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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Succinylobernsteinsäurediester aus y-Halogenacetessigester mittels starker Basen bei konstantem pH, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in einem Lösungsmittel, enthaltend 0,25 bis 1,12 Gewichtsteile Alkohol, bezogen auf 1 Gewichtsteil eingesetzten y-Halogenacetessigester, bei einem pH, der durch kontinuierliche Zugabe von wässriger Base bei 9,5 bis 10,0 gehalten wird, und bei Temperaturen von 2 bis 10 "C ausgeführt wird.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel zusätzlich 0 bis 0,6 Gewichtsteile chlorierte Kohlenwasserstoffe und 0 bis 1,25 Gewichtsteile Wasser, jeweils bezogen auf 1 Gewichtsteil eingesetzten 7-Halogenacetessigester, enthält.
3. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als y-Halogenacetessigester den y-Chloracetessigmethylester oder den y-Chloracetessigäthylester anwendet.
4. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkohol Methanol, als chlorierter Kohlenwasserstoff Methylenchlorid angewendet wird.
5. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als wässrige Base Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid in einer Konzentration von 10 bis 50 Gew.-% angewendet wird.
6. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in einer dreistufigen Kaskadenanlage ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Succinylobernsteinsäurediester aus 7-Halogenacetessigester mittels starker Basen bei konstantem pH.
Es ist bekannt (DE-OS 2 317266), Succinylobernsteinsäurediester aus y-Halogenacetessigester mittels starker Basen in organischem Lösungsmittel, beispielsweise Dimethylformamid, bei einem pH von 8 bis 11 auszuführen. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt beim Aufwand, bedingt durch die hohen Siedepunkte, das Lösungsmittel vom Produkt abzutrennen. Zudem sind die Reaktionszeiten verhältnismässig lang.
Bekannt ist auch Succinylobernsteinsäurediester aus y- Halogenacetessigester in Wasser mittels starker Basen in einer wässrigen Pufferlösung von anorganischen Salzen bei einem pH von 8 bis 10 in Gegenwart eines Dispergiermittels herzustellen (DE-OS 2 518 936).
Dies letztere Verfahren hat den Nachteil, relativ grosse Mengen an Lösungsmittel zu benötigen. Durch Anwendung einer Pufferlösung von anorganischen Salzen und Disper giermitteln werden Stoffe in das Lösungsmittel eingebracht, die dann bei der Aufarbeitung wieder entfernt werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das eine Verringerung der Menge sowohl an Lösungsmitteln als auch an Reaktionshilfsstoffen bringt, ohne schlechtere Ausbeuten zu liefern, die Reaktionszeit verkürzt und leicht aufarbeitbare Reaktionsgemische liefert.
Erfindungsgemäss wird dies nach einem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 erreicht. Das Lösungsmittel kann 0 bis 0,6 Gewichtsteile chlorierter Kohlenwasserstoff und 0 bis 1,25 Gewichtsteile Wasser, bezogen auf 1 Gewichtsteil eingesetzten y-Halogenacetessigester enthalten.
Die zur Anwendung gelangenden y-Halogenacetessigester sind zweckmässig -Chloracetessigmethylester und y- Chloracetessigäthylester. Es ist auch möglich, die entsprechenden y-Bromacetessigester einzusetzen, doch ist diese Möglichkeit wenig wirtschaftlich.
Als Alkohol können Methanol, Äthanol oder Propanol, vorzugsweise Methanol, angewendet werden. Als chlorierte Kohlenwasserstoffe kommen beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, vorzugsweise Methylenchlorid, in Frage.
Als wässrige Base kann Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid in einer Konzentration von 10 bis 50 Gew.-% angewendet werden.
Das Formelschema der Reaktion lautet:
EMI1.1
<tb> <SEP> COOR
<tb> <SEP> 0
<tb> 2 <SEP> X <SEP> Mol <SEP> BaseA <SEP> | <SEP> l
<tb> 2 <SEP> X <SEP> Cfl2 <SEP> COC3 <SEP> 2 <SEP> Mol <SEP> Base
<tb> <SEP> COOR
<tb> worin X Chlor oder Brom und R Methyl oder Äthyl bedeutet.
Die Reaktion kann kontinuierlich, vorzugsweise in einer Kaskadenanlage mit drei Rührwerken, durchgeführt werden. Das Produkt wird anschliessend zentrifugiert, gewaschen und getrocknet.
Das Verfahren kann so ausgeführt werden, dass unter Rühren Methanol, gegebenenfalls Wasser und/oder Methylenchlorid und y-Halogenacetessigsäureester zusammen in ein Rührwerk fliessen. Wässrige Base wird mittels einem pH-Regler zudosiert, um den pH-Wert zwischen 9,5 und 10,0, vorzugsweise um 9,75, zu halten. Die Temperatur wird zwischen 2 und 10 "C, vorzugsweise 5 "C, gehalten. Die Hauptreaktion findet bei diesen Bedingungen statt.
Das Gemisch fiiesst über in ein zweites Rührwerk, wel- ches als Nachreaktionsgefäss dient. Die Temperatur wird um 10 "C und der pH-Wert um 9,5 gehalten. Durch ein weiteres Überlaufsystem fliesst das Gemisch in ein drittes Rührwerk, welches als Verweilzeittank gebraucht wird. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch zentrifugiert. Das feste Produkt wird mit Methanol und Wasser gewaschen und getrocknet. Die Lösungsmittel können destillativ zurückgewonnen werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Verfahren.
So ist das Reaktionsgemisch frei von Salzbeimengungen,
wie sie beispielsweise für Pufferlösungen gebraucht werden, ebenso entfällt ein Dispergiermittel.
Das Verfahren hat zudem den Vorteil, dass auch Rohester, der bis zu 20% Methylenchlorid enthalten kann, verwendet werden kann. Die Menge an Lösungsmittel, bezogen auf eingesetzten y-Halogenacetessigester, kann stark vermindert werden, wobei die Trennung vom Produkt und die Aufarbeitung des Lösungsmittels leicht möglich ist. Und schliesslich läuft die Reaktion in wesentlich kürzeren Zeiträumen ab als bei den bisher bekanntgewordenen Verfahren.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel3
Auf bekannte Weise wurden 35,7346 g y-Chloracetessigsäureäthylester (Gehalt 97,79%, entsprechend 34,9449 g 100%ges Produkt3 in 30 ml destilliertem Wasser, gepuffert mittels anorganischen Salzen und ein Dispergiermittel enthaltend, in Gegenwart von Natronlauge innerhalb von 22 Stunden zum Succinylobernsteinsäurediäthylester umgesetzt. Die Ausbeute betrug 78,3%. Pro Gramm y-Chloracetessigsäureäthylester mussten entsprechend 3,72 ml Lösungsmittel eingesetzt werden.
Beispiel 2
Erfindungsgemäss wurde wässrige Natronlauge (30%ig) zu einem Gemisch y-Chloracetessigsäureäthylester (300 g 98,8%mg), Methylenchlorid (85 ml, 113 g), Wasser (300 ml) und Methanol (200 ml, 160 g) bei 5 "C zudosiert, so dass der pH-Wert zwischen 9,7 und 9,8 lag. Nach 6 Stunden war die Reaktion vollendet. Das Produkt wurde abfiltriert, mit Methanol und Wasser gewaschen und anschliessend getrocknet.
Die Ausbeute betrug 186 g (80,6%, Gehalt über 99%, Smp. 126,7 bis 126,8 "C).
Pro Gramm y-Chloracetessigsäureäthylester mussten entsprechend nur 1,973 ml Lösungsmittel eingesetzt werden.
Beispiel 3
Wie in Beispiel 2 wurde 17%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch von y-Chloracetessigsäureäthylester (232 g, 98,4%ig) und Methanol (225 ml, 178 g) zudosiert. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 66% (lOO%iger Ester: Methylenchlorid: Methanol: Wasser = 1:0:0,78:0).
Beispiel 4
Wie in Beispiel 2 wurde 30%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch y-Chloracetessigsäureäthylester (169 g, 98,4%ig), Methanol (225 ml, 178 g) und Wasser (75 ml) zudosiert. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 59% (100%iger Ester: Methylenchlorid: Methanol: Wasser = 1:0:1,07:0,45).
Beispiel 5
Wie in Beispiel 2 wurde 30%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch y-Chloracetessigsäureäthylester (310 g, 98,8%ig), Methylenchlorid (100 ml, 133 g) und Methanol (250 ml, 198 g) zudosiert. Die Ausbeute betrug nach 6 Stunden 69% (100%iger Ester: Methylenchlorid: Methanol: Wasser 1:0,43:0,65:0).
Beispiel 6
Wie in Beispiel 2 wurde 17%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch y-Chloracetessigsäureäthylester (232 g, 71,6%mg), Methylenchlorid (32 ml, 42 g), Methanol (500 ml, 395 g) und Wasser (200 ml) zudosiert. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 51% (100%iger Ester:Methylenchlorid: Methanol:Wasser = 1:0,15:2,38:1,20).
Beispiel 7
Wie in Beispiel 2 wurde 30%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch v-Chloracetessigsäureäthylester (300 g, 98,8%ig), Methylenchlorid (85 ml, 113 g), Methanol (300 ml, 237 g) und Wasser (350 ml) zudosiert. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 80% (100%der Ester: Methylenchlorid:Methanol:Wasser = 1:0,38:0,81:1,18).
Beispiel 8
Wie in Beispiel 2 wurde 30%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch y-Chloracetessigsäureäthylester (400 g, 74,8%ig), Methylenchlorid (132 ml, 175 g), Methanol (300 ml, 237 g) und Wasser (100 ml) zudosiert. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 60% (100%iger Ester: Methylenchlorid: Methanol: Wasser = 1:0,59:0,79:0,33).
Beispiel 9
Wie in Beispiel 2 wurde 30%ige wässrige Natronlauge zu einem Gemisch -Chloracetessigsäuremethylester (275 g, 98,2%ig), Methylenchlorid (85 ml, 113 g), Wasser (250 ml) und Methanol (150 ml, 120 g) zudosiert. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 74,7% (Smp. 152,9 bis 153,1 "C).
Beispiel 10
Roher y-Chloracetessigsäuremethylester (69 kg/Std.) wurde zusammen mit Wasser (29 kg/Std.), Methanol (17 kg/Std.) und Methylenchlorid (13 kg/Std.) in ein 500 Liter-Rührwerk zudosiert. 30%ige Natronlauge wurde zugegeben, um dem pH-Wert um 9,75 zu halten. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wurde zwischen 2 und 6 "C gehalten.
Die Nachreaktion im zweiten 500-Liter-Rührwerk fand bei pH 9,5 und 10 "C statt. Das Produkt wurde mit Methanol und Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute, bezogen auf 100%igen -Chlorester betrug 66%, der Gehalt über 99%.
Ca. 85% Methylenchlorid und ca. 75% Methanol wurden durch Phasentrennung und Destillation zurückgewonnen.
Die Ausbeuten an Rohester betrugen zwischen 64 bis 70%, bezogen auf 100% y-Chlorester. Wird Reinester verwendet, sind die Ausbeuten durchschnittlich 5 bis 10% höher.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the preparation of succinylsuccinic acid diester from y-haloacetoacetic ester using strong bases at constant pH, characterized in that the reaction in a solvent containing 0.25 to 1.12 parts by weight of alcohol, based on 1 part by weight of y-haloacetoacetic ester used pH, which is kept at 9.5 to 10.0 by continuous addition of aqueous base, and is carried out at temperatures of 2 to 10 "C.
2. The method according to claim 1, characterized in that the solvent additionally contains 0 to 0.6 parts by weight of chlorinated hydrocarbons and 0 to 1.25 parts by weight of water, in each case based on 1 part by weight of 7-haloacetoacetic ester used.
3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the y-chloroacetoacetic acid methyl ester or the y-chloroacetoacetic acid ethyl ester is used as the y-haloacetoacetic acid ester.
4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that methanol is used as the alcohol, methylene chloride is used as the chlorinated hydrocarbon.
5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that sodium hydroxide or potassium hydroxide is used in a concentration of 10 to 50 wt .-% as the aqueous base.
6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the reaction is carried out in a three-stage cascade system.
The invention relates to a process for the preparation of succinylsuccinic acid diester from 7-haloacetoacetic ester using strong bases at constant pH.
It is known (DE-OS 2 317266) to carry out succinylsuccinic acid diester from y-haloacetoacetic ester using strong bases in organic solvents, for example dimethylformamide, at a pH of 8 to 11. The disadvantage of this process is the effort involved in separating the solvent from the product due to the high boiling points. The response times are also relatively long.
It is also known to produce succinylsuccinic acid diester from y-haloacetoacetic ester in water by means of strong bases in an aqueous buffer solution of inorganic salts at a pH of 8 to 10 in the presence of a dispersant (DE-OS 2 518 936).
The latter method has the disadvantage of requiring relatively large amounts of solvent. By using a buffer solution of inorganic salts and dispersants, substances are introduced into the solvent, which then have to be removed again during processing.
The object of the present invention is a process which brings about a reduction in the amount of both solvents and reaction auxiliaries without giving poorer yields, shortens the reaction time and provides reaction mixtures which can be worked up easily.
According to the invention, this is achieved by a method according to claim 1. The solvent can contain 0 to 0.6 parts by weight of chlorinated hydrocarbon and 0 to 1.25 parts by weight of water, based on 1 part by weight of y-haloacetoacetic ester used.
The y-haloacetoacetic esters used are expediently chloroacetoacetic acid methyl esters and y-chloroacetoacetic acid ethyl esters. It is also possible to use the corresponding y-bromoacetoacetic acid esters, but this option is not very economical.
Methanol, ethanol or propanol, preferably methanol, can be used as the alcohol. Examples of suitable chlorinated hydrocarbons are carbon tetrachloride, trichlorethylene, preferably methylene chloride.
Sodium hydroxide or potassium hydroxide in a concentration of 10 to 50% by weight can be used as the aqueous base.
The formula scheme of the reaction is:
EMI1.1
<tb> <SEP> COOR
<tb> <SEP> 0
<tb> 2 <SEP> X <SEP> mol <SEP> BaseA <SEP> | <SEP> l
<tb> 2 <SEP> X <SEP> Cfl2 <SEP> COC3 <SEP> 2 <SEP> mol <SEP> base
<tb> <SEP> COOR
<tb> where X is chlorine or bromine and R is methyl or ethyl.
The reaction can be carried out continuously, preferably in a cascade system with three agitators. The product is then centrifuged, washed and dried.
The process can be carried out in such a way that methanol, optionally water and / or methylene chloride and γ-haloacetoacetic acid ester flow together into a stirrer with stirring. Aqueous base is metered in using a pH controller in order to maintain the pH between 9.5 and 10.0, preferably around 9.75. The temperature is kept between 2 and 10 "C, preferably 5" C. The main reaction takes place under these conditions.
The mixture flows into a second agitator, which serves as an after-reaction vessel. The temperature is kept around 10 ° C. and the pH around 9.5. The mixture flows through a further overflow system into a third agitator, which is used as a residence time tank. The reaction mixture is then centrifuged. The solid product is mixed with methanol and water washed and dried, the solvents can be recovered by distillation.
The method according to the invention offers a number of advantages over known methods.
So the reaction mixture is free of salt admixtures,
such as those used for buffer solutions, there is also no need for a dispersant.
The process also has the advantage that crude esters, which can contain up to 20% methylene chloride, can also be used. The amount of solvent, based on the y-haloacetoacetic ester used, can be greatly reduced, it being easy to separate from the product and work up the solvent. And finally, the reaction takes place in much shorter periods of time than in the previously known methods.
Example 1 (Comparative Example 3
In a known manner, 35.7346 g of ethyl y-chloroacetoacetate (content 97.79%, corresponding to 34.9449 g of 100% product 3 in 30 ml of distilled water, buffered by means of inorganic salts and containing a dispersant, in the presence of sodium hydroxide solution within 22 hours The yield was 78.3% and 3.72 ml of solvent had to be used per gram of ethyl y-chloroacetoacetate.
Example 2
According to the invention, aqueous sodium hydroxide solution (30%) was added to a mixture of ethyl y-chloroacetoacetate (300 g, 98.8% mg), methylene chloride (85 ml, 113 g), water (300 ml) and methanol (200 ml, 160 g) at 5 "C metered in so that the pH was between 9.7 and 9.8. The reaction was complete after 6 hours. The product was filtered off, washed with methanol and water and then dried.
The yield was 186 g (80.6%, content over 99%, mp. 126.7 to 126.8 "C).
Accordingly, only 1.973 ml of solvent had to be used per gram of ethyl y-chloroacetoacetate.
Example 3
As in Example 2, 17% aqueous sodium hydroxide solution was metered into a mixture of ethyl y-chloroacetoacetate (232 g, 98.4%) and methanol (225 ml, 178 g). After 6 hours the yield was 66% (100% ester: methylene chloride: methanol: water = 1: 0: 0.78: 0).
Example 4
As in Example 2, 30% aqueous sodium hydroxide solution was added to a mixture of ethyl y-chloroacetoacetate (169 g, 98.4%), methanol (225 ml, 178 g) and water (75 ml). After 6 hours the yield was 59% (100% ester: methylene chloride: methanol: water = 1: 0: 1.07: 0.45).
Example 5
As in Example 2, 30% aqueous sodium hydroxide solution was added to a mixture of ethyl y-chloroacetoacetate (310 g, 98.8%), methylene chloride (100 ml, 133 g) and methanol (250 ml, 198 g). The yield was 69% after 6 hours (100% ester: methylene chloride: methanol: water 1: 0.43: 0.65: 0).
Example 6
As in Example 2, 17% aqueous sodium hydroxide solution was added to a mixture of ethyl y-chloroacetoacetate (232 g, 71.6% mg), methylene chloride (32 ml, 42 g), methanol (500 ml, 395 g) and water (200 ml) added. After 6 hours the yield was 51% (100% ester: methylene chloride: methanol: water = 1: 0.15: 2.38: 1.20).
Example 7
As in Example 2, 30% aqueous sodium hydroxide solution was added to a mixture of ethyl v-chloroacetoacetate (300 g, 98.8%), methylene chloride (85 ml, 113 g), methanol (300 ml, 237 g) and water (350 ml) added. After 6 hours the yield was 80% (100% of the esters: methylene chloride: methanol: water = 1: 0.38: 0.81: 1.18).
Example 8
As in Example 2, 30% aqueous sodium hydroxide solution was added to a mixture of ethyl y-chloroacetoacetate (400 g, 74.8%), methylene chloride (132 ml, 175 g), methanol (300 ml, 237 g) and water (100 ml) added. After 6 hours the yield was 60% (100% ester: methylene chloride: methanol: water = 1: 0.59: 0.79: 0.33).
Example 9
As in Example 2, 30% aqueous sodium hydroxide solution was added to a mixture of chloroacetoacetic acid methyl ester (275 g, 98.2%), methylene chloride (85 ml, 113 g), water (250 ml) and methanol (150 ml, 120 g) . After 6 hours the yield was 74.7% (mp. 152.9 to 153.1 "C).
Example 10
Crude methyl y-chloroacetoacetate (69 kg / h) was metered into a 500 liter stirrer together with water (29 kg / h), methanol (17 kg / h) and methylene chloride (13 kg / h). 30% sodium hydroxide solution was added to keep the pH around 9.75. The temperature of the reaction mixture was kept between 2 and 6 "C.
The after-reaction in the second 500 liter stirrer took place at pH 9.5 and 10 ° C. The product was washed with methanol and water and dried. The yield, based on 100% chloroester, was 66%, the content was over 99 %.
Approx. 85% methylene chloride and approx. 75% methanol were recovered by phase separation and distillation.
The yields of crude ester were between 64 to 70%, based on 100% y-chloro ester. If pure esters are used, the yields are 5 to 10% higher on average.