CZ2003209A3

CZ2003209A3 - Kontinuální způsob výroby opticky čistého (S)-beta-hydroxy-gama-butyrolaktonu

Info

Publication number: CZ2003209A3
Application number: CZ2003209A
Authority: CZ
Inventors: Byong-Sung Kwak; Ki-Nam Chung; Tae-Yun Kim; Ki-Ho Koh; Choon-Gil Kim; Jin-Woong Kim
Original assignee: Sk Corporation
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2003-05-14
Also published as: HUP0301635A3; PL364105A1; ES2248403T3; HUP0301635A2; US20020035275A1; EP1309580B1; EP1309580A4; KR100645665B1; KR20020010190A; JP2004505071A; EP1309580A1; US6429319B1; DE60113126T2; WO2002010147A1; DE60113126D1; ATE303372T1; CA2416707A1

Description

Kontinuální způsob výroby opticky čistého (S) -p-hydroxy-y-butyrolaktonu

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká výroby opticky čistého (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu kontinuálním způsobem. Přesněji řečeno se předkládaný vynález týká kontinuálního způsobu výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátů substituované karboxylové kyseliny ve fixed bed reaktoru, který je naplněn katalyzátorem, který obsahuje platinový kov a nosič.

Dosavadní stav techniky

Opticky čistý, substituovaný γ-butyrolakton se používá jako meziprodukt pro syntézu mnoha sloučenin, včetně léčiv, jako je L-kamitin a ECHB ((S)-ethyl-4-kyano-3-hydroxybutyrát), agrochemikálie, chemické ochucovací a vonné látky (US patent č. 5 473 104).

Způsoby syntézy (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu lze nalézt v mnoha patentech. Například, US patenty č. 5 292 939, 5 319 110 a 5 374 773 popisují způsob přípravy substituovaného γ-butyrolaktonu oxidací ve vodě rozpustných uhlovodíků. Tento způsob je však, bohužel, nevýhodný v tom, že reakční teplo je příliš vysoké, aby bylo možno provádět tuto oxidaci při vysoké koncentraci v reaktoru. V těchto patentech nejsou, s výjimkou chromatografie, popsány žádné separační postupy. Rovněž tak nejsou nikde uvedeny výtěžky. Způsoby popsané v uveřejněných patentech tedy nejsou vhodné pro použití v průmyslové výrobě.

Zde jsou popsány vícestupňové způsoby přípravy γ-butyrolaktonu použitím kyseliny L-jablečné nebo kyseliny L-asparagové jako výchozího materiálu (J. Org. Chem. 1981, 46. 319; Synth. Commun. 1986, 16, 183). Mají však nevýhodu v tom, že optická aktivita meziproduktů není zachovávána v průběhu reakce, kromě toho, že nejsou vhodné pro výrobu ve velkém měřítku.

Při esterových derivátech kyseliny (S)-jablečné, jako výchozím materiálu, byl popsán způsob redukce pro přípravu γ-butyrolaktonu, který používá dimethylsulfidboran a hydridoboritanem sodným (Chem. Let. 1984, 1389). Tento způsob je však vsádkového typu s vysokými výrobními náklady a je obtížné jej aplikovat na průmyslovou výrobu.

Způsob popsaný v US patentu č. 5 808 107 připravuje opticky aktivní (S)-P-hydroxy-y-butyrolakton redukcí dimethylesteru kyseliny L-jablečné chloridem lithným a • · · · · · · · · ······ ·· ···· · · ·· hydridoboritanem sodným za vzniku kyseliny (S)-3,4-dihydroxymáselné a působením HCI na tento meziprodukt v roztoku methanolu. Tento způsob má však nevýhodu v tom, že se provádí složitým způsobem vsádkového typu a nese sebou znečištění životního prostředí. Kromě toho, použití hydridoboritanu sodného, drahého a explozivního redukčního činidla, zvyšuje výrobní náklady a není tudíž vhodné pro velkovýrobu. Ether, zahrnutý v reakční směsi, je-li používán ve velkých množstvích, může působit škodlivě na lidský organismus v důsledku jeho narkotických vlastností a nebezpečí výbuchu.

V US patentu č. 5 998 633 je popsán způsob přípravy substituovaného γ-butyrolaktonu, ve kterém je uhlovodík oxidován na acetonid, na který je působeno anorganickou kyselinou (vodným roztokem HCI). Tento způsob je pro průmyslovou výrobu rovněž nevhodným protože je komplikovaný a produkuje velká množství odpadu.

Jak je popsáno shora, konvenční způsoby jsou vsádkového typu, využívající kapalná nebo pevná oxidační nebo redukční činidla a tudíž jsou nevýhodné v důsledku malé produktivity a produkce velkého množství odpadu. Konvenční způsoby jsou kromě toho v jejich průmyslové využitelnosti omezeny malými výtěžky v důsledku jejich složitosti.

Podstata vynálezu

Rozsáhlý a důkladný výzkum výroby opticky aktivního (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu, prováděný předkladateli tohoto vynálezu, vedl k objevu, že katalyzátor pro hydrogenací opticky aktivních derivátů substituovaných karboxylových kyselin, který má jako katalytickou složku anorganický oxid, nasycený platinovým kovem, je velmi vhodný pro syntézu opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu, a že fixed bed katalyzátor umožňuje vyrábět požadovanou sloučeninu kontinuálním způsobem.

Předmětem předkládaného vynálezu je tedy poskytnutí způsobu výroby opticky čistého (Sj-β-hydroxy-y-butyrolaktonu z derivátů substituovaných karboxylových kyselin, který má zlepšený výtěžek, neškodí životnímu prostředí a je jednoduchý.

Na základě předkládaného vynálezu lze shora uvedeného cíle dosáhnout použitím způsobu výroby opticky čistého (S)-(3-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, při které je roztok obsahující 1 až 50 % hmotn. derivátu substituované karboxylové kyseliny přiváděn při objemovém koeficientu přestupu látek (OKPL) 0,1 až 10 h'¹do fixed bed reaktoru, který je naplněn katalyzátorem a udržován při reakční teplotě od 50 do 550 °C při parciálním přetlaku vodíku od 103 do 3792 kPa (od 15 do 5500 psig), když • · · · ·· · · · · · · • · · · · · · ··· ···· · • · · · · · · • ·· · · · * · · ·· katalyticky účinnou složkou uvedeného katalyzátoru je platinový kov a nosičem je anorganický oxid a obsah vodíku vzhledem k derivátu substituované karboxylové kyseliny je udržován v molámím poměru od 1:1 do 10:1.

Předkládaný vynález se týká kontinuální hydrogenace esterů substituovaných karboxylových kyselin na opticky čistý (S)-P-hydroxy-y-butyrolakton v přítomnosti katalyzátoru ve fixed bed reaktoru. Vzhledem k jeho lepším výrobním výtěžkům a produktivitě je tento kontinuální způsob mnohem ekonomičtější než konvenční způsoby. Způsob podle předkládaného vynálezu je také ekonomicky výhodnější v tom, že katalyzátor může být zpětně získán a znovu vrácen do procesu.

Katalyzátor vhodný pro použití při hydrogenací podle překládaného vynálezu obsahuje jako vlastní katalyticky účinnou složku platinový kov. Použitelný platinový kov je vybrán ze skupiny, skládající se z niklu (Ni), palladia (Pd), platiny (Pt), rhodia (Rh), iridia (Ir), ruthenia (Ru), osmia (Os) a jejich směsí. Touto katalyticky účinnou látkou je nasycen nosič, který je výhodně vybrán ze skupiny, skládající se z oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, oxidu křemičito hlinitého, oxidu zirkoničitého, oxidu titaničitého, zeolitu a molekulárního síta.

Hydrogenace podle předkládaného vynálezu může být znázorněna následující obecnou reakcí 1

Kde R je lineární alkyl, obsahující 1 až 10 atomů uhlíku, cykloalkyl nebo aryl a R' je atom vodíku nebo methyl.

V souhlasu s předkládaným vynálezem je pro syntézu esterové sloučeniny substituované karboxylové kyseliny, z níž je vyroben opticky čistý (S)-p-hydroxy-y-butyrolakton, použit alkohol, vybraný ze skupiny lineárních alkoholů, obsahujících 1 až 10 atomů uhlíku, jako jsou methanol, ethanol a n-propanol, cykloalkohol nebo aromatický alkohol. Množství použitého alkoholu představuje 2 až 40 ekvivalentů použité karboxylové kyseliny. Příkladem karboxylové kyseliny může být, například, opticky čistá kyselina jablečná nebo kyselina 2-methyljablečná. Esterifikační reakce je provedena při 50 až 150 °C za přetlaku 6,9 až 2068 kPa (1 až 300 psig) s objemovým koeficientem přestupu látek v rozmezí 0,1 až 10 h¹ v nepřítomnosti nebo v přítomnosti katalyzátoru. Jako katalyzátor je vhodná pevná kyselina, výhodně silně kyselý sulfonovaný substituovaný iontoměnič. Pokud jsou reakční podmínky mimo shora uvedený • · • «tt rozsah, dochází ke snížení výtěžku esterů karboxylové kyseliny a ke zvýšení deaktivace katalyzátoru. V souhlase s tím dojde i ke ztrátě výhod, které přináší kontinuální způsob podle předkládaného vynálezu.

V souhlasu s předkládaným vynálezem je hydrogenace esterů substituované karboxylové kyseliny na opticky aktivní (S)-P-hydroxy-y-butyrolakton provedena při teplotě 50 až 500 °C a parciálního přetlaku vodíku od 103 do 3792 kPa (15 do 5500 psig) s objemovým koeficientem přestupu látek v rozmezí od 0,2 do 10 h'¹. Hydrogenační konverze je s výhodou provedena při 100 až 250 °C za parciálního přetlaku vodíku od 6895 do 27 580 kPa (1000 do 4000 psig) a objemovém koeficientu přestupu látek od 0,2 do 10 h'¹, výhodněji při 110 až 200 °C za parciálního přetlaku vodíku od 8274 do 20 685 kPa (1200 do 3000 psig) s objemovým koeficientem přestupu látek od 0,3 do 5 h¹. Reakční podmínky mimo tento rozsah způsobují snížení výtěžku reakce a zvýšení deaktivační rychlosti katalyzátoru, které má za následek ztrátu výhod kontinuálního způsobu podle předkládaného vynálezu.

Aby došlo k úplné konverzi esterového derivátu substituované karboxylové kyseliny na požadovanou sloučeninu, je třeba aby molámí poměr esterového derivátu k substituované karboxylové kyselině byl nejméně 1,0. Nejsou kladena žádná omezení na množství vodíku, jestliže molámí poměr přesáhne přes 1. Vezmeme-li však v úvahu ekonomické hledisko, je výhodné, aby byl poměr vodíku ku esteru karboxylové kyseliny udržován rozsahu od 2,0 do 10. Nezreagovaný vodík, prošlý reaktorem je opětně stlačen a vrácen znovu do reaktoru.

V závislosti na reakčních podmínkách může být reakční směs hned separována na požadované produkty nebo může být vrácena do reaktoru pro další zvýšení konverze, následované separací. Aby došlo ke konverzi substituované karboxylové kyseliny na (S)-P-hydroxy-y-butyrolakton, je třeba vhodného rozpouštědla, schopného tak účinného rozpuštění vysoce viskózních karboxylových derivátů, aby bylo možno jimi hladce zásobovat reaktor. Dále je třeba, aby toto rozpouštědlo odstraňovalo reakční teplo, vznikající při esterifikaci a hydrogenaci a aby nereagovalo s kterýmkoliv z reaktantů, například, ani s deriváty karboxylové kyseliny, ani s vodíkem. Vhodné rozpouštědlo může být vybráno, například, ze skupiny, která se skládá z methylalkoholu, ethylalkoholu, n-propylalkoholu, isopropylalkoholu, dioxanu, γ-butyrolaktonu, tetrahydrofuranu, vody a jejich směsí. Z uvedených rozpouštědel jsou isopropylalkohol a voda výhodnější než ostatní. V tomto rozpouštědle je ester karboxylové kyseliny udržován při koncentraci od 1 do 50 % hmotn. a výhodně při koncentraci od 10 do 40 % hmotn..

• ·· «· 9 9 999999 * « * · 1 · « · 1« 9 • · · 9 9 9 9 9 9

9999999 99 9999 99 · Γ

Jak je uvedeno shora, je hydrogenace podle předkládaného vynálezu prováděna za pomoci katalyzátoru. Tento katalyzátor obsahuje jako katalyticky účinnou složku platinový kov. Příklady vhodných platinových kovů obsahují Ni, Pd, Pt, Rh, Ir, Ru, Os a jejich směsi, s výhodou pro Ru. Katalyticky účinná složka může být použita v izolované formě nebo ve spojení s nosičem. V případě spojení s nosičem je nosič tímto platinovým kovem nasycen. Vhodným nosičem je anorganicky oxid, vybraný ze skupiny, která se skládá z oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, oxidu hlinito-křemičitého, oxidu zirkoničitého, oxidu titaničitého, zeolitu a molekulárních sít. Oxid křemičitý je z nich nej výhodnější.

Nosič může být v libovolném tvaru, jako v kulovém tvaru, válcovém tvaru, ve formě granulí, apod. Z hlediska mechanických vlastností je výhodné, když je nosič v tvaru kulovém nebo válcovém.

Co se týče katalyzátoru, je platinový kov obsažen výhodně v množství 0,1 až 15 % hmotn. katalyzátoru a výhodněji v množství 0,5 až 10 % hmotn.. Například, katalyzátor obsahující méně než 0,1 % hmotn. platinového kovu má nepatrnou hydrogenační aktivitu a selektivitu. Na druhé straně je více než 15 % hmotn. platinového kovu ekonomicky nevýhodné.

Pro nasycení nosiče platinovým kovem lze použít různé způsoby, včetně sycení s počáteční vlhkostí, sycení nadbytkem vody, sprejování a fyzikální míšení. Po nasycení je směs spékána po 2 hodiny nebo více na vzduchu nebo v atmosféře inertního plynu. Spékací teplota je výhodně udržována při 300 až 7800 °C, výhodněji při 300 až 550 °C. Například, pokud je spékání prováděno při nižší teplotě než 300 °C, dochází k nedokonalému rozkladu meziproduktů impregnovaného kovu. Na druhé straně spékací teplota vyšší než 700 °C snižuje stupeň disperze impregnovaného kovu, což vede k nízké účinnosti katalyzátoru.

Tímto spékaným katalyzátorem je naplněn fíxed bed reaktor. Před plněním reaktantu do reaktoru musí být katalyzátor v redukovaném stavu. Pro tento účel je katalyzátor udržován nejméně dvě hodiny v atmosféře vodíku při 50 až 500 °C, v závislosti na druhu kovu, kterým je nosič nasycen.

Deriváty substituované karboxylové kyseliny jsou v přítomnosti katalytického systému, který používá nosič nasycený platinovým kovem, hydrogenovány ve vysokém výtěžku na (Sj-β-hydroxy-y-butyrolakton. V souhlasu s předkládaným vynálezem použití fíxed bed reaktoru pro hydrogenaci umožňuje provedení tohoto procesu kontinuálně, což přináší velké zlepšení výtěžku reakce. Kromě toho je tento způsob ekonomicky výhodný, protože použitý katalyzátor může být snadno získán zpět. Izolace produktu po konverzi je navíc jednoduchá, protože není třeba katalyzátor oddělovat filtrací.

Použitím fixed bed reakčního systému dociluje předkládaný vynález vysokého výtěžku reakce v přepočtu na reakční objem a čas než je tomu u konvenčních způsobů, je ekonomicky výhodný vzhledem opakovanému použití katalyzátoru a je jednoduchý, protože nepotřebuje oddělování katalyzátoru pro získání produktu.V reakčním systému fixed bed nejsou žádná omezení, co se týče tvaru reaktoru nebo dodávky a průtoku reaktantů. Aby docházelo k hladkému kontaktu reaktantů navzájem, je výhodné použití trickle-bed reaktoru, ve kterém jsou reaktanty, uhlovodíky a vodík, přiváděny společně a jsou zcela rovnoměrně rozptýleny.

Výtoky z reaktoru jsou přivedeny do jednotky regenerace rozpouštědla, ve které je rozpouštědlo alespoň částečně odděleno od produktu. Pro tyto účely může být k reakčnímu systému připojena libovolná regenerační jednotka, jako je destilační kolona nebo filmová odparka. Produkty nebo koncentráty, které odtékají z dolní části regenerační jednotky, jsou vedeny k vakuové destilaci.

Lepšího pochopení předkládaného vynálezu bude dosaženo ve světle následujících příkladů, které jsou uvedeny jenom pro ilustraci a nikoliv jako jakákoliv omezení předkládaného vynálezu.

Popis obrázků na výkresech

Obrázek 1 je histogram ukazující konverzi a selektivita za různých podmínek reakce, kdy jsou deriváty substituované karboxylové kyseliny konvertovány na opticky čistý (S)-P-hydroxy-y-butyrolakton hydrogenaci v přítomnosti katalyzátoru podle předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprava katalyzátoru

Do baňky o obsahu 100 ml, obsahující redestilovanou vodu, se přidá 17,9 g chloridu ruthenitého (RuCL), aby vznikl vodný roztok ruthenia. Do nádobky pro impregnování kovy, spojené s motorem s regulovatelnými otáčkami, se dá 100 g válečků oxidu křemičitého o velikosti 3 mm (1/8”) a za otáčení se přidá roztok ruthenia. Dojde k rovnoměrnému rozptýlení roztoku ruthenia do oxidu křemičitého. Nádobka se otáčí stejnou rychlostí dalších 30 minut po skončení přidávání roztoku ruthenia. Výsledný katalyzátor, obsahující ruthenium v nosiči, se spéká po 60 hodin při 550 °C na vzduchu v muflové peci. Obsah ruthenia v katalyzátoru byl na základě analýzy fluorescence rentgenových paprsků stanoven na 3 % hmotn..

Příklad 2

Kontinuální příprava dimethyl-(S)-malátu

Automatický vysokotlaký reaktor z nerezové oceli 316 byl naplněn 25 g pevného kyselého katalyzátoru. Po promytí dusíkem byl obsah reaktoru zahřát z teploty místnosti na 84 °C a udržován při přetlaku 689 kPa (100 psig). Kyselina L-jablečná byla rozpuštěna v 8 ekvivalentech methanolu a výsledný roztok byl přiveden při objemovém koeficientu přestupu látek rovném 4,0 h'¹ do reaktoru, čímž vznikla požadovaná sloučenina ve výtěžku 90 %. Konverze 99 %. Selektivita 99 %.

Výtok z reaktoru byl destilován ve vakuu, čímž byl ve výtěžku 90 % získán dimethyl-(S)-malát, v čistotě 99,8 % a 99,9 % v optické čistotě. Preparát může být ovlivněn typem šarže.

V tomto případě byla doba reakce nastavena na 2 až 4 hodiny.

Příklad 3

Kontinuální příprava (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu

Automatický, z nerezové oceli 316, vysokotlaký reaktor (vnitřní průměr 2,52 cm x délka 60 cm) byl naplněn katalyzátorem, připraveným podle Příkladu 1. Katalyzátor byl převeden do redukovaného stavu zvýšením teploty rychlostí 1 °C za minutu na 350 °C a udržováním při této teplotě po 6 hodin v atmosféře vodíku. Po ochlazení byl vnitřek reaktoru promyt proudem dusíku. Zatímco byl obsah reaktoru zahříván z teploty místnosti na 145 °C rychlostí 1 °C za minutu, byl přidáván vodík rychlostí 100 ml/s (100 sccm). Vodík byl přidán v množství dvojnásobném, než je třeba pro tuto reakci. Dimethyl-(S)-malát, připravený v Příkladu 2 byl rozpuštěn ve vodě na roztok o 30 % hmotn.. Tento roztok dimethyl-(S)-malátu byl přiveden za podmínek, uvedených v Tabulce 1 níže. Vzorky produktů reakce byly odebrány každých 9 hodin a analyzovány plynovou chromatografii za použití plamenově ionizačního detektoru (FID) (beta-DEX kolona 60 cm x 0,25 cm x 0,25 pm). Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 1, níže.

• · ·

Tabulka 1

Vzorek Č.	Teplota (°C)	Přetlak (kPa)	OKPL»» (h¹)	Konverze (%)	Selektivita pro S)-HGB* (%)
3	125	17 120	0,5	90,5	75,5
4	165	17 120	0,5	95,0	57,9
5	145	15 100	0,5	88,5	82,7
6	145	19 154	0,5	92,0	87,5
7	125	17 120	0,2	90,2	86,3
8	125	17 120	0,8	85,2	65,3

* (S)-p-hydroxy-y-butyrolakton ** objemový koeficient přestupu látek

Příklady 9 až 12

Kontinuální příprava (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu

Rozpouštědlo bylo měněno, jak je uvedeno v Tabulce 2 níže a hydrogenace dimethyl-(S)-malátu byla provedena při 145 °C za parciálního přetlaku vodíku 18 120 kPa (2628 psig), při objemovém koeficientu přestupu reaktantu 0,5 h¹ stejným způsobem jako v Příkladu 3. Výsledky měření konverze a selektivity jsou uvedeny v tabulce 2, mže.

Tabulka 2

Příklad č.	Rozpouštědlo	% konverze	selektivita pro (S)-HGB* (%)
9	30% H₂O	92,0	85,5
10	20% H₂O	94,0	72,0
11	io%h₂o	95,0	78,0
12	10%i-PrOH	72,5	54,2

* (S)-p-hydroxy-y-butyrolakton

Příklad 13

Nízkotlaká hydrogenace a vracení produktu zpět do procesu

V přítomnosti katalyzátoru, připraveného podle příkladu 1, byla hydrogenace provedena stejným způsobem jako v Příkladu 6, s výjimkou, že parciální přetlak vodíku byl 10 066 kPa (1460 psig). Výtoky produktu z reaktoru byly dvakrát vráceny do reaktoru. Při opakované hydrogenaci nebyla pozorována žádné deaktivace katalyzátoru, ale bylo dosaženo zlepšení konverze a selektivity. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 3, níže.

Tabulka 3

Počet cyklů	Konverze v %	Selektivita v %
1	75	65
2	90	75
3	95	85

Příklad 14

Dlouhodobá kontinuální reakce (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu

Při použití katalyzátoru, připraveného podle Příkladu 1, byla v podobném reaktoru jako je popsán v Příkladu 2 provedena dlouhodobá kontinuální konverze. Ani po 500 hodinách reakce nebyla pozorována žádná deaktivace katalyzátoru.

Tabulka 4

Reakční čas (h)

100 250 500

Konverze (%) Selektivita (%)

92,5 92,4 91,4 74,3 78,8 77,7 • · · ·

Příklad 15

Separace (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu

Za použití 50 g katalyzátoru, připraveného v příkladu 1, byla v reaktoru, podobném jako v příkladu 2, provedena hydrogenace. Při hydrogenaci byl parciální přetlak vodíku udržován na 16 810kPa (2,438 psig), zatímco byly měněny hodnoty reakční teploty a hmotnostního toku. Po 200 hodinách hydrogenace bylo získáno 30 litrů roztoku, obsahujícího (S)-p-hydroxy-y-butyrolakton při selektivitě 75,2 % hmotn.. Tento roztok byl neutralizován 10% vodným roztokem NaHCC>3, bylo odstraněno rozpouštědlo a zbytek byl třikrát extrahován ethyl-acetátem, čímž byl získán (S)-p-hydroxy-y-butyrolakton. V lOlitrovém skleněném reaktoru, spojeném se zařízením pro vakuovou destilaci, byl z extraktu destilací při 60 °C a tlaku 10 kPa (100 mbar) odpařeno rozpouštědlo. Koncentrát byl dále destilován v rotační vakuové odparce při 100 až 120 °C za tlaku 80 až 226 Pa (0,6 až 1,7 torr), čímž vznikl (S)-p-hydroxy-y-butyrolakton v 99,0% čistotě a ve výtěžku 65 %.

Jak již bylo popsáno dříve, může předkládaný vynález produkovat opticky čistý (S)p-hydroxy-γ-butyrolakton ve vysoké čistotě a s vyššími výtěžky než konvenční způsoby. Kromě toho, že je poměrně jednoduchý a šetrný k životnímu prostředí, je také ekonomicky výhodný pro průmyslovou výrobu.

Předkládaný vynález byl popsán názorným způsobem a je třeba si uvědomit, že použitá terminologie je zamýšlena tak, aby popisovala skutečný stav a nikoliv, aby představovala jakákoliv omezení. V tomto smyslu je možno učinit mnoho modifikací a změn předkládaného vynálezu. Je třeba si uvědomit, že je v záměru připojených patentových nároků, že tento vynález může být v praxi provozován i jinak než je zde výslovně popsáno.

Průmyslová využitelnost

Opticky čistý (S)-P-hydroxy-y-butyrolakton vyrobený podle předkládaného vynálezu je použitelný jako meziprodukt při průmyslové syntéze mnoha sloučenin, včetně léčiv, agrochemikálií a chemických ochucovacích a vonných látek.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby opticky čistého (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, vyznačující se tím, že se roztok, obsahující 1 až 50 % hmotn. derivátu substituované karboxylové kyseliny přivede při objemovém koeficientu přestupu látky 0,1 až 10 h'¹ do fixed bed reaktoru, který je naplněn katalyzátorem a udržován při reakční teplotě od 50 do 550 °C za parciálního přetlaku vodíku od 103 do 3792 kPa, když uvedený katalyzátor obsahuje jako katalyticky účinnou složku platinový kov a anorganický oxid jako nosič, když obsah vodíku vzhledem k derivátu substituované karboxylové kyseliny je udržován v molámím poměru od 1:1 do 10:1.
2. Způsob výroby opticky čistého (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že se platinový kov vybere ze skupiny, která se skládá z palladia - Pd, platiny -Pt, rhodia -Rh, iridia - Ir, ruthenia - Ru, osmia - Os a jejich směsí.
3. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že se uvedeným platinovým kovem nasytí anorganický oxid jako nosič v množství od 0,1 do 15 % hmotn., vztaženo na katalyzátor.
4. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že se reakční teplota udržuje od 100 do 250 °C.
5. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že se parciální tlak vodíku udržuje při 8274 až 20 684 kPa.
6. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že reaktanty se přivádějí při objemovém koeficientu přestupu látky od 0,2 do 5,0 h'¹.
7. Způsob výroby opticky čistého (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenací derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený roztok, obsahuje derivát substituované karboxylové kyseliny v množství 10 až 40 % hmotn..
8. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že jmenované rozpouštědlo se vybere ze skupiny, která se skládá z methylalkoholu, ethylalkoholu, n-propylalkoholu, isopropylalkoholu, dioxanu, γ-butyrolaktonu, tetrahydrofuranu, vody a jejich směsí.
9. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený nosič, tvořený anorganickým oxidem, se vybere ze skupiny, která se skládá z oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, oxidu hlinito-křemičitého, oxidu zirkoničitého, oxidu titaničitého, zeolitu a molekulárních sít.
10. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený fixed bed reaktor je trickle-bed reaktorem.
11. Způsob výroby opticky čistého (S)-P-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátu substituované karboxylové kyseliny, podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že se derivát substituované karboxylové kyseliny připraví reakcí karboxylové kyseliny s alkoholem v přítomnosti kyseliny v pevném stavu v reaktoru, který se udržuje při reakční teplotě od 50 do 150 °C, při tlaku od 6,90 do 2068 kPa, při objemovém koeficientu přestupu látky kontrolovaném v rozmezí od 0,5 do 10 h'¹, a že se tento alkohol vybere ze skupiny, která se skládá z lineárních alkoholů, obsahujících 1 až 10 atomů uhlíku, cyklických alkoholů a aromatických alkoholů, a že se použije v množství od 2,0 do 40 ekvivalentů uvedené karboxylové kyseliny.
12. Způsob výroby opticky čistého (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátu substituované karboxylové kyseliny, kde se derivát substituované karboxylové kyseliny připraví reakcí karboxylové kyseliny s alkoholem v přítomnosti kyseliny v pevném stavu, podle patentového nároku 11,vyznačující se tím, že touto kyselinou v pevném stavuje substituovaný sulfonátový silně kyselý iontoměnič.
13. Způsob výroby opticky čistého (S)-p-hydroxy-y-butyrolaktonu hydrogenaci derivátu substituované karboxylové kyseliny, kde se derivát substituované karboxylové kyseliny připraví reakcí karboxylové kyseliny s alkoholem v přítomnosti kyseliny v pevném stavu, podle patentového nároku 11,vyznačující se tím, že karboxylovou kyselinou je opticky čistá kyselina jablečná nebo kyselina 2-methyljablečná.