DE2111864A1 - Verfahren zur Herstellung von 4-substituierten N,N-Dihalogenalkyl-2,6-dinitroanilinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 4-substituierten N,N-Dihalogenalkyl-2,6-dinitroanilinenInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B43/00—Formation or introduction of functional groups containing nitrogen
- C07B43/02—Formation or introduction of functional groups containing nitrogen of nitro or nitroso groups
Description
47 584-BR
The Shervin-Williams Company, 101 Prospect Avenue Northwest,
Cleveland. Ohio 44101 (USA)
alkyl-2.6-dinitroanilinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
4-substituierten N,Ef-Dihalogenalky1-2,6-dinitroanilinen aus
4-substituierten Anilinen. Sie bezieht sich, insbesondere auf ein Verfahren zur direkten Ortho-Dinitrierung von 4-substituierten»
tertiären aromatischen N,N-Bis(2-halogenalkyl)-aminen in Gegenwart von mindestens dem fünffachen Überschuß über die
theoretische Menge an konzentrierter Salpetersäure und einer katalytischen Menge an salpetriger Säure oder eines zur Bildung
von Nitritionen in wässriger Säure befähigten Derivats der salpetrigen Säure. Diesee Verfahren wird gegebenenfalls
in einem flüssigen Mehrphasensystem aus einer wässrigen Phase und einer hydrophoben, im wesentlichen damit unmischbaren
organischen Phase durchgeführt. Durch dieses Verfahren wird
gewährleietet, daß unerwünschte Nebenprodukte in möglichst geringer Menge gebildet werden. Die Erfindung umfaßt ein Verfahren
zur Herstellung von N,N-Bis(2-chloräthyl)-2,6-dinitrop-toluidin
unter Verwendung von p-Toluidin als Auagangematerial,
das die Ortho-Dinitrierung von N,N-Bis(2-chloräthyl)-p-toluidin uafaßt.
Die /,irtschaftllchkeit der Herstellung einer Maesenchemikalie,
gleichgültig, wie schwierig und kompliziert sie sein mag, bestimmt den Erfolg des Herstellers auf dem Markt. Anders
ausgedruckt, läßt sloh sagen, daß wirtschaftliche Gesichtspunkte
bei der Herstellung erfordern, daß selbst eine - 2 -
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komplizierte Chemikalie aus einem relativ billigen Rohmaterial
hergestellt wird und daß dabei eine möglichst geringe Anzahl relativ wenig aufwendiger Verfahrensstufen angewendet, eine
möglichst geringe Menge unerwünschter Nebenprodukte gebildet und möglichst wenig Substanz verloren wird« Besonders dann,
wenn die Herstellung des gewünschten Endprodukts aehrere Stufen erfordert und eine große Auswahl an Materialien mit unterschiedlicher Wirksamkeit zur Verfügung steht und das Verfahren
weiter durch vernünftige Wahl der Verfahrensbedingungen modifiziert
werden kann, so kann die spezielle Wahl einer folge von Verfahrensechritten keinesfalls naheliegend sein. Theoretische
Bewertungen möglicher Reaktionen sind von geringem Nutzen. Für eine sorgfältige Bewertung experimenteller Daten,
die für die Wahl eines erfolgreichen Herstellungsprosesses
wesentlich sind, ist das Nacharbeiten von in Literaturstellen angegebenen Versuchen und die Durchführung von bekannten und
unbekannten Reaktionen im Versuehsmaßstab erforderlich· Der
Fachmann, der vor das Problem gestellt ist, eine rentable technische Synthese auszuarbeiten, wird kaum gewohnheitsmässig
klassische Reaktionen lediglich aufgrund ihrer in Lehrbüchern angegebenen Wirksamkeit wählen· Stattdessen wird jede Stufe
sorgfältig analysiert, mehrfach in Versuchen untersucht und erneut im Hinblick auf eine Produktion im vollen technischen
Maßstab beurteilt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist
offensichtlich, daß für die Auswahl des Rohmaterials verschiedene Möglichkelten bestehen·
So kann beispielsweise ortho-dinitriertee Parachlortoluol mit
Diethanolamin unter Bildung von ortho-dinitriertem FfN-Bis(2-hydroacyäthyl)-p-toluidin
umgesetzt werden, das anschließend halogeniert werden kann. Dieses Verfahren wird durch die folgenden Reaktionen dargestellt:
10 9 8 41/18 3
Cl
dann
HOH2CH2C CH2CH2OH
PCl-
2111SoA
HOH2CH2C OH2CH2OH
Jn
ClH2CH2C CH2CH2Cl
+HCX
HCl
Ein anderer Weg besteht in der Bildung von ortho-dinitriertem
p-Toluidin, das danach hydroxyäthyllert und anschließend
chloriert werden kann, wobei die diehloräthyl-substituierte Verbindung in folgender Weise gebildet wird:
IT(CH2CH2OH)2
+ 2CH9 - CH
^/ 2
Danach folgt eine Chlorierung, wie sie oben beschrieben wurde.
Nach einem anderen Verfahrensweg wird fön p-Toluidin ausgegangen,
das dann mononitriert und anschließend hydroxyalkyliert,
in den Ortho-Steilungen dinitriert und halogeniert werden kann.
Dieses Verfahren umfaßt mindestens vier verschiedene Stufen und verläuft über drei Zwischenprodukte.
Das erste Verfahreneeoheiia ist außerordentlich gut durchführbar,
Jedoch nicht sehr wirtschaftlich. Me beiden eweiten Verfahr
ens schema ta umfassen zahlreiche Stufen, die für sich
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nicht besonders wirksam sind, und, was entmutigender ist« wenn
überhaupt, so nur unter Grenzbedingungen durchführbar. Eb wurde
erforderlich, eine Folge von Verfahreneetufen innerhalb d·» in
der dritten Methode angegebenen Gesamtschema· auszuarbeiten,
so daß W irksamkeit, Selektivität und Ausbeuten des Verfahrene
konkurrenzfähiger wurden, als die der vorhergehenden Verfahren. Duron die Erfindung wurde dieses Problem gelöst.
Eine Nachprüfung macht ersichtlich, daß durch das dritte Verfahren
mehrere Prozeßfolgen verkörpert werden· Eb existieren
mindestens sechs verschiedene Wege, die der Fachmann beschreiten kann. Mononitrierung und Dinitrierung wurden absichtlich
unterschieden, da die Mononitrierung zu einem in der falschen
Stellung mononitrierten Produkt zusammen mit dem in der gewünschten
Ortho-btellung nitrierten Produkt führen kann, wodurch
eine Trennung der Produkte erforderlich wird. Selbst wenn nur das in Ortho-Stellung mononitrierte Produkt als einziges
Produkt erhalten würde, so könnte eine Abtrennung d«e mononitrierten Produkts vor der weiteren Nitrierung zur Bildung
des Ortho-Dinitroprodukts wesentlich sein. Auch die Dinitrierung kann nicht zu dem gewünschten Ortho-Dinitroprodukt
führen oder kann zur Bildung anderer dinitrierter Produkte zusammen mit dem gewünschten ortho-dinitrierten Produkt und
anderen polynitrierten Produkten führen, wodurch mehrer·
Zwischentrennungen erforderlich sind.
Es können mindestens die folgenden sechs bei oberflächlicher Betrachtung möglichen Prozeßfolgen angegeben werden:
(D (2) (3)
Mononitrierung Mononitrierung Mononitrierung
Hydroxyalkylierung Dinitrierung Hydroxyalkylierung
Dinitrierung Hydroxyalkylierung Halogenierung
Halogenierung Halogenierung Dinitrierung
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(4) (5) (6)
Hydroxyalkylierung Hydroxyalkylierung Hydroxyalkylierung
Mononitrierung Mononitrierung Halogenierung
Dinitrierung Halogenierung Mononitrierung
Halogenierung Dinitrierung Dinitrierung
Die Folge dieser Reaktionen kann in folgender Weise zeichne«
riach dargestellt werdens
1 f) Q « A 1 /10Π
N(AIkOH)0
1 «·
N(AIkHaI)2
Hydroxyalkylierung N
Halogenierung,
Mononitrlerung
N(AIkHaI)
flO,
O2N
N(AIkHaI)9
t Cm
■NO,
Mono
nitrierung
Mono^nitrierung
MN1-Produkt ialogenierung
Hal-MN-Produkt
nitrierung
H,
NO,
Hydroxyalkylierung \
Mff κ mononitriert
dukt
N(AIkOH)2
alkylierung. if^^2 .S LN-?rodukt Hal-DN-Produkt
„Halogenierung ^
Hal-MM-Predvkt >
Hal-DN-Produkt ι
N(AIkOH)2
NO»
dinitriert halogeniert
2111834
Merkwürdigerweise ist nur "die Reaktionsfolge in der letzten
Spalte, die durch die Reaktionen in oberen Teil der Seite und
quer dazu dargestellt ist, durchführbar. ünerwarteterweise sind
verschiedene Kombinationen aus dem einen oder anderen Grund undurchführbar. Ea ist unmöglich, vorherzusagen, welche durchführbar und welche nicht durchführbar sein werden« Obwohl beispieleweise p-Toluidin mit Erfolg mononitriert werden kann,
kann es danach nicht N,H-di(2-hydroxyalkyliert) werden. Zwar
kann das mononitriert· p-Toluidin erfolgreich nitriert werden,
ee kann jedoch danach nicht hydroxyalkyliert werden. Obwohl p-Tcluidin hydroxyalkyliert werden kann, läßt es sich danach
nicht erfolgreich mononitrieren. ßa ist unnötig festzustellen,
daS alle weiteren Stufen des Verfahrens τοπ geringer Bedeutung
sind, wenn nan einaal bei einer undurchführbaren Reaktion odtr
einer Reaktion angelangt ist, die für all· praktischen Zwecke ungeeignet 1st, weil die Menge, die Qualität oder Trennbarkeit
des Produkts eo sind, daß iieees keinen wirtschaftlichen Wert
besitzt. Andere Kombinationen der Verfahrensstufen, die der
obengenannten Liste angefügt werden können, sind mathematisch
möglich. Ein Fachmann würde diese Kombinationen jedoch nicht
in Betracht Bienen und sie wurden daher auch nicht ernsthaft betrachtet und nicht aufgeführt.
£8 wird eingeräumt, daß die von der erfolgreich durchführbaren
Serie von Verfahrensetufen, die in Spalte 6 aufgeführt ist,
umfaßten Stufen der Hydroxyalkylierung und Halogenierung altbekannte Reaktionen darstellen. Heu, im Vergleich Bit anderen
Verfahren technisch fortschrittlieh und nicht vorhersehbar 1st jedoch die Kombination dieser bekannten Stufen in Zusammenhang
mit spesiellen Nltrierungsstufen, die von der Anmelderin offenbart wird. Spezielle Aufmerksamkeit ist auf die Nitrierung!-
reaktionen su richten, die ermöglichen, daß das *i(2-ehloralkylierte) Material mononitriert und danach dinltrlert werden
kann, ohne daß eine merkliche Menge unerwünschter Kononitro-
oder Polynitronebenprodukte gebildet wird und die gleichseitig gewährleisteu, daß das Verfahren mit hoher Selektivität und
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1 I i üd4
- 8 -sehr hohen Ausbeuten durchgeführt werden kann.
Zur Herstellung von aromatischen Nitroverbindungen wurden
praktisch alle bekannten Nitrierungsmittel verwendet, wie
konsentrierte Salpetersäure, Misohsäuren, beispielsweise Salpetersäure im Gemisch mit einer dehydratieierenden Säure, wie
Oleum, Schwefelsäure, lässigsäureanhydrid, Essigsäure, Phoephorpentoxyd, Alkylenniträte in Gegenwart von Schwefelsäure,
organische Nitrate, wie Acetyl- und Benzylnitrat, Metallnitrate zusammen mit Essigsäure, Nitrosulfonsäure, Stickstofftetroxyd und dergleichen. Die Wahl des Mittels wird im allge-
} meinen durch wirtschaftlich· Betrachtungen bestimmt. Häufig
machen jedoch gewisse inhärente chemische oder physikalische Eigenschaften oder das Vorliegen von Substituenten die Verwendung spezifischer Nitrlerungsmittel erforderlich. Di· Wahl
des Nitrierungsmittels und der Reaktionsbedingungen kann darüberhinaus die Stellung der eintretenden Nitrogruppe bestimmen.
Hacn einer Regel wird die Orientierung von in aromatische Verbindungen eintretenden Nitrogruppen durch die Stellung von
bereits vorliegenden Gruppen bestimmt. Im allgemeinen tritt die Nitrogruppe in Metastellung zu einer Nitro-, Sulfonsäure-,
Carboxyl- oder Carbonylgruppe und in Ortho- oder Parasteilung
zu einem Chlor-, Bromatom, einer Alkyl-, Amino- oder Hydroxylgruppe ein. Ferner führt eine niedrigere Nitrierungstempera-
" tür aur ausschließlichen Bildung der Metaderivate in der
ersten Gruppe und einem Vorherrschen der ParaVerbindung in
der «weiten Gruppe. Liegen bereits swei oder mehr Gruppen vor, so ist es schwierig vorherzusagen, welch· Verbindung gebildet
werden wird, weil diese Gruppen gegensätzlich· Einflüsse zeigen, und es entsteht durch Nitrierung häufig ein Gemisch
aus verschiedenen Verbindungen ("Unit Processes in Organic Synthesis11, P.H. Groggins, Seite 6, MoGraw Hill Book Co., Inc,
New York, 1953). Da Aminoverbindungen sehr oxydationsempfindlich sind, ist es im allgemeinen erforderlioh, während der
Nitrierung die NH2-Gruppe su schütten, was gewöhnlich dureh
überführen des Amins in sein Acylderivat erfolgt. Manchmal
ist es möglich, Aminoverbindungen ohne vorhergehende
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2111 8 5 A
Acylierung su nitrieren, es ist jedoch leicht möglieh, daß
sich das erhaltene Produkt von dem durch Nitrierung des Aoylderivats
erhaltenen unterscheidet. Wird beispielsweise p-Toluidin in einer großen Menge Schwefelsäure gelöst und mit Mischsäure
(HNOa-HgSOj-SeIBiBOh) bei niedrigeren Temperaturen nitriert,
so wird 3-Hitro-p-toluidin erhalten. Die Nitrierung
des Äcetylderivats führt zu 2-Nitro-p-toluidln (Groggins,
Seite 10, fortlaufende Numerierung).
Überraschenderweise wurde gefunden, daß N,N-di(2-halogenalkyl)-amino-p-phenyl-substituierte
Verbindungen, die tertiäre aromatische Amine darstellen, zuerst unter Bildung des Mononltro-
und danach unter Bildung des Dinitroprodukts in einer einzigen Stufe unter geregelten Reaktionsbedingungen direkt nitriert
werden können, trotz der Tatsache, daß neben den bereits angegebenen Hindernissen die Dialkylsubstltution eine starke sterische
Hinderung für die Dinitrierung des Phenylrings in den
Ortho-Steilungen zu dem Stickstoffatom darstellt. In ähnlicher
Welse kann die ortho-mononltrierte p-phenylsubatituierte N,N-Di(2-halogenalkyl)-Verbindung
direkt ortho-dinltriert werdtn.
Es wurde außerdem gefunden, daß unerwarteterweise die erfindungsgemäSe
Ortho-Dinitrierung mit hoher Selektivität und
hohen Ausbeuten verläuft, vorausgesetzt, dad die Reaktion in Gegenwart einer zweiten flüssigen Phase durchgeführt wird,
die aus einer mit der wässrigen Phase im wesentlichen unmischbaren
organischen Flüssigkeit besteht. Eine solche organische flüssigkeit ist vorsugswelse ein hydrophobes lösungsmittel,
in dem die NiK-Di(2-halogenalkyl)-Vorstufe relativ weniger löslich
ist, als in der wässrigen Phase, in der jedoch das N,N-Bls(2-halogenffilkyl)ainitroprodukt
relativ stärker löslich 1st. Wenn die srfiridungsgemäße Reaktion in einem Mehrphasensystea
aus wässrigen und organischen Lösungsmitteln durchgeführt wird,
welche die erwähnten Löslichkeitseigenschaften aufweisen, so
* geht das Bteitroprodukt im wesentlichen mit der Geschwindigkeit
seiner Slidung In die ©^ge&isohe flüssige Phase über, wodurch
die Kon« ®n tea ti on &®r !©laktlle des gebildeten Produkts in
1 Π q fi /, 1 /la^q
ι ι ι ο j 4 - 10 -
unmittelbarer Nachbarschaft der Reaktanten vermindert wird und
überraschend hohe Ausbauten bei entsprechend schnellen Reaktionsraten
ermöglicht werden.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten orthodinitrierten
tertiären aromatischen Amine sind hochselektiv«
Herbizide. So ist insbesondere N,N-Bis(2-ehloräthyl)-2,6-dinitro-p-toluidin
außerordentlich wirksam zur Unkrautbekämpfung in Feldern von Nutzgewäohsen, wie der Gattung Goeeypium und
insbesondere Baumwolle, und von einjährigen Gemüsepflanzen,
besondere Sojabohnen, und damit botanisch eng verwandten Pflanaen. Es kann vorteilhaft mit sahireichen konventionellen,
im wesentlichen inerten Verdünnungsmitteln oder Trä^materialien
vermischt werden, wie Talkum, ölen, Tonen und dergleichen, und wird vorzugsweise in einem Gemisch mit den genannten Trägermaterial
i en in Konzentrationen im. Bereich von 0.56 bis
kg/ha N,ff-Bis(2-chloräthyl)-2,6-dinitro-p~toluidin (0.5 bis
5 lb/aere) verwendet, wenn auch unter "bestimmten Bedingungen
ohne Schaden für die Nutzpflanzen bis zu 22.4 kg/ha eingesetzt werden können.
i»ie Nitrierung organischer Verbindungen ist eines der wichtigsten
Produktions- oder Einheitsverfahren und spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von opr enge to ff en, in der
WarbstoffIndustrie, zur Herstellung von Arzneimitteln und
biologisch toxischen Verbindungen. Als Reaktlonsprodukt der
Nitrierungsverfahren wird Wasser gebildet und wenn dieses
Wasser nicht entfernt wird, a© nähert sich die Reaktion vor , dem vollständigen Ablauf einem Gleichgewicht. Js wurden zahlreiche
Versuche unternommen, dieses Wasser durch chemisch· Bindung zu entfernen und auf diese Welse die Einstellung eines
Gleichgewichtes zu verhindern, so dad die Reaktion fortgesetzt werden kann. Bei der erfolgreichsten und der üblicherweise
angewendeten dieser Bestrebungen wird konzentriert· Jchwefelsäur© in der Keaktionssone vorgesehen, um das gebildete
Wasser su absorbiertn. Die Schwefelsäure wird in bestimmten
festgelegtes Mengenverhältnissen mit .Salpetersäure
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ι ι ! δ ο 4
vermischt» die von den verwendeten speziellen Materialien abhängen. Dieses Gemisch aus Salpetersäure und Schwefelsäure wird
auf dem Fachgebiet als "Nitrier-Mischsäure" bezeichnet· Zur
Mononitrierung überschreitet la allgemeinen der Anteil an Salpetersäure in der Mischsäure 33 Ί· nicht. Für eint höhere Nitrierung wird der Anteil an Salpetersäure inner geringer und
kann niedrige Werte von 3 bis 5 5* annehmen, wobei der Anteil an
Schwefelsäure dementsprechend ansteigt. Der erhöhte Anteil an Schwefelsäure 1st erforderlieh, um die während dieser epeelellen Reaktionen auftretende größere Wassermenge su binden. So
ist in der Mischsäure eine bestimmte Verteilung der beiden Säuren, in Abhängigkeit von der vorgesehenen speziellen Nitrierungareaktion, erforderlich, bevor sie für diese Reaktion
verwendet werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt eine Nitrierungsreaktion,
bei der Salpetersäure, jedoch keine Schwefelsäure verwendet wird. Insbesondere wird kein Versuch gemacht, das während der
Reaktion gebildete Wasser zu absorbieren oder in anderer V/eise
zu binden. Trotzdem ist die erfindungsgemäße Reaktion mit außerordentlichem Erfolg durchführbar.
Die Nitrierungsstufe des erfindungegemäßen Verfahrens betrifft
eine Reaktion, die in folgender Weise allgemein dargestellt werden kann:
I
χ.
χ.
mindestens fünffacher Überschuß an etwa 70* HHO5
5 HKOg-Katalyeator
3
2
kylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R, eine Alkylgruppe
- 12 -109841/1835
/t ν" ν« ί~* -*S
ί ! i
- 12 -
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Aryl-, Aralkyl-, Alkoxygruppe,
ein Halogenatom oder eine Halogenalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R4 und R* unabhängig voneinander Wasserstoff
atome, Alfcylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, HaIogenalkylgruppen
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogenatome.
Insbesondere wurde gefunden, daß N,N-Bis(2-halogenalkyl)-ptoluidin
in wirksamer Weise im sauren Medium ertho-dinitriert
werden kann· Bas wässrige saure Medium kann konzentrierte Salpetersäure
sein, die mit einer Carbonsäure oder einem Säureanhydrid verdünnt ist, das in Salpetersäure löslich, jedoch
dieser Salpetersäure gegenüber stabil und nicht reaktiv ist, wie Essigsäure, Propionsäure, Triohloressigsäure oder Trifluoressigsäure*
Die erfindungsgemäße Ortho-Dinitrierung kann außerdem
unter Verwendung von konzentrierter Salpetersäure für sich durchgeführt werden, die mit einem hydrophoben, im wesentlichen
wasserunmisehbaren Lösungsmittel vermischt ist, dae unter den
Reaktionsbedingungen nicht reaktiv gegenüber konzentrierter Salpetersäure ist. Unabhängig von dem Reaktionsmedium erfordert
die Reaktion das Vorliegen einer katalytischen Menge an salpetriger Säure oder eines Derivats der salpetrigen Säure
und es wird angenommen, daß sie nach folgendem Reaktioneschema
verläuft:
O2H4Cl
ClH.Cj, C9H1Cl
4 \ / * 4
N
mindestens fünffacher molarer Überschuß an etwa 70 i» körnentrierter
HNO,
2 >
HNO2-Katalysetor
Die durch das «rfindungsgemäße Verfahren rerkörpterten Nitrierungsreaktionen
sind auch unerwartet im Hinblick auf die maßgebliche Diskussion und Untersuchung der Kinetik und dee
Mechanismus der aromatischen Nitrierung in Ttil VII "Products
- 13 -
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of Nitration of Aniline Derivetires,, especially of Dimethylaniline.
The Concomitant Dealkylation of the Dialkylanilines",
Glaser, Hughes et al in J. Chen. Sec, 1950, Seiten 2657 bis
2678. In dieser Literaturstelle diskutieren die Autoren im
einzelnen verschiedene dureh Nitrierung erhaltene Derivate und kommen su dem Schluß» daß die Kernnitrlerung von Derivaten dee
Anilins silt Hilfe von Salpetersäure nach swei Mechanismen statt'
findet, wovon einer in Abwesenheit von Salpetriger Säure ablaufen kann, während der andere von dta "Vorliegen von salpetriger
Säure abhängt, daß dies· beiden Mechanismen häufig gleichseitig ablaufen und daß Nebenreaktionen auftreten können,
wovon einige oxydativ sind und su salpetriger Säur« führen, dl·
beide NitrierungsmechanismeE, vor allem den sweiten beeinflußt
und daß bei tertiären alkylierten Anilinen die Nitrierung häufig von einer Dsalkylierung begleitet wird.
Ein Fachmann hat daher keinen Grund su der Annahme, daß ein substituiertes Dihalogenalkylderivat sich stabiler verhalten
würde, als die Methylderivate des Anilins, insbesondere Dimethylanilin*
Anders ausgedrückt, wäre das Auftreten sahlreicher
Konkurrenzreaktionen su erwarten, die jedoch aus bestimmten, gegenwärtig nicht genau bekannten Gründen, nicht auftreten·
In der US-Patentschrift 2 739 174 über die Nitrierung von aromatischen
Kohlenwasserstoffen lediglich mit Salpetersäure wird die Lehre gegeben, daß bei der Umsetzung von Salpetersäurt mit
einer nitrierbaren Verbindung als Reaktionsprodukte die Nltrο-Verbindung
und Wasser erhalten werden. Wenn Wasser nicht aus der Reaktionssone entfernt wird, wird die Nitrierungsreaktion
bald beendet (Spalte 1, Zeilen 27 bis 31). Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird das Wasser nicht aus der Reaktionssone
entfernt, trotsdtm wird die nitrierung nicht abgebrochen. Ebensowenig hört die Nitrierungsreaktion bei der Bildung der
Mononitroverbindung auf, sondern sie wird unter weiterer Nitrierung
der Mononitroverbindung su dtr Ortho-Dinitroverbindung
fortgesetzt.
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2111034
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Nitrierungsreaktion
in Gegenwart von wasserfreier Essigsäure oder Essigsäur eanhydrid, Propionsäure, Tricliloressigsäure oder Trifluoressigsäure
durchgeführt werden. Zwar ist die Verwendung von Salpetersäure für sich oder in Verbindung mit Essigsäure oder Essig3äureanhydrid "bei Nitrierungsreaktionen
gut bekannt? die Wirksamkeit der Nitrierung
mit Salpetersäure allein oder in Gegenwart von Essigsäure ist jedoch nicht vorherzusagen. So wird beispielsweise
in der US-Patentschrift 3 086 062 ausgeführt, daß 1,3,5-Triisopropylbenzol
mit 96 ?6-iger Salpetersäure bei 30° C in
Gegenwart von Essigsäure und Essigaäureanhydrid in 2-Nitro-1,3,5-triisopropylbenzol
umgewandelt werden kann· Es ist jedoch nicht möglich, eine zweite Nitrogruppe einzuführen,
selbst wenn der Anteil an Salpetersäure von 1/2 auf 4 Äquivalent, die Temperatur von 30° auf 70° C und die Reaktionsdauer
auf 20 Stunden erhöht werden (Spalte 1, Zeilen 37 bis 40).
Es ist bekannt, daß Dimethyl-p-toluidin mit salpetriger Säure
unter Bildung von mindestens 80 j> 2-Nltro-dimethyl-p-toluidin
(2-Nitro~1-dimethylamino-4-niethylbenzol) nitriert werden kann,
obwohl Salpetersäure in derselben Verdünnung praktisch unwirksam ist ("Nitrous Acid ae a Nitrating Agent, Teil I,
Nitration of Dimethyl-p-toluidinew, J. Chem. Soc, 1930,
Seiten 277 bis 291). In dieser Literaturstelle wird ferner festgestellt, daß der Mechanismus obiger Reaktion sich von
dem der "gewöhnlichen" Nitrierung unterscheiden muß, weil
durch den normalen Nitrierungavorgang 3-Nitro-dimethyl-ptoluidin gebildet wird. Unter der Annahme, daß die Dlhalogenalkyl-Seitenketten
intakt bleiben und nicht empfindlicher gegen die Einwirkung sind als Dimethylgruppen, müßte zu erwarten
sein, daß durch "gewöhnliche" Nitrierung nicht das ortno-mononltrosubstituierte p-Toluidin, sondern das metamononitrosubsituierte
Produkt erhalten würde. Nach konventioneller Betrachtungsweise verkörpert das erfindungsgemäße
Verfahren eine "gewöhnliche" Nitrierung, mit Ausnahme der
- 15 10 9 8 4 1/18 3 5 ORfGiNAL INSPECTED
i ι ι oo4
Tatsache, daß es eine wirksame Menge salpetriger Säure oder eines zur Bildung von Nitritionen in wässriger Säure befähigten
Derivats der salpetrigen Säure ale Katalysator bei relativ
niedriger !Temperatur erfordert; trotzdem wird duroh das erfindungsgemäße
Verfahren das ortho-dinitrierte p-!Doluidin erzielt.
Die Wirksamkeit von salpetriger Säure, oder einer Verbindung, die im Reaktionsgemisch zur Bildung von salpetriger Säure oder
von Hitritionen führt, als Katalysator, ist auch deshalb überraschend,
weil bekannt ist, daß salpetrige Säure vorzugsweise zu nitrosierten Verbindungen, insbesondere zu nitrosieren Aminen
führt. So wird beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 062 887 gelehrt, daß durch Verwendung von salpetriger Säure
ein nitrosiertes, sekundäres Amin gebildet wird. Ss wäre nicht
ungerechtfertigt, anzunehmen, daß eine entsprechende Reaktion
mit einem tertiären Amin überwiegend zu einem ringnitrosierten
tertiären Amin führen würde. Dies ist jedoch nicht der Fall,
was besonders unerwartet ist, weil die Bedingungen, unter denen die HitrierungBreaktion des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt
wird, mehr oder weniger den Bedingungen gleichen, unter denen sekundäre Amine nitrosiert werden.
Die Wirksamkeit von salpetriger Säure und deren Derivaten als Katalysator ist auch deshalb überraschend, weil bekannt ist,
daß bei zahlreichen "gewöhnlichen" Nitrierungsreaktionen, besonders
denen substituierter aromatischer Verbindungen, bei denen eine Reaktion nullter Ordnung mit Salpetersäure in großem
Überschuß abläuft und Anlaß zur langsamen Bildung von Nitroniumionen
aus Salpetersäure gibt, salpetrige Säure als Antikatalysator wirkt. So wird beispielsweise in einer Abhandlung Über
die nitrierung mit dem Nitroniumion in dem Kapitel über Nitrierung
in "Rates and Mechanisms of Reactions, Teil I",
(Technique of Organic Chemistry, Vol. VIII, Inter Science Publishers, Inc., New York, 1961) folgende Feststellung gemacht:
"Bs wurde gezeigt, daß die Nitrierung des Aromaten über die Bildung von Nitroniumion in einer langsamen Stufe eintrat,
die in Nitromethan zu einem schnelleren Verlauf gebracht wurde,
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als die Bildung von Nitroniumionen. Wegen des Pehlens von Iso·
topeneffekten können die Endstufen bei dem Mechanismus der Nitrierung
in folgender Weise dargestellt werden:
NO2 + + ArH >
O2N- -Ar+ —H
Während der Untersuchungen wurde die in der Lösung vorliegende Menge an salpetriger Säure, die in Salpetersäure vorherrschend
als Distickstofftetroxyd existiert, sorgfältig überwacht. Die
Vernachlässigbarkeit ihres Effekts wurde festgestellt, da sie ein starker Antikatalysator ist. Ihr Einfluß auf die Reaktionsrate wurde den im Gleichgewicht gebildeten Nitrationen zugeschrieben,
NgO^nzrri NO3" + N0+<
Seite 556).
Bei bisher bekannten Verfahren wurden organische Verbindungen in Verbindung mit einem Verdünnungsmittel nitriert, das im
wesentlichen inert gegenüber den reagierenden Materialien und im wesentlichen unmischbar mit Wasser ist, einen geeigneten
Siedepunkt aufweist und vorzugsweise ein Lösungsmittel sowohl für die zu nitrierende Verbindung als auch für das Nitrierungsprodukt
darstellt. Dabei wurde die Temperatur des Gemisches bis zum Sieden des Gemisches eingestellt, um Wasser aus der
Reaktionszone zu entfernen, so daß die Verwendung einer absorbierenden
Säure, wie Schwefelsäure, nicht erforderlich war (US-Patentschrift 2 435 314). In anderen Literaturstellen sind
Umsetzungen beschrieben, bei denen eine organische Phase bei üblichen Mischsäure-Nitrlerungsreaktionen eingesetzt wird,
um die Umsetzung zu steuern und bessere Ausbeuten »u erzielen (US-Patentschrift 3 086 062). Bei dem erfindungcgemäßen Verfahren
wird das gebildete Wasser nicht entfernt; aufgrund der Verteilungaeigenschaften des als Vorstufe auftretenden 4-substituierten,
dihalogenalkylsubstituierten, tertiären aromatischen
Amins und des Ortho-Dinitroprodukts in der wässrigen und organiDenen Phase wird jedoch die störendt Wirkung des
Wassers ausgeschaltet und gleichzeitig ermöglicht, daß dae
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Verfahren "bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden
kann, als sie für die Entfernung von Wasser durch azeotrope Destillation erforderlich sind.
Be wurde gefunden, daß das 4-substituierte Anilin vor der
nitrierung in wirksamer Weise hydroxyalkyliert und dann halogeniert
werden kann und daß diese Folge von Verfahrenestufen
eine erforderliche und kritische Voraussetzung für den Erfolg der Gesaatsynthese ausgehend von dem Einsatzmaterial su den
gewünschten ortho-dinitrierten* NjH-liisCz-halogenalkyl)^-
subatitui@rten Anilin ist.
Es wurd® ferner festgestellt, daß ein di(2-halogen)alkyl-substituiertas,
tertiäres aromatisches Amin direkt ortho-dinitriert wardaa kann, wenn mindestens ein fünffacher molarer
Ü"bers©lra§ über die theoretische Menge an koneentrierter wässriger
Salpetersäure eingesetzt wird, die eu Beginn der Reaktion
in einem Konzentrat! one "bereich von etwa 50 bis 90 Ί» Salpetersäur®
in einer Menge vorliegt, die ausreicht, um "bei vollständigem Ablauf der Reaktion eine mindestens 50 ?6-ige wässrige
Säure zu hinterlassen, und wenn diese Nitrierung in
Gegenwart einer wirksamen Menge salpetriger Säure oder eines
aur Bildung von Sltrltionen in wässriger Säure "befähigten Derivats
des· salpetriges Säure al® Katalysator durchgeführt wird.
Di® Nitriszimg kann aueh mit konzentrierter Salpetersäure
Ia ä@m angegebenen lo&zentrationsbereioh in lösung in Essigsäure
dmrshgefuhrt und in entsprechender Weise katalysiert
w©ra@me AuSardem kaan di© Jfitrierung mit konzentrierter Salpeter
säms1® im d®m angegebenen Konaentrationsbereich unter ent-
Katalyse ϊά Gegenwart eines hydrophoben organiläÖSMSgs2iltt®ls
durchgeführt werden, das unter den Be-
r Reaktioa Lm wesentlichen unmlsohbar mit wässriger
Säurelösung n&ä im wesentlichen inert gegenüber konzentrierttr
Salpetersäure ist. Wenn die Nitrierung in wässriger konsantritrter Salpetersäure oder in konssentrierter
Salpetersäure durchgeführt wlrds die mit einer Oarbonsäure
verdünnt ist, welche in wässriger Säure Ib'slioh, je do oh unter
- 18 -
den Reaktionsbedingungen beständig gegenüber konzentrierter
Salpetersäure ist, so kann gesagt werden, daß die Reaktion in homogener Phase abläuft, tfird die Nitrierungsreaktion in Gegenwart
einer im wesentlichen unmlsohbaren organischen flüssigen
Phase durchgeführt» so läuft die Reaktion in einem Mehrphasenmedium ab· Unabhängig davon, ob die nitrierung in einem homogenen
Medium oder ©inem Mehrphasenmedium vorgenommen wird, kann
das dihalogenalkyl8Ufastltuierte, tertiäre aromatische Amin
unter Bildung einer minimalen Menge unerwünschter Nebenprodukte bei relativ niedrigen Temperaturen, mit einer Selektivität
von mehr als 75 $ und in hoher Auebeute in die ortho-di-I^
nitrierte Verbindung übergeführt werden, Das während der Reaktion
gebildete Wasser wird nicht sofort entfernt und scheint die Rate oder die Selektivität der Reaktion nicht su beeinträchtigen
.
In einer sp@sIfiseheE und bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, in der das Ausgangematerial p-Toluidin in H,H-Bis(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-p-toluidin
übergeführt wird, wird die erste Stufe, die Hydroxyalkylierung, in Gegenwart von etwa 4 η Essigsäure unter Verwendung von
flüssigem Ithylenoxyd oder Propylenoxyd durchgeführt. Die Temperatur
wird im Bereich von etwa -10 bis +30° C gehalten und
die Wärmeentwicklung sorgfältig überwacht, wobei ständiges
" Rühren ©ine vollständige Durchführung der Reaktion ermöglicht.
Das hydroxyalkyliert® Produkt wird duroh Extraktion mit eintm
geeigneten Lösungsmittel, wie Chloroform, gewonnen. Die nächste Stufe der Halogenierung erfolgt dursfr Umsetzen des Hydroxyalkylprodukts
in dem Lösungsmittel mit einem Halogenierungsmittel, wie einem der Ghlorierungsmittel Phosphorpentachlorid,
Phosphoroxjehlorid oder Thionylchlorid unter Bildung des
diehloralkyl-substituierten p-Toluidins. Di· Reaktion wird bei
atwa Raumtemperatur eingeleitet und danach wird langsam sum
Rückfluß erhitzt, bis die Reaktion als vollständig angesehen
wird. Das haiegenierte Produkt kann duroh beliebige konventionelle Mittel aus dem Lösungsmittel gewonnen werden, wie durch
Destillation. Die Ortho-Dinitrierung des N,H-Bis(2-halogenalkyl)-
p-toluidins wird vorzugsweise in einem mit Mantel versehenen
Druckgefäß durchgeführt, das mit inneren Wärmeaustauschvorrichtungen
und variabel einstellbaren Mischvorrichtungen ausgestattet ist. Dabei wird nur konzentrierte Salpetersäure verwendet.
Zwar kann die Reaktion kontinuierlich durchgeführt werden, die chargenweise Reaktion in einem Reaktionsgefäß
führt jedoch zu außerordentlich guten Ergebnissen bei einem hohen G-rad der Regelung und Reproduzierbarkeit·
In dem erfindungsgemäßen homogenen oder mehrphasigen Reaktionsgemisch wird ein mindestens fünffacher Überschuß über die
theoretisch erforderliche Menge an Salpetersäure, vorzugsweise ein etwa zehnfacher Überschuß an Salpetersäure, in Konzentrationsbereich
von 50 Jt bis etwa 90 #, verwendet. Am stärksten
bevorzugt wird 70 ?£-ige Salpetersäure. Ein Salpetersäure-Überschuß
von mehr als dem zehnfachen Überschuß ist verwendbar, jedoch im allgemeinen nicht erforderlich. Zu Beginn der Reaktion
wird eine ausreichende Menge der Säure vorgelegt, um zu gewährleisten, daß dit Konzentration dar Säure in dem Reaktionsmedium
am Ende der Reaktion mindestens 50 i» beträgt.
Dem Säuregemisch wird festes Natriumnitrit zugesetzt, um salpetrige Säure zu bilden, wenn auch jedes andere beliebige
Mittel zum Einführen von salpetriger Säure oder eines zur Bildung von Hitritionen befähigten Derivats der salpetrigen
Säure geeignet ist· Di· verwendete Menge an salpetriger Säure kann im Bereich von etw* 0*001 bis 10 Gewichtsprozent des
Reaktionsgemisches liegen., wenn auch etwa 0.1 bis 0.5 1» an
stärksten bevorzugt werden.
In einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ortho-Dinitrierungsreaktion wird festes N,H-Bis(2-chloräthyl)-p-toluidin
in Gegenwart von salpetriger Säure als Katalysator unter süindigem Rühren zu 70 %-iger Salpetersäure gegeben.
Als Reaktionsprodukt wird das ortho-dinitrierte K,H-Bie(2-chloräthyl)-p-toluidin
erhalten.
- 20 -
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In einer anderen speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird N,N-Bis(2-halogenalkyl)-p-toluidin langsam
zu konzentrierter Salpetersäure gegeben, die mit Eisessig vermischt ist. Die Temperatur des Heaktorinhalts wird während
der Zugabe des tertiären aromatischen Amins unter ständigem
Rühren unter etwa 20° C gehalten. Danach kann die Temperatur
allmählich bis auf etwa 60° C erhöht werden und wird bei diesem Wert gehalten, bis im wesentlichen das gesamte N,N-Bis(2-halogenalkyl)-p-toluidin verbraucht ist. danach wird das Reakticnsgemisch in schmelzendem Eis abgeschreckt. Gregebenenfalls kann mit einem alkalischen, wasserlöslichen Salz, vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat, neutralisiert werden. Das Gemisch wird mit einem Halogenaliphaten, wie Chloroform, oder einem aromatischen Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol oder Xylol, extrahiert. Das aromatische Lösungsmittel wird durch beliebige konventionelle Mittel, vorzugsweise über einer Schicht aus Magnesiumsulfat, getrocknet und das getrocknete Lösungsmittel wird verdampft, wobei überwiegend das gewünschte N,N-Bis(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-p-toluidin erhalten wird. Wie bereits festgestellt wurde, können die erfindungsgemäßen Nltrierungsreaktionen mit oder ohne Garbonsäure oder Säureanhydrid durchgeführt werden? wegen der damit verbundenen Trennprobleme, beispielsweise bei Verwendung von Essigsäure, wird die Stufe der Dinitrlerung praktisch vorzugsweise ohne eine solche Säure
durchgeführt. Es kann außerdem festgestellt werden, daß sehr
geringe Mengen an konzentrierter Schwefelsäure durch die trfindungsgemäße Nitrierungsreaktion toleriert werden; jede
merkliche Menge an Schwefelsäure, das heißt jede Menge, die
zum Absorbieren eines wesentlichen Anteils des während der
Reaktion gebildeten Wassers befähigt iet, beeinträchtigt jedoch die Nitrierung.
Rühren unter etwa 20° C gehalten. Danach kann die Temperatur
allmählich bis auf etwa 60° C erhöht werden und wird bei diesem Wert gehalten, bis im wesentlichen das gesamte N,N-Bis(2-halogenalkyl)-p-toluidin verbraucht ist. danach wird das Reakticnsgemisch in schmelzendem Eis abgeschreckt. Gregebenenfalls kann mit einem alkalischen, wasserlöslichen Salz, vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat, neutralisiert werden. Das Gemisch wird mit einem Halogenaliphaten, wie Chloroform, oder einem aromatischen Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol oder Xylol, extrahiert. Das aromatische Lösungsmittel wird durch beliebige konventionelle Mittel, vorzugsweise über einer Schicht aus Magnesiumsulfat, getrocknet und das getrocknete Lösungsmittel wird verdampft, wobei überwiegend das gewünschte N,N-Bis(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-p-toluidin erhalten wird. Wie bereits festgestellt wurde, können die erfindungsgemäßen Nltrierungsreaktionen mit oder ohne Garbonsäure oder Säureanhydrid durchgeführt werden? wegen der damit verbundenen Trennprobleme, beispielsweise bei Verwendung von Essigsäure, wird die Stufe der Dinitrlerung praktisch vorzugsweise ohne eine solche Säure
durchgeführt. Es kann außerdem festgestellt werden, daß sehr
geringe Mengen an konzentrierter Schwefelsäure durch die trfindungsgemäße Nitrierungsreaktion toleriert werden; jede
merkliche Menge an Schwefelsäure, das heißt jede Menge, die
zum Absorbieren eines wesentlichen Anteils des während der
Reaktion gebildeten Wassers befähigt iet, beeinträchtigt jedoch die Nitrierung.
Wenn die erfindungsgemäße Ortho-Dinitrierung in eines Mehrphasen-Reaktionsgemisch
durchgeführt wird, 1st das Verhältnis von wässriger Phase zu hydrophober organischer Phase nicht
kritisch, wenn in jeder Phase eine ausreichende Menge der
flüssigkeit vorliegt, um einen geeigneten Bereich für den
kritisch, wenn in jeder Phase eine ausreichende Menge der
flüssigkeit vorliegt, um einen geeigneten Bereich für den
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1 flfiaA 1 /1 «·?»;
Zwiechenfläohenkontakt au gewährleisten, so daß der Übergang
des nitrierten Produkts aus der Reaktionszone in die organische Lösungsmittelphase gewährleistet ist und eine ausreichend!
Menge des organischen Lösungsmittels vorliegt, um das nitriert· Produkt zu lösen.
Sine große Vielzahl organischer flüssigkeiten hat Eigenschaften,
die sie zur Verwendung als hydrophobe organische Phase geeignet macht. Im allgemeinen sollte diese flüssigkeit nicht-viskos,
relativ inert gegenüber den Reaktanten und Reaktionsprodukten
unter den Reaktionsbedingungen und im wesentlichen unmischbar mit der wässrigen Phase sein und sollten eine relativ hohe Löslichkeit
für das Nitroprodukt aufweisen. Relativ niedrige Löslichkeit für das als Vorprodukt dienende dihalogenalkjl-substituierte,
tertiäre aromatische AmIn 1st ebenfalls wünschenswert. Diese Erfordernisse werden von zahlreichen organischen Verbindungen
erfüllt, einschließlich halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff, einkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen, einschließlich Benzol, Xylole,
Toluol, und deren Nitro- und Halogenderivaten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein 4-substituiertes,
tertiäres aromatisches Dihalogenalkylamin mit einem mindestens fünffachen molaren Überschuß an konzentrierter Salpetersäure
umgesetzt, die zu Beginn der Reaktion in einem JConzentrationsbereich
von etwa 50 bis 90 i> Salpetersäure in einer ausreichenden
Menge vorliegt, so daß nahe der vollständigen Durchführung der Reaktion eine mindestens 50 -ji-ige wässrige Säure hinterbleibt,
und die innig vermischt mit einem hydrophoben organischen Lösungsmittel ist. Die Reaktion wird in Gegenwart einer
katalytischen Menge salpetriger Säure oder eines Derivats der salpetrigen Säure durchgeführt, das zur Bildung von Nitritionen
in wässriger Säure befähigt ist. Es wird vorherrschend ein teilweise wasserlösliches, durch Verteilung in organisches
Lösungsmittel überführbares, 4-substituiertes, tertiäres
aromatisches ortho-Dinitrodihalogenalkylamln gebildet. - 22 -
1098 41/1835
Die Verteilung einer Verbindung zwischen zwei LÖsungamittelphasen
wird gewöhnlich als Verteilungsverhältnis oder durch den Verteilungskoeffizienten ausgedrückt, der für die Zwecke
dieser Beschreibung folgendermaßen definiert werden kann:
In der wässrigen Phase löslicher prozentualer Anteil {
In der organischen Phase löslicher prozentualer Anteil
Darin ist S. die Verteilung oder der Verteilungskoeffizient.
Der Verteilungskoeffizient für die Vorstufe, das dihalogenalkyl-substituierte,
4-substituierte Amin kann genauer defi-
P niert werden als:
Prozent Halogen , gelöst in der wässrigen Phase
Prozent Halogen, gelöst in der organischen Phase
In entsprechender "deise kann der Verteilungskoeffizient für
das als Produkt erhaltene 4-subatituierte lihalogenalkyl-o—
dinitroamin genauer definiert werden als:
Prozent NOp > gelöst in der wässrigen Phase
Prozent NOp, gelöst in der organischen Phase «Og
Der Verteilungskoeffizient für ein alkylsubstituiertee tertiä-"
res aromatisches Amin kann genauer definiert werden als:
Prozent Alkyl , gelöst in der wässrigen Phase
Prozent Alkyl, gelöst in der organischen Phase Α1*
Prozent Alkyl, gelöst in der organischen Phase Α1*
Wenn nichts anderes angegeben ist, bedeuten all« Prozentangaben Gewichtsprozent des Lösungsmittels, in den die Verbindung
gelöet werden kann.
Die ale Zwischenprodukt verwendeten 4-substituierten Dihalogenalkylamine
haben Verteilungskoeffizienten Kg8-, i& Bereich
von etwa 10 : 1 bis etwa 1000 : 1, was bedeutet, daß 3ie
weit stärker löslich in der wässrigen Phase als in der organischen Phase sind. Die als Produkt gebildeten - 23 -
weit stärker löslich in der wässrigen Phase als in der organischen Phase sind. Die als Produkt gebildeten - 23 -
21 λ ": ο r t
I f i U U 4
, 4-sxO>3tituierteTti
weit stärker löslich in der organischen Phase, als in der wässrigen Phase und haben Verteilungskoeffizienten Kwr. im Bereich von etwa 0.001 j 1 bis etwa 0.1 : 1.
weit stärker löslich in der organischen Phase, als in der wässrigen Phase und haben Verteilungskoeffizienten Kwr. im Bereich von etwa 0.001 j 1 bis etwa 0.1 : 1.
Nachstehend wird speziell die Herstellung von N,N-Bis(2-ehloräthyl)-p-toluidin
betrachtet. Dabei wird ein fünffacher Überschuß Über die theoretische Menge an etwa 70 #-iger konzentrierter
Salpetersäure mit etwa einem gleichen Voluoteil einer Lösung des Substrats in Benzol, Toluol oder Xylol, bei einer
Temperatur unter etwa 20° C vermischt. -öle Temperatur des Reaktorinhalts
wird während der Zugabe des 4-substituierten Dihalogenalkylamins
unter konstantem Rühren unter etwa 20° C gehalten. Die organische Lösungsmittelphase wird danach von der
wässrigen Phase getrennt. Dies erfolgt vorteilhaft, indem man das ruhig stehengelassene ilüssigkeitsgemisch sich in Schichten
trennen läßt und danach das organische Lösungsmittel, welches das gewünschte Produkt enthält, abtrennt. Das Mehrphasen-Reaktionsgemisch
kann durch Zentrifugleren, Destillation, Flüssigkeitsextraktion oder andere bekannte Methoden getrennt
werden. Das erhaltene Produkt kann aus der organischen Lösungsmittelphase
durch Verdampfen des Lösungsmittels, durch Kristallisation, Destillation oder Rückextraktion mit einem anderen organischen
Lösungsmittel, in welchem das Produkt im wesentlichen stärker löslich ist und aus dem es danach wieder duroh
Kristallisation oder Destillation abgetrennt werden kann, gewonnen
werden. Es kann vorteilhaft sein, die organische LB-Bungsmittalphasβ
mit einer wässrigen Lösung eines alkalischen, wasserlöslichen Salses su neutralisieren und danach die wässrige
und organische Phase voneinander zu trennen. Außerdem kann das gesamte Reaktionsgemisch vor der Trennung der Phasen
neutralisiert werden, wenn nur ein geringer Überschuß an konzentrierter Salpetersäure verwendet wird. Es ist ersichtlich,
daß die Neutralisation eines großen Überschusses an wiederverwendbarer Salpetersäure vom wirtschaftlichen Standpunkt
nicht vorteilhaft ißt.
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OWQfNAL INSPECTED
Wie bei der Reaktion in homogener Phase werden geringe Mengen an Iconsentrierter Schwefelsäure bei der erfindungsgemäßen
Mehrphasen-Nitrierungßreaktion toleriert; eine merkliche Menge
an Schwefelsäure» das heißt, eine Menge, die zum Absorbieren eines merklichen Teils des während der Reaktion gebildeten
Wassers befähigt ist, stört die Reaktion. In entsprechender Weise können bei der Mehrphasenreaktion sehr geringe Mengen
einer Carbonsäure oder eines Säureanhydride geduldet werden, sind jedoch unerwünscht.
In den folgenden Beispielen bedeuten alle !Teile G-ewiehtsteile,
wenn nichts anderes angegeben ist* Alle Hinweise auf Prozent konzentrierter Salpetersäure oder ander· Säuren bedeutet die
Gewichtskonzentration an Säure in wässriger Lösung« So bedeutet beispielsweise 70 # konzentrierte Säure die Anwesenheit
Ton 50 Gewichtsprozent Wasser·
288 g p-foluidin und 150 ml 4 η wässrige Essigsäure werdtn
gründlich vermischtund auf etwa 5° C gekühlt. Unter ständigen Rühren werden dem Gemisch 220 g verflüssigtes Äthylenoxyd zugegeben, während die Temperatur bei etwa 5° 0 gehalten wird.
Danach läßt man die Temperatur auf Raumtemperatur ansteigen, wonach man einen weiteren Anteil von etwa 250 ml verflüssigtes
Äthylenoxyd unter Kühlung und wiederum unter ständigem Rühren zusetzt. Nach Vervollständigung der Umsetzung wird das Reaktionsgemisoh mit einer wässrigen Katriunearbonatiösung neutralisiert und mit Chloroform extrahiert. Bas als H,H-Bis(2-hydroxyäthyl)-p-toluidin identifizierte Reaktionsprodukt wird in im
wesentlichen quantitativen Ausbeuten erhalten und geht durch Extraktion in die Chloroformphase über. Die Chlorofornschioht,
welche dit Dihydroxyäthyl-Verbindung enthält, wird mit einem leichten Überschuß an Phosphorpentaohlorid umgesetzt» das anteilweise unter ständigem Rühren zugegeben wird. Sie Temperatur wird auf etwa 50° C erhöht und es wird gerüokfluöt, bie
die vollständige Halogenierung der Hydroxygruppen erfolgt ist. Sas Reaktionsgemisch wird in Eiswaeser gegossen, u» Rest: dta
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Ohlorierungsmittels asu zerstören. Dann werden die Chloroformschicht und die wässrige Schicht voneinander getrennt und die
Chloroformschioht bis zur Neutralität gewaschen. Durch azeotrope Destillation der Ohloroformsohicht wird N,N-Bis(2-chloräthy3)-p-toluidin in etwa 80 % Ausbeute erhalten.
18 ml 70 ?6-ige HNO, werden in ein 34 ml Essigsäure enthaltendes
Heaktionsgefäß gegeben und 0.5 g Natriumnitrit wird der Säure
zugesetzt. Die !temperatur der Säure wird bei 20° 0 gehalten
und unter Rühren werden 10 g N,H-Bis(2-chloräthyl)-p-toluidin
anteilweise der Säure zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird
langsam auf etwa 60° C erhitzt und bei dieser !Temperatur gehalten, bis die Ortho-Dinitrierung der Verbindung vollständig
ist. Dann wird das Reaktionsgemisch in Eiswasser gegossen und mit einer geringen Menge an Alkali neutralisiert. Das Reaktionsgemisch wird dann mit einem Lösungsmittel, wie einem halogenaliphatischen oder einem aromatischen Lösungsmittel, extrahiert und die Lösungsmittelschioht mit Hilfe Irgendeines konventionellen Mittels getrocknet, wie über festem Magnesiumsulfat. Das gewonnene Produkt besteht im wesentlichen aus N,N-Bis(2-chloräthyl)-2,6-dinitro-p-toluidin.
Die entsprechenden Reaktionen wurden mit einem Einsatzmaterial durchgeführt, das anstelle der Methylgruppe des p-Toluidins
eine Phenylgruppe aufwies. Außerdem wurden die gleichen Reaktionen mit einem Einsatzmaterial vorgenommen, das aus chlorpropylitrtem p-Toluidin bestand. In jedem Fall wird das entsprechend« ortho-dinitrierte Produkt erzielt.
Zu einer Lösung von 32.4 ml 70 $-iger Salpetersäure von 5° C
werden 0.1 g Natriuanitrit und 10 g festes N,N-Bis(2-chloräthyl )-p«toluidln unter ständigem Rühren zugegeben. Die Temperatur wird zwischen 5° und 7° 0 gehalten und das Rühren solange fortgesetzt, bis ein festes Produkt sieh aus der Lösung
abzuscheiden beginnt. Wenn festgestellt wird, daß die Bildung des Peststoffee vollständig abgelaufen ist, wird das
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- 2$ - 2 111 8 G A
Reaktionsgemisch in 200 ml Wasser gegossen und der Feststoff abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Zusätzliches
Produkt kann aus der wässrigen Phase durch Extraktion mit einem aromatischen lösungsmittel, wie Benzol, gewonnen werden.
Die gewonnene Menge des Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 55 bis 60° C betrug 10.8 g. Dieser Feststoff wurde als N,N-Bis(2-ehloräthyl)-2,6-dinitro-p-toluidin identifiziert und
lag in einer Menge von etwa 78 £ des abfiltrierten Produkts vor. Die tatsächliche Ausbeute des Versuches beträgt daher
etwa 60.6 % der Theorie.
Bei der in diesen Beispielen beschriebenen Herstellung der Dinitrοverbindung müssen mindestens 2 Mol Salpetersäure pro
Mol des halogenalkylierten, 4-substituierten, tertiären aromatischen Amins verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Überschuß an konzentrierter Salpetersäure eingesetzt, der hohe
Werte bis zu dem 10-fachen Überschuß annehmen kann. Im allgemeinen ist der etwa 2-fache Überschuß ausreichend. Die obere
Grenze des angewendeten Überschusses wird dureh wirtschaftliche Betrachtungen und durch das Erfordernis festgelegt, daß
die Konzentration der wässrigen Säure am Endpunkt der Reaktion mindestens 50 1» betragen sollte. Es ist wünschenswert, daß
die Menge der in der wässrigen Säure gebildeten salpetrigen Säure oder Nitritionen auf die Menge beschränkt ist, die erforderlieh ist, um eine geeignete Reaktionsgeschwindigkeit
bei möglichst geringer Bildung unerwünschter Nebenprodukte, deren Menge sich mit erhöhtem Anteil an Nitritionen ebenfalls
erhöht, zu gewährleisten. Vorzugsweise soll die Konzentration der im Reaktionsmedium gebildeten salpetrigen Säure oder
Nitritionen weniger als 5 Gewichtsprozent der vorliegenden Säure betragen.
Ein Gemisch aus 32.4 ml 70 *-ige HNO3 (0.51 Mol), 0.1 g
(0.0014 Mol) Natriunnitrit und 20 ml Benzol werden bei 5° G
gerührt, während langsam ein« Dispersion von 10g (0.043 Mol) N,N-Bis(2-ohloräthyl)-2,6-dinitro-p-toluidin in 30 ml Benzol
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,«j^g. 8 41/18 3 5 OFHGfNAL INSPECTED
langsam zugesetzt wird· Das Rühren wird danach während 3.5
Stunden bei 5° C fortgesetzt. Das Gemisch wird In 200 ml
Wasser gegossen und gut eingemischt und die Schichten danach getrennt. Die Benzolschicht wird mit 200 ml V/asser, dann mit
200 ml einer 2 ?i-igen Natriumcarbonatlösung und danach mit
100 ml Wasser oder alt soviel Wasser gewaschen, "bis das Waschwasser neutral ist* 150 ml-Anteile an Benzol werden nun verwendet, um jede der 5 wässrigen Waschflüssigkeiten zu waschen
und jeder Anteil wird dann mit der Benzolschicht kombiniert. Das gesamte Benzol, das gelösten feststoff enthält, wird über
Magnesiumsulfat getrocknet und danach verdampft. Dabei werden 12.2 g (Gehalt 86 i>) des ortho-dlnitrierten Produkts erhalten,
entsprechend einer Ausbeute von 75 Ί* der !Theorie. Nicht-uagesetztes Einsatzmaterial in der wässrigen Phase kann zur weiteren Verwendung zurückbehalten und zusammen mit frischem Einsatzmaterial erneut umgesetzt werden. In Versuchen im Laboratoriumsmaßstab wurden Hebenprodukte nur in einer unbedeutenden Menge isoliert.
Das gewünschte Dinltroprodukt kann aus dem ortho-mononitrierten, dihalogenalkyl-subetituierten, tertiären aromatischen
Amin in folgender Weis· hergestellt werden!
Bin Gemisch aus 52.4 al 70 £-iger wässriger Salpetersäure,
0.1 g NaIfO2 und 20 Bl Benzol werden bei 0 bis 5° 0 gerührt,
während tropfenweise 11.9 g N,N-Bis(2-chloräthyl)-2-nitro-ptoluidin als Dispersion in 30 ml Benzol zugegeben wird. Das
Reaktionsgemisch wird während 4.33 Stunden bei 5° 0 gerührt. Nach dem Trennen der Schichten wird die Benzolsohicht mit
Wasser und alkalisiertem Wasser bis zur Neutralität gewaschen.
Die Benzolschioht wird wie in den vorhergehenden Beispielen getrocknet und eingedampft, wobei das ortho-dinltrierte Produkt in einer Ausbeute von 76 Ji der Theorie erhalten wurde.
Ähnliche Ergebnisse können mit ortho-Xylol, meta-Xylol und
Xsopropylbenzol erhalten werden.
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INSPECTED
Entsprechende Reaktionen können mit einem Einsatzmaterial
durchgeführt werden, das anstelle der Methylgruppe des p-Toluidine eine Phenylgruppe aufweist. Außerdem können diese Reaktionen mit einem üinsatzmaterlal durchgeführt werden, dae 2-chlorpropyliertes p-Toluidin darstellt. In jedem Fall wird das entsprechende Ortho-Dinitroprodukt erhalten.
durchgeführt werden, das anstelle der Methylgruppe des p-Toluidine eine Phenylgruppe aufweist. Außerdem können diese Reaktionen mit einem üinsatzmaterlal durchgeführt werden, dae 2-chlorpropyliertes p-Toluidin darstellt. In jedem Fall wird das entsprechende Ortho-Dinitroprodukt erhalten.
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Claims (1)
- , - 29 -Patentansprüche1· Verfahren sur Herstellung eines N,H-di(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-p-substituierten aromatischen Amine dtr formelin der R^ und Rg unabhängig Toneinander Wasserstoffatone, Halogenetome oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R. eine Alkylgruppe mit 1 bie 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenetoffatomen, Cyoloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aryl-, Diphenyl-, Alkoxygruppe oder ein Halogenatoa bedeutet, X für ein Halogenatom und Rj und Re für Alkylengruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen stehen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formel'3in der R-j, R2 und R, die genannte Bedeutung haben,(a) «u dem N,N-di(2-hydroxyalkylierten) tertiären aromatischen Amin hydroxyalkyliert,(b) dieses N,H-di(2-hydroxyalkylierte)aromatische Amin mit einem Halogenierungsmittel umsetzt,(c) und das erhaltene N,N-di(2-halogenalkylierte) tertiäre aromatische Amin in Gegenwart einer wirksamen Menge an salpetriger Säure oder eines Derivats der salpetrigen Säure, das in wässriger Säure zur Bildung von Nitritionen befähigt ist, als Katalysator, bei einem Druck im Bereich Ton _ ^0109841/18352 1 ' ' ΛΛ ι -5Ü- 1f!üo4etwa 1 bis 100 Atmosphären und einer Temperatur im Bereich von etwa -20° bis 150° C mit einem mindestens 5-fachen molaren Überschuß an konsentrierter Salpetersäure umsetzt, die xu Beginn der Reaktion in einem Konaentrationsbereieh von etwa 50 bis 90 % Salpetersäure in einer ausreichenden Menge Tor liegt, so daß beim Endpunkt der Reaktion eine - mindestens 50 £-ige wässrige Säure hinterbleibt» und die Umsetzung während einer sur Torherrschenden Bildung des 5,H-di(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-p-substituierten Produkts ausreichenden Sauer durchführt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn*eichnet, daß man sur Herstellung eines NfN-bis(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-4-substituierten, tertiären aromatischen Amins, dessen Gruppen X ein Halogenatom, R^ und R2 unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Halogenatome oder Alkylgruppen mit 1 oder2 Kohlenstoffatomen, R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, Cyoloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aryl-, Diphenyl-, Alkozygruppe oder ein Halogenetom und R* und Rc unabhängig voneinander Alkylengruppen mit 2 oder3 Kohlenstoffatomen bedeuten, ein 4-substituiertes tertiäres aromatisches Amin, dessen Gruppen R.., R« und R, die genannte Bedeutung haben, bei einer Temperatur is Bereich Ton -10° bis 150° C mit einem Alkylenoxyd «u dem dihydroxyalkylierten tertiären aromatischen Amin umsetzt» das erhaltene dihydroxyalkylierte tertiäre aromatische Amin bei einer Temperatur im Bereich von etwa -10 bis 150° C mit einem Halogenierungsmittel behandelt, das erhaltene dihalogenalkylsubstituierte tertiäre aromatische Amin aus dem Reaktionsmedium gewinnt und in Gegenwart einer wirksamen Menge salpetriger Säure oder eines in wässriger Säure sur Bildung τοη Nitritionen befähigten Derivats der salpetrigen Säure als Katalysator, bei einem Druck im Bereich τοη 1 bis 100 Atmosphären und einer Temperatur τοη etwa -10° bis 100° C mit einem mindestens• »1 -■ - ■ -"--TOTlB 4 1/18 3 5 ORfGiNAL INSPECTEDfünffachen molaren Überschuß an konzentrierter Salpetersäure umsetzt, die zu Beginn der Reaktion in einem Konzentrationebereich von etwa 50 bis 90 i» Salpetersäur· in einer solchen Menge vorliegt, daß am Endpunkt der Reaktion eine mindestens 50 #-ige wässrige Säure verbleibt, und die Umsetzung während einer Dauer durchführt, die zur vorherrschenden Bildung des N,N-bis(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-4-substituierten tertiären aromatischen Amine ausreicht .3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Salpetersäure mit einer Carbonsäure oder einem Carbonsäureanhydrid verdünnt, die in Salpetersäure unter den Reaktionabedingungen löslich und stabil und nichtreaktiv sind.4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste R- und R2 Wasserstoffatome und R, eine Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppe und X ein Chlor- oder Broeatom bedeutet und die Hydroxyalkylierung mit Äthylenoxyd als Alkylenoxyd durchgeführt wird.5· Verfahren zur direkten Ortho-Dinitrierung eines tertiären aromatischen Amins der formelin der R1 und R2 unabhängig voneinander Wasser stoff a tose, Halogenatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R5 eine Alkylgruppe Bit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkylgrupp« mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aryl-, Diphenyl-,109841/18 35IMSPECTEOAlkoxygruppe oder ein Halogenetorn und R. und Rc unabhängig voneinander 2-Halogenalkylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten» dadurch gekennzeichnet, daß man das tertiäre aromatische Amin in Gegenwart einer wirksamen Menge an salpetriger Säure oder eines im Reaktionemedium zur Bildung Ton Nitritionen befähigten Derivats der salpetrigen Säure als Katalysator, bei einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 100 Atmosphären und einer Temperatur im Bereich von etwa -20° bis 100° C mit einem mindesten« fünffachen molaren Überschuß über die theoretische Menge an konzentrierter Salpetersäure umsetzt, die zu Beginn der Reaktion in einem* Koneentrationebereich von etwa 50 bis 90 Ί» Salpetersäure in einer solchen Menge vorliegt, daß am Endpunkt der Reaktion eine mindestens 50 #-ige wässrige Säure verbleibt und die Umsetzung während einer zur vorherrschenden Bildung des 2,6-Dinitroderivats des tertiären aromatischen Amine durchführt.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Salpetersäure mit einer der Carbonsäuren Essigsäure, Propionsäure, Trichloressigsäure oder Trifluoressigsäure oder einem Anhydrid einer solchen Carbonsäure verdünnt·7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,* daß jeder der Reste R^ und R2 ein Waseerstoffatom und R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet und als Katalysator salpetrige Säure in einer Menge von 0.5 bis etwa 10 Mol £, bezogen auf die zu Beginn der Ortho-Dinitrierungsreaktion vorliegende Salpetersäure, verwendet, wird.8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß R, eine Methyl- oder Äthylgruppe, R* und R5 2-Halogenäthylgruppen bedeuten und eine Temperatur im Bereich von 0 bis 80° C bei einem Druck im Bereich von 1 bis 10 atu eingehalten wird.1098 U1/18352A Λ Λ *>> ~\ ι Ii !3 Ό 49. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man sur direkten Ortho-Dinitrierung von N, N-B is (2-ehloräthyl)-p-toluidin eine Nitriersäure verwendet, die SU Beginn der Umsetzung aus im wesentlichen 70 ^»iger Salpetersäure besteht und die Nitrierung in Gegenwart einer wirksamen Menge an salpetriger Säure als Katalysator bei einer !Temperatur in Bereich von 0° bis 80° C während einer Dauer durchführt, die «ur vorherrschenden Bildung von N,N-Bis(2-chloräthyl)-2,6-dinitro-p~toluidin ausreicht.10β Terfahren sur direkten Örtho-Dinltrterung eine» orthomononitrierten tertiären aromatischen Amins der allgemeinen formelin der B..J und IL, unabhängig voneinander Wasserstoff a tome, Halogenatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halegenalky!gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, Gyeloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aryl«, Diphenyl-, Alkoxygruppe ©der ein Halogenstorn und R^ und Rc unabhängig vonelnaaddr 2«»Halogenalkylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatoasen bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man das ertho«*iaoa@nitri©rt® tertiäre aromatische Amin in vJegenwart ®iaer wirksamen Menga an salpetriger Säure oder eines im Reaktio&siaeöiuia but Bildung von Nitritionen befähigten Derivats d<§r salpetrig©n Säure als Katalysator, bei einem Dru©k im Bereich von etwa 1 bis 100 Atmosphären und einerron @twa -20° bis 100° C mit einem- 34 -8 4 1/18 3 52 11 H -Mmindestens fünffachen molaren Überschuß über die theoretische Menge an konzentrierter Salpetersäure umsetzt, die zu Beginn der Reaktion in einem Konisentrationebereioh von etwa 50 bis 90 i» Salpetersäure in einer solchen Menge vorliegt § daß am Endpmkt der Reaktion eine mindestens 50 %-i wässrige Säure verbleibt, und die Umsetzung während einer Dauer durchführt, die zur überwiegenden Bildung des 2,6-diaitresubatituiertea Derivats des tertiären aromatischen Amine11. Verfahren sur Überführung eines piimären aromatischen W Amins der Formelin das entsprechende N,N-bis(2-halogenalkyl)-2,6-dinitro-4-substituierte tertiäre aromatische Amin, wobei R.. und R« unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Halogenatome, Alky !gruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und R« eine Alkylgruppe mit 1 ble 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen9 Cycloalkylgruppe mit 3 bie 6 Kohlenstoffatomenf Aryl-S Diphenyl- s Alkosygruppe oder ein HaIogenatom bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man(a) das primäre aromatische Amin hydroxyalkyliert,(b) das erhaltene N,H-di(2«hydroxyalkyliert·) tertiäre aromatische Amin mit einem Halogenierungsmittel umsetzt,(c) das erhaltene N,N-di(2-halogenalkyliert·) tertiäre aromatisch« AmIn in Gegenwart einer wirksamen Meng· an salpetriger Säure oder eines in wässriger Säure zur Bildung von Nitritionen befähigten Derivats der salpetrigen Säure als Katalysator mit einem mindestens fünffachen molaren Überschuß über die theoretische Menge an konzentrierter Salpetersäure umsetzt, die zu Beginn der10 9 8 4 1/18 3 5 ORIGINAL INSPECTEDReaktion in einem Konsentrationsbereich von etwa 50 90 i» Salpetersäure in einer solchen Menge vorliegt, daß am Endpunkt der Reaktion eine mindestens 50 ?t-ige wässrige Säure verbleibt, und daß mandie Umsetzung in Gegenwart einer im wesentlichen wasserunmischbaren, hydrophoben organischen Flüssigkeit, die einen einkernigen aromatischen Kohlenwasserstoff oder einen halogensubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff darstellt, bei einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 100 Atmosphären und einer Temperatur im Bereich von etwa -20° bis 100° C während einer Dauer durchführt, die *ur vorherrschenden Bildung des 2,6-dinltrosubstltulerten Derivats dieses tertiären aromatischen Amins ausreicht unddaß man das Ausgangsprodukt und die organische Flüssigkeit so wählt, daß das tertiäre aromatische Amin einen Verteilungskoeffiaienten la Bereich von etwa 10 bis etwa 1000 und das 2,6-dinitrosubstituierte Derivat dieses tertiären aromatischen Amins einen Verteilungskoeffizienten im Bereich von etwa 0.001 bis etwa 0.1 aufweist.12. Verfahren zur direkten Ortho-Dlnitrlerung eines tertiären aromatischen Amins der FormelB-«v ^Roin der R1 und R2 unabhängig voneinander 2-Halogenalkylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R· eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, Gyoloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Phenyl-, Diphenyl- oder Alkoxygruppe- 36 -109841/1«?«;- 36 -oder ein Halogenatom und R* und Rc unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Halogenatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man das tertiäre aromatische Amin in Gegenwart einer wirksamen Menge an salpetriger Säure oder eines Derivats der salpetrigen Säure, das sur Bildung von Nitritionen in wässriger Säurephase befähigt ist, als Katalysator, mit einem mindestens fünffachen molaren Überschuß über die theoretische Menge an kontentrierter Salpetersäure umsetzt, die zu Beginn der Reaktion In einem Konzentrationsbereich von etwa 50 bis 90 i» Salpetersäure in einer solchen Menge• vorliegt, daS am Endpunkt der Reaktion eine mindestens ■ 50 £-lge wässrige Säure verbleibt, und daß man die Umsetzung in Gegenwart einer im wesentlichen wasserunmischbaren, hydrophoben organischen Flüssigkeit, die einen einkernigen aromatischen Kohlenwasserstoff oder einen halogensubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff darstellt, bei einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 100 Atmosphären und einer Temperatur la Bereich von etwa -20° bis +100° 0 während einer eur vorherrschenden Bildung des 2,6-dinitrosubetituierten Derivats des tertiären aromatischen Amins ausreichenden Dauer durchführt und daß man das Ausgangsprodukt und die hydrophobe organische Flüssigkeit so wählt, daß das tertiäre aromatische Amin^ einen Yerteilungskoeffisienten im Bereich von etwa 10 bis etwa 1000 und das 2,6-dlnitrosubstitulerte Derivat einen Yerteilungskoeffisienten la Bereich von etwa 0.001 bis etwa 0.1 aufweist.13* Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Salpetersäure mit Eisessig oder Essigsäureanhydrid verdünnt.14· Verfahren nach Anspruch 12 oder 13* dadurch gekenn seichnet, daß R1 und R2 unabhängig voneinander 2-Halogenalkylgruppen alt 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R5 eine- 37 -109841/1835Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R, und R-Wasserstoffatoat bedeuttn und als Katalysator salpetrige Säure in einer Menge im Bereich τοη 0*5 bis etwa 10 Mol Jf bezogen auf die au Beginn der Ortho-Dinitrierungsreaktion vorliegende Salpetersäure, verwendet wird.15. Verfahren nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß R.| und RgiHalogenäthylgruppen, R_ eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet und daß eine Temperatur im Bereich von 0 bis 80° C und ein Druck im Bereioh von 1 bis 10 atu eingehalten werden.16. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennseiohnet, daß R5 eine Methylgruppe, das Alkylenoxyd Athylenoxyd und X ein Ohloratoo darstellen.17. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennseiohnet, daß die Salpetersäure mit Essigsäure verdünnt wird.18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennseiohnet, daß R1 und R2 Wasserstoffatome, R- eine Methylgruppe und R^ und R^ 2-Chloräthylgruppen bedeuten.19. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennseiohnet, daß R1 und R2 2-Chloräthylgruppen bedeuten.20. Verfahren nach Anspruoh 1 bis 19, dadurch gekennseiohnet, daß man das erhalten« 2,6-Binitroderlvat aus dta Rtaktionsmediua gewinnt.109841/1835
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