CS225462B1 - Kontinuální způsob přípravy aromatických diazoniových sloučenin - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je kontinuální způsob přípravy aroma- ' tických diazoniových sloučenin, kdy jsou na vstupu reaktoru vzájemně míšeny vstupující proudy obsahující roztok popřípadě suspenzi diazotovatelného aromatického aminu v prostředí zředěné popřípadě koncentrované minerální kyseliny a vodný roztok dusitanu alkalického kovu nebo roztok esteru kyseliny dusité a alkoholu.

Diazoniové sloučeniny tvoří velíce širokou bázi zjjeména pro přípravu azových barviv a obdobných azosloučenin reakcí s kopulovatelnýrai komponentami a dále pro přípravu produktů Sandmeyerových reakcí, Gattermannových reakcí, reakce Meerwein-Mullerovy apod. Diazoniové aromatické sloučeniny se obyčejně připravují vsádkovou diazotací dusitanem sodným odpovídajících diazotovatelných aromatických aminů ve vodném prostředí za přítomnosti silné minerální kyseliny nebo v kyselině sírové nitrosylsírovou kyselinou. Tyto postupy jsou známé a dostatečně popsány v patentové literatuře, např. US pat. 2 478 767, 2 478 768, 3 793 305. Jejich nevýhodou je, že pro svou realizaci vyžadují nákladné velkoobjeraové technologické zařízení a proces diazotace musí být veden tak, aby výběr chemického prostředí a termodynamických podmínek diazotační reakce zajišťoval dostatečně dlouhodobou stabilitu vzniklých diazosloučenin v reakční směsi. Přitom zejména rozpustnost diazotovatelných aromatických aminů, která často vykazuje výraznou teplotní závislost, může podstatně ovlivnit jak rychlost tak i selektivitu chemické reakce.

Nyní bylo nalezeno, že diazotaci diazotovatelných aromatických aminů lze ve vysokém výtěžku realizovat za vyšších teplot bez přídavku chladicích aditiv působením dusitanu alkalického kovu, nebo alkylnitritu, popřípa*dě arylnitritu vznikajícího in šitu v průtokovém kontinuálním reaktoru. Tento proces může být realizován na malé produkční jedno tce jejíž kapacita je omezena jen průtokovou rychlostí reakčního media, která je ovšem funkcí reakční rychlosti příslušného reakčního systému. Vstupní proud obsahuje vysoce čisté diazoniové sloučeniny bez rozkladných produktů, které mohou být s výhodou dále zpracovávány kontinuálním způsobem.

Způsob přípravy aromatických diazoniových sloučenin spočívá podle vynálezu v tom, že na vstupu vhodného průtokového reaktoru jsou navzájem ve stechiometrickém množství míšeny kontinuálně vstupující proudy obsahující roztoky nebo suspenze diazotovatelných aromatických aminů v prostředí minerální kyseliny a vody, popřípadě za přítomnosti nižších alkoholů a vodného roztoku solí kyseliny dusité, popřípadě alkylnitritů. S výhodou lze použít dusitany alkalického kovu, jako například dusitan sodný nebo organické sloučeniny jako estery kyseliny dusité s nižšími alifatickými alkoholy jako například amylnitrit. Při použití organických esterů kyseliny dusité jako diazotačního činidla lze diazotační reakce provádět ve vodě nebo vhodném organickém rozpouštědle popřípadě jejich směsi nebo jejich směsi s vodou. Vhodnými rozpustidly pro uvedený reakční systém jsou napříkad nižší alifatické alkoholy, nižší alifatické nebo cykloalifatické ketony, dále Ν,Ν-dimetylformamid, N-metylpyrrolidon, li-rnetylacetamin, dimetylsulfoxid, dioxan, etylenglykol, 2-etylhexanil apod. Diazotační reakce podle vynálezu se může provádět ve zředěném nebo koncentrovaném vodném, organickém nebo vodně-organickém prostředí, s výhočfti je však voleno takové reakční prostředí, kde reakční složky mohou být přítomny ve vysokých koncentracích, přičemž část diazotovatelného aromatického aminu musí být v tomto prostředí rozpuštěna.

Postup podle předloženého vynálezu se s výhocfii provádí tak, že se jemně rozptýlený diazotovatelný amin v prostředí zředěné minerální kyseliny mísí na vstupu do kontinuálního průtokového reaktoru ve stechiometrickém množství s koncentrovaným vodným roztokem dusitanu alkalického kovu pomocí vysoce účinného turbinového míchadla. Avšak přidávání roztoku dusitanu alkalického kovu může být rozděleno do několika dávek přidávaných již v průběhu diazotační reakce v různých místech průtokového reaktoru, kdy reakční čas probíhajícího děje je obecně větší než t = 0.

Reakční teplota diazotace se může pohybovat v rozmezí 10 až 70 °C, s výhodou se však využívá teplotního intervalu 15 až 50 °C, kdy diazotační reakce probíhá dostatečně rychle, ve vysokém výtěžku nebo téměř kvantitativně.

Pro postup diazotace podle vynálezu může být použita celá řada diazotovatelných aminů jako například anilin a jeho alkylpopřípade alkoxyderiváty, nitroderiváty, acylaminoderiváty, karboxy- a sulfosloučeniny, dále deriváty obdobných sloučenin diazotovatelných v uvedeném prostředí a charakterizovaných obecným vzorcem

kde jednotlivé symboly v chemickém vzorci mají význam následujících funkčních skupin;

R^ - Η, P, Cl, Br, trifluormetyl, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, alkoxyalkyl se 2 až 6 atomy uhlíku, alk<aroyl se 2 až 4 atomy uhlíku, alkanoylamino- se 2 až 4 atomy uhlíku, benzoylamino- , chlorbenzoylamino-, niťrobenzoylamino-j sulfobenzoylamino-, chloraoetylamino-, propionylamino-, akryloylamino-, karbalkoxy- se 2až 5 atomy uhlíku, karboxyskupiny, N-alkyl- a Ν,Ν-dialkylsulfamoyl nebo karbamoyl s 1 až 4 atomy uhlíku, hydroxyl, sulfoskupina, nitroskupina

Rg - H, karboxyl, sulfoskupina, Cl, Br, alkyl s 1 až 5 atomy uhlíku, sulfaraoyl, karbamoyl nebo kyanskupina

R^ - H, Cl, Br, sulfoskupina, sulfamoyl, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku nebo alkoxyl s 1 až 4 atomy uhlíku.

Způsob přípravy aromatických diazoniových sloučenin kontinuálním způsobem podle vynálezu je dále ilustrován příklady, které však nejsou jeho omezením.

Příklad 1

Vodná suspenze s obsahem 10 % hm. 4-nitroanilinu a 7 % hm. kyseliny chlorovodíkové 100% je míšena v homogenizačnim prostoru fi průtokového reaktoru se 17,5% vodným roztokem dusitanu sodného takovou rychlostí, aby si navzájem odpovídaly součiny molárních koncentrací reagujících komponent a jejich průtokových rychlostí· Pro průtokový reaktor o vnitřním objemu 1 litr s přibližné pístovým charakterem toku je potom pro dokonalé proreagování reakční směsi nutná průtoková rychlost suspenze 16,66 ml.s! a průtoková rychlost roztoku dusitanu sodného 4,77 ml»s!, přičemž teplota vstupujících proudů se musí pohybovat v intervalu 10 až 20 °C a teplota reaktoru by neměla překročit 40 °C když optimum je v oblasti 25 až 35 °C. Reakční směs opouštějící reaktor obsahuje téměř teoretické množství diazosloučeniny·

Příklad 2

Do průtokového reaktoru s pístovým tokem a vlastním objemem litr je přes turbinový homogenizátor nastříkávána vodná suspenze obsahující 8,75 % hm· p-aminoaoetanilidu a 4,6 % hm· kyseliny chlorovodíkové 100% a vodný roztok dusitanu sodného s obsahem účinné látky 17,5 % hm. Teplotu vstupujících proudů je nutno udržovat v rozmezí 15 až 25 °C, přičemž provozní režim reaktoru by mel byt adiabatioký· Nastril mální průběh diazotační reakce roztoku dusitanu sodného 0,197 obsažená v reakční směsi je po telná k dalšímu zpracování· :ova rychlost suspenze pro optije 1 l.min a nástřiková rychlost l.min“¹· Diazoniová sloučenina výstupu z reaktoru okamžitě použiPříklad 3

Do průtokového reaktoru z příkladu 2 je za výše uvedených podmínek uváděna směs obsahující 17,3 % hm. l-amino-4-benzensulfonové kyseliny a 5,6 % hm, 100% kyseliny chlorovodíkové současně s vodným roztokem dusitanu sodného s obsahem 17,5 % hm. účinné látky· Průtokové/rychlosti vstupujících proudů odpovídají 1 l.min! v případě směsi obsahující diazotovatelný amin a 0,394 l.min! v případě vodného roztoku alkalického dusitanu·

Při zachování předepsaného objemového průtoku reakční směsi se na výstupu z reaktoru získá reakční směs s téměř teoretickým obsahem diazosloučeniny·

Příklad 4

V homogenizačním prostoru adiabatického průtokového reaktoru s pístovým tokem jsou míšeny proudy obsahující (% hmotnosti)

12,5 % jemně rozptýleného 2-chlor-4-nitroanilinu v kyselině chlorovodíkové 7% s vodným roztokem dusitanu sodného 17% a 3 % etylalkoholu tak, aby součiny molárních koncentrací reakčních komponent a jejich průtokových rychlostí byly navzájem ekvivalentní.

Celková průtoková rychlost reakční směsi pro optimální průběh —1 diazotační reakce musí vyhovovat intervalu 0,45 až 0,5 l.min , přičemž teplota reakční zóny by se měla pohybovat v reakčním rozmezí 30 až 35 °C a neměla přg-kročit harnici 42 °C. Za uvedených podmínek je dosahováno optimální konverze a odpovídající diazosloučenina se získá ve vysokém výtěžku.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Kontinuální způsob přípravy aromatických diazoniových sloučenin diazotací aromatických diazotovatelných aminů vodným roztokem dusitanu alkalického kovu v prostředí minerální kyseliny_zvyznačený tím, že se v ekvimolárním množství kontinuálně mísí na vstupu do reakčního prostoru diazotovatelný aromatický amin s dusitanem alkalického kovu, popřípadě za přítomnosti alifatického alkoholu se 2 až 4 atomy uhlíku.