SU598895A1 - Method of obtaining formylpyrazine - Google Patents

Description

(54)(54)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМИЛПИРАЗИНАMETHOD OF OBTAINING FORMILPYRAZINE

1one

Насто щее изобретение относитс  к способу получени  формилпиразина - исходного продукта в синтезе лекарственных веществ.The present invention relates to a process for the preparation of formylpyrazine, the starting material in the synthesis of drugs.

Известен способ получени  формилпиразина восстановлением пиразинкарбоновой КИСЛОТЫ три-трет.бутоксиалюмогидридом Известно получение формилпиразина озонолизом винилпиразина L2j. Недостатками указанных способов  вл етс  труднодоступность исходных продуктов и низкий выход целевых продуктов .A known method for the preparation of formylpyrazine by the reduction of pyrazinecarboxylic acid to tert.t.butoxyl aluminum hydride. The preparation of formylpyrazine by the ozonolysis of vinylpyrazine L2j is known. The disadvantages of these methods are the inaccessibility of the starting products and the low yield of the target products.

Наиболее близким из известных способов получейи  формилпиразина к способу , согласно насто щему изобретению  вл етс  восстановление алюмогидридом ЛИТИЯ метилового эфира пиразинкарбоновой КИСЛОТЫ, который получают окислением метилпиразина двуокисью селена с последующей этерификацией выделенно пиразинкарбонсвой кислоты 3j.The closest known method for preparing formylpyrazine to the method according to the present invention is the reduction by lithium aluminum hydride of pyrazinecarboxylic acid methyl ester, which is obtained by oxidation of methylpyrazine with selenium dioxide and subsequent esterification with pyrazinecarboxylic acid 3j.

Выход формилпиразина составл ет 46% в расчете на метиловый эф.цр .пиразинкарбоновой кислоты и 20% в расчете на исходный метилпиразнн.The yield of formylpyrazine is 46%, based on the methyl eff. Cp. Pyrazinecarboxylic acid, and 20%, based on the starting methylpyrazn.

Недостатками этого способа  вл етс  низкий выход целевого продукта, многостаднйность и использование такого пирофорного реагента, как литий алюминийгидрид.The disadvantages of this method are the low yield of the target product, multistage and the use of such a pyrophoric reagent, such as lithium aluminum hydride.

Целью - насто щего изобретени.   вл етс  разработка способа получени  формилпиразина, обеспечивающего высокий выход целевого продукта и отличающегос  ПРОСТОТОЙ. The purpose of the present invention. is the development of a method for the production of formylpyrazine, which provides a high yield of the target product and is characterized by SIMPLICITY.

Согласно насто щему изобретению ЭТО достигаетс  при получении Форми.ппиразина окислением метилпиразппа K icлородом воздуха при температуре 300470 С и разбавлении реакционной смеси вод ным паром в присутствии ваиадийокисного или вана.диймолибленокисного катализатора при мольном соотношении , метилпиразина, кислорода н йоды, равном 1:10-50:2-50.According to the present invention, IT is achieved by obtaining Formi.ppirazine by oxidation of methylpyrazine with hydrogen at a temperature of 300470 ° C and dilution of the reaction mixture with water vapor in the presence of a vanadium oxide or a van of mineral oxide catalyst at a molar ratio of methylpyrazine, oxygen, iodine, 1: 10- 50: 2-50.

Предпочтительно использ.овать gaHeiдиймолибденок-исный . катализатор, содержащий 30-75% вес. п тиокиси ванадн / .It is preferable to use gaHei molybdenum-isny. catalyst containing 30-75% weight. vanadne thioxide.

Можно использовать катализатор до- полнительно содержащий окись серебра, кадми  или никел  в количэстве 220% вес. или фосфат натри  в количест ве 1-5% вес. Размер гранул катализатора 0,25-0,5 мм.A catalyst may be used which additionally contains silver oxide, cadmium or nickel in an amount of 220% by weight. or sodium phosphate in an amount of 1-5% by weight. The size of the catalyst granules is 0.25-0.5 mm.

Процесс провод т в интервале температур 300-470 с, при времени контакта 0,05-0,5 сек.с целью предотвращени  3 рсмолени  и уменьшени  удельного веса побочных реакций процесс провод т в присутствии паров воды и инертного газа гели . Степень превращени  метилпиразина 10-90%, выход формилпиразина на пропущенйое сырье до ЗЛ, на прореагировавший метилпиразин г до 83%. Кроме формилпиразина в реакции парофаэного контактного окислени  метилпиразина образуетс  до 50% пиразина, а также некоторое количество продуктов глубокого окислени . Выделение формилпиразина провод т следующим образом формилпиразин из контактных газов улавливаете в ловушках , охлаждаемых смесыо сухого льда с ацетоном. КаТализат, представл ющи1 собой водный раствор формилпиразина, пиразина и непрореагировавшего метилпиразина , подщелачивают карбонатом кали  до рН 8 и экстрагируют хлороформом (). Хлороформенный слой сушат безводным сульфатом натри , хлороформ отгон ют, а остаток фракдионируют в вакууме. Собирают фракцию кип щую при 5 7-6 о С 6 мм рт.ст. Полученный формилпиразин представл ет собой желтоватые кристаллы с т.пл. 28-30с. ИК-спектр формилпиразина имеет полосу поглощени  при 1625 см)характерную дл  карбонильной группы. 2,4-Динитрофенилгидразон полученного формилпиразина плавитс  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, соето щего из окислов ванади , молибдена 59 895 и серебра (атомное отношение V , Мо и Ag составл ет 100:33;2), При температуре 450 С через катализатор пропускают парогазовую смесь, содержащую 5 л метилпиразина, 5 л воздуха, 5 л гели  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 ванади  и молибдана (мольное отношение V и Мо составл ет 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 составл ет 52,5% от теории и 30% в расчете на пропущенный метгилпнраэин. Пример 3, Катализатор представл ет 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 услови х выход формилпиразина составл ет 83% от 30 теории и 30% в расчете на пропущенное сырье. Вли ние добавок к катализатору, степени разбавлени  реакционной смеси парами воды и концентрации кислорода на выход формилпиразина и селективность иллюстрируютс  данными приведенными в таблице.The process is carried out in a temperature range of 300-470 seconds, with a contact time of 0.05-0.5 sec. In order to prevent 3 rpm and reduce the specific gravity of side reactions, the process is carried out in the presence of water vapor and inert gas helium. The degree of methylpyrazine conversion is 10-90%, the yield of formylpyrazine on the missing feedstock is up to ZL, on the reacted methylpyrazine g up to 83%. In addition to formylpyrazine, up to 50% of pyrazine is formed in the reaction of the vapor-phase contact oxidation of methylpyrazine, as well as some amount of deep oxidation products. The release of formylpyrazine is carried out as follows: formylpyrazine from contact gases is trapped in traps cooled by a mixture of dry ice and acetone. Catalisate, an aqueous solution of formylpyrazine, pyrazine and unreacted methylpyrazine, is alkalinized with potassium carbonate to pH 8 and extracted with chloroform (). The chloroform layer was dried with anhydrous sodium sulfate, chloroform was distilled off, and the residue was fractionated in vacuo. Collect the fraction boiling at 5–7–6 ° C with 6 mm Hg. The formylpyrazine obtained is yellowish crystals with a mp. 28-30s The infrared spectrum of formylpyrazine has an absorption band at 1625 cm) characteristic of the carbonyl group. 2,4-Dinitrophenylhydrazone of the obtained formylpyrazine melts at 238-239 s (lit. t.pl. 239-240 0),, Found,%: C 44.8; H 2.8; N 29.2. Example 1; In a flow reactor, 0.5 mm of catalyst is added, consisting of vanadium oxides, molybdenum 59 895 and silver (atomic ratio V, Mo and Ag is 100: 33; 2). At 450 ° C, the vapor-gas mixture is passed through the catalyst containing 5 liters of methylpyrazine, 5 liters of air, 5 liters of gels and 2.1 liters of water at a flow rate of 24,000 hours. The composition of the obtained products is analyzed by gas-liquid chromatography. The yield of formQ milpyrazine from the theory is 40%, based on the missed methylpyrazine - 33%. The output on the reacted pyrazine 42,5%. Example 2. The catalyst consists of a mixture of vanadium and molybdan oxides (molar ratio of V and Mo is 3; 1) with the addition of 1 wt.% MANGRO. The vapor-gas mixture (the composition is the same as in example 1) is passed over the catalyst with a bulk velocity of 24000 20 hours at 420 CONVENT Formylpyrazine is 52.5% of theory and 30% based on the missed metgilprarayin. Example 3 The catalyst is a vanadium-molybdenum oxide system (molar ratio V and Mo: 3: 1). The reaction mixture is passed through the catalyst at 425 ° C as in Example 1. Under these conditions, the yield of formylpyrazine is 83% of 30 theory and 30% of the missed feedstock. The effect of additives to the catalyst, the degree of dilution of the reaction mixture with water vapor and the oxygen concentration on the yield of formylpyrazine and selectivity is illustrated by the data given in the table.

оabout

оabout

ъъ

-н 1Лn 1L

00 fM00 fM

inin

гg

о оoh oh

оabout

оabout

оabout

П СОP CO

ъ ъ

о г-4 about g-4

-н-n

г о гНg about gn

го гоgo go

ГЧ|MS |

чоwhat

r1Г )r1g)

гоgo

LO OlLO Ol

1Л1L

даYes

:П:P

1Л (N1L (N

L/l L / l

1Л Гч|1L Gch |

in , -Nin, -N

CN)CN)

О ГОAbout GO

О NAbout N

оabout

ОABOUT

О (NO (N

NN

(М(M

гмum

(N(N

rv|rv |

ГЧMS

о ,about ,

оabout

ОABOUT

оabout

оabout

ZZ

оabout

О)ABOUT)

inin

1Л cf1L cf

1Л1L

«"

«3о"3o

PLPL

1М1M

XX

чh

:г: g

tt

о tri,,about tri ,,

ч- h

к - О k - O

S о S o

В on. 1 в качестве катализатора использована индивидуальна  п тиокись ванади ,добавление трехокиси молибдена в количестве 75 и 25% мол. (оп. 2 и 3) приводит к повышению выхода формилпиразина , в случае содержани  трехокиси молибдена в количестве 25 % мол значительно увеличиваетс  селективность по формилпиразину. Дл  повьпдени  активности контакта ванадий-молибденова  система модифицировалась, окислами серебра, кадми  и никел  и фосфатом натри  (оп. 8-17). В результате модифициров.ани  общее превращение исходного сырь  увеличиваетс  в 1,52 раза и наблюдаетс  повышение выходу формилпиразина в случае окислов серебра и к,адми  (оп, 8-и 14), Селективность всех модифицированных катализатов ниже основной ванадиймолибденокисной системы, но добавки целесообразно использовать дл  увеличени  степени превращени  метилпиразина t том случае, когда не предполагаетс  выдел ть исходное сырь.е. Присутствие в катализате значительных количеств непрореагировавшего метилпиразина затрудн ет выделение формилпирйзина. Оптимальное количеств.о модифицирующей добавки состаел ет 2 % мол. Дри увеличении содержани  в контакте, например окиси серебра, до 20% мол..выход формилпиразина уменьшаетс  (оп. 8 и 13). Как следует из данных- таблицы формилпиразин образуетс  при контактном окислении метилпиразина во всем приведенном интервале температур (300470 С ), оптимальными  вл ютс  температуры , в зависимости от состава катализатора.:Опыты 8-12 демонстрируют вли ние концентрации киспорода и разбавлени  реакционной смеси парами воды в интервале мольных соотношений метилпиразина, кислорода и воды,равном 1:10--50: 2-50 , Как, видно из таблицы услови  опыта В (соотношение метилпиразина, кислорода и воды равно 1:20:25)  вл ютс  предпочтительными дл  образовани  формилпиразина. Выход формилпиразина составл ет 305 41% в расчете на пропущенное и 40-83% в расчете напрореагировавшее сырье.In on. 1 individual vanadium pentoxide was used as a catalyst, the addition of molybdenum trioxide in the amount of 75 and 25 mol%. (op. 2 and 3) leads to an increase in the yield of formylpyrazine; in the case of a content of molybdenum trioxide in an amount of 25 mol, the selectivity for formylpyrazine increases significantly. In order to maintain contact activity, the vanadium-molybdenum system was modified with silver oxides, cadmium and nickel, and sodium phosphate (op. 8-17). As a result of the modified conversion, the total conversion of the feedstock increases by 1.52 times and an increase in the yield of formylpyrazine is observed in the case of silver oxides and K, admi (op, 8 and 14). to increase the conversion rate of methylpyrazine t in the case where it is not intended to separate the feedstock. The presence in catalysate of significant amounts of unreacted methylpyrazine makes it difficult to release formylpyrisin. The optimal amount of modifying additive is 2 mol%. By increasing the content in the contact, for example silver oxide, to 20 mol%. The output of formylpyrazine decreases (op. 8 and 13). As follows from the table, formylpyrazine is formed by contact oxidation of methylpyrazine throughout the entire temperature range (300470 ° C), the optimum are depending on the composition of the catalyst. Experiments 8-12 demonstrate the effect of oxygen concentration and diluting the reaction mixture with water vapor in The molar ratios of methylpyrazine, oxygen and water are 1: 10--50: 2-50. As can be seen from the table of conditions of experiment B (the ratio of methylpyrazine, oxygen and water is 1:20:25) are preferable to form formilpirazina. The yield of formylpyrazine is 305 41% based on the missing and 40-83% calculated on the reacted raw material.

Claims (2)

1.Способ получени  .формилпиразина на основе метилпиразина, отличающий с   тем, что, с целью повышени  выхода целевого продукта и упрощеjg ни  технологии процесса, метилпиразин окисл ют кислородом воздуха при температуре 300-470 с и разбавлении реакционной смеси вод ным паром и инертным газом в присутствии ванадийокисного или .ванадиймолибденокисного ката20 лизатора при мольном .соотношении метилпиразин , кислород и вода равном 1:10-50:2-50.1. Methylpyrazine-based formylpyrazine preparation method, characterized in that, in order to increase the yield of the target product and simplify the process technology, methylpyrazine is oxidized with air oxygen at a temperature of 300-470 s and diluted with an inert gas in the reaction mixture. in the presence of vanadium oxide or vanadium molybdenum oxide catyl lysator at a molar ratio of methylpyrazine, oxygen and water equal to 1: 10-50: 2-50. 2.Способ по П.1, отличающийс  тем, что используют ванадий молибдеАовокислый катализатор, содержащий 30-75% вес, д тиокиси ванади .2. A method according to Claim 1, characterized in that vanadium molybdeum is used. An acidic catalyst containing 30-75% by weight, d-thioxide of vanadium. 3 Способ по. п.1,2, отличаю щ и.и с   тем, что, с целью увеличени  степени конверсии, используют ка3- тализатор, дополнительно содержащий окись серебра, кадми  и й никел  в количестве 2-20% вес., или фосфат натри  в количестве 1-5% вес.3 way by. Claim 1, 2, distinguished by the fact that, in order to increase the degree of conversion, a catalyst is used, additionally containing silver oxide, cadmium and nickel in an amount of 2-20% by weight, or sodium phosphate in an amount 1-5% weight. Р1СТОЧНЙКИ информ-ации, прин тые 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.REFINED INFORMATION, taken into 35 attention during the examination: i. Bfowr N.S. 5blo (.StHe Not h-educated of actci eh2or) de & bj 2Hhium iri-l-buioiy a umohydwde J. AH (.Chefff, & amp., 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.I040a.Hirbcl-fbefg A.ai-ccl Smiih T) .P.Tie 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.i89SS.Ruiken H.and Spoerni P.E. Lit.Vri u w a um {Hiutti Reducllotifo ofpyrarm 45 cat-boyyliс & lers T.Ohg.Ghew., 1963, vS, p.i89S