Способ получения (5-нитрофурил)акролеина

 

Изобретение относится к получению -(5-нитрофурил)акролеина - полупродукта в синтезе фурагина и фуракрилина - медицинского и ветеринарного препаратов для лечения бактериальных инфекций - гидролизом 5-нитрофурфуролдиацетата до 5-нитрофурфурола с последующей конденсацией уксусного альдегида с 5-нитрофурфуролом в растворителе, в качестве растворителя используют концентрированную уксусную кислоту и процесс проводят в одну стадию. 1 табл.

Изобретение относится к улучшенному способу получения -(5-нитрофурил)акролеина полупродукта в синтезе медицинских и ветеринарных препаратов фурагина /1/ и фуракрилина /2/.

Известны способы получения b -(5-нитрофурил)акролеина, основанные на взаимодействии 5-нитрофурфурола в присутствии катализатора вторичного амина /3 6/. Общим недостатком этих способов является использование в качестве сырья 5-нитрофурфурола, который, легко окисляясь на воздухе, осмоляется и может храниться только в растворителе бензоле или спирте. В связи с этим синтез b -(5-нитрофурил)акролеина осуществляют, как правило, в автоклаве в атмосфере инертного газа /5, 6/.

Известен также способ получения b -(5-нитрофурил)акролеина из 5-нитрофурфуролдиацетата через стадию гидролиза последнего до 5-нитрофурфурола с последующим его взаимодействием с уксусным альдегидом. Именно этот способ применяется в промышленности /7 10/.

Недостатками способа являются: применение бензола в значительных количествах, а также необходимость хранения бензольных растворов при охлаждении, при температуре замерзания бензола 5^oC; стадия экстракции 5-нитрофурфурола горячим раствором бензола (50 60^oC); стадия удаления бензола при уменьшенном давлении; низкий выход целевого продукта (30 32%).

Целью изобретения является разработка технологически более удобного, безопасного и экологически более чистого способа получения b -5-(нитрофурил)акролеина, основанного на применении диацетата 5-нитрофурфурола и совмещающего две стадии в одном реакторе гидролиз диацетата и конденсацию 5-нитрофурфурола с уксусным альдегидом.

Этот способ заключается в том, что сначала проводят гидролиз диацетата 5-нитрофурфурола, а затем в этот же реактор после нейтрализации реакционной среды плавленым ацетатом натрия добавляют концентрированную уксусную кислоту и процесс конденсации с уксусным альдегидом ведут обычным путем с применением катализатора диэтаноламина: Общая продолжительность процесса (без сушки) 7 ч. Выход - (5-нитрофурил)акролеина 66 69% с содержанием основного вещества не менее 96 98% Температура плавления продукта составляет 110 113^oC.

Пример 1. В трехгорловую колбу емкостью 1 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 243,2 г (1 моль) диацетата 5-нитрофурфурола, 15 мл 36%-ной соляной кислоты (0,17 моль) и 160 мл воды. Смесь нагревают до 98 100^oC и при этой температуре перемешивают 1,5 часа до полного растворения диацетата. Полученный раствор 5-нитрофурфурола охлаждают до 20 25^oC и сначала прибавляют 20 г (0,24 моль) плавленого ацетата натрия для нейтрализации HCl (до pH 4), а затем 100 мл концентрированной уксусной кислот. Смесь охлаждают до 3 5^oC и при энергичном перемешивании приливают в 6 8 приемов 73,6 г (94 мл; 1,67 моль) уксусного альдегида, следя за тем, чтобы температура смеси не превышали 10^oC. При этом осадок 5-нитрофурфурола, выпавший при охлаждении, вновь переходит в раствор. Затем порциями прибавляют катализатор холодный раствор (5 10^oC) 12 г (0,11 моль) диэтиламина в смеси 12 мл (0,12 моль) концентрированной уксусной кислоты и 8 мл воды. Ледяную баню заменяют баней с холодной водой и постепенно (за 1,2 и 1,5 ч) нагревают смесь в колбе до 60 - 65^oC. При этой температуре содержимое перемешивают 2,5 часа, а затем охлаждают водой до 18 20^oC. Выпавший осадок b -(5-нитрофурил)акролеина отфильтровывают и промывают на фильтре несколькими порциями изопропилового спирта (5 раз по 40 мл).

Продукт реакции высушивают на воздухе в вытяжном шкафу в течение 12 ч. Получают 115,4 г b -(5-нитрофурил)акролеина (69% в расчете на диацетат).

b -(5-Нитрофурил)акролеин светло-коричневый порошок, т.пл. 110 - 113^oC.

Найдено, C 50,80; 59,67; H 3,22; 3,16; N 8,45; 8,49. C₇H₅NO₄.

Вычислено, С 50,42; H 3,01; N 8,36.

Примеры 2 10 осуществляют аналогично примеру 1. Во всех опытах используют 243,2 г диацетата 5-нитрофурфурола и 73,6 г уксусного альдегида. Катализатор диэтаноламин. Данные приведены в таблице.

Из таблицы видно, что уменьшение количества катализатора вдвое (опыты 6, 7) приводит к снижению выхода b -(5-нитрофурил)акролеина до 48% Проведение конденсации в среде изопропилового спирта (вместо уксусной кислоты) вызывает осмоление и уменьшение выхода целевого продукта до 40% причем ухудшается качество b -(5-нитрофурил)акролеина: цвет - темно-коричневый, т.пл. 88 100^oC, за счет смолообразных примесей.

Гидролиз диацетата с равным успехом протекает под действием серной или соляной кислоты, однако целесообразнее применение последней из соображений техники безопасности.

Использование предлагаемого способа получения b -(5-нитрофурил)акролеина позволяет: упростить процесс за счет использования в качестве растворителя уксусной кислоты; исключить применение бензола в больших количествах и все операции, связанные с его применением: хранение, экстракцию, отгон под уменьшенным давлением; провести две стадии гидролиз диацетата 5-нитрофурфурола и конденсацию образующегося 5-нитрофурфурола с уксусным альдегидом в одном реакторе, не прерывая процесс синтеза; сохранить высокий выход и качество целевого продукта.

Формула изобретения

Способ получения -(5-нитрофурил)акролеина, включающий кислотный гидролиз 5-нитрофурфуролдиацетата и конденсацию полученного 5-нитрофурфурола с уксусным альдегидом в присутствии вторичного амина в качестве катализатора в среде органического растворителя, отличающийся тем, что в раствор полученного 5-нитрофурфурола после нейтрализации его ацетатом натрия при комнатной температуре добавляют в качестве растворителя концентрированную укcусную кислоту и затем последовательно ацетальдегид при температуре 3 5^oС и катализатор при температуре 5 10^oС, последний в растворе концентрированной уксусной кислоты и воды, и процесс проводят при постепенном повышении температуры до 60 65^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1