DD297397A5 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF DINITROTOLUOLS - Google Patents

PROCESS FOR THE PRODUCTION OF DINITROTOLUOLS Download PDF

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DD297397A5
DD297397A5 DD90337961A DD33796190A DD297397A5 DD 297397 A5 DD297397 A5 DD 297397A5 DD 90337961 A DD90337961 A DD 90337961A DD 33796190 A DD33796190 A DD 33796190A DD 297397 A5 DD297397 A5 DD 297397A5
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dinitrotoluene
reaction
metal sulfate
diluent
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DD90337961A
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Michel Gubelmann
Jean-Michel Popa
Philippe-Jean Tirel
Eric Queremere
Claude Doussain
Original Assignee
Rhone-Poulenc Chimie,Fr
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06Preparation of nitro compounds
    • C07C201/08Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluol durch Reaktion von Mononitrotoluol und Salpetersaeure in fluessiger Phase. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz die Reaktion in Gegenwart eines Metallsulfats und gegebenenfalls in Gegenwart eines Verduennungsmittels ausgewaehlt aus den perfluorierten (poly) Cycloalkanen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen und Perfluortoluol durchgefuehrt wird.{Dinitrotoluol-Herstellung; Reaktionspartner; Mononitro Aoluol; Salpetersaeure; Metallsulfat; Verduennungsmittel}The present invention relates to a process for the preparation of dinitrotoluene by the reaction of mononitrotoluene and nitric acid in the liquid phase. The process is characterized in that the reaction is carried out in the presence of a metal sulfate and optionally in the presence of a dismutating agent selected from the perfluorinated (poly) cycloalkanes having from 5 to 12 carbon atoms and perfluorotoluene. {Dinitrotoluene preparation; Reactants; Mononitro Aoluol; Nitric acid; Metal sulfate; Verduennungsmittel}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Di iitrotoluolen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluolen durch Reaktion wenigstens eines Mononitrotoluols und Salpetersäure in flüssiger Phase in Gegenwart eines Metallsulfats.The present invention relates to a process for the preparation of Di iitrotoluolen. More particularly, the invention relates to a process for the preparation of dinitrotoluenes by reacting at least one mononitrotoluene and nitric acid in the liquid phase in the presence of a metal sulfate.

Die Dinitrotoluole, insbesondere das 2,4-Dinitrotoluol, gegebenenfalls im Gemisch mit dem 2,6-Dinitrotoluol, sind Zwischenprodukte in der Herstellungskette des Toluoldiisocyanats (TDI), das der Herstellung verschiedener Polyurethane dient. Das 2,4-Dinitrotoluol wird daher industriell in sehr großem Maßstab hergestellt. Im Hinblick darauf ist es leicht verständlich, welche Bedeutung z. B. einer Erhöhung des Umwandlungsgrads und/oder der Selektivität um eine Prozentpunkte zukommt, oder einer Verbesserung auf der Ebene irgendeines der in dem Verfahren durchgeführten Schritte.The dinitrotoluenes, especially the 2,4-dinitrotoluene, optionally in admixture with the 2,6-dinitrotoluene, are intermediates in the production of toluene diisocyanate (TDI), which serves to prepare various polyurethanes. The 2,4-dinitrotoluene is therefore industrially produced on a very large scale. In view of this, it is easy to understand what meaning z. An increase in the degree of conversion and / or selectivity by one percentage point, or an improvement at the level of any of the steps performed in the process.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Das 2,4-Dinitrotoluol wird herkömmlich durch doppelte Nitrierung des Toluols in flüssiger Phase mit Hilfe eines Gemisches aus Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure hergestellt. Die Konzentration der für die zweite Nitrierung eingesetzten Schwefelsäure (Nitrierung des Mononitrotoluols zu Dinitrotoluol) liegt typischerweise in der Größenordnung von 96%. Abgesehen von den Korrosionsproblemen und den enormen Kosten bei der Rückführung großer Volumina an Schwefelsäure, weist das Verfahren bedeutende weitere Nachteile auf, nämlich die problematische Art und Weise der Entfernung des Katalysators, die im allgemeinen durch Waschungen mit Wasser gelöst wird und die Notwendigkeit, die Schwefelsäure vor ihrer Rückführung zu konzentrieren, wobei die Reaktion selbst Wasser erzeugt.The 2,4-dinitrotoluene is conventionally prepared by double nitration of the toluene in the liquid phase with the aid of a mixture of nitric acid and concentrated sulfuric acid. The concentration of sulfuric acid used for the second nitration (nitration of mononitrotoluene to dinitrotoluene) is typically of the order of 96%. Apart from the problems of corrosion and the enormous cost of recycling large volumes of sulfuric acid, the process has significant other disadvantages, namely the problematic manner of removing the catalyst, which is generally solved by water washes, and the need to remove the sulfuric acid concentrate prior to their recycling, the reaction itself producing water.

In der Beschreibungseinleitung des amerikanischen Patents No. 3,957,889 sind verschiedene Versuche, insbesondere im Hinblick auf die selektive Nitrierung des Toluols in der para-Stellung aufgezeigt, wobei in dieser Schrift vorgeschlagen wird, die Nitrierung gewisser aromatischer Verbindungen, die gegebenenfalls mit einem Halogenatom, einer Halogenalkylgruppe, einer Nitro- oder Methoxygr'jppo substituiert sind in Gegenwart von wasserfreiem Calciumsulfat, einem Produkt, das manchmal als lösliches Anhydrit bezeichnet wird, durchzuführen.In the introduction to the description of the American patent no. No. 3,957,889, various attempts have been made, in particular with regard to the selective nitration of the toluene in the para position, in which document it is proposed to nitrate certain aromatic compounds which are optionally substituted by a halogen atom, a haloalkyl group, a nitro or methoxy group substituted in the presence of anhydrous calcium sulfate, a product sometimes referred to as soluble anhydrite.

In diesem Dokument aus dem Stand der Technik wird weiterhin vorgeschlagen, ein Verdünnungsmittel wie z. B. Chloroform, Methylenchlorid, Nitrotoluol, zu verwenden, und der Rückgriff auf ein Verdünnungsmittel, in dem die Reaktanden sehr gut löslich sind »vird als bevorzugt r. jrausgestellt, um einen guten Ablauf des in Rede stehenden Verfahrens zu erzielen.In this prior art document is further proposed, a diluent such. As chloroform, methylene chloride, nitrotoluene, to use, and the use of a diluent, in which the reactants are very soluble »vird than preferred r. in order to achieve a good outcome of the proceedings in question.

Jedoch wenn es sich um die Nitrierung eines Substrats mit geringer Reaktivität handelt, wie z. B. Orthonitrotoluol, erscheint das vorgeschlagene Verfahren nicht voll zufriedenstellend, und zwar, da einerseits die Selektivität im Hinblick aus das 2,4-lsomer unzureichend ist und da andererseits die Aktivität (oder die Ausbeute) vernachlässigbar bleibt.However, if it is the nitration of a substrate with low reactivity, such. As orthonitrotoluene, the proposed method does not seem fully satisfactory, namely, since on the one hand, the selectivity with respect to the 2,4-isomer is insufficient and on the other hand, the activity (or yield) remains negligible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Mit der Erfindung wird ein Verfahren iur Herstellung von Dinitrotoluol zur Verfügung gestellt, das die Nachteile der bekannten technischen Lösungen eliminiert.The invention provides a process for the production of dinitrotoluene which eliminates the disadvantages of the known technical solutions.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein wirksames Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluol zur Verfugung zu stellen,The object of the present invention is to provide an effective process for the preparation of dinitrotoluene,

das es erlaubt, wenigstens zum Teil die vorgenannten Nachteile zu überwinden.which makes it possible, at least in part, to overcome the aforementioned disadvantages.

Er wurde nun gefunden, daß andere Metallsulfate eine höhere Aktivität gegenüber derjenigen des wasserfreien CalciumsulfateHe has now found that other metal sulfates have a higher activity over that of the anhydrous calcium sulfates

aul 'oisen.aul 'oisen.

Zum einen ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluol(en) durch ReaktionOn the one hand, the subject of the present invention is a process for the preparation of dinitrotoluene (s) by reaction

wenigstens eines Mononitrotoluols und Salpetersäure in flüssiger Phase, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reaktion inat least one mononitrotoluene and nitric acid in the liquid phase, which is characterized in that the reaction in

Gegenwart eines Metallsulfats durchgeführt wird, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Sulfaten ein oder mehrererPresence of a metal sulfate is selected, selected from the group consisting of the sulfates one or more

mono-, di- oder trivalenter Metalle, mit Ausnahme des einfachen Sulfats des Calciums.mono-, di- or trivalent metals, with the exception of the simple sulphate of calcium.

Es wurde weiterhin gefunden, daß gewisse Verdünnungsmittel, in dpnen die Reaktanden wenig oder nicht löslich sind, geeignetIt has also been found that certain diluents, in which the reactants are little or not soluble, are suitable

sind, die Wirksamkeit der Nitrierung und gegebenenfalls die Selektivität für ein besonders gewünschtes Isomer erhöhen.increase the effectiveness of the nitration and optionally the selectivity for a particularly desired isomer.

Es ist daher unter einem zweiten Gesichtspunkt ein Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluen Gegenstand der Erfindung,It is therefore in a second aspect a process for the preparation of Dinitrotoluen subject of the invention,

durch Reaktion wenigstens eines Mononitrotoluols und Salpetersäure in flüssiger Phase, das dadurch gekennzeichnet ist, daßdie Reaktion in Gegenwart eines Metallsulfats und eines Verdünnungsmittels ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus denperfluorierten (Poly)cycloalkanen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen und dem Perfluortoluol durchgeführt wird.by reacting at least one mononitrotoluene and nitric acid in the liquid phase, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a metal sulphate and a diluent selected from the group consisting of the perfluorinated (poly) cycloalkanes having from 5 to 12 carbon atoms and the perfluorotoluene.

Unter Dinitrotoluol(en) versteht man vorzugsweise im Rahmen des vorliegenden Verfahrens das 2,4-Dinitrotoluol, dasBy dinitrotoluene (s) is preferably understood in the context of the present process, the 2,4-dinitrotoluene, the

2,6-Dinitrotoluol und deren Gemische.2,6-dinitrotoluene and mixtures thereof.

Unter Mononitrotoluol(en) versteht man das para-Nitrotoluol, das ortho-Nitrotoluol und deren Gemische.By mononitrotoluene (s) is meant the para-nitrotoluene, ortho-nitrotoluene and mixtures thereof. Natürlich erhält man, wenn das Ausgangsmaterial ein Gemisch aus ortho- und para-Nitrotoluol ist ein Gemisch der 2,4- undOf course, when the starting material is a mixture of ortho and para-nitrotoluene, a mixture of 2,4- and 3,4-is obtained

2,6-lsomeren des Dinitrotoluols. Wenn das Ausgangsmaterial das para-Dinitrotoluol ist, ist das einzige beobachtete Produkt das2,4-Dinitrotoluol.2,6 isomers of dinitrotoluene. When the starting material is para-dinitrotoluene, the only product observed is 2,4-dinitrotoluene.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert die Gegenwart von Salpetersäure. Man wählt im allgemeinen konzentrierte FormenThe process of the invention requires the presence of nitric acid. One generally chooses concentrated forms

der Salpetersäure, wobei die Konzentration oberhalb von 90% liegt und vorzugsweise zwischen 95 und 100%.the nitric acid, the concentration being above 90% and preferably between 95 and 100%.

Eines der wesentlichen Merkmale des vorliegenden Verfahrens besteht in der Verwendung eines Metallsulfats.One of the essential features of the present process is the use of a metal sulfate. Unter Metallsulfaten versteht man die Salze ein oder mehrerer Metalle, die geeignet sind Kationen zu bilden, die 1 bis 3 positiveMetal sulphates are understood as meaning the salts of one or more metals which are suitable for forming cations which are 1 to 3 positive Ladungen tragen mit der Schwefelsäure, in der wenigstens ein Wasserstoffatom durch ein Metallatom ersetzt wurde, wobeiCharges carry with the sulfuric acid, in which at least one hydrogen atom has been replaced by a metal atom, wherein

dieser entweder einfache oder gemischte Salze sind, die in Form von mehr oder weniger wasserarmen Hydraten vorliegen, jenachdem, ob die Konditionierungstemperatur höher oder niedriger liegt.these are either simple or mixed salts, which are in the form of more or less low-water hydrates, depending on whether the conditioning temperature is higher or lower.

Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens setzt man teilweise oder völlig dehydratisierte Formen dieser Sulfate ein. Die zurIn the present process, partially or completely dehydrated forms of these sulfates are used. The to Anwendung im Rahmen des vorliegenden Verfahrens geeigneten Metallsalze sind im allgemeinen Hydrate, die höchstens dieUse in the context of the present process suitable metal salts are generally hydrates, at most the Wassermenge enthalten, die dem bei Umgebungstemperatur stabilen Hydrat entspricht. Beispiele für solche Hydrate sind in derAmount of water that corresponds to the stable at ambient temperature hydrate. Examples of such hydrates are in the Spalte Il der nachfolgenden Tabelle angegeben.Column Il given in the following table. Man greift vorzugsweise auf Hydrate solcher Salze zurück, die höchstens die Wassermenge enthalten, die dem wasserärmstenIt is preferable to resort to hydrates of such salts which contain at most the amount of water that is the poorest in water Hydrat oder dem wasserfreien Salz entsprechen, wenn dieses letztere erhältlich ist, thermisch stabii ist und dieHydrate or the anhydrous salt, if the latter is available, thermally stabii and the Rehydratisierungseigenschaften behält. Beispiele für solche Sulfate sind in Spalte III der nachfolgenden Tabelle angegeben. AlsRetaining rehydration properties. Examples of such sulfates are given in column III of the following table. When Beispiele für solche Sulfate lassen sich nennen:Examples of such sulfates can be named:

II IlIl IIIIII Sulfatsulfate verwendbareusable wasserfreie Salze oderanhydrous salts or Hydratehydrates Hydrate, die vorzugsHydrates, the preferred weise verwendet werdenbe used wisely MgSO4,xH2OMgSO 4 x H 2 O XS 7XS 7 O < χ < 0,5O <χ <0.5 CaSO4, y H2OCaSO 4 , y H 2 O y S 2y S 2 O < y < 0,5O <y <0.5 CuSO4, ζ H2OCuSO 4 , ζH 2 O ζ < 5ζ <5 OSz s 1OSz s 1 NiSO4, t H2ONiSO 4 , t H 2 O t < 6t <6 OSt S1Ost S1 La2(SO4J3, η H2OLa 2 (SO 4 J 3 , η H 2 O n< 9n <9 Os η s2Os η s2 AI2(SO4J3, ρ H2OAl 2 (SO 4 J 3 , ρ H 2 O ρ S 18ρ S 18 0sps30sps3

Man verwendet in vorteilhafterweise nicht saure Sulfate oder Sulfate, die frei von Wasserstoffatomen sind und vorzugsweiseIt is advantageous to use non-acidic sulfates or sulfates which are free of hydrogen atoms, and preferably

werden Metallsulfate verwendet, die geeignet sind, Kationen mit 2 oder 3 positiven Ladungen zu bilden.used are metal sulfates which are suitable for forming cations with 2 or 3 positive charges.

Die Sulfate des Lanthans, des Kupfers, des Magnesiums und des Calciums eignen sich besonders gut für die Anwendung desThe sulphates of lanthanum, copper, magnesium and calcium are particularly suitable for the application of

vorliegenden Verfahrens.present method.

Die Metallsulfate können in massiven oder dispergieren Formen wie z. B. Kugeln, Pastillen oder Pulvern vorliegen, derenThe metal sulfates may be in solid or dispersed forms such as. As spheres, pastilles or powders, whose

mittlere Abmessungen im allgemeinen zwischen 0,1 Mikrometer und 10mm betragen.average dimensions are generally between 0.1 microns and 10mm.

Die optimale Menge an einzusetzendem Metallsulfat wird ao gewählt, daß das molare Verhältnis (theoretisch durch dieThe optimum amount of metal sulfate to be used is chosen so that the molar ratio (theoretically determined by the Nitrierung freisetzbares Wasserl/Metallsulfat in einem Bereich liegt, der sich für das wasserärmste Hydrat ergibt. Beispiele fürNitration-releasable water / metal sulfate is within a range that results in the least hydrated hydrate. examples for

solche Intervalle sind in der oberen wiedergegebenen Spalte (ill) der Tabelle zu finden.such intervals can be found in the upper column (ill) of the table.

Selbstverständlich wird der Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht verlassen, wenn man von dieser optimalen Menge nachOf course, the scope of the present invention will not be abandoned, if one from this optimal amount after

unten oder oben abweicht. Die Anmelderin schlägt insbesondere vor, von diesem optimalen Wert um höchstens 20% undvorzugsweise höchstens 10% nach oben oder unten hin abzuweichen.deviates below or above. In particular, the Applicant proposes to deviate upwards or downwards from this optimum value by not more than 20% and preferably not more than 10%.

Wie oben unter dem ersten Gesichtspunkt dargelegt wurde, umfaßt die Erfindung nicht die Verwendung des einfachenAs set forth above in the first aspect, the invention does not involve the use of the simple one Calciumsulfate für sich allein.Calcium sulphates alone. Dies schließt jedoch nicht den Rückgriff auf ein gemischtes Sulfat aus, das Calcium und ein oder mehrere andere Metalle enthält.However, this does not exclude recourse to a mixed sulphate containing calcium and one or more other metals. Wie unter dem zweiten Gesichtspunkt dargelegt wurde, umfaßt die vorliegende Erfindung zwei wesentliche Merkmale, nämlichAs set forth in the second aspect, the present invention comprises two essential features, namely

die Anwesenheit eines Metallsulfats und eines besonderen Verdünnungsmittels. Unter Metallsulfat versteht man in diesemthe presence of a metal sulfate and a particular diluent. Under metal sulfate is understood in this

Rahmen die oben definierten Salze einschließlich des einfachen Calciumsulfate. Das zweite west "'-.he Merkmal besteht darin,The salts defined above including the simple calcium sulphates. The second west "'-th feature is

daß die Nitrierungsreaktion in einem Verdünnungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bostehend aus den perfluorierten(Poly)cycloalkanen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen und dem Perfluortoluol, durchgeführt wird.in that the nitration reaction is carried out in a diluent selected from the group consisting of the perfluorinated (poly) cycloalkanes having 5 to 12 carbon atoms and the perfluorotoluene.

Von den perfluorierten (Poly)cycloalkanen kann man insbesondere diejenigen Verbindungen nennen, die jeweils vomOf the perfluorinated (poly) cycloalkanes can be mentioned in particular those compounds, each of the Cyclohexan oder Methylcyclohexan durch Ersatz aller Wasserstoffatome durch Fluoratome abgeleitet sind (nämlich dasCyclohexane or methylcyclohexane are derived by replacement of all hydrogen atoms by fluorine atoms (namely the Perfluorcyclohexan und das Perfluormethylcyclohexan) sowie das Perfluordecalin.Perfluorocyclohexane and perfluoromethylcyclohexane) and perfluorodecalin. Man verwendet bevorzugt das Perfluordecalin. Für einen guten Ablauf des Verfahrens schlägt die Anmelderin vor, 0,5 bis 5 mlThe perfluorodecalin is preferably used. For a good procedure, the Applicant proposes 0.5 to 5 ml Verdünnungsmittel pro g eingesetztes Sulfat zu verwenden, wobei verschiedene Verhältnisse in der Praxis aus ökonomischenUse diluent per g of sulfate used, with different ratios in practice from economic Gründen und/oder Gründen, die mit der Konzeption des für einen guten Kontakt-Flüssigkeit-Feststoff gewählten ReaktorsReasons and / or reasons associated with the design of the reactor chosen for a good contact liquid-solid

zusammenhängen, verwendet werden.be related.

Die Reaktion wird im allgemeinen in einer Apparatur durchgeführt, die einen guten Kontakt-Flüssigkeit-Feststoff gewährleistet,The reaction is generally carried out in an apparatus which ensures a good contact-liquid-solid,

wie z. S. einem gerührten Reaktor oder einem Reaktor mit einer Schleife für die Kreislaufführung der Flüssigkeit.such as S. a stirred reactor or a reactor with a loop for the circulation of the liquid.

Die Reaktion zwischen dem(n) Mononitrotoluol(en) und der Salpetersäure wird in flüssiger Phase ausgeführt, wobei das molareThe reaction between the (n) mononitrotoluene (s) and the nitric acid is carried out in the liquid phase, the molar Verhältnis von Salpetersäure zu Monomitrotoluol(en) innerhalb weiter Bereiche variieren kann. Für eine gute DurchführungRatio of nitric acid to monomitrotoluene (s) can vary within wide ranges. For a good implementation

sollte das molare Verhältnis zwischen 0,1 und 10 liegen.the molar ratio should be between 0.1 and 10.

Im allgemeinen erweist sich eine Temperatur von wenigstens 20°C als notwendig, um eine ak. eptableIn general, a temperature of at least 20 ° C proves necessary to be ak. Eptable Umwandlungsgeschwindigkeit zu erhalten, wobei oberhalb von 1000C Nebenreaktionen erzeugt werden können, die ein solchesTo obtain conversion rate, wherein above 100 0 C side reactions can be generated, such Verfahren weniger interessant werden lassen.Process become less interesting. Nach Ende der für die Reaktion festgelegten Zeit (oder der gewünschten Verweildauer) gewinnt man das (die) Dinhrotoluol(e) mitAt the end of the reaction time (or residence time), the dinothromotoluene (s) is recovered Hilfe jedes geeigneten Mittels, z. B. durch Destillation, mit gegebenenfalls vorheriger Dekantierung oder Filtration desHelp of any suitable means, eg. B. by distillation, with optional previous decantation or filtration of the Metallsulfats.Metal sulfate. Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention. Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1 Vergleichsversuche (a) und (b)Comparative Experiments (a) and (b) In einen Glasreaktor mit 30ml Fassungsvermögen, der mit einer magnetischen Rührung ausgestattet ist, gibt manIn a glass reactor with 30ml capacity, which is equipped with a magnetic stirring, one gives

- 9,1 mMol Orthonitrotoluol, gegebenenfalls 2,5ml Verdünnungsmittel..- 9.1 mmol of orthonitrotoluene, optionally 2.5 ml of diluent.

- 2,5g wasserfreies CaSO4 erhalten durch Erwärmung von CaSO4 · 2 H2O auf 25O0C für die Dauer von 3 Stunden- 2.5g of anhydrous CaSO 4 obtained by heating CaSO 4 · 2 H 2 O to 25O 0 C for 3 hours

- 9,4mMol 100%ige Salpetersäure.- 9.4mMol 100% nitric acid.

Die Mischung wird für die Zeitdauer von 17 Stunden unter Rührung auf 250C gehalten. Dann wird das erhaltene Gemisch filtriert und das Filtrat wird mit Wasser gewaschen. Die organische Phase wird durch Chromatographie in der Gasphase analysiert. Die spezifischen Bedingungen so\"ie die erhaltenen Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle I festgehalten, in derThe mixture is kept at 25 ° C. with stirring for a period of 17 hours. Then the resulting mixture is filtered and the filtrate is washed with water. The organic phase is analyzed by gas phase chromatography. The specific conditions and the results obtained are given in the following Table I, in which

PFD Perfluoridecalin bedeutetPFD perfluoridecalin means TT den Umwandlungsgrad des ortho-Nitrotoluols bezeichnetTT denotes the degree of conversion of ortho-nitrotoluene RT die Ausbeute an Dinitrotoluolen im Verhältniszum ortho-Nitrotoluol bezeichnetRT denotes the yield of dinitrotoluenes in relation to ortho-nitrotoluene Rep. Isom. die Verteilung der Isomeren darstelltRep. Isom. represents the distribution of the isomers

+ die Gegenwart von Calciumsulfat angibt.+ indicates the presence of calcium sulfate.

Tabelle ITable I

Versuchattempt Verdünnungs mittelDiluent TT(%)TT (%) RT(%)RT (%) Rep. Isom % 2,4DNTRep. Isom% 2,4DNT 2,6DNT2,6DNT a ba b CHCI3 CHCI3 +CHCl 3 CHCl 3 + 5 17,55 17.5 80 8080 80 38 7038 70 62 3062 30

PFD + 58 95 68 32PFD + 58 95 68 32

Beispiele 2 bis 9Examples 2 to 9 Vergleichsversuch (c)Comparative experiment (c) In einem 50-cm3-Dreihalskolben, der mit einer mittigen Rührung und einem Kühler ausgerüstet ist, gibt man, sofern nichtsIn a 50 cc three- necked flask equipped with a central stirrer and condenser, if nothing is added

anderes erwähnt ist, 4g Sulfat, wobei die Art des Sulfats, die Herstellung im Handel und gegebenenfalls die Bedingungen einervorherigen Behandlung in der nachfolgenden Tabelle Il wiedergegeben sind, das angegebene Volumen an Perfluordekalin (PFD;4g sulphate, the type of sulphate, the preparation on the market and optionally the conditions of a previous treatment are given in the following Table II, the stated volume of perfluorodecalin (PFD;

Cio Fts), sofern nichts anderes erwähnt ist 1,37 g (1OmMoI) para-Nitrotoluol und 0,43cm3 (10,4 mMol) 100%ige Salpetersäure. DieCio Fts), unless otherwise stated, is 1.37 g (10 μmol) of para-nitrotoluene and 0.43 cm 3 (10.4 mmol) of 100% nitric acid. The Mischung wird unter Rührung für die Zeitdauer von 1 Stunde (sofern nichts anderes erwähnt ist) auf 6O0C gehalten.Mixture is kept at 6O 0 C with stirring for the period of 1 hour (unless otherwise stated). Das erhaltene Gemisch wird filtriert. Das Filtrat wird mit Wasser gewaschen.The resulting mixture is filtered. The filtrate is washed with water. Die organische Phase wird dann durch Chromatographie in der Gasphase analysiert. Die besonderen Bedingungen sowie dieThe organic phase is then analyzed by gas phase chromatography. The special conditions as well as the

erhaltenen Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle Il wiedergegeben, in der TT den Umwandlungsgrad des p-Nitrotoluolwiedergibt und RT die Ausbeute an 2,4-Dinitrotoluol (DNT) angibt.The results obtained are shown in Table II below, in which TT represents the degree of conversion of p-nitrotoluene and RT indicates the yield of 2,4-dinitrotoluene (DNT).

Tabelle IlTable II

Ver suchAttempt PFD cm3 PFD cm 3 Sulfat Natur und HerkunftSulfate nature and origin Behandlungtreatment eingesetztused TT(%)TT (%) RT(%)RT (%) c · 88th keinenone -- -- 2727 7676 22 55 MgSO4 -7H2O(PrOlBbO)MgSO 4 -7H 2 O (PrOlBbO) 200°C-3h200 ° C-3h MgSO4 0,2 H2OMgSO 4 0.2H 2 O 5757 9494 3··3 · · 55 CaSO«-2H2O(Prolabo)CaSO 2 -2H 2 O (Prolabo) 250eC-3h250 e C-3h CaSO4 CaSO 4 5151 9191 44 55 CaSO4-2 H2O (Prolabo)CaSO 4 -2H 2 O (prolabo) 250°C-3h250 ° C-3h CaSO4 CaSO 4 4848 -100-100 5 » 55 CaSO4-2 H2O (Proiabo)CaSO 4 -2H 2 O (Proiabo) 250°C-3h250 ° C-3h CaSO4 CaSO 4 6161 -100-100 66 3,53.5 CuS04-5H20(Prolabo)CuS0 4 -5H 2 0 (Prolabo) 300°C-4h300 ° C-4h CuSO4 CuSO 4 7171 9898 77 55 La2(SO4I3-8 H2O (Ventron)La 2 (SO 4 I 3 -8 H 2 O (Ventron) 300°C-4h300 ° C-4h La2(SO4);La 2 (SO 4 ); 5454 9595 8(a)8 (a) 55 CaSO4-2H2O(Prolabo)CaSO 4 -2H 2 O (prolabo) 250"C-3h250 "C-3h CaSO4 CaSO 4 5656 9595 9(b)9 (b) 55 CaSO4-2H2O(Prolabo)CaSO 4 -2H 2 O (prolabo) 250°C-3h250 ° C-3h CaSO4 CaSO 4 5151 9696

NB: * Dauer: 3,5 Stunden - (a) Verdünnungsmittel Ist perfluoriertes MethylcyclohexanNB: * Duration: 3.5 hours - (a) Diluent Is perfluorinated methylcyclohexane

** 2 g Sulfat eingesetzt - (b) Verdünnungsmitteli8tdieperfluorierteVerbindungFC72(Handelsnamo)** 2 g sulfate used - (b) diluent the perfluorinated compound FC72 (trade name)

Beispiel 10Example 10 In einer in dem obenstehenden Beispiel 1 beschriebenen Apparatur und gemäß der dortigen Verfahrensweise führt man einenIn an apparatus described in the above Example 1 and according to the local procedure one leads one Versuch durch mit einer Charge bestehend ausTry out with a batch consisting of

922 mg (6mMol) o-Nitrotoluol 549mg (4mMol) p-Nitrotoluol922 mg (6 mmol) of o-nitrotoluene 549 mg (4 mmol) of p-nitrotoluene

4cm3PFD4cm 3 PFD

4 g wasserfreies CaSO4 0,43cm3 (10,6mMol) 100%ige NHO3.4 g anhydrous CaSO 4 0.43 cm 3 (10.6 mmol) 100% NHO 3 .

Nach 1 Stunde und 30 Minuten Reaktion bei 6O0C erhält man die nachfolgenden Ergebnisse:After 1 hour and 30 minutes reaction at 6O 0 C is obtained the following results: Gesamter Umwandlungsgrad der Nitrotoluole: 68,8%Total degree of conversion of nitrotoluenes: 68.8% Gesamtausbeute an Dinitrotoluolen (2,4 und 2,6)Total yield of dinitrotoluenes (2,4 and 2,6)

bezogen auf die Nitrotoluole: 92,9%based on the nitrotoluenes: 92.9%

Umwandlungsgrad des o-Nitrotoluols: 77%Degree of conversion of o-nitrotoluene: 77% Umwandlungsgrad des p-Nitrotoluols: 56%Degree of conversion of p-nitrotoluene: 56% Isomerenverteilungisomer

- 2,4-Dinitrotoluol: 79%- 2,4-dinitrotoluene: 79%

- 2,6-Dinitrotoluol: 21%.- 2,6-dinitrotoluene: 21%.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluol(en) durch Reaktion wenigstens eines Mononitrotoluols mit Salpetersäure in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines Metallsulfats, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Sulfaten ein oder mehrerer mono-, di- oder trivalenter Metalle mit Ausnahme des einfachen Calciumsulfate, durchgeführt wird.1. A process for the preparation of dinitrotoluene (s) by reacting at least one mononitrotoluene with nitric acid in the liquid phase, characterized in that the reaction in the presence of a metal sulfate selected from the group consisting of the sulfates one or more mono-, di- or trivalent metals, with the exception of simple calcium sulfates. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines Verdünnungsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den perfluorierten (poly) Cycloalkanen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen und dem Perfluortoluol durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction in the presence of a diluent selected from the group consisting of the perfluorinated (poly) cycloalkanes having 5 to 12 carbon atoms and the perfluorotoluene is performed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsulfat ausgewählt wird aus den teilweise oder völlig dehydratisierten Salzen der Schwefelsäure mit Metallen, die geeignet sind, Kationen zu bilden, die 1 bis 3 positive Ladungen tragen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal sulfate is selected from the partially or fully dehydrated salts of sulfuric acid with metals which are suitable to form cations which carry 1 to 3 positive charges. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsulfat ausgewählt wird aus den teilweise oder vollständig dehydratisierten Salzen der Schwefelsäure mit Metallen, die geeignet sind, Kationen tu bilden, die 2 oder 3 positive Ladungen tragen.4. The method according to claim 3, characterized in that the metal sulfate is selected from the partially or completely dehydrated salts of sulfuric acid with metals that are suitable to form cations tu carrying 2 or 3 positive charges. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdünnungsmittel Perfluordekalin ist,5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the diluent is perfluorodecalin, 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Sulfat so gewählt ist, daß das molare Verhältnis (des theoretisch durch die Nitrierung freisetzbaren Wassers)/Metallsulfat innerhalb des Intervalls von ± 20% ausgehend von dem wasserärmsten definierten Hydrat liegt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the amount of sulfate is selected so that the molar ratio (of the theoretically releasable by the nitration water) / metal sulfate within the interval of ± 20%, starting from the least hydrated hydrate defined , 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Sulfat so gewählt ist, daß das molare Verhältnis (theoretisch durch die Nitrierung freisetzbares Wasser)/Metailsulfat innerhalb des Intervalls von ± 10% ausgehend von dem wasserärmsten definierten Hydrat liegt.7. The method according to claim 6, characterized in that the amount of sulfate is selected so that the molar ratio (theoretically released by the nitration water) / Metailsulfat within the interval of ± 10% starting from the lowest-hydrate hydrate defined. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis HNO3/Mononitrotoluol(e) zwischen 0,1 und 10 liegt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the molar ratio of HNO 3 / mononitrotoluene (e) is between 0.1 and 10. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur zwischen 2O0C und 1000C liegt.9. The method according to any one of claims, characterized in that the reaction temperature between 2O 0 C and 100 0 C. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfat ausgewählt wird aus den Sulfaten des Calciums, Kupfers, Lanthans oder Magnesiums.10. The method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the sulfate is selected from the sulphates of calcium, copper, lanthanum or magnesium.
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