DE2253016B2

DE2253016B2 - Verfahren zur Herstellung von reinem 1-Nitro-anthrachinon

Info

Publication number: DE2253016B2
Application number: DE19722253016
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. 5074 Odenthal Auge; Ruetger Dr. 5090 Leverkusen Neeff; Karl-Werner Dr. 5000 Koeln Thiem
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1972-10-28
Filing date: 1972-10-28
Publication date: 1980-06-26
Also published as: FR2204611B1; FR2204611A1; CH597143A5; BE806554A; DE2253016C3; GB1439980A; DE2253016A1

Description

Bei der Nitrierung von Anthrachinon entstehen neben dem erwünschten Hauptprodukt 1-Nitro-anthrachinon erhebliche Mengen an 2-Nitrc-anthrachinon und Diniiro-anthrachinonen. Außerdem bleiben in dem Reaktionsgemisch wechselnde Mengen an Anthrachinon zurück.

Es bereitet erhebliche Schwierigkeiten, diese Verun- jo reinigungen abzutrennen, ohne größere Verluste an 1-Nitro-anthrachinon hinnehmen zu müssen.

Das in der deutschen Offenlegungsschrift 22 06 960 beschriebene Sulfitierungsverfahren ermöglicht bei nur geringen Verlusten an l-Nitro-anthrachinon eine fast J5 vollständige Abtrennung von 2-Nitro-anlhrachinon. setzt aber für eine weitgehende Verringerung des Dinitro-anthrachinon-Gehalts die Verwendung eines vorgereinigten Produkts voraus. Außerdem ändert sich bei diesem Verfahren der ursprüngliche Gehalt an nichtumgesetztem Anthrachinon nicht Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man die abtrennbaren Nitroanthrachinone in wasserlösliche Verbindungen überfahrt und damit eine erhebliche Abwasserbelastung hervorruft «

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 62 538 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in 744% d.Th. ein 92%iges l-Nitro-anthrachinon durch Nitrieren von Anthrachinon in konzentrierter Salpetersäure bei einem Molverhältnis > 1 :20 und anschließender Verdünnung % der Salpetersäure auf 60-85% erhalten wird. Die bei diesem Verfahren in großen Mengen anfallende verdünnte Salpetersäure enthält die abgetrennten Verunreinigungen gelöst, so daß die Schwierigkeiten bei Regenerierung und anschließender Wiederverwendung v> der Säure sich nachteilig auf dieses Verfahren auswirken.

Gemäß dem in der US* PS 28 74 168, insbesondere dem in Beispiel I, beschriebenen Verfahren wird Anthrachinon in hochkonzentrierter Salpetersäure bei m> Temperaturen von 0 bis 4O⁰C unter Anwendung eines Molverhältnisses Salpetersäure: Anthrachinon von etwa 7 :1 nitriert und das entstandene Nitroanthrachinon durch Verdünnen des Nitriergemisches mit Wasser ausgefällt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, μ daß es außerordentlich lange Reaktionszeiten, 18 bis 72 Stunden, erfordert und daß mit ihm. wie Nacharbeitungen ergeben haben (s. DE-OS 20 39 822, Seite I und 2), entgegen den Angaben in der Patentschrift nur etwa 60% i-Nitroanthrachinon erreicht werden.

Bei allen bekannten Verfahren zur Herstellung von reinem l-Nitroanthrschinon läßt sieh l,5-Nimmnthrachinon besonders schlecht abtrennen. Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das nur kurze Reaktionszeiten erfordert und das ein 1-Nitroanthrachinon liefert, das reiner ist als nach bisher bekannten Verfahren erhältliches 1-Nitroanthrachinon, insbesondere geringere Mengen Dinitroanthrachinone, insbesondere 1,5-Dinitroanthrachinone enthält

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 1-Nitroanthrachinon durch Nitrierung von Anthrachinon in hochkonzentrierter Salpetersäure ist dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen von 40 bis 8O⁰C bei einem Molverhältnis von Salpetersäure/Anthrachinon von 8:1 bis 19: t nitriert, anschließend durch Einstellung von Salpetersäurekon&r.itrationen von 88% und Molverhältnissen Salpetersäure/Nitrierprodukte von 19:1 bis zu Säurekonzentrationen von 96% und Molverhältnissen von 8 :1 die Dinitroanthrachinone ausfällt und aus dem Filtrat durch Einstellen von Säurekonzentrationen von 76% und Molverhältnissen Salpetersäure/Nitrierprodukte von 19:1 bis Säurekonzentrationen von 96% und Molverhältnissen Salpetersäure/Nitrierprodukte von 4:1, insbesondere durch Einstellen von Säurekonzentrationen von 79% und Molverhältnissen von 15 :1 bis Säurekonzentrationen von 93% und Molverhältnissen von 6 :1,1-Nitroanthrachinon, abtrennt

Die Löslichkeit der im Reaktionsgemisch enthaltenen Produkte steigt mit der Temperatur sowie der Menge und Konzentration der Salpetersäure. Demzufolge hat man zur Ausfällung eines bestimmten Anteils des Reaktionsproduktes bei relativ hohem Molverhältnis der Salpetersäure zum Reaktionsprodukt eine relativ niedrige Säurekon r.entration einzustellen (und umgekehrt). Bei den angegebenen Säurekonzentrations- und Molverhältnis-Bereichen entsprechen daher niedrige Säurekonzentrationen hohen Molverhältnissen und umgekehrt Nach dem erfindungsgemäöen Verfahren gelingt es, (bei einem Verlust an 1-Nitroanthrachinon von unter i0%), in 71%iger Ausbeute ein 94%iges 1-Nitroanthrachinon herzustellen, daß nur noch etwa 2% 1,5-Dinitro-anthrachinon enthält Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft in folgender Form durchgeführt werden.

Das durch Nitrieren von Anthrachinon in Salpeter· säure bei einem Molverhältnis Salpetersäure/Anthrachinon von 19 :1 bis 8 :1 erhaltene Nfc/iergemisch wird nach Erreichen des gewünschten Umsetzungsgrades durch Wasserzusatz und anschließendes Abdestillieren von Salpetersäure auf ein Molverhältnis Salpetersäure/ Nitrierprodukte 19:1 bis 8 :1 und Salpetersäurekonzentrationen von 88 bis 96% eingestellt Nach Abtrennung von 13-Dinilroanihrachinon wird im Filtrat I-Nitroanthrachinon dadurch ausgefällt, daß man durch Abdestillieren von Salpetersäure oder durch Wasser-Zusatz das Molverhältnis Salpetersäure/Nitrierprodukte auf 19 :1 bis 4 :1 und die Säurekonzentration auf 76 bis 96% EInMgIIt₁

Das Verfahren der stufenweisen Abtrennung der Dinitroanthrachinone läßt sich selbstverständlich auch auf anderweitig hergestellte Anthrachinon-Nitriergemische übertragen, die neben INitro-anthrachinon Dinitroanthrachinone enthalten. Das Gemisch muß lediglich mit Salpetersäure unter Einstellung von Molverhältnissen SalDetersäure/Nitriemrodukte von

J9; 1 bis 8:1 und Säurekonzentrationen von 88 bis 96% ausgerührt und anschließend filtriert und das Filtrat durch Einstellen von Molverhältnissen Salper-Säure/Nitrierprpdujcte von 19; I bis 4; t und Säurekonzentrationen von 76 bis 96% weiterbehandelt werden,

Die Abtrennung der Dinitroanthrachinone und des 1-Nitro-anthrachinons erfolgt im allgemeinen bei Raumtemperatur, Die Nitrierung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.

Beispiel

Ein Gemisch von 208 g Anthrachinon und 763 g 99%iger Salpetersäure (Molverhältnis 1 :12) wird über ein auf 55° gehaltenes Strömungsrohr kontinuierlich mit einer Verweilzeit von 780 see gegeben und anschließend ι

10 kontinuierlich mit insgesamt 51 ml Wasser auf etwa 90% Säuregehalt verdflnnt. Der ausgefallene Niederschlag wird abzentrifugiert, Aus dem Filtrat destilliert man im Vakuum 193 g 98%iger Salpetersäure ab, so daß sich im Sumpf ein Säuregehalt von etwa 87% und ein Molverhältnis von etwa 8; 1 einstellen. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, neutralgewaschen und getrocknet (ia5g).

Analyse: 943 2,1
2,4

Gew.-% 1-Nitro-anthrachinon

(69%dTh.)

Gew-% 1,5-Dinitro-anthrachinon
Gew.-% 1,8-Dinitro-anthrachinon

<0,25Gew.-% Anthrachinon

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von l-Nitroanthrachinon durch Nitrieren von Anthrachinon in hochkon- ι zentrierter Salpetersäure, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen von 40 bis 80⁰C bei einem Mol verhältnis von Salpetersäure/ Anthrachinon von 8:1 bis 19; 1 nitriert, anschließend durch Einstellung von Säurekonzentrationen von 88% und Molverhältnissen Salpetersäure/Nitrierprodukte von 1911 bis zu Säurekonzentrationen von 96% und Molverhältnissen von 8:1 die nitroanthrachinone ausfällt und aus dem Ritrat durch Einstellen von Säurekonzentrationen von 76% und Molverhältnissen Salpetersäure/Nitrierprodukte von 19 :1 bis Säurekonzentrationen von 96% und Molverhältnissen Salpetersäure/Nitrierprodukte von 4:1 1-Nitroanthrachinon abtrennt

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