ES2228477T3 - Procedimiento para la preparacion de serinol. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de serinol.Info
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Abstract
Un procedimiento para la preparación de serinol mediante hidrogenación, que comprende las etapas de: la reacción de 1 equivalente de nitrometano con 1 a 10 equivalentes de paraformaldehído y a continuación, la adición de 0, 5 a 5 equivalentes de hidróxido sódico para dar la sal sódica del 2-nitro-1, 3-propanodiol; la preparación de un catalizador que comprende un soporte inorgánico en el cual se impregna un componente metálico catalíticamente eficaz en una cantidad del 1 al 20% en peso, dicho metal catalíticamente eficaz siendo seleccionado del grupo compuesto por paladio (Pd), platino (Pt), rodio (Rh), iridio (Ir), rutenio (Ru), osmio (Os) y sus mezclas; y la hidrogenación continua de la sal sódica del 2-nitro-1, 3-propanodiol en un reactor de lecho inmovilizado en el cual está empaquetado el catalizador.
Description
Procedimiento para la preparación de serinol.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la preparación de serinol que se usa como
compuesto intermedio en la preparación de un intermedio médico. Más
particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento
para la preparación de serinol
(2-amino-1,3-propanodiol)
de una gran pureza con altos rendimientos haciendo reaccionar
nitrometano con paraformaldehído y a continuación con hidróxido
sódico como fuente de sodio para dar la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
y la hidrogenación de la sal sódica, en la siguiente reacción en
presencia de un sistema catalítico metálico o impregnado con un
metal.
El serinol
(2-amino-1,3-propanodiol)
es un compuesto intermedio para un medicamento y en particular, se
usa como compuesto intermedio útil para la preparación de
lopamidol, un medio de contraste de rayos X.
Como se describe, en detalle, en la patente de
EE.UU. nº 4.754.079, la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol,
que se usa como materia prima para el serinol, se puede preparar a
partir de nitrometano, paraformaldehído, metóxido sódico e
hidróxido de potasio (KOH). El procedimiento de preparación descrito
en el cual se usa KOH como catalizador y el metóxido sódico en fase
líquida (disolución en metanol al 30%) se utiliza como fuente de
sodio para la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol,
es desventajoso ya que la reacción es demasiado complicada y la
manipulación de los compuestos es problemática. Además, la reacción
entre el paraformaldehído y el nitrometano se debe llevar a cabo en
un intervalo de temperaturas de 42 a 45ºC, que es demasiado estrecho
para controlarlo. Adicionalmente, este procedimiento conlleva el
problema de ser económicamente desfavorable debido a que el metóxido
sódico en fase líquida es caro comparado con el hidróxido sódico
(NaOH) en polvo que se usa en la presente invención.
Se puede aludir a otro procedimiento de
preparación del serinol en la patente de DE nº 2.742.981, en la
cual la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se hidrogena en un tampón ácido para preparar el serinol. En este
procedimiento, el hidrógeno es absorbido en una cantidad
estequiométrica, pero el rendimiento es sólo del 30 al 50% incluso
en condiciones de reacción ideales. Otra desventaja de este
procedimiento es que es difícil de aplicar a la producción
industrial debido a que el catalizador Pd/C es difícilmente
reutilizable.
De acuerdo con la patente de EE.UU. nº 4.448.999,
el rendimiento de producción del serinol se puede incrementar hasta
un 74% adoptando un reactor con recirculación equipado con medios
de enfriamiento eficaces y usando metanol como disolvente. Sin
embargo, la reacción en discontinuo usando un catalizador de Pd/C,
que es caro y difícil de reutilizar, impide a los usuarios la
aplicación del procedimiento para su producción industrial. Además,
el catalizador debe ser eliminado de manera engorrosa con un filtro
después de la reacción y el rendimiento de producción es demasiado
bajo para su aplicación industrial.
La patente de EE.UU. nº 4.221.740 describe el uso
de níquel Raney en lugar del catalizador de Pd/C caro, afirmando que
el rendimiento de producción del serinol se puede incrementar del
64 al 87%. Sin embargo, el catalizador de níquel Raney tampoco es
fácil de reutilizar y requiere un filtro para su retirada. De
hecho, el rendimiento de producción no es suficiente.
Por lo tanto, persiste la necesidad de
desarrollar un procedimiento para la preparación de serinol que se
pueda llevar a cabo incluso a temperaturas relativamente bajas, sea
económicamente favorable, y produzca un serinol de alta pureza con
un rendimiento de producción alto.
Por consiguiente, después de investigaciones
intensivas y minuciosas los presentes inventores encontraron que el
uso de hidróxido sódico (NaOH) en polvo como fuente de sodio a
diferencia de los procedimientos convencionales en la preparación
de una sal del
2-nitro-1,3-propanodiol
y la adopción de un sistema reactor de lecho fijo cargado con un
catalizador metálico o impregnado con metales en lugar del uso de
un reactor discontinuo convencional puede prevenir el descenso en
el rendimiento como resultado del incremento de la temperatura de
reacción y superar los problemas del calentamiento del
paraformaldehído para una disolución completa. Basándose en estos
hallazgos, la presente invención, que es simple y económicamente
favorable y puede producir serinol de una alta pureza con altos
rendimientos, llega a ser completa.
Por lo tanto, es un objeto de la presente
invención proporcionar un procedimiento para la preparación de
serinol de una alta pureza con altos rendimientos, que es simple y
económicamente favorable.
En una forma de realización de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para la preparación de
serinol
(2-amino-1,3-propanodiol),
que comprende las etapas de: la reacción de 1 equivalente de
nitrometano con 1 a 10 equivalentes de paraformaldehído y a
continuación, la adición de 0,5 a 5 equivalentes de hidróxido
sódico para dar la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol;
la preparación de un catalizador que comprende un soporte
inorgánico en el cual se impregna un componente metálico
catalíticamente eficaz en una cantidad del 1 al 20% en peso, dicho
metal catalíticamente eficaz siendo seleccionado del grupo
compuesto por paladio (Pd), platino (Pt), rodio (Rh), iridio (Ir),
rutenio (Ru), osmio (Os) y sus mezclas; y la hidrogenación continua
de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
en un reactor de lecho fijo en el cual está empaquetado el
catalizador.
En una versión de la forma de realización, la
presente invención comprende la reacción para la preparación de la
sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
a una temperatura de 0 a 100ºC y la hidrogenación para la
preparación del
2-nitro-1,3-propanodiol
a una temperatura de 0 a 150ºC, a una presión de hidrógeno de 103,4
a 17.236,9 kPag, y a una velocidad espacial horaria por peso (WHSV)
de 0,1 a 10 h^{-1} mientras se introduce el hidrógeno/la sal
sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
a una relación molar de 1 a 10 con una disolución de sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
del 1 al 50% en peso en un disolvente.
En la presente invención, el nitrometano primero
se hace reaccionar con el paraformaldehído y el compuesto resultante
se convierte a su sal con hidróxido sódico en ausencia de
catalizador para dar la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
que a continuación se somete a hidrogenación continua cuando se
pasa a través de un reactor de lecho fijo en el cual está
empaquetado un catalizador que comprende un soporte metálico o
impregnado con un metal.
Diferente de los convencionales, el procedimiento
de acuerdo con la presente invención para la preparación de la sal
sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se puede llevar a cabo fácilmente incluso a temperaturas
relativamente bajas. Además, el hidróxido sódico en polvo, que se
usa en la presente invención, es relativamente cómodo de manipular
comparado con la disolución acuosa de hidróxido potásico y metóxido
sódico en fase líquida (disolución en metanol al 30%), que se usa
convencionalmente. Además, el hidróxido sódico relativamente barato
proporciona una ventaja económica a la presente invención.
Para la preparación de la sal sódica, la cantidad
de paraformaldehído usado preferentemente abarca entre 1 y 10
equivalentes por equivalente de nitrometano y más preferentemente
entre 1 y 5 equivalentes. Cuando la cantidad de paraformaldehído
está por debajo de 1 equivalente, el rendimiento de la sal sódica
es pobre. Por otra parte, cuando está por encima de 10 equivalentes,
se producen reacciones laterales.
En cuanto al hidróxido sódico, se usa
preferentemente en una cantidad de 0,5 a 5 equivalentes por
equivalente de nitrometano y más preferentemente en una cantidad de
0,5 a 3 equivalentes. Menos de 0,5 equivalentes de hidróxido sódico
retarda la velocidad de reacción. Por otra parte, más de 5
equivalentes de hidróxido sódico provoca reacciones laterales y una
desventaja económica.
La temperatura de reacción está fijada en el
intervalo de 0 a 100ºC y preferentemente de 10 a 50ºC. Por ejemplo,
cuando la reacción se lleva a cabo por debajo de 0ºC, la formación
de la sal sódica es lenta. Por otra parte, cuando la temperatura de
reacción excede los 100ºC, frecuentemente se producen reacciones
laterales que reducen el rendimiento de la sal sódica dando una
mezcla coloreada.
De acuerdo con la presente invención, la sal
sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se puede producir con una pureza del 99,8% con un rendimiento del
98%.
Posteriormente, la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se hidrogena en presencia de un catalizador metálico o un sistema
catalizador que comprende un soporte impregnado con un metal, de
manera que se produce serinol de una alta pureza con un alto
rendimiento. Esta hidrogenación se consigue en un proceso en
continuo usando un reactor de lecho fijo. Por lo tanto, el
procedimiento de la presente invención presenta una ventaja sobre
otros procedimientos que usan procesos de tipo discontinuo, en la
velocidad de producción. Además, el procedimiento de la presente
invención es económicamente favorable en virtud de la regeneración
de catalizador y no es engorroso, sino que es simple debido a que
no se necesita retirar el catalizador del sistema de filtración.
Para la hidrogenación de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
a serinol, se debería usar un disolvente adecuado. Este disolvente
es necesario para disolver la sal sódica sólida del
2-nitro-1,3-propanodiol
de manera suficiente para conseguir así una alimentación del
reactivo al reactor homogénea además de absorber el calor de
reacción generado durante la hidrogenación, una reacción
exotérmica, y no para reaccionar con los reactivos, la sal sódica
del
2-nitro-1,3-propanodiol
y el hidrógeno. Adecuado para la hidrogenación de la presente
invención es uno seleccionado del grupo compuesto por alcohol
metílico, alcohol etílico, alcohol n-propílico, alcohol
isopropílico, alcohol n-butílico, alcohol isopropílico,
alcohol n-butílico, alcohol sec-butílico, alcohol
tert-butílico, agua y sus mezclas con preferencia por una
mezcla de alcohol metílico y agua. Una mezcla 9:1 de alcohol
metílico:agua es lo más preferible. En el disolvente, la sal sódica
del
2-nitro-1,3-propanodiol
se mantiene a una concentración del 1 al 50% en peso y
preferentemente del 3 al 20% en peso. Además, el disolvente se
puede calentar para disolverlo completamente si fuese necesario. Si
la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se usa por debajo del 1% en peso, se obtiene serinol con un
rendimiento pobre. Por otra parte, un contenido superior al 50% en
peso supone una reducción en la selectividad y en la velocidad de
conversión.
La hidrogenación de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se lleva a cabo en presencia de un catalizador. Este catalizador
bien es un metal o un metal impregnado en un soporte. El componente
metálico catalíticamente eficaz se selecciona del grupo compuesto
por níquel (Ni), paladio (Pd), platino (Pt), rodio (Rh), iridio
(Ir), rutenio (Ru), osmio (Os), y sus mezclas con preferencia por
paladio o rutenio. Como soporte útil en la presente invención, se
puede usar un óxido inorgánico. Ejemplos del óxido inorgánico
incluyen alúmina, sílice, sílice-alúmina, circonia,
titania, zeolita y tamices moleculares con mayor preferencia por
alúmina.
Las partículas del soporte pueden tener forma de
esferas, cilindros, gránulos o cualquier forma. Sin embargo,
preferentemente tienen forma de sedimentos cilíndricos o esféricos
para unas propiedades mecánicas adecuadas.
Cuando esté impregnado en un soporte, el
componente metálico catalíticamente eficaz se usa en una cantidad
del 1 al 20% en peso basado en el peso total del sistema catalítico
y más preferentemente en una cantidad del 1 al 15% en peso. Por
ejemplo, cuando el contenido en metal está por debajo de 1% en
peso, la hidrogenación se produce lentamente. Por otra parte, cuando
el contenido en metal está por encima del 20% en peso, el material
precioso caro incrementa los costes de producción. Cuando se usa
paladio o rutenio como componente metálico catalíticamente eficaz,
su contenido preferiblemente está entre el 5 y el 20% en peso basado
en el sistema catalítico total.
La impregnación del metal en el soporte se puede
llevar a cabo usando un procedimiento de impregnación de humedad
incipiente, un procedimiento de impregnación de exceso de agua, un
procedimiento de pulverización, o un procedimiento de mezcla
física.
Después de completar la impregnación del metal,
el catalizador se debería calcinar durante 2 horas o más en
atmósfera de aire o de un gas inerte. La temperatura de calcinación
abarca entre 300 y 700ºC y preferentemente entre 300 y 550ºC. A una
temperatura de calcinación inferior a 300ºC, el precursor metálico
impregnado en el soporte se descompone de manera insuficiente. Por
otra parte, una temperatura de calcinación superior a 700ºC
disminuye la dispersión del metal, produciendo un rendimiento pobre
del catalizador.
Después de ser empaquetado en un reactor de lecho
fijo, el catalizador calcinado sufre la reducción con hidrógeno
antes de introducir el reactivo en el reactor. Estas condiciones de
reducción se deberían mantener durante al menos 2 horas de 50 a
400ºC dependiendo de los metales usados.
Una característica de la presente invención
reside en que se emplea un sistema de reacción de lecho fijo en el
cual está empaquetado el catalizador. El sistema reactor de lecho
fijo garantiza rendimientos espacio-temporales
superiores, permitiendo la reutilización del catalizador, y haciendo
que el procedimiento sea simple. En el sistema de reacción de lecho
fijo, no se imponen limitaciones en la configuración del reactor y
en el tipo de alimentación y en la dirección de flujo del reactivo.
Para conseguir que los reactivos se pongan bien en contacto entre
sí, sin embargo, se usa preferentemente un reactor de lecho de goteo
en el cual los reactivos hidrocarburo e hidrógeno fluyen hacia
abajo mientras se dispersan uniformemente.
La preparación de serinol, que resulta de la
hidrogenación de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol,
se puede conseguir bajo las condiciones de una presión de hidrógeno
de 103,4 a 17.236,9 kPag, una temperatura de reacción de 0 a 150ºC,
y una velocidad espacial horaria por peso (WHSV) de 0,1 a 10
h^{-1}, preferentemente bajo las condiciones de una presión de
hidrógeno de 689,5 a 13.789,5 kPag, una temperatura de reacción de
10 a 100ºC, y una velocidad espacial horaria por peso (WHSV) de 0,2
a 10 h^{-1}, y más preferentemente bajo las condiciones de una
presión de hidrógeno de 3447,4 a 10.342,1 kPag, una temperatura de
reacción de 20 a 80ºC, y una velocidad espacial horaria por peso
(WHSV) de 0,5 a 5 h^{-1}. Un cambio en la WHSV tiene una
influencia significativa sobre la selectividad de la hidrogenación
para el serinol como se muestra en la Fig. 1 en la cual están
representadas las selectividades de la hidrogenación para el
serinol según el catalizador frente a la WHSV. Además, como se
aclarará posteriormente, tanto la conversión como la selectividad
se incrementan en la hidrogenación de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
con una cantidad particular de catalizador usado, pero no se
obtiene mayor incremento cuando el catalizador se usa en una
cantidad superior al valor crítico, como se muestra en la Tabla 2,
posteriormente. Por lo tanto, cuando las condiciones de reacción se
desvían de los intervalos anteriores, se encuentra un descenso en
el rendimiento del serinol mientras que se incrementa la velocidad
de desactivación del catalizador. Bajo dicho desvío en las
condiciones, no se puede obtener ventaja del proceso en continuo
sugerido por la presente invención.
3,5 moles de hidrógeno son suficientes para
conseguir la conversión completa por hidrogenación de 1 mol de la
sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol.
La cantidad de la alimentación de hidrógeno no está limitada si es
superior a 3,5 moles por mol de
2-nitro-1,3-propanodiol,
pero la relación molar de hidrógeno a
2-nitro-1,3-propanodiol
preferentemente está determinada en el intervalo de
1-10 debido a la economía del proceso. El hidrógeno
que no reacciona, pero que pasa a través del reactor se puede
recomprimir y reciclar al reactor.
Los productos de reacción efluentes del reactor
se dirigen hacia una unidad de recuperación del disolvente en la
cual al menos una porción del disolvente usado se separa de los
otros componentes efluentes. Esta unidad de recuperación puede ser
de cualquier tipo, tal como una torre de destilación o un
vaporizador súbito. Los productos o efluentes concentrados de la
parte inferior de la unidad de recuperación del disolvente se
transfieren a un aparato de destilación sobre vacío.
La Fig. 1 es una gráfica en la cual se representa
la selectividad del serinol
(2-amino-1,3-propanodiol)
frente a la WHSV de hidrógeno cuando la sal sódica de
2-nitro-1,3-propanodiol
se somete a hidrogenación continua en presencia de un catalizador
de (Pd/Al_{2}O_{3} o Ru/Al_{2}O_{3}).
Se puede obtener una mejor comprensión de la
presente invención en vista de los siguientes ejemplos que se
disponen para ilustrar, pero que no se deben interpretar como una
limitación de la presente invención.
Ejemplo de preparación
1
En un reactor de 1 L equipado con un agitador y
un refrigerador, se cargó 60 g de nitrometano, 74,5 g de
paraformaldehído, 722 g de metanol, y 0,36 g de hidróxido sódico, y
el paraformaldehído se disolvió a temperatura ambiente. Usando el
refrigerador, la temperatura interna del reactor se mantuvo a 35ºC o
inferior, tras lo cual la lenta alimentación de 43,9 g de hidróxido
sódico dio la sal sódica de nitropropanodiol en forma de un polvo
blanco. En atmósfera de nitrógeno, el polvo se separó con un filtro
y se secó sobre vacío para obtener la sal sódica de
2-nitro-1,3-propanodiol.
Pureza del 99,8%, rendimiento del 98%.
Ejemplo de preparación
2
En un matraz de 100 cc se cargó 50 cc de agua
desionizada a la cual se añadió a continuación 6,35 g de un
compuesto de nitro paladio (Pd(NO_{3})_{2},
Aldrich). La disolución de nitrato de Pd así obtenida se añadió
lentamente a un vaso equipado con un motor de velocidad variable
fijado a 50 rpm para dispersar finamente la disolución metálica en
100 g de alúmina extrudida de 0,32 cm (Norton). Después de
completar la alimentación de la disolución del compuesto de nitro
paladio, el motor se hizo girar a la misma velocidad durante 30
minutos más. La alúmina impregnada con el compuesto de nitro
paladio así obtenida se calcinó a 400ºC durante 3 horas en atmósfera
de aire en un horno cerrado. Un análisis de fluorescencia por rayos
X mostró que el catalizador contenía un 10,0% en peso de
paladio.
Ejemplo de preparación
3
En un matraz de 100 cc se cargó 40 cc de agua
desionizada a la cual se añadió a continuación 17,9 g de cloruro de
rutenio (RuCl_{3}, Aldrich). La disolución de cloruro de rutenio
así obtenida se añadió lentamente a un vaso equipado con un motor
de velocidad variable fijado a 50 rpm para dispersar finamente la
disolución metálica en 100 g de alúmina extrudida de 0,32 cm
(Norton). Después de completar la alimentación de la disolución de
rutenio, el motor se hizo girar a la misma velocidad durante 30
minutos más. La rutenio soportado sobre la alúmina así obtenido se
calcinó a 550ºC durante 6 horas en atmósfera de aire en un horno
cerrado. Un análisis de fluorescencia por rayos X mostró que el
contenido de rutenio en el catalizador era del 7,5% en peso.
Ejemplos 1 a
5
En un reactor completamente automatizado de alta
presión (diámetro interno 2,54 cm x longitud 60 cm) fabricado en
acero inoxidable 316, se cargó 50 g del catalizador de tipo
extrudido (0,32 cm) preparado en el Ejemplo de Preparación 2.
Después de ser purgado con nitrógeno, el reactor se calentó de
temperatura ambiente a 55ºC a una velocidad de 1ºC por minuto
mientras se introducía hidrógeno en el reactor a 50 sccm. La
cantidad de hidrógeno se incrementó hasta un grado que como mucho
fue el doble de lo necesario para la reacción. De manera separada,
la sal sódica de nitropropanodiol preparada en el Ejemplo de
Preparación 1 se disolvió en metanol y agua para dar una disolución
con un contenido en sal sódica de nitropropanodiol del 5% en peso.
Esta disolución reactiva se introdujo en el reactor. La velocidad
de alimentación del reactivo y las condiciones de reacción se
muestran en la Tabla 1 a continuación. Los productos de reacción se
sacaron cada 4 horas durante 20 horas en total y se analizaron
mediante cromatografía de gases (columna PONA de 50 m x 0,02 mm x
0,5 \mum) con un detector de ionización en llama (FID) los
resultados se dan en la Tabla 1 a continuación.
La conversión y la selectividad para el serinol
se determinaron con análisis cromatográfico de gases de
trifluoroacetato, que se preparó haciendo reaccionar serinol con
anhídrido trifluoroacético (Plant Cell Physiol. 1986,
27(6), 1109).
Ejemplos 6 a
15
La hidrogenación de la sal sódica de
nitropropanodiol preparada en el Ejemplo de Preparación 1 se llevó
a cabo de manera similar a aquella del Ejemplo 1 en una mezcla
disolvente de 9:1 de metanol:agua en condiciones de temperatura de
55ºC, a una presión de hidrógeno de 5998 kPag y a una WHSV de 1,4
h^{-1} o 2,8 h^{-1} en presencia de los catalizadores que se
prepararon en el Ejemplo de Preparación 2 ó 3. Las composiciones de
los catalizadores, las condiciones de reacción y los resultados se
dan en la Tabla 2 a continuación.
Ejemplos comparativos 1 a
3
La hidrogenación de la sal sódica de
nitropropanodiol se llevó a cabo de manera similar a aquella del
Ejemplo 1 en una mezcla disolvente de metanol y agua en condiciones
de temperatura de 55ºC, a una presión de hidrógeno de 5860 kPag y a
una WHSV de 1,4 h^{-1} en presencia de los catalizadores que se
muestran en la Tabla 3 a continuación. Estos catalizadores no se
prepararon de acuerdo con la presente invención, sino que se
obtuvieron comercialmente de proveedores. No se dan sus
especificaciones.
Se llevó a cabo una reacción en continuo de ciclo
prolongado en presencia del catalizador preparado en el Ejemplo de
Preparación 2 en un reactor similar a aquel del Ejemplo 1. No se
observó la desactivación del catalizador durante 2000 horas. Los
resultados se dan en la Tabla 4 a continuación.
Ejemplos 17 a
21
La reacción se llevó a cabo en un reactor similar
a aquel del Ejemplo 1 usando 50 g del catalizador preparado en el
Ejemplo de Preparación 2. Durante la reacción, la presión en el
interior del reactor se mantuvo a 5860 kPag mientras que la
temperatura de reacción y la WHSV se variaban de la misma manera que
en los Ejemplos 1 a 5. Después de 200 horas de reacción, la
disolución que contenía el serinol se recogió y se cargó en un
reactor de cristal de 10 L equipado con un destilador de vacío. La
temperatura del reactor de cristal se incrementó a una velocidad de
5ºC por minuto hasta 80ºC a la cual se llevó a cabo la destilación
de vacío a una presión de 100 mbar para evaporar el 90%
aproximadamente del metanol y el agua en disolución, y se eliminó el
cloruro sódico filtrado. A continuación, se añadió 15 litros de
alcohol isopropílico al reactor de cristal y la temperatura del
reactor de cristal se incrementó a una velocidad de 5ºC por minuto
hasta 80ºC a la cual se llevó a cabo la destilación de vacío a una
presión de 100 mbar para eliminar el alcohol isopropílico hasta que
el contenido en serinol alcanzó el 90% en peso. A continuación, la
destilación de vacío de 115 a 130ºC de 0,5 a 1 mbar dio serinol en
polvo. La pureza y los rendimientos de los productos se dan en la
Tabla 5 a continuación, junto con las condiciones de reacción.
Por consiguiente, el procedimiento de la presente
invención puede producir serinol de una alta pureza con altos
rendimientos comparado con procedimientos convencionales. Junto con
estas ventajas de pureza y rendimiento, la simplicidad de este
procedimiento supone un beneficio económico en la producción de
serinol y permite que el procedimiento se aplique industrialmente
para la producción a gran escala.
Claims (12)
1. Un procedimiento para la preparación de
serinol mediante hidrogenación, que comprende las etapas de:
la reacción de 1 equivalente de nitrometano con 1
a 10 equivalentes de paraformaldehído y a continuación, la adición
de 0,5 a 5 equivalentes de hidróxido sódico para dar la sal sódica
del
2-nitro-1,3-propanodiol;
la preparación de un catalizador que comprende un soporte
inorgánico en el cual se impregna un componente metálico
catalíticamente eficaz en una cantidad del 1 al 20% en peso, dicho
metal catalíticamente eficaz siendo seleccionado del grupo
compuesto por paladio (Pd), platino (Pt), rodio (Rh), iridio (Ir),
rutenio (Ru), osmio (Os) y sus mezclas; y la hidrogenación continua
de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
en un reactor de lecho inmovilizado en el cual está empaquetado el
catalizador.
2. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que la etapa de reacción para la preparación
de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
se lleva a cabo a una temperatura de 0 a 100ºC.
3. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que el soporte inorgánico se selecciona del
grupo compuesto por alúmina, sílice,
sílice-alúmina, circonia, titania, zeolita y tamices
moleculares.
4. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que el catalizador contiene paladio o
rutenio en una cantidad del 5 al 20%.
5. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que la etapa de hidrogenación se lleva a
cabo a una temperatura de 0 a 150ºC, a una presión de hidrógeno de
103,4 a 17.236,9 kPag con un flujo de hidrógeno a una velocidad
espacial horaria por peso (WHSV) de 0,1 a 10 h^{-1}.
6. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que la etapa hidrogenación se lleva a cabo
con una relación molar de hidrógeno a la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
en el intervalo de 1 a 10.
7. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que la etapa de hidrogenación se lleva a
cabo con una disolución de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
en disolvente del 1 al 50% en peso.
8. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que el disolvente se selecciona del grupo
compuesto por alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol
isopropílico, alcohol n-butílico, alcohol
sec-butílico, alcohol tert-butílico, agua y sus
mezclas.
9. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 8, en el que el disolvente es una mezcla de alcohol
metílico y agua.
10. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 8, en el que el disolvente es una mezcla 9:1 de
alcohol metílico y agua.
11. El procedimiento que se indica en la
reivindicación 1, en el que el reactor de lecho inmovilizado es un
reactor de lecho de goteo.
12. Un procedimiento para la preparación de
serinol mediante hidrogenación, que comprende las etapas de:
la reacción de 1 equivalente de nitrometano con 1
a 10 equivalentes de paraformaldehído y a continuación, la adición
de 0,5 a 5 equivalentes de hidróxido sódico para dar la sal sódica
del
2-nitro-1,3-propanodiol;
y la hidrogenación continua de la sal sódica del
2-nitro-1,3-propanodiol
en presencia del catalizador metálico seleccionado del grupo
compuesto por paladio (Pd), platino (Pt), rodio (Rh), iridio (Ir),
rutenio (Ru), osmio (Os) y sus mezclas en un reactor de lecho
inmovilizado en el cual está empaquetado el catalizador.
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