RU2487860C1 - Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола - Google Patents
Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487860C1 RU2487860C1 RU2012124352/04A RU2012124352A RU2487860C1 RU 2487860 C1 RU2487860 C1 RU 2487860C1 RU 2012124352/04 A RU2012124352/04 A RU 2012124352/04A RU 2012124352 A RU2012124352 A RU 2012124352A RU 2487860 C1 RU2487860 C1 RU 2487860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenylethanol
- substituted
- supercritical
- temperature
- reaction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения 1-фенилэтанола или пара-замещенного 1-фенилэтанола, который применяют в качестве промежуточных соединений в различных областях органической химии. Способ заключается в каталитическом восстановлении замещенных ацетофенонов в реакторе проточного типа в сверхкритическом двухкомпонентном растворителе с использованием гетерогенного гранулированного катализатора - оксида алюминия Al2O3 при температуре 170-230°С и давлении 170-190 атм. Способ позволяет получить целевые продукты с высокой производительностью за время контакта в несколько минут без использования дорогостоящих катализаторов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области синтеза органических соединений, а именно, к способам их получения в новых реакционных средах-растворителях с участием гетерогенных катализаторов, выбору условий проведения реакций, в частности, восстановлению замещенных ацетофенонов в спирты, более конкретно к способу получения 1-фенилэтанола и пара-замещенного 1-фенилэтанола.
Восстановление карбонильных соединений широко используется для получения разнообразных спиртов, применяющихся в качестве промежуточных соединений в различных областях органической химии, например, в фармацевтической индустрии (J. Magano, J.R. Dunetz. Large-Scale Carbonyl Reductions in the Pharmaceutical Industry. Org. Process Res. Dev„ DOI: 10.1021/op2003826. Publication Date: 14 Feb 2012).
Среди методов восстановления следует отметить реакцию Меервейна-Пондорфа-Верлея (МПВ), которая является одним из эффективных и наиболее селективных методов восстановления карбонильных соединений в спирты, который совместим с широким набором функциональных групп (C.F. de Graauw, J.A. Peters, H. van Bekkum, J. Huskens, Meerwein-Ponndorf-Verley reductions and Oppenauer oxidations:
an integrated approach, Synthesis, 1994, 1007-1017). В классической реакции МПВ в качестве восстановителя используется изопропанол, который превращается в ацетон, и изопропилат алюминия как катализатор. Серьезным недостатком, значительно ограничивающим практическое применение классической реакции МПВ, является низкая активность изопропилата алюминия, ведущая к необходимости использования почти стехиометрических количеств катализатора.
Обнаруженная возможность проведения восстановления карбонильных соединений в сверхкритических спиртах, предпочтительно, в изопропаноле, без использования катализаторов открыла новые возможности для использования реакции МПВ (С.П.Губин, В.И.Меньшов, В.М.Кирилец, Е.Я.Плопский, Ф.Тегай, Гидрирование ненасыщенных связей изопропиловым спиртом без катализатора. Изв. АН СССР, Сер. Хим. 1983, 2835-2836).
К основному недостатку данного метода следует отнести необходимость проведения реакции в течение длительного времени (1 ч и более) в реакторе-автоклаве при температуре около 300°С, что требует дорогостоящего аппаратурного оформления и предъявляет повышенные требования к термостойкости исходных соединений и продуктов реакции.
Использование реактора проточного типа во многих случаях позволяет избежать подобных проблем. Так, попытка провести реакцию МПВ в сверхкритическом изопропаноле в реакторе проточного типа была предпринята в работе (L. Sominsky, E. Rozental, H. Gottlieb, A. Gedanken, S. Hoz, Uncatalyzed Meerwein-Ponndorf-Oppenauer-Verley reduction of aldehydes and ketones under supercritical conditions, J. Org. Chem. 69, 2004, 1492-1496), однако либо наблюдалась невысокая конверсия исходного вещества, либо, при повышении температуры, протекали нежелательные вторичные превращения.
Известен способ восстановления карбонильных соединений в спирты в реакторе проточного типа, принятый нами за прототип (M.G. Hitzler, M. Poliakoff. Continuous hydrogenation of organic compounds in supercritical fluids. Chem. Commun. 1997, 1667), при реализации которого гидрирование ацетофенона 1а в 1-фенилэтанол 2а водородом проводится в сверхкритическом СО2 в присутствии катализатора -палладия, закрепленного на полисилоксане при температуре 90°С, давлении 120 атм.
Основным недостатком этого способа является необходимость использования в качестве катализаторов дорогостоящих благородных металлов.
Изобретение решает задачу эффективного восстановления замещенных ацетофенонов общей формулы 1, где R может быть протоном, алкильной группой, нитрогруппой или атомом галогена, в соответствующие спирты 2 с высокой производительностью в непрерывном режиме за времена контакта в несколько минут без использования дорогостоящих катализаторов.
Для решения этой задачи используют: (1) сверхкритический двухкомпонентный растворитель, включающий в себя СО; и изопропиловый спирт; (2) гранулированный оксид алюминия Al2O3 в качестве катализатора; (3) трубчатый реактор проточного типа, что позволяет проводить превращения за короткие времена контакта. Процесс осуществляют при температуре 170-230°С и давлении 170-190 атм.
Восстановление соединений типа 1 осуществляют в сверхкритическом растворителе с применением экспериментальной установки на основе трубчатого реактора проточного типа, содержащего гранулированный гетерогенный катализатор Al2O3. Исходная смесь подавалась в реактор двумя потоками. Первый поток - сверхкритический СО2 (расход 5.0 мл/мин) - при помощи шприцевого насоса подают в смеситель, расположенный на входе в реактор, через теплообменник, где нагревают до температуры реакции. Второй поток (расход 3.0 мл/мин) - раствор кетона 1 в изопропиловом спирте подают в тот же смеситель при помощи поршневого насоса. Применение сверхкритического CO2 в качестве компонента комплексного растворителя позволяет значительно снизить критическую температуру, избежав, таким образом, нежелательных вторичных превращений, образующихся в процессе реакции продуктов. Реакцию проводят в интервале температур Т=170-230°С и давления Р=170-190 атм. Время контакта составляет ~ 4 мин. Реакционную смесь на выходе реактора охлаждают и собирают. Реакционную смесь анализируют методом ГЖХ-МС.
Из представленных в таблице 1 данных видно, что восстановление ацетофенона 1a (R=Н) в 1-фенилэтанол 2а (R=H) протекает высокоселективно при температуре 180°С.При повышении температуры наблюдается увеличение доли эфира 3а (R=H), образующегося, очевидно, при взаимодействии спирта 2а с изопропиловым спиртом, и стирола, являющегося продуктом дегидратации в соединении 2а.
Селективность образования спиртов общей формулы 2, где R это атом галогена, при температуре 210°С составляет не менее 94%. Минорными продуктами в этих реакциях являются изопропиловые эфиры 3 и стиролы 4.
Несколько ниже была селективность образования спиртов из ацетофенонов, имеющих алкильный заместитель или нитро-группу, но и в этих случаях селективность по спиртам 2 превышала 80%. В случае 4-нитро-ацетофенона основными побочными продуктами были соединения, в которых нитро-группа восстановилась в амино-группу - 4-аминоцетофенон и 4-аминостирол.
Таким образом, предложенный метод позволяет получать спирты общей формулы 2 из соответствующих замещенных ацетофенонов 1 за времена контакта менее 4 мин без использования дорогостоящих и/или взрывоопасных реагентов, катализаторов и растворителей.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Получение 1-фенилэтанола 2а (R=H) восстановлением ацетофенона 1a (R-H).
Восстановление ацетофенона la (R=H) осуществляют с применением экспериментальной установки с использованием трубчатого реактора длиной 3 м с внутренним диаметром 1.75 мм, в который помещают 42 см3 (39.1 г) гранулированного гетерогенного катализатора Al2O3. В реактор загружают Al2O3 (Macherey-Nagel, pH 7±0.5, свободная поверхность по BET -130 м2/г) с размером зерна 50-200 мкм.
Исходную смесь подают в реактор двумя потоками. Первый поток -сверхкритический CO2 (расход 5.0 мл/мин) - при помощи шприцевого насоса подают в смеситель, расположенный на входе в реактор, через теплообменник, где нагревают до температуры реакции. Второй поток (расход 3.0 мл/мин) - 1%-ный раствор ацетофенона 1а в изопропиловом спирте подают в тот же смеситель при помощи поршневого насоса.
Реакцию проводят в интервале температур Т=170-230°С и давления Р=170-190 атм. Время контакта составляет ~ 4 мин.
Состав продуктов реакции в жидкой фазе анализируют методом хроматомасс-спектрометрии на газовом хроматографе Agilent 7890A с квадрупольным масс-анализатором Agilent 5 975 С в качестве детектора. Для анализа используют кварцевую колонку HP-5MS (сополимер 5%-дифенил-95%-диметилсилоксана) длиной 30 м, внутренним диаметром 0.25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0.25 мкм. Развертка - от m/z 29 до m/z 500. Качественный анализ осуществляют сравнением времен удерживания компонентов и их полных масс-спектров с соответствующими данными чистых веществ, если они были доступны, и с данными библиотек NIST (190825 соединений) и Wiley7 (375000 масс-спектров). Процентный состав смесей рассчитывают исходя из отношения площадей пиков в хроматограммах к площади пика внутреннего стандарта с использованием корректирующих коэффициентов.
Результаты реакции в зависимости от температуры приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Результаты восстановления ацетофенона 1a (R=Н) | ||||
| Т,°С | Конверсия ацетофенона 1a (%) | Селективность (%) | ||
| 2а | 3а | 4а | ||
| 180 | 50.6 | 96.2 | 3.8 | 0 |
| 210 | 94.7 | 77.1 | 17.2 | 5.7 |
| 235 | 98.9 | 33.5 | 45.5 | 21.0 |
Из представленных данных видно, что восстановление ацетофенона 1а (R=Н) в 1-фенилэтанол 2 a (R=H) протекает высокоселективно при температуре 180°С.При повышении температуры наблюдается увеличение доли эфира 3а (R=H), образующегося, очевидно, при взаимодействии спирта 2а с изопропиловым спиртом.
Пример 2. Получение пора-замещенных 1-фенилэтанолов общей формулы 2 восстановлением соответствующих ацетофенонов общей формулы 1.
Восстановление ацетофенонов общей формулы 1 осуществляют с применением экспериментальной установки с использованием трубчатого реактора длиной 3 м с внутренним диаметром 1.75 мм, в который помещают 42 см3 (39.1 г) гранулированного гетерогенного катализатора Al2O3. В реактор загружают оксид алюминия Al2O3 (Macherey-Nagel, рН 7±0.5, свободная поверхность по BET ~130 м /г) с размером зерна 50-200 мкм.
Исходную смесь подают в реактор двумя потоками. Первый поток -сверхкритический СО2 (расход 5.0 мл/мин) - при помощи шприцевого насоса подают в смеситель, расположенный на входе в реактор, через теплообменник, где нагревают до температуры реакции. Второй поток (расход 3.0 мл/мин) - 1%-ный раствор замещенного ацетофенона общей формулы 1 в изопропиловом спирте подают в тот же смеситель при помощи поршневого насоса.
Реакцию проводят в интервале температур Т=170-230°С и давления Р=180-190 атм. Время контакта составляет ~ 4 мин.
Состав продуктов реакции в жидкой фазе анализируют методом хроматомасс-спектрометрии на газовом хроматографе Agilent 7890A с квадрупольным масс-анализатором Agilent 5 975С в качестве детектора. Для анализа используют кварцевую колонку HP-5MS (сополимер 5%-дифенил-95%-диметилсилоксана) длиной 30 м, внутренним диаметром 0.25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0.25 мкм. Развертка - от m/z 29 до m/z 500. Качественный анализ осуществляют сравнением времен удерживания компонентов и их полных масс-спектров с соответствующими данными чистых веществ, если они были доступны, и с данными библиотек NIST (190825 соединений) и Wiley7 (375000 масс-спектров). Процентный состав смесей рассчитывают исходя из площадей пиков в хроматограммах, без использования корректирующих коэффициентов.
Результаты реакции при 210°С приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||||
| Результаты восстановления ацетофенонов общей формулы 1 при температуре 210°С | |||||
| R | Конверсия 1 (%) | Селективность (%) | |||
| 2 | 3 | 4 | Другие продукты | ||
| F | 67.6 | 94.1 | 3.0 | 1.8 | 1.1 |
| С1 | 85.3 | 95.8 | 2.5 | 1.6 | 0.1 |
| Br | 93.8 | 96.2 | 2.5 | 1.3 | - |
| Me | 76.8 | 81.1 | 9.1 | 9.8 | - |
| NO2 | 100 | 81.6 | - | 8.8a | 9.6б |
| a4-аминостирол; б4-аминоцетофенон | |||||
Селективность образования спиртов общей формулы 2, где R - это атом галогена, при температуре 210°С составляет более 94%. Несколько ниже была селективность образования спиртов из ацетофенонов, имеющих алкильный заместитель или нитрогруппу, но и в этих случаях селективность по спиртам 2 превышала 80%.
Как видно из описания, изобретение решает задачу контролируемого восстановления замещенных ацетофенонов общей формулы 1, где R может быть протоном, алкильной группой, нитрогруппой или атомом галогена, в соответствующие спирты 2 в выбранном сверхкритическом растворителе на гетерогенном катализаторе Al2O3 и направлено на получение ценных промежуточных соединений для парфюмерно-косметического и фармацевтического применения.
Осуществление химических превращений в сверхкритических флюидах-растворителях в реакторе проточного типа может быть положено в основу современных технологий получения широкого класса промышленно важных органических соединений, лекарственных и душистых веществ.
Claims (2)
1. Способ получения 1-фенилэтанола или паразамещенного 1- фенилэтанола каталитическим восстановлением замещенных ацетофенонов в реакторе проточного типа в сверхкритическом растворителе, отличающийся тем, что реакцию восстановления соответствующих ацетофенонов осуществляют в сверхкритическом двухкомпонентном растворителе с использованием гетерогенного гранулированного катализатора - оксида алюминия Al2O3 при температуре 170-230°С и давлении 170-190 атм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сверхкритический двухкомпонентный растворитель включает в себя СО2 и изопропиловый спирт.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012124352/04A RU2487860C1 (ru) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012124352/04A RU2487860C1 (ru) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2487860C1 true RU2487860C1 (ru) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012124352/04A RU2487860C1 (ru) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2487860C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09249599A (ja) * | 1996-03-13 | 1997-09-22 | Sumitomo Chem Co Ltd | α−フェニルエチルアルコールの製造方法 |
| RU2137747C1 (ru) * | 1998-04-17 | 1999-09-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО И α-ФЕНИЛЭТИЛОВОГО СПИРТОВ |
| RU2182037C1 (ru) * | 2000-12-09 | 2002-05-10 | Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН | Способ осуществления химических реакций в сверхкритических флюидах (варианты) и способ создания локальных регулярных уплотнений |
| US6803490B2 (en) * | 2000-01-12 | 2004-10-12 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for producing α-phenylethyl alcohol |
-
2012
- 2012-06-13 RU RU2012124352/04A patent/RU2487860C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09249599A (ja) * | 1996-03-13 | 1997-09-22 | Sumitomo Chem Co Ltd | α−フェニルエチルアルコールの製造方法 |
| RU2137747C1 (ru) * | 1998-04-17 | 1999-09-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО И α-ФЕНИЛЭТИЛОВОГО СПИРТОВ |
| US6803490B2 (en) * | 2000-01-12 | 2004-10-12 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for producing α-phenylethyl alcohol |
| RU2182037C1 (ru) * | 2000-12-09 | 2002-05-10 | Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН | Способ осуществления химических реакций в сверхкритических флюидах (варианты) и способ создания локальных регулярных уплотнений |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HITZLER M.G. et al. Continuous hydrogenation of organic compounds in supercritical fluids. Chem. Commun., 1997, 1667-1668. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McLaughlin et al. | Allylic oxidations catalyzed by dirhodium caprolactamate via aqueous tert-butyl hydroperoxide: The role of the tert-butylperoxy radical | |
| Jin et al. | Selective synthesis of primary anilines from cyclohexanone oximes by the concerted catalysis of a Mg–Al layered double hydroxide supported Pd catalyst | |
| Leduc et al. | Continuous flow oxidation of alcohols and aldehydes utilizing bleach and catalytic tetrabutylammonium bromide | |
| EP3257831B1 (en) | Circular economy methods of preparing unsaturated compounds | |
| Cheng et al. | Highly selective hydrogenation of phenol and derivatives over Pd catalysts supported on SiO2 and γ-Al2O3 in aqueous media | |
| Hiegel et al. | Synthesis of cyclic 2-enones from cyclic 1, 3-diketones | |
| Gallois et al. | Activation of reducing agents. Sodium hydride containing complex reducing agents. 13. Selective heterogeneous hydrogenation of polyfunctional substrates over Nic | |
| Sivcev et al. | Efficient reduction of nitroarenes using supercritical alcohols as a source of hydrogen in flow-type reactor in the presence of alumina | |
| Hyde et al. | Continuous hydrogenation reactions in supercritical CO 2 “without gases” | |
| RU2487860C1 (ru) | Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола | |
| Becerra et al. | Transformation of monoterpenes and monoterpenoids using gold-based heterogeneous catalysts | |
| Tomin et al. | Selective reduction of ketones using water as a hydrogen source under high hydrostatic pressure | |
| Il‘ina et al. | The Meerwein–Ponndorf–Verley type reaction in a mixture of supercritical isopropanol/CO2 in a continuous flow reactor in the presence of alumina | |
| Il'ina et al. | Meerwein–Ponndorf–Verley reduction of aldehydes formed in situ from α-and β-pinene epoxides in a supercritical fluid in the presence of alumina | |
| Bogel-Łukasik | Selective catalytic conversion of pulegone in supercritical carbon dioxide towards natural compounds: carvone, thymol or menthone | |
| Viswanadham et al. | Performances of rhenium oxide-encapsulated ZSM-5 catalysts in propene selective oxidation/ammoxidation | |
| RU2574736C1 (ru) | Способ получения 3,4-бензоциннолина | |
| Ravasio et al. | Chemoselectivity and regioselectivity in the hydrogenation of α, β-unsaturated carbonyl compounds promoted by Cu/Al2O3 | |
| RU2627765C1 (ru) | Способ получения ароматических аминов | |
| RU2402522C1 (ru) | Способ получения камфоленового альдегида | |
| CZ20013106A3 (cs) | Rozkladný proces hydroperoxidů | |
| Sivcev et al. | Transformations of acetophenone and its derivatives in supercritical fluid isopropanol/CO2 in a continuous flow reactor in the presence of alumina | |
| Anikeev et al. | Highly selective reduction of nitroarenes by sc-isopropanol in the presence of zirconia in a flow reactor | |
| Ravasio et al. | One pot selective hydrogenation and dynamic kinetic resolution over cu/Al2O3: a way to (−)-menthol starting from low value mint oils | |
| Demidova et al. | Monoterpenoid Oximes Hydrogenation Over Platinum Catalysts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180614 |