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"procédé pour la nitrosation de composés organiques en vue de l'obtention d'isonitrosodérivés".
La présente invention a pour objet un procédé la pour/nitrosation de composés organiques et en particulier pour la nitrosation de composés cétoniques comportant un groupe mé- thylo ou méthylène adjacent au carbonyle.
Un but de la présente invention est de fournir un procédé pratique et économique pour la préparation des Ó-iso- nitrosocétones, également connues sous le nom d'a-hydroxy- iminocétones. Un autre but de l'invention est d'obtenir les-
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4.tug t4lt' t) utllitqi4lit eu'M 4pojnt d# Rt*" tien le chlorure de nitrosyle, avec des rendements nettement supérieurs aux rendements obtenue jusqu'ici.
Les vinées par le présent pro- cédé sont des composés organiques intermédiaires utiles pour
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la préparation de composée importants, à savoir des a-'diamines< des (ï-aminocétones, des,cc-amînoalcools, des a-dioximes, des aminoacides, des cétonitriles, des composes hétérocycliques, etc.
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Les a-isonitrosocétones peuvent 8tre préparées principalement en faisant réagir un acylecétate ou une cétone comportant uÀi groupe méthylénique ou môtbylique adjacent au car- bonyle, avec un nitrite inorganique et un acide inorganique avec un nitrite d'alcoyle et un alooy,.-late elcoxyde3, avec un nitrite d'alcoyle et HC1, avec du nitrite de n-butyle et HSO
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à 85% et avec des vapeurs nitreuses et des traces de H01.
Presque tous ces procédés, tels qu'ils ont été décrits, sont peu pratiques, ont de mauvais rendements ou, pour certains d'entre eux dont les rendements sont bons, font
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appel à des matières premières cootouses, comme les nitrites d'alcoyles
On a découvert que l'emploi de NOC1 comme agent
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de nitrosation, rendu possible par la disponibilité et l'accet- tibilité du chlorure de nitrosyle, présente leo avantagea oui- vanta t simplicité et commodité de la conduite de la zitrasa- tion, grâce à quoi le produit de réaction eat obtenu: avec une haute sélectivité et est aisément séparé des nous.-produits; formation minime de composés indésirablua;
récupération pra- tique de la cétone non transformée* Ces avantages, et d'autres
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qui ressortiront de la description de l'invention, 'Sont désor- mais réalisables en adoptant l'enseignement de la présente invention.
A la température ordinaire, le chlorure de nitro-
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syyel est un gaz jaune-rouge, qui se condense par refroidisse-
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ment en un liquide roue-brun d'un p.éb. de 5,Q C et d'un p.f. de -61,5 C. A l'état solide, il se présente en cristaux de couleur rouge-cerise. Ces nombreux procédés de préparation, dont certains d'entre eux ont déjà été appliqués à l'échelle industrielle, permettent actuellement de l'obtenir très faci- lement et,avec certains procédés$ 4 bas prix de revient* Ce composé est hydrolyse par l'eau, étant le chlorure de l'acide nitreux, main il peut cependant être manié Fautivement facile-
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ment à l'état liquide à condition d'opérer dans des récipients fermas ou dans une atmosphère bien ventilée.
Il peut m$me être stocké et transporté à l'état liquide, dans des récipients en
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matériaux appropriés. Ses propriétés nitroeantes énergiques le zero rendent apte à la nitrosation ainsi qu'à la chloromsation de nombreuses substances organiques.
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On sait que le chlorure de n1trolle réagit avec les cétones contenant au moins un groupe méthylène adjacent au carbonyle en formant les #-1aonitrosocétones correspondantes, conformément à l'équation suivante
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dans laquelle R est un radical alcoyle 09 aryle et Ri est de l'hydrogène ou un radical alcoyle ou aryle. (E.V. Lynn et J.A. Lee, J.Am.Ph.Ass. 16, 309; H. Rheinboldt et o. Schmitz-Dumont, B. 61 B, 32-331 J.Am.Ph.Asa. i', 134-135).
Cependant, cette réaction n'est pas applicable à l'échelle industrielle, car elle n'est pas limitée à l'équa- tion ci-dessus et elle est accompagnée de réactions secondai- res conduisant à la formation de substances indésirables, ce qui entraîne un abaissement du rendement et des difficultés de purification. Ces réactions secondaires ont été décrites par
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exemple par les auteurs suivants: R. Rheinboldt et 0. Sohmite- Dumont, L.Ann. 444, 113-'35; H. Rheinboldt, M. Dewald, F.Jansen
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et 0. Schmitz-Dumont, Ann. 451, 161-78; H. Rheinboldt et Mè Dewaa.d, Aan. 451, 27.87,; c-Z4; M.
Dewald, Thèse,.'Univ. de Bonn, 196.; F.Jansen, Thèse, Uni. de Jonn,-1926. '
Conformément à l'invention, on e découvert que la réaction de nitrosation peut être orientât dans le sens indi-
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qué ci-dessus par adjonction au système "o6tonf.chlor. de nitroa71e d'une substance capable d'éliminer l'acide ehlorhy- drique, au for et à mesure de sa formation par la réaction et d' emp8aker que ce dernier agisse soit sur l'isonitrosocétone formée, soit sur la oétone non transformée.
En outre, l'adjonction d'une telle substance per- met de conduire la nitrosation à des températures telles que la vitesse de la réaction principale prévaut sur celle des ré- actions secondaires.
Un autre avantage de la présente invention résulte de l'emploi dans lajréaction d'un excès de cétone sensiblement inférieur à celui nécessaire en l'absence de la substance non.
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tralisante.
Ainsi, notre découverte exerce une influence déci- sive sur la valeur technique et économique du procédé de nitro- nation*
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Conformément à l'invention, la substance neutral1 j santé peut être une base organique ou inorganique, ou encore un sel de ces bases avec un acide organique ou inorganique fai- ble. De plus, la substance neutralisante doit être employée de manière à ce qu'elle soit inerte chimiquement en présence de
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la cétone et de l'ison1tri8ootone.
Conformément z, l'invention, la substance neutrali- santé préférée est le carbonate de calcium. Ce composé, grâce à son bas prix, la facilité de son emploi et de sa très faible solubilité dans les milieux de réaction, apporte des avantages notables d'ordre économique et technique au procédé de nitro-
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cation proprement dit. pour effectuer la réaction du présent procédé, on ajoute à, la datons à nitroser du chlorure de nitrosyle bu l'état liquide ou gazeux. Le rendement et la pureté du produit croissent avec le rapport moléculaire ctune/NOO1, et un rap- port compris entre 9 et 1> est proféré. La substance neutra7.i santé est ajoutée eimultanument au NOC1 ou, lorsqu'il s'agit d'un solide, elle est suspendue dans la cétone au début de la réaction.
La substance neutralisante est ajoutée en quantité @ égale ou supérieure à celle équivalente au Chlorure de nitrosy- le employé.
La température à laquelle la nitrosation est effec- tuée peut varier dans un intervalle relativement grand, contrai- rement à ce qui était le cas jusqu'ici. Par exemple, les tempe-
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rature comprises entre 1S'"(! et +40*0 sont admissibles, bien que les températures comprises entre ..5 C et +3000 soient par- ticulièrement préférées, car c'est dans cet intervalle de tempé- rature que la réaction se déroule rapidement et avec formation minime de produits indésirables, dans les conditions conformes à l'invention.
Suivant l'invention, l'isonitrosocétone formée est séparée de la cétone en excès, après filtration des sels inorganiques, par distillation de la cétone en excès sous pres-
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sion réduite et à une température de 0 à +50C, de préférence de 20 à 30 C.
La présente invention permet pour la première fois d'effectuer la nitrosation au moyen de NOC1 en continu à l'é- chelle industrielle. En outre, elle permet la fabrication des
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a-isonitrosoeétone en continu à l'échelle industrielle plus facilement que' les procédés connue pour les raisons suivantes! il n'est nécessaire de doser continuellement que deux réactif.
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qui sont tous 4eux à l'état liquide; l'adjonction de la substan- ce neutralisante peut être effectuée dans le réacteur, même de
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manière discontinue, de grandes oscillations de la quantité de cette substance dans le mélange réactionnel étant généralement tolérables;
la récupération des réactifs employés en.excès est effectuée cependant en continu et par les méthodes d'usage cou- rant (filtration et distillation);l'intervalle deo températu- res utilisables est relativement grand; la technique même de la conduite de la réaction réduit les pertes de matières de dé- part ou des produits de réaction à des valeurs minimes; cepen-
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dantt le recyclage continuées matières de départ en excès est possible.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
EXEMPLE! On traite 620 gr d'acétone, contenant en suspen-
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sion 72 gr de CeCfJ finement pulvérisé, à une température de 17-20' et sous bonne agitation, par 72 gr de chlorure de ni- trosyl.e liquide. L'addition du NOCE est effectuée en 4 h. On sépare le solide non dissous par filtration avec aspiration et on le lave deux fois avec 70 gr d'éther éthylique. Les deux solutions, acétonique et éthérée, réunies ou séparées, sont concentrées à siccité par distillation sous pression réduite à la température ordinaire. On obtient 93 gr d'isonitrosoacéto-
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ne, contenant comme impureté de 1'oc-chloroisoaitrosaacâtone et des substances étrangères. Son degré de pureté, déterminé par titration au moyen d'alcali aqueux, est de 83%.
Le rende- ment en produit pur est de 60,7% rapporté au chlorure de ni-
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troiie employé et de 88,2% rapporté à l'acétone consommée.
ETF&PIB .2 On traite, comme décrit dans l'exemple 1, 620 gr d'acétone, contenant en suspension 52,9 p e CACO 3p par 52,9 gr de N0C1, . On obtient 70,5 gr d'ua résidu blanc, cristallin, consistant en isonitrosoacétone brute d'une pureté de 94,9%* Le rendement en produit pur est de 95,1 par rapport au clo-
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rure de nitrosyle employé et de 96,0% par rapport à l'acétone consommée. On cristallise le produit brut, contenant 3,6% d'Ó-chloroisonitrosoacétone, dans du CC14 ou dans un mélange d'éther éthylique et d'éther de pétrole et on obtient un pro- duit pur d'un p.f. de 67-68*0.
EXEMPLE 3 et # On traite 150 gr d'acétone, en 1 h/à 18 C, par
12,5 gr de NOC1 et simultanément par 40,3 gr d'une solution éthanolique de KOH à 32%. On filtre pour séparer les sels for- més et on concentre la solution à siccité, sous pression ré- duite et à la température ordinaire. On obtient 16,6 gr d'iso- nitrosoacétone brute, d'une pureté de 90,2%. Le rendement est de 90,2% aussi bien par rapport à l'acétone consommée que par rapport au N001 employé.
EXEMPLE 4
EXEMPLE On traite 150 gr d'acétone à environ 20 C, en 1 h, par 13,2 gr de NOC1 liquide et simultanément par 21,6 gr de pipéridine, ajoutée à une vitesse telle que le pH du milieu est maintenu toujours en dessous de 7. On filtre pour séparer le sel précipité et on distille la solution jusqu'à siccité sous pression réduite et à la température ordinaire. On obtient
18 gr d'un résidu brun contenant 71,4% d'isonitrosoacétone iso- lable à. l'état pur par cristallisation dans le CC14. Le rende- ment est de 73,2% par rapport au NOC1 employé.
EXEMPLE 5
On traite, à une température de 17 à 20 0' et sous bonne agitation, 286 gr de méthyléthylcétone, contenant en sus- pension 10 gr de CaCO3' par 19,8 gr de NOC1 liquide, ajoutés en un laps de temps de 3 h durant lesquelles on introduit, en deux fois, encore 15 gr de carbonate de calcium. On élimine @la solide on le lave avec 95 gr de méthylétbylcétone, on réunit les deux solutions et on les concentre à siccité sous pression réduite. On obtient 29,5 gr d'un solide blanc contenant 90,2% diacétylmonoxime. Le rendement est de 87,2% par rapport au NOC1
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employa. Le produit, cristallisé dans CC14' a un point de fu- sion de 73-74 C.
EXEMPLE 6
A une suspension de 7,5 gr de CaCO3 dans 150 gr de méthylisobutylcétone, maintenue sous bonne agitation et à une température de 20 C, on ajoute en 90 min. 7,5 gr de NOC1 liquide. Avant la fin de la réaction, on introduit encore 7 gr de CaCO3' On élimine le solide et on concentre la solution fil- trée jusqu'à siccité par distillation sous pression réduite. On obtient 14,4 gr de méthyl-a-isonitroso-isobutylcétone brute, dont on retire par deux cristallisations successives le pro- duit pur fondant à 75-76 C.
EXEMPLE 7
Dans cet exemple, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en continu.
L'appareil est: constitué par un ballon de verre d'une capacité de 2 litres, à trois cols, muni d'un tube effleu- reur et d'un agitateur. On introduit du chlorure de nitrosyle gazeux dans une suspension de 1710 gr d'acétone et de 147 gr de CaCO3, en maintenant le tout entre 15 et 18 0 (au moyen d'un bain d'eau externe) et sous bonne agitation. Lorsque, après 3 1/2 h, 148 gr de NOC1 ont été introduits, on commence un pré- lèvement continu de la suspension, en réglant les débits horai- res d'admission aux valeurp suivantes :411 gr d'acétone, 27 gr de CaCO3 et 26,8 gr de NOC1. Au fur et à mesure qu'elle sort, la suspension est filtrée et la solution est cncentrée à sicci- té sous pression réduite et à la température ordinaire.
Au bout de 8 h de marche, on a récolté 282 gr d'isonitrosoacétone d'une pureté de 92,3%. Le rendement en produit pur est de 92,2% rap- porté à l'acétone consommée dans les 8 h, et de 91,1% rapporté au chlorure de nitrosyle introduit dans le même laps de temps.
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