CS255644B1

CS255644B1 - Process for preparing 3,5-dinitrobonzoic acid

Info

Publication number: CS255644B1
Application number: CS867482A
Authority: CS
Inventors: Lubos Konecny
Original assignee: Lubos Konecny
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1986-10-16
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS748286A1

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby 3,5- -dinitrobenzoové kyseliny nitrací kyseliny benzoové, rozpuštěné v kyselině sírové kyselinou dusičnou. Podstata spočívá v tom, že se k reakční směsi po ochlazení na 20 až 30 °C přidá tolik vody, aby koncentrace kyseliny sírové byla 58 až 62 % hmotnostních, kapalná fáze se oddělí a produkt se promyje vodou.The solution concerns a method for producing 3,5-dinitrobenzoic acid by nitrating benzoic acid dissolved in sulfuric acid with nitric acid. The essence is that after cooling to 20 to 30 °C, enough water is added to the reaction mixture so that the sulfuric acid concentration is 58 to 62% by weight, the liquid phase is separated and the product is washed with water.

Description

Vynález se týká způsobu výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny používané k výrobě 3,5-dinitrobenzoylchlorídu, který je surovinou pro výrobu léčiv.The invention relates to a process for the preparation of 3,5-dinitrobenzoic acid used to produce 3,5-dinitrobenzoyl chloride, which is a raw material for the manufacture of medicaments.

Jsou známé způsoby výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny nitrací kyseliny benzoové, rozpuštěné v kyselině sírové o koncentraci 96 % hmotnostních buá nitrační směsí o obsahu 88 % kyseliny dusičné a 11 % kyseliny sírové při teplotách 101 až 103 °C nebo kyselinou dusičnou o koncentraci 98 % hmotnostních, přičemž teplota se pohybuje od 100 do 145 °C, molární poměr kyselina dusičná : kyselina benzoová 4,2 až 7,2 a kyselina sírová : kyselina benzoová 6,3 až 10,8. Produkt se pří těchto způsobech výroby isoluje ochlazením reakční směsi, filtrací a promytím produktu na nuči vodou.Methods are known for the preparation of 3,5-dinitrobenzoic acid by nitration of benzoic acid dissolved in 96% by weight sulfuric acid with either a nitration mixture of 88% nitric acid and 11% sulfuric acid at temperatures of 101 to 103 ° C or nitric acid of 98% the temperature ranges from 100 to 145 ° C, the molar ratio of nitric acid: benzoic acid 4.2 to 7.2 and sulfuric acid: benzoic acid 6.3 to 10.8. The product is isolated in these production processes by cooling the reaction mixture, filtering and washing the product under suction with water.

Dalším známým způsobem výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny je nitrace kyseliny benzoové, suspendované v dichloretanu postupným přídavkem kyseliny dusičné o koncentraci 98 % hmotnostních a olea o obsahu 20 % hmotnostních oxidů sírového při teplotě 50 °C a při molárním poměru kyselina dusičná : kyseliny benzoová 2,6 respektive kyselina sírová s : kyselina benzoová = 2,3 doreagování při teplotě 70 °C, ochlazení reakční směsi a izolace produktu. Je známa i nitrace kyseliny benzoové komplexem v tetrachlormetanu při teplotě 70 °C, ochlazení reakční směsi a izolace produktu.Another known process for the preparation of 3,5-dinitrobenzoic acid is nitration of benzoic acid suspended in dichloroethane by successive addition of 98% by weight nitric acid and 20% by weight sulfuric oxides at 50 ° C and at a molar ratio of nitric acid: benzoic acid. 2.6 and sulfuric acid, respectively: benzoic acid = 2.3, reacting at 70 ° C, cooling the reaction mixture and isolating the product. Nitration of the benzoic acid complex in carbon tetrachloride at 70 ° C, cooling of the reaction mixture and isolation of the product are also known.

Nevýhodou zmíněných postupů výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny nitrací kyseliny benzoové, rozpuštěné v kyselině sírové o koncentraci 96 % hmotnostních, nitrační směsí nebo kyselinou dusičnou o koncentraci 98 % hmotnostních při zmíněných molárních poměrech anorganických kyselin ku kyselině benzoové, ochlazením reakční směsi, filtrací a promytím produktu na nuči vodou je nízká výtěžnost, vysoká spotřeba anorganických kyselin, intenzívní vývin oxidů dusíku a vzrůst teploty produktu ve fázi filtrace a promývání filtračního koláče produktu vodou.A disadvantage of said processes for the production of 3,5-dinitrobenzoic acid by nitration of benzoic acid dissolved in 96% sulfuric acid, with a nitration mixture or with 98% nitric acid at the above mentioned molar ratios of inorganic acids to benzoic acid, cooling the reaction mixture, filtering and Washing the product on water with low water yields low yield, high inorganic acid consumption, intensive nitrogen oxide evolution, and product temperature rise in the filtration phase and washing the product filter cake with water.

Nevýhodou postupu výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny nitrací kyseliny benzoové, suspendované v dichloretanu, kyselinou dusičnou o koncentraci 98 % hmotnostních v přítomnosti olea o obsahu 20 % hmotnostních oxidu sírového je nutnost konzumace vysokoprocentního olea a energeticky nákladná regenerace dichloretanu. Nevýhodou způsobu výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny nitrací kyseliny benzoové komplexem fluoridu boritého a oxidu dusičného a nutnost regenerace rozpouštědla a složitost přípravy komplexu.A disadvantage of the process for producing 3,5-dinitrobenzoic acid by nitration of benzoic acid suspended in dichloroethane with 98% nitric acid in the presence of 20% by weight sulfuric oleate is the necessity of consuming high percentage oleate and energy-intensive recovery of dichloroethane. A disadvantage of the process for the preparation of 3,5-dinitrobenzoic acid by nitration of benzoic acid with a boron trifluoride-nitric oxide complex and the need for solvent regeneration and the complexity of the complex preparation.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny nitrací kyseliny benzoové rozpouštěné v 95 až 98% kyselině sírové kyselinou dusičnou o koncentraci 97 až 98,5 % hmot. podle tohoto vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že se nitrace provádí přidáváním kyseliny dusičné při teplotě 40 až 90 °C, pak se reakční směs vyhřeje na teplotu 101 až 105 °C, při které se ponechává po dobu 3 až 6 hodin, načež se po ochlazení na teplotu 20 až 30 °C přidá k reakční směsi vody tolik, aby koncentrace kyseliny sírové byla 58 až 62 % hmotnostních, kapalná fáze reakční směsi se oddělí filtrací nebo odstředěním a produkt se promyje vodou.These disadvantages are overcome by the process for producing 3,5-dinitrobenzoic acid by nitration of benzoic acid dissolved in 95 to 98% sulfuric acid with a concentration of 97 to 98.5% by weight. according to the invention, characterized in that the nitration is carried out by adding nitric acid at a temperature of 40 to 90 ° C, then the reaction mixture is heated to a temperature of 101 to 105 ° C, where it is left for 3 to 6 hours, After cooling to 20-30 ° C, water is added to the reaction mixture such that the sulfuric acid concentration is 58-62% by weight, the liquid phase of the reaction mixture is separated by filtration or centrifugation, and the product is washed with water.

Způsobem podle vynálezu se postupuje tak, že k roztoku kyseliny benzoové v kyselině sírové o koncentraci 95 % až 98 % hmotnostních se přidává při postupně se zvyšující teplotě od 40 až do 90 °C kyselina dusičná o koncentraci 97,5 % až 98,5 % hmotnostních, reakční směs se pak vyhřeje na teplotu 101 až 105 °C, při které se ponechá 3 až 6 hodin, načež se reakční směs ochladí na teplotu 20 až 30 °C a při této teplotě se reakční směs naředí postupným přídavkem vody až do dosažení poklesu obsahu sírové v kapalné fázi reakční směsi na hodnotu 58 až 62 % hmotnostních. Pak se kapalná fáze reakční směsi oddělí filtrací nebo odstředěním a filtrační koláč produktu se promyje vodou až do vymizení síranových iontů ve filtrátu.The process according to the invention is carried out by adding to the solution of benzoic acid in sulfuric acid at a concentration of 95% to 98% by weight at a temperature increasing gradually from 40 to 90 ° C, nitric acid at a concentration of 97.5% to 98.5%. The reaction mixture is then heated to 101-105 ° C for 3-6 hours, cooled to 20-30 ° C and diluted at this temperature by successive addition of water until the reaction mixture has a decrease in the sulfur content in the liquid phase of the reaction mixture to a value of 58 to 62% by weight. Then, the liquid phase of the reaction mixture is separated by filtration or centrifugation, and the product cake is washed with water until the sulphate ions in the filtrate have disappeared.

Nitrace kyseliny benzoové koncentrovanými kyselinami sírovou a dusičnou při reakční teplotě 101 až 105 °C a vyředení reakční směsi vodou na obsah 58 až 62 % hmotnostních kyseliny sírové v odpadní kyselině před izolací a promýváním produktu vodou podle vynálezu umožňuje zvýšení výtěžnosti 3,5-dinitrobenzoové kyseliny ve srovnání s dosud známými způsobu výroby v důsledku podstatného snížení rozpustnosti produktu v odpadní kyselině.Nitration of benzoic acid with concentrated sulfuric and nitric acids at a reaction temperature of 101 to 105 ° C and diluting the reaction mixture with water to a content of 58 to 62% by weight sulfuric acid in waste acid before isolating and washing the product with water according to the invention allows to increase the recovery of 3,5-dinitrobenzoic acid as compared to the known production methods due to a significant reduction in the solubility of the product in the waste acid.

Způsob výroby 3,5-dinitrobenzoové kyseliny podle vynálezu odstraňuje pěnění a vývin oxidů dusíku ve fázi izolace produktu, odstraňuje nebezpečné přehřívání 3,5-dinitrobenzoové kyseliny ve fázi promývání vodou v důsledku podstatně nižšího vývinu zřeňovacího tepla a umožňuje snížení obsahu toxických organických látek v kapalných odpadech.The process for producing 3,5-dinitrobenzoic acid according to the invention removes foaming and nitrogen oxide evolution in the product isolation phase, eliminates the dangerous overheating of 3,5-dinitrobenzoic acid in the water-washing phase due to significantly lower generation of the heat of heat, and allows reduction of toxic organic substances waste.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu je uveden příklad provedení.To illustrate the invention in more detail, an exemplary embodiment is given.

PříkladExample

Do 1 000 ml Kellerovy baňky opatřené míchadlem, teploměrem, dělicí nálevkou, nástavcem pro odvod plynných zplodin a temperačním systémem bylo předloženo 417 g kyseliny sírové o koncentraci 96 % hmotnostních. Za míchání bylo do předložené kyseliny sírové postupně nadávkováno 50 g kyseliny benzoové o koncentraci 99,9 % hmotnostních při teplotě 20 až 50 °C Po rozpuštění kyseliny benzoové byl roztok ochlazen na teplotu 40 °C a bylo započato s postupným dávkováním celkem 144 g kyseliny dusičné o koncentraci 98 % hmotnostních.A 1000 ml Keller flask equipped with a stirrer, a thermometer, a separating funnel, a flue gas adapter and a temperature control system was charged with 417 g of 96 wt% sulfuric acid. With stirring, 50 g of 99.9% by weight benzoic acid were gradually added to the present sulfuric acid at 20 to 50 ° C. After dissolution of the benzoic acid, the solution was cooled to 40 ° C and a total of 144 g of nitric acid was started successively. with a concentration of 98% by weight.

První třetina celkového množství kyseliny dusičné byla nadávkována pomalu za chlazení v teplotním rozmezí od 45 do 70 °C.The first third of the total amount of nitric acid was metered slowly under cooling at a temperature range of 45 to 70 ° C.

Po nadávkování první třetiny celkového množství kyseliny dusičné bylo dávkování při teplotě 70 °C přerušeno po dobu 20 minut. Pak bylo nadávkováno celé zbývající množství kyseliny dusičné vyšší rychlostí v teplotním rozmezí od 70 do teploty 90 °C na konci dávkování. Po nadávkování celého množství kyseliny dusičné byla reakční směs ponechána na teplotě 90 °C po dobu 3 hodin. Pak byla během 30 minut reakční směs vyhřátá na teplotu 102 °C a při této teplotě ponechána po dobu 5 hodin. Pak byla reakční směs za míchání ochlazena na teplotu 20 °C a při teplotě 20 až 30 °C během 1,5 hodiny vyřáděná postupným nadávkováním 200 g vody. Po ochlazení na teplotu 20 °C byla reakční směs zfiltrovana na skleněné fritě S 4 a filtrační koláč produktu byl na fritě promyt 2 678 g vody do vymizení síranových iontů ve filtrátu. Po odsátí posledního podílu promývací vody byl vlhký produkt vysušen v teplovzdušné sušárně při teplotě 60 °C. Během izolace produktu z vyředěné reakční směsi nedocházelo k pěnění ani k vývinu oxidů dusíku.After the first third of total nitric acid was metered in, dosing at 70 ° C was discontinued for 20 minutes. The entire remaining amount of nitric acid was then metered at a higher rate in the temperature range of 70 to 90 ° C at the end of the dosing. After the entire amount of nitric acid was metered in, the reaction mixture was left at 90 ° C for 3 hours. The reaction mixture was then heated to 102 ° C over 30 minutes and left at this temperature for 5 hours. The reaction mixture was then cooled to 20 ° C with stirring and spun at 200 to 30 ° C over 1.5 hours by successively dispensing 200 g of water. After cooling to 20 ° C, the reaction mixture was filtered on a S 4 glass frit and the product cake washed on the frit with 2678 g of water until the sulphate ions in the filtrate disappeared. After the last portion of the wash water was aspirated, the wet product was dried in a hot air oven at 60 ° C. No foam or nitrogen oxides evolved during product isolation from the diluted reaction mixture.

Bylo získáno 51 g 3,5-dinitrobenzoové kyseliny o obsahu 99,6 % hmotnostních a teplotě tání 206 °C.51 g of 3,5-dinitrobenzoic acid having a content of 99.6% by weight and a melting point of 206 ° C were obtained.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A process for the preparation of 3,5-dinitrobenzoic acid by nitration of benzoic acid dissolved in 95 to 98% sulfuric acid with a concentration of 97.5 to 98.5% by weight, characterized in that nitration is carried out by adding nitric acid at a temperature of 40 to 90 ° C then the reaction mixture is heated to a temperature of 101 to 105 ° C for 3 to 6 hours, and after cooling to 20 to 30 ° C, enough water is added to the reaction mixture so that the sulfuric acid concentration is 58 to 62% by weight , the liquid phase is separated and the product is washed with water.