ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ N`-МЕТИЛ-1-ФЕНИЛ-1-N, N-ДИЭТИЛАМИНОМЕТАНСУЛЬФОНАМИДА (ВАРИАНТЫ)

Техническое решение относится к органической химии, в частности, к технологическим линиям получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида.
Известен способ получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида формулы:
2
путем взаимодействия комплекса диэтиламина с SO (1:1) с бензальметиламином с постепенным добавлением воды, отделением выпавшего осадка, промыванием серным эфиром и последующей перекристаллизацией из ацетонитрила с выходом целевого продукта 94% [SU 1389222 А 1986.03.20]. Однако этот способ позволяет получать целевой продукт только в небольших объемах, не превышающих 10 г целевого продукта, из-за высокого изотермического эффекта реакции и невозможности эффективно регулировать скорость прибавления бензальметиламина и воды, т.к. при больших объемах синтеза происходит
распад целевого продукта, кроме того, происходит образование побочных продуктов реакции, поэтому требуется перекристаллизация целевого продукта. Получение N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида в промышленных количествах и технологическая линия для его получения ранее не описаны.
Задачей заявляемой полезной модели является создание технологической линии получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида с высокими выходом и чистотой целевого продукта в промышленных количествах.
Технический результат предлагаемой линии заключается в использовании комплекса химических и технологических решений - возможности точного регулирования температурного режима реакции, скорости подачи реагентов, применения интенсивного смешения и сушке целевого продукта в условиях перемешивания и размола с одновременным вакуумированием.
Технический результат достигается предлагаемой технологической линией, которая содержит:
2
- реактор для получения раствора комплекса диэтиламина с SO, снабженный:
2
- устройством для подачи газообразного SO, например, барботером,
- дозатором для подачи диэтиламина,
- дозатором для подачи растворителя,
- мешалкой, например, рамной,
- рубашкой для охлаждения реактора проточной водой,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
2
- отводом для полученного раствора комплекса диэтиламина с SO, расположенном в нижней части реактора,
2
- а также устройством для выгрузки растворенного комплекса диэтиламина с SO;
2
2
- реактор для синтеза N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, вход которого соединен с выходом реактора для получения раствора комплекса диэтиламина с SO, через мерник для дозирования комплекса диэтиламина с SO, снабженный:
- мерником для дозирования бензальметиламина,
- мерником для дозирования воды,
- мешалкой, например, пропеллерной,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
- рубашкой для охлаждения реактора проточной водой,
- а также устройством для выгрузки реакционной смеси.
- охлаждаемый реактор интенсивного смешения, вход которого связан с выходом реактора для синтеза N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, оборудованный:
- мешалкой,
- рубашкой для охлаждения реактора проточной водой,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором
- устройством для выгрузки реакционной смеси, например, шнековым;
- подогреваемый реактор интенсивного смешения, вход которого связан с выходом охлаждаемого реактора интенсивного смешения, оборудованный:
- мешалкой,
- отводом для подачи реакционной смеси,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
- устройством для выгрузки целевого продукта, например, шнековым,
- рубашкой для обогрева реактора теплоносителем;
- фасовочное устройство, вход которого связан с выходом подогреваемого реактора интенсивного смешения.
Заявляемая технологическая линия получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида иллюстрируется рисунком 1.
2
2
2
2
Линия содержит реактор 1 для получения раствора комплекса диэтиламина с SO, имеющий цилиндрическую форму с полукруглым дном, в верхней части которого установлены устройство для подачи газообразного SO, (например, барботер) дозатор для подачи диэтиламина (например, насос-дозатор), и дозатор для подачи растворителя (например, насос-дозатор), а в нижней части имеется отвод для полученного раствора комплекса диэтиламина с SO, который соединен с входом реактора 2 для синтеза N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, через мерник 3 для дозирования раствора комплекса диэтиламина с SO. Реактор 2, в котором происходит синтез целевого продукта, имеет цилиндрическую форму с полукруглым дном, в верней его части установлен мерник 4 для дозирования бензальметиламина и мерник 5 для дозирования воды. Выход реактора 2 соединен с входом охлаждаемого реактора 6 интенсивного смешения, выход которого соединен с входом подогреваемого реактора 7 интенсивного смешения с мешалкой, из которого целевой продукт поступает на фасовочное устройство 8.
2
Мерники 3, 4 и 5 снабжены насосами для дозирования раствора комплекса диэтиламина с SO, бензальметиламина и воды соответственно.
Реакторы 1, 2 6 и 7 оборудованы мешалками, измерительными комплексами для контроля температуры и устройствами для выгрузки,
выполнены с рубашками, снабженными входным и выходным патрубками для подачи и отвода:
охлаждающей жидкости для реакторов 1, 2 и 6;
теплоносителя, например, горячей воды для реактора 7.
Все элементы заявляемой технологической линии выполнены из нержавеющей стали.
Технологическая линия получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида работает следующим образом:
2
2
в реактор 1, охлаждаемый проточной водой, загружают с помощью дозаторов необходимое количество диэтиламина и растворителя, перемешивают при помощи мешалки, затем барботером подают газообразный SO, следя за изменением рН реакционной смеси, например, при помощи рН-метра (о прохождении реакции свидетельствует изменение сильнощелочной среды диэтиламна до рН=5,5), контролируя температуру при помощи измерительного комплекса для контроля температуры (температура не должна превышать 40°С). После прохождения реакции через отвод, расположенный в нижней части реактора 1, полученный раствор комплекса диэтиламина с SO устройством для выгрузки подают в мерник 3, откуда его дозируют при помощи дозатора в реактор 2, охлаждаемый при помощи проточной воды, затем через отвод, расположенный в верхней части реактора 2, медленно при постоянном перемешивании мешалкой дозируют бензальметиламин из мерника 4, и воду из мерника 5, следя при помощи измерительного комплекса для контроля температуры, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 45°С. Выдерживают реакционную смесь при постоянном перемешивании и охлаждении в течение 15-120 минут. Затем, при помощи устройства для выгрузки реакционной смеси, реакционную смесь перегружают в реактор 6 интенсивного смешения, охлаждаемый проточной водой, где смесь при постоянном интенсивном перемешивании мешалкой, например, Z-образной, охлаждают до 10-15°С, контролируя
-2
температуру (не выше 45°С) реакционной смеси при помощи измерительного комплекса для контроля температуры, затем при помощи устройства для выгрузки реакционную смесь перекачивают в реактор 7 интенсивного смешения, обогреваемый горячей водой. В нем полученный N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамид выдерживают в течение 3-8 часов (в зависимости от количества использованного растворителя) при температуре 50-60°С и давлении 10 мм рт ст. для сушки от остатков растворителя и воды, после чего целевой продукт поступает на фасовочное устройство 8.
Технический результат также достигается вторым вариантом технологической линии получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, которая содержит:
2
- реактор для получения раствора комплекса диэтиламина с SO, снабженный:
- устройством для подачи газообразного S02, например, барботером,
- дозатором для подачи диэтиламина, например, насосом,
- дозатором для подачи растворителя, например, насосом,
- мешалкой, например, рамной,
- рубашкой для охлаждения реактора проточной водой,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
2
- отводом для полученного раствора комплекса диэтиламина с SO, расположенном в нижней части реактора,
2
- а также устройством для выгрузки растворенного комплекса диэтиламина с SO;
- реактор для синтеза N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, вход которого соединен с выходом реактора для получения раствора комплекса
2
2
диэтиламина с SO, через мерник для дозирования раствора комплекса диэтиламина с SO, снабженный:
- мерником для дозирования бензальметиламина,
- мерником для дозирования воды,
- мешалкой, например, пропеллерной,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
- рубашкой для охлаждения реактора проточной водой,
- а также устройством для выгрузки реакционной смеси.
а охлаждаемый реактор интенсивного смешения, вход которого связан с выходом реактора для синтеза N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, оборудованный:
- мешалкой, например, Z-образной,
- рубашкой для охлаждения реактора проточной водой,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
- устройством для выгрузки реакционной смеси, например, шнековым;
- реактор-перекристаллизатор, вход которого соединен с выходом охлаждаемого реактора интенсивного смешения, оборудованный:
- мешалкой,
- отводом для подачи реакционной смеси,
- дозатором для подачи растворителя, например, насосом,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
- убийством для выгрузки целевого продукта, например, шнековым,
- рубашкой для обогрева реактора теплоносителем;
- устройство для фильтрования, например, вакуумный фильтр, соединенный с приемной емкостью, вход устройства для фильтрования соединен с выходом реактора-перекристаллизатора, а три его выхода с:
- емкостью для отстоя целевого продукта в растворителе, например, баком, вход емкости для отстоя целевого продукта соединен с выходом, а выход - с входом устройства для фильтрования;
- устройством для регенерации растворителя (например, роторно-пленочный испаритель);
- входом подогреваемого реактора интенсивного смешения, оборудованного:
- мешалкой, например, Z-образной,
- отводом для подачи реакционной смеси,
- измерительным комплексом для контроля температуры, например, термопарой с датчиком-индикатором,
- устройством для выгрузки целевого продукта, например, шнековым,
- рубашкой для обогрева реактора теплоносителем, выход которого соединен с:
- фасовочным устройством.
Реактор-перекристалиизатор и система фильтрования, включающая устройство для фильтрования, емкость для отстоя целевого продукта в растворителе и устройство для регенерации растворителя, включены в линию для возможности улучшения чистоты целевого продукта в случае получения продукта, несоответствующего нормам ТУ получения N'-метил-1-фенил-1-N,
N-диэтиламинометансульфонамида, что определяется отбором пробы из охлаждаемого реактора интенсивного смешения.
Второй вариант технологической линии получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида иллюстрируется рисунком 2.
2
2
2
2
Линия содержит реактор 1 для получения раствора комплекса диэтиламина с SO, имеющий цилиндрическую форму с полукруглым дном, в верхней части которого установлены устройство для подачи газообразного SO, (например, барботер) дозатор для подачи диэтиламина (например, насос-дозатор), и дозатор для подачи растворителя (например, насос-дозатор), а в нижней части имеется отвод для полученного раствора комплекса диэтиламина с SO, который соединен с входом реактора 2 для синтеза N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида, через мерник 3 для дозирования раствора комплекса диэтиламина с SO. Реактор 2, в котором происходит синтез целевого продукта, имеет цилиндрическую форму с полукруглым дном, в верней его части установлен мерник 4 для дозирования бензальметиламина и мерник 5 для дозирования воды. Выход реактора 2 соединен с входом охлаждаемого реактора 6 интенсивного смешения, выход которого соединен с входом реактора-перекристаллизатора 9, имеющего цилиндрическую форму с полукруглым дном, в нижней части которого расположен отвод, соединенный с входом устройства 10 для фильтрования, имеющим 3 выхода, один из которых соединен с емкостью 11 для отстоя целевого продукта в растворителе, второй - с входом устройства 12 для регенерации растворителя, а третий -с входом подогреваемого реактора 7 интенсивного смешения с мешалкой, из которого целевой продукт поступает на фасовочное устройство 8.
2
Мерники 3, 4 и 5 снабжены насосами для дозирования раствора комплекса диэтиламина с SO, бензальметиламина и воды соответственно.
Реакторы 1, 2, 6, 7 и 9 оборудованы мешалками, измерительными комплексами для контроля температуры и устройствами для выгрузки,
выполнены с рубашками, снабженными входным и выходным патрубками для подачи и отвода:
охлаждающей жидкости для реакторов 1, 2 и 6;
теплоносителя, например, горячей воды для реактора 7,
теплоносителя, например, нагретого масла для реактора-перекристаллизатора 9.
Все элементы второго варианта заявляемой технологической линии выполнены также из нержавеющей стали.
Технологическая линия получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида (вариант второй) работает следующим образом:
2
2
в реактор 1, охлаждаемый проточной водой, загружают с помощью дозаторов необходимое количество диэтиламина и растворителя, перемешивают при помощи мешалки, затем барботером подают газообразный SO, следя за изменением рН реакционной смеси, например, при помощи рН-метра (о прохождении реакции свидетельствует изменение сильнощелочной среды диэтиламна до рН=5,5), контролируя температуру при помощи измерительного комплекса для контроля температуры (температура не должна превышать 40°С). После прохождения реакции через отвод, расположенный в нижней части реактора 1, полученный раствор комплекса диэтиламина с SO устройством для выгрузки подают в мерник 3, откуда его дозируют при помощи дозатора в реактор 2, охлаждаемый при помощи проточной воды, затем через отвод, расположенный в верхней части реактора 2, медленно при постоянном перемешивании мешалкой дозируют бензальметиламин из мерника 4, и воду из мерника 5, следя при помощи измерительного комплекса для контроля температуры, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 45°С. Выдерживают реакционную смесь при постоянном перемешивании и охлаждении в течение 15-120 минут. Затем, при помощи устройства для выгрузки реакционной смеси, реакционную
-2
смесь перегружают в реактор 6 интенсивного смешения, охлаждаемый проточной водой, где смесь при постоянном интенсивном перемешивании мешалкой, например, Z-образной, охлаждают до 10-15°С, контролируя температуру (не выше 45°С) реакционной смеси при помощи измерительного комплекса для контроля температуры, отбирают пробу и, в случае несоответствия полученного продукта нормам ТУ, при помощи устройства для выгрузки реакционную смесь перекачивают в реактор-перекристаллизатор 9, обогреваемый маслом, в который дозатором подается расчетное количество растворителя. Реакционную смесь нагревают до 70°С и перемешивают в течение 2 часов, затем при помощи устройства для выгрузки подают на устройство 10 для фильтрования. Фильтрат закачивают в емкость 11 для отстоя и отстаивают в течение 12 часов, после чего снова подают на устройство 10 для фильтрования. Осадок с фильтра подается в подогреваемый реактор 7 интенсивного смешения, обогреваемый горячей водой. В нем полученный N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамид выдерживают в течение 3-8 часов (в зависимости от количества использованного растворителя) при температуре 50-60°С и давлении 10 мм рт ст. для сушки от остатков растворителя и воды, после чего целевой продукт поступает на фасовочное устройство 8.
Оба варианта заявляемой линии позволяют производить N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамид в промышленных количествах (до 100 т в месяц) высокой чистоты (99,18-99,78%) на небольших площадях с низкими энергозатратами при низкой себестоимости продукта. Следует также сказать, что процесс получения N'-метил-1-фенил-1-N, N-диэтиламинометансульфонамида с использованием каждого из вариантов заявляемой линии, является безотходным и экологичным. Данное производство имеет аттестацию во Всероссийском государственном центре контроля качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов (ФГУ
ВГНКИ) за номером №1097, зарегистрированном 12 октября 2004 года, действителен до 12 октября 2007 года, удостоверяющее соответствие требованиям, предъявляемым производству ветеринарных препаратов и наличие условий для выпуска.