NO139003B - Fremgangsmaate til fremstilling av et nytt aminoglykosidantibiotikum - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av estere.

Den foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av estere, spesielt en kontinu-

erlig fremgangsmåte for fremstilling av en ester av en alkohol som ikke danner en azeotrop med vann. Oppfinnelsen utgjør et tillegg til den i patent nr. 104 675 be-skrevne oppfinnelse.

I dette patent er det beskrevet en kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling av en ester av en sur reaksjonsdeltager og en alkohol som ikke danner en azeotrop sam-

men med vann, 'hvilken fremgangsmåte be-

står i at den sure reaksjonsdeltager og alkoholen opphetes i en reaktor for dan-

nelse av esteren, at det fra reaktoren trek-

kes ut en blanding av alkoholdamp og vanndamp, at denne dampblanding innføres i en destillasjonskolonne med en påtrykket tilbakeløpskjøling ved hjelp av tørr alkohol og at tørr alkoholdamp ledes fra toppen av destillasjonskolonnen inn i reaktoren, vann trekkes bort fra bunnpartiet av destillasjonskolonnen, en blanding av esteren og alkohol trekkes ut av reaktoren, esteren skilles fra alkoholen, og den fraskilte alko-

hol ledes til destillasjonskolonnen.

Foreliggende oppfinnelse består i at til-bakeløpskjølingen i den kontinuerlige fremgangsmåte som er angitt i hovedpatentet skaffes ved indirekte varmeutveksling med en strøm av tørr alkohol under et trykk som er lavere enn det trykk som hersker i destillasjonskolonnen.

Den sure reaksjonsdeltager er en kar-bo<ksylsyre, f. eks. ftalsyre, sebacinsyre, maleinsyre, stearinsyre, adipinsyre, iso-ftalsyre eller isosebacinsyre, eller en forbindelse som oppfører seg som en ekviva-

lent til en karbonsyre under fremgangs-måtens arbeidsbetingelser, slik at det dan-

nes en ester av en karbonsyre. Den nevnte forbindelse kan være et karbonsyreanhyd-

rid, f. eks. ftalsyre- eller maleinsyreanhyd-

rid, eller en ester av en karbonsyre og en alkohol som er mindre flyktig enn den alkohol hvis ester skal dannes ved frem-gangsmåten, og hvor den alkohol som brin-

ges til å reagere med esteren er mere flyktig enn den ester som alkoholen bringes til å reagere med. Den sure reaksjonsdeltager er fortrinnsvis mindre flyktig enn vann og den dannede ester.

Den anvendte alkohol kan f. eks. være metanol. Hensiktsmessig er alkoholen til-

stede i reaktoren i støkiometrisk overskudd over den sure reaksjonsdeltager, og fortrinnsvis er den mere flyktig, enn den sure reaksjonsdeltager.

I reaktoren opphetes den sure reaksjonsdeltager sammen med alkohol så ester dannes. Forestringen utføres fortrinnsvis ved den optimale temperatur, som nok er avhengig av arten av den spesielle syre og alkohol som benyttes, men som regel vil ligge i området fra 110—250° C. Reaktoren kan ha form av en rekke av soner, hvor hver sone i rekkene opphetes ved innbyrdes uavhengige opphetningsanordninger, slik at temperaturen i hver enkelt sone kan opp-rettholdes og reguleres uavhengig av temperaturen i rekkenes andre soner. På denne måte kan hver sone i rekkene holdes på den optimale temperatur, som gir den beste omdannelse av alkoholen og den sure reaksjonsdeltager til den ønskede ester.

I rekkenes enkelte soner kan temperaturen være ens eller være forskjellig i de forskjellige soner. Det kan noen ganger være ønskelig å holde hver sone på samme temperatur, og i andre tilfeller kan det ønskes å holde visse av sonene på forskjellige temperaturer. Hvis, f. eks., reaksjon ved den teoretisk optimale temperatur har til-bøyelighet til å gi en farget ester, kan en eller flere av de senere soner i rekkene holdes på en forholdsvis lavere temperatur.

Hvis hver sone i de rekker som danner reaktoren opphetes ved hjelp av innbyrdes uavhengige opphetningsanordninger, kan disse anordninger f. eks. bestå av adskilte dampkveiler, adskilte, ytre damptrøyer eller adskilte elektriske opphetningsinnretnin-ger; opphetningsanordningene kan befinne seg i den væske som forefinnes i hver enkelt sone, eller i væske inneholdende forbindel-sesledninger, eller i begge deler. Rekken av soner kan hensiktsmessig være anbragt i et apparat, som stort sett er konstruert i lik-het med en fraksjoneringskolonne som er utstyrt med gjennomboblingshetter, med den forskjell at hver seksjon er utstyrt med en dampopphetningskvell eller en annen egnet opphetningsinnretning, som er plasert inne i væsken, slik at temperaturen i hver enkelt sone kan reguleres for seg. Alternativt kan opphetningsinnretningene være plasert i dampen ovenfor væskenivået. Fortrinnsvis er væskelåsen i hver seksjon av kolonnen dypere enn på en normal frak-sjoneringskolonneplate, slik at væsken får en lengere oppholdstid. Dette muliggjør at det kan benyttes et langt færre antall av seksjoner, f. eks. kan et hvilket som helst antall over tre, eksempelvis fem eller åtte, gi tilfredsstillende resultater.

En blanding av alkoholdamp og vanndamp trekkes bort fra reaktoren og inn-føres i en destillasjonskolonne; hensiktsmessig innføres blandingen omtrent midt-veis på destillasjonskolonnen. Alkoholdamp ledes fra destillasjonskolonnens topp til en varmeutvekslingsinnretning, f. eks. en kon-densator eller annen varmeutveksler. I denne varmeutveksler overføres varme fra kondenserende alkohol til tørr alkohol, som ledes gjennom innretningen til reaktoren. Den derved kondenserte alkohol returneres til destillasjonskolonnen, og den ikke kondenserte alkoholdamp kan ledes til reaktoren, hvis det ønskes blandet med den annen strøm av alkohol, som ledes gjennom varmeutvekslingsinnretningen. For å over-føre alkoholdampen fra varmeutvekslingsinnretningen til reaktoren, kan det kreves en kompressor i den ledning gjennom hvilken dampen føres. Denne kompressor kan tjene både til å trekke alkoholdampen bort fra varmeutveksleren og til å pumpe alkoholdampen inn i reaktoren. Fra bunnpartiet av destillasjonskolonnen trekkes det ut vann, som kan ledes til kloakk.

For å overføre varmen effektivt i varmeutvekslingsinnretningen, fra den alkoholdamp som tas ut fra destillasjonskolonnens hode til den alkohol som ledes gjennom innretningen til reaktoren, som hensiktsmessig er kilden som tilfører frisk, tørr alkohol, er det ønskelig at alkoholdampen fra destillasjonskolonnen holdes på et høyere trykk enn trykket av den alkoholdamp som ledes gjennom innretningen til reaktoren. Denne trykkdifferense kan f. eks. skaffes ved å strupe den ukonden-serte damp, som forlater innretningen før denne dampstrøm forenes med den strøm av alkohol som er blitt opphetet i innretningen, og at man leder de to forente strøm-mer til reaktoren, om ønsket gjennom en kompressor. I en annen utførelsesform av oppfinnelsen blir de to alkoholdampstrøm-mer ført fra varmeutveksleren gjennom adskilte ledninger til reaktoren, og hver ledning inneholder en kompressor og trykk-forskjellen vedlikeholdes ved å regulere kompressorene.

En del av eller hele strømmen av tørr alkohol som er blitt opphetet i varmeutveksleren, kan fordampes før den ledes til reaktoren. Hvis fordampning av hele alko-holstrømmen viser seg å kondensere mere enn tilstrekkelig mengde alkohol, som til-bakeløp til destillasjonskolonnen, til å fj erne alt tilstedeværende vann fra våt alkohol som tilføres til kolonnen, kan noe av strømmen av tørr alkohol ledes direkte

til reaktoren.

En iblanding av dannet ester og alkohol trekkes ut av reaktoren, esteren skilles fra alkoholen, og den fraskilte alkohol ledes til destillasjonskolonnen. Den således fremstilte ester kan om det ønskes underkastes ytterligere rensing, f. eks. fraksjonert destillasjon. Adskillelsen av esteren fra alkoholen kan skje på en hvilken som helst egnet måte, f. eks. ved fraksjonert destillasjon eller fraksjonert destillasjon i nærvær av vanndamp. Hensiktsmessig blir imidlertid adskillelsen foretatt ved at alkoholen avdrives ved hjelp av vanndamp, i et alko-holgjenvinningsapparat. Dette apparat kan bestå av en rekke soner, som eventuelt er utstyrt med innbyrdes uavhengige opphet-ningsinnretninger for hver enkelt sone. Apparatet kan altså være lik en rekke av soner som omfatter forestringsreaktoren. Hensiktsmessig består imidlertid apparatet av en konvensjonell avdrivningskolonne i hvilken blandingen av ester og alkohol inn-føres på et punkt nær ved kolonnens topp, og vanndampen innledes nær ved bunnen av kolonnen.

Det er mulig å utføre forestringen av den sure reaksjonsdeltager og alkoholen i en reaktor uten at en katalysator er tilstede, men det foretrekkes å ha tilstede en vanlig forestringskatalysator, som f. eks. svovelsyre eller p-toluensulfonsyre. Hnsiktsmes-sig er katalysatoren tilstede i en mengde av fra 0,05—0,5 vektspst., beregnet på vekten av den sure reaksjonsdeltager og alkoholen sammen. Hvis en forestringskatalysator an-vendes, kan forestringsproduktet og ureagert alkohol, som kommer fra reaktoren, inneholde katalysatoren, og denne blir fortrinnsvis fjernet, f. eks. ved nøytralisering og utvasking med vann, før esteren og urea-ger alkohol skilles fra hverandre. De van-dige vaskevæsker kan ledes til en alkohol-gjenvinningskolonne, i hvilken eventuell tilstedeværende alkohol tilbakevinnes.

I den utførelsesform av oppfinnelsen som er skj ematisk vist på vedføyde tegnin-gers fig. 1, blir smeltet ftalsyre eller ftalsyreanhydrid ført gjennom ledningen 1 inn i forestringskolonnen 2, hvor den eller det opphetes sammen med metanol, i nærvær av svovelsyre som forestringskatalysator. Tørr flytende metanol innføres i ledningen 3, ledes gjennom varmeutveksleren 4, i hvilken det fordampes, og føres deretter ved hjelp av kompressoren 6 gjennom ledningen 5 til kolonnen 2. Ut fra kolonnen 2 strømmer en blanding av metanoldamp og vanndamp, som gjennom ledningen 7 går inn i destillasjonskolonnen 8. Fra kolonnen 8 strømmer gjennom ledningen 9 tørr metanoldamp til varmeutveksleren 4, i hvilken en del av denne metanol kondenseres. Flytende metanol og metanoldamp adskilles i separatoren 10, og den flytende metanol føres tilbake til toppen av kolonnen 8 gjennom ledningen 11, mens metanoldampen ledes gjennom strupeventilen 12 til kolonnen 2 via ledningen 13, ledningen 5 og kompressoren 6. Strupeventilen 12 er slik innstillet et metanolen i varmeutveksleren 4, fra kolonnen 8, holdes på et trykk som er så meget høyere enn den metanol som inn-føres i varmeutveksleren 4 gjennom ledningen 3, at det volum metanol som gjennom ledningen 11 returneres til kolonnen 8 er tilstrekkelig til at alt det vann som fantes i den fuktige metanol, som tilføres kolonnen

8 gjennom ledningen 7, blir fjernet fra

bunnpartiet av kolonnen 8 gjennom ledningen 14. Hvis det viser seg at den gjennom ledningen 3 innførte strøm av metanol er mere enn tilstrekkelig for dette formål, kan en del av denne metanolstrøm føres direkte til kolonnen 2 gjennom ledningen 15.

Fra ibunnpartiet av forestringskolonnen 2 trekkes det gjennom ledningen 16 en

blanding av dimetylftalat og metanol, som ledes til en nøytraliseringsbeholder 17, hvor blandingen røres sammen med en vandig natrmmbikarbonatoppløsning og innføres

gjennom ledningen 18. Svovelsyren nøytra-liseres og den brukte karbonatoppløsning tas ut gjennom ledningen 19. Blandingen av dimetylftalat og metanol skilles fra den brukte sodaoppløsning i beholderen 17 og føres gjennom ledningen 20 til alkoholgjen-vinningskolonnen 21.1 denne blåses det inn vanndamp gjennom ledningen 22, og metanolen i den gjennom ledningen 20 tilførte blanding drives av, og føres gjennom ledningen 24 til kolonnen 8. Dimetylftalat som er fritt for metanol tappes ut av kolonnen 21 .gjennom ledningen 23.

Det gjennom ledningen 23 uttatte dimetylftalat kan, om ønskes, underkastes videre rensing.

I det utførelseseksempel som er vist i fig. 2, blir ftalsyre eller ftalsyreanhydrid omdannet til dimetylftalat på samme måte som i fig. 1, med den forskjell at metanoldampen som forlater separatoren 10 ledes for seg til forestringskolonnen gjennom ledningen 25 og kompressoren 26. Kompressorene 6 og 26 er slik regulert et metanolen 1 varmeutveksleren 4, fra kolonnen 8, holdes på et så meget høyere trykk enn metanolen som innføres i varmeutveksleren 4 gjennom ledningen 3, at volumet av flytende metanol som gjennom ledningen 11 returneres til kolonnen 8, er tilstrekkelig til at alt det vann som var tilstede i den til kolonnen 8 gjennom ledningen 7 tilførte fuktige metanol, blir fjernet fra bunnpartiet av kolonnen 8 gjennom ledningen 14. Også her blir, hvis det viser seg at den gjennom ledningen 3 tilførte strøm av metanol er mere enn tilstrekkelig for dette formål, en del av metanolstrømmen ført direkte til kolonnen 2 gjennom ledningen 15.

Claims (1)

1. Kontinuerlig fremgangsmåte til fremstilling av en karboksylsyreester ved at en tørr enverdig alkohol som er mere flyktig enn vann og den fremstilte ester, og som ikke danner en azeotropblanding med vann, og en organisk syre tilføres reaktoren i mot-strøm, og overskudd av alkoholen omsettes med syren slik at det dannes en ester, og ureagert alkoholdamp blandet med vanndamp fjernes fra toppen av reaktoren, og esteren blandet med ureagert alkohol fjernes fra bunnen av reaktoren og. destilleres med damp, hvoretter den utskilte alkohol og damp, sammen med alkoholdamp og vanndamp, som tas fra toppen av reaktoren, sendes til en destillas j onskolonne og blandingen destilleres i destillasjonskolonnen med en påtrykket tilbakeløpskjøling ved hjelp av tørr alkohol, hvoretter alkohol i tørr tilstand fjernes fra toppen av kolonnen og tilføres reaktoren som alkoholreaksj ons-middel for bruk i forestringen, slik som angitt i hovedpatentet 104 675, karakterisert ved at tilbakeløpskjølingen skaffes ved indirekte varmeutveksling med en strøm av tørr alkohol under et trykk som er lavere enn det trykk som hersker i destillasjonskolonnen.