93587 (613030), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Маточный раствор после отделения технического I*HCl промывают водой, толуол отгоняют, остаток тщательно сушат в вакууме и анализируют на хромато-масс-спектрометре. Масс-спектр m/z (IОТН): V – 247(100), 232(65), 215(12), 212(19); VII – 273(11), 247(8), 233(95), 232(100), 198(39). После двух перекристаллизаций из гексана получают 0,1 г V, т.пл. 81–83°С.
5.2.2 Синтез анестезина
5.2.2.1 Синтез анестезина из р-нитротолуола
В качестве исходного сырья для получения этого продукта лучше всего применять р-нитротолуол, во-первых, потому, что его легко и дешево можно купить, и, во-вторых, потому, что отдельные фазы получения через этиловый эфир р-нитробензойной кислоты до эфира р-аминобензойной кислоты дают хорошие выхода и протекают гладко, хотя и требуют частично довольно продолжительного времени для завершения реакции [21]:
р-Нитробензойная кислота из р-нитротолуола. В гомогенно освинцованном двустенном котле с крышкой, мешалкой, обратным холодильником и трубкой для выдавливания большого внутреннего диаметра заливают 200 л воды, к которым при помешивании и охлаждении водой медленно приливают 150 кг технической серной кислоты 66° Вё. По охлаждении прибавляют 60 кг двухромовокислого калия и 15 кг р-нитротолуола, закрывают люк и нагревают до кипения 24 часа при помешивании с обратным холодильником. Перемешивают для того, чтобы нитробензойная кислота не обволакивала нитротолуола и не мешала окислению. Кипение способствует окислению; при температуре ниже кипения окисление протекает медленнее. Охлаждающая вода в обратном холодильнике должна подогреваться острым или глухим паром до 40–45°С, для того чтобы увлекаемый водяными парами р-нитротолуол не застыл там и не вызвал закупоривания. По окончании окисления выдавливают реакционную массу при 60–70°С на нучу. Последняя изготовляется из гомогенно освинцованного железа; для фильтрования служит кислотоупорная фильтровальная плитка. Горячие растворы тотчас спускают в эмалированные или же в гончарные сосуды. Из них в течение нескольких дней кристаллизуется большая часть взятого хрома в виде хромовокалиевых квасцов. Нитробензойную кислоту промывают на нуче до исчезновения серной кислоты, растворяют в разбавленном растворе соды, раствор фильтруют через мешок и осаждают технической соляной кислотой, отсасывают на нуче, промывают водой и высушивают при 40–50°С.
Выход достигает самое меньшее 16 кг.
Этиловый эфир р-нитробензойной кислоты. Для получения его берут тот же аппарат, как и для р-нитробензойной кислоты, только кроме обратного холодильника нужен еще и прямой холодильник.
В аппарат загружают 16 кг сухой р-нитробензойной кислоты, заливают ее четырехкратным по весу количеством 96 %-ного этилового спирта, растворяют при помешивании, прибавляют 8 кг технической серной кислоты 66° Вё и нагревают без помешивания 16–20 часов с обратным холодильником до кипения.
После охлаждения нейтрализуют при открытом люке медленно и осторожно водным раствором соды; для нейтрализации необходимо 11–12 кг соды Сольвэ. Отгоняют спирт с прямым холодильником, по охлаждении выдавливают остаток на глиняную нучу и промывают на последней эфир водой.
Из фильтрата выделяют не вошедшую в реакцию нитробензойную кислоту технической соляной кислотой, отсасывают на нуче, промывают водой и высушивают.
Выход 13,5–14,5 кг чистого эфира. Остаток получают в виде неизмененной кислоты обратно.
Этиловый эфир р-аминобензойной кислоты. Чтобы получить и сырой продукт по возможности в чистом виде, раньше восстанавливали нитроэфир порошком олова и соляной кислотой. Полученную смесь после восстановления разбавляли большим количеством воды, точно нейтрализовали едким натром, нагревали до кипения и горячий водный раствор основания анестезина отделяли фильтрованием через небольшой фильтрпресс от выпавшего гидрата окиси олова. Технический анестезин, выпавший по охлаждении фильтрованного раствора, был достаточно чист. Маточники его можно было применять вместо чистой воды при новых операциях. Полученный таким образом технический продукт можно было превратить в чистое основание только одной перекристаллиацией из 80 %-ного спирта. Пасту гидрата окиси олова с фильтрпресса можно было продать, как таковую, или восстановить углем в металлическое олово в вагранках.
Этот метод восстановления был бы хорош при условии, если бы он проводился в свободной от железа аппаратуре и технический продукт можно было очень легко очищать. Анестезин при соприкосновении с железом краснеет, так же как и калий сульфогваяколовый. Но финансовые убытки при продаже пасты окиси олова были значительны, а регенерация олова в вагранках для сравнительно небольших количеств была сложна.
Поэтому в настоящее время повсюду восстановительный процесс ведут железом и уксусной кислотой и полученный таким образом технический продукт перед кристаллизацией перегоняют в вакууме. Анестезин можно перегонять уже при обыкновенном давлении при 305°С, но при этом к концу операции невозможно избежать разложения. Напротив, при остаточном давлении в 10–20 мм получается почти белый, слегка желтоватый продукт.
Для восстановления железом и уксусной кислотой применяют аппарат, для которого достаточно объема в 200 л. Загружают в него 20 кг обезжиренных и просеянных чугунных опилок и 10 л воды. и травят при 70°, при помешивании 4 кг 80%-ной уксусной кислоты. Затем останавливают приток пара и при непрерывном помешивании постепенно приливают в аппарат 16 кг этилового эфира р-нитробензойной кислоты. Реакция сильно экзотермична, и вода выпаривается, хотя аппарат не подогревают. Время от времени приливают свежей воды взамен испаряющейся. По прилитии всего эфира, что берет 1½ – 2 часа, продолжают помешивание при легком подогревании еще 2 часа. Восстановление закончено, когда капли жидкости от восстановления более не окрашивают пропитанной раствором соды фильтровальной бумаги. Тогда дают жидкости остыть и нейтрализуют на лакмус раствором соды. Выделившееся при этом в свободном состоянии основание анестезина извлекают при 60° три раза, каждый раз 50 кг бензола. Последнюю вытяжку сохраняют, чтобы употребить вместо свежего бензола для первого извлечения следующей порции.
Из двух первых бензольных вытяжек, высушенных хлористым кальцием, отгоняют бензол и перегоняют остаток – сильно окрашенное основание технического анестезина, – в вакууме. Служащий для этого маленький аппарат лучше всего делать из чистого алюминия; для наблюдения за перегонкой служит надставка из стекла или лучше из плавленого горного хрусталя. Прерывают перегонку, когда погон не стекает больше бесцветным. Нагревание можно производить маленькой газовой печью.
Погон перекристаллизовывают из 80%-ного спирта. Для превращении основания, которое для этого должно быть чисто белым, в его хлоргидрат, растворяют его на холоду в абсолютном спирте и осторожно и медленно нейтрализуют раствор на конго 30%-ной спиртовой соляной кислотой. На следующий день выделившийся солянокислый анестезин отсасывают на нуче, промывают небольшим количеством холодного абсолютного спирта и высушивают при З0 – 40°.
Выход по способу восстановления железом и уксусной кислотой бывает не менее 80% теории.
5.2.2.2 Синтез анестезина из р-толуидина
Другим исходным продуктом для анестезина является р-толуидин. Он переводится в ацет-р-толуидин, а последний окислением марганцовокислым калием – в р-ацетаминобензойную кислоту. Эта кислота с одновременным образованием уксусного эфира переходит в этиловый эфир р-аминобензойной кислоты:
Ацетилирование. В колбе Шотта емкостью 15 л нагревают на масляной бане 5 кг р-толуидина и 6,5 кг 80%-ной уксусной кислоты в течение 12 часов до 140°. На колбу устанавливают широкую восходящую трубку, к которой присоединяют прямой холодильник. Нагревают очень медленно. Избыток уксусной кислоты отгоняется. Если последние часы держать температуру 135 – 140°, то ацетилирование оканчивается в 12 час. Содержимое колбы выливают в 25 л воды, выделившийся технический ацетат отсасывают на нуче и высушивают.
Выход: 5,5 кг ацет-р-толуидина.
Окисление. В деревянном чану емкостью 600 л с мешалкой и паровым змеевиком нагревают 500 л воды и 11 кг мелко порошкованного ацет-р-аминотолуидина до 30° и к раствору прибавляют сначала 8 кг мелко истолченного марганцевокислого калия. Температура сама поднимается до 40°. Небольшим подогреванием паром ее поднимают до 45°. Через 2 часа прибавляют еще 8 кг марганцевокислого калия и через 3 следующие часа – третью порцию, тоже 8 кг, так что всего уходит 24 кг марганцевокислого калия. После того как весь марганцевокислый калий прибавлен, перемешивают еще некоторое время, затем останавливают мешалку и дают осесть осадку перекиси марганца.
Прозрачный раствор сливают, осадок переносят в мешки и отмывают его там от ацет-р-аминобензойной кислоты. Наконец осадок еще фугуют. Все растворы соединяют, и еще раз фильтруют. Из фильтрата осаждают прибавлением разбавленной серной кислоты до кислой реакции на конго, фильтруют, промывают и высушивают.
Выход: 13 кг ацет-р-аминобензойной кислоты.
Отщепление ацетильной группы и одновременное образование эфира. В колбе Шотта емкостью 15 л кипятят 1 час с обратным холодильником 3 кг ацет-р-аминобензойной кислоты с 6,8 кг 96%-ного спирта и 2,4 кг серной кислоты 66° Вё. После этого все выливают в 40 л воды и постепенно доводят поташом до щелочной реакции на фенолфталеин. Технический эфир отсасывают на нуче и высушивают. Он имеет желтоватый оттенок, который, если продукт не хотят перегонять в вакууме, можно удалить только тем, что его растворяют в десятикратном количестве воды с помощью свободной от железа соляной кислоты с прибавкой небольшого количества сернистой кислоты и угля для обесцвечивания, свободного от металла, и раствор фильтуют. Фильтрат снова осаждают поташом. Этот процесс растворения и осаждения иногда приходится повторять несколько раз. Наконец, предварительно очищенный таким образом эфир перекристаллизовывают из разбавленного спирта. Растворяют 5 кг технического эфира в 7 л 50%-ного спирта. Выкристаллизовывается 85 – 90 % эфира. Маточники можно использовать 1 – 2 раза для перекристаллизации, после чего из них отгоняют спирт. Из водного остатка выделяется технический эфир, который после промывания высушивают и снова перекристаллизовывают.
Выход: 2,5 кг анестезина.
5.2.2.3 Изучен метод получения анестезина гидрированием этилового эфира n-нитробензойной кислоты на палладиевых катализаторах [22].
5.2.4 Синтез бромкамфоры
Производство монобромкамфоры рентабельно потому, что в виде побочного продукта получается бромистоводородная кислота, имеющая большой спрос и потому довольно дорогая [21].
Аппаратура для бромирования аналогична применяемой при производстве трибромфенола.
Рис. 5.3 Аппаратура для бромирования трибромфенола.
Так как загрузки делают едва ли больше 10 кг, то достаточна глиняная турилла емкостью 50 л и соответствующий глиняный горшок для улавливания бромистого водорода. Глиняную туриллу хорошо заменить фарфоровой и нагревать нужно не горячей водой, а на масляной бане, обогреваемой паром.
Исходным продуктом является чистая естественная камфора, а не синтетическая. Последняя, даже если она относительно чиста, всегда дает худшие выхода, чем естественная камфора.
В фарфоровую туриллу вносят 10 кг порошкованной камфоры и при частом помешивании толстой стеклянной палкой приливают в течение 3 часов точно 10,45 кг брома. Вследствие медленного приливания брома его можно производить из маленькой делительной воронки.
Затем смесь нагревают в течение 3 часов до 80°С, поднимая после этого температуру в продолжение 3 часов до 100°С. Выделяющийся бромистый водород улавливается дистиллированной водой.
По окончании выделения бромистого водорода выдавливают плав из фарфоровой туриллы в глиняный горшок, в который налит предварительно профильтрованный 5%-ный раствор соды. Помешивают до тех пор, пока плавающая на поверхности техническая бромкамфора не застынет в крупитчатую массу. Ее отсасывают на нуче и промывают холодной дистиллированной водой, пока промывные воды не перестанут реагировать с азотнокислым серебром. Водные растворы идут на приготовление бромистого натрия; техническую бромкамфору сушат при 35°С.
Растворяют 3 части бромкамфоры в 4 части горячего 95 %-ного спирта, прибавляют к горячему раствору немного свободного от металлов обесцвечивающего угля и через 10 минут фильтруют через складчатый фильтр в большую колбу Эрленмейера для кристаллизации. Уже при обыкновенной температуре кристаллизуется около 50 % бромкамфоры в виде бесцветных иголок. Для усиления кристаллизации колбу ставят на несколько часов в смесь льда с солью, отсасывают кристаллы на нуче, споласкивают небольшим количеством спирта и сушат при 35°С.
Маточник с промывным спиртом упаривают на водяной бане до ¼ объема и опять дают кристаллизоваться. Эту операцию повторяют еще раз. Последние довольно темные растворы от различных операций собирают и перерабатывают вместе. Их разбавляют полуторным по весу количеством дистиллированной воды, вследствие чего выделяется мазеобразное вещество. Его отделяют от прозрачного раствора, от которого отгоняют спирт. Из охлажденного остатка от дистилляции выделяется техническая бромкамфора, которую сушат и присоединяют к прочей технической бромкамфоре для очистки перекристаллизацией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
