Verfahren zur Herstellung -(5-Nitro-2-Furyl)-Akrolein
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von B-(5-Nitro-2-furyl)-akrolein, das einen Ausgangsstoff für die Synthese von chemisch-pharmazeutischen Präparaten darstellt.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung des iP-(5-Nitro-2- -furyl)-akroleins durch Kondensation von 5-Nitrofurfurol mit Acetaldehyd bekannt, welches darauf beruht, dass die Ingredienten im Medium eines organischen Lösungsmittels, z.B. in Benzol, in Anwesenheit von Morpholinacetat als Katalysator allmählich auf die Siedetemperatur des Gemisches (68-720C) erhitzt werden und das Reaktionsgemisch sodann 6 Stunden bei dieser Temperatur gehalten wird. Der Vorgang erfolgt unter atmosphärischem Druck.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist die niedrige Ausbeute an B-(5-Nitro-2-furyl)-akrolein, die 35% der Theorie nicht übersteigt, die bedeutende Verdunstung des Acetaldehyds während des Kondensationsvorgangs und die relativ bedingt eine verstärkte Bildung von verharzten Substanzen und eine Verminderung der Ausbeute, sowie der Qualität des Endprodukts.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Mängel.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von fr(5-Nitro -2-furyl)-akrolein, das die Verdunstung des Acetaldehyds ausschliesst, die Dauer des Vorgangs verkürzt und die Ausbeute erhöht, sowie die Qualität des Endproduktes verbessert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kondensation des 5-Nitrofurfurols mit Acetaldehyd im Medium eines organischen Lösungsmittels in Anwesenheit von Morpholinacetat erfindungsgemäss unter Druck von mindestens 5 atü und bei einer Temperatur von 80-900C vorgenommen wird.
Die Vornahme der Kondensation unter Druck gestattete es, den Prozess bei einer höheren Temperatur durchzuführen, wodurch es wiederum möglich wurde, die Dauer des Vorganges wesentlich zu verkürzen (auf 75 bis 90 min.), die Bildung von teerigen Beimengungen zu verringern und die Ausbeute des Endproduktes zu erhöhen (auf 55-65% der Theorie).
Zweckmässig wird der Kondensationsprozess unter Druck von 5 bis 20 atü durchgeführt, vorzugsweise unter intensivem Rühren, das durch eine Reynolds'sche Zahl von 7000 bis 40000 gekennzeichnet ist.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden die nachstehenden Beispiele für die Herstellung von -(5-Nitro-2-furyl)-akrolein angeführt.
Beispiel 1
In einen Autoklav aus nichtrostendem Stahl von 0,5 1 Fassungsvermögen, der ein Rührwerk vom Schrau bentyp mit Diffusor und hermetischem Antrieb besitzt, werden 306 ml einer benzolischen Lösung von 5-Nitrofurfurol eingefüllt, die 70,5 g (0,5 Mol) 5-Nitrofurfurol enthält, und danach 38,75 g (0,88 Mol) Acetaldehyd, 1,02 g Essigsäure und 1,08 g Morpholin. Nach dem Einfüllen der Komponenten wird der Autoklav geschlossen und das Rührwerk eingeschaltet. Der Prozess erfolgt im Laufe von 75 min bei 900C Temperatur, unter 5 atü Druck und intensivem Rühren, das durch eine Reynolds' sche Zahl von 7000 gekennzeichnet ist.
Das Reaktionsgemisch wird aus dem Autoklav ausgetragen und zum Kristallisieren stehen gelassen. Das ausgefallene -(5-Nitro-2-furyl)-akrolein wird durch Filtrieren abgetrennt. Von der Mutterlauge zieht man im Vakuum das Lösungsmittel ab. Den öligen Rückstand lässt man zum Kristallisieren stehen und gewinnt zusätzlich noch -(5.Nitro-2-furyl)-akrnlein.
Das abgesaugte Produkt wird in einer möglichst kleinen Menge Isopropylalkohol aufgeschlämmt und filtriert.
Das Produkt wird bei 50-600C im Vakuumtrockenschrank getrocknet. Man erhält 48,4 g Produkt, das 95% B-(5- -Nitro-2-furyl)-akrolein enthält. Die Ausbeute an -Nitro-2-furyl)-akrolein beträgt 55 ,X0 der Theorie.
Beispiel 2
In einen Autoklav, der dem in Beispiel 1 beschriebenen entspricht, werden 333 ml einer benzolischen Lö sung von 5-Nitrofurfurol gefüllt, die 47 g (0,333 Mol) 5-Nitrofurfurol enthält, und danach 30,2 g (0,686 Mol) Acetaldehyd, 0,40 g Essigsäure und 0,55 g Morpholin.
Nach dem Eintragen der Komponenten schliesst man den Autoklav und schaltet das Rührwerk ein. Der Prozess erfolgt im Laufe von 95 min bei 840C Temperatur, unter 14 atü Druck und intensivem Rühren, das durch eine Reynolds'sche Zahl von 40000 gekennzeichnet ist.
Das Reaktionsgemisch wird wie in Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält 38,2 g Produkt, das 97% p-(5-Nitro-2 -furyl)-akrolein enthält. Die Ausbeute an -(5-Nitro-2- -furyl)-akrolein beträgt 66,4% der Theorie.
Beispiel 3
In einen Autoklav, der dem in Beispiel 1 beschriebenen entspricht, werden 333 ml einer benzolischen Lösung von 5-Nitrofurfurol gefüllt, die 47 g (0,333 Mol) 5 -Nitrofurfurol enthält, und sodann 30,2 g (0,686 Mol) Azetaldehyd, 0,59 g Essigsäure und 0,55 g Morpholin.
Nach dem Eintragen der Komponenten wird der Autoklav geschlossen und das Rührwerk eingeschaltet. Der Prozess erfolgt im Laufe von 75 min bei 80-840C Temperatur unter 20 atü Druck und intensivem Rühren, das durch eine Reynolds'sche Zahl vom 20000 gekennzeichnet ist. Das Reaktionsgemisch wird wie in Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält 34,3 g Produkt, das 97,6% B-(5- -Nitro-2-furyl)-akrolein enthält. Die Ausbeute an -Nitro-2-furyl)-akrolein beträgt 60,1% der Theorie.
Process for the preparation - (5-Nitro-2-Furyl) -Acrolein
The present invention relates to a process for the preparation of B- (5-nitro-2-furyl) acrolein, which is a starting material for the synthesis of chemical-pharmaceutical preparations.
A process for the preparation of iP- (5-nitro-2-furyl) acrolein by condensation of 5-nitrofurfurol with acetaldehyde is known, which is based on the fact that the ingredients are in the medium of an organic solvent, e.g. in benzene, in the presence of morpholine acetate as a catalyst, gradually heated to the boiling point of the mixture (68-720C) and the reaction mixture is then held at this temperature for 6 hours. The process takes place under atmospheric pressure.
A disadvantage of the known process is the low yield of B- (5-nitro-2-furyl) acrolein, which does not exceed 35% of theory, the significant evaporation of acetaldehyde during the condensation process and the relatively increased formation of resinified substances and a reduction in the yield as well as the quality of the end product.
The aim of the present invention is to remedy the mentioned shortcomings.
The object of the present invention is to develop a process for the preparation of fr (5-nitro-2-furyl) acrolein which excludes the evaporation of acetaldehyde, shortens the duration of the process and increases the yield, and improves the quality of the end product.
The object is achieved in that the condensation of 5-nitrofurfurol with acetaldehyde in the medium of an organic solvent in the presence of morpholine acetate is carried out according to the invention under a pressure of at least 5 atmospheres and at a temperature of 80-900C.
Carrying out the condensation under pressure made it possible to carry out the process at a higher temperature, which in turn made it possible to shorten the duration of the process considerably (to 75 to 90 minutes), to reduce the formation of tarry impurities and to reduce the yield of the To increase the end product (to 55-65% of theory).
The condensation process is expediently carried out under a pressure of 5 to 20 atmospheres, preferably with intensive stirring, which is characterized by a Reynolds' number of 7,000 to 40,000.
For a better understanding of the present invention, the following examples for the preparation of - (5-nitro-2-furyl) acrolein are given.
example 1
In a stainless steel autoclave of 0.5 1 capacity, which has a stirrer of the screw type with diffuser and hermetic drive, 306 ml of a benzene solution of 5-nitrofurfurol are filled, the 70.5 g (0.5 mol) 5 -Nitrofurfurol contains, and then 38.75 g (0.88 mol) of acetaldehyde, 1.02 g of acetic acid and 1.08 g of morpholine. After filling in the components, the autoclave is closed and the stirrer switched on. The process takes place over the course of 75 minutes at a temperature of 900 ° C., under 5 atmospheric pressure and intensive stirring, which is characterized by a Reynolds' number of 7000.
The reaction mixture is discharged from the autoclave and left to crystallize. The precipitated - (5-nitro-2-furyl) acrolein is separated off by filtration. The solvent is removed from the mother liquor in vacuo. The oily residue is left to crystallize and - (5.nitro-2-furyl) acrnlein is also obtained.
The extracted product is suspended in the smallest possible amount of isopropyl alcohol and filtered.
The product is dried at 50-600C in a vacuum drying cabinet. 48.4 g of product are obtained which contain 95% of B- (5--nitro-2-furyl) acrolein. The yield of -nitro-2-furyl) acrolein is 55.0% of theory.
Example 2
In an autoclave, which corresponds to that described in Example 1, 333 ml of a benzene solution of 5-nitrofurfurol containing 47 g (0.333 mol) of 5-nitrofurfurol, and then 30.2 g (0.686 mol) of acetaldehyde, 0 , 40 g acetic acid and 0.55 g morpholine.
After adding the components, close the autoclave and switch on the agitator. The process takes place in the course of 95 minutes at 840C temperature, under 14 atmospheric pressure and intensive stirring, which is characterized by a Reynolds number of 40,000.
The reaction mixture is worked up as in Example 1. 38.2 g of product are obtained which contain 97% p- (5-nitro-2-furyl) acrolein. The yield of - (5-nitro-2-furyl) acrolein is 66.4% of theory.
Example 3
333 ml of a benzene solution of 5-nitrofurfurol containing 47 g (0.333 mol) of 5-nitrofurfurol and then 30.2 g (0.686 mol) of acetaldehyde are placed in an autoclave corresponding to that described in Example 1. 59 g acetic acid and 0.55 g morpholine.
After the components have been added, the autoclave is closed and the stirrer switched on. The process takes place over 75 minutes at a temperature of 80-840C under 20 atmospheric pressure and intensive stirring, which is characterized by a Reynolds number of 20,000. The reaction mixture is worked up as in Example 1. 34.3 g of product are obtained which contain 97.6% of B- (5- -nitro-2-furyl) acrolein. The yield of -nitro-2-furyl) acrolein is 60.1% of theory.