CH653671A5 - METHOD FOR PRODUCING 1-NAPHTHOL-3,6-DISULPHONIC ACID. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von l-Naphthol-3,6-disulfonsäure durch reduktive Desaminierung. The present invention relates to a process for the preparation of l-naphthol-3,6-disulfonic acid by reductive deamination.
Zur Herstellung von l-Naphthol-3,6-disulfonsäure, einem wichtigen Zwischenprodukt für die Farbstoffsynthese, sind bereits Verfahren bekannt, die ausgehen von Naphtha-lin-l,3,6-trisulfonsäure (IG Farben Vorschrift veröffentlicht in BIOS-FD 235/47,867), von l-Naphthol-3,6,8-trisulfon-säure (SU 242 912 und SU 249 396) sowie von 1-Aminonaph-thalin-3,6-disulfonsäure (N.N. Woroshzow «Grundlage der Synthese von Zwischenprodukten und Farbstoffen» Akade-mie-Verlag Berlin 1966, Seite 472 ff.) Nachteil dieser in der Literatur beschriebenen Verfahren ist, dass neben der l-Naphthol-3,6-disulfonsäure unerwünschte Nebenprodukte entstehen, wie z.B. grosse Mengen an Calciumsulfat bei der Herstellung der Naphthalin-1,3,6-trisulfonsäure, dem Ausgangsmaterial für das IG Farben-Verfahren, bzw. Schwermetallsalzlösungen bei der reduktiven Sulfogruppenabspaltung gemäss den russischen Patentschriften. For the preparation of l-naphthol-3,6-disulfonic acid, an important intermediate for dye synthesis, processes are already known which start from naphtha-lin-l, 3,6-trisulfonic acid (IG Farben regulation published in BIOS-FD 235 / 47,867), of l-naphthol-3,6,8-trisulfonic acid (SU 242 912 and SU 249 396) and of 1-aminonaphthalene-3,6-disulfonic acid (NN Woroshzow «Basis for the synthesis of intermediates and dyes »Akade-mie-Verlag Berlin 1966, page 472 ff.) The disadvantage of these processes described in the literature is that, in addition to l-naphthol-3,6-disulfonic acid, undesirable by-products are formed, such as, for example Large amounts of calcium sulfate in the production of naphthalene-1,3,6-trisulfonic acid, the starting material for the IG Farben process, or heavy metal salt solutions in the reductive elimination of sulfo groups according to the Russian patents.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von 1 -Naphthol-3,6-disulfonsäure zu entwickeln, wonach möglichst keine betriebshygienisch bedenklichen Abfallprodukte und sonstigen unerwünschten Nebenprodukte gebildet werden. The object of the invention was to develop a process for the preparation of 1-naphthol-3,6-disulfonic acid, according to which, if possible, no waste products and other undesirable by-products which are harmful to operational hygiene are formed.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in der reduktiven Desaminierung von l-Amino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure (H-Säure) gegeben, indem diese zunächst diazotiert und die Di-azogruppe anschliessend reduktiv eliminiert wird. Nach diesem Verfahren fallen keine schwerzubeseitigenden Metallsalzlösungen an. The solution to this problem is given in the reductive deamination of l-amino-8-naphthol-3,6-disulfonic acid (H-acid) by first diazotizing it and then reducing the di-azo group reductively. There are no metal salt solutions that are difficult to remove with this process.
Vorgeschlagen wurde die reduktive Desaminierung bereits im Zusammenhang mit der Herstellung von 2-Naphthol-4-sulfonsäure ausgehend von l-Amino-2-naphthol-4-sulfon-säure (CH-PS 193 339, DRP 694 662, US-PS 2 230 791, DBP 901 175 und DBP 905 014). Aus diesen bekannten Verfahren lässt sich jedoch nicht ohne weiteres ein Verfahren zur reduktiven Desaminierung von l-Amino-8-naphthol-3,6-disulfon-säure ableiten, da diese im Gegensatz zur l-Amino-2-naph-thol-4-sulfonsäure als Diazoniumsalz nicht in der Diazoxyd-form vorliegt (P. Ruggii et al., Helv. Chim. Acta (1929) 12, 1034) und daher in erheblichem Masse zur Selbstkondensation bzw. zur Kupplung auf das Reaktionsprodukt, die 1-Naphtholdisulfonsäure, neigen sollte, zumal a-Naphthole wesentlich schneller mit Diazoniumsalzen reagieren als ß-Naphthole. Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, dass sich l-Amino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure mit Ausbeuten von ca. 70% wie angegeben in l-Naphthol-3,6-disulfon-säure überführen lässt. Reductive deamination has already been proposed in connection with the production of 2-naphthol-4-sulfonic acid starting from l-amino-2-naphthol-4-sulfonic acid (CH-PS 193 339, DRP 694 662, US Pat. No. 2,230 791, DBP 901 175 and DBP 905 014). However, a process for the reductive deamination of l-amino-8-naphthol-3,6-disulfonic acid cannot readily be derived from these known processes since, in contrast to l-amino-2-naphthol-4- sulfonic acid as the diazonium salt is not in the diazoxide form (P. Ruggii et al., Helv. Chim. Acta (1929) 12, 1034) and therefore to a considerable extent for self-condensation or for coupling to the reaction product, 1-naphthol disulfonic acid, should tend, especially since a-naphthols react much faster with diazonium salts than ß-naphthols. Surprisingly, however, it was found that l-amino-8-naphthol-3,6-disulfonic acid can be converted into l-naphthol-3,6-disulfonic acid with yields of approximately 70% as indicated.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von l-Naphthol-3,6-disulfonsäure, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man l-Amino-8-naphthol-3,6-disul-fonsäure reduktiv über das Diazoniumsalz als Zwischenstufe 5 desaminiert. The invention thus relates to a process for the preparation of l-naphthol-3,6-disulfonic acid, which is characterized in that l-amino-8-naphthol-3,6-disulphonic acid is reductively deaminated via the diazonium salt as intermediate 5 .
Die als Ausgangsmaterial verwendete l-Amino-8-naph-thol-3,6-disulfonsäure ist bekannt und wird beispielsweise nach dem in der DE-OS 27 32 291 beschriebenen Verfahren erhalten. The l-amino-8-naph-thol-3,6-disulfonic acid used as the starting material is known and is obtained, for example, by the process described in DE-OS 27 32 291.
10 Die Diazotierung der 1 -Amino-8-naphthol-3,6-disulfon-säure erfolgt bevorzugt mit Natriumnitrit in wässrig-mineral-saurer Lösung bei einer Temperatur von ca. —10 bis +10 C, wobei mindestens 2 Äquivalente an Mineralsäure, z.B. Salzsäure verwendet werden. Anstelle von Natriumnitrit lassen 15 sich selbstverständlich auch andere Alkalimetallnitrite verwenden. Ferner kommen als diazotierende Mittel Stickoxide und Derivate der salpetrigen Säure wie Nitrosylchlorid, Ni-trosylschwefelsäure oder auch deren Ester, wie beispielsweise Butlynitrit in Frage. 10 The diazotization of 1-amino-8-naphthol-3,6-disulfonic acid is preferably carried out with sodium nitrite in aqueous mineral acid solution at a temperature of about -10 to +10 ° C., at least 2 equivalents of mineral acid, e.g. Hydrochloric acid can be used. Instead of sodium nitrite, other alkali metal nitrites can of course also be used. Further suitable diazotizing agents are nitrogen oxides and nitrous acid derivatives such as nitrosyl chloride, nitrosylsulfuric acid or also their esters, such as, for example, butlynitrite.
20 Arbeitet man in wässrig-mineralsaurer Lösung, so fallt das Diazoniumsalz in Form einer Suspension an. Aus dieser kann das Diazoniumsalz nach den üblichen Methoden isoliert und anschliessend unter reduktiven Bedingungen die Diazo-gruppe abgespalten werden. Man kann aber auch direkt mit 25 der Suspension des Diazoniumsalzes weiterarbeiten. Ferner ist es möglich, die Diazotierung in Gegenwart einer reduzierend wirkenden Verbindung durchzuführen und so in einem Arbeitsgang ohne Abscheidung der Diazoverbindung direkt zur l-Naphthol-3,6-disulfonsäurezu gelangen. Vorausset-30 zung ist hier natürlich, dass das Reduktionsmittel nicht mit dem Diazotierungsmittel reagiert bzw. die Diazotierungsre-aktion erschwert oder gar unterbindet. 20 If one works in aqueous mineral acid solution, the diazonium salt is obtained in the form of a suspension. The diazonium salt can be isolated from this by the customary methods and the diazo group can then be cleaved off under reductive conditions. However, it is also possible to continue working directly with the suspension of the diazonium salt. It is also possible to carry out the diazotization in the presence of a reducing compound and thus to obtain the 1-naphthol-3,6-disulfonic acid directly in one operation without separation of the diazo compound. The prerequisite here is, of course, that the reducing agent does not react with the diazotizing agent or that the diazotization reaction is difficult or even prevented.
Als Reduktionsmittel welche zum Austausch der Diazoni-umgruppe gegen Wasserstoff geeignet sind werden bevorzugt 35 schwermetallfreie Verbindungen, insbesondere die Salze, Ester oder Amide der Ameisensäure oder reduzierend wirkende Zucker, vor allem alkalische Glukoselösung verwendet. Als Salze der Ameisensäure kommen in erster Linie die Alkalimetallformiate, wie z.B. Natrium- oder Kaliumfor-40 miat, daneben aber auch Ammoniumformiat in Frage. Als Ester der Ameisensäure sind z.B. der Ameisensäuremethyl-, -äthyl-, -propyl-, -isopropyl- und -butylester genannt. Was die Amide der Ameisensäure anbetrifft, so kommt Formamid oder dessen N-alkylierte Derivate, wie z.B. das Dimethyl-45 formamid, in Betracht. As reducing agents which are suitable for exchanging the diazonium group for hydrogen, 35 heavy metal-free compounds, in particular the salts, esters or amides of formic acid or reducing sugar, especially alkaline glucose solution, are preferably used. The salts of formic acid are primarily the alkali metal formates, such as Sodium or potassium formate, but also ammonium formate in question. As esters of formic acid e.g. called the formic acid methyl, ethyl, propyl, isopropyl and butyl ester. As for the amides of formic acid, formamide or its N-alkylated derivatives, such as the dimethyl-45 formamide.
Verwendet man als Reduktionsmittel Alkalimetallformiate, so setzt man diese zweckmässigerweise im Überschuss ein und zwar 2-5 Mol Formiat bezogen auf 1 Mol Diazo-naphtholsulfonsäure. If alkali metal formates are used as the reducing agent, it is expedient to use them in excess, namely 2-5 mol of formate based on 1 mol of diazo-naphtholsulfonic acid.
so Durchgeführt wird die Abspaltung der Diazoniumgruppe vorteilhaft bei einer Temperatur von 15 bis 100 C, insbesondere 80 bis 100 °C und bei einem pH-Wert im Bereich von 1 bis 8; zweckmässigerweise arbeitet man bei pH-Werten um den Neutralpunkt. Es ist auch möglich, bei einem pH-Wert 55 von 8 zu beginnen und diesen während der Reaktion beispielsweise auf einen Wert von 3 bis 4 absinken zu lassen. The cleavage of the diazonium group is advantageously carried out at a temperature of 15 to 100 ° C., in particular 80 to 100 ° C. and at a pH in the range from 1 to 8; expediently one works at pH values around the neutral point. It is also possible to start at a pH 55 of 8 and to let it drop to a value of 3 to 4 during the reaction, for example.
Die reduktive Desaminiening gelingt mittels einer Vielzahl weiterer Reduktionsmittel (siehe Houben-Weyl Bd. 10/3 (1965) Seiten 115-144), die sich grundsätzlich auch im vorlie-6ogenden Verfahren anwenden lassen. Reductive deamination is achieved using a large number of other reducing agents (see Houben-Weyl Vol. 10/3 (1965) pages 115-144), which can in principle also be used in the present process.
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt nach bekannten Methoden, etwa durch Aussalzen der anorganischen Nebenprodukte, Extrahieren der Naphtholsulfonsäure und deren Reinigung, z.B. durch Umkristallisieren. 65 Durchgeführt wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise folgendermassen: The reaction mixture is worked up by known methods, for example by salting out the inorganic by-products, extracting the naphtholsulfonic acid and purifying it, e.g. by recrystallization. 65 The method according to the invention is carried out, for example, as follows:
l-Amino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure wird mittels Natriumnitrit/Salzsäure in wässriger Lösung bei einer Tempera- l-Amino-8-naphthol-3,6-disulfonic acid is dissolved in aqueous solution at a temperature using sodium nitrite / hydrochloric acid.
tur von 0 bis 5 C diazotiert. Nachdem die Reaktion beendet ist, wird das Diazoniumsalz abfiltriert und in eine wässrige Kaliumformiatlösung eingetragen. Nach einer Reaktionsdauer von mehreren Stunden bei einer Temperatur von ca. 90 "C ist die Diazogruppe quantitativ abgespalten. Zur Abtrennung der Naphthol-3,6-disulfonsäure aus dem Reaktionsgemisch wird dieses mit dem 2 bis 5 fachen Volumen an Äthanol versetzt und die ausgefallenen anorganischen Salze abfiltriert. Das alkoholisch-wässrige Filtrat wird eingedampft und das Produkt gegebenenfalls durch Umkristallisieren gereinigt. diazotized from 0 to 5 C. After the reaction has ended, the diazonium salt is filtered off and introduced into an aqueous potassium formate solution. After a reaction time of several hours at a temperature of approximately 90 ° C., the diazo group is split off quantitatively. To separate the naphthol-3,6-disulfonic acid from the reaction mixture, this is mixed with 2 to 5 times the volume of ethanol and the precipitated inorganic The alcoholic-aqueous filtrate is evaporated and the product is optionally purified by recrystallization.
Man erhält auf diese Art und Weise l-Naphthol-36-disul-fonsäure mit einer Ausbeute von ca. 70% bezogen auf eingesetzte 1 -Amino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure. In this way, 1-naphthol-36-disulphonic acid is obtained with a yield of approximately 70% based on the 1-amino-8-naphthol-3,6-disulphonic acid used.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert. The invention is illustrated by the following examples.
Beispiel 1 example 1
In einem Becherglas werden 20 g l-Amino-8-naphthoI-3,6-disulfonsäure (H-Säure) in 95 ml Wasser suspendiert. Durch Zusatz von 10 n Natronlauge (5,7 ml) wird ein pH Wert von 7 eingestellt, wobei die H-Säure in Lösung geht. Die Lösung wird anschliessend mit 15,96 ml 4 n Natriumnitritlö-sung versetzt und gut durchgemischt. In einem weiteren Becherglas werden 78 g Eis vorgelegt und 25 ml 10 n Salzsäure zugegeben. Hat die Eis/Salzsäure-Mischung eine Temperatur von ca. —10 C erreicht, tropft man innerhalb von 4 Stunden die H-Säure/Natriumnitrit-Lösung zu. Die Temperatur wird in einem Bereich von 0-5 C gehalten. Das Diazoniumsalz fällt aus und bildet eine gelbliche Suspension. Nachdem überschüssiges Nitrit mittels Sulfaminsäure zerstört wurde, wird das Diazoniumsalz abfiltriert und zur Abspaltung der Di- 20 g of l-amino-8-naphthoI-3,6-disulfonic acid (H-acid) are suspended in 95 ml of water in a beaker. A pH of 7 is set by adding 10N sodium hydroxide solution (5.7 ml), the H acid dissolving. The solution is then mixed with 15.96 ml of 4N sodium nitrite solution and mixed well. 78 g of ice are placed in a further beaker and 25 ml of 10 N hydrochloric acid are added. When the ice / hydrochloric acid mixture has reached a temperature of approx. -10 ° C, the H-acid / sodium nitrite solution is added dropwise within 4 hours. The temperature is kept in a range of 0-5 ° C. The diazonium salt precipitates out and forms a yellowish suspension. After excess nitrite has been destroyed using sulfamic acid, the diazonium salt is filtered off and the cleavage of the di-
3 653 671 3,653,671
azogruppe innerhalb von 8 Stunden in eine frisch angesetzte Kaliumformiatlösung (3,3 molarer Überschuss an Kalium-formiat bezogen auf Diazoniumsalz) eingetragen, deren pH mittels Kalilauge auf einen Wert von 8 eingestellt wurde. Die 5 Kaliumformiatlösung hat bei Zugabe des Diazoniumsalzes eine Temperatur von 90 bis 95 'C. Die Temperatur wird während der Reaktionszeit von insgesamt 12 Stunden in diesem Bereich gehalten. Zur Aufarbeitung versetzt man das abgekühlte Reaktionsgemisch mit 250 ml Äthanol und filtriert die io ausgefallenen Salze ab. Diese werden in 0,1 n Salzsäure gelöst und erneut durch Zusatz von Äthanol gefällt. Man wiederholt dieses Verfahren noch zweimal und dampft anschliessend die vereinigten Filtrate zur Trockne ein. Man erhält so 28,7 g l-Naphthol-3,6-disulfonsäure mit einem Gehalt von 45,5%; i5 Ausbeute: 69%; RrWert: 0,34. azo group added within 8 hours in a freshly prepared potassium formate solution (3.3 molar excess of potassium formate based on diazonium salt), the pH of which was adjusted to 8 using potassium hydroxide solution. The 5 potassium formate solution has a temperature of 90 to 95 'C. when the diazonium salt is added. The temperature is maintained in this range for a total of 12 hours during the reaction time. For working up, the cooled reaction mixture is mixed with 250 ml of ethanol and the io precipitated salts are filtered off. These are dissolved in 0.1N hydrochloric acid and precipitated again by adding ethanol. This process is repeated two more times and then the combined filtrates are evaporated to dryness. This gives 28.7 g of l-naphthol-3,6-disulfonic acid with a content of 45.5%; i5 Yield: 69%; Rr value: 0.34.
Beispiel 2 Example 2
20 g l-Amino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure werden wie im Beispiel 1 beschrieben diazotiert. Zur Abspaltung der Di-20 azogruppe suspendiert man das Diazoniumsalz in 105 ml Wasser und gibt anschliessend 8,33 g Glukose angeschlämmt in 20 ml Wasser zu. Die so hergestellte Diazoniumsalz/Glu-kose-Suspension gibt man innert einer Stunde in 80 ml 12,5%ige Natronlauge, die zuvor auf 80 °C erhitzt wurde. 25 Man lässt 3 Stunden bei 80 °C nachreagieren und kühlt anschliessend das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur ab. Nach Neutralisation mit verdünnter Salzsäure erfolgt die Aufarbeitung wie im Beispiel 1 beschrieben. Der RrWert des so erhaltenen Produkts stimmt mit dem einer authentischen 30 Probe überein. 20 g of l-amino-8-naphthol-3,6-disulfonic acid are diazotized as described in Example 1. To split off the di-20 azo group, the diazonium salt is suspended in 105 ml of water and 8.33 g of glucose suspended in 20 ml of water are then added. The diazonium salt / glucose suspension prepared in this way is added within one hour to 80 ml of 12.5% sodium hydroxide solution, which has previously been heated to 80 ° C. 25 Allow to react for 3 hours at 80 ° C and then cool the reaction mixture to room temperature. After neutralization with dilute hydrochloric acid, the work-up is carried out as described in Example 1. The Rr value of the product thus obtained matches that of an authentic sample.
Zur dünnschichtchromatographischen Analyse verwendet man Kieselgelplatten mit UV-Indikator; Laufmittel : n-Prop-anol/Ammoniak 20% im Verhältnis 2; 1. For thin-layer chromatographic analysis, silica gel plates with a UV indicator are used; Eluent: n-prop-anol / ammonia 20% in the ratio 2; 1.
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