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DE1620159B - Process for the production of nicotinic acid - Google Patents

Process for the production of nicotinic acid

Info

Publication number
DE1620159B
DE1620159B DE1620159B DE 1620159 B DE1620159 B DE 1620159B DE 1620159 B DE1620159 B DE 1620159B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxidation
acid
methylpyridine
nitrogen dioxide
inert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Ludwig Dr.rer.nat 4100 Duisburg-Meiderich; Koch Otto Dr. 6800 Mannheim Rappen
Original Assignee
RütgeTSweTke AG, 7000 Frankfurt

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Description

wird zugesetzt, die Mischung auf 130° C aufgeheizt, und unter Einhaltung dieser Temperatur wird Stickstoffdioxid mit einer Geschwindigkeit von 0,5 g/Min, eingeleitet. Aufgenommen werden 65 g Stickstoffdioxid. Eine Wasserabscheidung erfolgt bei dieser Temperatur nicht. Danach wird auf 180° C erhitzt und die Stickstoffdioxid-Zufuhr mit 0,5 g/Min, fortgesetzt. Es erfolgt eine zusätzliche Aufnahme von 70 g Stickstoffdioxid. Nach Beendigung der Stickstoffdioxid-Zufuhr wird das Reaktionsgemisch abgekühlt. Die Nicotinsäure fällt bereits bei 176° C aus. Nach vollständigem Erkalten auf Zimmertemperatur wird abgesaugt, mit Trichlorbenzol gewaschen und getrocknet. Ausbeute 90 g Rohsäure. Diese wird in 400 ml Wasser und 40 ml konzentrierter Salzsäure aufgelöst und mit Natronlauge auf den isoelektrischen Punkt eingestellt. Man erhält nach Einengen der Mutterlauge insgesamt 79 g Nicotinsäure mit einem Fp von 235 bis 237° C. Aus der Trichlorbenzol-Lösung erhält man 11,7 g und aus dem Reaktionswasser 9,36 g 3-Methylpyridin zurück, ίο so daß sich die Gesamtausbeute an Nicotinsäure zu rund 85% des umgewandelten 2-Methylpyridins ergibt.is added, the mixture is heated to 130 ° C., and while this temperature is maintained, nitrogen dioxide is generated at a rate of 0.5 g / min. 65 g of nitrogen dioxide are absorbed. A separation of water does not take place at this temperature. It is then heated to 180 ° C and nitrogen dioxide feed at 0.5 g / min continued. An additional uptake of 70 g of nitrogen dioxide takes place. After the nitrogen dioxide supply has ended the reaction mixture is cooled. Nicotinic acid already precipitates at 176 ° C. After cooling down completely to room temperature is filtered off, washed with trichlorobenzene and dried. Yield 90 g of crude acid. This is dissolved in 400 ml of water and 40 ml of concentrated hydrochloric acid and diluted with sodium hydroxide solution isoelectric point set. After concentrating the mother liquor, a total of 79 g of nicotinic acid are obtained with a melting point of 235 to 237 ° C. From the trichlorobenzene solution, 11.7 g and from are obtained the water of reaction 9.36 g of 3-methylpyridine back, ίο so that the total yield of nicotinic acid yields around 85% of the converted 2-methylpyridine.

Claims (1)

1 21 2 beute an Nicotinsäure beträgt 75 Molprozent, bezö-yield of nicotinic acid is 75 mol percent, related to Patentanspruch: gen auf unigesetztes 3-Picolin, Dieses VerfahrenClaim: gene for unreacted 3-picoline, this process erfordert bei einer verhältnismäßig geringen Aus-Verfahren zur Herstellung von Nicotinsäure beute beim Einsatz von 3-Methylpyridin die Isolieaus 3-Methylpyridin durch Oxidation mittels eines 5 rung des Reaktionsproduktes aus konzentrierter Stickstoffoxids in Gegenwart von Selendioxid als Schwefelsäure und daher einen apparativen AufKatalysator, dadurch gekennzeichnet, wand, der sich infolge der konzentrierten Säure daß man das zu oxidierende 3-Methylpyridin in und der hohen Temperaturen besonders kostspielig einem inerten organischen Lösungsmittel im gestaltet.requires the isolation from the use of 3-methylpyridine with a relatively low output process for the production of nicotinic acid 3-methylpyridine by oxidation by means of a 5 tion of the reaction product from concentrated Nitrogen oxide in the presence of selenium dioxide as sulfuric acid and therefore an apparatus-based on-catalyst, characterized, walled, which is due to the concentrated acid that the 3-methylpyridine to be oxidized in and the high temperatures are particularly expensive an inert organic solvent in the designed. Verhältnis 1:1 bis 1:10 auflöst bzw. verdünnt, io Aufgabe der Erfindung war es daher, ein tech-Ratio 1: 1 to 1:10 dissolves or dilutes, io the object of the invention was therefore to provide a tech- mit Stickstoffdioxid zunächst so lange bei 1300C nisch und wirtschaftlich verbessertes Verfahren zurwith nitrogen dioxide initially so long at 130 0 C nisch and economically improved process for behandelt, bis kein Stickstoffdioxid mehr aufge- Herstellung von Nicotinsäure aus 3-Methylpyridintreated until no more nitrogen dioxide is produced. Production of nicotinic acid from 3-methylpyridine nommen wird, danach bei 170 bis 200° C die durch Oxidation mittels eines Stickstoffoxids inis taken, then at 170 to 200 ° C by oxidation by means of a nitrogen oxide in Einleitung von Stickstoffdioxid fortsetzt, bis Gegenwart von Selendioxid als Katalysator zu ent-The introduction of nitrogen dioxide continues until selenium dioxide is present as a catalyst. keine Gasaufnahme mehr stattfindet, darauf das 15 wickeln. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß manno more gas absorption takes place, wind the 15 on it. The object is achieved in that one Reaktionsgemisch auf Zimmertemperatur ab- das zu oxidierende 3-Methylpyridin in einem inertenReaction mixture to room temperature from the 3-methylpyridine to be oxidized in an inert kühlt und schließlich die ausgefallene Nicotin- organischen Lösungsmittel im Verhältnis 1:1 biscools and finally the precipitated nicotinic organic solvent in a ratio of 1: 1 to säure abtrennt. 1:10 auflöst bzw. verdünnt, mit Stickstoffdioxidacid separates. Dissolves or dilutes 1:10 with nitrogen dioxide zunächst so lange bei 130° C behandelt, bis keininitially treated at 130 ° C until none 20 Stickstoffdioxid mehr aufgenommen wird, danach20 more nitrogen dioxide is absorbed afterwards bei 170 bis 200° C die Einleitung von Stickstoff-at 170 to 200 ° C the introduction of nitrogen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- dioxid fortsetzt, bis keine Gasaufnahme mehr stattstellung von Nicotinsäure aus 3-Methylpyridin durch findet, darauf das Reaktionsgemisch auf Zimmer-Oxidation mittels Stickstoffdioxid in inerten orga- temperatur abkühlt und schließlich die ausgefallene nischen Lösungsmitteln. 25 Nicotinsäure abtrennt.The invention relates to a method for continuing the cooker dioxide until there is no more gas uptake of nicotinic acid from 3-methylpyridine, then the reaction mixture to room oxidation cooled by means of nitrogen dioxide in an inert organ temperature and finally the precipitated niche solvents. 25 separates nicotinic acid. Bekannte Verfahren zur Gewinnung von Pyridin- Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die carbonsäuren beruhen auf der Oxidation von Alkyl- Oxidation bei verhältnismäßig niederen Temperapyridinen mit Kaliumpermanganat, Wasserstoffper- türen drucklos vorgenommen werden kann und daß oxid, Chlor, Chromsäure oder deren Salzen, wofür der Oxidationsmittelverbrauch nahezu der theoretijeweils ein beträchtlicher Verbrauch an teuren 30 sehen Menge entspricht. Das bei der Oxidation entOxidationsmitteln erforderlich ist. Die ebenfalls stehende Stickstoffmonoxid wird reoxidiert und in bekannte Oxidation mit Salpetersäure erfolgt in den Kreislauf zur Oxidation wieder eingesetzt. Die flüssiger Phase unter Druck und bei Temperaturen Oxidation wird technisch in der Weise durchgeführt, zwischen 180 und 285° C, gegebenenfalls in Gegen- daß man das 3-Methylpyridin in einem inerten wart von Katalysatoren, wie z. B. Eisen-, Mangan- 35 Lösungsmittel im Verhältnis 1:1 bis 1:10 löst, Kupfer- oder Vanadinverbindungen. Bei diesen Ver- dieses Gemisch in einen Behälter aus korrosionsfahren sind große Mengen von Salpetersäure sowie beständigem Material einträgt (Email-, Glas- oder kostspielige Vorrichtungen erforderlich. Die druck- V4A-Stahl) und bei einer bestimmten Temperatur lose Oxidation mittels Salpetersäure bei 100° C gasförmiges Stickstoffdioxid einleitet. Das Oxidaeriordert sehr lange Reaktionszeiten von 24 bis 40 tionsgefäß ist ausgestattet mit einem Rührer, Ther-48 Stunden. Andere Oxidationsverfahren arbeiten mometer, Gas-Einleitungsrohr sowie einem Rückmit einer Mischung aus konzentrierter Schwefel- flußkühler, verbunden mit einem Wasserabscheider, säure und Salpetersäure oder auch mit Schwefel- um einerseits das bei der Reaktion entstehende säure allein, in Gegenwart von kleinen Mengen Wasser auszupreisen, andererseits das mitgeführte Selendioxid als Katalysator. Das Arbeiten mit 45 Lösungsmittel zurückzuführen. Man kann die ReSchwefelsäure bei Temperaturen über 200° C ist aktion auch so führen, daß man die erforderliche apparativ ebenfalls sehr aufwendig. Als die seither Menge inertes Lösungsmittel vorlegt und die ReakbiÜigste Oxidationsmethode ist die Dampfphasen- tionskomponenten getrennt zudosiert, abgestimmt oxidation der Alkylpyridine bekannt (vgl. USA.- auf die stöchiometrischen Mengen. Schließlich kann Patentschrift 2437938). Welche Produkte dabei 50 man, um den Siedepunkt des 3-Methylpyridins zu erhalten werden, hängt von dem Mengenverhältnis erhöhen, die Reaktion unter leichtem Druck (1 bis Luft zu Pyridinbase ab. Ein Überschuß an Luft 5 atü) durchführen. Die Nachrektion und gleichbegünstigt die Bildung der Pyridincarbonsäuren. Die zeitige Nachoxidation wird bei 180 bis 200° C Methode liefert jedoch insbesondere bei der Her- durchgeführt. Die Einleitungsgeschwindigkeit des stellung der Nicotinsäure schlechte Ausbeuten. Un- 55 Stickstoffdioxids kann zwischen 0,5 und 2 g/Min, befriedigend sind auch die Ausbeuten bei der betragen.Known process for the production of pyridine The advantage of this process is that the carboxylic acids are based on the oxidation of alkyl oxidation with relatively lower temperapyridines with potassium permanganate, hydrogen doors can be made without pressure and that oxide, chlorine, chromic acid or their salts, for which the oxidizing agent consumption is almost the same as in theory a considerable consumption equivalent to an expensive 30 watch amount. The oxidizing agent in the process of oxidation is required. The also standing nitric oxide is reoxidized and in known oxidation with nitric acid is reused in the cycle for oxidation. the liquid phase under pressure and at temperatures Oxidation is carried out technically in the manner between 180 and 285 ° C, optionally in opposition to the 3-methylpyridine in an inert waiting for catalysts, such as B. dissolves iron, manganese 35 solvents in a ratio of 1: 1 to 1:10, Copper or vanadium compounds. In this case, this mixture is placed in a container from corrosion hazards are large amounts of nitric acid and resistant material (enamel, glass or expensive equipment required. The pressure-V4A steel) and at a certain temperature loose oxidation by means of nitric acid at 100 ° C initiates gaseous nitrogen dioxide. The Oxidaeriordert very long reaction times of 24 to 40 the vessel is equipped with a stirrer, Ther-48 Hours. Other oxidation processes work with a meter, a gas inlet pipe and a return line a mixture of concentrated sulfur flow cooler, connected to a water separator, acid and nitric acid or, on the one hand, with sulfur, that which arises during the reaction acid alone, priced in the presence of small amounts of water, on the other hand the carried Selenium dioxide as a catalyst. Working with 45 solvents attributed. One can use the ReSulfuric acid At temperatures above 200 ° C, action is also necessary to achieve the required also very expensive in terms of apparatus. As the amount of inert solvent presented since then and the reappearance Oxidation method, the vapor phase components are metered in separately and coordinated oxidation of the alkylpyridines known (cf. USA.- on the stoichiometric amounts. Finally, can Patent specification 2437938). Which products are used to get the boiling point of 3-methylpyridine obtained depends on increasing the quantitative ratio, the reaction under slight pressure (1 to Air to pyridine base. Carry out an excess of air 5 atü). The post-rectification and equally favored the formation of pyridinecarboxylic acids. The early post-oxidation is at 180 to 200 ° C However, the method delivers, in particular, when it is carried out. The rate of initiation of the position of nicotinic acid poor yields. Un- 55 nitrogen dioxide can be between 0.5 and 2 g / min, The yields at the amount are also satisfactory. elektrolytischen Oxidation von 3-Picolin. Schließ- Als inerte organische Lösungsmittel sind z. B. lieh ist aus der USA.-Patentschrift 2 513 251 ein chlorierte Benzole oder Nitrobenzol geeignet. Man Verfahren zur Herstellung von Pyridincarbonsäuren kann auch so verfahren, daß an Stelle des inerten aus Alkylpyridinen oder aus Chinolin bekannt, bei 60 Lösungsmittels das 3-Methylpyridin selbst im Überweichem konzentrierte Schwefelsäure als Lösungs- schuß eingesetzt wird.electrolytic oxidation of 3-picoline. Closing As inert organic solvents are z. B. Borrowed from US Pat. No. 2,513,251, a chlorinated benzene or nitrobenzene is suitable. Man Process for the preparation of pyridinecarboxylic acids can also proceed in such a way that instead of the inert known from alkylpyridines or quinoline, with 60 solvents the 3-methylpyridine itself in the over-softened concentrated sulfuric acid is used as a solution shot. mittel und Distickstofftetroxid in Gegenwart von Das nachstehende Beispiel erläutert das erfingeringen Mengen Selendioxid als Oxidans verwendet dungsgemäße Verfahren,
wird. Die Oxidation erfolgt in der auf mindestens .
2000C erhitzten Schwefelsäure. Im Verlaufe des 65 Beispiel
Prozesses wird die Temperatur auf über 300° C 94 g 3-Methylpyridin (98prozentig) werden in gesteigert. Ausgehend von 3-Picolin z. B. werden 750 g 1,2,4-Trichlorbenzol gelöst und in das vorauf diese Weise nur 50% umgesetzt. Die Aus- beschriebene Gefäß eingetragen; 1 g Selendioxid
agent and dinitrogen tetroxide in the presence of
will. The oxidation takes place in the at least.
200 0 C heated sulfuric acid. In the course of the 65 example
In the process, the temperature is increased to over 300 ° C. 94 g of 3-methylpyridine (98 percent) are increased in. Starting from 3-picoline z. B. 750 g of 1,2,4-trichlorobenzene are dissolved and only 50% reacted in this way. The described vessel entered; 1 g selenium dioxide

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