DE1915385A1 - Process for the preparation of o-benzoylbenzoic acid - Google Patents

Process for the preparation of o-benzoylbenzoic acid

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Description

Verfahren zur Herstellung von o-Benzoyl-benzoesäure Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von o-Benzoylbenzoesäure durch Oxydation von Indanen mit Salpetersäure. Process for the preparation of o-benzoyl-benzoic acid The invention relates to a process for the preparation of o-benzoylbenzoic acid by oxidation of indanes with nitric acid.

Es ist aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Band, Seite 660, bekannt, daß man Phthalsäureanhydrid und Benzol in Gegenwart von Aluminiumchlorid in einer Friedel-Crafts-Reaktion zu o-Benzoyl-benzoesäure umsetzen kann. Nachteilig ist bei diesem Verfahren der unwirtschaftlich hohe Verbrauch an Katalysator.It is from Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, Volume 3, Page 660, it is known that phthalic anhydride and benzene can be used in the presence of aluminum chloride can convert in a Friedel-Crafts reaction to o-benzoylbenzoic acid. Disadvantageous in this process is the uneconomically high consumption of catalyst.

Auch bei der Oxydation von 1-Methyl-3-phenyl-indan mit Chromsäure entsteht o-Benzoyl-benzoesäure, jedoch nur i n in unbefriedigender Ausbeute und im Gemisch mit einem hohen Anteil an Nebenprodukten, z. B. o-Acetylbenzophenon (Journal of Organic Chemistry, Band 19 (1954), Seiten 17 ff.; Journal of the American Chemical Society, Band 72 (1950), Seiten 4918 ff.). Dieses Ergebnis erklärt sich zumindest zum Teil aus dem Einfluß des Oxidationsmediums auf die entstandene o-Benzoyl-benzoesäure. Oxydiert man nämlich o-Benzoylbenzoesäure unter den Bedingungen dieses Verfahrens, so erhält man nur 45 % des Ausgangsstoffes unumgesetzt zurück, der Hauptanteil wird somit durch das Oxydationsmedium zerstört (J. Am. Chem. Soc., loc. cit., Seite 4920). Geht man von 1.1.3-Trimethyl-3-phenylindan als Ausgangsstoff aus, muß das Oxydationsverfahren modifiziert werden, doch liefert auch das modifizierte Verfahren nur mäßige Ausbeuten an o-Benzoyl-benzoesäure und einen hohen Anteil an o-Acetylbenzophenon (Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Band 90 (1957), Seiten 1208 ff.).Also in the oxidation of 1-methyl-3-phenyl-indane with chromic acid o-benzoylbenzoic acid is formed, but only in unsatisfactory yield and in a mixture with a high proportion of by-products, e.g. B. o-Acetylbenzophenone (Journal of Organic Chemistry, Volume 19 (1954), pages 17 ff .; Journal of the American Chemical Society, Vol. 72 (1950), pp. 4918 ff.). This result can at least be explained partly from the influence of the oxidation medium on the o-benzoyl-benzoic acid formed. If o-benzoylbenzoic acid is oxidized under the conditions of this process, in this way, only 45% of the raw material is returned unreacted; the main part becomes thus destroyed by the oxidation medium (J. Am. Chem. Soc., loc. cit., page 4920). If you start from 1.1.3-trimethyl-3-phenylindane as the starting material, the oxidation process must be modified, but the modified process gives only moderate yields of o-benzoylbenzoic acid and a high proportion of o-acetylbenzophenone (reports of the German Chemical Society, Volume 90 (1957), pages 1208 ff.).

Es wurde nun gefunden, daß man o-Benzoyl-benzoesäure durch Oxydation von Indanen vorteilhaft erhält, wenn man Indane der állgemeinen Formel in der R1, R2, R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils einen Alkylrest bedeuten, R1 und/oder R3 darüber hinaus auch jeweils ein Wasserstoffatom bezeichnen können, mit Salpetersäure bei einer Temperatur zwischen 50 und 2500C oxydiert.It has now been found that o-benzoylbenzoic acid is advantageously obtained by oxidation of indanes when indanes of the general formula are used in which R1, R2, R3 can be identical or different and each represent an alkyl radical, R1 and / or R3 can also each denote a hydrogen atom, oxidized with nitric acid at a temperature between 50 and 2500C.

Die Umsetzung läßt sich für den Fall der Verwendung von 1-Methyl-3-phenyl-indan durch folgende Formeln wiedergeben: Im Vergleich zu den bekannten Verfahren liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfachem und wirtschaftlichem Wege o-Benzoyl-benzoesäure in besserer Ausbeute und sehr hoher Reinheit und ohne Bildung wesentlicher Mengen an o-Acetylbenzophenon.If 1-methyl-3-phenyl-indane is used, the reaction can be represented by the following formulas: Compared to the known processes, the process according to the invention provides o-benzoylbenzoic acid in a simple and economical way in better yield and very high purity and without the formation of substantial amounts of o-acetylbenzophenone.

Diese vorteilhaften Ergebnisse sind im Hinblick auf den Stand der Technik überraschend, man hätte daneben infolge der Verwendung von Salpetersäure einen zusätzlichen, wesentlichen Anteil an nitrierten Verbindungen erwarten sollen.These beneficial results are in view of the state of the art Technique surprising, one would have missed it as a result of the use of nitric acid an additional, substantial proportion of nitrated compounds should be expected.

Die als Ausgangsstoffe I verwendeten Indane lassen sich durch Dimerisierung von unsubstituierten oder substituierten Styrolen, z. B. nach den in vorgenannten Veröffentlichungen oder in Rabjohn, Organic Syntheses, Collective Volume IV (John Wiley Inc., New York 1963), Seiten 665 ff. beschriebenen Verfahren herstellen.The indanes used as starting materials I can be obtained by dimerization of unsubstituted or substituted styrenes, e.g. B. according to the aforementioned Publications or in Rabjohn, Organic Syntheses, Collective Volume IV (John Wiley Inc., New York 1963), pages 665 ff.

Bevorzugte Indane I sind solche, in deren Formel R1, R2, R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, R1 und/oder R3 darüber hinaus auch jeweils ein Wasserstoffatom bezeichnen können. Geeignete Indane I sind z. B. 1-Methyl-, 1. 3-Dimethyl-, 1.1. 3-Trimethyl-, 1-Propyl-, 1-Isobutyl-3-phenylindan.Preferred indanes I are those whose formula R1, R2, R3 are the same or can be different and in each case an alkyl radical with 1 to 8, in particular Mean 1 to 4 carbon atoms, R1 and / or R3 in addition can also each denote a hydrogen atom. Suitable indanes I are, for. B. 1-methyl-, 1. 3-dimethyl-, 1.1. 3-trimethyl-, 1-propyl-, 1-isobutyl-3-phenylindane.

Die Umsetzung wird mit Salpetersäure bei einer Temperatur zwischen 50 und 2500C, vorzugsweise zwischen 110 und 2300C durchgeführt.The reaction is carried out with nitric acid at a temperature between 50 and 2500C, preferably between 110 and 2300C.

Man arbeitet drucklos oder unter Druck, z. B. bei einem Druck bis 100 at, im allgemeinen bei dem sich unter den Reaktionsbedingungen einstellenden Druck. Die Reaktion kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.You work without pressure or under pressure, z. B. at a pressure up to 100 at, in general at that which is established under the reaction conditions Pressure. The reaction can be carried out continuously or batchwise.

Man setzt den Ausgangsstoff I mit Salpetersäure in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, vorzugsweise in einem MolverhEltnis von 1 Mol Ausgangsstoff-I zu 3 bis 30, insbesondere 3 bis 20 Mol Salpetersäure um. Im allgemeinen verwendet man für die Oxydation wäßrige Salpetersäure lösungen von 2 bis 50, vorzugsweise von 5 bis 40? insbesondere von 5 bis 30 Gew.% Salpetersäure. Die für eine bestimmte Temperatur optimale Salpetersäurekonzentration und Salpetersäuremenge ist durch Vorversuche leicht festzulegen.One sets the starting material I with nitric acid in stoichiometric Amount or in excess, preferably in a molar ratio of 1 mol of starting material-I to 3 to 30, in particular 3 to 20 mol of nitric acid. Generally used for the oxidation, aqueous nitric acid solutions of 2 to 50, preferably from 5 to 40? in particular from 5 to 30% by weight of nitric acid. The one for a certain Temperature optimal nitric acid concentration and amount of nitric acid is through Easy to set up preliminary tests.

Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch von Ausgangsstoff I und Salpetersäure der vorgenannten Konzentration wird in einem Druckgefäß ca. 1/4 bis 2 Stunden bei der Reaktionstemperatur und bei dem Reaktionsdruck gehalten. Dann wird das Reaktionsgemisch abgekühlt. Aus ihm kann der Endstoff in üblicher Weise, z. B. durch Filtration oder Dekantieren isoliert werden, in der Regel wird aber der Endstoff ohne Abtrennung gleich weiterverarbeitet.The reaction can be carried out as follows: A mixture of starting material I and nitric acid of the above concentration are placed in a pressure vessel for approx. Maintained 1/4 to 2 hours at the reaction temperature and at the reaction pressure. Then the reaction mixture is cooled. The end product can be made from it in the usual way Way, e.g. B. isolated by filtration or decanting, usually will but the end product is processed further without separation.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbare Verbindung ist ein wertvoller Ausgangsstoff für zahlreiche Synthesen (s0i z. B.The compound that can be made by the method of the invention is a valuable starting material for numerous syntheses (s0i e.g.

Ullmanns Encyklopädie der Technischen Chemie, Band 3, Seiten 660 ff.). Von besonderer Bedeutung ist sie als Ausgangsstoff für die Herstellung von Anthrachinon. Das Verfahren nach der Erfindung eröffnet einen eleganten Weg zur Herstellung von Anthrachinon; ausgehend von dem wohlfeilen Styrol. Vorteilhaft cyclisiert man die o-Benzoyl-benzoesäure nach Entfernung der Salpetersäure in dem nach dem Verfahren der Erfindung anfallenden Reaktion gemisch. Die Ausbeute an o-Benzoyl-benzoesäure ergibt sich daher exakt aus der Ausbeute an Anthrachinon. Durch Umsetzung mit Glycerin unter reduzierenden Bedingungen (Annali di Chimica Applicata, Band 22 (1932), Seiten 691 ff.) erhält man einen weiteren Ausgangsstoff für Farbstoffe, das Benzanthron.Ullmanns Encyklopadie der Technischen Chemie, Volume 3, pages 660 ff.). It is of particular importance as a starting material for the production of anthraquinone. The method according to the invention opens up an elegant way of producing Anthraquinone; starting from cheap styrene. It is advantageous to cyclize the o-Benzoyl-benzoic acid after removal of the nitric acid in the after the process of the invention resulting reaction mixture. The yield of o-benzoylbenzoic acid therefore results exactly from the yield of anthraquinone. By reacting with glycerine under reducing conditions (Annali di Chimica Applicata, Volume 22 (1932), pages 691 ff.) One obtains another starting material for dyes, benzanthrone.

Die in den folgenden Beispielen aufgeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.The parts listed in the following examples are parts by weight.

Beispiel 1 In einem-Autoklaven werden bei 2200C 6 Teile t-Methyl-3-phenylindan 94 %ig) mit 47 Teilen 30 einer Salpetersäure während 1 Stunde oxydiert. Nach dem Erkalten wird der Autoklav entspannt, die lsEßrige Phase Wird durch Dekantieren abgetrennt. Die im Autoklaven verbliebene organische Phase wird in verdünnter Natronlauge gelöst und durch vorsichtiges Ansäuern unter Kühlung die o-Benzoyl-benzoesäure ausgefällt Ausbeute: 3 Teile = 48,8 % der Theorie. EXAMPLE 1 6 parts of t-methyl-3-phenylindane are converted into an autoclave at 220.degree 94%) is oxidized with 47 parts of a nitric acid for 1 hour. After this The pressure in the autoclave is cooled down and the aqueous phase is decanted severed. The organic phase remaining in the autoclave is dissolved in dilute sodium hydroxide solution dissolved and the o-benzoylbenzoic acid precipitated by careful acidification with cooling Yield: 3 parts = 48.8% of theory.

Fp. nach Umkrlst. aus Benzol/Cyclohexan 125 - 126°C.Fp. After Umkrlst. from benzene / cyclohexane 125 - 126 ° C.

Beispiel 2 Analog Beispiel 1 wird die Umsetzung mit 70,5 Teilen 20 zeiger Salpetersäure durchgeführt. Example 2 The reaction with 70.5 parts of 20 is carried out analogously to Example 1 pointer nitric acid carried out.

Ausbeute; 3,2 Teile = 52 % der Theorie Beispiel 3 Analog Beispiel 2 wird die Umsetzung bei einer Temperatur von 200°C durchgeführt. Die erhaltene o-Benzoyl-benzoesäure wird in 40 Teilen Schwefelsäure 100 %ig während 1 Stunde bei 1500C zu Anthrachinon cyclisiert. Durch Eingießen in Eis/Wasser wird das Anthrachinon ausgefällt, abgesaugt, in heißer verdünnter Natronlauge erhitzt, abgesaugt upd mit Wasser neutral gewaschen.Yield; 3.2 parts = 52% of theory. Example 3 Analogous to the example 2, the reaction is carried out at a temperature of 200 ° C. The received o-Benzoyl-benzoic acid is 100% strength in 40 parts of sulfuric acid for 1 hour Cyclized to anthraquinone at 1500C. By pouring into ice / water becomes the Anthraquinone precipitated, sucked off, heated in hot dilute sodium hydroxide solution, sucked off upd washed neutral with water.

Ausbeute: 3,5 Teile Anthrachinon (62 % der Theorie).Yield: 3.5 parts of anthraquinone (62% of theory).

Beispiel 4 Analog Beispiel 1 wird die Umsetzung bei 1600C durchgeführt. Example 4 As in Example 1, the reaction is carried out at 160.degree.

Ausbeute: 4,8 Teile o-Benzoyl-benzoesäure (78,2 % der Theorie).Yield: 4.8 parts of o-benzoylbenzoic acid (78.2% of theory).

Beispiel 5 Analog Beispiel 1 wird die Umsetzung bei 1700C durchgeführt. Example 5 As in Example 1, the reaction is carried out at 1700.degree.

Ausbeute: 4,9 Teile o-Benzoyl-Benzoesäure (79,8 % der Theorie).Yield: 4.9 parts of o-benzoylbenzoic acid (79.8% of theory).

Beispiel 6 In einem Autoklaven werden 2,7 Teile 1-Methyl-3-phenyl-indan (99 %ig) bei 2200C mit 120 Teilen Salpetersäure (5 %ig) während 1 Stunde bei 2200C oxydiert. Die Aufarbeitungterfolgt analog Beispiel 1. Example 6 2.7 parts of 1-methyl-3-phenyl-indane are placed in an autoclave (99%) at 2200C with 120 parts of nitric acid (5%) for 1 hour at 2200C oxidized. The work-up is carried out analogously to Example 1.

Ausbeute: 1,8 Teile o-Benzoyl-benzoesäure (61,2 % der Theorie).Yield: 1.8 parts of o-benzoylbenzoic acid (61.2% of theory).

Beispiel 7 6 Teile 1.3.3-Trimethyl-1-phenyl-indan werden analog Beispiel 1 mit 80 Teilen 30 %iger Salpetersäure oxydiert. Example 7 6 parts of 1,3.3-trimethyl-1-phenyl-indane are produced analogously to the example 1 oxidized with 80 parts of 30% nitric acid.

Ausbeute: 4,1 Teile o-Benzoyl-benzoesäure (71,2 % der Theorie).Yield: 4.1 parts of o-benzoylbenzoic acid (71.2% of theory).

Beispiel 8 In einem Autoklaven werden 6 Teile 1-Methyl-3-phenyl-indan (94 %ig) mit 56,5 Teilen Salpetersäure (25 %ig) 1 Stunde bei 1700C oxydiert. Die Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 1. Example 8 6 parts of 1-methyl-3-phenyl-indane are used in an autoclave (94%) oxidized with 56.5 parts of nitric acid (25%) for 1 hour at 1700C. the Work-up takes place as in Example 1.

Ausbeute: 4,8 Teile o-Benzoyl-benzoesäure (78,2 % der Theorie).Yield: 4.8 parts of o-benzoylbenzoic acid (78.2% of theory).

Beispiel 9 6 Teile 1-Methyl-3-phenyl-indan (94 %ig) und 94 Teile Salpetersäure (40 sig) werden in einem Rührgefäß 4 Stunden bei RUckflußtemperatur gerührt. Nach Erkalten wird die wäßrige Phase abdekantiert, dann das Gemisch mit 40 Teilen Schwefelsäure 100 sig 1 Stunde bei 1500C gehalten. Nach Aufarbeitung analog Beispiel 2 erhält man 3,8 Teile Anthrachinon (66 % der Theorie). Example 9 6 parts of 1-methyl-3-phenyl-indane (94%) and 94 parts Nitric acid (40 sig) are in a stirred vessel for 4 hours at reflux temperature touched. After cooling, the aqueous phase is decanted off, followed by the mixture 40 parts of sulfuric acid 100 sig kept at 1500C for 1 hour. Analogously after work-up Example 2 gives 3.8 parts of anthraquinone (66% of theory).

Claims (1)

Patentanspruch Claim Verfahren zur Herstellung von o-Benzoyl-benzoesäure durch Oxydation von Indanen, dadurch gekennzeichnet, daß man Indane der allgemeinen Formel in der R1, R2> R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils einen Alkylrest bedeuten, R1 und/oder R3 darüber hinaus auch jeweils ein Wasserstoffatom bezeichnen können, mit Salpetersäure bei einer Temperatur zwischen 50 und 2500C oxydiert.Process for the preparation of o-benzoylbenzoic acid by oxidation of indanes, characterized in that indanes of the general formula in which R1, R2> R3 can be identical or different and each represent an alkyl radical, R1 and / or R3 can also each denote a hydrogen atom, oxidized with nitric acid at a temperature between 50 and 2500C.
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