DE2210317A1

DE2210317A1 - Verfahren zur herstellung von hydrazodicarbonamid

Info

Publication number: DE2210317A1
Application number: DE19722210317
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Engel
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland
Priority date: 1972-03-03
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1973-09-13

Description

Verfahren zur Herstellung von Hydrazodicarbonamid Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hydrazodicarbonamid aus Hydrazin oder Hydrazinhydrat und Harnstoff unter Rückfluß.
Bei der Herstellung von Sehaumstoffen werden Substanzen benöLigt, die sich bei relativ niedrigen Temperaturen mit einer möglichst hohen Gasausbeute zersetzen. Hierbei wird die Substanz einer Grundsubstanz, dem späteren Schaumstoff, zugemischt. Bei Zufuhr von Wärme führt die Gasentwicklung der Substanz zur Aufblähung und einer Porenstruktur in der Grundsubstanz.
Außerdem werden solche Substanzen, die durch Zersetzung oder Oxydation große Gasmengen liefern, bei Gasgeneratoren angewendet. Für diese Anwendungszwecke haben besonders Hydrazodicarbonamid und Azodicarbonamid, das sich aus dem ersteren durch Oxydation gewinnen läßt, Bedeutung gewonnen.
Bercits bekannte Verfahren zur Herstellung von Hydrazodicarbonaniid verwenden als Ausgangsstoffe Hydrazin oder Hydrazinsalze und Harnstoff oder Cyanat (vgl. Beilstein 3, 116; J.M. Das - Gupta J. Indian Chem. Soc. 10 (1953) 111 - 115; Brit. Patent Nr. 1.146.233; US-Patent 2.988.545). Hierbei laufen folgende Reaktionen ab: 1. 2 CO (NH2)2 + N2H4 # H2N - CO - NH - NH - CO - NH2 + 2NH3 Andere bekannte Herstellungsverfahren beruhen auf der Oxydation von Harnstoff mit Chlor bzw. Hypochlorit (vgl. US-Patent 3.238.226). Bei den bisher bekannten Verfahren'zur Herstellung von Hydrazodicarbonamid auf der Basis von Harnstoff und Hydrazin ist die Art des Endprodukts entscheidend von der stöchiometrischen Zusammensetzung der Reaktionsmischung abhängig.
- Bei einem Überschuß von Hydrazin (molares Verhältnis Harnstoff : Hydrazin = 1 : 2) erhält man C a r b o h y d r a z i d - bei gleichen molaren Konzentrationen entsteht S e m i c a r b a z i d und - bei einem Konzentrationsverhältis von Harnstoff : Hydrazin # 2 : 1 bildet sich Hydrazodicarbonamid Die Erfindung hat den Zweck, auch bei einem beliebigen Uberschuß von Hydrazin oder Hydrazinhydrat das Hydrazodicarbonamid herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von IIydrasodicarbonamid aus Hydrazin oder Hydrazinhydrat und Harnstoff unter Rückfluß ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei beliebigem stöchiometrischem Hydrazin-Überschluß und mit einem Katalysator auo Nickel und/oder Kobalt und/oder Pleitin in durchgefUhrt wird.
Erfindungsgemäß können die katalytisch wirkenden Metalle in geeigneter Menge entweder durch Reduktion ihrer Verbindung in der Reaktionsgemischung hergestellt oder in aktiver, metallischer Form zugegeben werden.
Darüberhinaus beschleunigen die erfindungsgemäß beigegebenen Katalysatoren die Bildung von Hydrazodicarbonamid aus verdünnten wäßrigen Lösungen von Harnstoff und Hydrazinhydrat bei einem Modellverhältnis # 2 : 1.
Nachstehend seien in fünf Beispielen erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Hydrazodicarbonamid beschrieben.
Erfindungs-Beispiel 1 4 g Harnstoff, 10 g Hydrazinhydrat und 0,2 g NiO wurden 6 h unter Hiickrfluß erhitzt. Die Reaktion verläuft unter NH3-Entwicklung. Das schwer lösliche Hydrazodicarbonamid wurde nach dem Abkühlen abgesaugt und mit Wasser gewaschen.
Ausbeute: 70,5 % des eingesetzten Harnstoffs Zersetzungspunkt: 249° C Die Ausbeute konnte bei längerer Reaktionsdauer auf über 80 % gesteigert werden.
Erfindungs-Beispiel 2 4 g Harnstoff, 10 g Hydrazinhydrat und 0,1 g Co2O3 wurden 6 h unter Rückfluß gekocht. Das Hydrazodicarbonamid wurde abgesaugt und mit Wasser gewaschen.
Ausbeute: 69 % des eingesatzten Harnstoffs Zersetzungspunkt: 247° C Die Ausbeute konnte bei längerer Versuchsdauer auf 89 % gesteigert werden.
Erfindungs-Beispiel 3 4 g Harnstoff, 10 g Hydrazinhydrat und 0,2 g Co(NO3)2 . 6 H2O wurden 6 h unter Rückfluß erhitzt.
Die Ausbeute betrug 74 o bei einem Zersetzungspunkt von 246° C.
Erfindungs-Beispiel 4 4 g Harnstoff, 10 g Hydrazinhydrat und 0,1 g PtCl2 wurden 10 h unter Rückfluß gekocht.
Die Ausbeute bctfltg 97 % bei einem Zersetzungspunkt von 2430 c.
Entsprechende Versuche mit wasserfreiem Hydrazin ftihren zu gleichen Ergebnissen.
Erfindungs-Beispiel 5 3 g Hydrazinhydrat, 6 g Harnstoff und 0,3 g reduziertes NiO, Co203 oder PtCl2 wurden in 100 ml Wasser 24 h unter schwachem Rückfluß gekocht.
Die Ausbeuten lagen mit 79 - 88 % um 18 - 30 % über entsprechenden Ansätzen ohne Katalysator. Die Verfolgung der NH3-Entwicklung mit einem pH-Staten zeigte ebenfalls eine Beschleunigung der Reaktion durch die Katalysatoren.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Hydrazodicarbonamid aus Hydrazin oder Hydrazinhydrat und Harnstoff unter Rückfluß, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei beliebigem Hydrazin-Überschuß und mit einem Katalysator aus Nickel und/oder Kobalt und/oder Platin durchgeführt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Hydrazodicarbonamid, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung aus einer verdünnten, wässrigen Lösung von Harnstoff und Hydrazinhydrat bei einem Molverhältnis 2 2 : 1 und einem Nickel- und/oder Kobalt- und/oder Platin-Katalysator besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die katalytisch wirkenden Metalle in einer Verbindung der Reaktionsmischung beigegeben werden.