DE1142357B - Process for the preparation of 2, 3-dihalopropene (1) - Google Patents
Process for the preparation of 2, 3-dihalopropene (1)Info
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Description
Verfahren zur Herstellung von 2, 3-Dihalogenpropenen- (l) Die Erfindung bezieht sich auf die Halogenierung von Propadien-Allen (CH2 = C = Chia) in der Gasphase bei erhöhten Temperaturen. Unter dem Ausdruck *Halogenierung4 wird dabei im folgenden Chlorierung und Bromierung verstanden. Process for the preparation of 2,3-dihalopropene- (l) The invention refers to the halogenation of propadiene-allene (CH2 = C = Chia) in the gas phase at elevated temperatures. In the following, under the expression * halogenation4 Understood chlorination and bromination.
Es wurde gefunden, daß sich bei einer solchen Halogenierung von Propadien 2, 3-Dihalogenpropene- (l) bilden, wobei nach vorstehendem »Halogen« » Chlor-« oder » Brom-« besagt. It has been found that with such a halogenation of propadiene Form 2, 3-dihalopropene (l), where after the above "halogen" "chlorine" or "Brom-" means.
Es wurde ferner gefunden, daß bei der Chlorierung von Propadien 2, 3-Dichlorpropen- (1) (CH2 = CCI-CHZCI) als Hauptprodukt entsteht, und zwar beträgt, berechnet auf verbrauchtes Chlor, unter optimalen Bedingungen die Ausbeute etwa 80°/0, wobei die Reaktionsmischung aus etwa 85 °/0 2, 3-Dichlorpropen-(1) neben geringeren Mengen von Propargylchlorid (CH2CI-C ~---CH), Monochlorpropadien (CHCI = C = CH2) und Verbindungen mit höherem Siedepunkt (in der Hauptsache 1, 2, 3-Trichlorpropen- (2) oder CH2CI-CCI = CHCI) besteht. It was also found that in the chlorination of propadiene 2, 3-dichloropropene- (1) (CH2 = CCI-CHZCI) is formed as the main product, namely, calculated on the chlorine consumed, under optimal conditions the yield approx 80 ° / 0, the reaction mixture of about 85 ° / 0 2, 3-dichloropropene (1) besides smaller amounts of propargyl chloride (CH2CI-C ~ --- CH), monochloropropadiene (CHCI = C = CH2) and compounds with a higher boiling point (mainly 1, 2, 3-trichloropropene (2) or CH2CI-CCI = CHCI).
Versuche wurden mit Stickstoff als Verdünnungsmittel ausgeführt ; dazu wurden 15 Volumteile Stickstoff mit I oder 2 Volumteilen Chlorgas auf eine Temperatur erhitzt, wie sie für die Reaktion mit Propadien erforderlich ist, und dann anschließend durch ein vertikales Rohr geleitet, in dessen unteres Ende 2 Volumteile Propadiengas eingeblasen wurden. Experiments were carried out with nitrogen as the diluent; 15 parts by volume of nitrogen with 1 or 2 parts by volume of chlorine gas were added to one Heated temperature as required for the reaction with propadiene, and then then passed through a vertical tube, in the lower end of which 2 parts by volume Propadiene gas were blown.
Die für die Reaktion erforderliche Zeit der Mischung wurde durch Regelung der Fließgeschwindigkeit der Gase und entsprechend den Abmessungen der Reaktionszone eingestellt. Das erhaltene Gasgemisch wurde dann durch Waschtürme mit Natronkalkfüllung geführt, um den Chlorüberschuß und gebildeten Chlorwasserstoff abzuscheiden. Dadurch wurde einer weiteren Reaktion des Chlors mit 2, 3-Dichlorpropen- (l) und damit der Bildung von 1, 2, 2, 3-Tetrachlorpropan (CH2Cl-CCl2-CH2Cl) begegnet. The time required for the mixture to react became through Regulation of the flow rate of the gases and according to the dimensions of the Reaction zone set. The gas mixture obtained was then passed through washing towers with soda lime filling led to the excess chlorine and hydrogen chloride formed to be deposited. As a result, a further reaction of the chlorine with 2,3-dichloropropene (l) and thus the formation of 1, 2, 2, 3-tetrachloropropane (CH2Cl-CCl2-CH2Cl).
Die gewaschene Mischung wurde auf-80°C gekühlt, um die chlorierten Produkte und das nicht umgesetzte Propadien vom Stickstoff zu trennen. Durch Erhöhung der Temperatur wurde schließlich das Propadien von der verflüssigten Mischung abgedampft und die verflüssigten zurückbleibenden Produkte durch fraktionierte Destillation getrennt. The washed mixture was cooled to -80 ° C to remove the chlorinated Products and that not implemented Separate propadiene from nitrogen. By increasing At this temperature, the propadiene was finally evaporated from the liquefied mixture and the liquefied residual products by fractional distillation separated.
Die chlorierten Produkte wurden analysiert und im Infrarotspektrum sowie durch Bestimmung des Chlorgehaltes identifiziert. The chlorinated products were analyzed and in the infrared spectrum and identified by determining the chlorine content.
Das nicht umgesetzte Propadien kann wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. Die Ergebnisse der verschiedenen Experimente sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt. The unreacted propadiene can be returned to the cycle will. The results of the various experiments are in the table below summarized.
Tabelle 1
Der Einfluß der Temperatur ist ersichtlich aus den Versuchen Nr. R 54, R 39 und R 42. Bei 700°C ist eine erhebliche Bildung von Ruß zu bemerken. The influence of temperature can be seen from experiments no. R 54, R 39 and R 42. At 700 ° C a considerable amount of soot is noticeable.
Die Versuche Nr. R 44, R 46, R 55 und R 59 zeigen den Einfluß der Kontaktzeit, d. h. der Zeit, während welcher das Ausgangsgemisch bei der angegebenen Temperatur gehalten wird. Bei etwa einer Sekunde und mehr sind die Resultate im wesentlichen dieselben, als wenn die Kontaktzeit noch länger ist als5 Sekunden. The experiments No. R 44, R 46, R 55 and R 59 show the influence of Contact time, d. H. the time during which the starting mixture at the specified Temperature is maintained. At about a second and more, the results are in essentially the same as when the contact time is longer than 5 seconds.
Das Experiment Nr. R 48 zeigt den Einfluß einer Herabsetzung der Lösung mit Stickstoff. In der Verteilung der Reaktionsprodukte ist keine wesentliche Änderung zu beobachten, es tritt aber eine gerine Bildung von nicht gasförmigen Produkten in der Reaktionszone auf. Ein Vergleich von Versuch R 49 mit Versuch R 46 zeigt, daß durch eine Veränderung des Verhältnisses von Chlor zu Propadien von 1 : 2 zu 1 : I die Bildung von Produkten mit höherem Siedepunkt zunimmt. Experiment No. R 48 shows the influence of lowering the Solution with nitrogen. In the distribution of the reaction products is not essential Change can be observed, but there is a slight formation of non-gaseous Products in the reaction zone. A comparison of experiment R 49 with experiment R. 46 shows that by changing the ratio of chlorine to propadiene of 1: 2 to 1: I the formation of products with a higher boiling point increases.
Sehr gute Resultate erhält man, wenn die Temperatur zwischen etwa 360 und 600°C liegt und die Kontaktzeit sich zwischen 0, 5 und etwa 0, 2 Sekunden bewegt. Very good results are obtained when the temperature is between about 360 and 600 ° C and the contact time is between 0.5 and about 0.2 seconds emotional.
Das Verhältnis von Stickstoff zu Propadien kann in einem weiten Bereich schwanken. The ratio of nitrogen to propadiene can be in a wide range vary.
Ein typisches Beispiel einer guten Ausbeute an 2, 3-Dichlorpropen- (I) mit einer nur geringen Bildung von Nebenprodukten und einer guten Umbildungsmenge (Geschwindigkeit) zeigt sich nach Beispiel R 46. A typical example of a good yield of 2,3-dichloropropene (I) with little formation of by-products and a good amount of remodeling (Speed) is shown according to example R 46.
Es wurde weiterhin gefunden, daß bei einer Bromierung von Propadien als Hauptprodukt 2, 3-Dibrompropen- (l) (CHQ = CBr-CH2Br) gebildet wird ; unter gewissen Bedingungen beträgt die Umsetzungs- menge 80 °lo, berechnet auf verbrauchtes Brom, wobei die Reaktionsmischung aus ungefähr 98% an 2, 3-Dibrompropen-(1) besteht. Versuche wurden durchgeführt unter Verwendung von Stickstoff als Verdünnungsmittel. It has also been found that when propadiene is brominated 2, 3-dibromopropene- (l) (CHQ = CBr-CH2Br) is formed as the main product; under under certain conditions, the implementation amount 80 ° lo, calculated on the consumed Bromine, the reaction mixture consisting of approximately 98% of 2,3-dibromopropene- (1). Experiments were carried out using nitrogen as a diluent.
Ein Gemisch aus einerseits 15 Volumteilen Stickstoff mit 1 Volumteil Bromgas und andererseits 30 Volumteilen Stickstoff mit 2 Volumteilen Bromgas werden getrennt auf eine für die Reaktion mit Propadien erforderliche Temperaturerhitztundanschließend durch ein vertikales Rohr geleitet, in dessen unteres Ende man 2 Volumteile Propadiengas einbläst. Die für die Reaktion der Mischung erforderliche Zeit wird durch die Regelung der Fließgeschwindigkeit der Gase im Zusammenhang mit den Abmessungen der Reaktionszone bestimmt. Das gebildete Gasgemisch leitet man durch Waschtürme, die mit Natronkalk gefüllt sind, wodurch der Überschuß an Brom und gebildetem Bromwasserstoff entfernt wird. Auf diese Weise unterbindet man eine weitere Reaktion von Brom mit 2, 3-dibrompropen-(1) und damit die Bildung von 1, 2, 2, 3-Tetrabrompropan (CH2Br-C (Br) 2-CH2Br). A mixture of 15 parts by volume of nitrogen with 1 part by volume Bromine gas and, on the other hand, 30 parts by volume of nitrogen with 2 parts by volume of bromine gas separately heated to a temperature required for reaction with propadiene, and then passed through a vertical pipe, in the lower end of which 2 parts by volume of propadiene gas blows in. The time required for the mixture to react is determined by the regulation the flow rate of the gases in relation to the dimensions of the reaction zone certainly. The gas mixture formed is passed through washing towers with soda lime are filled, whereby the excess of bromine and hydrogen bromide formed is removed will. This prevents any further reaction of bromine with 2,3-dibromopropene- (1) and thus the formation of 1, 2, 2, 3-tetrabromopropane (CH2Br-C (Br) 2-CH2Br).
Die gewaschene Mischung kühlt man auf mindestens -80°C ab, um die bromierten Produkte abzuscheiden ; das nicht umgesetzte Propadien wird von der verflussigten Mischung abgedampft und die verbleibenden verflüssigten bromierten Produkte werden durch fraktionierte Destillation getrennt.The washed mixture is cooled to at least -80 ° C to the to deposit brominated products; the unreacted propadiene is liquefied by the Mixture is evaporated and the remaining liquefied brominated products become separated by fractional distillation.
Die bromierten Produkte werden analysiert und durch Infrarotspektrum
sorie durch Bestimmung des Bromgehaltes identifiziert. Nicht umgesetztes Propadien
kann zurückgeführt werden. Die Ergebnisse sind aus nachstehender Tabelle ersichtlich
: Tabelle II
II = Monobrompropadien. IV-2, 3-Dibrompropen- (I). VI = Substanzen unbekannter Zusammensetzung.II = monobromium propadiene. IV-2,3-dibromopropene- (I). VI = substances unknown composition.
Es ist möglich, die Reaktion von Propadien und Brom in der Gasphase bei Temperaturen von etwa 550°C in Verbindung mit der Kontaktzeit derart durchzufuhren, daß praktisch nur allein 2, 3-Dibrompropen- (l) gebildet wird. It is possible to start the reaction of propadiene and bromine in the gas phase to be carried out at temperatures of around 550 ° C in connection with the contact time, that practically only 2,3-dibromopropene (l) is formed.
Die Verteilung und Menge der verschiedenen Verbindungen im resultierenden Reaktionsgemisch hängt, wenn die übrigen Bedingungen gleich sind, von der Kontaktzeit ab, d. h. derjenigen Zeit, während welcher die Reaktionsteilnehmer bei der spezifischen Temperatur gehalten werden. The distribution and amount of the various compounds in the resulting If the other conditions are the same, the reaction mixture depends on the contact time from, d. H. the time during which the respondents at the specific Temperature are maintained.
Bei 420°C und einer Kontaktzeit von 0, 04 Sekunden erhält man eine wesentliche Menge von 1, 2, 2, 3-Tetrabrompropan ; bei einer Kontaktzeit von I Sekunde ist2, 3-Dibrompropen- (I) praktisch das einzige Produkt und bei einer noch längeren Kontaktzeit findet man geringe Mengen von Monobromverbindungen. At 420 ° C and a contact time of 0.04 seconds you get a substantial amount of 1, 2, 2, 3-tetrabromopropane; with a contact time of 1 second 2,3-Dibromopropene- (I) is practically the only product and for an even longer one Contact time one finds small amounts of monobromine compounds.
Bei 320°C und einer kurzen Kontaktzeit (0, 10 Sekunden) bildet sich eine wesentliche Menge von Tetrabrompropan, aber diese ändert sich zu Gunsten der Bildung von 2, 3-Dibrompropen-(l), wenn die Kontaktzeit erhöht wird ; bei 4, 3 Sekunden findet man praktisch nur 2, 3-Dibrompropen- (I). Bei 320°C werden keine Monobromverbindungen gefunden. At 320 ° C and a short contact time (0.1 seconds) forms a substantial amount of tetrabromopropane, but this changes in favor of Formation of 2,3-dibromopropene- (l) when the contact time is increased; at 4.3 seconds practically only 2,3-dibromopropene (I) are found. At 320 ° C there are no monobromine compounds found.
Auf der anderen Seite beobachtet man bei 520° C (Versuch 36) eine erhöhte Bildung von Monobromverbindungen. On the other hand, one observes one at 520 ° C (Experiment 36) increased formation of monobromine compounds.
Es ist auch möglich, bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur zu arbeiten ; bei 220° C und 6, 4 Sekunden Kontaktzeit findet man hauptsächlich 2, 3-Dibrompropen-(l). It is also possible at a much lower temperature to work ; at 220 ° C and 6.4 seconds of contact time are mainly found 2,3-dibromopropene- (l).
Ein Vergleich der Versuche Nr. S 16 und S 17 mit anderen Versuchen bei 320°C zeigt den Einfluß einer Änderung des Verhältnisses Brom zu Propadien von ungefähr 1 : 2 bis etwa 1 : 1. Bei einer etwas längeren Kontaktzeit (4, 5 Sekunden) tritt ein Verlust von etwas 2, 3-Dibrompropen- (I) durch Bildung unbekannter Verbindungen auf ; eine Abkürzung der Kontaktzeit führt zu einer Bildung einer wesentlichen Menge von Tetrabrompropan. A comparison of the experiments No. S 16 and S 17 with other experiments at 320 ° C shows the influence of changing the ratio of bromine to propadiene from about 1: 2 to about 1: 1. With a slightly longer contact time (4.5 seconds) there is a loss of some 2,3-dibromopropene- (I) through the formation of unknown compounds on ; a shortening of the contact time leads to the formation of a substantial amount of tetrabromopropane.
Im allgemeinen wird die Bildung von Tetrabrompropan begünstigt durch kurze Kontaktzeiten. Eine Erhöhung der Temperatur führt zu einem Absinken der Bildung von Tetrabrompropan. In general, the formation of tetrabromopropane is favored by short contact times. An increase in temperature leads to a decrease in formation of tetrabromopropane.
Monobromverbindungen werden bei längeren Kontaktzeiten und höheren Temperaturen gefunden. Monobromium compounds are used with longer contact times and higher Temperatures found.
Typische Beispiele einer guten Ausbeute an 2, 3-Dibrompropen- (I) mit einer nur geringen Bildung von Nebenprodukten und einem guten Betrag an Umsetzung zeigen die Versuche Nr. S 1, S 13, S 19 und S 16. Typical examples of a good yield of 2,3-dibromopropene (I) with little byproduct formation and a good amount of conversion show the experiments No. S 1, S 13, S 19 and S 16.
Es ist festzustellen, daß bei der Bromierung von Propadien im Falle einer sehr kurzen Kontaktzeit eine wesentliche Menge von Tetrabrompropan ent- steht, wogegen bei der Chlorierung von Propadien bei einer sehr kurzen Kontaktzeit eine wesentlich geringere Bildung von Tetrachlorpropan festzustellen ist. It should be noted that in the bromination of propadiene in the case A substantial amount of tetrabromopropane is formed in a very short contact time. stands, whereas in the chlorination of propadiene with a very short contact time one significantly lower formation of tetrachloropropane can be observed.
Es ist zweckmäßig, ein inertes Verdünnungsgas, wie Stickstoff, zu verwenden, da in nicht verdünnten Systemen die Reaktion zur Unkontrollierbarkeit neigt. It is convenient to use an inert diluent gas such as nitrogen use, because in undiluted systems the reaction to uncontrollability tends.
Bei den Beispielen wurde im Laboratoriumsmaßstab gearbeitet, in welchem Falle man zweckmäßig ein möglichst großes Verhältnis von Lösungsgas zu Reaktionsteilnehmern anwendet. Bei einem Prozeß dagegen im technischen Maßstab stehen bessere Mittel zur Einregelung der Kontaktzeit und anderer Bedingungen zur Verfügung, so daß beim Arbeiten im großen Maßstab das Verhältnis von Verdünnungsgas zu den Reaktionsteilnehmern abgewandelt werden kann, und zwar vor allem mehr zu Gunsten der Reaktionsteilnehmer.The examples were carried out on a laboratory scale, in which If it is expedient to use the largest possible ratio of solvent gas to reactants applies. In a process on an industrial scale, on the other hand, there are better means to regulate the contact time and other conditions available so that when Working on a large scale the ratio of diluent gas to reactants can be modified, especially more in favor of the reactants.
Die 2, 3-Dihalogenpropene-(l) sind vorteilhafte Zwischenprodukte für chemische Synthesen und im übrigen als solche wirksam gegen gewisse organische Schädlinge, z. B. gegen Nematoden. The 2,3-dihalopropene (l) are advantageous intermediates for chemical syntheses and otherwise effective as such against certain organic ones Pests, e.g. B. against nematodes.
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