CS235443B1

CS235443B1 - Process for preparing citric acid amide and citrazine acid amide

Info

Publication number: CS235443B1
Application number: CS486883A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Kroupa; Vladimir Chmatal; Ales Cee
Original assignee: Jaroslav Kroupa; Vladimir Chmatal; Ales Cee
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1985-05-15

Abstract

Způsob přípravy emisi amidu kyseliny citrazinové a kyseliny citrazinové reakcí kyseliny citrónové a močoviny tak, že ae jeden hmotnostní díl kyseliny citrónové zahřívá v jedno· až čtyřech dílech hmotnostních o-dlchlorbenzenu nebo trichlorbenzeau a jedním až dvěma díly hmotnostními močoviny ze přídavku 0,01 až 0,3 hmotnostních dílů aeionogennlho tanzidu.nebo glykolu při teplotS 130 až 140 °C po dobu přítomnosti volné kyseliny citrónové e vzniklý produkt se izoluje filtrací po jeho vysrážení z reakčnl smSei přídavkem 2 až 5 dílů hmotnostních kyseliny sírová o koncentraci 10 až 50 íí hmotnostních. Směs kyseliny citrazinové e jejího amidu slouží jednak k přímé syntéze směsných barviv, předevžím reaktivních, nebo tato srnSa může Sloužit jako výchozí surovina pro přípravu čisté kyeeliny citrazinové pro použiti ve farmacii, fotografické chemii či biocheMethod for preparing citrazinic acid amide and citrazinic acid by reaction of citric acid and urea in such a way that one part by weight of citric acid is heated in one to four parts by weight of o-dichlorobenzene or trichlorobenzene and one to two parts by weight of urea with the addition of 0.01 to 0.3 parts by weight of anionic surfactant or glycol at a temperature of 130 to 140 °C for the duration of the presence of free citric acid and the resulting product is isolated by filtration after its precipitation from the reaction mixture with the addition of 2 to 5 parts by weight of sulfuric acid with a concentration of 10 to 50 parts by weight. The mixture of citrazinic acid and its amide is used both for the direct synthesis of mixed dyes, especially reactive ones, or this mixture can be used as a starting material for the preparation of pure citrazinic acid for use in pharmacy, photographic chemistry or biochemistry.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy smási amidu kyseliny citrszlnové e kyseliny citr»* sinové reakcí kyseliny citrónové a močoviny.The invention relates to a process for preparing a mixture of citric acid amide and citric acid by reacting citric acid and urea.

Kyselina citrezinové a její amid slouží jako základní surovina pro přípravu některých organických barviv, především reaktivních a kyselých e v meněim množství slouží i jako polotovar farmaceutické výroby. Směs amidu kyseliny citrezinové e volná kyseliny citrezinové může být použita buď k přímé syntéze směsných barviv, nebo tato směs může sloužit jako výchozí surovina pro přípravu Čisté kyseliny citrezinové·Citrezic acid and its amide serve as a basic raw material for the preparation of some organic dyes, especially reactive and acidic e. A mixture of citric acid amide and free citric acid can be used either for the direct synthesis of mixed dyes, or this mixture can serve as a starting material for the preparation of Pure citric acid.

Dosavadní postupy přípravy popisují vždy jen poměrně složité vícestupňové syntézy kyseliny citrezinové, nebo čistého amidu této kyseliny. Technologie, spočívá většinou v tom, že reakcí kyseliny citrónové nebo jejich esterů e amoniakem, nebo močovinou buď za atmosferického tlaku nebo zvýženého tlaku v autoklávech, aa připraví surový amid kyseliny citrezinové, popřípadě při tlakových ayntézách i eměa amidu β volnou kyselinou citrazinovou.The prior art processes only describe relatively complex multistep synthesis of citrezic acid or pure amide of citric acid. Most of the technology consists in reacting citric acid or its esters with ammonia or urea either at atmospheric pressure or at elevated pressure in autoclaves to prepare the crude citrezic acid amide or, alternatively, under pressure aynthesis and amide β, with free citrazic acid.

Přímý postup eyhtésy spočívá V reakci triamidu kyseliny citrónové v prostředí kyseliny sírové, kdy dleli sací vzniká žádaný produkt. Potřebný triamid se věak poměrně obtížně získává z esterů kyseliny citrónové, V obou přípedeoh se získaný amid musí px*o dalěí použití klerovat, nebol vzniká poměrně pestrá směs vedlejších látok a takto vyěiětěný amid, nebo jeho směs s volnou kyselinou citrazinovou, ss pak převádějí hydrolýzou na čistou kyselinu citrazinovou, Hydrolýza je prováděna buď v alkalickém prostředí pomocí roztoků alkalických hydroxidů, nebo uhličitanů a vzniklá kyselina eitrazinové je izolována z reakční směsi po její neutralizaci minerální kyselinou, nebo je prováděna heterogenní hydrolýza suspenze směsi v roztoku minerální kyseliny, nejčastějl sírové.The direct procedure of eyhesis is the reaction of citric acid triamide in sulfuric acid to produce the desired product. The required triamide is, however, relatively difficult to obtain from citric acid esters. In both cases, the amide obtained must be cleaved for further use, since a relatively varied mixture of by-products and the thus-purified amide or a mixture thereof with free citrazic acid are formed. Hydrolysis is carried out either in an alkaline medium using solutions of alkaline hydroxides or carbonates and the resulting eitrazinic acid is isolated from the reaction mixture after neutralization with a mineral acid, or heterogeneous hydrolysis of a suspension of the mixture in a mineral acid solution, most often sulfuric acid, is carried out.

Popsané způsoby mají velkou nevýhodu v tom, že buď vycházejí ze surovin;,' které se musí předem připravovat předchozími syntézami v poměrně čisté formě, nebo pokud vycházejí z kyseliny citrónové, provádí se tato reakce sice ve vodném prostředí, ale poněvadž potřebná reakční teplota se pohybuje v rozmezí 130 až 150 °C, vyvolává to nutnost použití autoklávů a práci pod tlakem, který navíc během reakce musí být regulován, nebol při reakci je uvolňován v případě močoviny amoniak. Prostředí reakce je navíc poměrně silně korozivní, což samo o sobě přináěí dalěí nároky ne aparaturu.The processes described have the great disadvantage that they either start from raw materials which have to be prepared in advance in relatively pure form by previous syntheses or, if starting from citric acid, this reaction is carried out in an aqueous medium, but since the reaction temperature required is in the range of 130 to 150 ° C, this necessitates the use of autoclaves and pressure work, which in addition must be controlled during the reaction, since ammonia is released during the reaction in the case of urea. Moreover, the reaction environment is quite strongly corrosive, which in itself imposes further demands on the apparatus.

Nyní byl nalezen způsob přípravy směsi amidu kyseliny citrezinové a kyseliny citrazinové reakcí kyseliny citrónové a močoviny, který spočívá v tom, Že jeden hmotnostní díl kyseliny citrónové je zahříván v jednom aí čtyřech dílech hmotnostních o-dichlorbenzenu nebo triohlorbenzenu s jedním až dvěma díly hmotnostními za přídavku 0,01 až 0,3 dílů hmotnostních neionogenního tenzidu nebo glykolu při teplotě 130 až 140 °C po dobu přítomnosti volné kyseliny citrónové a vzniklý produkt je Izolován filtrací po jeho vyarážení z reakční směsi přídavkem dvou ež pěti dílů kyseliny sirové o koncentraci 10 až 50 % hmotnostních.We have now found a process for preparing a mixture of citric acid amide and citrazic acid by reacting citric acid and urea, wherein one part by weight of citric acid is heated in one to four parts by weight of o-dichlorobenzene or tri-chlorobenzene with one to two parts by weight. 0.01 to 0.3 parts by weight of a nonionic surfactant or glycol at 130 to 140 ° C for the presence of free citric acid and the resulting product is isolated by filtration after precipitation from the reaction mixture by adding two to five parts of 10 to 50 sulfuric acid % by weight.

Jako neionogenních tenzidů je možno užít například kondenzačního produktu formaldehydu a naftalensulfokyaelin, známého pod obchodní značkou Kortamol NNO naho jeho směsi β oleylpolyglykolétery pod obchodní značkou Slovaeol 0.Nonionic surfactants which may be used are, for example, the condensation product of formaldehyde and naphthalenesulfocyanine, known under the trade mark Kortamol NNO and its mixtures of β oleyl polyglycol ethers under the trade mark Slovaeol 0.

Místo neionogenního tenzidu nebo společně a ním je možno použít těchto glykolů: propylenglykolu, trimetylénglykolu, dietylénglykolu, nebo trietylěnglykolu. Jejích funkce spočívá jak v tom, Že umožňují provedeni reakce v homogenní fázi, tak i v tom, že urychlují vlastní průběh cyklizačnl reakce.The following glycols may be used in place of or together with the non-ionic surfactant: propylene glycol, trimethylene glycol, diethylene glycol, or triethylene glycol. Their function is both to enable the reaction to proceed in a homogeneous phase and to accelerate the cyclization reaction itself.

Doba potřebná k provedení a ukončení reakce je závislá předevěím na aparaturním provedení, nebol během reakce dochází k pěnění reakční směsi a při vylučování produktu je třeba dobrého míchání. Při reakční teplotě 130 °C by doba reakce neměla přesáhnout 3 až 4 hodiny.The time required to complete and complete the reaction is dependent primarily on the apparatus, since the reaction mixture foams during the reaction and good agitation is required to precipitate the product. At a reaction temperature of 130 ° C, the reaction time should not exceed 3 to 4 hours.

Produkt po přídavku roztoku kyseliny sírová ee z reakční aměai vylučuje v krystalické dobře filtrovatelné formě, takže umožňuje i snadné promytí k odstraněni přebytečného rozpouštědla* popřípadě sníženi kyselosti i když, počítá-li se s další hydrolýzou při syntéze čisté kyseliny citrazinové, není tato na závadu. Odstranění Zbytků rozpouštědla js možná buS ve vakuovém venuletu, nebo oddestilovánía Zbytků pomocí destilace s vodní parou.The product, after addition of the sulfuric acid solution, exits from the reaction mixture in a crystalline well-filterable form, thus permitting easy washing to remove excess solvent or reducing acidity, although if further hydrolysis is envisaged in the synthesis of pure citrazic acid, . Removal of solvent residues may be either in a vacuum venetulum, or by distillation and distillation by steam distillation.

Regenerace použitého rozpouštědla z filtrátů po izolaci produktu je velmi snadné. Zředěním filtrátů vodou dojde k rozdělení na vodhou, tmavě zbarvenou vrstvu, která obsahuje v sobě rozpuštěné Zbytky chinoidnich látek a dalších vedlejších produktů kondenzace, a na prakticky bezbarvou vrstvu téměř čistého rozpouštědla. To lze po snadném odděleni bez dalšího čištěni použít v této formě při další operaci syntézy.The recovery of the solvent used from the filtrates after isolation of the product is very easy. Dilution of the filtrates with water separates into a dark, dark-colored layer containing dissolved residues of quinoids and other condensation by-products and into a virtually colorless layer of almost pure solvent. This can be used in this form in a further synthesis operation after easy separation without further purification.

Příklady provedení jaou uvedeny dále. V příkladech použité díly jsou hmotnostní.Examples are given below. The parts used in the examples are by weight.

PřikladlHe did

105 dílů monohydrátu kyseliny citrónové Se vnese do 200 dílů o-dichlorbenzenu a přidá se za mícháni 90 dílů močoviny a 25 dílů propylenglykolu. Směs Sé Vyhřeje vnějším ohřevem na 135 °C, azeotropicky se oddestiluje voda a po jedné hodině reakce se přidá dalších 40 dílů močoviny, Smě a se částečné pění unikajícím amoniakem a kysličníkem uhličitým. Po 3 hodinách se přeruší zahřívání, reakční směs se neché zchladnout na teplotu 80 °G a při této teplotě se k ní přidá 200 dílů 15% kyseliny sírová. Směs ee dobře rozmíchá, ochladí na teplotu 20 °C a při této teplotě se vyloučená směs amidu a kyseliny citrazinové oddělí filtrací. Filtrační koláč se promyje vodou a suší ve vakuové sušárně. Výtěžek 50 dílů světle žlutohnědého 90% produktu o složení 25 % kyseliny citrazinové a 75 % amidu kyseliny citrazinové.105 parts of citric acid monohydrate are added to 200 parts of o-dichlorobenzene and 90 parts of urea and 25 parts of propylene glycol are added with stirring. The mixture is heated by external heating to 135 ° C, water is distilled off azeotropically, and after one hour of reaction, an additional 40 parts of urea are added, and the foam is foamed by escaping ammonia and carbon dioxide. After 3 hours, the heating was discontinued, the reaction mixture was allowed to cool to 80 ° C and 200 parts of 15% sulfuric acid was added at this temperature. The mixture was stirred well, cooled to 20 ° C, and at this temperature the precipitated amide / citrazic acid mixture was separated by filtration. The filter cake is washed with water and dried in a vacuum oven. Yield: 50 parts of pale yellow-brown 90% of 25% citrazic acid and 75% citrazic acid amide.

P ř í k J a d 2 dílů kyseliny citrónové bezvodé se vnese do 200 dílů o-dichlorbenzehu, přidá se 25 dílů Slovaeolu O (neionogenní tenzid) a za míchání ještě 130 dílů močoviny. Směs ee zahřeje na 130 °C a ponechá reagovat 4 hodiny. Během reakce dochází k úniku amoniaku z reakční směsi a směs pění. Po skončení reakce se přeruěí zahřívání, reakční směs ee ponechá zchladnout pod 100 °C a pak se k ní přidá 250 dílů 10% kyseliny sírová. Po dobrém rozmíchání ee směs ochladí na teplotu kolem 20 °C, suspenze produktu se zfiltruje, filtrační koláč ee prosty je vodou do ztráty kyselosti a suší ve vakuová sušárně při teplotě 90 °C, Výtěžek 47 dílů 95% produktu o složení 80 % amidu a 20 % volné kyseliny citrazinové.Example 2 2 parts of anhydrous citric acid are added to 200 parts of o-dichlorobenzene, 25 parts of Slovaeol O (non-ionic surfactant) are added and 130 parts of urea are added with stirring. The mixture was heated to 130 ° C and allowed to react for 4 hours. During the reaction, ammonia escapes from the reaction mixture and the mixture foams. After completion of the reaction, heating was discontinued, the reaction mixture was allowed to cool below 100 ° C, and then 250 parts of 10% sulfuric acid was added. After stirring well, the mixture is cooled to about 20 ° C, the product suspension is filtered, the filter cake is free of water until it loses its acidity and dried in a vacuum oven at 90 ° C, yield 47 parts 95% 80% amide and 20% free citrazinic acid.

V příkladu 1 je možno bez vlivu na kvalitu produktu a na výtěžek použít namísto propylenglykolu ostatních výěe uvedených glykolů. Při postupu dle přikladu 2 je možno zkombinovat použití tenzidu společně s glykolem. V tomto případě má reakce o něco rychlejší průběh a rozmíchání reakční směsi 8 kyselinou sirovou je rovněž snadnější. Nedochází věak rovněž ke znatelnějšímu zvýšení výtěžku.In Example 1, the other glycols listed above can be used in place of propylene glycol without affecting product quality and yield. In the procedure of Example 2, it is possible to combine the use of a surfactant with a glycol. In this case, the reaction proceeds somewhat faster and the mixing of the reaction mixture 8 with sulfuric acid is also easier. However, there is also no noticeable increase in yield.

Poměr kyseliny citrazinové a jejího amidu v produktu je závislý na teplotě reakce a na době, při které je směs udržována na této teplotě. Obecně lze říci, že čím je reakční teplota vyšší a čím je reakční doba delší, tím je obsah kyseliny citrazinové v produktu vySBl. Její obsah v produktu věak nepřesáhne 50 až 60 %. Vyšší teplotou a delší dobou zahříváni však na druhá straně dochází ke snižování výtěžku, což je způsobeno nejspíše probíhající dekarboxylací vznikající kyseliny citrazinové v tomto prostředí. Reakci je proto vhodná včas ukončit.The ratio of citrazic acid and its amide in the product is dependent on the reaction temperature and the time at which the mixture is maintained at this temperature. In general, the higher the reaction temperature and the longer the reaction time, the higher the citrazic acid content of the product. However, its content in the product does not exceed 50 to 60%. On the other hand, a higher temperature and a longer heating time reduce the yield, which is caused by the probably decarboxylation of the resulting citrazic acid in this environment. The reaction should therefore be terminated in good time.

Claims

A process for preparing a mixture of citrazic acid amide and citrazic acid by reacting citric acid and urea, characterized in that one mass of di-citric acid is heated in one to four parts by weight of o-dichlorobenzene or trichlorobenzene with one to two parts by weight of urea with an addition of 0.01 to 0.3 parts by weight of nonionic surfactants or glycol at 130-140 ° C for the presence of free citric acid and the product obtained is isolated by filtration after its precipitation from the reaction mixture by the addition of 2 to 5 parts by weight of sulfuric acid at a concentration of 10 to 50% by weight.