способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина
| Классы МПК: | C07D213/09 с использованием аммиака, аминов, солей аминов или нитрилов |
| Автор(ы): | Булгаков Рамиль Гарифович (RU), Кулешов Сергей Павлович (RU), Махмутов Айнур Рашитович (RU), Джемилев Усеин Меметович (RU) |
| Патентообладатель(и): | ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА РАН (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2007-04-16 публикация патента:
20.09.2008 |
Изобретение относится к способам получения гетероциклических соединений, конкретно к способу получения 2-этил-3,5-диметилпиридина. Сущность способа заключается во взаимодействии аммиака с пропионовым альдегидом в присутствии катализатора кристаллогидрата нитрата лантанида Ln(NO3)3 ·6Н2O, где Ln=Pr, Nd и Tb при молярном соотношении аммиак: альдегид: катализатор, равном 50:150:1, комнатной температуре в ДМФА в течение 24 ч. Данные соединения широко используются при синтезе лекарственных препаратов, а также в производстве красителей, средств химической защиты растений, в качестве экстрагентов, сорбентов и ингибиторов коррозии. Технический результат: уменьшение содержания побочных продуктов, увелечение выхода целевого продукта до 67%, снижение себестоимости целевого продукта. 1 табл.
Формула изобретения
Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина общей формулы
путем взаимодействия аммиака с пропионовым альдегидом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют кристаллогидрат нитрата лантанида Ln(NO 3)3·6Н2 O, где Ln - Pr, Nd и Tb, молярное отношение реагентов аммиак: альдегид: катализатор составляет 50:150:1 и процесс ведут при комнатной температуре в ДМФА в течение 24 ч.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к способам получения гетероциклических соединений, конкретно к способу получения 2-этил-3,5-диметилпиридина
Пиридин и его производные являются структурными фрагментами многих биологически активных соединений и широко используются при синтезе лекарственных препаратов, включая средства против ВИЧ-заболеваний, а также в производстве красителей, средств химической защиты растений, в качестве экстрагентов, сорбентов и ингибиторов коррозии.
Известен способ (Ю.Д.Дольская, Г.Я.Кондратьева. Каталитический синтез алкилпиридинов из 2-азарленов-1,3 и олефинов. Изв. АН СССР. Сер. хим. 1970. №9. С.2123-2124) получения 2-этил-3,5- диметилпиридина с выходом 17% в реакции N-пропилиденпропениламина с пропиленом под действием катализатора К2 О/Al2О3 при 410-450°С.
К недостаткам данного способа относятся низкий выход целевого продукта, высокая температура (большие энергозатраты), а также труднодоступность N-пропилиденпропениламина (синтез осуществляется реакцией пропионового альдегида с аллил(или пропенил)амином при 410-450°С).
Наиболее близким к изобретению является способ (Пат. ФРГ №1276644. Заявл. 06.10.1964, опубл. 30.04.1969) получения 2-этил-3,5-диметилпиридина по реакции конденсации аммиака с пропионовым альдегидом под действием катализатора Со 3(PO4)2 при 350-420°С. В реакции образуется смесь трех пиридиновых оснований: 2-этил-3,5-диметил, 4-этил-3,5-диметил и 3,4-диметилпиридинов. Выход целевого продукта не превышает 30%.
К недостаткам данного способа относятся: низкая селективность и выход целевого продукта, высокая температура (большие энергозатраты).
Задачей изобретения является получение 2-этил-3,5-диметилпиридина с более высоким выходом и при более низкой температуре в сравнении с известными способами. Это достигается взаимодействием аммиака с пропионовым альдегидом в присутствии катализатора кристаллогидрата нитрата лантанида Ln(NO3) 3·6Н2О (Ln=Pr, Nd, Tb) при молярном соотношении аммиак: альдегид: катализатор, равном 50:150:1. Процесс ведут при комнатной температуре в диметилформамиде (ДМФА) в течение 24 ч.
Реакция протекает по схеме
Ln=Pr, Nd, Tb
Существенные отличия предлагаемого способа
В предлагаемом способе в качестве катализатора используют коммерческий кристаллогидрат нитрата лантанида Ln(NO 3)3·6Н2 О (Ln=Pr, Nd, Tb). Процесс ведут при комнатной температуре в ДМФА в течение 24 ч. Выход целевого продукта 60-67%. В известных способах реакция протекает под действием Со3 (PO4)2 или К 2О/Al2О3 в интервале температур 350-450°С.
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:
1. Способ позволяет за счет снижения температуры взаимодействия уменьшить содержание побочных продуктов кротоновой конденсации альдегида и тем самым увеличить выход целевого продукта до 67%.
2. Способ позволяет значительно уменьшить температуру (от 350-450 до 20°С) и тем самым существенно упростить синтез и снизить себестоимость целевого продукта.
Способ поясняется следующими примерами:
ПРИМЕР 1. В стеклянную колбу объемом 25 мл, установленную на магнитной мешалке, помещают 81 ммоль пропионового альдегида, охлаждают до температуры 0°С, добавляют 27 ммоль аммиака и интенсивно перемешивают в течение 1-2 мин, добавляют 0,54 ммоль кристаллогидрата Pr(NO3) 3·6Н2О и 5 мл ДМФА и продолжают перемешивать в течение 24 ч при 20°С. Реакционную массу экстрагируют эфиром (3×50 мл), объединенные экстракты сушат над безводным MgSO4, растворитель отгоняют и остаток фракционируют в вакууме. Выход 2-этил-3,5-диметилпиридина составляет 67% (2,44 г).
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.
| Пример | Катализатор | Время, ч | Выход, % | Целевой продукт |
| 1 | Pr(NO3)3·6Н 2O | 24 | 67 | 2-этил-3,5-диметилпиридина |
| 2 | Nd(NO3) 3·6H2O | 24 | 64 | 2-этил-3,5-диметилпиридина |
| 3 | Tb(NO 3)3·6Н2 O | 24 | 60 | 2-этил-3,5-диметилпиридина |
Все опыты проводили в ДМФА при молярном соотношении аммиак: альдегид: катализатор, равном 50:150:1, при 20°С.
Полученный 2-этил-3,5-диметилпиридин имеет следующие физико-химические характеристики:
2-этил-3,5-диметилпиридин
Спектр ЯМР 13С 158.05 (С2), 129.59 (С3), 137.69 (С4), 129.39 (С5), 146.49 (С6), 17.09 (С7), 17.74 (С8), 27.51 (C9), 12.20 (С10).
Спектр ЯМР 1Н 1.25 (т, 3Н, СН 3 (10)), 2.21 (с, 6Н, СН3 (7,8)), 2.46-2.88 (м, 2Н, СН2 (9)), 7.15 (с, 1Н, СН, (4)), 8.18 (с, 1Н, СН, (2)).
Масс спектр, (70 ev) m/z: 135 [M]+, 134, 120, 107, 91, 79, 77, 65, 53, 39.
Класс C07D213/09 с использованием аммиака, аминов, солей аминов или нитрилов
-пиколина - патент 2474473