Способ получения 2-метилимидазола

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН

1 у у С 07 Э 233/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4169918/31-04 (22) 26.12.86 (46) 23.05.88. Бюл. Р 19 (71) Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского (72) Г.В.Исагулянц, К.М.Гитис, Л.А.Арутюнянц, Н.И.Раевская и А.Ф.Солодов (53) 547.781/785 (088.8) (56) Патент С1ЧА Р 2847417, кл. 260309, 1958. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ЗОЛА (57) Изобретение касается замещенных имидазолй, в частности получения 2метилимидазола (ИМД) — полупродукта для синтеза лекарственных средств, ускорителей полимеризации, ингибиторов коррозии металлов. Цель — повышение чистоты ИМД, усовершенствование системы улавливания кристаллических

„„SU„„1397440 A I веществ и утилизация отходов. Синтез

И11Д ведут реакцией этилендиамина и уксусной кислоты при 350-400 С в среде водорода в присутствии катализатора (КТ), в качестве которого используют отработанный алюмоплатиновый КТ риформинга. Улавливание продуктов реакции ведут барботированием паров реакционной смеси через растворитель (РС) с одновременным циркуляционным орошением этим же PC подаваемым в зону осаждения кристаллов. Очистку

И1!Д проводят отжиманием масла от сырых кристаллов, выделенных после отгонки PC с последующей перекристаллизацией из диоксана, упариванием маточника и возгонки сухого остатка., В качестве PC используют жидкости с т.кип, 75-100 С, выбранные из группы: этанол, изопропанол, вода. Выход И1Щ до 71,IX, т.пл. 142-143 С, без образования отходов ° 1 3 ° па ф лыу 1 иле

1397440

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2-метилимидазола — полупродукта для синтеза ценных лекарственных препаратов, биологически активных веществ, ускорителей полимеризации эпоксидных смол, ингибиторов коррозии металлов.

Цель изобретения - повышение чистоты целевого продукта, удешевление процесса, усовершенствование системы улавливания кристаллических продуктов и утилизации отходов., На чертеже изображен приемник барботажного типа. 15

Поставленная цель достигается за счет взаимодействия этилендиамина и уксусной кислоты при 350-400 С в присутствии алюмоплатиновог0 отработанного катализатора риформинга с после- 20 дующим улавливанием сырого продукта путем барботирования паров реакционной смеси через растворитель с одновременным циркулярным орошением этим же растворителем, подаваемьм в зону 25 осаждения кристаллов, с последующей очисткой продукта путем отгонки раст. ворителя, отжима сырых кристаллов от масла, перекристаллизации их из диоксана, упаривания маточника и воз- 30 гонки сухого остатка.

В качестве поглощающей жидкости и растворителя кристаллов в системе улавливания используют растворитель с т.кип. 75-100 С, выбранный из груп- пы этанол, изопропанол, вода.

Пример 1„ Отработанный алюмоплатиновый катализатор риформинга

АП-64, содержащий О, 6 Pt и О, 08X Cl, измельчают, отбирают фракцию 1-2 мм 10 и загружают в проточньй кварцевый реактор в количестве 100 см . Перед началом опыта катализатор восстанавливают водородом при 500 C в течение

2 ч, пропуская его со скоростью

60,л/ч. Затем, не прекращая тока водорода; охлаждают реактор до 400 С и при этой температуре в течение 3 ч пропускают заранее приготовленную смесь этилендиамина и уксусной кис50 лоты (соотношение компонентов 1, 0:

1,15 мол.) со скоростью 73 мл/ч (об. скор. по жидкости 0,,73 ч ), что соответствует количеству пропущенного этилендиамина 101,8 г (1,7 моль) и соотношению Н :этилендиамин 4,2-.1 мол

Продукты реакции собирают в приемник барботажного типа с краном 4 в нижней части приемника:, В верхней части центральной трубки 3 по ее периферии припаяно полое кольцо 1, сообщающееся с внутренним объемом приемника рядом отверстий 2, расположенных также. по периферии центральной трубки. Кроме того, это кольцо имеет снаружи патрубок, сообщающийся с полостью кольца. Перед началом синтеза ловушку заполняют этиловым спиртом выше уровня центральной трубки, при этом выходящий из реактора водород барботирует через спирт. Во время синтеза пары выхоцящих из реактора продуктов частично конденсируются в виде кристаллов на внутренних стенках центральной трубки, а частично поглощаются спиртом при барботировании.

При накоплении кристаллов в центральной трубке через патрубок периодически подается этанол, который смывает кристаллы в поглощающую жидкость. По мере наполнения приемника раствор сливают в накопительную емкость, затем растворитель и летучие примеси отгоняют на роторном испарителе {10

12 мм рт.ст., 90-95 0), получают

127,9 г сырого продукта (выход

92 мол.Х> считая на пропущенный этилендиамин) с т. пл. 133-138 С. Кристаллы сырого 2-метилимидазола прокладывают между слоями Фильтрующей ткани и на процессе отжимают от масла. Отжатые кристаллы растворяют при о нагревании (80-85 С) в диоксане, взятом в количестве в 1,5 раза большем, чем 2-метилимидазол, и оставляют кристаллизоваться при комнатной температуре в течение 2 ч. Кристаллы отфильтровывают, маточник сливают, а кристаллы отмывают на фильтре от диоксана диэтиловым эфиром (2х50 мл).

Маточник концентрируют, частично ото ,гоняя диоксан (50-55 С; 0-1 2 мм рт. ст. ), и при охлаждении получают дополнительную порцию кристаллов, которые отфильтровывают и промывают эфиром (2х30 мл). Перекристаллизованный 2-метилимидазол сушат под небольшим вакуумом (60-70 мм рт.ст.) при комнатной температуре. Продукт первой перекристаллизации (А,) получают в количестве 85,2 r (выход

61,1 мол.Е, считая на этилендиамин) с т.пл. 142-142,5 С. Продукт второй перекристаллизации (Az) получают в количестве 10,5 г (выход 7,5 мол.Х, считая на пропущенный этилендиамин) о с т.пл. 141-142 С. Маточник „остав1397440 шийся после второй перекристаллизации, и эфирные смывы упаривают, сухой остаток коричневого цвета возгоняют при атмосферном давлении и по5 лучают белые игольчатые кристаллы с т.пл. 134-137 С. Возогнанный продукт перекристаллизовывают и получают дополнительно 2-метилимидазол в количестве 3,5 г (выход 2,5%, считая на исходный этилендиамин) с т.пл, 142143 С. Всего получают 99,2 очищенно-, го 2-метилимидазола с выходом

71,1 мол.%, считая на пропущенный этилендиамин. 35

Пример 2. Смесь этилендиамина с уксусной кислотой, взятых в соотношении 1:1,17 мол., пропускают через 100 см указанного в примере I з катализатора йри 400 С, .об. скор. пропускания смеси 0,72 ч и разбавлении Н :этилендиамин 4,4:1 мол, в течение 3 ч. Пропущено 100,4 г этилендиамина (1,67 моль). Продукты реакции собирают в приемник барботаж- 25 ного типа (пример 1), где в качестве поглощающей жидкости и растворителя кристаллов используют дистиллирован" ную воду. По окончании синтеза воду упаривают сначала при атмосферном давлении а затем на роторном испаУ о рителе при 10-12 мм рт.ст. и 97 С и получают сырой продукт в количестве

123,8 г (выход 90,2 мол.%, считая на пропуценный этилендиамин) с т.пл.

132-136 С. Полученные кристаллы отжимают от масла и перекристаллизовывают из диоксана по примеру 1, и получают 71,5 г А и 11,6 r А (выходы

52,2 и 3,5%, счйтая на пропущенный 40 этилендиамин) с т.пл. 142-143 и 141142 С соответственно. Маточник, полученный после отделения А, а также эфирные смывы упаривают досуха и сухой остаток возгоняют. Возогнанные кристаллы перекристаллизовывают из диоксана и получают дополнительно

2,5 r 2"метилимидаэола (выход I,SX) с т.пл. 142-143 С. Всего получают

85,6 r очищенного 2-метилимидазола с 1@ выходом 62,5 мол.X считая на пропущенный этилендиамин.

Hp и м е р 3. Через 100 см каУ тализатора, указанного в примере 1, с которь1м проведено четыре трехчасо-, вых опыта по синтезу 2-метилимидазола с промежуточнымн регенерациями при 500 С,. пропускают в течение Э ч смесь этилендиамина и уксусной кисо лоты при 400 С, об. скор. подачи смеси.0,74 ч и разбавлении P.:этилендиамин 4,4:1 мол. Продукты собирают в иэопропаноле, который затем вместе с летучими примесями отгоняют на роторном испарителе (10-12 мм рт.ст., 90-95 С), и получают 119,9 r кристаллов 2-метилимидазола грязно-бурого цвета (выход 85 мол,X, считая на пропущенный этилендиамин). Кристаллы отжимают от масла, растворяют в этаноле, .добавляют активированный уголь (БАУ) в количестве 1/6 от веса растворенного продукта и кипятят в колбе с обратным холодильником в течение !,5 ч. Затеи раствор фильтруют, этанол отгоняют на роторном испарителе и получают осветленные кристаллы 2метилимидазола в количестве 105,8 г (выход 75 мол.Х, считая на пропущенный этилендиамин) с т.пл. 133-137 С.

Продукт перекристаллизовывают из диоксана по примеру 1 и получают

59,5 r А и 14,5 г А с выходами

42,2 и 10,3 мол.X соответственно при т.пл. 142-143 С каждого. Иаточник, полученный после отделения А, а также эфирные смывы упаривают досуха и сухой остаток возгоняют. Возогнанные кристаллы перекристаллиэовывают по примеру 1 и получают дополнительно

2,! r (1,5 мол.%) 2-метилимидазола с т.пл. 142-132 С. Bcего за опыт получают 76,1 r очищенного продукта с выходом 54 мол.%, считая на пропущенный этилендиакнн.

Предлагаемый способ получения 2-, метилимидазола пригоден для реализации в промьппленном масштабе, поскольку он основан на сравнительно доступном, многотоннажном катализаторе (отработанный катализатор риформинга), снабжен удобной для промьппленности. системой улавливания продуктов и является практически безотходным, кроме того, достоинством способа является высокая чистота продукта. формулаизобретения

l. Способ получения 2-метилимидазола путем взаимодействия этилендиамина и уксусной кислоты при 350-400 С в среде водорода в присутствии дегалоидированного алюмоплатинового катализатора с последумцим улавливанием и очисткой целевого продукта, отличающийся тем, что, с

1397440 целью повышения чистоты целевого про целевого продукта проводят путем отдукта-, удешевления процесса, совер- жима от масла сырых кристаллов„ выщенствования системы улавливания деленных после отгонки растворителя, кристаллических продуктов и утилиза- перекристаллизации их иэ диоксана

В

Ции отхоДов,, в качестве катализатора упаривания маточника и возгонки сухо 1спольэуют отработанный алюмоплатино- го остатка алый катализатор рибюрминга, улавлива- 2. Способ по п.1, о т л и ч а юНие пРодУктов Реакции осУществлЯют шийся тем, что в качестве погло1утем барботирования паРов Реакцион- 10 щающей жидкости и растворителя крис1ой смеси чеРез Растворитель с одно- таллов используют растворитель, с временным циркуляционным орошением температурой кипения 75-100 С, выб.1тим же растворителем, подаваемым в ранный из группы этанол, иэопропанол зону осаждения кристаллов, очистку йода.

l70fl7OA 4(3 реактора б аЕ777СЯ ерша/

/7777@A

СЛ7РОРи м76ЮФ

Заказ 2560/24 Тираж З70

По писное д

Роизв полигр ° пр-тие, г. ужгород, ул. Проектная,