DE1768917A1 - Process for the preparation of aromatic dicarboxylic acid diazides - Google Patents
Process for the preparation of aromatic dicarboxylic acid diazidesInfo
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Description
Troisdorf, den 10. Juli 1968 68 097 (H55)Troisdorf, July 10, 1968 68 097 (H55)
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. KölnDYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, District Cologne
"Verfahren zur Herstellung von aromatischen Dicarbonsäurediaziden""Process for the preparation of aromatic dicarboxylic acid diazides"
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von aromatischen Diearbönsäurediaziden der allgemeinen FormelThe present invention is a method for Production of aromatic Diearbönsäurediaziden the general formula
wobei R = ein oder mehrere organische Substituenten und η 0 bis 4 sein kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Lösung eines entsprechenden Dicarbonsäuredichlorids mit einer 10 - 40'^tigen Lösung eines Älkalifizldö bei Temperaturen zwischen O0C und 300C1 vorzugsweise zwischen 100C und 20°C, umsetzt. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Säureazide fallen dabei in einer besonders reinen Form an, wie sie z.B. für Polykondensationen notwendig sind.can be 0 to 4 wherein R = one or more organic substituents, and η, which is characterized in that a solution of a corresponding dicarboxylic acid dichloride with a 10-40 '^ term solution of a Älkalifizldö at temperatures between 0 C and 30 0 C 1 preferably between 10 0 C and 20 ° C. The acid azides obtained by this process are obtained in a particularly pure form, such as are necessary, for example, for polycondensation.
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Im allgemeinen werden Säureazide durch Umsetzung der entsprechenden Säurehydrazide mit wässriger salpetriger Säure hergestellt.In general, acid azides are prepared by reacting the corresponding acid hydrazides with aqueous nitrous acid.
Bs ist weiterhin bekannt, Säurechloride aliphatischer Monocarbonsäuren mit Natriumazid umzusetzen. Bei diesem Verfahren wird jedoch vorzugsweise unter wasserfreien Bedingungen gearbeitet und es eignet sich, hauptsächlich nur für sehr reaktionsfähige Säurechloride wie z.B. Acetylchlorid.It is also known to react acid chlorides of aliphatic monocarboxylic acids with sodium azide. However, this method is preferably carried out under anhydrous conditions worked and it is mainly only suitable for very reactive acid chlorides such as acetyl chloride.
Biese bekannten Methoden sind jedoch schlecht geeignet, Dicarbonsäurediazide, besonders Tere- und isophthalydiazid in einer so reinen Porm darzustellen, daß sie für Polykondensationsreaktionen geeignet sind} Die Funktionalität bei der reaktiven Azidgruppierung ist bei den nach diesen bekannten Verfahren hergestellten Carbonsäureaziden nicht immer vollHowever, these known methods are poorly suited to dicarboxylic acid diazides, especially tere- and isophthalydiazide in to represent such a pure Porm that they are suitable for polycondensation reactions} The functionality of the reactive azide grouping is not always full in the case of the carboxylic acid azides prepared by these known processes erhalten.obtain.
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eäurediazide in einfacher Weise in einer solchen Reinheit,eäurediazide in a simple manner in such a purity, daß die Azidgrujppierung voll erhalten bleibt und keine Zer-that the azide grouping is fully retained and no disintegration
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eetzung zum Ieobyanat oder weitergehenden Zersetzungspro-decomposition to leobyanate or more extensive decomposition
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' dukten auftritt.'dukes appearance.
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Verfahren Säurechloride mit einem Benzolkern und zwei, in beliebiger Stellung zueinander stehenden, Säurechloridgrup-Process acid chlorides with a benzene nucleus and two acid chloride groups in any position to one another
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piertmgen verwendet, wie z.B. Phthalylchlorid und dessen Homologe. Ee eignen sich aber auch die am Benzolkern dieser Säurechloride substituierten Produkte. Als Substituenten seien z.B. genannt: Alkyl-, Aryl- und Aralkylreste, cyclische Reste, Halogen. Die Arylreste können auch so mit dem Benzolkern verbunden sein, daß sie zwei Kohlenstoff atome gemeinsam mit dem Benzolkern haben wie z.B. beim 1,4-Naphthoyldichlorid.used, such as phthalyl chloride and its Homologues. However, the products substituted on the benzene nucleus of these acid chlorides are also suitable. As a substituent may be mentioned, for example: alkyl, aryl and aralkyl radicals, cyclic radicals, halogen. The aryl radicals can also do so be connected to the benzene nucleus that they have two carbon atoms in common with the benzene nucleus, e.g. for 1,4-naphthoyl dichloride.
Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Dicarbonsäurediazide sind explosiv. Sie reagieren besonders im trockenem Zustand auf Reibung, Schlag oder starke und schnelle Erwärmung unter heftiger Detonation. Diese Detonationsempfindlichkeit nimmt dagegen im feuchten, besonders wasserfeuchten, Zustand stark ab, so daß man sie unter Einhaltung normaler Vorsichtsmaßnahmen in diesem Zustand gut handhaben kann. Wegen dieser Detonationsempfindliehkeit verfährt ,man bei der Herstellung dieser Dicarbonsäurediazide zweckmäßigerweise im allgemeinen folgendermaßen: Natriumazid wird bis zur Sättigung in Wasser gelöst, wobei die Lösung leicht zu erwärmen ist. Zu diener nach dem Abkühlen auf rund 200C filtrierten Lösung läßt man unter heftigem Rühren und Kühlen eine Lösung des Säurechlorids in einem organischen Lösungsmittel zutropfen, wobei die Temperatur möglichst nicht 250C übersteigen darf. Nach Beendigung der exothermen Reaktion verdünnt man das GemischThe dicarboxylic acid diazides produced by the new process are explosive. They react especially when dry to friction, impact or strong and rapid heating with violent detonation. This sensitivity to detonation, on the other hand, decreases sharply in the moist, particularly water-moist, state, so that it can be handled well in this state if normal precautionary measures are observed. Because of this sensitivity to detonation, the procedure for preparing these dicarboxylic acid diazides is generally as follows: Sodium azide is dissolved in water until it is saturated, the solution being slightly warmed. To diener after cooling to about 20 0 C the filtered solution is allowed under vigorous stirring and cooling a solution of the acid chloride in an organic solvent is added dropwise, with the temperature not exceeding 25 0 C as possible. After the exothermic reaction has ended, the mixture is diluted
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mit viel Wasser, trennt die sich eventuell bildende organische Phase ab, filtriert das abgeschiedene Säureazid und schlämmt es mehrere Male in Wasser wieder auf.with plenty of water, the organic phase which may be formed is separated off and the acid azide which has separated out is filtered off and slurried it in water several times.
Die Aufarbeitung der erfindungsgemäß hergestellten Säureazide muß daher mit der nötigen Voreicht geschehen. Es istThe work-up of the acid azides prepared according to the invention must therefore be carried out with the necessary care. It is
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ohne weiteres möglich, sie im wasserfeuchten Zustand scharf abzusaugen und anschließend im Vakuum bei Zimmertemperatur über einem starken Trockenmittel wie Po^R zu trocknen. Im trockenen Zustand sollten sie jedoch nicht mehr mit Metall in Berührung kommen, sondern in Kunststoffgefäßen kurzzeitig aufbewahrt und nur mit Gegenständen aus Kunststoff oder Horn berührt werden. Wesentlich vorteilhafter ist es, die entstehenden Dicarbonsäurediazide in Lösung weiterzuverwenden; dabei kann eventuell störendes Wasser durch ein Trokkenmittel, zweckmäßigerweise ein Molekularsieb, entfernt werden.It is easily possible to suck it off sharply when it is damp with water and then to dry it in a vacuum at room temperature over a strong desiccant such as Po ^ R. When dry, however, they should no longer come into contact with metal, but should be stored briefly in plastic containers and only touched with objects made of plastic or horn. It is much more advantageous to continue to use the dicarboxylic acid diazides formed in solution; Any water that may interfere with this can be removed using a drying agent, expediently a molecular sieve.
Der optimale Temperaturbereich der Reaktion liegt zwischen *0°C und 2O0C. Die Reaktion läuft bei tiefen Temperaturen sehr langsam und mit schlechter Ausbeute. Das überschreiten von 250C soll möglichst vermieden werden, weil oberhalb dieser Temperatur eine partielle Zersetzung zum Isocyanat eintritt.The optimal temperature range of the reaction is between 0 ° C and * 2O 0 C. The reaction proceeds at low temperatures very slowly and in poor yield. Exceeding 25 ° C. should be avoided as far as possible because above this temperature partial decomposition to the isocyanate occurs.
Pur die Umsetzung eignen sich alle wasserlöslichen Alkaliazide und gegebenenfalls auch die Erdalkaliazide, sofern sie gut wasserlöslich sind. Vorteilhaft wird NatriumazidAll water-soluble alkali azides are suitable for the implementation and optionally also the alkaline earth azides, provided they are readily soluble in water. Sodium azide is advantageous
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verwendet. Es ist günstig, mit einem Überschuß an Alkaliazid zu arbeiten, vorteilhaft ist ein Überschuß von 20 50 Mol#, bezogen auf das Säurechlorid.used. It is beneficial to use an excess of alkali azide to work, an excess of 20 50 mol #, based on the acid chloride, is advantageous.
Als Lösungsmittel für-die Alkaliäzide eignet sich hauptsächlich Wasser. Es ist jedoch auch möglich, das Alkallazid in einem mit Wasser mischbaren lösungsmittel, wie z.B. Aceton oder niedere aliphatisch^ Alkohole, zu lösen, und die Reaktion in diesen lösungsmitteln durchzuführen» Auch Gemische dieser lösungsmittel sind verwendbar.As a solvent for-the alkali acid is mainly suitable Water. However, it is also possible to use the alkali azide in a water-miscible solvent, such as e.g. acetone or lower aliphatic alcohols to dissolve, and to carry out the reaction in these solvents » Mixtures of these solvents can also be used.
Als lösungsmittel für die Säurechloride sind lösungsmittel vorzuziehen, die mit Wasser mischbar sind, wie Alkohole, Aceton und Dioxan. Es ist aber auch möglich, in mit Wasser nicht mischbaren lösungsmitteln wie Chloroform, Äther und Petroläther zu arbeiten, wenn während der Reaktion heftig gerührt wird. Bei Verwendung dieser lösungsmittel kann das entstehende Säureazid nach der Reaktion in lösung bleiben und muß durch Ausfrieren, Ausfällen oder vorsichtiges Einengen im Vakuum, wobei Temperaturen von über 3O0C unbedingt zu vermeiden sind, gewonnen werden.The preferred solvents for the acid chlorides are solvents that are miscible with water, such as alcohols, acetone and dioxane. But it is also possible to work in water-immiscible solvents such as chloroform, ether and petroleum ether, if vigorous stirring is carried out during the reaction. When using these solvents can remain the resulting acid azide after reaction in solution and must by freezing, precipitation or careful evaporation in vacuo, with temperatures are from about 3O 0 C must be avoided, can be obtained.
Die analytische Kennzeichnung der entstehenden Dicarbonsäurediazide ist schwierig. Die elementaranalytische Verbrennung ist unter Einhaltung bestimmter Vorsichtsmaßnahmen möglich, die Ergebnisse können Jedoch stark streuen.The analytical identification of the resulting dicarboxylic acid diazides is difficult. The elemental analytical combustion is subject to certain precautionary measures possible, but the results can vary widely.
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SchmelzpunktbeStimmungen aind nur möglich, wenn der Zereetzungspunkt höher als der Schmelzpunkt liegt. Die exakte Bestimmung des Zersetzungspunktes ist meist nicht reproduzierbar. Die sicherste Kennzeichnung bleibt das IRrMelting point determinations are only possible if the decomposition point is higher than the melting point. The exact determination of the decomposition point is usually not reproducible. The most secure identification remains the IRr
-1 -1 . Borptionsbanden zwischen 2100 cm und 2200 cm ein. Oft ist es jedoch auch möglich, die entstandenen Diearbonsäurediazide durch ihre Reaktionen zu charakterisieren· -1 -1 . Bororption bands between 2100 cm and 2200 cm. Often , however, it is also possible to characterize the diacid diazides formed by their reactions
Die erfindungsgemäß hergestellten Säureazide können als Treibmittel und Vernetzer für Kunststoffe und als Insektizide Verwendung finden.The acid azides produced according to the invention can be used as blowing agents and crosslinkers for plastics and as insecticides.
78 g (1,2 Hol) Natriumazid wurden In 200 ml Wasser gelöst und filtriert. In diese lösung wurde im Thermostat bei +200O unter starkem Rühren 101,5 g Tere-78 g (1.2 Hol) sodium azide was dissolved in 200 ml water and filtered. In this solution was in the thermostat at + 20 0 O with vigorous stirring 101.5 g of terephthalic
% phthalylchlorid in 300 ml Aceton zugetropft· An % phthalyl chloride in 300 ml of acetone added dropwise · An schließend wurde 200 ml Wasser zugefügt, die FlUesigkeit von ausfallenden Terephthalsäureazld abdekantiert und mehrere Male mit viel Wasser aufgerührt und gewaschen· Bin Teil wurde im Vakuuroexsiccätor Über Phosphorpentoxyd getrocknet.then 200 ml of water were added, the liquid was decanted off from precipitating terephthalic acid and stirred up several times with plenty of water and washed · Am part was in the Vacuuroexsiccätor over Dried phosphorus pentoxide.
Bas Produkt schmilzt bei 1100O, nach einmaligem Um-.kristallisieren bei 1150O - 1160O. Es detoniert beiThe product melts at 110 0 O, after one recrystallization at 115 0 O-116 0 O. It detonates at
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Einwirkung von Reibung und Schlag und bei Erwärmung über den Schmelzpunkt. Im IR-Spektrum zeigt es die charakteristischen Absorptionen zwischen 2100 cm und 2200 cm.Effects of friction and impact and when heated above the melting point. In the IR spectrum shows it has the characteristic absorptions between 2100 cm and 2200 cm.
78 g (1,2 Mol) Natriumazid wurden in 200 ml Wasser unter Erwärmen gelöst, filtriert, auf 2O0C abgekühlt und dazu eine Lösung von 101,5 g (0,5 Mol) Isophthalylchlorid in 300 ml Aceton getropft. Die Aufarbeitung erfolgte wie in Beispiel 1 angegeben.78 g (1.2 mol) of sodium azide were dissolved in 200 ml of water with heating, filtered, cooled to 2O 0 C and a solution of 101.5 g (0.5 mole) of isophthalyl chloride in 300 ml of acetone. Work-up was carried out as indicated in Example 1.
Das Produkt schmilzt bei 65°C - 660C, nach einmaligem Umkristallisieren aus Aceton bei 710C Es ist noch empfindlicher als Terephthalylazid und zeigt im IR-Spektrum ebenfalls Absorption im Bereich 2100 cm"*1 - 2200 cm"1.The product melts at 65 ° C - 66 0 C, after a single recrystallization from acetone at 71 0 C. It is still more sensitive than Terephthalylazid and also shows in the IR spectrum absorption at 2100 cm "* 1-2200 cm '1.
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