DE1793468C3 - Verfahren zur Herstellung von a -Oxlminoalkylketonen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von a -Oxlminoalkylketonen

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DE1793468C3 DE1793468A DE1793468A DE1793468C3 DE 1793468 C3 DE1793468 C3 DE 1793468C3 DE 1793468 A DE1793468 A DE 1793468A DE 1793468 A DE1793468 A DE 1793468A DE 1793468 C3 DE1793468 C3 DE 1793468C3
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Description

Die Herstellung der A-Oximinoverbindungen von Ketonen nach C 1 a i s e η durch Umsetzung der Ketone mit Alkylnitriten in Gegenwart von Säuren, insbesondere Chlorwasserstoff (Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. Band 20, [1887], Seite 252 und Band [1889], Seite 526) ist bekannt (Organic Reactions., Band VII, [1953] Seite 351). Bei diesem Verfahren läßt man auf das zu nitrosierende Keton, gegebenenfalls in einem geeigneten Lösungsmittel, eine etwas mehr als »töchiometrische Menge Alkylnitrit in Gegenwart einer von Fall zu Fall verschiedenen Menge Chlorwasserstoff einwirken. Das gebildete Λ-Oximinoketon wird dem Gemisch entweder durch Extraktion mit wäßriger Alkalilauge und Fällen mit Säure entzogen, bzw. es wird durch Abdestillieren des Lösungsmittels oder durch Fällen mit Wasser isoliert (Houben —Weyl, 4. Auflage. Band X/4. [1968], Seiten 20-25). Diesem bekannten Verfahren haften jedeeh Mangel an, die bei der Übertragung in den technischen Maßstab erhebliche Schwierigkeiten verursachen.
Ein wesentlicher Nachteil sind die meist mäßigen Ausbeuten, die nur in günstigen Fällen 60 bis 65% der Theorie überschreiten. Ferner erfordert der für die meisten Verwendungszwecke ungenügende Reinheitsgrad der erhaltenen a-Öximinoketone meist eine zusätzliche Nachbehandlung. In besonderem Maße gilt das für die Umwandlung von Dialkylketonen in die entsprechenden a-Oximinoderivate, die in wesentlich geringerer Ausbeute und Reinheit erhalten werden als die Oximinoverbindungen der Aralkylketone. So wird z. B. Diäthylketon nach der bekannten Ausführungsform der Claisen-Nitrosierung in Ausbeuten von 37—55% zu Oximinodiäthylketon umgesetzt (Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, EL-Jid 32 [1889], Seite 1095), während Methyl-j3-phenäthylketon 75% an 2-Oximino-l-phenyl-butanon-(3) liefert Außerdem sind die Ausbeuten, insbesondere innerhalb der Gruppe der Dialkylketone, ziemlich wechselhaft
Sofern Lösungsmittel verwendet werden, benutzt man gelegentlich Alkohole, jeoch meist Diäthyläther, der zwar als schwache Base die katalytische Wirkung des Chlorwasserstoffs gut zur Geltung kommen läßt, jedoch wegen seiner leichten Entzündbarkeit und Explosionsgefahr für eine technische Verwendung nicht geeignet ist
Es wurde nun gefunden, daß man a-Oximinoketone der allgemeinen Formel
R'—C —C —R
O N-OH
in der
R' einen Alkyl und
R Wasserstoff, einen Alkylrest oder den Phenylrest
bedeuten, oder deren Salze durch Umsetzung von Ketonen der allgemeinen Formel
R'—C-CH2-R
(II)
in der
R' und R die angegebene Bedeutung haben
mit Alkylnitriten in Gegenwart von Halogenwasserstoff, bzw. Halogenwasserstofl abgebenden Mitteln, und in Gegenwart eines Lösungsmittels und Abtrennen des gebildeten Oxims, in sehr guten Ausbeuten und hoher Reinheit vorteilhaft herstellen kann, wenn man als Lösungsmittel ein inertes, mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel und eine zur vollständigen Nitrosierung nicht ausreichende Menge Alkylnitrit verwendet, das Reaktionsgemisch in üblicher Weise mit wäßrigen, alkalisch reagierenden Lösungen extrahiert, das extrahierte Gemisch, gegebenenfalls nach Ersatz des verbrauchten Ketons, erneut beliebig oft jeweils abwechselnd unvollständig nitrosiert und extrahiert und gegebenenfalls die Λ-Oximinoketone, bzw. deren Salze aus den wäßrig-alkalischen Extrakten isoliert.
Alkylreste sind bevorzugt geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen.
Beispiele innerhalb der genannten Ketonklassen sind u.a.:
Methylethylketon, Methylpropylketon,
Methylisobutylketon, Methyibutylketon,
Methylhexylketon, Methylundecylketon,
Methylheptadeeylketon, Methylbenzylketon,
piäthylketon, Äth y'propylketon,
ÄthylisobutylketonfDipropyIketon,
Dibutylketon, Dibenzyiketon,
Bei der Umsetzung von Dialkylketonen mit Methylni· tritgas in Gegenwart von Chlorwasserstoff zeigt sich, daß die Aufnahme des Methylnitrits anfaflgs praktisch Vollständig verläuft, daß sie jedoch nach der Nitrosie^ rung eines Teils des vorhandenen Ketons sich
schließlich immer mehr verlangsamt, bis sie praktisch zum Erliegen kommt Weitere Zufuhr an Methylnitrit und Chlorwasserstoff bewirkt daher kaum noch eine Ausbeutesteigerung, sondern setzt die Qualität der Oximinoketone herab, da diese dem Nitrosierungsmittel 5 gegenüber nicht indifferent sin'1. Der größere Teil des eingeleiteten Methylnitrits verläb. Jann das Reaktionsgemisch unverändert Entzieht maa jedoch anschließend dem Gemisch sowohl das gebildete Oximinoketon, als auch das aus dem verbrauchten Methylnitrit, entstandene Methanol durch Extraktion mit wäßrig-alkalischen Lösungen, so kommt die Nitrosierung wieder zügig in Gang, um nach der Umwandlung einer weiteren Ketonquote erneut zum Stillstand zu kommen. Wie gefunden wurde, erzielt man jedoch besonders günstige Ergebnisse, wenn man die Zufuhr an Methylnitrit bereits unterbricht, bevor noch ein Nachlassen der Absorption zu beobachten ist, darauf das Gemisch mit wäßriger Alkalilauge extrahiert und die Nitrosierung, wie oben beschrieben, wiederholt
Während ferner bei der Nitrosierung vor Ketonen nach literaturbekannten Ausführungsformen der Ciaisen-Methode bei der Aufarbeitung der Lösungsmittel größere Mengen hochsiedender und zum Teil teeriger Rückstände anfallen, tritt die Bildung dieser unerwünschten Nebenprodukte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weitgehend in den Hintergrund. Sehr geringe Anteile an Neben- und Folgeprodukten (a-Chlorketone, Hydroxamsäurechloride, Carbonsäuren u. a.) werden durch die wiederholte Alkalieinwirkung großenteils abgebaut und/oder über die wäßrige Phase entfernt, so daß kaum eine Anreicherung störender Nebenprodukte eintritt. Eine Aufarbeitung der verwendeten Lösungsmittel ist, wenn überhaupt, nur nach sehr langem Gebrauch bzw. nach großen Umsätzen nötig; sie ist durch Destillation technisch leicht zu bewerkstelligen, und es treten insgesamt nur sehr geringe Lösungsmittelverluste ein. Verbrauchtes Keton kann von Zeit zu Zeit ersetzt werfen.
Das gebildete Oximinoketon kann aus den wäßrig-alkaiischen Extrakten entweder in freier Form durch Ansäuern oder als Alkalisalz durch Aussalzen isoliert werden. Gewünschtenfalls können die Extrakte auch ohne Zwischenisolierung des Oximinoketons zu weiteren Umsetzungen herangezogen 'erden. Es gelingt erfindungsgemäß durch wiederholtes abwechselndes unvollständiges Nitrosieren, Extrahieren mit wäßrigen Alkalilösungen und Ansäuern der Extrakte, die bisher nur in mäßigen Ausbeuten (vgl. Organic Reactions, Band VII. [1953] Tabelle Seite 358-360) und zum Teil zunächst in minderer Qua'ität anfallenden Oximinodialkylketone in über 85 bis 95%iger Ausbeute und genügender Reinheit wirtschaftlich herzustellen. Als zur vollständigen Nitrosierung nicht ausreichende Mengen an Alkylnitrit sind je nach Art des zu nitrosierenden Ketons etwa 0,1 bis etwa 50 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 20 Mol-%, der theoretisch erforderlichen Menge /u verstehen.
Wenn auch Benzlylkctone bislang in wesentlich besseren Ausbeuten zu reineren Oximinoketonen nitrosiert werden konnten als Diaikylketone, so zeigt das vorliegende neue Verfahren auch bei der Nitrosierung dieser Ketone seine Überlegenheit, die sich in der Erzielung annähernd quantitativer Ausbeuten, dem Fehlen unerwünschter Nebenprodukte und dem Vermeiden aufwendiger J.ösungsmittelaufarbeitung ausweist.
Nitrosierung und Extraktion können unter gleichen oder verschiedenen Temperaturen im Bereich von etwa -10 bis +50"C, vorzugsweise im Bereich von +10 bis +45° C, vorgenommen werden.
Die für das Verfahren Verwendung findenden inerten Lösungsmittel können verschiedenen Verbindungsklassen angehören. Sie müssen jedoch folgenden Forderungen genügen:
1. sie müssen im System mit Wasser bzw. den wäßrig-alkalischen Extraktionslösungen im verwendeten Temperaturbereich eine möglichst breite Mischungslücke aufweisen;
2. Keton und Oximinoketon müssen ausreichend löslich sein;
3. das Lösungsmittel muß sich in der Dichte gegenüber der wäßrigen Phase genügend unterscheiden und
4. soll der Verteilungskoeffizient des Oximinoketons im System »aufnehmende wäßrig-alkalische Phase« / »abgebende organis ·. ",-e Phase« einen möglichst höhen Wert haben.
Die im folgenden als Beispiele angeführten Lösungsmittel können für sich oder in Kombination angrwandt weiden:
Ä.iiyl-n-butyläther, Di-n-propyläther.
Diisopropyläther, Di-n-butyläther,
Di-sek-butyläther, Di-n-amyläther,
Diisoamyläther^^'-Dichlor-di-n-butyläther,
Anisol, Phenetol, Methyl-cyclohexyläther,
Benzylmethyläther, Benzyläthyläther.
Nitrobenzol, Methylenchlorid, Chloroform.
Die für das Verfahren Verwendung findenden Alkylnitrite leiten sich vorzugsweise von den niederen, in Wasser gut löslichen Alkoholen ab, z. B. Methylnitrit, Äthylnitrit, ferner n- und i-Propylnitrit und werden flüssig oder gasförmig zur Reaktion gebracht. Als Halogenwasserstoff bzw. Halogenwasserstoff abgebende Mittel seien Bromwasserstoff und wäßrige Bromwasserstoffsäure, vorzugsweise jedoch Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure genannt
Zur Extraktion der Oximinoketone werden wäßrige, alkalisch reagierende Lösungen wie wäßrige Natriumoder Kaliumcarbonatlösungen, Kaliumhydroxidlösung, insbesondere Natriumhydroxidlösung verwendet, wobei die »Alkali«-Konzentration zweckmäßig im Bereich von etwa 0.5 bis etwa 5 normal liegt. Zur Korrektur des Dichtenunterschieds bzw. zur Verbesserung der Phasentrennung können der »Alkali«-Lösung üblicherweise Verwendung findende Substanzen, z. B. Neutralsalze wie Natriumchlorid oder Natriumsulfat, zugesetzt werden. Zur Extraktion der Oximinoketone genügt i/n allgemeinen eine einmalige Verteilung zwischen den Phasen, bei den höheren Oximinoalkylketonen können aufgrund ihrer %veniger günstigen Verteilungskoeffizienten wiederholte Extraktionen zweckmäßig sein, die man zur besseren Ausnutzung der wäßrigen Alkalilösung nach Art der multiplikativen Verteilung ausführt.
Die oben dargp'egten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens — nämlich hohe Reaktionsgeschwindigkeit, höhe stöchiömetrische Ausbeute und reine Produkte, keine Anreicherung von Nebenprodukten im Reaktionsgemisch und daher praktisch keine Lösungsmittelregenerierung, Anwendung nur geringer Chlor* wasserstoffmengen bei der Nitrosierung, die wäßriger Salzsäure entnommen werden können, keine stark sauren Abwasser — machen es besonders geeignet zur kontinuierlichen Arbeitsweise, wodurch eine hohe Raum-Zeit'Ausbeute erreicht wird.
Um Kelonverluste bei der Umsetzung niederer Dialkylketone möglichst niedrig zu halten, deren Löslichkeit in wäßrigen Medien, insbesondere in wäßrigen Säuren nicht mehr vernachlässigt werden kann, wird man bei kontinuierlicher Arbeitsweise einerseits die Nitrosierungsquote möglichst hoch und das Volumen der alkalischen Extraktionslösung möglichst niedrig einstellen, andererseits zur Beladung der organischen Phase mit Halogenwasserstoff gasförmigen Halogenwasserstoff einsetzen, bzw. bei Verwendung wäßriger Halogenwasserstoffsäure als Halogenwasserstoffdonator mit möglichst geringen Mengen auszukommen versuchen.
Die nach dem vorliegenden Verfahren herstellbaren Λ-Oximinoketone sind wertvolle Zwischenprodukte zur Synthese von pharmazeutischen Präparaten, Farbstoffen, analytischen Reagentien, Pflanzenschutzmitteln sowie optischen A.ufhcüur.gsmiticin (FR PS !4 SO 533). Auch die anderen nach vorliegendem Verfahren erhältlichen Verbindungen können in gleicher Weise Verwendung finden wie in der französischen Patentschrift beschrieben.
Beispiel 1
Di-n-propylketon wird in folgender Apparatur diskontinuierlich nitrosiert:
1) Reaktionskolben: 4-Liter-Vierhalskolben mit Gaseinleitungsrührer, Gaseinleitungsfritte für Chlorwasserstoff, Thermometer, Rückflußkühler mit Blasenzähler und Ablaßhahn am Boden.
2) Methylnitrit-Generator: 2-Liter-Vierhalsk&lben mit Rührer, Thermometer, graduiertem 500-ml-Tropftrichterund Rückflußkühler mit Blasenzähler, der an den Begasungsrührer des Reaktionskolbens angeschlossen ist.
Der Kolben des Methylnitrit-Generators wird beschickt mit 360 g (5,2 Mol) Natriumnitrit, 400 ml Wasser und 235 ml (= 186 g; 5,8 Mol) Methanol; der Tropftrichter wird mit 500 ml 10 n-Schwefelsäure gefüllt. Diese Beschickung wird jeweils nach Verbrauch von 5 MoI Methylnitrit erneuert (100 ml 10 n-Schwefelsäure entsprechen annähernd einem Mol Methylnitrit).
In den Reaktionskolben werden 1,4 Liter Di-n-butyläther und 685 g (6,0 Mol) Di-n-propylketon gegeben.
30
35 Nach der Zugabe von 10 ml konz. Salzsäure wird mit dem Einleiten von Methylnitritgas begonhen, das man durch langsames Zutropfen der 10 η-Schwefelsäure in die wäßrig-methanolische Nitritlösüng entwickelt. Das eingeleitete Methylnitrit wird zügig aufgenommen; der Äusgangs-Blasenzähler am Rückflußkühler des Reaktionskolbens verbleibt in Ruhe. Nach der Absorption von 1,0 Mol Methylnitrit wird das Einleiten des Nitrits unterbrochen und das Reaktionsgemisch noch 10 bis 15 Minuten nachgerührt. Die Temperatur steigt während der Nitrosierung von etwa 20 auf 32°C.
Anschließend werden durch den Thermometerstutzen 600 ml eiskalte 2 η-Natronlauge unter schnellem Rühren in das Gemisch einfließen gelassen; man rührt etwa 2 Minuten kräftig durch und läßt dann bei abgestelltem Rührwerk absitzen. Die schwere gellbbraune wäßrig-alkalische Schicht trennt sich rasch und Vüüäiändig Von der fast färbiüäcfi !cici'iicü ufgäiiläCNefl Phase. Der alkalische Extrakt wird durch das Bodenventil abgelassen. Die im Kolben verbleibende organische Lösung, die wiederum Raumtemperatur angenommen hat, wird erneut mit i0 ml konz. Salzsäure angesäuert und unter Rühren mit 0,9 Mol Methylnitritgas behandelt, das praktisch vollständig aufgenommen wird. Die Temperatur steigt dabei auf 30,5°C. Anschließend wird kurze Zeit nachgerührt und erneut in der beschriebenen Weise j.vst 540 ml eiskalter 2 η-Natronlauge extrahiert.
Nitrosierung und alkalische Extraktion werden zunächst 5mal nacheinander durchgeführt. Die wäßrigalkalischen Extrakte werden jeweils einzeln unter Kühlung mit konz. Salzsäure schwach angesäuert, wobei das Oximinodipropylketon als helles öl ausfällt, das nach einigem Stehen abgetrennt und mit wenig Eiswasser gewaschen wird. Es enthält noch 11 Gew.-% Wasser und Lösungsmittel, die durch Vakuumdestillation entfernt werden können. In der folgenden Tabelle sind der Nitritverbrauch, die jeweils zur Extraktion verwendete Menge an 2 η-Natronlauge und die Ausbeute an Oximmoketon angegeben. Nach dem 5. Durchgang wird verbrauchtes Keton durch Zugabe von 365 2 (3.2 MoH Dipropylketon zum Reaktionseemisch ersetzt. Darauf wird erneut in der gleichen Weise 5mal jeweils in Gegenwart von Salzsäure mit Methylnitrit nitrosiert und mit 2 η-Natronlauge extrahiert (Durchgänge 6 bis 10).
Tabelle
Durchgang Verbrauchtes Verbrauchte Ausbeute an 89%igem
Methylnitrit Natronlauge Oximinoketon
1 1,0 MoI 600 ml 143 g = 0,89 Mol
2 0,9 Mol 540 ml 131 g = 0,81 Mol
3 0,8 MoI 480 ml 104 g = 0,65 MoI
4 0,7 Mol 420 ml 85 g = 0,53 Mol
5 0,6 Mol 360 ml 52 g = 0,32 Mol
6 1,0 Mol 600 ml 148 g = 0,92 Mol
7 0,9 Mol 540 ml 129 g = 0,80 Mol
8 0,8 Mol 480 ml 96 g = 0,60 Mol
9 0,7 Mol 420 ml 9Og = 0,56 Mol
10 0,6 Mol 360 ml 4Sg = 0,29 Mol
Gesamt
7,0 Mol
4800 ml 1026 g 89%iges Produkt
entspricht = 912 g reinem
Produkt = 6.37 MoI
Zur Ermittlung der Ausbeute wird der Versuch nach dem 10. Durchgang abgebrochen. In der verbleibenden organischen Schicht wird noch vorhandenes Dipropylketon analytisch ermittelt; gefunden: 230 g = 2,0 Mol.
Verbrauch an Dipropylketon:
e,(,*+ 3,2 - 2,0MoI = 7,2MoI
Ausbeute an Oximinodipropylketon:
912 g s 6,37 Mol (88,5% der Theorie)
Das erhaltene Oximino-dibutylketon läßt sich durch Vakuumdestillation vollständig von anhaftendem Wasser und Lösungsmitteln befreien.
Kpo.2: 72 —74"C; farbloses Öl, das beim Stehen in der Kälte kristallin erstarrt.
15
Beispiel 2
Methylbenzylketon wird in der in Fig. 1 skizzierten Apparatur kontinuierlich nitrosiert:
1. Reaktionsteil: Der Reaktor 1 ist ein zylindrisches Gefäß von etwa 5 Liter Inhalt mit Thermometer und Einfüllstutzen, das über die Pumpe 2 mit dem höhergelegenen Niveaugefäß 3 von etwa 3 Liter Inhalt verbunden ist. Letzteres ist mit einem Ablaßhahn 3a versehen. Über die Leitung 5 ist der obere Teil von 3 mit dem von 1 und — über den Ausgangs-Blasenzähler 6 — mit der Außenatmosrhäre verbunden. Das Überlaufrohr 4 gestattet den Flüssigkeitsrücklauf von 3 nach 1. Der Methylnitritgenerator 7 ist ein 3-Liter-KoIben mit Rührer, Thermometer, graduiertem 1-Liter-Tropftrichter, Ablaßstutzen und Gasableitungsrohr, das über den Eingangs-Blasenzähler 9 an die Fritte von 1 angeschlossen ist.
2. Extraktionsteil: Der Mischer 11, ein zylindrisches, etwa 600 ml fassendes Rührgefäß mit schnell laufendem Rührer, das über je ein Bodenrohr sowohl mit dem graduierten Tropftrichter 12, als such ubei üas Vciilil iC nui uem Fallrohr 4 in Verbindung steht, ist über das Rohr 13 an die Beruhigungskammer 14 angeschlossen, aus der die beiden getrennten Phasen durch je ein Rohr abfließen können. Das Rohr für die leichtere Phase 15 führt zum zweiten Mischer 16, der mit dem graduierten 2-Liter-Tropftrichter 17 verbunden ist und sonst in allen Teilen dem ersten Mischer 11 entspricht Die schwere Phase wird durch das Rohr 22 in das Fällungsgefäß 24 geleitet, das mit einem Rührer und einem weiten Ablaufrohr 25 versehen ist Der zweite Mischer 16 steht über 18 mit der Beruhigungskammer 19 in Verbindung, die in den Abmessungen wiederum der Kammer 14 entspricht. Aus 19 fließt die obere Phase über die Leitung 2 und durch einen Nachabscheider zurück in den Reaktor 1. Das Rohr 20 ist mit einem graduierten 1-Liter-Tropftrichter 21 verbunden. Das Rohr 23 für die untere Phase führt ebenfalls in das Fällungsgefäß 24.
In den Methylnitrit-Generator 7 werden 736 g (10,6 Mol) Natriumnitrit 800 ml Wasser und 520 ml (= 412 g; 12,8 Mol) Methanol eingefüllt und der Tropftrichter 8 wird mit 1 Liter 10 η-Schwefelsäure beschickt Die gesamte Beschickung von 7 und 8 wird jeweils nach Verbrauch erneuert
In den Reaktor 1 gibt man bei Raumtemperatur eine
20
25
30
35
45
50
55
60
65 Mischung von 5,85 Liter Di-sek.-Butyläther, 2,151 (2,15 kg; 16,0 Mol) Methylbenzylketon und 20 ml Salzsäure d — 1,19. Dabei arbeitet die Pumpe 2, so daß sich auch das Niveaugefäß 3 füllt, die Lösung über 4 nach 3 zurückfließt und der Kreislauf zwischen 1 Und 3 ständig in Gang bleibt. In den Tropftrichter 12 werden 2 Liter 2 η-Natronlauge, in den Tropftrichter 17 2 Liter Salzsäure d = 1,16 ( = 31,5 Gew.-°/o Chlorwasserstoff) und in den Vorratstrichter 21 1 Liter Methylbenzylketon eingefüllt. Unter Rühren wird aus 8 10 n-Schwefelsäure in den Kolben 7 getropft. Die Entwicklung von Methylnitrit kommt sofort in Gang, das durch die Fritte in die saure Ketonlösung in 1 eintritt. Während der Eingangszähler 9 rasch arbeitet, verharrt der Ausgangszähler 6 vollständig in Ruhe.
Nachdem etwa 2 Mol Methylnitrit eingeleitet worden sind (100 ml 10 η-Schwefelsäure entsprechen 1 Mol Methylnitrit), wird mit der kontinuierlichen Extraktion begonnen. Dazu werden zunächst die Rührwerke der Mischer 11 und 16 in Gang gebracht, aus 12 2 η-Natronlauge und aus 17 Salzsäure in die Mischer 11 bzw. 16 eintreten gelassen. Schließlich wird das Ventil 10 geöffnet, durch das die organische Reaktionslösung teilweise in 11 eintritt, wo sie mit der Natronlauge gründlich durchgemischt wird. Das entstandene Oximinobenzyl-methylketon tritt hier fast quantitativ aus der organischen Phase als Natriumsalz in die wäßrige Phase über, die auch das aus dem Methylnitrit entstandene Methanol auswäscht. Außerdem werden durch die Alkalibehandlung in 11 geringe Mengen chlorierter und oxydierter Nebenprodukte abgebaut, bzw. aus der organischen Phase herausgelöst. Dabei wird zwangläufig auch der in der organischen Phase gelöste Chlorwasserstoff entfernt, so daß er in einer folgenden Stufe wieder zugesetzt werden muß. Das geschieht im Mischer 16. Zunächst wird das Gemisch aus 11 durch das Rohr 13 in die Beruhigungskammer 14 geschleudert, wo sich die beiden Phasen rasch trennen und über 22 bzw. 15 abfließen.
Die aus 12 zu entnehmende Menge Natronlauge wird bei geöttnetem Ventil 10 so eingeregelt, daß die aus der Kammer 14 durch 22 abfließende orangebraune wäßrige Lösung des Oximinobenzylmethylketon-natriums einen pH-Wert von 12,4—13,2 aufweist.
Die durch 15 abgeführte extrahierte organische Lösung wird im Mischer 16 durch die von 17 kommende Salzsäure erneut mit Chlorwasserstoff beladen. Nach der Phasentrennung in der Kammer 19 fließt die leichte organische Schicht durch 20 nach 1 zurück. Auf dem Wuge dorthin wird verbrauchtes Ausgangsmaterial durch Zutropfen von Methylbenzylketon aus dem Vorratsgefäß 21 ersetzt; dessen Zufluß nach Maßgabe der Ausbeute an Oximinobenzyl-methylketon pro Zeiteinheit eingestellt
Die schwere wäßrig-salzsaure Schicht fließt aus 19 durch das Rohr 23 in das Fällungsgefäß 24, in das ebenfalls unter Rühren die alkalische Lösung des Oximinobenzylmethylketon-natriums aus der Kammer 14 durch 22 einläuft Die Menge der durch 23 zutropfenden Salzsäure wird am Ventil des Tropftrichters 17 so eingestellt daß die in 24 entstehende breiig-kristalline Suspension des freien Oximinobenzylmethylketons einen pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 zeigt Durch das weite Abflußrohr 25 wird der Kristalibrei kontinuierlich abgelassen, auf einer Nutsche gesammelt, mit etwa kaltem Wasser gewaschen, trocken gesaugt und im Trockenschrank bei 65° C unter Luftzirkulation getrocknet
Nach kurzer Betriebszeit stellt sich bei aufeinander abgestimmten Geschwindigkeiten einerseits der Zufuhr des Methylnitrits (Einstellung an Sa) und andererseits des Abgangs an gebildetem Oiminobenzyl-methylketon (Einstellung an 10) eine annähernd konstante Konzentration des Oximinobenzyl-methylketons in der durch 1 und 3 zirkulierenden Lösung ein. Da auch die von der Stellung des Ventils 10 abhängigen Einstellungen an 12, 17 und 21 leicht zu finden sind, ergeben sich in der laufenden Apparatur schnell stationäre Verhältnisse. Während des Betriebs wird die Reaktionstemperatur im Bereich von 30 bis 33°C gehalten; die Nitrosierungsgeschwindigkeit ist dann so hoch, daß in der Lösung beim Eintritt in den Mischer 11 kein Methylnitrit mehr nachgewiesen werden kann. Die Reaktionsmischung in 1 enthält stets ausreichende Mengen Chlorwasserstoff.
Zur Ermittlung der Ausbeute wird die Anlage nach 52stündigem Betrieb stillgelegt; alle Lösungen werden abgelassen und aufgearbeitet.
Verbrauch an:
1. Methylnitrit = 199,0MoI
2. Methylbenzylketon =
Vorgelegte Menge 1,44 kg
Zugesetzte Menge + 18,96 kg
21,67 kg
Nach Unterbrechung
zurückgewonnen — 1,21 kg
Umgesetzte Menge 20,46 kg = 184,0 Mol
Es werden erhalten:
23,60 kg helles cremefarbenes Oximinobenzyl-me-
thylketon vom
F.: 161 — 163° = 176,0MoI.
Ausbeute: 95,5% der Theorie, bezogen auf urngesetztes Methylbenzylketon.
/-»usnuizüng des ivieihyinitrits: 88,5%
Beispiel 3
Di-n-oropylketon wird in der im Beispiel 2 beschriebenen Apparatur, an die über das Ableitungsrohr 2!5 eine Trennkammer angeschlossen ist, kontinuierlich unter folgenden Betriebsbedingungen nitrosiert: Die umlaufende organische Phase besteht aus 8 Litern einer Lösung von Dipropylketon (3 Mol Keton pro Liter Lösung) in Di-selc-butyläther. Die Nitrosierungsgeschwindigkeit ist etwa 2,5—3,0 Mol Methylnitrit pro Stunde und die Reaktionsiemperatur wird im Bereich von 28—34° gehalten. Zur Extraktion wird 4 n-Natronlauge verwendet Das Fällungsgefäß 24 wird von außen gekühlt In der an 25 angeschlossenen Trennkammer sammelt sich das gebildete Oximinodipropylketon, das als leichtere helle Schicht kontinuierlich in ein Sammelgefäß abfließt. Ein geringer Gehalt an Wasser und Lösungsmittel, der für weitere Umsetzungen ohne Belang ist, kann gewünschtenfalls durch Vakuumdestillation entfernt werden (Kp0^ = 72—74°). In ca. 56 Betriebsstunden werden insgesamt 17,12 kg (150,0 Mol) Dipropylketon umgesetzt; man erhält 19,5G kg (136,1 Mol; 903% der Theorie) Oximinodipropylketon. Die Nitritausnutzung beträgt 88,0%.
Beispiel 4
Diäthylketon wird in der in Fig. 2 skizzierten Apparatur kontinuierlich nitrosiert.
1. Der Reaktionsanteil mit dem Reaktorkreislauf und dem Methylnitritgenerator 1 bis 9 ist der gleiche wie in der im Beispiel 2 beschriebenen Apparatur.
2. Der Extraktionsteil enthält — abweichend von der in F i g. 1 skizzierten Anlage — nur eine Misch- und Trenneinheit 10 bis 14; identisch mit den Elementen gleicher Nr. in F i g. 1. Aus der Beruhigungskammer 14 tritt die leichtere Phase durch das Rohr 15 in den Nachabscheider 16 der mit einer Begasungsfritte versehen und mit dem Vorratsgefäß 17 verbunden ist. Aus 16 fließt die obere Phase über 19 in den Reaktor 1 zurück.
Die untere Phase fließt aus 14 über 20 in das gekühlte Fällungsgefäß 21, in das der Inhalt dss Vorratsgefäßes 22 eintropfen kann.
Der Methylnitritgenerator 7 und 8 wird, wie
angegeben, beschickt; in den Reaktor 1 gibt man ein Gemisch aus 5,45 I Di-sek.-butyläther, 2,55 1 (= 2,07 kg;
24 Mol) Diäthylketon und 20 ml Salzsäure d = 1,19, so daß bei laufender Pumpe 2 ein Kreislauf zwischen 1 und
3 in Gang bleibt. In das Vorratsgefäß 12 wird
4 η-Natronlauge, in die Gefäße 22 Salzsäure d = 1,19 und 17 Diäthylketon eingefüllt. Es wird nun Methylnitrit aus 7 mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,0—4,5 Mol pro Stunde in 1 eingeleitet und nach der Absorption von etwa 3,0—3,5 Mol Methylnitrit wird analog Beispiel 2 mit der Extraktion des Oximinodiäthylketons mit 4 n-Natronlauge in 11 begonnen. Die 12 zu entnehmende Menge Natronlauge wird nach Maßgabe des pH-Wertes der aus 14 durch 20 abfließenden Lösung des gebildeten Oximinodiäthylketon-Natriums eingeregelt, der etwa zwischen 12,8 und 13,2 liegen soll. Die durch 15 abfließende extrahierte organische Lösung wird im Nachabscheider 16 von geringen Mengen noch anhaftender wäßriger Phase befreit und durch 18 mit katalytischen Mengen Chlorwasserstoffgas beladen; sie fließt nach Ersatz der verbrauchten Ketonmenge aus dem Vorratsbehälter 17 durch 19 nach 1 zui ück.
Die uciii Fäiiungagcfäß 2Ϊ durch 20 zugeführte orangebraune wäßrig-alkalische Lösung des Oximinodiäthylketon-Natriums wird unter Rühren und Kühlung bei 0 bis + 5° mit Salzsäure aus 22 in dem Maße versetzt, daß der pH-Wert der entstehenden breiigkristallinen Suspension des freien Oximinodiäthylketons sich dauernd im Bereich von 3,0 bis 2,8 hält, was durch eine pH-geregelte automatische Salzsäurezufuhr leicht erreicht wird. Der durch das weite Abflußrohr 23 abgeschleuderte Kristallbrei wird auf einer Nutsche gesammelt, schließlich mit wenig kalter verdünnter Natriumchloridlösung gewaschen und trocken gesaugt Man erhält cremefarbenes, fast weißes kristallines Oximinodiäthylketon, das noch etwa 5—6% Wasser und 2—2,5% Natriumchlorid enthält, von organischen Verunreinigungen praktisch frei ist und ohne weitere Reinigung zu Kondensationsreaktionen verwendet werden kann.
Während des Betriebs der sich im stationären Zustand befindenden Anlage wird eine Reaktionstemperatur von 28—33° mit Hilfe von in 1 und 3 eingebauten (nicht eingezeichneten) Kühlschlangen dauernd eingehalten. Beim Eintritt in 11 ist unverbrauchtes Methyinitrit in der organischen Lösung nicht mehr nachzuweisen, so daß in 21 keine nitrosen Gase frei werden. Zur Ermittlung der Ausbeute wird der Betrieb nach 95 Stunden unterbrochen: alle Lösunsren
11
werden aufgearbeitet, bzw . analysiert 2,07 kg
Verbrauch ah 33,28 k'
1. Methlynitrit = 406MoI 35,35 kg
2. Diäthylketon =
Vorgelegte Menge -1,64 kg
Zugesetzte Menge 33,71 kg
nach Unterbrechung
zurückgewönnen
Umgesetzte Menge
= 391,5 Mol
Es werden erhalten:
44,4 kg 92%iges, entsprechend 40,8 kg 100%igem OximinödiäthyIketon,vomF.59-60° = 354,5MoI.
Ausbeute: 90,6% der Theorie, bezogen auf umgesetztes Diäthylketon.
Ausnutzung des Methylnilrits:87,l%.
Zu ähnlich guten Ergebnissen gelangt man bei de Nitrosierung von Methylisobutylketon zu 4-Methyl-3-oximinopentanon-(2), die man in analoger Weise und unter den gleichen Reäkliönsbedingürigen durchführen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von ct-Oximinoketonen der allgemeinen Formel
    R'—C—C —R
    O N-OH
    in der
    R' einen Alkylrest und
    R Wasserstoff, einen Alkylrest oder den Benzylrest bedeuten,
    oder deren Salzen durch Umsetzung von Ketonen der allgemeinen Formel
    R'—C—CH,—R
    worin
    R' und R die angegebene Bedeutung haben,
    mit Alkylnitriten in Gegenwart von Halogenwasserstoff bzw. Halogenwasserstoff abgebenden Mitteln und in Gegenwart eines Lösungsmittels und Abtrennen des gebildeten Oxiras, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel ein inertes, mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel und eine zur vollständigen Nitrosierung nicht ausreichende Menge Alkylnitrit verwendet, das Reaktionsgemisch in üblicher Weise mit wäßrigen, alkalisch reagierem' ,n Lösungen extrahiert, das extrahierte Genisch, gegebenenfalls nach Ersatz des verbrauchten Ketons ;rneut beliebig oft jeweils abwechselnd unvollständig nitrosiert und extrahiert und gegebenenfalls die a-Oximinoketone:, bzw. deren Salze aus den wäßrig-alkalischen Extrakten isoliert.
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