способ получения трисамина

Формула изобретения

Способ получения трисамина путем взаимодействия нитротриса с водородом в присутствии катализатора в среде органического растворителя (метанола, этанола, ацетонитрила) с выделением целевого продукта, включающего фильтрование раствора от катализатора, упаривание под вакуумом, охлаждение и фильтрацию, отличающийся тем, что нитротрис используется в виде раствора в органическом растворителе (метаноле, этаноле, ацетонитриле), в качестве катализатора используют палладиевый катализатор, нанесенный на уголь, при концентрации палладия 1-5% от массы исходного вещества и процесс ведут при температуре 5-20°С и давлении 1-2 кгс/см² , при этом упаривание осуществляют при температуре не выше 50°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к органической химии. Конкретно к способу получения 2-амино-2-(гидроксиметил)-пропандиола-1,3(трисамина) формулы:

Трисамин является антацидом системного действия, обладающим буферным действием. Трисамин относится к лекарственным препаратам для коррекции кислотно-щелочного состояния. Трисамин получают, восстанавливая нитрогруппу 2-нитро-2-(гидроксиметил)-пропандиола-1,3 (нитротрис) смесью цинка и соляной кислоты (Piloty О., Ruff О., Ber. - 1897. - V.30. - Р.2062). Описан также способ восстановления нитрогруппы нитротриса с помощью металлического натрия в абсолютном этиловом спирте (Демьянов М., ЖРФХО. - 1903. - Т.35. - С.23). Наибольшее распространение в промышленности получил способ восстановления нитротриса водородом с применением скелетного никеля (никель Ренея) (Г.А.Гареев, Л.Г.Свирская, Химия нитрометана. - Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН. - 1995. - С.186).

Способ заключается в следующем.

В аппарат гидрирования загружают 1,75 кг свежеприготовленного никеля Ренея в виде суспензии в абсолютном этиловом спирте. При температуре 40°С пропускают водород, поддерживая давление 5-7 кгс/см² в течение 30 мин. Затем при температуре 48°С начинают дозировку раствора нитротриса, полученного на стадии конденсации, поддерживая температуру в пределах 50-55°С и давление водорода 5-7 кгс/см² . После дозировки нитротрис выдерживают массу 1 час в тех же условиях. Отфильтровывают отработанный катализатор на нутч-фильтре и из маточника удаляют воду в вакуум-выпарном аппарате при температуре не выше 60°С и вакууме не ниже 0,6 кгс/см² до начала спонтанной кристаллизации продукта в отобранной пробе. Насыщенный водный раствор трисамина обрабатывают этанолом и выдерживают суспензию при температуре 10-15°С в течение 12 часов. Кристаллический трисамин отфильтровывают на нутч-фильтре, промывают абсолютированным этанолом и сушат в вакуум-сушильном шкафу. Очистку трисамина осуществляют перекристаллизацией из абсолютированного этилового спирта в присутствии активированного угля из расчета 5,65 кг этанола и 0,04-0,06 кг угля на 1 кг трисамина. Полученную смесь кипятят в течение 30 мин, фильтруют через друк-фильтр и выдерживают фильтрат в кристаллизаторе в течение 12-14 часов при 10-15°С. Кристаллический трисамин отфильтровывают на нутч-фильтре и промывают этиловым спиртом до исчезновения окрашивания. Очищенный продукт сушат в вакуум-сушильном шкафу при температуре 50-65°С и вакууме ниже 0,5 кгс/см².

Дальнейшая перекристаллизация из деминерализованной воды в соотношении трисамин:вода, равном 1:0,84, (температура нагрева 80-90°С, кристаллизация при 5°С) обеспечивает получение трисамина, соответствующего ТУ 6-09-4292-76, Тпл=169-172°С, содержание основного вещества 99,8%.

Выход целевого продукта по данному способу авторами не указан. Недостатками способа-прототипа являются:

- использование абсолютированного этилового спирта;

- повышенное 5-7 кгс/см ² давление водорода;

- опасность работы с никелем Ренея;

- необходимость дополнительной очистки целевого продукта.

Недостатки, присущие данному способу, делают процесс трудоемким и опасным с точки зрения безопасности производства.

В основу настоящего изобретения положена техническая задача разработки способа получения трисамина, который отличался бы технологичностью, доступностью сырья, позволял бы получать конечный продукт с высоким выходом и удовлетворяющий требованиям ТУ 6-09-4292-76 без дополнительной очистки.

Для достижения указанного технического результата трисамин получают путем взаимодействия нитротриса с водородом в среде органического растворителя (метанола, этанола, ацетонитрила) в присутствии катализатора, в качестве которого используют палладиевый катализатор, нанесенный на уголь при концентрации палладия 1-5% от массы исходного вещества. Нитротрис используют в виде раствора в органическом растворителе (метаноле, этаноле, ацетонитриле), процесс гидрирования ведут в течении 6-8 часов при температуре 5-20°С и давлении 1-2 кгс/см² , окончание процесса контролируют по окончании расхода водорода. Целевой продукт выделяют фильтрованием раствора от катализатора и упариванием на 2/3 объема под вакуумом при температуре не выше 50°С. По окончании отгонки избытка растворителя реакционную массу охлаждают до температуры 10-15°С, выпавший трисамин фильтруют.

Сущность изобретения заключается в следующем:

Нитротрис растворяют в органическом растворителе (метаноле, этаноле, ацетонитриле) и загружают катализатор. После продувки реакционного сосуда инертным газом, предпочтительно азотом, подают водород при давлении 1-2 кгс/см² и комнатной температуре. Окончание реакции контролируют по расходу водорода. Затем катализатор отфильтровывают, раствор упаривают при температуре не выше 50°С, охлаждают до температуры 10-15°С и отфильтровывают трисамин. Выход составляет 85%, Тпл.=169-172°С, содержание основного вещества не ниже 99,5%. В отличие от прототипа на стадии гидрирования не используется абсолютированный этиловый спирт. Процесс не требует повышенных температур и давления, что снижает трудоемкость и опасность процесса.

Выделяемый продукт имеет высокое качество, не требует дополнительной многочасовой очистки.

При содержании палладия ниже 1% от массы исходного нитротриса снижается выход целевого продукта и значительно увеличивается длительность процесса гидрирования. При содержании палладия выше 5% от массы целевого продукта значительно увеличивается себестоимость целевого продукта.

Понижение температуры ниже 5°С при гидрировании приводит к увеличению длительности процесса, повышение температуры выше 20°С приводит к снижению выхода и качества полученного трисамина.

Данное изобретение иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения.

В колбу, снабженную мешалкой, загружают 150 мл 96%-ного этилового спирта и растворяют при комнатной температуре 10 г нитротриса с Тпл. 168°С, после чего загружают 8 г катализатора (гранулированный уголь с нанесенным на него палладием 4 мас.%). Реакционную массу продувают азотом, после чего подают водород при давлении 1 кгс/см². Дозировку ведут в течение 6-8 часов, затем включают подачу водорода, реакционную массу продувают азотом и отфильтровывают катализатор. Полученный раствор трисамина в этаноле упаривают на 2/3 объема под вакуумом и охлаждают до температуры не выше 10-15°С в течение 4-5 часов и фильтруют. Отфильтрованный трисамин сушат под вакуумом при температуре не выше 50°С.

Выход 6,81 г, что составляет 85% на нитротрис. Тпл. 169-172°С, содержание основного вещества 99,5%.

Такие же результаты получаются при применении в качестве органического растворителя метанола и ацетонитрила.

Таким образом, разработанный способ получения трисамина позволяет:

- организовать промышленное производство трисамина на базе более доступного сырья и стандартного технологического оборудования;

- иметь высокое качество и высокий выход целевого продукта без стадии дополнительной очистки.

Способ может найти применение в химической, фармацевтической промышленности для получения аминоспиртов.