DD222302B1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF DICHLORAL UREA - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dichlorharnstoff, insbesondere für die Zubereitung hochkonzentrierter Herbizidformulierungen.The invention relates to a process for the preparation of dichlorourea, in particular for the preparation of highly concentrated herbicidal formulations.
Es ist bekannt, Dichlorharnstoff durch Umsetzung von Harnstoff mit Chloralhydrat herzustellen; die Reaktion kann sowohl ohne Lösungsmittel als auch in Gegenwart von Lösungsmitteln durchgeführt werden. Beispielsweise läßt sich technisches Chloralhydrat ohne Lösungsmittel direkt mit Harnstoff umsetzen (DD-PS 131 646). Dabei entsteht jedoch ein erstarrter Dichloralharnstoff, der beträchtliche Mengen an Ausgangssubstanz sowie an Verunreinigungen einschließt. Bei der Aufarbeitung der zähen, teigigen Reaktionsmasse ergeben sich insbesonders im technischen Maßstab erhebliche Probleme. Es ist auch bekannt, N,N'-Bis-(2,2,2-trichlor-1-hydroxyäthyl)-harnstoff durch Umsetzung molarer Mengen Harnstoff und Chloral bzw. Chloralhydrat in Gegenwart von Mineralsäuren und gegebenfalls anorganischen Salzen als Katalysator herzustellen. Als Lösungsmittel können dabei beispielsweise Äthanol oder Wasser verwendet werden (HU-PS 156808).It is known to produce dichlorourea by reacting urea with chloral hydrate; the reaction can be carried out both without solvent and in the presence of solvents. For example, technical chloral hydrate can be reacted directly with urea without solvent (DD-PS 131 646). However, this produces a solidified dichloroalurea, which includes considerable amounts of starting material as well as impurities. In the workup of the viscous, doughy reaction mass arise in particular on a technical scale significant problems. It is also known to prepare N, N'-bis (2,2,2-trichloro-1-hydroxyethyl) urea by reacting molar amounts of urea and chloral or chloralhydrate in the presence of mineral acids and optionally inorganic salts as catalyst. For example, ethanol or water can be used as solvent (HU-PS 156808).
Beim Abfiltrieren und Waschen des sich abscheidenden Dichloralharnstoffes ergeben sich größe Mengen von Ablaugen, die vor allem Chloral, Harnstoff, sowie Dichloralharnstoff und die Verunreinigungen enthalten. Die Aufarbeitung dieser Lösungen verursacht erhebliche Kosten, ist jedoch aus Gründen des Umweltschutzes unbedingt notwendig.When filtering off and washing the separating Dichloralharnstoffes result in large quantities of waste liquors, which contain mainly chloral, urea, and Dichloralharnstoff and the impurities. The work-up of these solutions causes considerable costs, but is necessary for reasons of environmental protection.
Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches, von technischem Chloralhydrat ausgehendes Verfahren zur Herstellung von Dichlorharnstoff zu entwickeln, das sich insbesondere zur Wirkstoffherstellung für hochkonzentrierte Herbizidformulierungen eignet.The aim of the invention is to develop a simple process starting from technical chloral hydrate for the production of dichlorourea, which is particularly suitable for producing active ingredients for highly concentrated herbicidal formulations.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteiledes-StandesderTechnik, die vor allem in der Notwendigkeit zur Aufarbeitung großer Ablaugemengen bestehen, zu vermeiden.The object of the invention is to avoid the disadvantages of the state of the art, which consist primarily in the need to work up large Ablaugemengen.
Diese Aufgabe, Dichloralharnstoff durch Umsetzung von technischem Chloralhydrat und Harnstoff bei Temperaturen zwischen 75°C und 85°C in Gegenwart von Wasser als Lösungsmittel und unter destillativer Entfe/nung von Wasser, nichtumgesetztem Chloral und flüchtigen Nebenbestandteilen aus dem Reaktionsgemisch nach beendeter Reaktion sowie Rückführung dieser Komponenten in einen neuen Reaktionsansatz herzustellen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reaktion in Gegenwart von 0,2 bis 2Gew.-% eines Tensides auf Basis von Alkansulfonsäureamiden der Kettenlänge C13-Ci8, Na-Alkansulfonaten der Kettenlänge Ci2-C2O oder Na-Dialkylnaphthylsulfonat durchgeführt wird.This task, Dichloralharnstoff by reaction of technical Chloralhydrat and urea at temperatures between 75 ° C and 85 ° C in the presence of water as a solvent and distillative Entfe / nung of water, unreacted chloral and volatile minor constituents from the reaction mixture after completion of the reaction and recycling of these To prepare components in a new reaction mixture, the invention is achieved in that the reaction in the presence of 0.2 to 2Gew .-% of a surfactant based on alkanesulfonic acid of chain length C 13 -Ci 8 , Na alkane sulfonates of chain length Ci 2 -C 2 O or Na dialkylnaphthylsulfonate is performed.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem darin zu sehen, daß die sonst notwendige Aufarbeitung beträchtlicher Ablaugemengen entfällt und Chloralverluste erheblich reduziert werden können. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Umsetzung und auch die Trocknung des enthaltenen Produktes im gleichen Reaktor durchzuführen. Dabei wird ein staubfeines Pulver erhalten, das unmittelbar für die Herstellung hochkonzentrierter Mittel geeignet ist.The advantage of the method according to the invention is mainly to be seen in the fact that the otherwise necessary work-up of considerable amounts of Ablaugemengen deleted and Chloralverluste can be significantly reduced. It is particularly advantageous to carry out the reaction and also the drying of the product contained in the same reactor. In this case, a dust-fine powder is obtained, which is suitable directly for the production of highly concentrated agents.
Technisches Chloraihydrat wird bekanntlich durch Chlorierung von Ethanol bzw. Acetaldehyd erhalten und enthält zwischen 75.Technical Chlorohydrate is known to be obtained by chlorination of ethanol or acetaldehyde and contains between 75.
und 90Gew.-% Chloral, bis zu 5Gew.-% HCl und bis zu 10Gew.-% andere chlorierte aliphatische Verbindungen. Insofern war nicht zu erwarten, daß direkt ein für die Weiterverarbeitung geeigneter Dichloralharnstoff erhalten wird.and 90% by weight of chloral, up to 5% by weight of HCl, and up to 10% by weight of other chlorinated aliphatic compounds. In this respect, it was not to be expected that a dichlorourea suitable for further processing would be obtained directly.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)
In einem 4I Sulfierkolben, ausgerüstet mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler werden 1 378g Chloralhydrat (72%ig) = 6 Mol, und 150 g Harnstoff = 2,5 Mol gegeben. Zur Gewährleistung einer guten Durchmischung werden noch 600 ml Wasser zugesetzt.In a 4 l sulfonating flask equipped with stirrer, thermometer and reflux condenser, 1 378 g of chloral hydrate (72%) = 6 mol, and 150 g of urea = 2.5 mol are added. To ensure good mixing, 600 ml of water are added.
Der Ansatz wird auf 800C erwärmt und für 6 Std. bei dieser Temperatur gerührt. Nach dem Abkühlen auf 250C wird der ausgefallene Dichlorharnstoff über eine Porzellannutsche abgesaugt. Es wird dann mit Wasser bis zur neutralen Reaktion der Filtrate gewaschen. Nach dem Trocknen bei 800C im Vakuum erhält man 653,6g Dichloralharnstoff mit einem Gehalt von 98,8% DCU neben 1,2% Monochloralharnstoff. Die Ausbeute beträgt 72,8% d. Theorie bezogen auf eingesetzten Harnstoff.The mixture is heated to 80 0 C and stirred for 6 hrs. At this temperature. After cooling to 25 ° C., the precipitated dichlorourea is filtered off with suction through a porcelain chute. It is then washed with water until neutral reaction of the filtrates. After drying at 80 0 C in vacuo, 653,6g Dichloralharnstoff with a content of 98.8% 1.2% DCU next Monochloralharnstoff. The yield is 72.8% d. Theory based on urea used.
Die Mutterlauge enthält 23,7% Chloral und wiegt 732g ^ 173,5g Chloral. Weitere 167,3g Chloral sind in 4289g Waschwasser enthalten.The mother liquor contains 23.7% chloral and weighs 732 g ^ 173.5 g chloral. Another 167.3g of chloral are contained in 4289g of washing water.
92 g80%iges technisches Ch lora I hydrat (0,5MoI Chloral) werden bei 600C mit einer warmen Lösung von 15g Harnstoff (0,25Mo!) in 20ml Wasser und 0,75g techn. Alkylsulfonamidgemisch und 0,75g techn. Na-Alkylsulfonatgemisch versetzt und in einem Vakuumrotationsverdampfer 4 Stunden lang bei 80-900C gehalten (dabei beginnt die zunächst klare Lösung sich nach ca. 15Min. Reaktionszeit zu trüben und in einen weißen Brei überzugehen). Anschließend wird ein schwacher Luftstrom über das Produkt geleitet und dabei die Temperatur allmählich auf 1100C erhöht. Unumgesetztes Chloral hydrat destilliert zusammen mit Wasser und flüchtigen Verunreinigungen ab. Diese Destillat (46,3g mit einem Chloralgehalt von 22,2% = 10,3g) kann als Ausgangsprodukt für einen folgenden Reaktionsansatz eingesetzt werden. Die anfangs klebrige, breiige Reaktionsmasse am Kolben durchläuft während der Destillation einen zähen breiigen Zustand und zerfällt mit fortschreitender Trocknung zu einem Pulver. Das Ende der Trocknung läßt sich leicht optisch durch Staubablagerung im Kühler erkennen.92 g of 80% technical grade chlora hydrate (0.5 molar chloral) are mixed at 60 0 C with a warm solution of 15 g urea (0.25 mol) in 20 ml water and 0.75 g techn. Alkylsulfonamidgemisch and 0.75 g techn. Na-Alkylsulfonatgemisch added and held in a vacuum rotary evaporator for 4 hours at 80-90 0 C (this begins the first clear solution after about 15min reaction time to cloud and go into a white slurry). Subsequently, a weak stream of air is passed over the product, while the temperature is gradually increased to 110 0 C. Unreacted chloral hydrate distils off together with water and volatile impurities. This distillate (46.3 g with a chloral content of 22.2% = 10.3 g) can be used as the starting material for a subsequent reaction mixture. The initially sticky, pulpy reaction mass on the flask undergoes a viscous pulpy state during the distillation and decomposes into a powder as the drying progresses. The end of drying can be easily recognized visually by dust in the cooler.
Ausbeute: 79g F. 196°C Zers. 2030CYield: 79g F. 196 ° C dec. 203 0 C
DCU-Gehalt: 93,5% = 84,1 %d. Theorie enthält weiterhinDCU content: 93.5% = 84.1% d. The theory continues
Harnstoff: ca. 1,5%Urea: approx. 1.5%
NH4CI: 2,7%NH 4 Cl: 2.7%
Monochloralharnstoff (MCU): ca. 2%Monochloroalurea (MCU): approx. 2%
In einem waagerecht angeordneten, säurefestausgekleideten, zylindrischen Reaktor mit ca. 9I Nennvolumen, ausgestattet mit einem wandgängigen Rührwerk, Temperaturmessung und einem Rückflußkühler wurden 3041 g 75,8%iges technisches Chloralhydrat undIn a horizontally arranged, acid-solid lined, cylindrical reactor with about 9I nominal volume, equipped with a Wandgängigen agitator, temperature measurement and a reflux condenser were 3041 g of 75.8% technical chloral hydrate and
1 200g Destillat, welches 29,0% Chloralhydrat und1 200g distillate containing 29.0% chloral hydrate and
69,1 % Wasser enthielt sowie 20g Na-Dibutyl-naphthylsulfonat auf 600C erwärmt und 540g Harnstoff unter Rühren eingetragen.69.1% water and 20g Na dibutyl naphthylsulfonat heated to 60 0 C and 540g urea added with stirring.
Die Temperatur stieg darauf auf ca. 750C und wurde danach durch Heizen allmählich auf 850C erhöht. Nach 4,5 Stunden Rühren wurde der Rückflußkühler durch einen Destillationsaufsatz mit absteigendem Kühler ersetzt und nach Evakuieren des Systems auf einen Druck von 130-25mbar (100 bis 20Torr) Chloral, Wasser und flüchtige Bestandteile-abdestilliert, dabei wurde die Heizung so eingestellt, daß eine Temperatur von 100— 1050C nicht überschritten wurde. Nach ca. 2,5 Stunden Destillation war im Reaktor ein mehlartiges Pulver entstanden, das frei von Chloral war. Es wurden 1 402g Destillat mit einem Chloralgehalt von 26,4% = 371,4g Chloral erhalten. Die Destillation wurde abgebrochen und in den Apparat 41 Wasser gegeben. Nach 15 Min.The temperature rose to about 75 0 C and was then gradually increased by heating to 85 0 C. After stirring for 4.5 hours, the reflux condenser was replaced with a descending condenser and, after evacuating the system to a pressure of 130-25mbar (100 to 20 Torr), chloral, water and volatiles were distilled off, adjusting the heater so that a temperature of 100-105 0 C was not exceeded. After about 2.5 hours of distillation, a flour-like powder was formed in the reactor, which was free of chloral. There were 1 402g distillate with a chloral content of 26.4% = 371.4g chloral obtained. The distillation was stopped and water was added to apparatus 41. After 15 minutes
Rühren wurde der erhaltene Breiaufeiner Prozellannutsche abgesaugt und mit 21 Wasser nachgewaschen. Nach Trocknung des Nutschenrückstandes in einem Pastenwirbelschichttrockner wurdenStirring the obtained Breiaufeiner porcelain drip was filtered off with suction and washed with 21 water. After drying the Nutscherückstandes in a paste fluidized bed dryer were
2718g DCU erhalten, das neben ca. 1,5% Monochloralharnstoff (MCU) praktisch keine weiteren Verunreinigungen enthielt.2718 g of DCU, which in addition to about 1.5% monochloroalurea (MCU) contained virtually no further impurities.
Fp: 198-202°C und Zers. = 83,3% d. TheorieF p : 198-202 ° C and Zers. = 83.3% d. theory
Die Chloralbilanz ergibt einen Verlust von 29,4g Chloral. Das entspricht einem Verlust von 7,3% bezogen auf nicht umgeseztes Chloral.The Chloralbilanz results in a loss of 29.4g Chloral. This corresponds to a loss of 7.3% based on unreacted Chloral.
Beipiel 4Example 4
In einem säurefesten Vakuumschaufeltrockner wurdenIn an acid-resistant vacuum paddle dryer were
638kg 77%iges techn. Chloralhydrat (3,33 kMol) und638kg 77% techn. Chloral hydrate (3.33 kMol) and
1401 Wasser auf 6O0C erwärmt und bei dieser Temperatur 100kg Harnstoff unter Rühren eingetragen. Anschließend wurden 10 kg Al kylsu If о na mi dg em isch zugesetzt und 5 Stunden bei 80—85 0C unter Rückfluß gerührt. Anschließend wurde zur Destillation und Trocknung umgestellt. Dazu wurde der zuvor als Rückflußkühler geschaltete Wärmetauscher als Brüdenerhitzer vor dem nachgeschalteten Staubfilter mit Dampf betrieben und danach die Brüden in einem weiteren Wärmetauscher kondensiert. Das System stand dabei unter einem Druck von ca. 200mbar (150Torr).1401 water heated to 6O 0 C and added at this temperature 100kg urea with stirring. Subsequently, 10 kg Al kylsu If о na mi dg em isch added and stirred at 80-85 0 C under reflux for 5 hours. It was then switched to distillation and drying. For this purpose, the previously connected as a reflux condenser heat exchanger was operated as Brüdenerhitzer before the downstream dust filter with steam and then the vapors condensed in a further heat exchanger. The system was under a pressure of about 200mbar (150Torr).
Nach ca. 10 Stunden Trocknung bei einer Produkttemperatur von höchstens 95°C wurden 520kg DCU, F.: 194-96°C Zers. 2040C mit einem Gehalt von 96% = 84,5% d. Theorie als feines Pulver erhalten. Das Produkt enthielt als Verunreinigungen:After about 10 hours drying at a maximum product temperature of 95 ° C were 520kg DCU, F.: 194-96 ° C Zers. 204 0 C with a content of 96% = 84.5% d. Theory obtained as a fine powder. The product contained as impurities:
Monochloralharnstoff (MCU) < 1 % Harnstoff: ca. 0,5%Monochloroalurea (MCU) <1% urea: approx. 0.5%
NH4CI: 1,5%NH 4 Cl: 1.5%
Als wiedereinsetzbares Destillat wurden 338kg mit einem Gehalt von 68,8kg Chloral erhalten. Der Verlust an Chloral beträgt 5,1 % bezogen auf nicht umgesetztes Chloral.The replaceable distillate was 338kg containing 68.8kg of chloral. The loss of chloral is 5.1% based on unreacted chloral.
Der unter Beispiel 4 beschriebene Ansatz wurde wiederholt; als Tensid wurden 4kg Na-Alkylsulfonat verwendet. Man erhält unter sonst gleichen Bedingungen 512kg DCU als Pulver, bei gleicher Qualität, wie im Beispiel 4 beschrieben.The approach described in Example 4 was repeated; as surfactant 4kg Na-alkylsulfonate were used. Under otherwise identical conditions, 512 kg of DCU are obtained as powder, with the same quality as described in Example 4.
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DD26121484A DD222302B1 (en) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | PROCESS FOR THE PREPARATION OF DICHLORAL UREA |
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DD26121484A DD222302B1 (en) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | PROCESS FOR THE PREPARATION OF DICHLORAL UREA |
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DD222302A1 DD222302A1 (en) | 1985-05-15 |
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