RU2602081C1 - Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с - Google Patents

Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с Download PDF

Info

Publication number
RU2602081C1
RU2602081C1 RU2015141748/04A RU2015141748A RU2602081C1 RU 2602081 C1 RU2602081 C1 RU 2602081C1 RU 2015141748/04 A RU2015141748/04 A RU 2015141748/04A RU 2015141748 A RU2015141748 A RU 2015141748A RU 2602081 C1 RU2602081 C1 RU 2602081C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon isotope
formate
traced
methanol
methyl formate
Prior art date
Application number
RU2015141748/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Татьяна Евгеньевна Крон
Юрий Геннадьевич Носков
Павел Михайлович Болотов
Галина Александровна Корнеева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР")
Priority to RU2015141748/04A priority Critical patent/RU2602081C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2602081C1 publication Critical patent/RU2602081C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/02—Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen
    • C07C69/04—Formic acid esters
    • C07C69/06—Formic acid esters of monohydroxylic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B59/00—Introduction of isotopes of elements into organic compounds ; Labelled organic compounds per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/10—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide
    • C07C51/12—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide on an oxygen-containing group in organic compounds, e.g. alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C53/00—Saturated compounds having only one carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or hydrogen
    • C07C53/08—Acetic acid
    • C07C53/10—Salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к тонкому органическому синтезу, синтезу медицинских препаратов и касается способа получения метилформиата со стабильным изотопом углерода 13С, используемого для получения диагностических препаратов, применяемых в медицинской диагностике заболеваний. Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13С, включает получение формиата натрия, меченого изотопом углерода 13С, путем обработки предварительно приготовленного раствора гидроксида натрия в метаноле с концентрацией, близкой к насыщению, моноксидом изотопа углерода при температуре 80-120°С и давлении 1,5…2,5 МПа в течение 2…2,5 часов, последовательное смешивание полученного формиата натрия, меченого изотопом углерода, с избытком метанола и избытком концентрированной серной кислоты, после чего смесь кипятят в течение 1,5…2 часов, а затем выделяют метилформиат, меченый изотопом углерода 13С. Данная технология позволяет при достаточно мягких условиях обработки получить высокую степень связывания изотопа углерода с высоким выходом соответствующего формиата натрия и с низкими потерями дорогостоящего оксида изотопа углерода. 4 пр.

Description

Изобретение относится к тонкому органическому синтезу, синтезу медицинских препаратов и касается способа получения метилформиата со стабильным изотопом углерода 13С, используемого для получения диагностических препаратов, применяемых в медицинской диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта.
Широко известны технологии получения различных органических соединений, меченых стабильным изотопом углерода 13С, например «Способ получения карбамида, меченого стабильным изотопом углерода С» (патенты РФ №№2415837 и 2440826).
Однако данные способы получения диагностических препаратов сложны технологически, а получаемые продукты дороги вследствие высоких отходов дорогостоящего сырья с изотопом углерода. Эту проблему можно решить, используя сырье, которое в технологических процессах получения конечных продуктов будет использоваться максимально полно. Таким сырьем выступает метилформиат. Поэтому задачей настоящего изобретения служит разработка способа получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода.
Известен способ получения метилформиата путем карбонилирования метилового спирта оксидом углерода с использованием в качестве катализатора 0,2-6,0% метилата натрия или калия от массы реакционной смеси, при повышенных температуре и давлении, при этом в реакционную смесь добавляют 0,005-0,15 моль/л оксаперфторал-кансульфоната натрия или калия (Патент РФ №2126788).
Недостатком данного способа является низкое качество получаемого продукта, содержащего серосодержащие примеси, а также высокий расход оксида углерода в пересчете на количество получаемого продукта.
Известен способ получения метилформиата путем дегидрирования метилового спирта в газовой фазе при температуре 150-350°С и атмосферном давлении в присутствии медьсодержащего катализатора, содержание элементов в котором, в пересчете на металлы, составляет, ат. %: медь 10-30, цинк 10-50, алюминий, и/или хром, и/или цирконий, или кремний (Патент РФ №2185370).
Недостатком известного способа является недостаточно высокий выход готового продукта, использование катализаторов, не выпускаемых промышленностью, низкое качество готового продукта, высокий расход оксида углерода.
Известен способ получения метилформиата из газа, содержащего смесь окиси углерода и водорода. Смесь водорода и окиси углерода обрабатывают щелочью с образованием формиата щелочного металла и очищенного водорода, затем полученный формиат щелочного металла растворяют в воде и обрабатывают серной кислотой с образованием муравьиной кислоты, отделяя при этом сернистые примеси, которую восстанавливают до метилового спирта водородом с использованием катализатора гидрирования, где восстановление муравьиной кислоты осуществляют до конверсии 50-90 мол. %, охлажденную смесь муравьиной кислоты и метилового спирта ректифицируют в присутствии кислотного катализатора, этерифицируя реакцией до метилформиата (Патент РФ №2377232).
Недостатком данного способа выступает высокая сложность технологического процесса с применением высоких давлений и температур с использованием большого числа различных реактивов и дорогостоящего катализатора при большом расходе оксида углерода.
Для получения метилформиата, меченого изотопом углерода, расход оксида изотопа углерода является критически важным показателем вследствие высокой стоимости последнего.
Техническим результатом настоящего изобретения служит снижение расхода оксида углерода и повышение выхода и чистоты готовой продукции.
Технический результат достигается тем, что предварительно получают формиат натрия, меченый изотопом углерода 13С, путем обработки предварительно приготовленного раствора гидроксида натрия в метаноле с концентрацией, близкой к насыщению, моноксидом изотопа углерода 13С при температуре 80-120°С и давлении 1,5…2,5 МПа в течение 2…2,5 часов, затем последовательно смешивают полученный формиат натрия, меченый изотопом углерода, с избытком метанола и избытком концентрированной серной кислоты, после чего смесь кипятят в течение 1,5…2 часов, а затем выделяют метилформиат, меченый изотопом углерода 13С.
Такая технология позволяет, при достаточно мягких условиях обработки моноксидом изотопа углерода раствора в метаноле гидроксида натрия, обеспечивать высокую степень связывания изотопа углерода с высоким выходом соответствующего формиата натрия. В свою очередь, последовательное смешивание полученного формиата натрия, меченого изотопом углерода, с избытком метанола и избытком концентрированной серной кислоты с последующим кипячением смеси в течение 1,5…2 часов позволяет максимально повысить конверсию формиата натрия в метилформиат, сохраняя высокий выход готового продукта и низкие потери дорогостоящего оксида изотопа углерода.
Способ иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1
6,7 г (0,168 моль) гидроксида натрия в атмосфере азота растворяют в 30 мл метанола и по тонкому стальному капилляру подают в предварительно вакуумированный автоклав объемом 50 мл. Далее в автоклав из заранее взвешенной емкости шприцевым насосом подают 13СО (изотопная чистота 99%). Содержимое автоклава перемешивают при температуре 100°С в течение 2,5 часов, поддерживая давление 1,5 МПа. После чего автоклав охлаждают и с помощью насоса возвращают непрореагировавший 13СО обратно в исходную емкость, по результатам взвешивания расход 13СО 4,95 г (0,171 моль). Выпавший осадок меченого формиата натрия отфильтровывают, промывают на фильтре небольшим количеством метанола и высушивают в вакууме при нагревании. Получают 10,65 г (0,154 моль) продукта. Объединенные маточные растворы частично упаривают и аналогичным образом выделяют дополнительно еще 0,76 г (0,011 моль) меченого формиата натрия. Суммарный выход 11,41 г (0,165 моль) или 96,5% от теоретического в расчете на 13СО, включая механические потери газа при перекачивании. Спектр 13С-ЯМР (D2O) 168.9 м.д. Спектр 1Н ЯМР (D2O) 8,3 м.д. (d, 1J H-13C = 185.3 Hz, H13CO2Na), 8,3 м.д. (s, Н12CO2Na). Изотопная чистота по данным 1Н ЯМР 99% соответствует изотопной чистоте исходного 13СО. Элементный анализ: найдено С 18,57%, Н 1,6%, Na 33,1%, вычислено для 13CHO2Na С 18,94%, Н 1,46%, Na 33,32%. Полученный меченый формиат натрия (11,41 г, 0,165 моль) загружают в трехгорлую колбу объемом 100 мл, снабженную капельной воронкой, термометром и обратным холодильником, и смешивают его с 43 мл метанола при перемешивании. Не прекращая перемешивание, через капельную воронку подают по каплям 18,2 г (0,182 моль) концентрированной серной кислоты в течение 1 часа. Реакционную массу кипятят 1,5 часа и отгоняют метилформиат 13С Ткип=31-32°С. Выход 9,65 г (0,158 моль) или 96% от теоретического, чистота по ГЖХ более 99%. Суммарный выход по двум стадиям составляет 93% от теоретического в расчете на 13СО.
Пример 2
8 г (0,2 моль) гидроксида натрия в атмосфере азота растворяют в 36 мл метанола и по тонкому стальному капилляру подают в предварительно вакуумированный автоклав объемом 50 мл. Далее в автоклав из заранее взвешенной емкости шприцевым насосом подают 13СО (изотопная чистота 99%). Содержимое автоклава перемешивают при температуре 80°С в течение 2 часов, поддерживая давление 2,5 МПа. После чего автоклав охлаждают и с помощью насоса возвращают непрореагировавший 13СО обратно в исходную емкость, по результатам взвешивания расход 13СО 5,91 г (0,204 моль). Полученную суспензию меченого формиата натрия разбавляют 15 мл метанола и переносят в трехгорлую колбу объемом 100 мл, снабженную капельной воронкой, термометром и обратным холодильником. Через капельную воронку при интенсивном перемешивании подают по каплям 21,7 г (0,217 моль) концентрированной серной кислоты в течение 1 часа. Реакционную массу кипятят 2 часа и отгоняют метилформиат 13С Ткип=31-32°С. Выход 11,83 г (0,194 моль) или 95% от теоретического в расчете на 13СО, включая механические потери газа при перекачивании, чистота по ГЖХ более 99%.
Пример 3
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но обработку гидроксида натрия моноксидом изотопа углерода ведут в автоклаве при 120°С в течение 2 часов при давлении 1,8 МПа. Выход готового продукта 93,5% от теоретического в расчете на 13СО, чистота по ГЖХ более 99%.
Пример 4
Процесс осуществляют аналогично примеру 2, но смесь формиата натрия с метанолом и концентрированной серной кислотой кипятят 1,5 часа. Выход готового продукта 94% от теоретического в расчете на 13СО, чистота по ГЖХ более 99%.
Данная технология позволяет при низких температурах и давлении обеспечивать высокую конверсию дорогостоящего сырья в готовый продукт при высокой его чистоте.

Claims (1)

  1. Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13С, включающий получение формиата натрия, меченого изотопом углерода 13С, путем обработки предварительно приготовленного раствора гидроксида натрия в метаноле с концентрацией, близкой к насыщению, моноксидом изотопа углерода при температуре 80-120°С и давлении 1,5…2,5 МПа в течение 2…2,5 часов, последовательное смешивание полученного формиата натрия, меченого изотопом углерода, с избытком метанола и избытком концентрированной серной кислоты, после чего смесь кипятят в течение 1,5…2 часов, а затем выделяют метилформиат, меченый изотопом углерода 13С.
RU2015141748/04A 2015-10-01 2015-10-01 Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с RU2602081C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141748/04A RU2602081C1 (ru) 2015-10-01 2015-10-01 Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141748/04A RU2602081C1 (ru) 2015-10-01 2015-10-01 Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602081C1 true RU2602081C1 (ru) 2016-11-10

Family

ID=57278132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141748/04A RU2602081C1 (ru) 2015-10-01 2015-10-01 Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602081C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL201576B1 (pl) * 2004-09-22 2009-04-30 Inst Ci & Eogon & Zdot Kiej Sy Sposób otrzymywania estrów kwasu mrówkowego
RU2377232C2 (ru) * 2007-03-28 2009-12-27 Олег Николаевич Новиков Способ получения метилформиата

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL201576B1 (pl) * 2004-09-22 2009-04-30 Inst Ci & Eogon & Zdot Kiej Sy Sposób otrzymywania estrów kwasu mrówkowego
RU2377232C2 (ru) * 2007-03-28 2009-12-27 Олег Николаевич Новиков Способ получения метилформиата

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.Р.Эльман и др. "Синтез продуктов, меченных изотопом 13 С, для медицинской диагностики" Рос. хим. ж., 2013, т. LVII,5, сс. 3-24. Haykal, I. et al. "THz spectroscopy and first ISM detection of excited torsional states of 13C-methyl formate" Astronomy & Astrophysics (2014), 568(Pt. 1), A58/1-A58/16. Maeda, Atsuko et al. "Submillimeter-wave spectra of H12COOCH3 and H13COOCH3 in excited CH3 torsional states" Journal of Molecular Spectroscopy (2008), 251(1-2), 293-300. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140033491A (ko) 포름산의 제조 방법
CN106167449B (zh) 一种对羟基苯乙酮的合成方法
CN105330523A (zh) 以生物质资源为原料制备环戊酮的方法
AU2013230403B2 (en) Method for preparing solid nitrosyl ruthenium nitrate by using waste catalyst containing ruthenium
CN108069831B (zh) 一种合成2,3-二甲基-4-氟苯酚的方法
CN102276463A (zh) 三氟乙酸乙酯的生产工艺
RU2602081C1 (ru) Способ получения метилформиата, меченого стабильным изотопом углерода 13с
CN107540531B (zh) 一种利用环己酮副产轻质油制备邻氯环己酮的方法
CN108569958A (zh) 一种连续制备假紫罗兰酮的方法
CN103254058A (zh) 一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法
CN107778141B (zh) 一种1，4-丁二醇的纯化方法
RU2667527C2 (ru) Способ получения 3-гептанола из смеси, содержащей 2-этилгексаналь и 3-гептилформиат
KR102080381B1 (ko) 알루미늄과 코발트를 중심원소로 하는 헤테로폴리산 촉매, 그 제조방법 및 상기 촉매를 이용하여 n-부텐의 수화반응으로부터 2-부탄올을 제조하는 방법
CN114605332B (zh) 一种特硝唑的制备工艺
CN108238875B (zh) 一种溴代异丁烯基甲醚的合成方法及其在c14醛的制备中的应用
CN102766030B (zh) 一种制备3-溴-4-羟基苯甲醛的方法
JPS58126826A (ja) 純粋なネオヘキサノ−ルの製造方法
CN109678651B (zh) 一种高纯度α,α-二氯乙基环丙烷的制备方法
CN108276280B (zh) 一种制备甲酸酯类化合物的方法
CN108620103B (zh) 一种制备(s)-3-羟基四氢呋喃的催化剂及其制备与使用方法
CN107118084B (zh) 一种两步法合成1,3-双取代基-2-丙醇的方法
JPS58216138A (ja) １，８−オクタンジア−ルまたは１，１０−デカンジア−ルの製造法
WO2012168905A1 (en) Process for preparing formic acid
US8742171B2 (en) Process for preparing formic acid
US9604895B2 (en) Lactate production process