DE2343964C3 - Process for the production of naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid - Google Patents
Process for the production of naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acidInfo
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Description
ClCl
ClCl
HOOC COOHHOOC COOH
100%ige HNO3
in 13%igem Oleum100% ENT 3
in 13% oleum
—— ■ > —— ■ >
130" C130 "C
Die Ausbeute nach diesen Verfahren beträgt ca. 50% d. Th., bezogen auf das teure Pyren. Bei der Synthese entstehen große Mengen an Abfallstoffen, deren Beseitigung mit Kosten verbunden ist. So werden z. B. in der zweiten Stufe 1850 kg 20%iges Oleum pro 100 kg Halogenierungsprodukt eingesetzt, die wieder aufgearbeitet werden müssen.The yield by this process is approx. 50% of theory. Th., Based on the expensive pyrene. In the synthesis Large amounts of waste are produced, the disposal of which is associated with costs. So z. Am the second stage 1850 kg of 20% oleum used per 100 kg of halogenation product, which is worked up again Need to become.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Naphthalin-l,4,5,8-tetracarbonsäure bzw. ihres Dianhydrides gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein peri-Acenaphthindenon der allgemeinen Formel (I)A process has now been established for the preparation of naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid or its dianhydride found, which is characterized in that one is a peri-acenaphthindenone of the general Formula (I)
in der R Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1—4 C-Atomen bedeutet, in einer aliphatischen Carbonsäure
mit 1—4 C-Atomen als Lösungsmittel mit Salpetersäure, gegebenenfalls unter Mitverwendung
von Sauerstoff, in Gegenwart von Oxydationskatalysatoren bei Temperaturen oberhalb 100"C oxydiert, das
anfallende Reaktionsprodukt isoliert und dieses gegebenenfalls in an sich bekannter Weise durch Lösen in
I
HOOC COOHin which R denotes hydrogen or an alkyl group with 1-4 C atoms, in an aliphatic carboxylic acid with 1-4 C atoms as solvent with nitric acid, optionally with the use of oxygen, in the presence of oxidation catalysts at temperatures above 100 "C, the reaction product obtained is isolated and this optionally in a manner known per se by dissolving in I.
HOOC COOH
Alkali und Ausfällen mit einer Säure in Naphthalintetracarbonsäure überführt.Alkali and precipitation with an acid in naphthalenetetracarboxylic acid convicted.
Von den bekannten Ausgangsstoffen kann man das peri-Acenaphthindenon-7 (R = H) durch Behandeln der Na-Verbindung des; rj?-Oxyvinyl]-[acenaphthenyl-(5)-]-ketons mit konz. Schwefelsäure erhalten (DT-PS 4 89 571). Perindenone der Formel (I) mit R = Alkyl, die man vorteilhaft gemäß Patentanmeldung P 22 09 692.0 durch Umsetzung des entsprechenden j3-Ketocarbonsäurefluorids mit Acenaphthen in flüssigem Fluorwasserstoff erhält, sind beispielsweiseOf the known starting materials, the peri-acenaphthindenone-7 (R = H) can be obtained by treating the Na compound of; rj? -oxyvinyl] - [acenaphthenyl- (5) -] - ketones with conc. Sulfuric acid obtained (DT-PS 4 89 571). Perindenones of the formula (I) with R = alkyl, the one advantageous according to patent application P 22 09 692.0 by reacting the corresponding j3-ketocarboxylic acid fluoride obtained with acenaphthene in liquid hydrogen fluoride are for example
S-Methyl-peri-acenaphthindenon^.S-Äthyl-peri-S-methyl-peri-acenaphthindenone ^ .S-ethyl-peri-
acenaphthindenon-7,acenaphthindenone-7,
S-Propyl-peri-acenaphthindenon-?,S-propyl-peri-acenaphthindenone- ?,
S-Butyl-peri-acenaphthindenon-?.
Die aliphatische Carbonsäure, die als selektives Lösungsmittel bzw. als Verdünnungsmittel dient, kann in
Konzentrationen oberhalb 50 Gew.-%, vorzugsweise von 80-100Gew.-%, insbesondere von
90-100Gew.-% — Rest Wasser — eingesetzt werden.
Das Mengenverhältnis beträgt 1 bis 10, vorzugsweise 4 bis 8 Gewichtsteile aliphatische Carbonsäure auf ein
Teil peri-lndenon. Bevorzugt ist Essigsäure. Andere geeignete aliphatische Carbonsäuren sind z. B. Ameisensäure,
Propionsäure sowie Buttersäure. Sie dienen einmal als Lösungsmittel, in dem die Verbindungen der
Formel (I) löslich sind, so daß man von einer homogenen Lösung ausgehen kann, in der aber von den Oxydationsprodukten die Naphthalin-1,4,5,8-tetiacarbonsäure bzw.
S-butyl-peri-acenaphthindenone- ?.
The aliphatic carboxylic acid, which serves as a selective solvent or as a diluent, can be used in concentrations above 50% by weight, preferably 80-100% by weight, in particular 90-100% by weight - remainder water. The quantitative ratio is 1 to 10, preferably 4 to 8 parts by weight of aliphatic carboxylic acid to one part of peri-indenone. Acetic acid is preferred. Other suitable aliphatic carboxylic acids are e.g. B. formic acid, propionic acid and butyric acid. They serve as a solvent in which the compounds of the formula (I) are soluble, so that a homogeneous solution can be assumed, but in which the naphthalene-1,4,5,8-tetiacarboxylic acid or naphthalene-1,4,5,8-carboxylic acid or
ihre Anhydride unlöslich sind, so daß sie ausfallen und sich leicht durch Filtration abtrennen lassen.their anhydrides are insoluble, so they precipitate and can be easily separated by filtration.
Gleichzeitig dient aber die aliphatische Carbonsäure auch als Verdünnungsmittel für die eingesetzte Salpetersäure, so daß auch konzentrierte Salpetersäure verwendet werden kann, ohne daß Nitrierungen in merklichem Maße eintreten.At the same time, however, the aliphatic carboxylic acid also serves as a diluent for the nitric acid used, so that concentrated nitric acid can also be used without nitration in occur to a noticeable extent.
Die Salpetersäure wird in Abwesenheit von Sauerstoff in Mengen von 7 bis 14, vorzugsweise & bis 12 Mol/Mol Indenon eingesetzt Bei gleichzeitiger Zuführung von elementarem Sauerstoff kann dieses Molverhältnis auf 1 bis 6MoI, bevorzugt 1,5 bis 4, insbesondere 2 bis 4, herabgesetzt werden. Um ein vollständig durchoxydiertes Produkt zu erhalten, sollten mindestens 2 Mol HNO3/MOI Indenon angewandt werden. Nicht vollständig oxydierte Produkte können nach ihrer Isolierung mit KMnO4 in alkalischer Lösung in an sich bekannter Weise nachoxydiert werden. Die verwendete Salpetersäure kann an sich in jeder beliebigen Konzentration eingesetzt werden. Um das Lösungsmittel, die Carbonsäure, jedoch nicht unnötig zu verdünnen, ist es bevorzugt, konzentrierte, also mindestens 60%ige, vor allem 90- bis 100%ige HNO3 einzusetzen. Sie kann bei diskontinuierlichem Arbeiten im ganzen vorgelegt werden, es ist jedoch bevorzugt, sie portionsweise oder kontinuierlich zuzugeben.The nitric acid is used in the absence of oxygen in amounts of 7 to 14, preferably 12 to 12 mol / mol of indenone.When elemental oxygen is supplied at the same time, this molar ratio can be reduced to 1 to 6 mol, preferably 1.5 to 4, in particular 2 to 4 will. To obtain a completely oxidized product, at least 2 moles of HNO3 / MOI indenone should be used. Products that are not completely oxidized can be post-oxidized in a manner known per se after they have been isolated with KMnO 4 in an alkaline solution. The nitric acid used can be used in any concentration. In order not to unnecessarily dilute the solvent, the carboxylic acid, however, it is preferred to use concentrated, ie at least 60%, especially 90 to 100%, HNO 3 . In the case of discontinuous work, it can be initially charged in its entirety, but it is preferred to add it in portions or continuously.
Als Oxydationskatalysatoren können an sich die aus der Literatur bekannten verwendet werden, insbesondere Kobalt-, Mangan-, Kupfer-, Vanadium- und Molybdän-Katalysatoren, in an sich bekannter Weise, vorzugsweise in Form z. B. ihrer Oxyde, insbesondere ihrer Salze. So können Kobalt und Mangan in Form ihrer Nitrate, Acetate oder Carbonate eingesetzt werden, Vanadium z. B. als Ammoniumvanadat, frisch gefälltes Vanadiumpentoxid oder Vanadylacetylaectonat, Molybdän als Molybdänhexacarbonyl, frisch gefälltes Molybdänoxid, als Molybdäntetrabromid oder als Heteropolysäure mit Kobalt oder Mangan. Die Oxydationskatalysatoren können für sich allein oder bevorzugt in Kombination angewendet werden. Als besonders wirksam erwiesen sich Vanadium und eine Mischung aus Kobalt, Mangan und Vanadium. Überraschenderweise führt der Zusatz kleiner Mengen Molybdänverbindungen zu einem reineren Endprodukt. Die Konzentration der Metallionen kann bei Kobalt und Mangan 0,2-40 mg-Atom/1 Carbonsäure betragen, vorzugsweise 0,8 — 20 mg-Atom/1, besonders bevorzugt 2 -8 mg-Atom/I. Vanadium kann in einer Konzentration von 0,2-40 mg-Atom/1, vorzugsweise 0,4-20 mg-Atom/1 und besonders bevorzugt 2-10 mg-Atom/1, angewendet werden. Eine Mischung aus Kobalt, Mangan und Vanadium führt zu besonders hohen Umsätzen bei gleichzeitig großer Reinheit des Reaktionsproduktes, wie zum Beispiel eine Mischung aus 2 mg-Atom Kobalt und 2 mg-Atom Mangan und 6 — 8 mg-Atom Vanadium/l aliphatische Carbonsäure.Oxidation catalysts which can be used per se are those known from the literature, in particular Cobalt, manganese, copper, vanadium and molybdenum catalysts, in a manner known per se, preferably in the form of, for. B. their oxides, especially their salts. So can cobalt and manganese in shape their nitrates, acetates or carbonates are used, vanadium z. B. as ammonium vanadate, fresh Precipitated vanadium pentoxide or vanadyl acetylaectonate, molybdenum as molybdenum hexacarbonyl, freshly precipitated Molybdenum oxide, as molybdenum tetrabromide or as a heteropoly acid with cobalt or manganese. the Oxidation catalysts can be used alone or, preferably, in combination. When Vanadium and a mixture of cobalt, manganese and vanadium have proven to be particularly effective. Surprisingly adding small amounts of molybdenum compounds results in a cleaner end product. The concentration of metal ions in cobalt and manganese can be 0.2-40 mg atom / 1 carboxylic acid, preferably 0.8-20 mg-atom / l, particularly preferably 2-8 mg-atom / l. Vanadium can be in one concentration from 0.2-40 mg-atom / l, preferably 0.4-20 mg-atom / l and particularly preferably 2-10 mg atom / 1, be applied. A mixture of cobalt, manganese and vanadium leads to particularly high Conversions with high purity of the reaction product, such as a mixture of 2 mg-atom cobalt and 2 mg-atom manganese and 6 - 8 mg-atom vanadium / l aliphatic carboxylic acid.
Kleine Zusätze von Molybdän (0,3 mg-Atom bis 2 mg-Atom/1) zu den obengenannten Katalysatoren fördern die Vollständigkeit der Oxydation. Dies ibt insbesondere bei halb- oder vollkontinuierlichen Verfahren von Bedeutung, da sich schon Spuren von unvollständig oxydierten Produkten, die sich nur schwer eliminieren lassen, ungünstig auf die Qualität von Farbstoffen auswirken, die aus der Naphthalintetracarbonsäure hergestellt werden.Small additions of molybdenum (0.3 mg-atom to 2 mg-atom / 1) to the above-mentioned catalysts promote the completeness of oxidation. This is particularly the case with semicontinuous or fully continuous processes of importance, as there are already traces of incompletely oxidized products, which are difficult to remove can be eliminated, have an adverse effect on the quality of dyes from the naphthalene tetracarboxylic acid getting produced.
Bei gleichzeitiger Verwendung von Salpetersäure und Sauerstoff kann der zur Oxydation benötigte Sauerstoff in reiner Form oder im Gemisch mit einem Inertgas,If nitric acid and oxygen are used at the same time, the oxygen required for oxidation can be increased in pure form or mixed with an inert gas,
z. B. mit Stickstoff (als Luft), eingeführt werden. Seine Menge entspricht, wenn man ein reines Tetrasäure-Produkt erhalten will, mindestens der stöchiometrischen Menge, die nach Einrechnung der eingesetzten Salpetersäure benötigt wird. Da die Oxydation z, B. für den Fall des S-Methyl-peri-acenaphthinderion-? gemäß der folgenden Reaktionsgleichung (unter Zugrundelegung des Dianhydrids als alleinigem Reaktionsprodukt}z. B. with nitrogen (as air). His If a pure tetraacid product is to be obtained, the amount corresponds to at least the stoichiometric one Amount that is required after taking into account the nitric acid used. Since the oxidation, for example, for the Case of S-methyl-peri-acenaphthinderion-? according to the following reaction equation (based on the dianhydride as the sole reaction product)
•5• 5
3535
4040
4545
5555
6060
8+13[O] 8 +13 [O]
13 Sauerstoffäouivalente benötigt, ergibt sich bei Einsatz von beispielsweise 2 Mol HNO3 (Abbau zu N2O und H2O) ein stöchiometrischer Sauerstoffbedarf von 4,5 Mol O2/MOI Indenon oder etwa 100 Normal-Liter O2 (bei Normaldruck und -temperatur). Im allgemeinen wendet man jedoch einen Sauerstoff-Überschuß an von 10 bis 400% oder mehr, wobei die obere Grenze nicht kritisch ist. Vorzugsweise werden 20 bis 200% Sauerstoff-Überschuß verwendet, wobei im Fall der Verwendung von Luft die Überschüsse an Sauerstoff mehr im oberen Teil der genannten Intervalle liegen.13 oxygen equivalents are required, the use of, for example, 2 mol HNO3 (decomposition to N2O and H 2 O) results in a stoichiometric oxygen requirement of 4.5 mol O2 / MOI indenone or about 100 normal liters O 2 (at normal pressure and temperature). In general, however, an excess of oxygen of from 10 to 400% or more is used, the upper limit not being critical. A 20 to 200% excess of oxygen is preferably used, with the excess of oxygen being more in the upper part of the stated intervals when air is used.
Die Reaktion kann vorteilhaft im Tenipaaturbereich von '2O0C bis 2400C, vorzugsweise von 140° C bis 20O0C, insbesondere 150'C bis 1800C, ausgeführt werden. Bei kontinuierlicher Durchführung der Oxydation liegen die bevorzugten Temperaturen im oberen Bereich der genannten Intervalle.The reaction may advantageously 0 C to 240 0 C in Tenipaaturbereich of '2O, preferably from 140 ° C to 20O 0 C, in particular from 150'C to 180 0 C is performed. If the oxidation is carried out continuously, the preferred temperatures are in the upper range of the intervals mentioned.
Den Druck im Reaktor wählt man in an sich bekannter Weise oberhalb des Dampfdruckes der aliphatischen Carbonsäure bei der Reaktionstemperatur, also im allgemeinen oberhalb 2 ata. Die obere Grenze ist nicht kritisch und hängt im wesentlichen von technischen Voraussetzungen ab. Vorzugsweise wählt man — in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur — Drücke von 3 bis 30, insbesondere 4 bis 20 ata. Diese Drücke lassen sich bei entsprechender Sauerstoffzufuhr leicht durch Einstellung des Abgasventils einregeln. Das Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bei der chargenweisen Durchführung können an sich alle Reaktanden vorgelegt und dann unter Durchleiten von Sauerstoff auf Reaktionstemperatur gebracht werden. Bei der Darstellung größerer Mengen Naphthalintetracarbonsäure empfiehlt es sich jedoch, die Salpetersäure erst während der Reaktion in dem Maße einzupumpen, wie sie verbraucht wird, um ihre stationäre Konzentration möglichst niedrig zu halten. Dadurch soll eine Nitrierung des Naphthalinringes sowie die Bildung von möglicherweise explosiven Mischungen aus organischen Verbindungen und Salpetersäure vermieden werden.The pressure in the reactor is chosen in a manner known per se above the vapor pressure of the aliphatic carboxylic acid at the reaction temperature, i.e. generally above 2 ata. The upper Limit is not critical and essentially depends on technical requirements. Preferably chooses depending on the reaction temperature, pressures of 3 to 30, in particular 4 to 20, ata. This With the appropriate oxygen supply, pressures can easily be regulated by adjusting the exhaust valve. The Process can be carried out batchwise or continuously. When carried out in batches all reactants can be initially charged and then brought to the reaction temperature while passing oxygen through them. In the representation Larger amounts of naphthalenetetracarboxylic acid, however, it is recommended that the nitric acid only during the Pump in the reaction to the extent that it is consumed in order to achieve its stationary concentration as possible to keep it low. This is supposed to cause a nitration of the naphthalene ring and possibly the formation of explosive mixtures of organic compounds and nitric acid are avoided.
Für die chargenweise Darstellung der Naphthalintetracarbonsäure wird das Verfahren vorzugsweise so durchgeführt, daß die Lösungen von peri-Indenon bzw. HNOj in z. B. Essigsäure gleichzeitig und voneinander getrennt in den Reaktor eingepumpt werden, in dem sich der Metallkatalysator und Essigsäure bei der gewünschten Reaktionstemperatur befinden. Die Salpetersäure kann auch unverdünnt ohne Essigsäure eingepumpt werden. Der Metallkatalysator kann auchFor the batch preparation of the naphthalenetetracarboxylic acid, the method is preferably as follows carried out that the solutions of peri-indenone or HNOj in z. B. acetic acid simultaneously and from each other be pumped separately into the reactor, in which the metal catalyst and acetic acid are in the desired reaction temperature. The nitric acid can also be used undiluted without acetic acid be pumped in. The metal catalyst can also
als Lösung oder Dispersion in der Carbonsäure mit einer dritten Pump«! eingedrückt werden. Es ist für den gewünschten Reaküonsverlauf wichtig, daß während der gesamten Reaktionszeit eine intensive Durchmischung der Reaktanden in der Flüssigphase und der Gasphase gewährleistet ist, was sich z. B. durch intensives Rühren des Reaktionsgemisches und/oder Durchlektn des benötigten Sauerstoffes bewerkstelligen läßt. Auch die Verwendung eines Schüttelreaktors ist möglich. Als Material für die Gefäßwandungen von ι ο Druckreaktoren sind z. B. Tantal, Titan oder Email besonders geeignet Als Reaktionstemperatur sollte mindestens 130—14O0C gewählt werden, da die stark exotherme Oxydationsreaktion bei tieferen Temperaturen, z. B. 100-1200C, bisweilen nicht gleich anspringt, ts was dann beim Einsetzen zu schwer beherrschbaren Wärmestauungen fähren kann. In den Reaktor wird während des Einpumpens das 1- bis l,5fache der theoretisch notwendigen Eauerstoif-Menge eingefahren und gleichzeitig über einen Kühler Abgas entnommen, um das entstandene CO2, CO, N2 und N2O zu entfernen und den Reaktionsdruck aufrechtzuerhalten. Bereits bei 1500C läuft die Reaktion schnell und nahezu vollständig ab, so daß das Einpumpen in etwa 2 Stunden erfolgen kann. Anschließend wird zweckmäßig die Temperatur unter weiterem Einleiten von Sauerstoff auf 150- 1700C erhöht, wobei im Laufe von beispielsweise 30 Minuten bis 3 Stunden, gegebenenfalls unter Zugabe einer kleinen Menge Salpetersäure, nicht ganz durchoxydierte Zwischenstufen weiter umgesetzt werden.as a solution or dispersion in the carboxylic acid with a third pump «! be pressed in. It is important for the desired course of the reaction that an intensive mixing of the reactants in the liquid phase and the gas phase is ensured during the entire reaction time, which z. B. can be accomplished by vigorous stirring of the reaction mixture and / or passing through the required oxygen. The use of a shaking reactor is also possible. The material for the vessel walls of ι ο pressure reactors are z. B. tantalum, titanium or enamel is particularly suitable. The reaction temperature should be at least 130-140 0 C, since the strongly exothermic oxidation reaction at lower temperatures, e.g. B. 100-120 0 C, sometimes does not start immediately, ts which can lead to heat build-up that is difficult to control when inserted. During the pumping in of the reactor, 1 to 1.5 times the theoretically required amount of oxygen is fed into the reactor and, at the same time, exhaust gas is withdrawn via a cooler in order to remove the CO2, CO, N2 and N2O formed and to maintain the reaction pressure. Even at 150 ° C. the reaction takes place quickly and almost completely, so that the pumping in can take place in about 2 hours. The temperature is increased with continued introduction of oxygen at 150- 170 0 C then expedient wherein further reacted over a period of for example 30 minutes to 3 hours, optionally with the addition of a small amount of nitric acid, not quite durchoxydierte intermediates.
Im Abgas findet sich gleich zu Beginn der Reaktion ein hoher Prozentsatz an N2O und weniger N2 neben wenig CO und viel CO2 (vgl. Tabelle 1). Nach Beendigung der Reaktion ist die Salpetersäure im allgemeinen zu mehr als 99% verbraucht.Right at the beginning of the reaction, the exhaust gas contains a high percentage of N 2 O and less N 2 in addition to a little CO and a lot of CO 2 (see Table 1). After the reaction has ended, more than 99% of the nitric acid has generally been consumed.
Die beim geregelten Eindosieren der Salpetersäure nur geringe stationäre Konzentration an HNO3 und NO2 im Reaktor führt zu einer geringeren Korrosion der Reaktorwände, als es z. B. von der Mischung Salpetersäure/Essigsäure zu erwarten wäre.The only low steady-state concentration of HNO3 and NO2 in the reactor leads to less corrosion of the reactor walls than z. B. from the mix Nitric acid / acetic acid would be expected.
Die Reaktion läßt sich kontinuierlich auch so durchführen, daß zur besseren Ausnutzung des Sauerstoffes mehrere Reaktoren als Kaskade hintereinandergeschaltet weiden.The reaction can also be carried out continuously in such a way that for better utilization of the oxygen graze several reactors connected in series as a cascade.
Das Reaktionsgut — zum großen Teil mikrokristallines Naphthailintetracarbonsäureanhydrid bzw. -dianhydrid in z. B. Essigsäure — wird abgesaugt oder abzentrifugiert, mit Essigsäure gewaschen und getrocknet. The reaction material - for the most part microcrystalline naphthailintetracarboxylic acid anhydride or dianhydride in z. B. acetic acid - is suctioned off or centrifuged, washed with acetic acid and dried.
Es kann in an sich bekannter Weise zur Reinigung und so zur vollständigen Überführung in die Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure in Alkali, vorzugsweise in verdünnter Natronlauge, gelöst und mit einer Säure, bevorzugt Salzsäure oder Schwefelsäure, als Naphthalintetracarbonsäure wieder ausgefällt werden. Zur Vermeidung erneuter Anhydridbildung wird insbesondere die letzte Operation bei niederen Temperaturen, bevorzugt bei Raumtemperatur, durchgeführt.It can be used in a manner known per se for cleaning and thus for complete conversion into naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid in alkali, preferably in dilute sodium hydroxide solution, and with an acid, preferably Hydrochloric acid or sulfuric acid, can be precipitated again as naphthalenetetracarboxylic acid. To avoid renewed anhydride formation is particularly the last operation at low temperatures, preferably at Room temperature.
In vielen Fällen kann aber das Rohprodukt schon als solches verwendet werden. Zur Qualitätsbestimmung kann es in bekannter Weise mit o-Phtnylendiamin in den Indanthren-Scharlach überführt werden. Aus der erhaltenen Frarbstoffausbeute läßt sich die Rohausbeute auf Naphtrialin-tetracarbonsäure-dianhydrid umrechnen. Die in den Beispielen angegebenen Werte für Dianhydrid wurden auf diesem Wege erhalten.In many cases, however, the crude product can already be used as such. To determine its quality, it can be converted into indanthrene scarlet in a known manner with o-phenylenediamine. The crude yield r from the resulting F arbstoffausbeute translates to the Naphtrialin-tetracarboxylic acid dianhydride. The values given for dianhydride in the examples were obtained in this way.
Die Essigsäure bzw. die aliphatische Carbonsäure des Filtrates kann als Reaktionsmedium wieder eingesetr werden. Da sie praktisch salpetersäurefrei ist, kann das Reaktionswasser gefahrlos durch Destillation entfernt werden, wobei beispielsweise ein Azeotrop aus 97% Wasser und 3% Essigsäure abdestilliert und anschließend gegebenenfalls die Essigsäure selbst rein überdestilliert werden kann.The acetic acid or the aliphatic carboxylic acid of the filtrate can be reused as the reaction medium will. Since it is practically free of nitric acid, the water of reaction can be safely removed by distillation be, for example, an azeotrope of 97% water and 3% acetic acid is distilled off and then optionally the acetic acid itself can be distilled over in pure form.
Das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet gegenüber dem Verfahren der Technik (Pyren) durch die Verwendung eines billigeren und gut zugänglichen Ausgangsmaterials (insbesondere 5-Methyl-peri-acenaphthindenon-7) und durch die gute Ausbeute an sehr reinem Endprodukt einen erheblichen technischen Fortschritt Seine besonderen Vorteile liegen in dem nahezu völligen Fehlen an schwierig aufzuarbeitenden oder umweltschädigenden Abfallprodukten. Weiterhin sind bei der kombinierten Anwendung von HNO3 und Sauerstoff nur relativ geringe Mengen an Salpetersäure erforderlich, was sich zusätzlich kostensparend auswirkt und die Gefahr von Explosionen erheblich vermindert sowie eine bessere Ausnutzung des Reaktorvolumens ermöglicht, so daß dem Verfahren insgesamt eine hohe Wirtschaftlichkeit zukommt.The process according to the invention means a considerable technical advance compared to the process of technology (pyrene) through the use of a cheaper and easily accessible starting material (in particular 5-methyl-peri-acenaphthindenone-7) and through the good yield of very pure end product. Its particular advantages are in the almost complete absence of difficult to recycle or environmentally harmful waste products. Furthermore, the combined use of HNO 3 and oxygen only requires relatively small amounts of nitric acid, which also saves costs and considerably reduces the risk of explosions and enables better utilization of the reactor volume, so that the process as a whole is highly economical.
Das Verfahren ist außerdem neu und seine Durchführbarkeit war überraschend. Es ist zwar bereits bekannt, alkylierte aromatische Verbindungen mit Sauerstoff und/oder mit Salpetersäure zu aromatischen Carbonsäuren zu oxydieren. Wegen der besonderen chemischen Eigenschaften von peri-Acenaphthindenonen der Formel (I) versagten diese Verfahren jedoch bei dem Versuch, aus diesen Verbindungen Naphthalinetracarbonsäure herzustellen.The process is also new and its feasibility was surprising. It is already known, alkylated aromatic compounds with oxygen and / or with nitric acid to aromatic To oxidize carboxylic acids. Because of the special chemical properties of peri-acenaphthindenones of formula (I), however, these processes failed when attempting to convert naphthalenetracarboxylic acid from these compounds to manufacture.
Besonders wirksam für die Oxydation mit Sauerstoff bzw. Luft ist bekanntlich das »Amoco-Verfahren«. bei dem Terephthalsäure durch Oxydation des p-XyIoIs mit Luft in 95%iger Essigsäure bei 190-2050C hergestellt wird. Die Reaktionsdrücke liegen hierbei zwischen 12 und 28 atü Als Katalysator wird ein kombiniertes System verwendet, bestehend aus Kobaltacetat, Manganacetat, Tetrabromäthan und Ammoniumbromid (US-PS 10 81 445 und 29 62 361). Nach diesem Verfahren läßt sich beispielsweise auch Acenaphthen zu 1.8-Naphthalindicarbonsäure oxydieren. Die Anwendung dieser Bedingungen auf 5-Methyl-peri-acenaphth indenon-7 führte jedoch nicht zur Bildung von Naphthalintetracarbonsäure, sondern es entstanden schwarze, in Eisessig unlösliche, in Alkali lösliche Mikrokristalle der Zusammensetzung Ci6H6Oi folgender Struktur:The "Amoco process" is known to be particularly effective for oxidation with oxygen or air. is prepared at the terephthalic acid by oxidation of p-XyIoIs with air in 95% acetic acid at 190-205 0 C. The reaction pressures are between 12 and 28 atmospheres. The catalyst used is a combined system consisting of cobalt acetate, manganese acetate, tetrabromoethane and ammonium bromide (US Pat. No. 10 81 445 and 29 62 361). This process can also be used, for example, to oxidize acenaphthene to 1,8-naphthalenedicarboxylic acid. However, the application of these conditions to 5-methyl-peri-acenaphth indenone-7 did not lead to the formation of naphthalenetetracarboxylic acid, but rather black microcrystals, insoluble in glacial acetic acid and soluble in alkali, of the composition Ci 6 H 6 Oi of the following structure:
Ί // Ί //
Λ ΑΛ Α
HOOCHOOC
Auch die Oxydation alkylaromatischer Verbindungen mittels verdünnter wäßriger HNO3 wurde beschrieben. z. B. für Xylole in den deutschen Patentschriften 8 20 308 und 10 51 840, für p-Cymol und p-Di-iso-propylbenzol in der DT-AS 10 46017 bzw. DTAS 11 55 111. Die Oxydation d'eser Verbindungen führt zur Bildung von Terephthalsäure. In den angegebenen Beispielen benötigt man bei der Oxydation von p-Xylol Temperaturen von 240-2603C, bei der Oxydation vonThe oxidation of alkyl aromatic compounds using dilute aqueous HNO 3 has also been described. z. B. for xylenes in German patents 8 20 308 and 10 51 840, for p-cymene and p-di-iso-propylbenzene in DT-AS 10 46017 and DTAS 11 55 111. The oxidation of these compounds leads to Formation of terephthalic acid. In the examples given, temperatures of 240-260 3 C are required for the oxidation of p-xylene, and for the oxidation of
p-Cymol und p-Di-iso-propylbenzol 260-280°C. Mit diesen hohen Temperaturen stellen sich gleichzeitig hohe Drücke von 50 —100 ata ein, die aufwendige Druckapparaturen notwendig machen. Außerdem soll die Konzentration der Salpetersäure mindestens 10% betragen, da sich nur dann die Oxydation innerhalb brauchbarer Zeit beenden läßt. Bei den notwendigen hohen Temperaturen stellt die Salpetersäure sehr hohe Anforderungen an die Beständigkeit des Reaktormaterials. Ein Arbeiten unter diesen Bedingungen ist mit ι ο großen technischen Schwierigkeiten verbunden.p-cymene and p-di-iso-propylbenzene 260-280 ° C. With these high temperatures are accompanied by high pressures of 50-100 ata, which is expensive Make pressure equipment necessary. In addition, the concentration of nitric acid should be at least 10% as only then can the oxidation be terminated within a useful time. With the necessary At high temperatures, nitric acid places very high demands on the resistance of the reactor material. Working under these conditions is associated with ι ο great technical difficulties.
Auf die peri-Indenone der Formel (I) sind diese bekannten Verfahren jedoch nicht anwendbar, da sich die Verbindungen bei so hohen Temperaturen zersetzen und unter so extremen Oxydationsbedingungen das Naphthalingerüst zum Benzolkern abgebaut wird. 5-Methyl-peri-acenaphth-indenon-7 kann wegen seiner zu spaltenden 4 C-C-Bindungen noch am ehesten mit p-Di-iso-propylbenzol verglichen werden. Während jedoch das p-Di-iso-propylbenzol nach den Angaben in der DT-AS 11 55 111 mit 40%iger wäßriger Salpetersäure bei 260-2800C oxydiert werden muß, gelingt es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, 5-Methylperi-acenaphth-indenon-7 mit nur 2 Gew.-% Salpetersäure im Eisessig schon bei 135-145°C in glatter Reaktion zum Naphthalin-tetracarbonsäure-di-anhydrid zu oxydieren. Das ist um so bemerkenswerter, als oxydativer Abbau und Spaltung der Alkylgruppen z. B. bei dem S-Methyl-peri-acenaphth-indenon-? bedeutend schwieriger als beim p-Di-;.sopropylbenzol verlaufen müssen, weil hier im Ausgangsprodukt zwei kondensierte Ringe enthalten sind und dadurch immer die Gefahr besteht, daß sich die Oxydation auf der Zwischenstufe eines Ketons oder Diketons stabilisiert, wie es ja bei der Oxydation mit Sauerstoff allein in Gegenwart von Metallkatalysatoren auch der Fall ist.However, these known processes cannot be applied to the peri-indenones of the formula (I), since the compounds decompose at such high temperatures and the naphthalene structure is broken down to the benzene nucleus under such extreme oxidation conditions. 5-Methyl-peri-acenaphth-indenone-7 can be compared most closely with p-di-iso-propylbenzene because of its 4 CC bonds that have to be cleaved. However, while the p-di-iso-propylbenzene according to the information in DT-AS 11 55 111 must be oxidized with 40% aqueous nitric acid at 260-280 0 C, it is possible according to the process according to the invention, 5-methylperi-acenaphth- Indenon-7 can be oxidized with only 2% by weight nitric acid in glacial acetic acid at 135-145 ° C in a smooth reaction to give naphthalene-tetracarboxylic acid di-anhydride. This is all the more remarkable as the oxidative degradation and cleavage of the alkyl groups z. B. with the S-methyl-peri-acenaphth-indenon-? significantly more difficult than with p-Di- ; .sopropylbenzene, because the starting product contains two condensed rings and there is always the danger that the oxidation will stabilize at the intermediate stage of a ketone or diketone, as is the case with oxidation with oxygen alone in the presence of metal catalysts is.
Hieraus ist erkennbar, daß die Oxydation von peri-Acenaphthindenonen der Formel (1) nicht in Analogie zur Oxydation einfacher alkylierter aromatischer Verbindungen, wie Toluol, Xylol oder Diisopropylbenzol, gesehen werden kann, sondern daß es hei dieser Vcrbindungsklasse der Auffindung neuer Reaktionsmögiichkeiten und der Entwicklung neuer Reaktionsbedingungen bedurfte.From this it can be seen that the oxidation of peri-acenaphthindenones of the formula (1) is not in Analogous to the oxidation of simple alkylated aromatic compounds such as toluene, xylene or diisopropylbenzene, can be seen, but that this class of compounds is the discovery of new reaction possibilities and required the development of new reaction conditions.
Daß überdies zwischen der Oxydation der Indenone 4S in Eisessig mit Salpetersäure und Sauerstoff in Gegenwart von Oxydationskatalysatoren und der Oxydation von Alkylaromaten mit wäßriger Salpetersäure offensichtlich eigenartige Unterschiede im Reaktionsmechanismus bestehen, wird besonders durch die Zusammensetzung der Abgase verdeutlicht In der folgenden Tabelle wird ein Abgas (A) aus der Oxydation von p-Diisopropylbenzol mit 40%iger Salpetersäure bei 2600C (DT-PS 11 55 111) verglichen mit einem Abgas (B) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (Beispiel 7). Die Zahlen bedeuten Vol.-%.The fact that there are obviously peculiar differences in the reaction mechanism between the oxidation of indenones 4S in glacial acetic acid with nitric acid and oxygen in the presence of oxidation catalysts and the oxidation of alkyl aromatics with aqueous nitric acid is particularly illustrated by the composition of the exhaust gases ) from the oxidation of p-diisopropylbenzene with 40% nitric acid at 260 ° C. (DT-PS 11 55 111) compared with an exhaust gas (B) according to the process according to the invention (Example 7). The numbers mean% by volume.
NOj NO N2O N2 CO CO2NOj NO N2O N2 CO CO2
Der Vergleich zeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch in Gegenwart von überschüssigem Sauerstoff die Salpetersäure praktisch quantitativ verbraucht wird und sich im wesentlichen N2O und N2 bilden.The comparison shows that in the process according to the invention even in the presence of excess Oxygen nitric acid is consumed practically quantitatively and is essentially N2O and N2 form.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples.
In einem 2-1-StandautokIav, der mit Chrom-Nickel-Molybdänstahl (Remanit HC) ausgekleidet und mit einem Magnetrührer ausgestattet war, wurden 800 ml Eisessig, 1,5 g Kobaltacetattetrahydrat, 50 g 5-Methylperi-acenaphth-indenon-7 (80%ig) und 31,5 g reine Salpetersäure vorgelegt. Die Zufuhr von Sauerstoff wurde mittels des Gaseinlaßventils auf 10 Nl/h (Nl/h = Normal-Liter Gas pro Stunde), der Druck mittels des Abgasventils auf 1,1 ata einreguliert, dann wurde unter Rühren auf die Reaktionstemperatur von 150° C geheizt. Das Abgas (ca. 10 Nl/h) wurde über einen Druckkühler abgenommen und mit einer Gasuhr gemessen. Nach 4 Stunden wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt, entspannt und der Autoklavinhalt filtriert. Der Filterrückstand wurde mit Essigsäure nachgewaschen und bei 80° C/150 Torr getrocknet. Die Ausbeute betrug 28,7 g ockergelbes Pulver, entsprechend 25,3 g Naphthalin-tetracarbonsäure-dianhydrid (51,8% d. Th.).In a 2-1 stand-alone car, the one with chrome-nickel-molybdenum steel (Remanit HC) and equipped with a magnetic stirrer, 800 ml Glacial acetic acid, 1.5 g cobalt acetate tetrahydrate, 50 g 5-methylperi-acenaphth-indenone-7 (80%) and 31.5 g of pure nitric acid. The supply of oxygen was increased to 10 Nl / h (Nl / h = Normal liters of gas per hour), the pressure was regulated to 1.1 ata by means of the exhaust valve, then it was below Stirring heated to the reaction temperature of 150 ° C. The exhaust gas (approx. 10 Nl / h) was via a pressure cooler removed and measured with a gas meter. After 4 hours the reaction mixture was cooled, relaxed and the contents of the autoclave filtered. The filter residue was washed with acetic acid and at 80 ° C / 150 Torr. The yield was 28.7 g of yellow ocher powder, corresponding to 25.3 g of naphthalene-tetracarboxylic acid dianhydride (51.8% of theory).
Vergleichsbeispiel 1 (Amoco-Verfahren)Comparative example 1 (Amoco process)
In einem Autoklav, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden 900 ml Eisessig, 13 g Kobaltacetat-tetrahydrat, 2,6 g Manganacetat-tetrahydrat, 0,3 g Ammoniumbromid, 2,0 g Tetrabromäthan und 50 g 5-Methyl-peri-acenaphth-indenon-7 (88%ig) vorgelegt und weiter verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Reaktionstemperatur betrug 210° C, der Druck 14 ata, die Reaktionszeit 10 h, die Sauerstoff- und die Abgasmenge ca. 5 Nl/h. Die Ausbeute an Reaktionsprodukt betrug 45,9 g eines schwarzen Pulvers, das in Eisessig unlöslich, in Alkali löslich ist und nach Elementaranalyse, IR-Spektrum und Titration die Zusammensetzung C^HöOs und folgende Strukturformel besitzt:In an autoclave, as described in Example 1, 900 ml of glacial acetic acid, 13 g of cobalt acetate tetrahydrate, 2.6 g of manganese acetate tetrahydrate, 0.3 g of ammonium bromide, 2.0 g of tetrabromoethane and 50 g of 5-methyl-peri-acenaphth-indenone-7 (88%) and proceed as described in Example 1. The reaction temperature was 210 ° C., the pressure 14 ata, the reaction time 10 h, the amount of oxygen and exhaust gas about 5 Nl / h. the The yield of the reaction product was 45.9 g of a black powder insoluble in glacial acetic acid in alkali is soluble and according to elemental analysis, IR spectrum and titration the composition C ^ HöOs and the following Structural formula has:
6060
In einem Autoklav, wie im Beispie! 1 beschrieben wurden 800 ml Eisessig, 1,5 g Kobaltacetat-tetrahydrat 3,0 g Ammonium-metavanadat, gelöst in 30 g reiner Salpetersäure und 50 g 5-Methyl-peri-acenaphth-inde· non-7 (92%ig) vorgelegt und weiter verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Reaktionstemperatur betrug 150DC, der Druck 11 ata, die Reaktionszeit 5,5 h, die Sauerstoff- und die Abgasmenge ca. 10 Nl/h.In an autoclave, as in the example! 1, 800 ml of glacial acetic acid, 1.5 g of cobalt acetate tetrahydrate, 3.0 g of ammonium metavanadate, dissolved in 30 g of pure nitric acid and 50 g of 5-methyl-peri-acenaphth-indenon-7 (92%) were presented and proceed as described in example 1. The reaction temperature was 150 D C, the pressure 11 ata, the reaction time 5.5 h, the amount of oxygen and exhaust gas about 10 Nl / h.
Die Ausbeute betrug 39,1 g ockerfarbene kleine Kristalle, entsprechend 35,6 g Naphthalin-tetracarbon säure-dianhydrid (63,4% d. Th.).The yield was 39.1 g of ocher-colored small crystals, corresponding to 35.6 g of naphthalene tetracarbon acid dianhydride (63.4% of theory).
In einem Autoklav, wie im Beispiel 1 beschrieben wurden 800 ml Eisessig, 1,0 g AmmoniummetavanadaiIn an autoclave, as described in Example 1, 800 ml of glacial acetic acid and 1.0 g of ammonium metavanada were placed
709 617/288709 617/288
gelöst in 30 g reiner Salpetersäure und 50 g 5-Methylperi-acenaphth-indenon-7 (93%ig) vorgelegt und weiter verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Reaktionstemperatur betrug 15O0C, der Druck 5 ata, die Reaktionszeit 3,5 h, die Sauerstoff- und die Abgasmenge ca. 10 Nl/h.dissolved in 30 g of pure nitric acid and 50 g of 5-methylperi-acenaphth-indenone-7 (93%) and proceed as described in Example 1. The reaction temperature was 15O 0 C, the pressure is 5 ata, the reaction time is 3.5 hours, the oxygen and the exhaust gas amount is about 10 Nl / h.
Die Ausbeute betrug 33,5 g ockerbraune, feine Kristalle, entsprechend 30,1 g Naphthalin-tetracarbonsäure-dianhydrid (53,2% d. Th.).The yield was 33.5 g of ocher brown fine crystals, corresponding to 30.1 g of naphthalene-tetracarboxylic acid dianhydride (53.2% of theory).
Wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden 800 ml Eisessig, 1,0 g Ammoniummetavanadat, gelöst in 30 g reiner Salpetersäure und 50 g 5-Methyl-peri-acenaphthindenon-7 (95%ig) vorgelegt und oxydiert Die Reaktionstemperatur betrug 1800C, der Druck 1,1 ata, die Reaktionszeit 2,5 h, die Sauerstoff- und die Abgasmenge ca. 10 Nl/h.As described in Example 1, 800 ml of glacial acetic acid, 1.0 g of ammonium metavanadate dissolved in 30 g of pure nitric acid and 50 g of 5-methyl-peri-acenaphthindenon-7 were submitted (95%) and oxidized, the reaction temperature was 180 0 C, the pressure 1.1 ata, the reaction time 2.5 h, the amount of oxygen and exhaust gas approx. 10 Nl / h.
Die Ausbeute betrug 44,4 g ockerfarbene, feine Kristalle, entsprechend 40,7 g Naphthalin-tetracarbonsäure-dianhydrid (70,5% d. Th.).The yield was 44.4 g of ocher-colored, fine crystals, corresponding to 40.7 g of naphthalene-tetracarboxylic acid dianhydride (70.5% of theory).
Wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden 800 ml Eisessig, 1,0 g Ammoniummetavanadat, gelöst in 30 g reiner Salpetersäure, und 50 g 5-Methyl-peri-acenaphth-indenon-7 (92%ig) vorgelegt und oxydiert Die Reaktionstemperatur betrug 2100C, der Druck 11 ata, die Reaktionszeit 2 h, die Sauerstoff- und die Abgasmenge ca. 10 Nl/h.As described in Example 1, 800 ml of glacial acetic acid, 1.0 g of ammonium metavanadate, dissolved in 30 g of pure nitric acid, and 50 g of 5-methyl-peri-acenaphth-indenone-7 (92%) were initially charged and oxidized 0 C, the pressure 11 ata, the reaction time 2 h, the amount of oxygen and exhaust gas about 10 Nl / h.
Die Ausbeute betrug 39,8 g olivockere, feine Kristalle, entsprechend 36,1 g Naphthalin-teitracarbonsäure-dianhydrid(64,2%d.Th.). The yield was 39.8 g of olive-curly, fine crystals, corresponding to 36.1 g of naphthalene-tetracarboxylic acid dianhydride (64.2% of theory).
In einem Autoklav, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden 300 ml Eisessig und 1,0 g Vanadylacetylacetonat vorgelegt dann wurde unter Rühren auf 1600C geheizt. Durch eine Pumpe A (Pumpe und Zuleitungsrohr auf 700C geheizt) wurden nun 50 g 5-Methyl-peri-acenaphth-indenon-7 (96%ig) gelöst in 400 ml Eisessig, durch eine Pumpe B 30 g HNO3 in 200 ml Eisessig gleichmäßig und gleichzeitig während einer Stunde eindosiert Der Druck wu.de auf 8 ata gehalten, die Sauerstoff- und die Abgasmenge betrug ca. 20 Nl/h.As described in Example 1 In an autoclave, 300 ml of glacial acetic acid and 1.0 g of vanadyl acetylacetonate were initially then was heated with stirring to 160 0 C. By a pump A (pump and supply pipe is heated to 70 0 C) were then dissolved in 400 ml glacial acetic acid, by a pump B 30 50 g of 5-methyl-peri-acenaphth-indenone-7 (ig 96%) g of HNO 3 in 200 ml of glacial acetic acid was metered in uniformly and at the same time for one hour. The pressure was kept at 8 ata, the amount of oxygen and exhaust gas was approx. 20 Nl / h.
Danach wurde unter gleichen Bedingungen 1,5 Stunden weitergerührt Die Ausbeute betrug 44,7 g hellockeres, kristallines Pulver, entsprechend 42,0 g Naphthalintetracarbonsäure-dianhydrid (71,7% d. Th.). Die absolute Restmenge an HNO3 im Eisessig betrug 0,24 g.Stirring was then continued under the same conditions for 1.5 hours. The yield was 44.7 g of light, loose, crystalline powder, corresponding to 42.0 g of naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride (71.7% of theory). The absolute remaining amount of HNO 3 in glacial acetic acid was 0.24 g.
Eine während der ersten Stunde genommene Abgasprobe hatte folgende Zusammensetzung:An exhaust gas sample taken during the first hour had the following composition:
Vol. % 60 0,2 6,0 3,3 3,2 29Vol.% 60 0.2 6.0 3.3 3.2 29
Wie im Beispiel 6 wurden vorgelegt: 300 ml Eisessig. 1,0 g Kobaltacetat-tetrahydrat 1,0 g Manganacetat-tetrahydrat 2,0 g Vanadylacetylacetonat Es wurden während 2 Stunden eingepumpt A: 200 g 5-Methyl-periacenaphth-indenon-7 (93,5%ig) in 500 ml Fisessig und B: g HNO3 (96%ig) in 240 ml Eisessig. Die i'eaktionstemperatur betrug 140° C, der Druck 10 ata. Die Sauerstoff- und die Abgasmenge waren auf ca. 50 Nl/h eingestellt Nach Beendigung des Einpumpens wurdeAs in Example 6, the following were submitted: 300 ml of glacial acetic acid. 1.0 g of cobalt acetate tetrahydrate 1.0 g of manganese acetate tetrahydrate 2.0 g of vanadyl acetylacetonate A: 200 g of 5-methyl-periacenaphth-indenone-7 (93.5%) in 500 ml of fish vinegar were pumped in for 2 hours B: g HNO 3 (96%) in 240 ml glacial acetic acid. The reaction temperature was 140 ° C. and the pressure 10 ata. The amount of oxygen and the exhaust gas were set to approx. 50 Nl / h
die Temperatur auf 1700C erhöht und bei eine Sauerstoff- und Abgasmenge von ca. 20 Nl/h weiten 3 Stunden nachgerührt.the temperature is increased to 170 ° C. and the mixture is subsequently stirred for a further 3 hours with an amount of oxygen and exhaust gas of about 20 standard l / h.
Die Ausbeute betrug 179.8 g sehr helles ockerfarbe nes Pulver, entsprechend 168,5 g Naphthalin-tetracar bonsäure-dianhydrid (73,9% d. Th.). Die absolute Rest menge HNO3 im Eisessig betrug 0,9 g. Eine während de; Einpumpens genommene Abgasprobe hatte folgende Zusammensetzung:The yield was 179.8 g of a very light ocher powder, corresponding to 168.5 g of naphthalene-tetracarboxylic acid dianhydride (73.9% of theory). The absolute remaining amount of HNO 3 in glacial acetic acid was 0.9 g. One during de; The exhaust gas sample taken when pumping in had the following composition:
VoL-% 25,0 0,2 11,3 7,5 5,4 50,6Vol-% 25.0 0.2 11.3 7.5 5.4 50.6
Wie im Beispiel 6 wurden vorgelegt: 300 ml Eisessig, 0,5 g Kobaltacetat-tetrahydrat 0,5 g Manganacetat-te-As in Example 6, the following were submitted: 300 ml of glacial acetic acid, 0.5 g of cobalt acetate tetrahydrate, 0.5 g of manganese acetate-te-
trahydrat, 2,0 g Vanadylacetylacetonat, 0,2 g Molybdännexacarbonyl. Es wurden während 3 Stunden einge-Ρ ο υ=Τ/Ρ-\Λ: 200g 5-Methyl-peri-acenaphth-indenon-7 Wi m 40° ml Eisess'g und B: 120 g HNO3 (96%ig) in 240 ml Eisessig. Die Reaktionstemperatur betrug 135°Ctrahydrate, 2.0 g vanadyl acetylacetonate, 0.2 g molybdenum nexacarbonyl. There were 3 hours einge- Ρ ο υ = Τ / Ρ - \ Λ: 200g 5 - meth yl-peri-acenaphth-indenone-7 Wi m 40 ° ml Eisess' g and B: 120 g of HNO 3 (96% ) in 240 ml glacial acetic acid. The reaction temperature was 135 ° C
der Druck 7 ata. Die Sauerstoff- und die Abgasmenge waren auf ca. 60 Nl/h eingestellt Nach Beendigung des Einpumpens wurde die Reaktionstemperatur auf 145° C erhöht und bei einer Sauerstoff- und Abgasmenge von ca. 15 Nl/h weitere 2 Stunden nadigerührt Die Ausbeu-the pressure 7 ata. The amount of oxygen and the exhaust gas were adjusted to approx. 60 Nl / h The reaction temperature was pumped in to 145.degree increased and with an oxygen and exhaust gas quantity of approx. 15 Nl / h needle-stirred for a further 2 hours.
te betrug 164,2 g ockerfarbenes Pulver, entsprechend i i£ f NaPhthalin-tetracaibonsäure-dianhydrid (663%te was 164.2 g of ocher-colored powder, corresponding to ii £ f Na P hthali n-tetracaibonic acid dianhydride (663%
Beispiel 9 (Oxydation mit HNO3 ohne Sauerstoff)Example 9 (oxidation with HNO 3 without oxygen)
Wie im Beispiel 6 wurden vorgelegt: 300 ml Eisessig, 1,5 g Kobaltacetat-tetrahydrat, 1,5 g Manganacetat-tetrahydrat, 1,5 g Vanadylacetylacetonat Es wurdenAs in Example 6, the following were presented: 300 ml of glacial acetic acid, 1.5 g cobalt acetate tetrahydrate, 1.5 g manganese acetate tetrahydrate, 1.5 g of vanadyl acetylacetonate
wahrend 2 Stunden eingepumpt A: 50 g = 0,227 Mol s-Methyl-peri-acenaphth-indenon-? (90%ig) in 500 ml Eisessig und B: IHg = ,,82MoI HNO3 in 240 ml tisessig. Die Reaktionstemperatur betrug 150°C. Der Druck süeg während der Reaktion und wurde bei 11 atapumped in during 2 hours A: 50 g = 0.227 mol of s-methyl-peri-acenaphth-indenone-? (90%) in 500 ml of glacial acetic acid and B: IHg = ,, 82MoI HNO 3 in 240 ml of tis acetic acid. The reaction temperature was 150 ° C. The pressure was low during the reaction and was at 11 ata
durch Abgasentnahme konstant gehalten. Nach Beendigung des Einpumpens wurde unter sonst gleichen Bedingungen 20 Minuten nachgerührt μ, α ^öS,beUte betrug 32^g braunes Pulver, entspre- «<? w 5'Ä x NaPhthaIin-tetracarbonsäure-dianhydridkept constant by exhaust gas extraction. After completion of the Einpumpens was stirred μ under the same conditions for 20 minutes α ^ ö S, booty was 32 ^ g of brown powder, corresponding "<? w 5 ' Ä x Na Phthalin tetracarboxylic acid dianhydride
so (52,3% dTh.). Die absolute Restmenge HNO3 im Eisessig betrug 13 g 6 so (52.3% dTh.). The absolute remaining amount of HNO 3 in glacial acetic acid was 13 g of 6
Beispiel 10 (Oxydation mit HNO3 und Luft)Example 10 (oxidation with HNO 3 and air)
ϊηίη ,ϊηίη,
vorgelegt: 300 ml Eisessig, v^311^^ 1^S Manganacetat-te-Vanadylacetylacetonat, 0.1 g Molybdän- before placed: 300 ml glacial acetic acid, v ^ 311 ^^ 1 ^ S manganese acetate-te-vanadyl acetylacetonate, 0.1 g molybdenum
Es ™ά™ während 3 Stunden einge-™ * 5-Methyl-peri-acenaphth-indenon-7 It ™ ά ™ for 3 hours - ™ * 5 - Met hyl-peri-acenaphth-indenon-7
?) V ο"1' ,ElSessig und B: 120 S HNO3 in 240 ml ig Die Reaktionstemperatur betrug 1400C. der Druck 15 ata. Anstelle von reinem Sauerstoff wurde ?) V ο "1 ', and B ElSessig. 120 S HNO 3 in 240 ml ig The reaction temperature was 140 0 C., the pressure 15 ata Instead of pure oxygen was
auf ciTsSMUh ie Luft- Und die Ab^"ienge waren L ^ e!ngestellt Nach Beendigung deson ciTsSMUh ie air - and the ab ^ "ies were made L ^ e ! n after the termination of the
dle ReaktionstemPeratur auf 1700C dle Reaktionstem Peratur to 170 0 C.
;ft·und Abgasmenge von 50 N1/h ; ft · and exhaust gas volume of 50 N1 / h
Die Ausbeute betrug 168,2 g ockerfarbenes, feinkristallines Pulver, entsprechend 157,3 g Naphthalin-tetracarbonsäure-dianhydrid (71,6% d. Th.).The yield was 168.2 g of ocher-colored, finely crystalline powder, corresponding to 157.3 g of naphthalene-tetracarboxylic acid dianhydride (71.6% of theory).
Beispiel 11Example 11
g des nach Beispiel 6 erhaltenen rohen Naphthalin-tetra-carbonsäureproduktes
wurden bei Raumtemperatur in 300 ml Wasser aufgeschlämmt, mit einer
Lösung von 6 g NaOH in 100 ml Wasser versetzt, die
Mischung anschließend zum Sieden erhitzt und heiß ι οg of the crude naphthalene-tetra-carboxylic acid product obtained according to Example 6 were suspended in 300 ml of water at room temperature, with a
Solution of 6 g of NaOH in 100 ml of water added, the
Mixture then heated to the boil and hot ι ο
durch ein Faltenfilter zu einer klaren Lösung filtriert Nach Abkühlen des Filtrats auf Raumtemperatur wurde diesem unter Rühren so lange eine ca. 20%ige wäßrige Salzsäure zugetropft, bis die Lösung den pH-Wert 1 erreicht hatte. Nach etwa 2stündigem Stehen de; Gemisches wurde das auskristallisiertc Produkt abge saugt, mit Wasser gewaschen und bei Raumtemperatui über Calciumchlorid getrocknet. Es resultierten 10,8j reine, schwach ockerfarbene Naphthalin-1,4,5,8-tetra carbonsäure.filtered through a folded filter to a clear solution. After cooling the filtrate to room temperature, was 20% aqueous hydrochloric acid is added dropwise to this with stirring until the solution has a pH of 1 had achieved. After standing for about 2 hours; The product crystallized out was mixed off sucks, washed with water and dried over calcium chloride at room temperature. This resulted in 10.8j pure, pale ocher-colored naphthalene-1,4,5,8-tetra carboxylic acid.
-- λ in- λ in
Claims (1)
Priority Applications (12)
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NL7411327A NL7411327A (en) | 1973-08-31 | 1974-08-26 | PROCESS FOR PREPARING NAPHTHALINE 1,4,5,8-TETRACARBONIC ACID. |
CH1174474A CH608480A5 (en) | 1973-08-31 | 1974-08-28 | Process for the preparation of a mixture of naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid and its anhydrides |
IT2674974A IT1020307B (en) | 1973-08-31 | 1974-08-29 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ACI DO NAFTALIN 1.4.5.8 TETRACARBOSSI LICO |
CA208,184A CA1025875A (en) | 1973-08-31 | 1974-08-30 | Process for the preparation of naphthalene-1,4,5,6-tetracarboxylic acid |
CS601574A CS180022B2 (en) | 1973-08-31 | 1974-08-30 | Method of preparing naphtalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid |
FR7429630A FR2242364B1 (en) | 1973-08-31 | 1974-08-30 | |
JP9903674A JPS5058043A (en) | 1973-08-31 | 1974-08-30 | |
SU2056185A SU521834A3 (en) | 1973-08-31 | 1974-08-30 | Method for preparing naphthalene-1, 4,5,8-tetracarboxylic acid or its dianhydride |
BE148133A BE819450A (en) | 1973-08-31 | 1974-09-02 | PROCESS FOR PREPARING NAPHTHALENE-1,4,5,8-TETRACARBOXYLIC ACID |
GB3827474A GB1479351A (en) | 1973-08-31 | 1974-09-02 | Process for the preparation of naphthalene derivatives |
US05/683,039 US4097492A (en) | 1973-08-31 | 1976-05-04 | Process for the preparation of naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732343964 DE2343964C3 (en) | 1973-08-31 | Process for the production of naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2343964A1 DE2343964A1 (en) | 1975-04-03 |
DE2343964B2 DE2343964B2 (en) | 1976-09-09 |
DE2343964C3 true DE2343964C3 (en) | 1977-04-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4207255A (en) | 1976-11-24 | 1980-06-10 | Basf Aktiengesellschaft | Manufacture of very pure halonaphthalic acid anhydrides |
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