專利名稱：在基本上絕熱的條件下氰基吡啶類水解的連續(xù)式方式的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及氰基吡啶類水解的連續(xù)式方法，特別是在基本上絕熱的條件下進(jìn)行的方法。水解條件可以控制以產(chǎn)生酰胺、羧酸或它們的混合物作為主產(chǎn)物。
由氰基吡啶類水解形成的幾種產(chǎn)物是商業(yè)上熟知的產(chǎn)物。例如，吡啶取代的酰胺和羧酸是重要的維生素、藥物前體和化學(xué)中間體。在酰胺類中，最著名的例子包括煙酰胺(也稱作尼克酰胺和3-吡啶甲酰胺)，而在羧酸類中，最著名的例子包括煙酸(也稱作尼克酸和3-吡啶羧酸)。煙酰胺和煙酸通常都稱作維生素B3，它們是維生素B復(fù)合體的成員和輔酶Ⅰ及Ⅱ的前體，對(duì)于人類和動(dòng)物的飲食是重要的補(bǔ)充物。在美國，由于維生素B3缺乏而造成的與煙酸缺乏癥有關(guān)的死亡從1929年的7,358人下降到1956年的70人，這主要是由于維生素B3供應(yīng)量的增加。食物中補(bǔ)充維生素B3的動(dòng)物的生長(zhǎng)速度較快，而在反芻動(dòng)物的情形則奶的產(chǎn)量較高。在1985年美國的煙酰胺和煙酸市場(chǎng)估計(jì)為6,700公噸。參見Kirk-Othmer，“化學(xué)工藝大全”(Encyclopedia of ChemicalTechnology)，第三版，24卷59-93頁關(guān)于維生素B3的一般性討論。異煙酸是異煙酰肼(異煙肼)及治療結(jié)核病中使用的有關(guān)藥物的前體，它可以通過4-氰基吡啶水解來制備。
關(guān)于這些化合物的制備方法，氰基吡啶類常常是在從催化數(shù)量到化學(xué)計(jì)量過剩的堿存在下以間歇方式或連續(xù)方式水解。已報(bào)道的方法大部分是間歇法。例如，據(jù)報(bào)道，4-氰基吡啶在，1∶(0.03-0.075)摩爾比的氫氧化鈉存在下于120°-170℃水解得到異煙酰胺。見蘇聯(lián)專利SU 1,553,531(1990)；CA113:78174f(1990)。類似地，據(jù)報(bào)道2-氰基吡啶與氫氧化鈉以1∶(0.03-0.20)的摩爾比在100° -130℃的溫度下反應(yīng)，得到2-吡啶酰胺。見蘇聯(lián)專利SU 1,553,530(1990)；CA113:78173e(1990)。在4-氰基吡啶與氫氧化鈉的摩爾比為1∶(1.5-1.75)和水解溫度為50-80℃的條件下，所報(bào)道的水解產(chǎn)物是異煙酸。見蘇聯(lián)專利SU 1,288,183；CA 106:176187n(1987)。3-氰基吡啶用過量的氨在107°-109℃下水解12小時(shí)會(huì)形成煙酰胺和煙酸的混合物。見美國化學(xué)會(huì)志(J.Am.Chem.Soc.)65,2256-2257(1943)。在另一種變型里，3-氰基吡啶用聚合堿Dowex 1×4(氫氧化物形式)水解生成煙酰胺。見荷蘭專利申請(qǐng)7706612-A；CA 90:186814e。美國專利4,314,064敘述了3-氰基吡啶的連續(xù)水解，每100摩爾的氰基吡啶用0.3至3.0摩爾堿金屬氫氧化物，壓力為3-20巴，同時(shí)加熱或冷卻以保持指定的溫度。類似地，已報(bào)道3-氰基吡啶與氨水按1∶0.5的摩爾比以連續(xù)方式在200°-260℃下反應(yīng)，接觸時(shí)間40-50分鐘，生成煙酰胺。見“蘇聯(lián)應(yīng)用化學(xué)雜志”(Journal of Applied Chemistry of USSR)(英文翻譯版45:2716-2718,1972)。
作為氰基吡啶類在堿存在下水解的替代方法，研究了細(xì)菌和酶促水解法。轉(zhuǎn)讓給Sumitomo化學(xué)公司的美國專利5,395,758敘述了利用土壤桿菌屬細(xì)菌的培養(yǎng)肉湯將2-、3-和4-氰基吡啶轉(zhuǎn)化成其相應(yīng)的酰胺。轉(zhuǎn)讓給Nitto化學(xué)工業(yè)公司的日本專利9300770000敘述了利用棒狀桿菌屬和諾卡菌屬細(xì)菌的作用使芳香腈類(包括3-和4-氰基吡啶)水解，以高選擇性得到相應(yīng)的芳香酰胺。
由于這一背景，現(xiàn)在仍然缺少和需要一種既能提高生產(chǎn)率而又具有高產(chǎn)率和產(chǎn)物選擇性的氰基吡啶類水解的連續(xù)方法。另外，這種連續(xù)方法應(yīng)能使用容易得到的起始物在需要最低限度管理的簡(jiǎn)單設(shè)備中操作。本發(fā)明滿足了這些要求。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)氰基吡啶類可以在堿存在和基本上絕熱的條件下進(jìn)行連續(xù)水解以發(fā)生激烈的反應(yīng)，這令人驚奇地導(dǎo)致高產(chǎn)率和選擇性前提下的生產(chǎn)率的提高。本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案提供了氰基吡啶(例如2-、3-或4-氰基吡啶)水解的連續(xù)方法，該方法是將兩種或多種原料物流混合形成含氰吡啶、水和堿(例如氨、堿金屬氫氧化物或堿金屬碳酸鹽)的反應(yīng)混合物并使該反應(yīng)混合物在基本上絕熱的條件下反應(yīng)。本發(fā)明的方法可以在各式各樣的連續(xù)系統(tǒng)中進(jìn)行，包括簡(jiǎn)單的流動(dòng)管，除起始溫度外不需要控制溫度，并且可以在不到一分鐘之內(nèi)基本完成。對(duì)于指定的氰基吡啶，除了所用的堿和堿與氰基吡啶的比例之外，所要求的起始溫度隨氰基吡啶的水解活性和其濃度而變。堿與氰基吡啶之比還影響主產(chǎn)物究竟是酰胺還是羧酸。2-氰基吡啶、3-氰基吡啶和4-氰基吡啶的優(yōu)選的水解反應(yīng)可以控制，以令人驚奇的高生產(chǎn)率、出乎意料的選擇性和令人驚奇的短反應(yīng)時(shí)間，生成吡啶酰胺、吡啶申酸、煙酰胺、煙酸、異煙酰胺或異煙酸。
本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方案提供了一種方法，該方法的步驟包括使含有氰基吡啶的第一物流與含有水和堿的第二物流混合，兩物流中至少有一個(gè)被加熱到約20°-約300℃，使混合后的物流通過反應(yīng)區(qū)，在基本上絕熱的條件下進(jìn)行水解。第一物流可以只含熔體形式的氰基吡啶，或者可以另外含水和/或另一種無干擾的溶劑。雖然幾種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)包括級(jí)聯(lián)反應(yīng)器、環(huán)流式反應(yīng)器或流動(dòng)管反應(yīng)器均可提供合適的反應(yīng)區(qū)，但流動(dòng)管反應(yīng)器是優(yōu)選的反應(yīng)器。優(yōu)選的水解反應(yīng)包括3-氰基吡啶用堿金屬氫氧化物(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)水解，以高的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率生成煙酰胺或煙酸，同時(shí)雜質(zhì)極少。

發(fā)明內(nèi)容
為便于了解本發(fā)明的原理，現(xiàn)在參考某些實(shí)施方案，并使用特定的用語來描述這些實(shí)施方案。然而應(yīng)當(dāng)了解，這并非是想對(duì)本發(fā)明范圍施加限制，正如與本發(fā)明有關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所作的一樣，各種變動(dòng)、進(jìn)一步的修改和本文所述的發(fā)明原理的各種應(yīng)用均在考慮之中。
如上所述，本發(fā)明提供了在基本上絕熱的條件和堿存在下氰基吡啶連續(xù)水解的獨(dú)特方法，該方法令人驚奇地導(dǎo)致了在高產(chǎn)率和選擇性的前提下的生產(chǎn)率的提高。在這方面，術(shù)語“基本上絕熱的條件”意味著包括這樣的條件，其中在反應(yīng)期間內(nèi)水解產(chǎn)生的基本上全部熱量都保留在反應(yīng)混合物之內(nèi)。即，在反應(yīng)期間基本上無需對(duì)反應(yīng)區(qū)內(nèi)的混合反應(yīng)物進(jìn)行冷卻。因此，水解反應(yīng)中熱的產(chǎn)生經(jīng)?？煊谒蛑車鷧^(qū)域的消散，反應(yīng)區(qū)內(nèi)反應(yīng)混合物的溫度基本上達(dá)到由未受控制的水解反應(yīng)放熱造成的溫度。一般來說，反應(yīng)混合物的溫度增高至少約20℃?！胺磻?yīng)區(qū)”是指連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)與堿混合的氰基吡啶進(jìn)行快速的放熱反應(yīng)，生成水解產(chǎn)物。申請(qǐng)人的優(yōu)選方法可以在各式各樣的連續(xù)系統(tǒng)中進(jìn)行，只需要控制流速和起始溫度，反應(yīng)在起始后不到約30秒內(nèi)完成。
根據(jù)優(yōu)選方法的實(shí)施方案，氰基吡啶類的連續(xù)水解主要生成酰胺、羧酸或其混合物。2-、3-和4-氰基吡啶用申請(qǐng)人的優(yōu)選方法水解，生成吡啶酰胺、吡啶甲酸、煙酰胺、煙酸、異煙酰胺和異煙酸。此外，各式各樣的取代和未取代的氰基吡啶也適合用于本發(fā)明。典型的取代基包括例如有最多約9個(gè)碳原子的烷基、芳基、氰基、氨基、烷氨基、羥基和鹵素(如-Cl和-Br)等。合適的取代基可以在水解反應(yīng)中保持不變，也可以在水解中轉(zhuǎn)變成新的取代基。優(yōu)選用于此水解方法中的氰基吡啶類包括未取代的氰基吡啶類(2-氰基吡啶、3-氰基吡啶和4-氰基吡啶)和帶有最多達(dá)4個(gè)對(duì)水解反應(yīng)無不利影響的其它取代基的取代的氰基吡啶類，它們或是有市售商品，或是可以用本領(lǐng)域和文獻(xiàn)上已知的方法制備。更優(yōu)選的氰基吡啶類是未取代的2-氰基吡啶、3-氰基吡啶和4-氰基吡啶，例如可以從Reilly Industries,Inc.(lndianapolis,Indiana)和Cambrex Corporation(East Rutherford,New Jersey)得到的那些。對(duì)于本發(fā)明雖然并非必需，但是最好是使用高純度的氰基吡啶類，例如約95-約99.9％或更純。
已知有許多種堿能促進(jìn)水解反應(yīng)，使用特定的堿就本發(fā)明的主要方面而言并非關(guān)鍵。適合用于本發(fā)明中的堿包括與加速氰基吡啶類水解的含水水解體系相容的那些堿。優(yōu)選用于本發(fā)明的堿是氨，堿金屬氫氧化物(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)，以及堿金屬碳酸鹽(如碳酸鈉或碳酸鉀)。雖然并非必要，但是堿常以溶液形式使用，更優(yōu)選在水中使用。優(yōu)選的堿水溶液含有約5-約50％重量的堿。
本發(fā)明方法可以用相對(duì)于氰基吡啶的不同水量進(jìn)行，以便控制反應(yīng)產(chǎn)物、改進(jìn)產(chǎn)物經(jīng)過反應(yīng)器的流動(dòng)和影響由未控制的放熱水解反應(yīng)造成的溫度增高的大小。用于控制反應(yīng)產(chǎn)物的優(yōu)選水量取決于進(jìn)行水解的氰基吡啶上的氰基數(shù)目且無論要得到的是酰胺基還是羧酸基。為進(jìn)行水解，每個(gè)氰基與一個(gè)水分子反應(yīng)生成一個(gè)酰胺基，或與兩個(gè)水分子反應(yīng)生成一個(gè)羧酸基。因此，為控制產(chǎn)物，對(duì)于各氰基吡啶可以這樣確定每摩爾氰基吡啶使用的水的優(yōu)選摩爾數(shù)將(a)要水解成酰胺基的氰基數(shù)乘以1，加上(b)要水解成羧酸基的氰基數(shù)乘以2。對(duì)于優(yōu)選的方法，通常使用至少略微過量的水。水可以分別加入，或者與氰基吡啶、與堿、或與它們的某種混合物一起加入。通常，水與氰基吡啶和堿一起加入作為本發(fā)明方法的進(jìn)料。對(duì)于形成酰胺和羧酸，優(yōu)選的氰基吡啶溶液是約20-約85％重量的氰基吡啶水溶液，更優(yōu)選的氰基吡啶溶液含約35-約70％重量的氰基吡啶。
在優(yōu)選的方法中，氰基吡啶、至少一種堿和足量的水以連續(xù)的方式混合，形成反應(yīng)混合物，其初始溫度足以在不另外加熱的情況下引發(fā)和維持水解，并足以造成氰基吡啶快速水解。這一初始的溫度在本文中稱作起始溫度。在必須加熱引發(fā)水解時(shí)，可以將至少一種反應(yīng)物流預(yù)熱至足以使反應(yīng)混合物達(dá)到起始溫度某一溫度并在反應(yīng)物物流混合后立即開始水解。必須施加的熱量隨要混合的各物流的量和熱容以及反應(yīng)物的濃度而變。對(duì)于濃度為約20-約85％重量的氰基吡啶水溶液，約20°-約300℃的起始溫度已被證實(shí)是足夠的。對(duì)于酰胺形成，約60°-約140℃的起始溫度最佳。而對(duì)于羧酸形成，約60°-約200℃的起始溫度最佳。在優(yōu)選的方法中，水解反應(yīng)快速且放熱，造成反應(yīng)區(qū)內(nèi)混合的反應(yīng)物流的溫度迅速升高。例如，在更為優(yōu)選的方法中，水解反應(yīng)使反應(yīng)混合物的溫度升高至少約20℃，且反應(yīng)在不到約30秒內(nèi)完成，通常在不到約5秒內(nèi)完成。
可以控制堿的選擇及其相對(duì)于氰基吡啶的數(shù)量，以便使產(chǎn)物主要含優(yōu)選的酰胺或優(yōu)選的羧酸。用較強(qiáng)的堿(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)，少量的堿就足夠了，而用較弱的堿(如氨)，則需要較大量的堿?？刂七@些參量以得到所要的產(chǎn)物或產(chǎn)物混合物完全在本領(lǐng)域技術(shù)人員的權(quán)限之內(nèi)。因?yàn)閴A可以是一元堿或二元堿，而氰基吡啶可以有一個(gè)以上的氰基，所以這些反應(yīng)物的相對(duì)數(shù)量可以有效地根據(jù)當(dāng)量來推斷。堿的當(dāng)量數(shù)可以用堿的摩爾數(shù)(按常用方式確定)乘以一摩爾堿與之反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)來確定。氰基吡啶的當(dāng)量數(shù)可以用氰基吡啶的摩爾數(shù)(按常用方式確定)乘以存在的氰基的數(shù)目來確定。堿與氰基吡啶之比是每當(dāng)量氰基吡啶的堿當(dāng)量數(shù)比值。在優(yōu)選的方法中，堿與氰基吡啶之比可以隨所要的水解產(chǎn)物、所用的堿的強(qiáng)度和存在的水量而變。一般來說，當(dāng)堿當(dāng)量數(shù)與氰基吡啶當(dāng)量之比是約(0.01-50)∶100時(shí)，有利于酰胺形成；而當(dāng)堿當(dāng)量與氰基吡啶當(dāng)量之比為約(50-200)∶100時(shí)，有利于酸形成。
雖然本發(fā)明的連續(xù)水解可以在各式各樣常用的連續(xù)法裝置(如級(jí)聯(lián)式反應(yīng)器、環(huán)流式反應(yīng)器或流動(dòng)管)中進(jìn)行，但優(yōu)選流動(dòng)管反應(yīng)器。對(duì)于優(yōu)選的方法，將至少兩個(gè)含有氰基吡啶、水和堿的反應(yīng)物物流一起送入反應(yīng)器中，向至少一個(gè)反應(yīng)物流施加足夠的熱量以使混合后的物流達(dá)到起始溫度。雖然并非必要，但反應(yīng)物流可以先流過一個(gè)緊接在反應(yīng)器之前或作為反應(yīng)器初始段的混合區(qū)。該混合區(qū)可以包括一個(gè)靜態(tài)混合器，一個(gè)含有填充材料的區(qū)域或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器還可以裝備成在環(huán)境壓力下或在高于大氣壓的預(yù)定壓力下操作。由于水解反應(yīng)不受控制的放熱，設(shè)計(jì)成在大氣壓之上操作的反應(yīng)器一般裝有向捕集罐放氣卸壓閥，并設(shè)定在反應(yīng)器的壓力極限之下。水解后，反應(yīng)產(chǎn)物流出反應(yīng)器，可以流入一個(gè)容器用于進(jìn)一步加工，也可以直接流入回收系統(tǒng)。
對(duì)于優(yōu)選的連續(xù)方法，通?？傻玫礁叩纳a(chǎn)率、選擇性和產(chǎn)率。例如，對(duì)于由3-氰基吡啶水解生成煙酰胺，生產(chǎn)率可達(dá)到每升反應(yīng)器體積每小時(shí)約200至幾千kg，利用申請(qǐng)人目前的工作系統(tǒng)，容易達(dá)到每升每小時(shí)約200-約1000kg，更常見的是每升每小時(shí)約400-約900kg。對(duì)于3-氰基吡啶水解或煙酸，可以而且已經(jīng)達(dá)到了類似的生產(chǎn)率。利用優(yōu)選的連續(xù)方法，酰胺和羧酸的產(chǎn)率一般為約95-約99.5％，剩余的未反應(yīng)的腈通常為約0-約0.2％。副產(chǎn)物，無論是酰胺或羧酸，一般為約1-約5％。
連續(xù)水解的產(chǎn)物可以用常規(guī)方法分離。這些方法包括已知的間歇或連續(xù)結(jié)晶法，間歇或連續(xù)蒸發(fā)法，或是上述方法的組合。適合作為原料級(jí)應(yīng)用的煙酰胺可以通過將水解混合物用例如美國專利4,314,064中敘述的降膜蒸發(fā)器和冷卻帶技術(shù)連續(xù)脫水或干燥來得到。羧酸產(chǎn)物的回收可以是先使堿式鹽與酸反應(yīng)，再用例如結(jié)晶法等常規(guī)方法分離游離的羧酸。用本發(fā)明方法得到的水解產(chǎn)物可以用來作為維生素(即，煙酰胺和煙酸)及在生產(chǎn)中作為化學(xué)中間體，例如用于農(nóng)業(yè)和制藥工業(yè)的產(chǎn)物的生產(chǎn)。
為了便于進(jìn)一步了解本發(fā)明及其優(yōu)選特點(diǎn)和實(shí)施方案，提供了以下實(shí)施例。但是應(yīng)該清楚，這些實(shí)施例實(shí)質(zhì)上是示例說明而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1-10在一只1升的高壓釜中進(jìn)行，以模擬級(jí)聯(lián)反應(yīng)器的第一級(jí)。實(shí)施例11-14在流動(dòng)管式反應(yīng)器中進(jìn)行。生成吡啶取代的羧酸的水解反應(yīng)在兩種反應(yīng)器中得到相似的結(jié)果。但是，在流動(dòng)管反應(yīng)器中酰胺形成的選擇性較好。所有實(shí)施例中溶液的成分均以重量百分?jǐn)?shù)列出。
實(shí)施例1-10列在表1中的實(shí)施例1-10用以下步驟進(jìn)行。將所指出的氰基吡啶(縮寫為“CN”)的水溶液在裝有加熱套的不銹鋼高壓釜內(nèi)攪拌加熱至起始溫度，停止加熱，迅速注入(通常在不到5秒的時(shí)間內(nèi))所示的堿水溶液。當(dāng)反應(yīng)混合物的溫度開始下降時(shí)，記下最高溫度，撤下加熱套并使高壓釜在冷水中快速冷卻。反應(yīng)混合物用HPLC分析以確定相應(yīng)的酰胺、羧酸和氰基吡啶的數(shù)量。正如實(shí)施例1-10中所顯示的，可以控制在基本上絕熱條件下的氰基吡啶水解反應(yīng)中的氰基吡啶濃度、堿的選擇、堿的數(shù)量和起始溫度，以生成吡啶取代的酰胺和羧酸。條件的選擇造成了吡啶取代的酰胺或羧酸的高產(chǎn)率。
實(shí)施例11-143-氰基吡啶的連續(xù)水解在長(zhǎng)5.5英尺、內(nèi)徑1.049英寸的無冷卻裝置的保溫流動(dòng)管反應(yīng)器中進(jìn)行。反應(yīng)器的一端依次連接著靜態(tài)混合器、加熱器和用來加入3-氰基吡啶溶液的泵。在靜態(tài)混合器和泵之間有一個(gè)用來加入氫氧化鈉水溶液的入口管。熱電偶是放在(a)加熱器與混合器之間，(b)反應(yīng)器入口處，和(c)靠近反應(yīng)器出口處。反應(yīng)器的出口與一個(gè)裝有水冷凝器的接收器相連。在反應(yīng)器與該接收器之間放置(a)靠近反應(yīng)器的一只卸壓閥，和(b)靠近接收器的一個(gè)設(shè)定在約200psi的回壓調(diào)節(jié)閥，或者只限于產(chǎn)生所要壓力的球閥。
對(duì)于實(shí)施例11，將含60％重量3-氰基吡啶的水溶液以142加侖/小時(shí)的均勻速度經(jīng)由加熱器送入，其溫度升至115℃。以5加侖/小時(shí)的均勻速度將7％氫氧化鈉水溶液計(jì)量加入到3-氰基吡啶液流中，合并的物流經(jīng)過靜態(tài)混合器進(jìn)入反應(yīng)器。合并的反應(yīng)物以116℃的溫度進(jìn)入流動(dòng)管式反應(yīng)器，在約4秒內(nèi)達(dá)到156.9℃，并立即流出反應(yīng)器，進(jìn)入收集器。氫氧化鈉與氰基吡啶之比為1.1∶100。分析了一個(gè)水解產(chǎn)物樣品，發(fā)現(xiàn)在無水的基礎(chǔ)上含有a)96.04％的煙酰胺；b)0.23％的3-氰基吡啶；和c)3.73％的煙酸鈉。表2總結(jié)了應(yīng)用上述方法在流動(dòng)管反應(yīng)器中進(jìn)行的實(shí)施例11-14的結(jié)果。其它的取代的氰基吡啶類，包括2-氰基吡啶和4-氰基吡啶，也可以在流動(dòng)管反應(yīng)器中水解生成酰胺、羧酸或其混合物。對(duì)于2-氰基吡啶或其衍生物水解生成羧酸的反應(yīng)，應(yīng)避免最高溫度高于約135℃以防止最初形成的羧酸脫羧基化。
表2

雖然在上面的描敘中對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的說明和敘述，但這應(yīng)認(rèn)為是示例說明而不是限制，應(yīng)該了解，列出和敘述的只是優(yōu)選的實(shí)施方案，屬于本發(fā)明精神范圍內(nèi)的所有變化和改動(dòng)都要求得到保護(hù)。
本文引用的所有出版物均代表了本領(lǐng)域的技術(shù)水平并被并入作為參考，就象各文獻(xiàn)已被個(gè)別引用作為參考并充分陳述一樣。
權(quán)利要求
1．一種氰基吡啶水解的連續(xù)式方法，其中包括將兩種或多種進(jìn)料物流連續(xù)混合以形成含有氰基吡啶、水和堿的反應(yīng)混合物，和使該反應(yīng)混合物在基本上絕熱的條件下反應(yīng)。
2．權(quán)利要求1的方法，其中的氰基吡啶選自2-氰基吡啶、3-氰基吡啶和4-氰基吡啶。
3．權(quán)利要求2的方法，其中的反應(yīng)在至少約20℃下開始，所述堿的用量少于每100當(dāng)量氰基吡啶用50當(dāng)量堿。
4．權(quán)利要求3的方法，其中包括每100當(dāng)量氰基吡啶與約0.01-約10當(dāng)量堿反應(yīng)，該反應(yīng)在約60°-約140℃的溫度下開始，形成含吡啶取代的酰胺產(chǎn)物。
5．權(quán)利要求4的方法，其中的堿是氨。
6．權(quán)利要求5的方法，其中的氰基吡啶是3-氰基吡啶，吡啶取代的酰胺是煙酰胺。
7．權(quán)利要求4的方法，其中的堿是堿金屬氫氧化物。
8．權(quán)利要求7的方法，其中氰基吡啶是3-氰基吡啶，堿金屬氫氧化物是氫氧化鈉或氫氧化鉀，產(chǎn)物中含煙酰胺。
9．權(quán)利要求4的方法，其中的堿是堿金屬碳酸鹽。
10．權(quán)利要求9的方法，其中的氰基吡啶是3-氰基吡啶，堿金屬碳酸鹽是碳酸鈉或碳酸鉀，產(chǎn)物中含煙酰胺。
11．權(quán)利要求10的方法，其中該方法包括回收煙酰胺。
12．權(quán)利要求1的方法，其中氰基吡啶選自2-氰基吡啶、3-氰基吡啶和4-氰基吡啶。
13．權(quán)利要求12的方法，其中反應(yīng)在至少約20℃下開始，堿的用量為每100當(dāng)量氰基吡啶至少50當(dāng)量堿。
14．權(quán)利要求13的方法，其中包括使每100當(dāng)量氰基吡啶與約50-約200當(dāng)量堿反應(yīng)，該反應(yīng)在約60-約200℃下開始，形成含吡啶取代的羧酸的產(chǎn)物。
15．權(quán)利要求14的方法，其中堿是氨。
16．權(quán)利要求15的方法，其中氰基吡啶是3-氰基吡啶，產(chǎn)物中含煙酸。
17．權(quán)利要求14的方法，其中堿是堿金屬氫氧化物。
18．權(quán)利要求17的方法，其中的氰基吡啶是3-氰基吡啶，堿金屬氫氧化物是氫氧化鈉或氫氧化鉀，產(chǎn)物中含煙酸。
19．權(quán)利要求14的方法，其中堿是堿金屬碳酸鹽。
20．權(quán)利要求19的方法，其中氰基吡啶是3-氰基吡啶，堿金屬碳酸鹽是碳酸鈉或碳酸鉀，產(chǎn)物中含煙酸。
21．一種氰基吡啶水解的連續(xù)式方法，其步驟包括將含氰基吡啶的第一物流與含水和堿的第二物流混合，其中至少一個(gè)物流被加熱至約20°-約300℃；和使混合后的物流通過反應(yīng)區(qū)并在基本上絕熱的條件下進(jìn)行水解反應(yīng)。
22．權(quán)利要求21的方法，其中第一物流中含約20-約85％重量的氰基吡啶，第二物流中含約5-約50％重量的堿
23．權(quán)利要求22的方法，其中包括使每100當(dāng)量的氰基吡啶與約0.01-約10當(dāng)量的堿反應(yīng)，該反應(yīng)在約60°-約140℃下開始，形成含取代的酰胺的產(chǎn)物。
24．權(quán)利要求23的方法，其中氰基吡啶是3-氰基吡啶，堿是氫氧化鈉或氫氧化鉀，產(chǎn)物中含煙酰胺。
25．權(quán)利要求22的方法，其中包括使每100當(dāng)量氰基吡啶與至少50當(dāng)量堿反應(yīng)，該反應(yīng)在約60°-約200℃下開始，形成含取代的羧酸的產(chǎn)物。
26．權(quán)利要求25的方法，其中的氰基吡啶是3-氰基吡啶，堿是氫氧化鈉或氫氧化鉀，產(chǎn)物中含煙酸。
27．權(quán)利要求21的方法，其中第一物流含3-氰基吡啶，水解反應(yīng)在流動(dòng)管反應(yīng)器中進(jìn)行。
28．權(quán)利要求27的方法，其中第一物流含約20-約85％重量的3-氰基吡啶。
29．權(quán)利要求28的方法，其中堿是選自氨、氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀和碳酸鉀。
30．權(quán)利要求29的方法，其中水解反應(yīng)在約20°-約300℃下開始，堿是氫氧化鈉或氫氧化鉀。
31．權(quán)利要求30的方法，其中堿的用量少于每100當(dāng)量3-氰基吡啶用約50當(dāng)量堿，水解反應(yīng)在約60°-約140℃下開始，形成含煙酰胺的產(chǎn)物。
32．權(quán)利要求30的方法，其中堿的用量為每100當(dāng)量3-氰基吡啶至少50當(dāng)量堿，水解反應(yīng)在約60-約200℃下開始，形成含煙酸的產(chǎn)物。
33．一種氰基吡啶水解的連續(xù)方法，其中包括使含氰基吡啶、水和堿的反應(yīng)混合物連續(xù)反應(yīng)，該反應(yīng)在至少20℃的溫度下開始，并使反應(yīng)混合物的溫度上升至少20℃。
34．權(quán)利要求33的方法，其中氰基吡啶是3-氰基吡啶，該方法包括使每100當(dāng)量3-氰基吡啶與約0.01-約10當(dāng)量堿反應(yīng)，形成含煙酰胺的產(chǎn)物。
35．權(quán)利要求34的方法，其中的堿選自氨、氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀和碳酸鉀。
36．權(quán)利要求35的方法，其中氰基吡啶是3-氰基吡啶，該方法包括使每100當(dāng)量3-氰基吡啶與至少50當(dāng)量堿反應(yīng)，產(chǎn)物中含煙酸。
37．權(quán)利要求36的方法，其中的堿選自氨、氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀和碳酸鉀。
38．權(quán)利要求33的方法，其中反應(yīng)在不到約30秒內(nèi)基本完成，且在此30秒內(nèi)反應(yīng)混合物的溫度升高至少約20℃。
39．權(quán)利要求33的方法，其中反應(yīng)期間反應(yīng)產(chǎn)生的基本上全部的熱量都保留在反應(yīng)混合物中。
40．一種氰基吡啶水解的連續(xù)方法，其步驟包括；使含氰基吡啶、水和堿的反應(yīng)混合物連續(xù)形成和流過反應(yīng)區(qū)；反應(yīng)混合物在反應(yīng)區(qū)內(nèi)開始放熱的水解反應(yīng)；和在水解反應(yīng)期間，將水解反應(yīng)產(chǎn)生的基本上所有熱量都保留在反應(yīng)混合物中。
全文摘要
敘述了在基本上絕熱和堿存在的條件下使取代和未取代的氰基吡啶水解生成吡啶取代的酰胺和/或吡啶取代的羧酸的優(yōu)選方法。優(yōu)選方法可以用各種連續(xù)反應(yīng)器進(jìn)行,包括級(jí)聯(lián)反應(yīng)器,環(huán)流式反應(yīng)器或流動(dòng)管反應(yīng)器。更可取的是煙酰胺和煙酸的有效且方便的制備,它們可作為維生素B復(fù)合體的重要成員使用。
文檔編號(hào)C07D213/79GK1214679SQ97193436
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月9日
發(fā)明者曹蔚, R·A·卡濤, G·克雷利斯 申請(qǐng)人:萊利工業(yè)公司