Разработка новых гетерогенно-каталитических способов синтеза важнейших N-гетероциклических соединений

Цель исследования - разработка эффективных гетерогенно-каталитических способов синтеза базовых, практически важных N-гетероциклических соединений - пиридинов, хинолинов, дигидрохинолинов, бензимидазолов под действием высокоактивных и селективных каталитических систем на основе модифицированных кристаллических и аморфных металлсиликатов. Полученные образцы цеолитов ВЕТА и силикаалюмофосфатов были испытаны в качестве катализаторов синтеза пиридинов, хинолинов и гидрохинолинов. Установлена высокая эффективность микро-мезопористых цеолитов Н-BETAммм в синтезе пиридинов мультикомпонентной реакцией этанола с формальдегидом и аммиаком, в результате которой получали смесь пиридинов, обогащенную метил- и диметилпиридинами (преимущественно 3-метил- и 3,5-диметилпиридины ). Наиболее селективно (до 78%) пиколины и лутидины образуются на цеолитах Н-BETAммм, микро-мезопористая структура которых формируется в процессе обработки лимонной кислотой, или полученных комбинированным методом (ТПО, затем обработка лимонной кислотой). Суммарная селективность образования пиридина и его метилпроизводных достигает 90 - 96%, в то время как на микропористых цеолитах этот показатель составляет 50 - 75%. В синтезе практически ценных 3,5-диметил- и 3,5-диэтилпиридинов реакцией пропанола (или бутанола) с формальдегидом и аммиаком на микро-мезопористых цеолитах Н-BETAммм удалось достичь селективности по целевым продуктам 80 - 90%. Взаимодействие ацетона с аммиаком на цеолитах Н-BETAммм проходит с образованием 2,4,6-коллидина (сырье для синтеза противоязвенного препарата Омепразол) с селективностью 74%, в то время как (по литературным данным) продуктом этой реакции на микропористом цеолите ZSM-5 является 2,6-лутидин. Метил- и диметилпиридины (преимущественно, 3,5-лутидин) могут быть получены на цеолитах Н-BETAммм из ацетальдегида и аммиака с селективностью до 80%. Отмечено, что во всех изученных реакциях содержание «тяжелых» соединений, являющихся основной причиной образования кокса и быстрой дезактивации цеолитных катализаторов, было в два - три раза ниже, чем в аналогичных условиях на микропористых цеолитах.