CZ9903898A3

CZ9903898A3 - Způsob čištění isochinolinu

Info

Publication number: CZ9903898A3
Application number: CZ19993898A
Authority: CZ
Inventors: Jörg Dr. Talbiersky; Edgar Dr. Fuhrmann; Wolfgang Brüggemann
Original assignee: Rütgers Vft Ag
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2001-03-14
Also published as: JP2000143633A; DK0999210T3; CZ296565B6; DE19850645C1; EP0999210B1; PL336405A1; EP0999210A1; RU2224749C2; PL195193B1; JP3550059B2; CN1253133A; CN1145611C; DE59911321D1

Description

Způsob čištění isochinolinu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění isochinolinu.

Dosavadní stav techniky

Isochinolin je důležitá zásaditá sloučenina pro výrobu farmaceutických prostředků a senzitizujících barviv. Kromě toho se isochinolinu používá jako rozpouštědla a jako extrakčního činidla. Při teplotě místnosti vytváří čistý isochinolin bezbarvé krystaly o teplotě tání 26,5 °C a za tlaku okolí je jeho teplota varu 243,25 °C.

Je známo, že lze isochinolin získat destilací bituminozního uhelného dehtu, ve kterém je obsažen ve hmotnostním množství přibližně 0,06 %. Vhodné způsoby pro získání isochinolinu z bituminozního uhelného dehtu jsou v literatuře popsány (například H.-G. Franck a G. Collin Bituminous coal tar, Springer Verlag, Berlin, 1968, str. 60 až 64). Výchozím bodem je obecně methylnaftalenová frakce o teplotě varu přibližně 240 až 245 ’C, exrahovaná bud přímo z kontinulní destilace surového dehtu nebo získaná prostřednictvím přípravy absorpčního oleje. Surový isochinolin se z něj získá extrakcí kyselinou sírovou a následnou reakcí kyseliny sírové s hydroxidem amonným, přičemž báze obsahuje hmotnostně přibližně 55 % chinolinu (teplota varu 237,1 °C), 13 % isochinolinu (teplota varu 243,2 ^eC) a 8 % chinaldinu (teplota varu 247,6 ’C). Výsledkem destilační přípravy surového chinolinu jsou různé destilační frakce, včetně frakce bohaté isochinolinem obsahující hmotnostně přibližně 70 % isochinolinu (isochinolin 70). Isochinolin o stupni čistoty až 95% se z tohoto surového produktu může získat frakční destilací. Destilačním způsobem se nemůže dosáh• · nout vyšší kvality isochinolinu, jelikož je kvalita omezena doprovodnými vroucími sloučeninami. Je také známé dálší čištění získaného destilátu krystalizaci do stupně čistoty až 99,9%.

Z japonského patentového spisu JP-01153679 (Chemical Abstracts 11:174007) je známé čištění isochinolinu opakovanou krystalizaci z trialkylaminů jakožto rozpouštědel, čímž se dosahuje čistoty 99,9% ve výtěžku až 62%. Nedostatkem tohoto způsobu je nutnost opakované krystalizace isochinolinu. Dalším nedostaktkem je nutnost používat rozpouštědla, jelichž zbytky se musí odstraňovat z konečného produktu po krystalizaci.

Z japonského patentového spisu JP-O2O4977O (Chemical Abstracts 113:6184) je znám způsob čištění isochinolinu, při kterém se nejdříve mísí 90% isochinolin z bituminozního uhelného dehtu s benzolem jakožto rozpouštědlem, ochlazeném na teplotu -20 °C a získané krystaly se promyjí hexanem při teplotě 21 °C. Tímto způsobem získaný isochinolin ve výtěžku % má stupeň čistoty 99,6 %. Nedostatkem tohoto způsobu je opět používání rozpouštědel pro krystalizaci, jelichž zbytky se musí odstraňovat z konečného produktu destilací.

Z japonského patentového spisu JP-O3O3497O (Chemical Abstracts 114:247160) je znám způsob čištění isochinolinu, při kterém se nechává reagovat alespoň 90 % isochinolinu s chloridem mědnatým v ethanolu na odpovídající komplex s mědí. Získá se 99,8% isochinolin z komplexu s mědí, odděleného z matečného louhu a promytého ethanolem, zpracováním vodným roztokem alkalického hydroxidu, extrakcí benzenem a následnou destilací organické fáze. Tento způsob rovněž zahrnuje několik nákladných stupňů a není proto vhodný pro provozní výrobu čistého isochinolinu.

úkolem vynálezu je proto vyvinout zlepšený způsob čištění « · · · • · isochinolinu, při kterém se získá isochinolin na bázi alespoň 85% isochinolinu ze zpracování bituminozního uhelného dehtu jednou krystalizací isochinolinu s čistotou alespoň 97%. Zvláště je nutné, aby se krystalizace prováděla bez použití rozpouštědel.

Podstata vynálezu

Způsob čištění isochinolinu podle vynálezu spočívá v tom, Že se nechává krystalovat isochinolinová frakce ze zpracování bituminozního uhelného dehtu obsahující hmotnostně přibližně 1 % chinolinu a až přibližně 8 % chinaldinu.

Podle vynálezu se krystalizace isochinolinu provádí zvláště s výhodou tak, že se vychází z produktu obsahujícího hmotnostně méně než přibližně 1 % chinolinu a méně než přibližně 8 % chinaldinu. Toto opatření nelze považovat za zřejmé, jelikož by se očekávalo konverzní chování se zřetelem na teploty tání shora uvedených nečistot (chinolin: teplota tání -14,2 °C, chinaldin: teplota tání -1 °C).

Způsobem podle vynálezu je možné uvádět isochinolin s poměrně malým obsahem nečistot (>85%) jediným krokem na stupeň čistoty, který umožňuje použít ho jakožto výchozí látky pro produkci farmaceutických prostředků (>97%).

V průběhu zpracování bituminozního uhelného dehtu se akumuluje isochinolinem bohatá frakce obsahující hmotnostně přibližně 70 % isochinolinu. Tato isochinolinová frakce 70 se podrobuje frakční destilaci, čímž se získá obsah isochinolinu přibližně hmotnostně 85 až 95%. Destilace se s výhodou provádí v aparatuře vybavené kolonou vzláště plně plněnou kolonou. Destilace se provádí ze tlaku v hlavě 10000 až 30000 Pa, zvláště 12000 až 18000 Pa. Nejvíce se osvědčil tlak v hlavě 15000 Pa. Destilace se s výhodou provádí při teplotě v hlavě • · · · • ·

165 až 180 °C, zvláště 170 až 175 °C. Poměr refluxu může být jakýkoliv. Jako obzvláště vhodný se však osvědčil poměr refluxu přibližně 1:20.

Po destilaci se složení získaných frakcí zkouší vhodným způsobem například chromatografií a zvláště plynovou chromatografií. Zpravidla hlavní podíl frakcí destilátu (přihližně hmotnostně 40 až 50 % se zřetelem na výchozí matriál) má obsah isochinolinu přibližně 95 %. Hmotnostně pouze přibližně 2 až 4 % frakcí, se zřetelem na výchozí matriál, má větší obsah isochinolinu než hmotnostně 95 %.

Výchozí materiál, kterého se může používat pro krystalizaci podle vynálezu, se může připravovat kombinováním frakcí, získaných z destilace isochinolinu 70, takže tato směs obsahuje hmotnostně nejvýše 1 % chinolinu a nejvýše 8 % chinaldinu. Obecně množství spojených frakcí, které tyto podmínky splňují, je přibližně hmotnostně 15 až 20 % se zřetelem na výchozí matriál. Spojené frakce obsahují tedy hmotnostně přibližně 0,5 % chinolinu a 4 až 5 % chinaldinu.

Krystalizace se provádí o sobě známými způsoby, zvláště suspenzní krystalizací. Suspenzní krystalizace může zahrnovat odstřelování matečného louhu a/nebo parciální tavení. S výhodou se provádí suspenzní krystalizace za odstřelování matečného louhu.

Je také možné přidávat do suspenze ředidlo, jako je toluol nebo arsol, například arsol VE. Arsol VE je lehká aromatická směs, obsahující benzol, toluol a xylen jakožto hlavní složky. Obecně se přidávání ředidel obejde bez nutného přídavného destilačního oddělování zbytků rozpouštědla z konečného produktu. Zvláštní výhodou způsobu podle vynálezu je dosahování vynikajících výtěžků bez přidávání ředidel.

• · · • · ·

Podle výhodného provedení vynálezu se spojené isochinolinové frakce z frakční destilace nejdříve ochladí ve vhodné nádobě, zvláště ve dvoupláštové nádobě, ke krystalizací při teplotě 5 až 18 °C, zvláště 11 až 14 °C a za míchání při této teplotě po dobu půl hodiny až tří hodin, například přibližně jednu hodinu. Pak se krystalizační pasty rychle odstředí v předem ochlazené odstředivce. Získaný produkt obsahuje hmotnostně středně 97 % isochinolinu.

Vynález objasňují, nijak však neomezují následující příklady praktického provedení. Procenta a díly jsou míněny vždy hmotnostně, pokud není uvedeno jinak.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Výroba isochinolinu 90 destilací isochinolinu 70

Isochinolin 70 se frakčně rafinuje na laboratorní koloně 2 m (kolona plněná) za tlaku v hlavě 15000 Pa, za teploty v hlavě 170 až 175 ”C a za poměru refluxu 1:20. V průběhu destilace se dosahuje maximálních isochinolinových obsahů 97,4 %. Výtěžek isochinolinu 95 je 41,9%, vztaženo na dávku a 57,8%, vztaženo na isochinolin v dávce.

Frakce podle tabulky byly odebrány při destilaci. Symboly LBC, NIP a HBC, používané v tabulce I mají tento význam: LBC = nízko vroucí sloučeniny, NIP = neidentifikovatelné píky a HBC vysokovroucí sloučeniny.

• ·

- b Tabulka I

Destilace isochinolunu 70

	LBC %	Ch ino- lin i	Isoctii- nolin %	NXP %	Chinal- din . %	8-Methyl- chínolín %	3-Kethyl- isochínol in i	Lepidin %	K3C %
Dávka	1.50	10.05	72.40	1.30	11.27	3.26	C.06	0.04	0.12
Frakce
1	100,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0.00 z	0 ._f0Q	0,00
2	48 .,01	41,88	8,87	0,71	0.06 Z	0,43	O_;G1	0.00 i	0,03
3	1,26	72,14	24 ,09	!,24	0.14 /	1.,04	0,00	0,00	0,09
4	0,30	63,.92	34,34	0,81	0.07 J	0,56	0,00	0,00	0.00 z
5	0,34	58,38	37,97	1,48	0,09	1,63	0,00	0,00	0.11
6	0,18	36,88	59,20	1,47	0,12	2,00	0,00	0,00	0.15
7	0,12	26,73	69,53	1,40	0,20	1,90	0,00	0.00	0_s12
8	0,09	16,34	79,96	1 >53	0,17	1.76 Z	0,00	0,00	0,15
9	0,09	13,12	83,11	1,57	0,27	1,72	0,00	0.00 z	0,12
10	O,C1	6,25	90,88	1 ,28	0,23	!,34	0,00	0,00	0,01
11	0,07	5,30	91,29	1,50	0.32 1	1,42	C,00	0.00 !	0.10
12	0,08	2,75	94,32	1,26	0.28 1	1,19	0,00	o,oo	0,12
13	0,04	1,38	95,79	1,18	0,40	1,16	c,co	0.00 1	0,05
14	0,10	0,25	97.41 Z	0,8 6	0,36	0,94	c^oo	0,00	CO o O
15	0,14	0,53	96,44	1,30	0,53	0,71	0,00	o_foo	0,35
16	0,54	0,23	96,45	1,29	0,53	0,88	0,00	0,00	0,08
17	0,71	0_χ12	96,07	1,19	0,86	1,00	CyOO	o o o	0,05
18	1,68	0,08	95,22	1,09	0,85	0,99	C ,00	0,00	0,09
19	b⁴⁷	0,02	95,09	1,40	0.94 f	1.04 í	o o í«s. o	0.00 1	0,04
20	2,28	0,03	94,23	1,22	1,04	1,18	0,00	0,00	0,02
21	1,87	0,02	93,58	1,27	1,75	1,48	0,00	0,00	0,03
22	2,07	0,00	94 .,29	0,40	1,63	1,59	0,00	0,00	0,02
23	2,7!	0,00	91,59	0,40	2,93	2,35	0,00	0,00	0,02
24	0^56	0,00	90,52	0,63	4,59	3,67	0,00	0,00	0,03
Dest.	0,88	0 jOo	17,38	1,88	65,75	12,88	0,47	Οχ 27	0,43
zbytek

Ί

Příklad 2

Krystalizace isochinolinu

Frakce isochinolinu, získaná způsobem podle příkladu 1, představující hmotnostně 91,8 % a mající složení podle tabulky II, se ochladí ve dvouplášfové nádobě na teplotu 13 °C k navození krystalizace a obsah se při této teplotě pomalu míchá po dobu jedné hodiny. Krystalizační pasta se rychle odstředí v předem ochlazené odstředivce (odstředivkový olej: 52,2 %, odstředěný produkt: 43,1 %). Ostředěný produkt obsahuje 97,83 % isochinolinu. Výtěžek čištěného isochinolinu je 43,1 % vztaženo na dávku nebo 45,9 %, vztaženo na isochinolin v dávce.

Ostatní složky v odstředěném produktu jsou uvedeny v tabulce II

Tabulka II

Davka (%)

LBC fenoly toluidin xylidin	0,43
chinolin	0,69
isochinolin	91,80
NIP	1,67
chinaldin	4,08
8-methylchinolin	1,29
3-methylisochinolin HBC	0,04
celkem	100,00
Příklad 3
Krystalizace isochinolinu

Odstředivkový matenal (%)

0,05

0,03

0,01

0,05

97,83

0,41

1,30

0,32

100,00

Frakce isochinolinu, získaná způsobem podle příkladu 1, « · představující hmotnostně 88,12 % a mající složení podle tabulky III, se ochladí ve dvouplášfové nádobě na teplotu 12 °C k navození krystalizace a obsah se při této teplotě pomalu míchá po dobu jedné hodiny. Krystalizační pasta se rychle odstředí v předem ochlazené odstředivce (odstředivkový olej:

49,9 %, odstředěný produkt: 47,2 %). Ostředěný produkt obsahu-

je 97,35 S isoc	hinolinu. Výtěžek	čištěného isochinolinu je
47,2 % vztaženo	na dávku nebo 52,1	%, vztaženo na isochinolin
v dávce. Ostatní v tabulce III.	složky v odstředěném produktu jsou uvedeny
Tabulka III
LBC fenoly	Dávka (%)	Odstředivkový materiál (%)
toluidin xylidin	0,41	0,07
chinolin	0,33	0,18
isochinolin	88,12	97,35
NIP	1,34	0,38
chinaldin	7,15	1,50
8-methylchinolin	2,65	0,52

3-methylisochinolin

HBC celkem 100,00 100,00

Příklad 4

Krystalizace isochinolinu za přidání ředidel

Frakce isochinolinu, získaná způsobem podle příkladu 1, představující hmotnostně 91,8 % a mající složení podle tabulky IV, se smísí s 10 % arsolu VE jakožto s ředidlem, ochladí se ve dvouplášfové nádobě na teplotu 4 ^eC k navození krystalizace a obsah se při této teplotě pomalu míchá po dobu jedné hodiny. Krystalizační pasta se rychle odstředí v předem ochlazené odt • · · středivce (odstředivkový olej: 70,1 %, odstředěný produkt:

29,6 %). Ostředěný produkt obsahuje 96,21 % isochinolinu. Výtěžek čištěného isochinolinu je 29,6 vztaženo na dávku nebo 34,13 %, vztaženo na isochinolin v dávce. Ostatní složky v odstředěném produktu jsou uvedeny v tabulce IV.

Tabulka IV

LBC fenoly toluidin xylidin chinolin isochinolin

NIP chinaldin

8-methylchinolin 3-methylisochinolin HBC celkem

Dávka (%)	Odstředivkový :
0,43	1,98
	0,05
	0,04
	0,02
0,69	0,05
91,80	96,21
1,67	0,34
4,08	1,05
1,29	0,26
0,04
100,00	100,00

Příklad 5 (srovnávací příklad)

Krystalizace isochinolinu bohatého chinolinem

Frakce isochinolinu, získaná způsobem podle příkladu 1, obsahující 86,9 % isochinolinu a 6,03 % chinolinu a mající složení podle tabulky V, se ochladí ve dvoupláštové nádobě na teplotu 13 °C k navození krystalizace a obsah se při této teplotě pomalu míchá po dobu jedné hodiny. Krystalizační pasta se rychle odstředí v předem ochlazené odstředivce (odstředivkový olej: 53 %, odstředěný produkt: 46,7 %). Výtěžek čištěného isochinolinu je 46,7 % vztaženo na dávku nebo 51,2 %, vztaženo na isochinolin v dávce. Odstředěný produkt má čistotu 95,29%. Ostatní složky v odstředěném produktu jsou uvedeny v tabulce V • ·

Tabulka V	Dávka (%)	Odstředivkový materiál (%)
LBC	0,02
fenoly	0,10	0,01
toluidin	0,38	0,07
xylidin	0,03	0,02
chinolin	6,03	3,13
isochinolin	86,90	95,29
NIP	1,32	0,36
chinaldin	3,19	0,72
8-methylchinolin	1,95	0,40
3-methylisochinolin
HBC	0,08
celkem	100,00	100,00

Průmyslová využitelnost

Průmyslový způsob čištění isochinolinu, při kterém se nechává krystalovat isochinolinová frakce ze zpracování bituminozního uhelného dehtu obsahující hmotnostně přibližně 1 % chinolinu a až přibližně 8 % chinaldinu zvláště suspenzní krystalizací navozovanou ochlazením isochinolinové frakce na teplotu 5 až 18 °C, zvláště 11 až 14 °C a doplněnou odstředováním matečného louhu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob čištění isochinolinu, vyznačuj í cí se t í m , se nechává krystalovat isochinolinová frakce ze zpracování bituminozního uhelného dehtu obsahující hmotnostně přibližně 1 % chinolinu a až přibližně 8 % chinaldinu.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že krystalizace provádí suspenzní krystalizací.

3. Způsob podle nároku 2,vyznačující se t í m , že se suspenzní krystalizace provádí za odstřelování matečného louhu.

4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačuj ící se t í m, že se krystalizace navozuje ochlazením isochinolinové frakce na teplotu 5 až 18 °C, zvláště 11 až 14 °C.