CH628020A5 - Process for preparing aminonitrophenols - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminonitrophenolen durch partielle Reduktion von Polynitrophenolen. The present invention relates to a process for the preparation of amino nitrophenols by partial reduction of polynitrophenols.
Es ist bereits bekannt, Polynitrophenole elektrolytisch [Ber. 41, 3187 (1908)] und unter Verwendung von Schwefeldioxid in Gegenwart von Eisenspänen (DE-PS 289 454) partiell zu reduzieren. It is already known to polynitrophenols electrolytically [Ber. 41, 3187 (1908)] and partially using sulfur dioxide in the presence of iron filings (DE-PS 289 454).
Weiterhin sind Verfahren zur partiellen Reduktion von Polynitrophenolen bekannt, in denen Alkalimetallsulfide oder Polysulfide als Reduktionsmittel benutzt werden. So wird in Organic Synthesis 25, 5 (1945) ein Verfahren beschrieben, bei dem 2,4-Dinitrophenol mit Natriumsulfid in wässriger ammo-niakalischer Lösung unter Zusatz von Ammoniumchlorid zu 2-Amino-4-nitro-phenol reduziert wird. Neben den nur mässi-gen Ausbeuten (58 bis 61 % d.Th.) wird ein hinreichend reines Produkt nur durch zusätzliche Umkristallisation erreicht. Weitere Nachteile dieses Verfahrens sind die sehr hohe Verdünnung der Reaktionsmischung, was ein grosses Reaktionsvolumen erfordert, sowie die grossen Mengen an Ammoniumchlorid, die zur Pufferung zugesetzt werden müssen. Furthermore, methods for the partial reduction of polynitrophenols are known in which alkali metal sulfides or polysulfides are used as reducing agents. Thus, in Organic Synthesis 25, 5 (1945) a process is described in which 2,4-dinitrophenol is reduced to 2-amino-4-nitro-phenol with sodium sulfide in aqueous ammonia solution with the addition of ammonium chloride. In addition to the moderate yields (58 to 61% of theory), a sufficiently pure product can only be achieved by additional recrystallization. Further disadvantages of this process are the very high dilution of the reaction mixture, which requires a large reaction volume, and the large amounts of ammonium chloride which have to be added for buffering.
Bei einem anderen Verfahren [Recueil de Travaux Chimiques des Pays-Bas 65,358 (1946)] wird 2,4-Dinitrophenol in Äthanol in Gegenwart von Natronlauge mit Natriumdisulfid reduziert. Hierbei entstehen jedoch beide Monoisomere, die durch ein aufwendiges Extraktionsverfahren mit Äther voneinander getrennt werden müssen. In another method [Recueil de Travaux Chimiques des Pays-Bas 65,358 (1946)], 2,4-dinitrophenol in ethanol is reduced with sodium disulfide in the presence of sodium hydroxide solution. However, this creates both monoisomers, which have to be separated from one another by a complex extraction process with ether.
In der US-PS 2 464 194 wird ein Verfahren zur partiellen Reduktion von 2,4-Dinitrophenol und 6-Chlor-2,4-dinitro-phenol mit Alkalimetallsulfiden bzw. Polysulfiden beschrieben, bei dem die Phenole zunächst in Erdalkaliphenolate überführt werden und als solche abgetrennt werden. Abgesehen von den langen Reaktionszeiten der Reduktion sind die bei diesem Verfahren geforderten sehr hohen Verdünnungen in wirtschaftlicher Hinsicht von grossem Nachteil. US Pat. No. 2,464,194 describes a process for the partial reduction of 2,4-dinitrophenol and 6-chloro-2,4-dinitro-phenol with alkali metal sulfides or polysulfides, in which the phenols are first converted into alkaline earth phenolates and as such are separated. Apart from the long reaction times of the reduction, the very high dilutions required in this process are of great economic disadvantage.
Besonders schwierig stellt sich die partielle Reduktion von 2,4-Dinitrophenolen nach den bekannten Verfahren dar, wenn nicht reines Dinitrophenol als Ausgangsprodukt, sondern ein mit organischen Nebenprodukten verunreinigtes Abfallprodukt eingesetzt wird. Die Verunreinigungen blockieren nämlich zum Teil die partielle Reduktion und liefern in grossen Mengen Beiprodukte, die sich nur schwer abtrennen lassen. The partial reduction of 2,4-dinitrophenols according to the known methods is particularly difficult if not pure dinitrophenol is used as the starting product, but a waste product contaminated with organic by-products. The impurities partially block the partial reduction and supply large quantities of by-products that are difficult to separate.
Es wurde nun gefunden, dass man Aminonitrophenole in technisch vorteilhafter Weise durch partielle Reduktion aus den entsprechenden Polynitrophenolen erfindungsgemäss erhält, wenn man die Reduktion in wässriger Lösung mit 1 bis 8 Mol Ammoniak auf 1 Mol Polynitrophenol in Gegenwart von 2,5 bis 6 Mol Sulfidionen pro Mol Polynitrophenol in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 100 °C durchführt. It has now been found that aminonitrophenols can be obtained in a technically advantageous manner by partial reduction from the corresponding polynitrophenols according to the invention if the reduction in aqueous solution with 1 to 8 mol of ammonia to 1 mol of polynitrophenol in the presence of 2.5 to 6 mol of sulfide ions per Mol polynitrophenol in a temperature range from room temperature to 100 ° C.
Eine bevorzugte Form der Ausübung des erfindungsgemäs-sen Verfahrens besteht darin, dass in wässriger Lösung das Molverhältnis von Polynitrophenol zu Ammoniak 1:1 bis 1:4 beträgt, wobei es besonders günstig ist, wenn auf ein Mol des Polynitrophenols 1,9 bis 2,1 Mol Ammoniak kommen. A preferred form of carrying out the process according to the invention is that the molar ratio of polynitrophenol to ammonia in aqueous solution is 1: 1 to 1: 4, it being particularly advantageous if one mol of the polynitrophenol is 1.9 to 2, 1 mole of ammonia come.
Weiterhin ist es für das erfindungsgemässe Verfahren vorteilhaft, wenn 2,5 bis 4 Mol Sulfidionen pro Mol Polynitrophenol zur Reduktion verwendet werden. Besonders bevorzugt sind hierbei etwa 3 bis 3,2 Mol Sulfidionen pro Mol Polynitrophenol. It is also advantageous for the process according to the invention if 2.5 to 4 moles of sulfide ions per mole of polynitrophenol are used for the reduction. About 3 to 3.2 moles of sulfide ions per mole of polynitrophenol are particularly preferred.
Für die Reduktion der Polynitrophenole erwies sich ein Temperaturbereich von 40 bis 90 °C als vorteilhaft, wobei der Bereich von 60 bis 80 °C besonders günstig ist. A temperature range from 40 to 90 ° C. has proven to be advantageous for the reduction of the polynitrophenols, the range from 60 to 80 ° C. being particularly favorable.
In das Verfahren können die Sulfide, Polysulfide und/oder Hydrogensulfide der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems eingesetzt werden, beispielsweise die Sulfide, Polysulfide und/oder Hydrogensulfide der Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium. The sulfides, polysulfides and / or hydrogen sulfides of the elements of the first and second main groups of the periodic table can be used in the process, for example the sulfides, polysulfides and / or hydrogen sulfides of the elements lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium , Barium.
Bevorzugt werden in das erfindungsgemässe Verfahren Natrium-, Kalium-, Calcium- und/oder Ammoniumsulfid, sowie Natrium-, Kalium-, Calcium- und/oder Ammoniumhydrogen-sulfid eingesetzt. Sodium, potassium, calcium and / or ammonium sulfide, and sodium, potassium, calcium and / or ammonium hydrogen sulfide are preferably used in the process according to the invention.
Als Polynitrophenol können für das erfindungsgemässe Verfahren Verbindungen der Formel Compounds of the formula can be used as polynitrophenol for the process according to the invention
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3rd
628 020 628 020
OH OH
R R
4 4th
verwendet werden, worin x die Zahlen 2 oder 3 bedeutet und are used, in which x denotes the numbers 2 or 3 and
R für Wasserstoff, Alkyl, Halogen, Alkoxy, Aryl oder Aralkyl steht oder einen Sulfonsäure- oder Carbonsäurerest, die auch in Form ihrer Amide oder Ester vorliegen können, darstellt. R represents hydrogen, alkyl, halogen, alkoxy, aryl or aralkyl or represents a sulfonic or carboxylic acid residue, which may also be in the form of their amides or esters.
Als Reste R kommen beispielsweise Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 12 C-Atomen in Betracht, z.B. Alkylreste, wie Methyl, Äthyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, n-Octyl, iso-Octyl sowie Cyclohexyl; Arylreste, wie Phenyl, Naphthyl; Aralkylreste, wie Benzyl, Phenyläthyl, Phenylpro-pyl, Phenylbutyl; Alkoxyreste, wie Methoxy oder Äthoxy. Suitable radicals R are, for example, hydrocarbon radicals having up to 12 carbon atoms, e.g. Alkyl radicals, such as methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl, n-pentyl, iso-pentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, n-octyl, iso- Octyl and cyclohexyl; Aryl radicals, such as phenyl, naphthyl; Aralkyl radicals, such as benzyl, phenylethyl, phenylpropyl, phenylbutyl; Alkoxy radicals, such as methoxy or ethoxy.
Bevorzugt sind Verbindungen der obigen Formel, in denen R für Wasserstoff, niederes Alkyl mit bis zu 4 C-Atomen, Fluor, Chlor, Brom oder einen Sulfon- oder Carbonsäurerest steht. Preferred compounds of the above formula are those in which R represents hydrogen, lower alkyl having up to 4 carbon atoms, fluorine, chlorine, bromine or a sulfonic or carboxylic acid residue.
Die Nitrogruppen befinden sich beispielsweise in der Position 2,4 oder 2,5 oder 2,6 oder 3,5 oder 2,4,6. The nitro groups are, for example, in the positions 2.4 or 2.5 or 2.6 or 3.5 or 2.4.6.
Die Substituenten R befinden sich im allgemeinen in 3-oder 4- oder 5- oder 6-Stellung. The substituents R are generally in the 3- or 4- or 5- or 6-position.
Als der Formel entsprechende Verbindungen sind beispielsweise zu nennen: 2,4-Dinitrophenol; 2,5-Dinitrophenol; 2,6-Dinitrophenol; 2,4,6-Trinitrophenol; 6-Chlor-2,4-dinitro-phenol; 4-Chlor-2,6-dinitrophenol; 2,4-Dinitrophenol-6-sul-fonsäure; 2,4-Dinitrophenol-5-sulfonsäure; 3,5-Dinitro-2-hy-droxy-toluol; 3,5-Dinitro-2-hydroxy-benzoesäure; 3,5-Dini-tro-4-hydroxy-benzoesäure. Examples of compounds corresponding to the formula are: 2,4-dinitrophenol; 2,5-dinitrophenol; 2,6-dinitrophenol; 2,4,6-trinitrophenol; 6-chloro-2,4-dinitro-phenol; 4-chloro-2,6-dinitrophenol; 2,4-dinitrophenol-6-sulphonic acid; 2,4-dinitrophenol-5-sulfonic acid; 3,5-dinitro-2-hydroxy toluene; 3,5-dinitro-2-hydroxy-benzoic acid; 3,5-dinotro-4-hydroxy-benzoic acid.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden besonders bevorzugt 2,4- und 2,6-Dinitrophenol eingesetzt, sowie die Derivate des 2,4- und 2,6-Dinitrophenols, insbesondere solche, die durch Chlor oder eine Sulfogruppe substituiert sind, z.B. 4-Chlor-2,6-dinitrophenol In the process according to the invention, 2,4- and 2,6-dinitrophenol are particularly preferably used, as are the derivatives of 2,4- and 2,6-dinitrophenol, in particular those which are substituted by chlorine or a sulfo group, e.g. 4-chloro-2,6-dinitrophenol
Weiterhin können bei dem erfindungsgemässen Verfahren verunreinigte Polynitrophenole, z.B. verunreinigtes 2,4-Dinitrophenol, dessen Verunreinigungen im wesentlichen aus anderen Phenolderivaten und kondensierten aromatischen Verbindungen bestehen, zur partiellen Reduktion eingesetzt werden. Beispielsweise wird ein feuchtes 2,4-Dinitrophenol eingesetzt, das etwa 10% der oben genannten Verunreinigungen enthält. Furthermore, contaminated polynitrophenols, e.g. contaminated 2,4-dinitrophenol, the impurities of which essentially consist of other phenol derivatives and condensed aromatic compounds, are used for the partial reduction. For example, a moist 2,4-dinitrophenol is used, which contains about 10% of the above-mentioned impurities.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren läuft die Reduktion, normalerweise in etwa 1 bis 10 Stunden, bei einer Temperatur von etwa 20 bis 100 °C ab. Vorzugsweise wird innerhalb von V2 bis 3 Stunden im Temperaturbereich von 60 bis 90 °C in eine Ammoniak, Wasser und Polynitrophenol enthaltende Reaktionsmischung das Sulfid in Form einer wässrigen Lösung kontinuierlich eindosiert. Besonders vorteilhaft ist es, bei einer Temperatur von etwa 80 °C eine wässrige Natrium-hydrogensulfidlösung einzudosieren. Die Aufarbeitung kann nach der Herstellung des bevorzugten Monoaminonitrophenols in folgender Weise durchgeführt werden: In the process according to the invention, the reduction takes place, usually in about 1 to 10 hours, at a temperature of about 20 to 100 ° C. The sulfide is preferably metered continuously in the form of an aqueous solution into a reaction mixture containing ammonia, water and polynitrophenol within V2 to 3 hours in the temperature range from 60 to 90 ° C. It is particularly advantageous to meter in an aqueous sodium hydrogen sulfide solution at a temperature of approximately 80.degree. After the preferred monoaminonitrophenol has been prepared, the work-up can be carried out in the following manner:
Nach der Reduktion fällt durch Abkühlen in den Temperaturbereich von 0 bis 60 °C z.B. das Monoaminonitrophenol in Form seines Salzes aus. Es wird abfiltriert, in Wasser gelöst und durch Einstellen eines geeigneten pH-Wertes, beispielsweise im Bereich von 0 bis 7, als Phenolderivat ausgefällt. Man kann auch durch Zugabe ausreichender Mengen an Säure das Monoaminonitrophenol als saures Salz in Lösung bringen, zur weiteren Reinigung filtrieren und anschliessend mit Lauge auf einen geeigneten pH-Wert, beispielsweise im Bereich von 0 bis 7 stellen, wobei das Phenolderivat wieder ausfällt. Eine weitere Form der bevorzugten Aufarbeitung der Reduktionsmischung besteht darin, dass man zunächst heiss filtriert, aus dem Filtrat durch Abkühlen das Salz isoliert und nach einem der beiden oben beschriebenen Verfahren weiter verfährt. After the reduction, cooling falls into the temperature range from 0 to 60 ° C e.g. the monoaminonitrophenol in the form of its salt. It is filtered off, dissolved in water and precipitated as a phenol derivative by adjusting a suitable pH, for example in the range from 0 to 7. The monoaminonitrophenol can also be brought into solution as an acid salt by adding sufficient amounts of acid, filtered for further purification and then adjusted to a suitable pH value, for example in the range from 0 to 7, with lye, the phenol derivative precipitating again. A further form of the preferred working up of the reduction mixture consists in first filtering hot, isolating the salt from the filtrate by cooling, and proceeding in one of the two processes described above.
Die polarografisch bestimmte Reinheit der Produkte ist grösser als 98 %. The polarographically determined purity of the products is greater than 98%.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass man die Aminonitrophenole, insbesondere Monoaminonitrophenole, in hohen Ausbeuten und Reinheiten erhält, wobei die Reaktionsvolumina gering gehalten werden und ein Zusatz von puffernden Substanzen nicht erforderlich ist. The process according to the invention is characterized in particular by the fact that the aminonitrophenols, in particular monoaminonitrophenols, are obtained in high yields and purities, the reaction volumes being kept low and the addition of buffering substances being unnecessary.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Aminonitrophenole sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von beispielsweise Farbstoffen (Grundlegende Operation der Farbenchemie, Fierz-David u. Blangey, Wien 1952). The aminonitrophenols produced by the process according to the invention are valuable intermediates for the production of, for example, dyes (Basic Operation in Color Chemistry, Fierz-David and Blangey, Vienna 1952).
Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichtsteile, nachstehend als T bezeichnet und die Prozente Gewichtsprozente. The parts given in the following examples mean parts by weight, hereinafter referred to as T and the percentages by weight.
Beispiel 1 example 1
Die 184 T 2,4-Dinitrophenol entsprechende Menge eines verunreinigten 2,4-Dinitrophenols wird mit 150 T Wasser und 136 T 25 %iger wässriger Ammoniaklösung auf 80 °C erwärmt. In die Suspension dosiert man bei 80 °C innerhalb von 2 Stunden 487,5 T einer 35,4%igen wässrigen Natriumhydro-gensulfidlösung. Anschliessend kühlt man die gegebenenfalls heiss filtrierte Reaktionsmischung auf 20 °C ab. Dabei fällt das Salz des 2-Amino-4-nitrophenoIs in gut kristalliner Form aus. Es wird durch Filtration isoliert. Der Nutschkuchen wird in eine Mischung aus 200 T Wasser und 218 T 30%ige Salzsäure eingetragen. Die Mischung dann auf 50 °C erwärmt und filtriert. Aus dem Filtrat fällt man durch Einstellen eines pH-Wertes zwischen 3 und 4 das 2-Amino-4-nitrophenol aus. Man erhält nach dem Trocknen 114 bis 118 T entsprechend 74 bis 76% d.Th. bezogen auf eingesetzten Ausgangsstoff 2-Ami-no-4-nitrophenol mit einer Reinheit > 99%. Schmelzpunkt: 144 bis 145 °C. The amount of a contaminated 2,4-dinitrophenol corresponding to 184 parts of 2,4-dinitrophenol is heated to 80 ° C. with 150 parts of water and 136 parts of 25% aqueous ammonia solution. 487.5 parts of a 35.4% strength aqueous sodium hydrogen sulfide solution are metered into the suspension at 80 ° C. in the course of 2 hours. The reaction mixture, which may be filtered hot, is then cooled to 20.degree. The salt of 2-amino-4-nitrophenoI precipitates in a well crystalline form. It is isolated by filtration. The filter cake is introduced into a mixture of 200 parts of water and 218 parts of 30% hydrochloric acid. The mixture was then heated to 50 ° C and filtered. The 2-amino-4-nitrophenol is precipitated from the filtrate by adjusting a pH between 3 and 4. After drying, 114 to 118 parts corresponding to 74 to 76% of theory are obtained. based on the starting material used, 2-amino-4-nitrophenol with a purity> 99%. Melting point: 144 to 145 ° C.
Beispiel 2 Example 2
Verfährt man wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet jedoch statt der Natriumhydrogensulfidlösung 524 T einer 40%igen Ammoniumsulfidlösung, erhält man das in Beispiel 1 beschriebene Produkt in gleicher Ausbeute und einer Reinheit 98% Schmelzpunkt: 144 °C. If the procedure is as described in Example 1, but using 524 T of a 40% ammonium sulfide solution instead of the sodium hydrogen sulfide solution, the product described in Example 1 is obtained in the same yield and with a purity of 98% melting point: 144 ° C.
Beispiel 3 Example 3
218,5 T 2,4-Dinitro-6-chlorphenol werden mit 500 T Wasser und 136 T einer 25%igen wässrigen Ammoniaklösung auf 80 °C erwärmt. In die Suspension dosiert man bei 80 °C innerhalb von 40 Minuten 487,5 T einer 35,4%igen wässrigen Natriumhydrogensulfidlösung. Man gibt 15 T Kochsalz hinzu und kühlt auf Raumtemperatur ab. Das ausgefallene gut kristalline Salz wird isoliert. Der Nutschkuchen wird in eine Mischung aus 260 T 30%iger Salzsäure und 1000 T Wasser eingetragen. Es wird auf 80 °C erhitzt und filtriert. Aus dem Filtrat fällt man durch Einstellen eines pH-Wertes von 3,5 das 2-Amino-4-nitro-6-chlorphenol aus. Man erhält nach dem Trocknen 135 bis 140 T entsprechend 71 bis 74% d.Th. bezogen auf eingesetztes Ausgangsprodukt, 2-Amino-4-nitro-6-chlorphenol mit einer Reinheit >99%. 218.5 parts of 2,4-dinitro-6-chlorophenol are heated to 80 ° C. with 500 parts of water and 136 parts of a 25% aqueous ammonia solution. 487.5 parts of a 35.4% strength aqueous sodium hydrogen sulfide solution are metered into the suspension at 80 ° C. within 40 minutes. 15 T of table salt are added and the mixture is cooled to room temperature. The precipitated, well crystalline salt is isolated. The filter cake is introduced into a mixture of 260 parts of 30% hydrochloric acid and 1000 parts of water. It is heated to 80 ° C and filtered. The 2-amino-4-nitro-6-chlorophenol is precipitated from the filtrate by adjusting the pH to 3.5. After drying, 135 to 140 parts corresponding to 71 to 74% of theory are obtained. based on the starting product used, 2-amino-4-nitro-6-chlorophenol with a purity> 99%.
Beispiel 4 Example 4
Verfährt man wie in Beispiel 3 beschrieben, verwendet jedoch statt des 2,4-Dinitro-6-chlor-phenols 218,5 T 4-Chlor-2,6-dinitrophenol erhält man das 4-Chlor-6-nitro-2-amino-phenol in einer Ausbeute von 73 bis 76% d.Th. bezogen auf eingesetztes Ausgangsprodukt und einer Reinheit > 98%. The procedure is as described in Example 3, but instead of using the 2,4-dinitro-6-chlorophenol 218.5 T 4-chloro-2,6-dinitrophenol, the 4-chloro-6-nitro-2-amino is obtained -phenol in a yield of 73 to 76% of theory based on the starting product used and a purity> 98%.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |