CS274021B1 - Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation - Google Patents

Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation Download PDF

Info

Publication number
CS274021B1
CS274021B1 CS731388A CS731388A CS274021B1 CS 274021 B1 CS274021 B1 CS 274021B1 CS 731388 A CS731388 A CS 731388A CS 731388 A CS731388 A CS 731388A CS 274021 B1 CS274021 B1 CS 274021B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
compounds
aromatic nitro
oxygen
nitrobenzene
carbon monoxide
Prior art date
Application number
CS731388A
Other languages
English (en)
Slovak (sk)
Other versions
CS731388A1 (en
Inventor
Vendelin Prof Ing Drsc C Macho
Original Assignee
Macho Vendelin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Macho Vendelin filed Critical Macho Vendelin
Priority to CS731388A priority Critical patent/CS274021B1/cs
Publication of CS731388A1 publication Critical patent/CS731388A1/cs
Publication of CS274021B1 publication Critical patent/CS274021B1/cs

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

3 CS 274021 B1
Vynález sa týká sposobu reduktívnej karbonylácie aromatických nitrozlúčenín, najman i Lrohinr/énu, dinitrotoluénu, ako oj ich dorivátov oxidom uhoPnatým o organickými hydro-xyzlúčoninnmi, za přítomnosti katalyzátorov a dalších účinných aktivátorov, čím vzniknúodpovedajúce uretány, resp. mono- až trialkylaryluretány, resp, alkyl-N-fenylkarbamátyaž trialkyl-N-fenyltrikarbamáty.
Monoizokyanáty a diizokyanáty možno pripraviť karbonyláciou nitrozlúčenín oxidomuhoPnatým pri vyšších teplotách a tlakoch za katalytického účinku halidov VIII. skupinyperiodického systému spolu s oxidmi železa a vanádu a připadne tiež za spoluposobeniapyridinových báz, pričom reakčné prostredie musí byť prosté vody a vodíka (Macho V. aspol·.: Chemický průmysl 25/50, 140 (1975); Schwetlick K. a i.i NDR pat. 123 807). Totižvoda i vodík in šitu reagujú s vytváranými izokyanátmi (Beeenyli G. a i.i React. Kinet.Catal. Lett. 2_4_, 293 (1984)). Tak za přítomnosti aj malých množstiev vodíka v oxide uhol’-natom pri karbonylácii nitrobenzénu za katalytického účinku chloridu páladnatého sa ne-získá fenylizokyanát, ale difenylmočovina. A tak napriek intenzívnemu štúdiu karbonylácienitroaromátov na aromatické izokyanáty ód r. 1964, pretrvávajú problémy so selektivitou atým v konečnom dosledku s nízkými výťažkami izokyanátov. Nároky na čistotu surovin ako z hl'adiska přítomnosti vodíka i vody možu byť všakovoPa nižšie, ak k izokyanátom vedie cesta cez reduktívnu karbonyláciu nitrozlúčenín,napr. nitrobenzénu oxidom uhďnatým za přítomnosti alkoholu, ako metanolu, etanolu atd.Vznikajúci alkylfenyluretán (alkyl-N-fenylkarbamát) sa potom termicky alebo termokataly-ticky štiepi na fenylizokyanát za regenerácie alkoholu. Uvedené reakcie možno znázornit'takto: 80 - 200 c ^O^-JIHC00R + 2CO2
c 0 + ROH Přítomný prebytok alkoholu reaguje in šitu s vytváraným fenyl-izokyanátom na odpove-dajúci alkylfenyluretán (alkyl-N-fenyl-karbamát) a tým ho fakticky chráni před inými ná-slednými a připadne aj simultánnymi reakciami. Uvedená reduktívna N-karbonylácia nitro-arénov je vo všeobecnosti katalyzovaná kovmi platinovej skupiny periodického systémua ich zlúčeninami, za spolupSsobenia halidov kovov zo skupiny I.b, II.b, V.a, V.b, VI.a,VI.b, VII.a a železa, ako aj terc.amínov (jap. pat. 57(82), 200, 349 (1982); C.A. 99,5375 (1983)).
Tak reduktívnu N-karbonyláciu nitroarénov na karbamáty katalyzuje platinový komplexCl.,Pt (PPhj)2 s chloridom ciničitým alebo chloridom železitým, připadne chloridom titani-čitým a trietylamínom v etanole pri teplote 180 *C a tlaku 6 MPa. Přitom výťažky etyl-N--fenylkarbamátu dosahujú 38 až 87 % (Watanabe Y. a lni: Bul. Chem. Soc. Japan 56, 3343(1983)). Prakticky všetky katalytické systémy aktivně v syntéze izokyanátov z nitrozlúče-nín a oxidu uhoPnatého sú aktivně aj v syntéze karbamátov. Tak pri použití ako katalyzá-tore (Rh(CO)2C1)2 s přísadou chloridu železitého a médi v prostředí fenolu vzniká fenyl--N-fenylkarbamát s výťažkom 28 %, v metanole metyl-N-fenylkarbamát a z 1,3-dinitroben-zénu v prostředí metanolu dimetyl-1,3-fenyléndikarbamát (Manov-Juvenskij V. I., NefedovB. K.: Uspechi chim. 50, 889 (1981)). Zasa nitrobenzén sa karbonyluje na etyl-N-fenylkar-bamát v etanole za přítomnosti katalytického systému PdClj-pyridín-FeClj za tlaku oxiduuhoPnatého 2-12 MPa a pri teplote 180 - 220 ’c. So stúpajúcim obsahom chloridu paladna-tého reakčná rýchlosť podPa očakávania stúpa, ale bez chloridu železitého prakticky ne-prebieha a chlorid paladnatý sa redukuje na paladnatú čerň (Nijazov, Nefedov: Dokl. ANSSSR 246, 118 (1979); Jan B, Ju., Nefedov B. K.: Sintezy na osnově oksidov ugleroda, 130. izdatePstvo "Chimija", Moskva (1987)). Taký proces si však vyžaduje relativné vysoký
O CS 274021 B1 obsah katalytického systému, najma ako paládnatej, tak aj železitej soli.
Pozitivny vplyv kyslíka sa však jednoznačné dokázal a využívá v syntéze alkylfenyl-uretánov, resp. alkyl-N-fenylkarbamátov z anilínu miesto nitrobenzénu, oxidu uhoPnatéhoa alkoholov. Tak uretánové zlúčeniny sa pripravujú z primárných alebo sekundárných amínovalebo močovin s oxidom uhol*natým, alkoholom a kyslikom pri 80 - 300 C a 0,1 - 50 MPa zapoužitia katalyzátore obsahujúceho kov skupiny platiny a zlúčeniny obsahujúcej halogén,ako napr. etyl-N-fenyl-karbamát vzniká z anilínu, etanolu, oxidu uhoPnatého a kyslíka pri160 "c a 8,6 MPa na paládiovej černi alebo ródiu na aktivnom uhlí spolu s jodidom céznympočas 1 h s výťažkom 85 % (Pukoaka Sh. a i.: Európsky pat. 83 096 (1983); J. Chem. Soc.,Cliom. Commun. 1984, s. 399; J. Org. Chem. 49, 1458 (1984); jap. pat. 58 (83), 157 753(1983); C. A. 100, 512 99 (1984); jap. pat. 58 (83), 164 565 (1983); C. A. 100, 513 02;jap. pat. 59 (84) 106 452 (1984); C. A. 102, 5910 (1985),. Podobné výsledky sa dosahujúaj z iných aromatických amínov, alkoholov a oxidu uholYiatého obsahujúceho kyslík, v pro-středí protonickej kyseliny, za katalytického účinku katalyzátorov obsahujúcich med a naj-menej jeden kov zo skupiny paládia, řódia, ruténia, iridia a kobaltu (Európsky pat. 173 457 (1986)) alebo chlorid paladnatý spolu s oxychloridom železitým (NSR pat. 2 908 251).Dokonca difenylmetándiizokyanáty (MDI) možno vyrábať z anilínu, oxidu uhoPnatého, etano-lu a kyslíka cez intermediárny etyl-N-fenylkarbamát za katalytického účinku paládia a jodi-dov, či všeobecno halidov alkalických kovov, s následnou kondenzáciou s formaldehydom vkyslom prostředí (v zriedenej kyselině sírovéj hlavně na di-etyl-4,4'-difenylmetándikar-bamát a v malej miere na di-etyl-2,4'-difenylmetándikarbamát a tepelným rozkladom priteplotě 100 - 350 ’C na MDI (hlavně 4,4'-difenylmetándiizokyanát) a etanol (Chemtech 14, 670 (1984); Chono a i.; C. Λ. 100, 139 654 (1984,,. Tioto procesy oi však vyžadujú akovýchodiskové dusíkaté suroviny aromatické aminy, ako anilin l-metyl-2,4-diamínbenzén, 4,4'-diamínodifonylmetán ap. Dimetyl-2,4-toluéndikarbamát ako prokurzor 2,4-toluéndiizo-kyanátu sice možno vyrobit' oj z 2,4-dinitrotoluénu, oxidu uhoPnatáho a metanolu za kata-lytického účinku paládia na oxide hlinitom alebo aktivnom uhlí a chloridu železitého, aledosahujú sa nízké výťažky (francúzsky pat. 2 008 365).
Avšak podPa tohto vynálezu sa sposob reduktívnej karbonylácie aromatických nitro-zlúčenín, najma nitrobenzénu, dinitrotoluénu a ich derivátov oxidom uhoPnatým a organic-kou hydroxyzlúčeninou, s výhodou alifatickým alkoholom až C^, pri teplete 80 až 220 ’Ca tlaku 1 až 30 MPa za katalytického účinku systému vytvořeného z kovu alebo kovov zoskupiny platiny a/alebo ich zlúčenin, s výhodou zlúčenín paládia a najmenej jedného hali-du zo skupiny I.b, II.b, V.a, V.b, VI.a, VI.b, VII.a a železa a/alebo najmenej jednéhoterciárneho aminu, s výhodou pyridinu sa uskutečňuje tak, že sa do reakčného prostrediajednorázové alebo po častiach privedie kyslík a/alebo peroxid v celkovom množstve 0,02až 6 % hmot., s výhodou 1 až 3 % hmot., počítané na aromatickú nitrozlúčeninu alebo aro-matické nitrozlúčeniny.
Sposobom reduktívnej karbonylácie aromatických nitrozlúčenín podPa tohto vynálezusa získávájú hlavně alkyl-N-fenylkarbamáty a ich deriváty, využitePné hlavně či už akopesticidy alebo medziprodukty pesticídov a zvlášř meziprodukty výroby arylizokyanátovaž aryltriizokyanátov. Výhodou sposobu podPa vynálezu je vyššia reakčná rýchlosť i selektivita reduktív-nej karbonylácie za přítomnosti kontrolovaných množstiev kyslíka, resp. nižšia spotřebavzácných kovov alebo ich zlúčenin ako komponentov katalytického systému. Ďalšou výhodouje možnost* miesto čistého oxidu uhoPnatého používat' jeho zmes s inertnými plynmi i vo-díkom, pričom příměsi vodíka sa možu využit' v reakcii a tým znížiť spotřebu oxidu uhoP-natého.
Komponenty katalytického systému reduktívnej karbonylácie aromatických nitrozlúče-nín, údaje o tlaku a teplotách reakcie sú dostatočne známe z citovaných prameňov, akoaj z dalších známých publikácií a patentov. CS 274021 Bl
Kyslík privádzaný do reakčného prostredia karbonylácie može byť vo formě atomovéj,molekulovéj alebo oligomérov kyslika, hlavně ozónu, pričom ho možno přidávat' spolu s oxi-dom uhol'natým alebo osobitne, napr. v zmesi s dusíkom a tým využiť ako donór kyslikavzduch. Vhodné sú najma příměsi ozónu v molekulovom kyslíku alebo vo vzduchu.
Do pojmu peroxid v tomto vynáleze sa zahrnuje ako peroxid vodíka, tak aj peroxid so-dík.,, organické hydroperoxidy, ako terč. butylhydroperoxid, etylbenzénhydroperoxid, kumén-hydroperoxid, tak aj organické peroxidy, najma teplotně stabilnejšie, ako di-terc.butyl-pcroxid, dikumylperoxid ap., ale použitel'ný i ke3 menej vhodný Je dibenzoylperoxid, di-okl.nnoylpnroxid i dalSio komerčně dostupné organické peroxidy.
Komponenty katalytického systému je vhodné regenerovat, zvlášt zlúčeniny kovov sku-piny platiny, najčastejšie zlúčeniny paládia, ako napr. známými postupmi (Jap. pat. 61(86), 215 362 (25. 9. 1986) a jap. pat. 61 (06), 215 363 (25. 9. 1986; C. Λ. 106, 199 706a 217 411 (1987)) alebo vracať aspoň podstatnú časť destilačného zvyšku destilácie pro-duktov karbonylácie, ktorý okrem malého množstva vedl'ajších produktov obsahuje hlavněkomponenty katalytického systému karbonylácie aromatických nitrozlúčenín.
Karbonyláciu aromatických nitrozlúčenín podl'a tohto vynálezu možno uskutečňovat' pro-iržito, polopretržito alebo kontinuitne, Ďnlňio údaje o uskutočnoní sposobu, ako aj dalSie výhody sú zřejmé i z príkladov. Příklad 1
Do kývacieho autoklávu o objeme 300 cm3 sa naváži 15 g nitrobenzénu, 30 g metanolu,0,9 g chloridu páladnatého, 2 g pyridinu, 2 g pyridínhydrochloridu, 0,05 g oxidu uranič-ného, 0,3 g oxidu železitého a 0,3 g oxidu vanadičného. Po uzavretí autoklávu a odstráne-ní vzduchu sa vovedie oxid uhďnatý s prímesou 0,009 % obj. kyslika a 0,5 % obj. vodíka,do tlaku 13 MPa pri teplote místnosti.
Karbonylácia sa uskutočňuje pri teplote 170 'C počas 2 hodin. Konverzia nitrobenzénudosahuje 67 % a selektivita na metyl-N-fenylkarbamát 90,1 % a anilin 8,5 %.
Naproti tomu za inak podobných podmienok, ale s použitím oxidu uhďnatého s 1,5 %obj. kyslika a 2,1 % obj. vodíka konverzia nitrobenzénu dosahuje 98 % a selektivita nametyl-N-fenylkarbamát 92,1 % a anilín 7,9 %. 7,a inak podobných podmienok, ale s použitím 60 g n-butanolu miesto 30 g metanolukonverzia nitrobenzénu dosahuje 88,9 Sa selektivita na butyl-N-fenylkarbamát 87,5 %a anilín 9,9 %. Přiklad 2
Do rotačného autoklávu z nehrdzavejúcej ocele s elektrickým odporovým vinutím o ob-jeme 1 dm3 sa naváži 100 g nitrobenzénu, 200 g metanolu, 1,5 g bezvodého chloridu palad-natého, 15 g bezvodého chloridu železitého a 15 g pyridinu. Po uzatvorení autoklávu saodstráni vzduch prefúkaním dusíkom s obsahom 0,8 % obj. kyslika. Nato sa vovedie oxiduhďnatý s prímesami 2,44 % obj. vodíka, 1,72 S obj. dusíka a 0,39 % obj. kyslika dotlaku 14 MPa/25 *C. Tak celkové množstvo přítomného molekulového kyslika je 0,5 % hmot./nitrobenzén. Nato sa autokláv za neustálej rotácie počas 30 minút vyhřeje na teplotu170 *C a pri tejto sa udržuje počas 3 hodin. Potom sa ochladí na teplotu miestnosti,neskonvertovaný oxid uhol'natý sa vypustí a kvapalný produkt sa zváži a analyzuje. Kon-verzia nitrobenzénu dosahuje 44,9 %, selektivita na metylfenyluretán 92,3 % a na anilín4,2 %. Příklad 3
Postupuje sa obdobné ako v příklade 2, len autokláv sa prefúka kyslíkom miesto dusí- ka. V tomto případe sa do reakčného prostredia dostává celkom 1,4 % hmot. molekulového

Claims (1)

  1. ( • CS 274021 B1 4 kyslíka/nitrobenzén. Konverzia nitrobenzénu dosahuje 64,7 %, selektivita na metyl-N-fenylkarbamát (metyl-fenyluretán) 92,4 % a na anilín 7,6 %. V Salšom pokuse už s 2,1 % hmot. molekulového kyslíka a navýše 0,7 % hmot. přidanéhoterč. butylhydroperoxidu počítané na nitrobenzén konverzia nitrobenzénu dosahuje 89,3 %,selektivita na metyl-N-fenylkarbamát (metylfenyluretán) 92,6 % a anilín 7,4 %. V tretom pokuse s 2,1 % hmot. molekulového kyslíka sa navýše přidá 1,5 % hmot. di--terc.butylperoxidu. Konverzia nitrobenzénu dosahuje 93,1 %, selektivita na metyl-N-fenyl-karbamát dosahuje 92,7 % a na anilin 7,1 %. Příklad 4 Postupuje sa obdobné ako v treťom pokuse přikladu 3, len miesto 100 g nitrobenzénusa použije 70 g 2,4-dinitrotoluénu. Konverzia 2,4-dinitrotoluénu dosahuje 99,7 % a selekti-vita na dimctyl-2,4-toluéndikarbamát dosahuje 86,1 %, Za inak podobných podmienok, ale s prefúkaním autoklávu dusíkom, bez pridania di-torc.butylhydroperoxidu a s oxidom uhol'natým s prímesou iba 0,009 % obj. kyslíka konverzia 2,4 —-dinitrotoluénu dosahuje 47,9 % a selektivita na dimetyl-2,4-toluéndikarbamát 46,3 %. PREDMET VYNALEZU Sposob reduktívnej karbonylácie aromatických nitrozlúčenín, najma nitrobenzénu, dinitro-toluénu a ich derivátov, oxidom uhol'natým a organickou hydroxyzlúčeninou alebo hydroxy-zlúčeninami, s výhodou alifatickým alkoholom až C^, pri teplote 80 až 220 ’C a tlaku1 až 30 MPa, za katalytického účinku systému vytvořeného z kovu alebo kovov zo skupiny pla-tiny a/alebo ich zlúčenín, s výhodou zlúčenín paládia a najmenej jedného halidu zo skupi-ny I.b, II.b, V.a, V.b, VI.b, VII.a a železa a/alebo najmenej jedného terciárneho aminu,s výhodou pyridinu, vyznačujúci sa tým, že do reakčného prostredia sa jednorázové alebopo častiach privedie kyslík a/alebo peroxid v celkovom množstve 0,02 až 6 % hmot., s výho-dou 1 až 3 % hinoť.; počítané na aromatická nitrozlúčaninu alobo aromatické nitrozlúčoniny.
CS731388A 1988-11-07 1988-11-07 Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation CS274021B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS731388A CS274021B1 (en) 1988-11-07 1988-11-07 Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS731388A CS274021B1 (en) 1988-11-07 1988-11-07 Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS731388A1 CS731388A1 (en) 1990-08-14
CS274021B1 true CS274021B1 (en) 1991-04-11

Family

ID=5422030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS731388A CS274021B1 (en) 1988-11-07 1988-11-07 Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS274021B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS731388A1 (en) 1990-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1153386A (en) Process for the preparation of urethanes
US6924385B2 (en) Method for synthesis of aliphatic isocyanates from aromatic isocyanates
JP5746205B2 (ja) イソシアネートの製造方法
Fukuoka et al. A novel catalytic synthesis of carbamates by oxydative alkoxycarbonylation of amines in the presence of palladium and iodide
US5235087A (en) Process for the preparation of dialkyl carbonates
US7157605B2 (en) Method for preparing 4-aminodiphenylamine
KR20060092085A (ko) 디페닐메탄 계열의 디아민 및 폴리아민의 제조 방법
US4236016A (en) Process for the preparation of urethanes
EP0083096B1 (en) Production of urethane compounds
US4491670A (en) Catalytic process for the direct carbonylation of organic nitro compounds
Watanabe et al. The platinum complex catalyzed reductive carbonylation of nitroarene to urethane.
CS274021B1 (en) Method of aromatic nitro-compounds' reducing carbonylation
US4304922A (en) Process for the preparation of urethane
JP2918012B2 (ja) ウレタン化合物の製造方法
US5962721A (en) Method for preparation of carbamates
US4230876A (en) Process for the preparation of urethanes
KR100275793B1 (ko) 셀레늄-탄산 알칼리 촉매계를 이용한 n,n'-치환 우레아의 제조방법
US5502241A (en) Process for the preparation of alkyl carbamates
EP0315178B1 (en) Process for producing a urethane and a carbonic acid ester
Lee et al. Selective conversion of nitrobenzene to phenylcarbamates catalyzed by Pd (II) and heteropolyacids
JP2929730B2 (ja) ウレタン化合物の製造方法
KR100277207B1 (ko) 셀레늄 촉매계를 이용한 카바메이트의 제조방법
US5391805A (en) Process for producing urethane compound
KR20190064999A (ko) 다이아민 화합물로부터 다이카바메이트 화합물의 제조방법 및 그 촉매
JP4833479B2 (ja) ポリカーバメート類の合成法