Способ получения (13c2-карбонил)диметилфталата



Владельцы патента RU 2470008:

Общество с ограниченной ответственностью "Ростхим" (RU)
Государственное унитарное предприятие г. Москвы "Международный научный и клинический центр "Интермедбиофизхим" (ГУП "МНКЦ "Интермедбиофизхим") (RU)

Изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения (13С2-карбонил)диметилфталата, который может быть использован для получения (13С2-карбокси)фталевой кислоты. Оба соединения могут быть использованы для получения ряда средств для диагностики и терапии опухолей. Предложенный способ заключается в карбонилировании 1,2-дибромбензола монооксидом углерода 13СО в метаноле при температуре 100-150°С, давлении не выше 1,0 МПа в присутствии каталитической системы, содержащей ацетат палладия и фосфиновый лиганд, взятые в мольном соотношении 1:0,5-1:10, в присутствии триэтиламина или ацетата натрия. Способ обеспечивает получение целевого продукта с выходом до 94,5% с изотопной чистотой до 99,3%. Производительность катализатора достигает 9,9 моль/моль·ч. Из полученного продукта путем кислотного гидролиза может быть получена (13С2-карбокси)фталевая кислота с изотопной чистотой 99%. 1 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

Изобретение относится к органической химии, в частности, к способам получения эфиров ароматических дикарбоновых кислот, содержащих стабильные изотопы углерода 13C, в частности - (13C2-карбонил)диметилфталата. Последний может служить сырьем для получения (13C2-карбокси)фталевой кислоты. Данные соединения используются для получения ряда средств диагностики и терапии опухолей.

Анализ научно-технической литературы показывает, что наиболее подходящим способом для получения эфиров ароматических дикарбоновых кислот является карбонилирование дигалоидпроизводных ароматических соединений в присутствии катализаторов. Поскольку указанные способы получения (13C2-карбонил)-диметилфталата или (13C2-карбокси)фталевой кислоты в литературе не обнаружены, в качестве аналогов приводим ряд способов получения немеченых дикарбоновых ароматических кислот и их эфиров методами карбонилирования дигалоидпроизводных ароматических и гетероароматических соединений.

Известно, что при карбонилировании 2,3-дихлорпиридина (патент ЕР 282266; кл. С07С 67/36; 1988 г.) в присутствии каталитической системы PdCl2/1,4-бис(дифенил-фосфино)бутан, карбоната натрия и этанола в бензоле при 250°С и 50 атм СО за 3 часа выход 2,3-диэтоксикарбонилпиридина составляет менее 2%. К недостаткам процесса можно отнести очень жесткие условия проведения реакции, низкий выход продукта и низкую производительность катализатора: 1,2 моль/моль·ч.

Однако в случае 5-метоксиметил-2,3-дихлорпиридина (Bessard Y., Roduit J.P. - Tetrahedron, 1999, V.55, №2, p.393-404) в присутствии каталитической системы Pd(OAc)2/1,1'-бис(дифенилфосфино)ферроцен (dppf) и ацетата натрия в этаноле при 160°С и 15 атм СО за 5 часов был получен диэфир с селективностью 99% (выход выделенного продукта - 90%). К преимуществам данного способа можно отнести высокую скорость реакции, высокие селективность и выход продукта. К недостаткам, как и предыдущем способе, можно отнести довольно высокое давление СО и высокую температуру процесса.

Известно, что 1,8-дийоднафталин в процессе аминокарбонилирования с первичными или вторичными аминами в присутствии каталитической системы Pd(OAc)2/PPh3=1:2 в диметилформамиде превращается в производные 1,8-нафталиндикарбоновой кислоты - диамиды и N-замещенные нафталимиды (Takács A., Ács P., Kollár L. - Tetrahedron, 2008, V.64, №6, р.983-987). Реакция протекает при невысокой температуре (50°С). Однако недостатком процесса, как и в первом способе, является низкая скорость реакции; так, при давлении 40 атм процесс проводят 24 часа с выходом продуктов не более 72%. При этом производительность катализатора, рассчитанная на основании приведенных данных, составляет 0,83 моль/моль·ч. При атмосферном давлении скорость еще более снижается; при этом можно обеспечить относительно высокий выход выделенного продукта (до 87%), однако происходит частичная дезактивация катализатора с выпадением металлического палладия, поэтому авторы рекомендуют проводить процесс при давлении 40 атм. Но необходимо отметить, что в синтезе меченых соединений нецелесообразно использовать высокое давление 13CO по экономическим соображениям.

Известен способ получения фталевой и терефталевой кислот карбонилированием 1,2-дийодбензола и 1,4-дийодбензола (Pri-Bar I., Alper Н. - J. Org. Chem., 1989, V.54, №1, P.36-38) в присутствии ацетата палладия (Pd(OAc)2) и трифенилфосфина (PPh3), взятых в соотношении 1:3, а также бензоата натрия (прототип). В качестве растворителя используется диметилформамид. Реакция протекает в мягких условиях (95°С и 2,7 атм СО). К недостаткам способа можно отнести низкую скорость реакции и невысокий выход кислот: за 18 часов выход фталевой и терефталевой кислот составил соответственно 55 и 70%. Производительность катализатора по фталевой кислоте, рассчитанная на основании приведенных данных, составляет 0,3 моль/моль·ч.

В данном изобретении решается задача разработки способа получения (13C2-карбонил)диметилфталата в мягких условиях, с высокой производительностью катализатора, высоким выходом и изотопной чистотой продукта не менее 98%.

Поставленная задача решается тем, что диметилфталат со стабильными изотопами углерода 13C в карбонильных группах получают реакцией карбонилирования 1,2-дибромбензола монооксидом углерода 13CO в метаноле при температуре 100-150°С и давлении, не превышающем 1,0 МПа, в присутствии каталитической системы, содержащей ацетат палладия и фосфиновый лиганд взятые в соотношении 1:0,5-1:10, с добавлением триэтиламина или ацетата натрия. Кроме того, поставленная задача решается тем, что в качестве фосфинового лиганда используют 1,1'-бис(дифенилфосфино)ферроцен или трифенилфосфин.

При отклонении от указанных пределов значений параметров процесса выход (13С2-карбонил)диметилфталата уменьшается. В частности, при уменьшении температуры и увеличении мольного содержания фосфинового лиганда в каталитической системе резко снижается скорость процесса, с другой стороны, с ростом температуры, увеличением давления или снижением содержания лиганда наблюдается дезактивация катализатора с выпадением металлического палладия.

Из полученного (13C2-карбонил)диметилфталата путем кислотного гидролиза может быть получена (13C2-карбокси)фталевая кислота с изотопной чистотой 99,3%. Следует отметить, что для определения изотопной чистоты (13C2-карбонил)диметилфталата и (13C2-карбокси)фталевой кислоты их анализируют методом спектроскопии ЯМР на ядрах 13C (25°С, раствор в ацетонитриле-d3). Используют Фурье-спектрометр ЯМР «AVANCE 600» с рабочей частотой 150,9 МГц.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1

В реактор загружают 0,1 г (0,44 ммоль) ацетата палладия, 0,22 г (0,4 ммоль) dppf, 45 мл метанола, 4,9 мл (35 ммоль) триэтиламина и 2 мл (16,6 ммоль) 1,2-дибромбензола. Затем реактор заполняют монооксидом углерода 13CO (с изотопной чистотой не менее 99%), включают перемешивание и нагревают до температуры 100°С. Затем доводят давление до рабочего (1,0 МПа). Через 8 часов выключают перемешивание и обогрев, охлаждают реактор до комнатной температуры (давление составляет 0,49 МПа) и сбрасывают непрореагировавший газ в специальный баллон. Реактор разгружают и анализируют реакционную смесь методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ).

Полученный (13C2-карбонил)диметилфталат выделяют из реакционной массы экстракцией четыреххлористым углеродом с последующей вакуумной дистилляцией.

Степень превращения 1,2-дибромбензола по данным хроматографического анализа составляет 99,9%. Селективность реакции по (13C2-карбонил)диметилфталату - 99%. Полученный (13C2-карбонил)диметилфталат имеет показатель преломления n20 D=1,515 (лит. данные: 1,512-1,516). Выход выделенного (13C2-карбонил)диметилфталата в расчете на взятый 1,2-дибромбензол составляет 94,5%. Производительность катализатора составляет 4,0 моль/моль·ч.

Изотопная чистота (13C2-карбонил)диметилфталата составляет 99,3%.

При необходимости (13C2-карбокси)фталевую кислоту получают кислотным гидролизом (13C2-карбонил)диметилфталата, очищают перекристаллизацией из воды и высушивают.

Температура плавления полученной (13C2-карбокси)фталевой кислоты составляет 205-210 °C (лит. данные: 206-211°С с разложением), содержание основного вещества по данным ПМР - 99,6%. Инфракрасный спектр фталевой кислоты, зарегистрированный на FT-IR спектрофотометре Nicolet 6700 в таблетках из KBr, соответствовал спектру образца базы данных SDBS, записанному в области 400-4000 см-1 между пластинами KBr. Основные полосы поглощения выделенной (13C2-карбокси)фталевой кислоты, см-1: 2891 ср., 1686 о.с., 1404 с.,1282 о.с., 1072 с., 907 ср., 740 с.

Выход выделенной (13C2-карбокси)фталевой кислоты составляет 77%. Изотопная чистота - 99,3%.

Пример 2

Реакцию проводят так же, как в примере 1, но при давлении 13CO 0,65 МПа, и проводят в течение 4,5 часов. По данным ГЖХ анализа конверсия 1,2-дибромбензола составляет 97,5%. Селективность по (13C2-карбонил)диметилфталату - 98,6%. Выход - 90%. Изотопная чистота выделенного диметилфталата составляет 99,1%. Производительность катализатора составляет 8,0 моль/моль·ч.

Пример 3

Реакцию проводят так же, как в примере 1, но в течение 3 часов при давлении 13CO 0,2 МПа, которое поддерживается постоянным в течение всего опыта.

Конверсия исходного 1,2-дибромбензола составляет 84,3%. Селективность реакции по (13C2-карбонил)диметилфталату составляет 93%. Выход - 74%. В ходе реакции катализатор стабилен и не разрушается с выделением металлического палладия. Изотопная чистота выделенного диметилфталата составляет 99%. Производительность катализатора составляет 9,9 моль/моль·ч.

Пример 4

В реактор загружают 0,036 г (0,16 ммоль) ацетата палладия, 0,05 г (0,09 ммоль) dppf, 10 мл метанола, 0,86 г (6,3 ммоль) ацетата натрия и 0,36 мл (3,0 ммоль) 1,2-дибромбензола. Реакцию проводят под давлением 13CO 0,5 МПа, при температуре 150°С в течение 9 часов. Конверсия 1,2-дибромбензола составляет 95%. Селективность - 93%. Выход (13C2-карбонил)диметилфталата - 83%. Изотопная чистота выделенного диметилфталата составляет 99,1%. Производительность катализатора составляет 1,7 моль/моль·ч.

Пример 5

Реакцию проводят так же, как в примере 1, однако исходное давление 13CO составляет 0,7 МПа, температура поддерживается 130°С, мольное соотношение Pd(OAc)2 и трифенилфосфина взято 1:10 и проводят реакцию в течение 6,5 часов в присутствии триэтиламина. Конверсия 1,2-дибромбензола составляет 96,8%. Селективность по (13C2-карбонил)диметилфталату - 96,3%. Выход выделенного (13C2-карбонил)диметилфталата в расчете на взятый 1,2-дибромбензол составляет 91%. Изотопная чистота выделенного продукта составляет 99%. Производительность катализатора составляет 5,3 моль/моль·ч.

Таким образом, разработанный способ позволяет получать (13C2-карбонил)-диметилфталат в одну стадию из доступного сырья (1,2-дибромбензол) в мягких условиях с высокими выходом, селективностью и изотопной чистотой не ниже 99%. Метод характеризуется достаточно высокой производительностью катализатора, а отсутствие дополнительного растворителя (синтез проводят в растворе реагента - метанола) также повышает производительность процесса синтеза диметилфталата. При этом катализатор стабилен (не разлагается с выделением металлического палладия) вплоть до полного завершения реакции.

При необходимости из полученного продукта легко получить (13C2-карбокси)фталевую кислоту с изотопной чистотой 99% методом кислотного гидролиза.

1. Способ получения (13С2-карбонил)диметилфталата, заключающийся в карбонилировании 1,2-дибромбензола монооксидом углерода 13СО в метаноле при температуре 100-150°С, давлении не выше 1,0 МПа в присутствии каталитической системы, содержащей ацетат палладия и фосфиновый лиганд, взятые в мольном соотношении 1:0,5-1:10, в присутствии триэтиламина или ацетата натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лиганда используют 1,1'-бис(дифенилфосфино)ферроцен или трифенилфосфин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к предназначенной в качестве пластификаторов полимеров смеси изомерных изонониловых эфиров бензойной кислоты, которую получают этерификацией бензойной кислоты нониловыми спиртами или переэтерификацией одного или нескольких алкиловых эфиров бензойной кислоты с 1-8 атомами углерода в алкильных остатках нониловыми спиртами, причем нониловые спирты содержат менее 10 мол.% 3,5,5-триметилгексанола; к предназначенной в качестве пластификаторов полимеров смеси, состоящей из 1-99 мас.% изомерных изонониловых эфиров бензойной кислоты и 1-99 мас.% диалкиловых эфиров фталевой кислоты, алкильные остатки которых содержат 4-13 атомов углерода, причем изомерные изонониловые эфиры бензойной кислоты получают этерификацией бензойной кислоты нониловыми спиртами или переэтерификацией одного или нескольких алкиловых эфиров бензойной кислоты с 1-8 атомами углерода в алкильных остатках нониловыми спиртами, причем нониловые спирты содержат менее 10 мол.% 3,5,5-триметилгексанола; к предназначенной в качестве пластификаторов полимеров смеси, состоящей из 1-99 мас.% изомерных изонониловых эфиров бензойной кислоты и 1-99 мас.% алкиловых эфиров адипиновой кислоты, алкильные остатки которых содержат 4-13 атомов углерода, причем изомерные изонониловые эфиры бензойной кислоты получают этерификацией бензойной кислоты нониловыми спиртами или переэтерификацией одного или нескольких алкиловых эфиров бензойной кислоты с 1-8 атомами углерода в алкильных остатках нониловыми спиртами, причем нониловые спирты содержат менее 10 мол.% 3,5,5-триметилгексанола; а также к предназначенной в качестве пластификаторов полимеров смеси, состоящей из 1-99 мас.% изомерных изонониловых эфиров бензойной кислоты и 1-99 мас.% алкиловых эфиров циклогександикарбоновой кислоты, алкильные остатки которых содержат 4-13 атомов углерода, причем изомерные изонониловые эфиры бензойной кислоты получают этерификацией бензойной кислоты нониловыми спиртами или переэтерификацией одного или нескольких алкиловых эфиров бензойной кислоты с 1-8 атомами углерода в алкильных остатках нониловыми спиртами, причем нониловые спирты содержат менее 10 мол.% 3,5,5-триметилгексанола.
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения сложных эфиров карбоновых кислот, которые находят применение в лаковых смолах, в качестве составляющих лакокрасочных материалов, и особенно в качестве пластификаторов для пластмасс.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения пластификатора, который используется для получения пластикатов, на основе отходов производства спиртов и фталевого ангидрида в присутствии металлоорганического или кислотного катализатора, который включает следующие стадии: a) кубовый остаток производства бутиловых спиртов и кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида нагревают, отгоняя при этом легкую фракцию спиртов; б) этерификацию проводят при температуре 100-200°С в присутствии катализатора, взятого в количестве 0,1-3,0 % от веса реакционной массы; в) осуществляют отгонку легколетучих компонентов.

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, в частности к получению бутилбензилфталата, используемого как пластификатор суспензионного и эмульсионного поливинилхлорида, поливинилбутираля и хлоркаучуков.

Изобретение относится к области получения симметричных сложных эфиров двухосновных карбоновых кислот C6-C10 и 2-этилгексанола, применяемых в качестве смазок двигателей различного назначения, приборных масел, масел для зубчатых передач, гидравлических и тормозных жидкостей, а также для пластификации полимеров.

Изобретение относится к получению сложных эфиров, в том числе полиэфиров, применяемых в качестве пластификаторов полимеров. .

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров моно- или дикарбоновых кислот с одно- или многоатомными спиртами общей формулы: где: при X=OC(O)-C12-20H25-41; R2=C11-19H23-39; при X = H; R1=C15-25H30-51; R2=-CH2OCH2CH2OH; -CH2-CH2-CH2OH; Указанные соединения используются в качестве смазок, пластификаторов при переработке полимеров, например поливинилхлорида, применяемого, в частности, в пищевой и медицинской промышленностях.
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения C1-С3 алифатической карбоновой кислоты и/или соответствующего сложного эфира путем карбонилирования соответствующего С1-С3 алифатического спирта и/или его производного - сложного или простого эфира - монооксидуглеродным сырьем, содержащим водород, в присутствии катализатора, включающего цеолит, содержащий по меньшей мере один 8-членный кольцевой канал, указанный 8-членный кольцевой канал соединен с каналом, образованным кольцом, содержащим 8 или большее количество элементов, указанное 8-членное кольцо обладает просветом размером не менее 2,5 Å × не менее 3,6 Å, и по меньшей мере один бренстедовский кислый центр, и этот цеолит обладает молярным отношением диоксид кремния:X2O3, равным не менее 5, где Х выбран из группы, включающей алюминий, бор, железо, галлий и их смеси, при условии, что цеолит не представляет собой морденит или феррьерит.
Изобретение относится к усовершенствованному способу уменьшения концентрации альдегида в сырьевом потоке процесса карбонилирования, включающему: подачу сырого потока, содержащего карбонилируемый агент, выбранный из группы, состоящей из метанола, метилацетата, метилформиата и диметилового эфира или из их смеси, имеющего первичную концентрацию альдегидов; и его взаимодействие в газовой фазе с нанесенным катализатором, который содержит, по меньшей мере, один металл от 8 до 11 группы, в условиях, обеспечивающих уменьшение первичной концентрации альдегидов до вторичной концентрации альдегидов.
Изобретение относится к усовершенствованному способу карбонилирования, предназначенному для получения продукта карбонилирования путем взаимодействия монооксида углерода с сырьем, включающим спирт и/или его реакционно-способное производное, в паровой фазе с использованием в качестве гетерогенного катализатора гетерополикислоты, которая подвергнута ионному обмену с одним или большим количеством металлов, выбранных из группы, включающей родий, иридий, медь и палладий, и металлом группы IA, выбранным из группы, включающей литий, натрий, калий и рубидий, или в которую включены эти металлы, где гетерополикислота описывается формулой H3M 12XO40, где М обозначает вольфрам, молибден, хром, ванадий, тантал или ниобий и Х обозначает фосфор или кремний.
Изобретение относится к способам получения эфира уксусной кислоты (метилацетата) путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе в присутствии катализатора и может найти применение в химической промышленности.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения диалкилового эфира нафталиндикарбоновой кислоты, использующегося для получения различных полимерных материалов, таких как полиэфиры или полиамиды, из жидкофазной реакционной смеси, содержащей низкомолекулярный спирт, нафталиндикарбоновую кислоту, и материал, содержащий полиэтиленнафталат, при массовом соотношении спирта и кислоты от 1:1 до 10:1, при температуре в интервале от 260°С до 370°С и давлении в интервале от 5 до 250 атм абс.
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты и/или ее эфира или ангидрида, который включает контактирование метанола и/или его реакционноспособного производного, выбранного из метилацетата и диметилового эфира, с монооксидом углерода в присутствии катализатора при температуре в интервале от 250 до 600°С и под давлением в интервале от 10 до 200 бар и где содержание йодида в метаноле и/или его реакционноспособном производном, монооксиде углерода и катализаторе составляет меньше 500 час/млн, где катализатор состоит по существу из морденита, который в качестве каркасных элементов включает кремний, алюминий и один или несколько из других элементов, выбранных из галлия и бора, и в котором ионообменом или иным способом введены медь, никель, иридий, родий или кобальт.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения карбоновой кислоты и/или сложного эфира спирта и карбоновой кислоты, включающему карбонилирование спирта и/или его реакционноспособного производного монооксидом углерода в жидкой реакционной смеси в реакторе карбонилирования, причем упомянутая жидкая реакционная смесь содержит упомянутый спирт и/или его реакционноспособное производное, катализатор карбонилирования, алкилгалогенидный сокатализатор, где упомянутый катализатор включает по меньшей мере один из родия или иридия, который координирован с полидентатным лигандом, где упомянутый полидентатный лиганд обладает углом раскрытия по меньшей мере 145° или образует жесткий Rh или Ir металлолигандный комплекс, и упомянутый полидентатный лиганд включает по меньшей мере две координационные группы, которые в качестве координационного атома по меньшей мере двух координационных групп независимо содержат Р, N, As или Sb, при этом в данном способе поддерживают концентрацию водорода при мольном соотношении водород: СО по меньшей мере 1:100 и/или монооксид углерода, направляемый реактор карбонилирования, содержит по меньшей мере 1 мол.% водорода, и в котором диапазон гибкости катализатора составляет менее 40°.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения карбоновой кислоты и/или сложного эфира спирта и карбоновой кислоты, включающему карбонилирование C1-С 8алифатического спирта и/или его реакционноспособного производного монооксидом углерода в жидкой реакционной смеси в реакторе карбонилирования, причем упомянутая жидкая реакционная смесь содержит упомянутый спирт и/или его реакционноспособное производное, катализатор карбонилирования, алкилгалогенидный сокатализатор и, необязательно, воду в ограниченной концентрации, причем катализатор включает кобальт, родий или иридий, координированный с тридентатным лигандом, или их смеси.

Изобретение относится к технологии получения синтез-газа и получения метанола и уксусной кислоты на его основе. .

Изобретение относится к способу получения соединения -предшественника радиоактивного соединения, помеченного фтором, формулы (2), который включает: стадию взаимодействия, обеспечивающего условия для взаимодействия раствора, содержащего вещество со следующей химической формулой (I): где R1 обозначает защитную группу карбоксильной группы, a R2 - защитную группу аминогруппы вместе с основанием, выбранным из группы, состоящей из алкиламинов, от первичных до четвертичных, с неразветвленной или разветвленной цепью, с 1-10 атомами углерода, азотсодержащих гетероциклических веществ с 2-20 атомами углерода и азотсодержащих гетероароматических веществ с 2-20 атомами углерода, и соединением, реагирующим с ОН-группой соединения с химической формулой (1), с превращением в уходящую группу, выбранным из группы, состоящей из алкилсульфоновой кислоты с неразветвленной или разветвленной цепью из 1-10 атомов углерода, галоалкилсульфоновой кислоты с неразветвленной или разветвленной цепью из 1-9 атомов углерода, ароматической сульфоновой кислоты и хлорида ароматической сульфоновой кислоты; а также - стадию очистки реакционного раствора, получаемого на стадии взаимодействия, для получения практически индивидуального стереоизомера вещества со следующей химической формулой (2), где R1 обозначает защитную группу карбоксильной группы, R2 - защитную группу аминогруппы, a R3 - уходящую группу.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-12-20 2013-03-19T07:35:01
Наверх