Способ получения индола или его алкилзамещенных

О Й Ис.С,А,Н И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 13) 529604 К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-вч -51) М Кл С 07 Р 209/О 22) Заявлено 09.04.75 (21) 2122258/04 присоединением заявкиосударстввнный комвте ссср оо делам изооретвннй и откро 3 тнй) СПОСОБ 11 ОЛ УЧЕНИЯ И 11 ДОЛАЛИ ЕГО АЛКИЛЗАЧЕЩЕННЫ 2 Катализаторамифторидь) магния, фтр 1 дд х дгц)ия 13 11)тормарганца, никеля,МЯ 1 ЦИ 51 С 1)К 1 С 51 ХИ Д,и т. и. Соотно)пениеных к тализдторах1)ок 11 х Н 1)1.,)сл 3 х. 11катал итицсскук) актявляет с мешя ц шлй,Чо Ги АО), В кото Оыть, )д)р)1 ер, цинка, смеси фтохромя, кос) )г)ьт 13,смеси фторидд 3 51, ТТ 1 Н 11, Ц И 1К 11 НСН 1 ОВ В Сспа)1 МОГ) Г Р 11 Д 11 идами ци ц ).я 3 ЮМЦ компо ожет КО,1 СОЯТЬС 51 В 131 И- )ример, В 1 сокх юВ процессе проздтор нд основе совое соотцон)еня иосткатал) Изобретение относится к усовершенствованному способу получения индола или его производных, которые находят широкое применение в синтезе лекарственных препаратов.Известны синтетические и каталитицеские методы получения индола и его производных. Наиболее близким к предлагаемому является каталитицеский способ получения индола и его замешенных циклизацией фснилгидразона ацетальдегида (ФГА) или соответствующих дрилгидразонов карбоксильных соединений под действием активированных гетерогенных катализаторов в среде инертного органического растворителя при 300 в 4 С. В качестве катализатора в основном используют активированную А 1 к Оз .15Согласно известному способу наряду с основной реакцией циклизации фецилгидразона ацетальдегида в индол идут побочные реакции термического раз)ожен 1 я ФГА, вследствие чего образуются различные побочные продукты реакции, склонные к полимеризации на поверхности катализатора.В результате активность окиси алюминия в процессе циклизации ФГА быстро снижается и для ее восстановления необходимо проводить регецердп 3 к) катализатора. )хро)с того, образующиеся побоцш)с продукты рсаки 3 И затрудцяот выделение и очистку целевых продуктов. Выход ицдоля по известному способу 80605 В зявисимост) от способа приготовления окиси алюминия.Цель изобретения - )овыц)ение вь).хода и чистоты целевого продукта. я также усличение срока слх жоы каталзатора до регенерации.ЭТО ДОСТ 1111)ЕТС 51 ТЕМ. ТО В КЯЧЕСГВЕ КДс 3- лизатороц используют фториды металлов, СМЕП 1 ДЦНЫ 1. СОСТЯВЫ ИЗ ДВУХ ИЛИ ЦЕСКО,1 ЬКИХ фторидов металлов и смешанные составы из ок;слов металлов и фторидов металлов.ние первого компонента ко второму может находиться в пределах 1: 0,05 - 99,0.Предлагаемые катализаторы перед проведением процесса активируют путем термической обработки при повышенных температурах (предпочтительно 500 в 6 С). Некоторые из предлагаемых катализаторов, особенно на основе фторида магния, промышленно доступны, отличаются достаточной влаго-, температуростойкостью, хорошо формуются, имеют высокую механическую прочность и выдерживают многократные регенерации прожиганием в токе воздуха без потери активности.При использовании какого-либо из указанных катализаторов снижается оптимальная температура реакции синтеза индола и достигается значительное повышение его выхода по сравнению с выходом в процессе, проводимом на активированной у - АаОр, что способствует снижению скорости закоксовывания катализатора и увеличению цикла его работы до регенерации.При использовании для синтеза индола катализаторов, представляющих собой чистые или смешанные фториды металлов, в качестве инертного растворителя для ФГА предпочтительно применять ацетонитрил или нитрилы других карбоновых кислот, так как эти растворители способствуют повышению выхода индола по сравнению с ароматическими углеводородами.При использовании катализаторов, прелставляющих собой смеси окислов металлов с фторидами металлов, например катализатора следующего состава, вес%: АаОз 75 и МдРр, 25, повышению выхода индола способствует проведение реакции в токе водорода. На примерах синтеза 3-этилиндола из фенилгидразона масляного альдегида и 2-метилиндола из фенилгидразона ацетона показано, что эти катализаторы могут применяться для получения замешенных индолов с удовлетворительным выходом.Непрерывный процесс индолизации ФГА и арилгидразонов карбонильных соединений на предлагаемых катализаторах можно вести как при атмосферном, так и пониженном или повышенном давлении с неподвижным катализатором в кипящем слое катализатора или с движущимся катализатором.По предлагаемому способу синтез индола из ФГА при атмосферном давлении на неподвижном катализаторе осуществляют путем пропускания раствора ФГА в инертном растворителе (бензоле, толуоле, ацетонитриле и т. п.) в смеси с инертным газом - разбавителем (СОа, МаНа и т. п.) или без газа - разбавителя через предварительно активированный и нагретый до 180 - 400 С, предпочтительно 240 в 2 С, слой катализатора, При этом ФГА и растворитель испаряют как на лобовом слое катализатора, так и вне каталитической печи в перегрева- теле. Исходный ФГА получают по известнойметодике, например из фенилгидразина основания и ацетальдегида. Желательно применять свежеперегнанный ФГА в виде его 5 30%-ных растворов в инертном раст-ворителе.Выделение индола из катализатора, полученного в результате конденсации жидких продуктов реакции и растворителя, производят обычными способами, например ректификацией.1 е Способ разработан на лабораторной каталитической установке с объемом реактора 50 мл и проверен на опытной установке с объемом реактора 300 мл.В обоих случаях используют образцыкатализаторов с размером зерен 2 Х 3 мм.Выход индолов рассчитывают на пропущенный фенилгидразон по данным анализа катализатора методом ГЖХ и в отдельных случаях подтверждают результатами, полученными при выделении индолов методом то ректификации. Синтезированные соединенияохарактеризованы температурой плавления, данными элементарного анализа и специфическими реакциями.Пример 1. Через трубчатый реактор длиной 230 мм и внутренним диаметром 17 мм, установленный вертикально, снабженный электрообогревом и карманом с термопарой и заполненный 50 мл катализатора (состав, вес О/О. АаОз 75 и МдГ 25) непрерывнс при атмосферном давлении пропускаю". зр 20%- ный толуольный раствор ФГА со скоростью 25 + 2 мл/ч и азот высокой чистоты со скоростьюл 3 4 ч.Раствор ФГА и азот подаюг в верхнюючасть реактора на слой катализатора, а продукты реакции выводят из нижней асти через холодильник, охлаждаемый проточной водой: Температура в средней части слоя катализатора 270 + 5 С.Г 1 роцесс синтеза индола ведут при полнойконверсиифГА до появления в катализаторе следов последнего (О, - 0,2%). В результате ва 33 ч непрерывной раооты ло проскока ФГА собирают 670 г катализатора, в котором по данным ГЖХ содержится 14,5% индола и 2,3% анилина. Выход индола (из расчета на пропугценный ФГА) 75%.ф После отгонки толуола и разгонки остатка на ректификационной колонке эффективностью, 10 т. т. получают технический индол с содержанием основного вещества 99,0% и т. пл. 49 - 50 С, Выход выделенного методом ректификации технического индола 71% (из расчета на ФГА). После перекристаллизации из петролейного эфира т. пл. индола 52 - 63 С.Пример 2. Через трубчатый реактор длиной 800 мм и внутренним диаметром 26 мм, 55 установленный вертикально, снабженныйэлектрообогревом и карманом с термопарой и заполненный 300 мл катализатора (состав, вес. О/,; МдЕа 83 и СгГз 17) непрерывно5при атмосферном давлении пропускают 24 О/о-ный толуольный раствор ФГА со скоростью 110 1 О мл/ч. Тех)Г)сратура в средней части слоя катализатора 270 - 280 С.После появления в катализаторе следов ФГА (анализ методом ГЖХ) процесс синтеза индола прекра)цают и проводят регенерацию катализатора непосредственно в реакторе путем прожигания в токе воздуха при 500 - 550 С. Прожигание ведут до отрицательной реакции на СОав потоке воздуха, выводимого из реактора. Снижают температуру в реакторе до 270 С и возобновляют каталитический процесс синтеза индола. В результате за 6 циклов синтеза с продолжительностью одного цикла от 30 до 46 ч и суммарным временем каталитического процесса 158 ч получают 13,6 кг ката,)из тора, содержа)цего по данным ГЖХ 13,7/о индола и 3,34/О анилина.Выход индо )а (из расчета на пропуц)енный ФГА) 68,2 О/о. Из катализатора выделя. ют 1,8 кг технического индола с содержанием основного ве)цества 98,8/О и т. Нл. -18 - 50"С. 6Выход ),)е,).".И)ОГО методом ректифик)ции техничсско)0 ин,)ола 65,9"/) 3 расчетна ФГА). После перекристаллизации из петполсйно)О эфира т. и,. индола;)1 53 С.В таблице приведены условия получения целевь)х )род ктов.Во всех примерах каталитический процесс ос)цесгвля)ог в реакторе, описанном в примере 1, на Ооразцах катализатора Обьемом 50 л 1 размер зерен 2 Х 3 мм) при атмосферном давлении. В примерах 3 - 12 приведены результагы использования предлагаемых катализаторов для синтеза индола из ФГА. В примере 13 катализатор (состав, вес. о/о. МдГа 83 и СГЬ 17) приведен для синтеза 3-этилиндола из фенилгидразона масляного альдегида, а в примере 4 катализатор (соста.), вес. "/.;: А 1, Л: 50 и .")4)оГ 50) применен Гля синтеза 2-мстилиндо,)а из Г 1)ени п и трав.;и );)цеОппВО всех случ)ях 3; казйн пос в НГ)и меГ)с)х )СХ и П)0Гэ) с К: Г.1) За Г) Х ) Х 1 КН - )к)ст), нс сн);касте и прог ко)са )ениг)гидр)- зо а не )и:олю;:аегся,52 с) 604 формула изобретения Составитель Г. Мосина Редактор Л. Письман Техред О. Луговая Корректор Е. Лукач Заказ 4397,56 Тираж 512 Подписное ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 41. Способ получения индола или его алкилзамегценных каталитической циклизацией арилгидразонов карбонильных соединений в среде инертного органического растворителя над предварительно активированным катализатором при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и чистоть 1 целевого продукта, а также увеличения срока службы катализатора до регенерации, циклизацию соответствуюгцего арилгидразона ведут в присутствии катализатора - фторида металла или смеси фторидов металлов, или смеси фторида металла (фторидов металлов) с окислом металла (окислами металлов).2. Способ по п. 1, отличающиися тем, что циклизацию арилгидразона ведут в присутствии катализатора - фторида магния или смеси фторида магния с фторидом другого металла (фторидами других металлов), взятых в весовом соотношении фторида магния к фториду другого металла (фторидам других металлов) 1: 0,01 - 0,02, или смеси фторида магния с окисью алюминия, взятых в весовом соотношении 1: 0,05 - 99,0.3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что циклизацию арилгидразонов карбонильных соединений ведут при 180 в 4 С.