DE1442849A1

DE1442849A1 - Verfahren zur Durchfuehrung von chemischen Reaktionen

Info

Publication number: DE1442849A1
Application number: DE19631442849
Authority: DE
Inventors: Frey Dr Walter
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1962-02-23
Filing date: 1963-01-23
Publication date: 1969-01-16
Also published as: CH419066A; GB1033655A; US3231583A

Description

Verfahren zur Durchführung von chemischen Reaktionen.
Sa sind zahlreiche Reaktionen bekannt, bei denen man zwei Stoffe, von denen der eine bei der Reaktionatemperatur gasförmig ist, bei erhöhter Temperatur so miteinander umsetzt, dass man das Gas kontinuierlich in ein mit einem Rückflusskühler versehenes Reaktionsgefäss leitet, das den Reaktionspartner und ein bei der Reaktionstemperatur flüssiges, dentillierbares Reaktionsmedium enthält, und das dabei verdampfende Reaktionamedium kondensiert und in das Reaktionsgefäss zurUekleltet. Besonders exotherm verlaufende Reaktionen werden häufig in der Weiae durchgeführt. Durch die fortwghrende Verdampfung und Kondensation eines Teils des Reaktionsmediums wirkt dieses ala direkter Wärmeüberträger, Jedoch nur aolange, wie die Reaktionstemperatur in unmittelbarer N seiner Siedtemperatur liegt. Will man die Reaktionatmperatur ändern, so muse man daher das Reaktionamedium wechseln.
\ Fa wurde nun gefunden, dass es besonders vorteilhaft ist, die zuvor geschilderte Reaktion bei Temperaturen Uber der normalen Siedetemperatur des Reaktionamediums und unter einem hö@eren Druck als dem Dampfdruck des Reaktionsmediums bei der Reaktionstemperatur durchzuführen. So ist es möglich, bei versehiedenen exothermen Reaktionen innerhalb eines verhältnismässig grossen Temperaturbereinches dasselbe Reaktionantedium 2U verwenden. Für die Durchführung de Verfahrens kann man sich z.B. folgender Apparatur bedien@n: Ein Reaktionsgefäss ist mit einem Rückflussk@@ler versehen, an dessen oberem Ends ein unter einem äusseren Druck stehendes Ventil angebracht tat. Dan Ventil hat die Aufgabe, einen in der Apparatur entstehenden übermässig hohen Druck auszugleichen. Besonders einfach lassen sich die bei den melsten der geschilderten Reaktionen entatehenden Gase durch eia autosat£aches Druckventil kontinuierlich aus der Apparatur entfernen. Zu dieaem Zweck kann man den in der Apparatur herrschenden Druck am oberen Ende des Rückflusskühlers, z. B. mit Hilfe eines Kontaktmanometers, messen. Das Kontaktmanometer ateuert ein Magnetventil. Diesels wiederum reguliert die Steuerluft eines pneumatischen Ventils, durch das die Reaktionsgasse entweichen können.
Da# Verfahren lässt sieh dberall da. anwenden, wo zwei oder auch wehralazweiStoffe von denen wenigstens einer bei Reaktionstemperatur gasförmig ist, bei erhdhter Temperatur miteinander umgesetzt werden. Das bei der Reaktionatemperatur flüssige, deatillierbare Reaktionsmedium kann ein indifferentes Lösungsmittel sein, doch kann es auch selbst an der Freakder tion mit dem Gas teilnehmen. Es ist nicht erforderlich, dass bei der Reaktionstemperatur gasfdrmige Stoff ale Gas zugeführt wird. Han kann diesen vielmehr auch in verflüssigter Form zuleiten, sedans er im Reaktionamedium verdampft und dadu ? eh einen zusätzlichen Kühleffekt bewirkt.
Ale beaondera vorteilhaft hat sich dan Verfahren bein Halogenieren, insbesondere Chlorieren oder Bromieren, von Phthalooyaninen erwiesen. Als flüssiges Reaktionsmedium kann man organlaohe oder anorganiache Verbindungen verwenden, s. Bt Nitrobenzol, Chlorbensol, Phthalylchlorid, Zinntetrachlorid oder Titantetrabromld, Siliciumtetrachlorid, Dis Halogenierung wird im allgemeinen bei Temperaturen zwischen ungefähr 120. und 250°C und bei etwa 2-40 Atmosphären Druck durchgeführt. Die Halogene, von denen vor allem Chlor und Brom in Frai kommen,fuhrtman rt man wahrend der Reaktion kontinuierlich, zu und swar in flüssigem oder gasförmigem Zustand. Auch Gemische von Chlor und Broat laaten sich aehr gut verwendeno Vorteilhafter ist es jedoch, zuerst Brom und anschliessend @ Chlor einwirken zu laaaen, wenn man chlor-und bromhaltige Phthaloeyanine herstellen will. Es ist auch möglich, dem Reaktionsgemisch ein Bromsalz zuzugeben, aus dem beim Einleiten von Chlor Brom abgespalten wird.
Die angewandten Mengen Halogen sind vom gewünschten Halogenierungograd abhingig. In ein MolekUl Phthalocyanin können vorsug 1 bis etwa 16 Atome Chlor oder Brom eingeführt werden.
@ Man kann auch einen Teil des Halogens chon vor Beginn der Reaktion zusetzen und erst den Rest bei Reaktionstemperatur konein@lerlien zuführen.
Die Menge des Reaktionsmediums kann in weiten Grenzen verändert werden. Wichtig ist nur, dass sich das Reaktionsgemiseh gut 4 lässt. Dies lässt sich im allgemeinen durch Verwendung UNgEfthr @r 3 - 40 Gewichtstel len Reaktionsmedium je Gewichtsteil des Phthalocyanins erreinchen.
Als Phahalocyanine können, ausser dem metallfreien Grundkörper, z.B. Kupfer-, Eisen-, Nickel-, Zinn-, Titan-oder Kob@ltphthalocyanin eingesetzt werden. Die als Reaktioaß onemedium verwendete Verbindung kann nach beendeter Reakir ° aa 3ts-ai caex 1e aut'itre Siedepunkt bei Atmosphärendruck oder auch unter vermindertem Druck abdestilliert werden. Man erhält das halogenierte Phthalocyanin als trockenes und feinkörniges Pulver. und Ueberführung in feinere Ver@lung Zur Reinigung/ kann es z.B. mit Schwefeltrioxyd enthaltender Schwefelsäure in eine Paste UbergefUhrt undmitWäsaerauegefSlltwerden.
Die in den Beiapielen genannten Teile aind Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die Tentperaturen aind in Celaiuagraden angegeben.
BeiaPiell Man verwendet ein mit einem Rückflusskühler versehenes emailliertes Druckgefäss. Der Rückflusskühler wird mit kaltem Wasser gespeist. Am obern Ende des Rückflusskühers ist ein pneum@-tisches Ventil angebracht, dessen Steuerluft durch ein Magnetventll reguliert w wobei da Magnetventil durci in den ReaWIondruak massendes Kontaktmanometer gesteuert wird. Das Kontaktmanometer ist so eingestellt, dass es das Magnetventil bei einem Druck in der Apparatur von 12 bis 14 at. betätigt.
In Druotger dieser Apparatur werden400TeileKupferphthalooyanin und 2000 Telle Titantetrachlorid auf 170° erhitzt.
Darauf leitet man 10 Stunden einen Strom von 60 Teilen Chlor in der Stunde unter 6 at. Druck ein und rührt dabei. Anschliessend erhöht man die Temperatur auf 190° und den Druck auf 8 at. und leitet weitere 10 Stunden 40 Teile Chlor in der Stunde ein. Dan entweichendeReektionegeeenthältnurgeringe Mengen Titantetrachlorid.
Nach Beendigung der Reaktion destilliert man das Titantetrachlorid ab. Man erhält 720 Teile grünes Chlor-Kupferphthalocanin mit 45,5% Chlor und 5,6% Kupfer.
B e i s e;pi.
In der X Beispiel 1 angegebenen Apparatur werden 400 Teile Phthalocyanin und 2000 Teile Zinntetrachlorid auf 170° erhitzt.
Da : leite@ man 6 Stunden einen Strom von 10 Teilen Brom in der Stunde unter 11 ab. Druck und unter Rühren ein.
'iGuc.46Eirkf.:r"1",,'a:"i,6,e!i,4'u1.4lIiL4t.§lJ.etC"ib.idl.°yc KachErhöhenderTampeat?auflCu$sDrukaf15%t< entstehende Reaktionsgas besieht im wes@nolichen aus Bromwasserstoff bzw. Chlorwasserstoff und e@thält nur geringe Mengen@ Zinntetrachlorid. Nach Beendigung der Reaktion dest waaarstoffbsM,Chlcr-MaaseTatoffun'3e'hältnurgeringe man das Zinntetrachlorid ab und erhält 920 Teile gelbgrünes Brom-Chlorphthalocyanin mit einem Gehalt von 27% Brom und 31% Chlop. 3 In die im Beispiel 1 geschilderte Apparatur gibt man 80 Teile Kupferphthalocyanin, 1000 Teile Silichumtetrachlorid und 60 Teile Brom. Man verschliesst die Apparatur und stellt das Kontaktmanometer auf 30 Atmosphären ein. Dann erhitzt man 8 Stunden auf 160° bis 170°, wonach man während 12 Stunden loam , r' Za aRa c, . . . as and a : : : ~~ genMaseepatoffentweichtxua&aaatt@&sUb&aßüssig berschüssigem Chlor durch das pneumatische Ventil. Nach Beendigung der Remktion kühlt man auf 60° ab und destilliert das Siliciumtetra-Chlorid ab. Man erhalt 180 Teile ! phtSlocya Mit 15% Brom und 37% Chlor.
%ep,. d<rMtchdennbenixBelapiellverwendetenApparatur 'T,:'i.-werden 400 Teile Eisenphthalocyanin in 2000 Teilen Titantetrachlorid auspendiert. Man erhitzt auf 160° und stellt die apparatur so ein, dass der Druck 7 at. beträgt. Dann leitet @@n innerhalb von von 4 Stunden 400 Teile flüssiges Brom ein und ':'..';'" halt weitere @ Stunden bei 160°. Im Laufe von 12 Stunden werden 800 Teile flüssiges Chlor bei 160 bis 170° eingeleitet.
M@n kühlt auf 130° ab und lässt den Inhalt des Reaktionsgeit**M'"**dtt'ittn-@@s@@@ in einen Schaufeltrockner fliessen, in dem das Titan-@@@r@chlorid @nerst unter normal@@ Druck und zum Schlu@@ @@ter vermindertem Druck abdestilliert wird. Man erhält @@@ @eile Me@tgr@@ne@ Chlor-Brom- Eisenphthalocyanin mit @@@@@ Gehäl@ von 32,2% Chlor und 233 Brom.

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Durchführung von chemischen Reaktionen, bei denen man zwei Stoffe, von denen der eine bei der Reaktionstemperatur gasformig ist, bei erhöhter Temperatur so miteinander umsetzt, dass man das Gas kontinuierlich in ein mit einem Rückflusskühler versehenes Reaktionsgefäss leitet, das den Reationspartner und ein bei der Reaktionstemperatur flüssiges und d destillierbares Reaktionsmedium enthalt, und das verdampfende Reaktionsmedium kondensiert und in das Reaktionsgemisch zurückleitet, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei einer Temperatur über der normalen Siedetemperatur des Reaktionsmediums und unter einem höheren Druck als dem Dampfdruck des Reaktionsmediums bei der Reaktionstemperatur durch£uhrt.