Способ получения формилпиразина Советский патент 1978 года по МПК C07D241/08 

(54)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМИЛПИРАЗИНА

1

Настоящее изобретение относится к способу получения формилпиразина - исходного продукта в синтезе лекарственных веществ.

Известен способ получения формилпиразина восстановлением пиразинкарбоновой КИСЛОТЫ три-трет.бутоксиалюмогидридом Известно получение формилпиразина озонолизом винилпиразина L2j. Недостатками указанных способов является труднодоступность исходных продуктов и низкий выход целевых продуктов.

Наиболее близким из известных способов получейия формилпиразина к способу, согласно настоящему изобретению является восстановление алюмогидридом ЛИТИЯ метилового эфира пиразинкарбоновой КИСЛОТЫ, который получают окислением метилпиразина двуокисью селена с последующей этерификацией выделенно пиразинкарбонсвой кислоты 3j.

Выход формилпиразина составляет 46% в расчете на метиловый эф.цр .пиразинкарбоновой кислоты и 20% в расчете на исходный метилпиразнн.

Недостатками этого способа является низкий выход целевого продукта, многостаднйность и использование такого пирофорного реагента, как литий алюминийгидрид.

Целью - настоящего изобретени.я является разработка способа получения формилпиразина, обеспечивающего высокий выход целевого продукта и отличающегося ПРОСТОТОЙ.

Согласно настоящему изобретению ЭТО достигается при получении Форми.ппиразина окислением метилпиразппа K icлородом воздуха при температуре 300470 С и разбавлении реакционной смеси водяным паром в присутствии ваиадийокисного или вана.диймолибленокисного катализатора при мольном соотношении, метилпиразина, кислорода н йоды, равном 1:10-50:2-50.

Предпочтительно использ.овать gaHeiдиймолибденок-исный. катализатор, содержащий 30-75% вес. пятиокиси ванадня/ .

Можно использовать катализатор до- полнительно содержащий окись серебра, кадмия или никеля в количэстве 220% вес. или фосфат натрия в количест ве 1-5% вес. Размер гранул катализатора 0,25-0,5 мм.

Процесс проводят в интервале температур 300-470 с, при времени контакта 0,05-0,5 сек.с целью предотвращения 3 рсмоления и уменьшения удельного веса побочных реакций процесс проводят в присутствии паров воды и инертного газа гелия. Степень превращения метилпиразина 10-90%, выход формилпиразина на пропущенйое сырье до ЗЛ, на прореагировавший метилпиразин г до 83%. Кроме формилпиразина в реакции парофаэного контактного окисления метилпиразина образуется до 50% пиразина, а также некоторое количество продуктов глубокого окисления. Выделение формилпиразина проводят следующим образом формилпиразин из контактных газов улавливаете в ловушках, охлаждаемых смесыо сухого льда с ацетоном. КаТализат, представляющи1 собой водный раствор формилпиразина, пиразина и непрореагировавшего метилпиразина, подщелачивают карбонатом калия до рН 8 и экстрагируют хлороформом(). Хлороформенный слой сушат безводным сульфатом натрия, хлороформ отгоняют, а остаток фракдионируют в вакууме. Собирают фракцию кипящую при 5 7-6 о С 6 мм рт.ст. Полученный формилпиразин представляет собой желтоватые кристаллы с т.пл. 28-30с. ИК-спектр формилпиразина имеет полосу поглощения при 1625 см)характерную для карбонильной группы. 2,4-Динитрофенилгидразон полученного формилпиразина плавится при 238-239 с (лит. т .пл. 239-240 0) , , Найдено, %: С 44,8; Н 2,8; N 29,2. Пример 1, В проточный реактор помещают 0,5 мм катализатора, соетоящего из окислов ванадия, молибдена 59 895 и серебра (атомное отношение V , Мо и Ag составляет 100:33;2), При температуре 450 С через катализатор пропускают парогазовую смесь, содержащую 5 л метилпиразина, 5 л воздуха, 5 л гелия и 2,1 л воды с объемной скорост.ью 24000 час Состав полученных продуктов анализируют методом газожидкостной хроматографии. Выход форQ милпиразина от теории 40%, в расчете на пропущенный метилпиразин - 33%. Выход на прореагировавший пиразин 42,5%. Пример 2. Катализатор состоle смеси окислов ванадия и молибдана (мольное отношение V и Мо составляет 3;1) с добавкой 1 вес.% МаНгРО., Парогазовую смесь (состав тот же, что в примере 1) пропускают над катализатором с объемной скоростью 24000 час 20 при 420 СоВыхоД формилпиразина составляет 52,5% от теории и 30% в расчете на пропущенный метгилпнраэин. Пример 3, Катализатор представляет собой ванадиймолибденокис26 ную систему (мольное соотношение V и М о ес:ть 3:1). Через катализатор при 425 С пропускают реакционную смесь, как в примере 1. В этих условиях выход формилпиразина составляет 83% от 30 теории и 30% в расчете на пропущенное сырье. Влияние добавок к катализатору, степени разбавления реакционной смеси парами воды и концентрации кислорода на выход формилпиразина и селективность иллюстрируются данными приведенными в таблице.

о

о

ъ

-н 1Л

00 fM

in

г

о о

о

о

о

П СО

ъ

о г-4

-н

г о гН

го го

ГЧ|

чо

r1Г)

го

LO Ol

1Л

да

:П

1Л (N

L/l

1Л Гч|

in ,-N

CN)

О ГО

О N

о

О

О (N

N

(М

гм

(N

rv|

ГЧ

о ,

о

О

о

о

Z

о

О)

in

1Л cf

1Л

«

«3о

PL

1М

X

ч

:г

t

о tri,,

ч-

к - О

S о

В on. 1 в качестве катализатора использована индивидуальная пятиокись ванадия,добавление трехокиси молибдена в количестве 75 и 25% мол. (оп. 2 и 3) приводит к повышению выхода формилпиразина, в случае содержания трехокиси молибдена в количестве 25 % мол значительно увеличивается селективность по формилпиразину. Для повьпдения активности контакта ванадий-молибденовая система модифицировалась, окислами серебра, кадмия и никеля и фосфатом натрия (оп. 8-17). В результате модифициров.ания общее превращение исходного сырья увеличивается в 1,52 раза и наблюдается повышение выходу формилпиразина в случае окислов серебра и к,адмия (оп, 8-и 14), Селективность всех модифицированных катализатов ниже основной ванадиймолибденокисной системы, но добавки целесообразно использовать для увеличения степени превращения метилпиразина t том случае, когда не предполагается выделять исходное сырь.е. Присутствие в катализате значительных количеств непрореагировавшего метилпиразина затрудняет выделение формилпирйзина. Оптимальное количеств.о модифицирующей добавки состаеляет 2 % мол. Дри увеличении содержания в контакте, например окиси серебра, до 20% мол..выход формилпиразина уменьшается (оп. 8 и 13). Как следует из данных- таблицы формилпиразин образуется при контактном окислении метилпиразина во всем приведенном интервале температур (300470 С), оптимальными являются температуры , в зависимости от состава катализатора.:Опыты 8-12 демонстрируют влияние концентрации киспорода и разбавления реакционной смеси парами воды в интервале мольных соотношений метилпиразина, кислорода и воды,равном 1:10--50: 2-50 , Как, видно из таблицы условия опыта В (соотношение метилпиразина, кислорода и воды равно 1:20:25) являются предпочтительными для образования формилпиразина. Выход формилпиразина составляет 305 41% в расчете на пропущенное и 40-83% в расчете напрореагировавшее сырье.

Формула изобретения

10

3 Способ по. п.1,2, отличаю щ и.и с я тем, что, с целью увеличения степени конверсии, используют ка3- тализатор, дополнительно содержащий окись серебра, кадмия ияй никеля в количестве 2-20% вес., или фосфат натрия в количестве 1-5% вес.

Р1СТОЧНЙКИ информ-ации, принятые во 35 внимание при экспертизе: i.Bfowr Н.С..5иЬЬо(.С.тНе h-educlioH of actci eh2or)de& bj 2Hhium iri-l-buioiy a umohydwde J. AH(.Chefff,&oc.,1950, v,aO,p.537f.

40a.Hirbcl-fbefg A.ai-ccl Smiih Т).Р.ТИе preparatiorr of pyrazirteaEdehyde by ozoMoPybi& of V(HvEpyrois:-me I.Hel.Cket«U966jV.3(i),-p.I0

S.Ruiken H.and Spoerni P.E . Lit.Vri u ж a um{Hiutti Reducllotifo ofpyrarm 45 cat-boyyliс e&lers T.Ohg.Ghew.,1963,vS,p.i89S