DE1518307B1 - Verfahren zur Herstellung von Nitrodiarylaminen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von NitrodiarylaminenInfo
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Description
3 4
in der X2 und X3 Wasserstoffatome, Alkoxyreste zusammen mit dem Wasser überdestillierende, nicht
mit 1 oder 2 C-Atomen oder Nitrogruppen bedeuten. umgesetzte, primäre aromatische Amin wird im EntBeispiele
für solche Amine sind Anilin, p-Toluidin, wässerungsturm vom Wasser abgetrennt, im Vero-Toluidin,
p-Nitroanilin, m-Nitroanilin, o-Nitro- dämpfer verdampft und wieder in den Boden des
anilin, p-Anisidin, o-Anisidin, p-Äthylanilin, o-Phe- 5 Reaktors zurückgeführt bzw. eingeblasen. Das im
netidin, 2,4-Xylidin, 2,6-Xylidin und Xylidingemische. Entwässerungsturm abgetrennte Wasser wird im
Bevorzugte Amine sind Anilin und p-Toluidin. Kühler abgekühlt und dann in den Abscheider
Das primäre aromatische Amin wird in einer Menge geführt, in dem restliches, primäres aromatisches
von etwa 1,1 bis 10, vorzugsweise von 1,1 bis 3 Mol, Amin wiedergewonnen und in den Kopf des Entje
Mol des halogenierten Nitrobenzols verwendet. io wässerungsturmes zurückgeführt wird.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Durch die Zurückführung des entwässerten pri-Amid
wird durch Umsetzung des im erfindungs- mären aromatischen Amins wird die Wirtschaftlichgemäßen Verfahren eingesetzten primären aroma- keit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
tischen Amins mit einer niedrigmolekularen alipha- dem bisher bekannten Verfahren verbessert, da auf
tischen Monocarbonsäure, wie Ameisensäure, Essig- 15 diese Weise das während der Umsetzung entstehende
säure oder Propionsäure, hergestellt. Bei Verwendung Wasser aus der Reaktionszone in etwa der doppelten
von Anilin als primärem aromatischem Amin wird Menge, verglichen mit dem bekannten Verfahren,
z. B. Formanilid, Acetanilid oder Propionanilid als abgetrennt werden kann. Die Reaktionszeit wird
Amid verwendet. Vorzugsweise werden Amide ver- um etwa die Hälfte verringert. Durch den geringen
wendet, die die Formyl- oder Acetylgruppe enthalten. 20 Gehalt an teerigen Nebenprodukten im Reaktions-Das
Amid wird in einer Menge von 0,05 bis 1,0 Mol, produkt wird eine Ausbeutesteigerung erhalten. Bei
vorzugsweise von 0,1 bis 0,6 Mol, je Mol halo- der Durchführung der Reaktion in technischem
geniertes Nitrobenzol verwendet. Maßstab kann die Reaktionszeit von bisher 12 bis
Beispiele für die im erfindungsgemäßen Verfahren 18 Stunden auf etwa 5 bis 10 Stunden verringert,
verwendbaren Halogenkohlenwasserstoffakzeptoren 25 die Ausbeute auf einen Wert von übar 90°/0 erhöht
sind Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natrium- und die Reinheit verbessert werden,
bicarbonat, Kaliumbicarbonat, Natriumcarbonat und Die Menge des nach der Entwässerung zurück-Kaliumcarbonat.
Unter den vorgenannten Verbin- geführten primären aromatischen Amins wird auf
düngen sind die Kaliumsalze bevorzugt. Unter den einen Wert von 0,1 bis 5,0 Mol, insbesondere von
Kaliumsalzen ist wasserfreies Kaliumcarbonat beson- 3° 0,5 bis 2,0 Mol, je Stunde und Mol des halogenierten
ders bevorzugt, weil bei dessen Verwendung das Nitrobenzols eingestellt. Durch Einblasen des ent-Reaktionsprodukt
in höherer Ausbeute und mit wässerten primären aromatischen Amins in den höherer Reinheit erhalten wird als bei Verwendung Boden des Reaktors wird das während der Umder
anderen Salze. Der Halogenwasserstoffakzeptor Setzung entstehende Wasser aus dem Reaktionswird
in einer Menge von etwa 1,1 Mol je Mol halo- 35 gemisch abgetrieben. Weiterhin können die Reakgeniertes
Nitrobenzol verwendet. tionsbedingungen leicht durch Steuerung des verBeispiele für die im erfindungsgemäßen Verfahren dampften und in den Reaktor zurückgeführten priverwendbaren
kupfer- oder nickelhaltigen Dehydro- mären aromatischen Amins reproduziert werden,
halogenierungskatalysatoren sind Kupferpulver, Kup- selbst wenn der Reaktionsansatz vergrößert wird.
fer(I)-jodid, Kupfer(II)-jodid, Kupfer(I)-chlorid, Kup- 40 Nach beendeter Umsetzung läßt man das Reakfer(II)-chlorid,
Kupfer(I)-oxid, Kupfer(II)-oxid, ba- tionsgemisch zur Abtrennung anorganischer Salze in
sisches Kupfercarbonat, Kupfer(II)-sulfat, Kupfer(I)- Wasser einlaufen. Das ölige Reaktionsprodukt wird
cyanid, Kupfer(II)-cyanid, Kupfer(II)-nitrat, Kup- vom Wasser abgetrennt und von Katalysatorresten
fer(II)-formiat, Kupfer(II)-acetat, Kupfer(II)-stearat, abfiltriert. Das f Itrierte Reaktionsprodukt wird dann
Nickeljodid, Nickelchlorid, Nickelsulfat, Nickelnitrat, 45 zur Abtrennung nicht umgesetzter Ausgangsverbin-Nickelcyanid,
Nickelformiat, Nickelacetat und Nickel- düngen entweder einer Wasserdampfdestillation unterstearat.
Vorzugsweise wird Kupfer(II)-oxid verwendet. worfen oder unter vermindertem Druck destilliert.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann gegebenen- Das wiedergewonnene Amid und nicht umgesetztes
falls ein indifferenter Kohlenwasserstoff, wie Xylol, primäres aromatisches Amin können erneut verwen-Toluol,
Tetrahydronaphthalin oder Dimethylnaph- 5° det werden.
thalin, als Lösungsmittel verwendet werden. Gemäß einer Abänderung des Verfahrens, bei der
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- ähnlich günstige Ergebnisse erhalten werden, werden
fahrens werden die Ausgangsverbindungen in einen das primäre aromatische Amin und eine niedrig-
Reaktor gegeben und auf etwa 100 bis 3000C, vor- molekulare aliphatische Monocarbonsäure in der zur
zugsweise auf 170 bis 2300C, erhitzt. Die Reaktions- 55 Bildung des Amids erforderlichen Menge durch
zone wird unter vermindertem Druck gehalten. Ein mehrstündiges Erhitzen miteinander umgesetzt. Dieses
Druck von 100 bis 600 Torr ist bevorzugt. Die Um- Gemisch wird anschließend mit dem halogenierten
setzung (Kondensation) erfolgt bei der angegebenen Nitrobenzol, dem Dehydrohalogenierungskatalysator
Temperatur. Bei der Reaktion entstehendes Wasser und dem Halogenwasserstoffakzeptor versetzt. Die
wird in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,2 Mol je 6o Kondensation wird nach dem erfindungsgemäßen
Stunde und Mol des halogenierten Nitrobenzols Verfahren durchgeführt,
abdestilliert. Gleichzeitig mit dem Wasser wird nicht Die Beispiele erläutern die Erfindung,
umgesetztes primäres aromatisches Amin abdestilliert. . .
Die Umsetzung ist im allgemeinen nach 5 bis B e 1 s ρ 1 e 1 1
Stunden beendet. 65 In einem mit einem Rührwerk versehenen Reaktor
Der Reaktor ist an eine Pumpe angeschlossen und werden 402 kg p-Chlornitrobenzol, 356 kg Anilin,
mit einem Entwässerungsturm, einem Kühler, einem 103 kg Acetanilid, 176 kg wasserfreies Kaliumcarbo-
Abscheider und einem Verdampfer ausgerüstet. Das nat und 5 kg Kupfer(ll)-oxid vorgelegt. Dieses '
5 6
Gemisch wird bei einer Temperatur von 184 bis Destillation 3,0% teerige Nebenprodukte zurück-188
C mit 140 Umdr./Min. und bei einem Druck läßt. Die Ausbeute beträgt etwa 950I0 der Theorie.
von 600 bis 350 Torr gerührt, wobei ein Gemisch . .
von Anilin und Wasser in einer Menge von 5 kg/Min. Beispiel
überdeslilliert. 5 In einem Reaktor wird ein Gemisch von 214 kg
Zu Beginn der Umsetzung genügt eine geringe Anilin und 23 kg Eisessig unter Rückfluß zum Sieden
Druckverminderung, um Anilin und Wasser abzu- erhitzt. Nachdem etwa 7 Liter Wasser vom Kopf
destillieren. Mit fortschreitender Umsetzung muß eines Entwässerungsturms abdestilliert sind, wird das
jedoch der Druck allmählich stärker verringert Gemisch mit 201 kg p-Chlornitrobenzol, 88 kg waswerden,
da der Siedepunkt des Reaktionsgemisches io serfreiem Kaliumcarbonat und 2,5 kg Kupfer(II)-oxid
mit abnehmendem Anilingehalt und zunehmender versetzt. Die Umsetzung wird in ähnlicher Weise
Bildung von p-Nitrodiphenylamin ansteigt. wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Nachdem
Das abdestillierte Gemisch aus Wasser und Anilin weitere 11,1 kg Wasser durch Destillation abgetrennt
wird in einem Entwässerungsturm vom Wasser sind, wird der Inhalt des Reaktors auf etwa 100cC
befreit. Das Anilin wird vom Boden des Entwässe- 15 abgekühlt. Die in diesem Gemisch enthaltenen anorrungsturms
durch eine Dosierpumpe in einen Ver- ganischen Salze und Katalysatorreste werden abfildampfer
geleitet, und der Anilindampf wird wieder triert. Die abfiltrierten festen Bestandteile werden
in den Boden des Reaktors eingeblasen. Das vom mit Aceton gewaschen. Das Filtrat und die Wasch-Kopf
des Entwässerungsturms abdestillierte azeotrop- lösungen werden vereinigt und unter vermindertem
siedende Gemisch von Anilin und Wasser wird kon- 20 Druck destilliert. Die Destillation wird bis zu einer
densiert. Das restliche Anilin im Kondensat wird in Siedetemperatur von 190"C/5Torr durchgeführt. Es
einem Abscheider abgetrennt und wieder in den hinterbleiben 264 kg p-Nitrodiphenylamin im Destil-Entwässerungsturm
zurückgeführt. lationsbehälter. Das Produkt enthält nach dem
Die Umsetzung wird etwa 7 Stunden durchgeführt, Destillationstest 4,5 °/0 teerige Nebenprodukte. Die
bis die aus der Reaktionszone abdestillierte Wasser- 25 Ausbeute beträgt etwa 93% der Theorie,
menge etwa 22,2 kg beträgt. Danach wird der Inhalt . .
des Reaktors auf etwa 120cC abgekühlt und dann Beispiel 4
in etwa 1500 Liter Wasser einfließen gelassen. Das In einem Reaktor wird ein Gemisch aus 40.2 Teilen
ölige Reaktionsprodukt wird vom Wasser abgetrennt p-Chlornitrobenzol, 35,6 Teilen Anilin, 10,3 Teilen
und von Katalysatorresten abfiltrieri. Das filtrierte 30 Acetanilid. 17,6 Teilen Kaliumcarbonat und 0,4 Teilen
Reaktionsprodukt wird bis zu einer Siedetemperatur Nickelcyanid vorgelegt. Das Gemisch wird unter
von 190 C'5 Torr fraktioniert destilliert. Es werden Rühren auf 185 bis 190"C erhitzt und 6,5 Stunden
510 kg p-Nitrodiphenylamin als Rückstand erhalten, bei 185 bis 190cC und einem Druck von 650 bis
das bei der Destillation 2,5% teerige Nebenprodukte 370 Torr gerührt. Es destilliert ein azeotropsiedendes
zurückläßt. Die Ausbeute beträgt etwa 93% der 35 Gemisch aus Wasser und Anilin ab. Das Anilin wird
Theorie. abgetrennt, getrocknet, destilliert und dampfförmig
Das nicht umgesetzte Acetanilid und Anilin kann in den Boden des Reaktors eingeblasen. Nach been-
erneut verwendet werden. deter Umsetzung sind 2,3 Teile Wasser abgetrennt
R . -,τ worden. Das Reaktionsgemisch wird mit 80 Teilen
B e 1 s ρ 1 e 1 ι 40 Aceton versetzt. Die in diesem Gemisch enthaltenen
In einem Reaktor werden 201 kg p-Chlornitro- anorganischen Salze werden abfiltriert, und das Filtrat
benzol. 205 kg p-Toluidin. 57 kg p-Methylacetanilid, wird destilliert. Die bis 185"C/4 Torr siedenden Frak-88
kg wasserfreies Kaliumcarbonat und 2,5 kg Kup- tionen werden abdestilliert. Als Rückstand verbleiben
fer(II)-oxid vorgelegt und in ähnlicher Weise wie im 51,4 Teile 4-Nitrodiphenylamin, die 2.7% teerige
Beispiel 1 beschrieben umgesetzt. Es werden 289 kg 45 Nebenprodukte enthalten. Die Ausbeute beträgt etwa
p-Methyl-p'-nitrodiphenylamin erhalten, das bei der 90 % der Theorie.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Nitrodiaryl- und Polynitroverbindungen, ohne Katalysatoren ausaminen
durch Kondensation von halogenierten 5 tauschen. Für die Umsetzung der Chlor- und Brom-Nitrobenzolen
mit einer überschüssigen Menge verbindungen sind energische Bedingungen erfordereines
primären aromatischen Amins bei erhöhter lieh. p-Chlornitrobenzol reagiert mit überschüssigem
Temperatur in Gegenwart eines kupferhaltigen Anilin ohne Lösungsmittel bei einer Temperatur
Dehydrohalogenierungskatalysators, eines Halo- zwischen 175 und 2050C überhaupt nicht, während
genwasserstoffakzeptors und eines aus einem pri- io o-Chlornitrobenzol mit überschüssigem Anilin bei
mären aromatischen Amin und einer niedrig- der gleichen Temperatur 2-Nitrodiphenylamin ergibt
molekularen aliphatischen Monocarbonsäure her- (vgl. S. 64, Tabelle 10 der vorstehend angegebenen
gestellten Amids und Abdestillation des während Literaturstelle).
der Kondensation entstehenden Wassers zusam- Die bisher vorgeschlagenen Verfahren befriedigen
men mit nicht umgesetztem primärem aroma- 15 in technischer Hinsicht nicht. Einige Verfahren
tischem Amin und Rückführung des primären dauern zu lange, wenn sie in technischem Maßstab
aromatischen Amins in die Kondensationsreaktion durchgeführt werden, wobei die Bildung teeriger
nach Abtrennung des Wassers, dadurch ge- Nebenprodukte zunimmt und die Ausbeuten abnehkennzeichnet,
daß man die Kondensation men. Andere Verfahren erfordern spezielle Ausgangsunter
vermindertem Druck durchführt und an ao verbindungen.
Stelle des kupferhaltigen Dehydrohalogenierungs- Aus der japanischen Patentschrift 16 621/1961 ist
katalysators auch einen nickelhaltigen Dehydro- es bekannt, 4-Nitrodiarylamine durch Umsetzung
halogenierungskatalysator verwenden kann. eines p-HalogennitrobenzoIs mit einem Überschuß
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- eines primären aromatischen Amins und einer niedrigzeichnet,
daß man je Mol halogeniertes Nitro- 25 siedenden Monocarbonsäure oder eines daraus herbenzol
0,05 bis 1,0 Mol Amid einsetzt. gestellten Amids, wie Formanilid oder Acetanilid,
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch in Gegenwart eines kupferhaltigen Dehydrohalogegekennzeichnet,
daß man die Kondensation bei nierungskatalysators und eines Halogenwasserstoffeinem
Druck von 100 bis 600 Torr durchführt. akzeptors herzustellen. Dieses Verfahren befriedigt
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch 30 jedoch weder hinsichtlich der erzielbaren Ausbeuten
gekennzeichnet, daß man als Dehydrohalogenie- noch hinsichtlich der Reinheit des Reaktionsproduktes,
rungskatalysator Kupfer(II)-oxid verwendet. Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren
zur Herstellung von Nitrodiarylaminen zur Verfügung
zu stellen, das die Nachteile der bekannten Verfahren
35 nicht aufweist.
Nach dem Verfahren der Erfindung gelingt es, bei kürzerer Reaktionsdauer Nitrodiarylamine in
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung höherer Ausbeute und mit erhöhter Reinheit als
von Nitrodiarylaminen durch Kondensation von nach dem bekannten Verfahren herzustellen,
halogenierten Nitrobenzolen mit einer überschüssigen 40 Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Menge eines primären aromatischen Amins bei halogenierten Nitrobenzole haben die allgemeine erhöhter Temperatur in Gegenwart eines kupfer- Formel
haltigen Dehydrohalogenierungskatalysators, eines ^q
halogenierten Nitrobenzolen mit einer überschüssigen 40 Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Menge eines primären aromatischen Amins bei halogenierten Nitrobenzole haben die allgemeine erhöhter Temperatur in Gegenwart eines kupfer- Formel
haltigen Dehydrohalogenierungskatalysators, eines ^q
Halogenwasserstoffakzeptors und eines aus einem ι 2
primären aromatischen Amin und einer niedrigmole- 45 J\
kularen aliphatischen Monocarbonsäure hergestellten j^ L j) χΐ
Amids und Abdestillation des während der Konden- ^/
sation entstehenden Wassers zusammen mit nicht
umgesetztem primärem aromatischem Amin und in der R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe
Rückführung des primären aromatischen Amins in 5° und X1 ein Chlor-, Brom- oder Jodatom bedeutet,
die Kondensationsreaktion nach Abtrennung des Beispiele für halogenierte Nitrobenzole sind p-Chlor-Wassers.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, nitrobenzol, o-Chlornitrobenzol, m-Chlornitrobenzol,
daß man die Kondensation unter vermindertem p-Bromnitrobenzol, o-Bromnitrobenzol, m-Bromnitro-Druck
durchführt und an Stelle des kupferhaltigen benzol, p-Jodnitrobenzol, o-Jodnitrobenzol, m-Jod-Dehydrohalogenierungskatalysators
auch einen nik- 55 nitrobenzol, m-Chlor-p-methylnitrobenzol, 2-Methylkelhaltigen
Dehydrohalogenierungskatalysator ver- 5-chlornitrobenzol und 2-Methyl-3-chlornitrobenzol.
wenden kann. In technischer Hinsicht ist von den vorgenannten
Nitrodiarylamine, insbesondere p-Nitrodiphenyl- Verbindungen p-Chlornitrobenzol die besonders beamin
und p-Nitro-p'-methyldiphenylamin, sind wert- vorzugte Verbindung.
volle Zwischenprodukte zur Herstellung von Färb- 60 Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendstoffen
und Kautschukchemikalien. baren primären aromatischen Amine haben die all-
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung gemeine Formel
dieser Verbindungen bekannt, z. B. die Arylierung
von Aminen mit Nitroarylsulfonsäureestern von Phenolen und die Umsetzung von aromatischen primären 65
Aminen mit halogenierten Nitroarylverbindungen
(vgl. »Methoden der Organischen Chemie« [H 0 uben —Weyl], 4. Auflage, Bd. XI/1, Stickstoffver-
dieser Verbindungen bekannt, z. B. die Arylierung
von Aminen mit Nitroarylsulfonsäureestern von Phenolen und die Umsetzung von aromatischen primären 65
Aminen mit halogenierten Nitroarylverbindungen
(vgl. »Methoden der Organischen Chemie« [H 0 uben —Weyl], 4. Auflage, Bd. XI/1, Stickstoffver-
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