при рН конечной реакционной смеси не только в пределах 3,О 3,3, но также и в пределах 1,5-3,5. Влияние различных факторов на ход процесса, состав и рН получаемых продуктов реакции описаны ниже. Используемое количество азотной кислоты. В качестве приемлемого количества иопользуемой азотной кислоты можно указать то количество, которое теоретически необходимо для окисления, однако, величина рН конечной реакционной смеси при этом соста&ляет 3,5 или даже еще больше при прочих равных условиях проведения реакции, вследствие чего может понизиться выход коне ного продукта. В таком случае необходимо использовать дополнительное количество азо ной кислоты. Поэтому общее количество используемой азотной кислоты составляет 10О 117% от теоретически необходимого для окисления азотной кислсты. В том случае, когда используют большое количество азотной кислоты в указанных выше условиях величина рН составляет, как было установлено, 1,5 и даже еще меньше. В тех же реакционных условиях, если иопользуют количество азотной кислоты меньше 10О вес. %, то величина рН конечной реакционной смеси составляет 3,5 или даже превышает этот уровень. В том случае, коп а количество используемой азотной кислоты оставляет 100 вес. % или меньше, нэ реакцию проводят при другой температуре, которая не находится в указанном выше прееле, а именно, при 200 С или еще ниже в течение короткого промежутка времени, величина рН конечной реакционной смеси соотавляет 1,5 или еше меньше. В случае, когда используют азотную кислоту в количестве 117 вес. % и реакцию проводят при и выше в течение длительного промежутка времени, то рН конечной реакционной смеси составляет 3,5 или даже выше. Температура процесса. Наиболее эффективно проводить процесс получения никотиновой кислоты при 200235 С. Поддержание оптимальной температуры и использование оптимальных количеств азотной кислоты являются наиболее важными условиями ведения процесса. Другими словами, если реакцию ведут при температуре более 235 С, реакционные условия являются жесткими, вследствие чего происходит деструкция продукта реакции, а величина рН конечной реакционной смеси составляетЗ,5 или еше более, а полученная таким образом никотиновая кисло1-а содержит большое количество примесей. Если же реакцию ведут при температуре менее 200 С, то не обеспечивается возможность полного завершения реакции, л конечный раствор содержит непрореагировавший 2-метил-5-STHJVпиридин и изоцинхомероновую кислоту. Так как в конечной реакционной смеси присутствуют непрореагировавшая азотная и изошш- хомероновая кислоты, то ее рН равна 1,5 или еше меньше. Для выделения 1шкотиновой кислоты из этого раствора необходимо проводить дополнигельные сложные операции, которые включак5т в себя выделение изоцинхомероновой кислоты. Никотиновая кислота, которую при этом получают, содержит большие количества пр№месей и часто имеет заметную окраску. Продолжительность реакции. Наиболее удобно проводить процесс в течение 5-60 мин. Если время процесса 5 мин или меньше, то реакция полностью не завершается. При проведении реакции в течение длительного времени происходит нежелательное разложение реакционного продукта и не обеспечивается таким образом возможность достижения положительного результата, поэтому Продолжительность реакции не должна быть cлншкo большой. Давление. При проведешш процесса согласно предлагаемому способу обышо применяют дпшге нив 25-45 эти, однако, этот параметр м&нее важен, чем рассмотренные ранее. Да&ление зависит от соответствия количества используемой азотной кислоты, температуры процесса и продолжительности реакции. В частности, давление зависит от температуры проведения процесса. Интервал величин рН конечной реакционной смеси. В случае соблюдения условий проведения процесса согласно предлагаемому способу велич1ша рН конечной реакционной смеси приблизительно равна изоэлектрической никотиновой кислоты и находится в интервале значений 1,5-3,5. Этот интервал значений рН означает, что в случае полного завершения реакции, обеспечивается возмож ность легкой кристаллизации и ы 1Деление никотиновой кислоты высокой степени чиототы и высокого выхода путем простого концентрирования и последующего охлаждения реакционной смеси. Таким образом, пол держание величины рН в указанном интервале имеет большое значение и можно утверждать, что это является основным условием предлагаемого способа. В некоторых случаях, когда реакцию ведут в условиях, несколько отличающихся от предлагаемого способа, величина рН коне ной реакционной смеси может находиться в указанных пределах от 1,5 до 3,5, однако, при этом уменьшается выход конечного продукта. Выделенную никотиновую кислоту сушат и получают продукт высокого качества, степень чистоты которого составляет 98%, причем в этом случае обеспечивается возможность получить без затруднений технологического порядка конечный продукт более высокой степени чистоты, равной 99,9%, путе осуществления обычных способов очистки. Маточный раствор, содержащий остаток никотиновой кислоты, можно или дополнительно концентрировать или в него доба& лять 2-метил-5-этилпиридин и азотную кио лоту для приготовления исходной реакционной смеси. При осуществлении предлагаемого способа степень конверсии 2-мети№-5-этилпиридина достигает 92-97 вес. %. тогда как выход никотиновой кислоты составляет 8(Х. 85 вес. % в расчете на загруженный и 85-90 вес. % в расчете на прореагировавший 2.ети№.5-этилпиридин. Преимуществом предлагаемого способа является возможность простого осуществлюния непрерывного процесса получения никотиновой кислоты, его высокая экономичность и легкость прямого выделения никотиновой кислоты высокой степени чистоты из реакционной смеси. Очевидно, что в качестве исходного сырья помимо 2-мет蹫5 эт1тлпиридина можно использовать и другие диалкилпирндпны, например 2,5-луТидин, 2-метил-5-бутилшфидин или 2.ропил-5-этилиириш1и. В нижеследующих примерах количества всех продуктов выражены в весовых процентах. Пример 1. Жидкую смесь 82 г 2-метил-5-втилпиридина и 918 г ааотной каслоты непрерывно подают в два последовательно соединенных цилиндрических реактора емкостью 1,5л, предварительно нагретых до 225 С. В реакторах Поддерживают избыточное давление 35 ати. Время прохождения смеси через оба реактора составляет 10 мин. За это время реакция завершается. Собирают 7GO г жлдкого продукта на каждые 1000 г ьвеяенпого раствора. 240 г смеси собирают, конденсируя газообразные продукты. Величина рН объединенной конечной реакционной смеси составляет 3,5. Эту смесь концентрируют, охлаждают до темпе1)атуры 0-5 С, выпавшую никотиновую клслоту центрифугируют, сушат и получают 67,0 г целевого продукта (чистота 98,2%) на ЮООг исходных реагентов, В конечном продукте отсутствует изоцинхомероновая клслота, В маточном растворе содержится 4 г 2-ме- тил-5-этилшфидина и 4,3 г никотиновой кислоты на 1000 г исходных реагентов. Таким образом, конверсия 2-метил-5- -этилпиридинасоставляет 95,0%, выход никотиновой кислоты на исходный продукт 84,5%, а на прореагировавший 2-метил- 5-этилпиридин - 9О,0%. Состав маточного раствора регулируют в соответствии с составом исходной реакционной смеси и затем его вновь использу- от для проведения указанной реакции. В результате получают реакционную смесь с рН 3/1, которую обрабатывают, как описано выше, и получают 67,1 г никотиновой кислоты (чистота 98,1%) в расчете на 1ОО° г иоходного раствора. Во втором маточнике содержится 3,3 г непрореагировавшего 2-мети№-5-этилпиридина и 5,2 г никотиновой кислоты. Конверсия 2-метил-5-этилпиридт1а-96,О%, выход никотиновой кислоты составляет 83,8% на взятый и 9О,3% на прореагировавший 2-метил-5-этилпиридин. Никотиновая кислота совершенно не сод&жит изоцинхомероновой ютслоты, причем выеленный маточник можно попользовать вновь. Пример 2-5. Аналогично примеру при несколько отличных условиях получают никотиновую кислоту. Примеры 6и7. Реакцию проводягг аналогично примеру 1, однако, вместо цилиндрических, используют два последовательно расположенных трубчатых реактора с рдаметром труб 3 см: и высотой 2 м. Величины рН конечньцс реакционных смесей равны соотйетственно 1,8 и 2,2. После концентрирования каждого раствора величины рН растворов соответственно доводят до 3,2 добавлением 2-мети№-5-этилпиридина с последующим охлаждением их до температуры 0-5 С. Соответственно проводш- операции кристапизации и выделения никотиновой кислоты. Пример 8. В качестве исходного вещества используют смесь следующих диа;. килпиридинов, вес. %: 2-Метип-5-этилш1ридин (МЭП)10 2-Пр01шл-5-этилшфидин30 2-Метил-5-бутилпиридин60 Эксперимент осушествлипот при использовании аппарата, описанного в примере 6 ан. логично примеру 1 при соответствующих уоловиях реакции. Конечный реакционный раствор имеет величину рН 2,2. После концентрирования раствора рН раотвора доводят до 3,2 добавлением 2-метш -5-этилпиридина и затем раствор охлаждают до 0-5 с. Образовавщиеся кристаллы никотиновой кислоты отделяют. Условия проведения реакций в примерах 1-8 и их результаты приведены в таблице. Результаты реакций пересчитаны на 1000 г загруженного исходного вещества. Огделен ная маточная жидкость используется повторно при рециркуп1щии ее. Результаты, указанные в этой таблице в скобках, 5шл5потся данными, которые были получены при повторном использовании маточных растворов в примерах 1-5.

13 14

Формула изобретениямл, отличающийся тем, что,

Способ получения никотиновой кислотыс целью упрощения процесса, используют

окислением 2-мети 5 тил1Шридина азотной100-117% от теоретически греоуемого коГл гой при повышенной температуре и по-личества азотной .ешГ

Бышенном давлении с последующим выдели5 при температуре 200-235 С и давлении

нием целевого продукта известными приема-25-45 ати.