RU2622296C1 - Способ N-алкилирования циклических аминов - Google Patents
Способ N-алкилирования циклических аминов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622296C1 RU2622296C1 RU2016128670A RU2016128670A RU2622296C1 RU 2622296 C1 RU2622296 C1 RU 2622296C1 RU 2016128670 A RU2016128670 A RU 2016128670A RU 2016128670 A RU2016128670 A RU 2016128670A RU 2622296 C1 RU2622296 C1 RU 2622296C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrogen
- cat
- nitrile
- supplied
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/44—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of carboxylic acids or esters thereof in presence of ammonia or amines, or by reduction of nitriles, carboxylic acid amides, imines or imino-ethers
- C07C209/48—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of carboxylic acids or esters thereof in presence of ammonia or amines, or by reduction of nitriles, carboxylic acid amides, imines or imino-ethers by reduction of nitriles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу алкилирования циклических аминов нитрилами, заключающемуся во взаимодействии циклического амина с нитрилом с использованием молекулярного водорода в качестве восстановителя в присутствии наночастиц никеля при нагревании, при этом в качестве катализатора используют наночастицы никеля, иммобилизованные на активированном угле, реагенты подают на катализатор прямоточно двумя потоками, первый из которых - водород, подаваемый с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч), а второй - смесь нитрила и амина, взятых в мольном соотношении 1:2, подаваемый с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч), а реакцию ведут при температуре 120-150°С. Технический результат - упрощение способа алкилирования циклических аминов и повышение выхода целевых продуктов. 6 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения третичных аминов, в частности к новому способу восстановительного алкилирования циклических аминов нитрилами, и позволяет получать N-алкилированные циклические амины, которые находят применение как полупродукты в органическом синтезе и для получения фармакологических препаратов.
Известен способ получения третичных аминов восстановительным аминированием нитрилов в реакторе автоклавного типа в присутствии катализатора Pd/C и основания при температуре 100-180°С и избыточном давлении 3,5-138 атм) в течение 15-600 мин с использованием водорода в качестве восстановителя. Выходы продуктов составляют 71-96% при конверсии нитрилов 94-99% [Патент 6248925 В1, США, МПК С07С 209/48. Selective reductive amination of nitriles / M.E. Ford, J.N. Armor - опубл. 19.01.2001].
Недостатками данного способа являются необходимость применения повышенного давления и добавок щелочей для обеспечения высокой селективности процесса.
Известен способ получения третичных аминов восстановительным аминированием нитрилов в присутствии медного катализатора, получаемого in situ восстановлением Cu(OTf)2 при температуре 45°С в течение 20 ч в воде с использованием диметиламин-борана в качестве восстановителя. Выходы продуктов составляют 72-80% при конверсии нитрилов 72-100% [Copper-catalysed reductive amination of nitriles and organic-group reductions using dimethylamine borane / D. van der Waals, A. Pettman, J.M.J. Williams // RSC Adv., 2014, v. 4, p. 51845-51849].
Недостатками данного способа являются применение избытка дорогостоящего восстановителя и длительность процесса.
Известен способ получения третичных аминов восстановительным аминированием нитрилов в присутствии Pt/C в проточном реакторе при температуре 105°С и избыточном давлении 6 атм с использованием толуола в качестве растворителя и водорода в качестве восстановителя. Выходы продуктов составляют 70-74% при конверсии нитрилов 32-99% [Pt/C catalyzed direct reductive amination of nitriles with primary amines in a continuous flow multichannel microreactor / S.K. Sharma, J. Lynch, A.M. Sobolewska, P. Plucinski, R.J. Watson, J.M.J. Williams // Catal. Sci. Technol., 2013, v. 3, p. 85-88].
Недостатками данного способа являются применение растворителя, повышенного давления и дорогого платинового катализатора.
Известен способ получения третичных аминов гидрированием енаминов водородом при атмосферном давлении в присутствии наночастиц никеля, получаемых восстановлением хлорида никеля(II) боргидридом натрия in situ, в среде изопропанола при температуре 40-70°С в течение 5-6 часов. Выходы продуктов составляют 84-93% при полной конверсии нитрилов [Патент 2499793 С1, МПК C07D 211/02. Способ получения третичных аминов / Ю.В. Попов, В.М. Мохов, Д.Н. Небыков. - опубл. 27.11.2013].
Недостатками данного способа является длительность и периодическое осуществление процесса.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ получения третичных аминов восстановительным аминированием нитрилов в присутствии катализатора, в качестве которого используют наночастицы никеля, получаемые восстановлением хлорида никеля(II) боргидридом натрия in situ при 60-70°С в растворе изопропанола, 1-бутанола или трет-бутанола в течение 10-16 ч. Выходы продуктов составляют 14-54% [Коллоидные и наноразмерные катализаторы в органическом синтезе. XIV. Восстановительное аминирование и амидирование карбонитрилов при катализе наночастицами никеля / В.М. Мохов, Ю.В. Попов, К.В. Щербакова // Журнал общей химии. - 2016. - Т. 86, №4. - С. 609-616].
Недостатками данного способа являются длительность и периодическое осуществление процесса, невозможность регенерации катализатора, а также образование наряду с целевыми третичными аминами значительных количеств енаминов (до 46-70%), что затрудняет выделение продукта.
Задачей заявляемого способа является разработка технологичного способа алкилирования циклических аминов с использованием доступных реагентов.
Техническим результатом является упрощение способа алкилирования циклических аминов и повышение выхода целевых продуктов.
Поставленный результат достигается в новом способе N-алкилирования циклических аминов, заключающемся во взаимодействии циклического амина с нитрилом и молекулярным водородом в присутствии наночастиц никеля при нагревании, при этом, в качестве катализатора используют наночастицы никеля, иммобилизованные на активированном угле, реакционную массу подают на катализатор прямоточно двумя потоками, первый из которых - водород, подаваемый с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч), а второй - смесь нитрила и амина, взятых в мольном соотношении 1:2, подаваемый с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч), а реакцию ведут при температуре 120-150°С.
R=CH3CH2-, СН3(СН2)2-, СН3(СН2)3-;
R1=-O, -СН2-.
Сущностью метода является реакция алкилирования циклических аминов нитрилами, которая происходит в присутствии иммобилизованного никелевого нанокатализатора и молекулярного водорода в качестве восстановителя. Достоинствами предлагаемого изобретения являются высокая селективность процесса (89-98%), возможность непрерывного проведения процесса в реакторе вытеснения и осуществления рецикла непрореагировавших исходных веществ, что позволяет упростить способ, а также увеличить выход целевых продуктов.
Способ осуществляется следующим образом.
Для получения катализатора активированный уголь пропитывают водным раствором гексагидрата хлорида никеля(II), отфильтровывают уголь от раствора, содержащего избыток соли никеля, и промывают дистиллированной водой с последующим восстановлением адсорбированного на угле хлорида никеля тетрагидроборатом натрия в воде. Катализатор загружают в реактор, представляющий собой реактор вытеснения, во влажном виде, осушают от воды в токе водорода непосредственно перед реакцией.
Наиболее эффективными является осуществление реакции в 2-кратном мольном избытке циклических аминов. При эквимольном соотношении нитрил : амин наблюдается образование побочных симметричных диалкиламинов - продуктов диспропорционирования образующихся при гидрировании нитрилов первичных аминов. Оптимальным расходом смеси амина и нитрила является 3,6 л/ч на 1 кг катализатора, увеличение расхода приводит к уменьшению конверсии исходных веществ, уменьшение - к уменьшению производительности реактора. Оптимальным расходом водорода является 6000 л/ч на 1 кг катализатора (≈20-кратный мольный избыток), так как использование меньшего количества водорода приводит к росту выхода побочных симметричных диалкиламинов. Дальнейшее увеличение избытка водорода нецелесообразно, так как приводит к уменьшению конверсии исходных веществ.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Катализатор получают путем пропитки активированного угля (0,5 г) водным раствором гексагидрата хлорида никеля(II) (0,2 г NiCl2⋅6H2O в 2,5 мл воды) в течение 24 ч. Затем пропитанный уголь отфильтровывают и промывают дистиллированной водой и восстанавливают адсорбированный на угле хлорид никеля тетрагидроборатом натрия (0,2 г) в воде при 20-25°С в течение 20-30 мин. Катализатор загружают в реактор во влажном виде, осушают от воды в токе водорода при 100-120°С непосредственно перед реакцией.
Пример 2. N-пропилморфолин. На катализатор подается водород с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч). Одновременно с водородом прямоточно с ним с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч) подается смесь пропионитрила (1,5 моль/(кгкат⋅ч)) и морфолина (3 моль/(кгкат⋅ч)). Температура синтеза составляет 120°С. Конверсия пропионитрила - 91,99% Селективность - 88,92%. Выход - 81,80%. Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), m/e (Iотн %): 130 (37) [М+1], 128.8 (7) [М], 99.9 (100), 70.0 (17).
Пример 3. N-бутилморфолин. На катализатор подается водород с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч). Одновременно с водородом прямоточно с ним с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч) подается смесь бутиронитрила (1,4 моль/(кгкат⋅ч)) и морфолина (2,8 моль/(кгкат⋅ч)). Температура синтеза составляет 120°С. Конверсия бутиронитрила - 91,11%. Селективность - 98,67%. Выход - 89,9%. Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), 143.9 (10) [М+1], 142.7 (3) [М], 99.9 (100), 70.0 (16).
Пример 4. N-бутилпиперидин. На катализатор подается водород с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч). Одновременно с водородом прямоточно с ним с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч) подается смесь бутиронитрила (1,1 моль/(кгкат⋅ч)) и пиперидина (2,2 моль/(кгкат⋅ч)). Температура синтеза составляет 150°С. Конверсия бутиронитрила - 89,75%. Селективность - 88,50%. Выход - 79,41%. Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), m/e (Iотн, %): 141.9 (6) [М+1], 140.7 (2) [М], 139.9 (5), 98.9 (6), 98.0 (100), 70.0 (10), 42.1 (7).
Пример 5. N-пентилпиперидин. На катализатор подается водород с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч). Одновременно с водородом прямоточно с ним с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч) подается смесь валеронитрила (1,3 моль/(кгкат⋅ч)) и морфолина (2,6 моль/(кгкат⋅ч)). Температура синтеза составляет 120°С. Конверсия валеронитрила - 85,23%. Селективность - 93,89%. Выход - 80,02%. Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), 146.6 (10) [М+1], 154.8 (1) [М], 99.0 (8), 98.0 (100), 70.0 (15).
Пример 6. N-пентилморфолин. На катализатор подается водород с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч). Одновременно с водородом прямоточно с ним с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч) подается смесь валеронитрила (1,2 моль/(кгкат⋅ч)) и морфолина (2,4 моль/(кгкат⋅ч)). Температура синтеза составляет 120°С. Конверсия валеронитрила - 88,53%. Селективность - 95,76%. Выход - 84,78%. Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), 158.1 (28) [М+1], 100.1 (100), 99.2 (7), 70.1 (12)
Таким образом, способ N-алкилирования циклических аминов, при котором взаимодействие циклического амина с нитрилом и молекулярным водородом ведут в присутствии наночастиц никеля при нагревании, иммобилизованных на активированном угле, обеспечивая подачу смесь нитрила и амина, взятых в мольном соотношении 1:2, с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч), а подачу водорода с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч), является простым и позволяет увеличить выход целевых продуктов.
Claims (1)
- Способ N-алкилирования циклических аминов, заключающийся во взаимодействии циклического амина с нитрилом и молекулярным водородом в присутствии наночастиц никеля при нагревании, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют наночастицы никеля, иммобилизованные на активированном угле, реагенты подают на катализатор прямоточно двумя потоками, первый из которых - водород, подаваемый с расходом 6000 л/(кгкат⋅ч), второй - смесь нитрила и амина, взятых в мольном соотношении 1:2, подаваемый с расходом 3,6 л/(кгкат⋅ч), а реакцию ведут при температуре 120-150°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016128670A RU2622296C1 (ru) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Способ N-алкилирования циклических аминов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016128670A RU2622296C1 (ru) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Способ N-алкилирования циклических аминов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2622296C1 true RU2622296C1 (ru) | 2017-06-14 |
Family
ID=59068293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016128670A RU2622296C1 (ru) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Способ N-алкилирования циклических аминов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2622296C1 (ru) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0599180A1 (de) * | 1992-11-26 | 1994-06-01 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Diaminen |
-
2016
- 2016-07-13 RU RU2016128670A patent/RU2622296C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0599180A1 (de) * | 1992-11-26 | 1994-06-01 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Diaminen |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.М. Мохов, Ю.В. Попов, К.В. Щербакова, "Коллоидные и наноразмерные катализаторы в органическом синтезе. XIV. Восстановительное аминирование и амидирование карбонитрилов при катализе наночастицами никеля ", Журнал общей химии. - 2016. - Т. 86, N4. - С. 609-616. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5264824B2 (ja) | ニトリルを水素化することによって第一アミンを製造する方法 | |
| JP2002515474A5 (ru) | ||
| KR100551872B1 (ko) | 히드록시 화합물 및 용매의 존재하에서 니트로벤젠을4-아미노디페닐아민으로 촉매수소화하는 방법 | |
| US20140012045A1 (en) | Preparation of diamine via the preparation of aminonitrile | |
| JPH1072454A (ja) | Ｎ−置換された環式アミンの製法 | |
| EP2358659B1 (en) | Process for preparing cinacalcet | |
| RU2622296C1 (ru) | Способ N-алкилирования циклических аминов | |
| RU2629771C1 (ru) | Способ получения вторичных аминов | |
| US8227641B2 (en) | Process for the preparation of aminoalkylamines | |
| JP2013500999A (ja) | 脂肪族シアノアルデヒドの脂肪族ジアミンへの還元的アミノ化のための方法 | |
| Mokhov et al. | Colloidal and nanosized catalysts in organic synthesis: XXIII. Reductive amination of carbonyl compounds catalyzed by nickel nanoparticles in a plug-flow reactor | |
| JP6100255B2 (ja) | 三級アミノアルコール化合物を製造するためのプロセス | |
| Mokhov et al. | Colloid and nanosized catalysts in organic synthesis: XII. Hydrogenation of carbonitriles catalyzed by nickel nanoparticles | |
| RU2654066C1 (ru) | Способ получения вторичных аминов | |
| US6403833B1 (en) | Single step hydrogenation of nitrobenzene to p-aminophenol | |
| RU2547141C1 (ru) | Способ получения n-(4-бромфенил)-n-(2-адамантил)амина (бромантана) | |
| US7462742B2 (en) | In situ or one-pot hydrogenation and reductive amination process | |
| JP2002308835A (ja) | テルビナフィンの製造方法 | |
| EP2488482B1 (en) | Process for improving the catalytic activity of catalyst systems for reductive amination of aliphatic cyanoaldehydes to aliphatic diamines | |
| RU2619935C1 (ru) | Способ восстановления непредельных циклических соединений | |
| KR20140126876A (ko) | 네오펜틸글리콜의 제조방법 | |
| EP1229018B1 (en) | Single step hydrogenation of nitrobenzene to p-aminophenol | |
| EP2699538B1 (en) | Process for the preparation of alkyldiamines | |
| Chatterjee et al. | Selective Hydrogenation in Supercritical Carbon Dioxide Using Metal Supported Heterogeneous Catalyst | |
| Popov et al. | Colloid and nanosized catalysts in organic synthesis: XIV. Reductive amination and amidation of carbonitriles catalyzed by nickel nanoparticles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180714 |