DE2358903A1 - Verfahren zur herstellung von mononatriumhydrogencyanamid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mononatriumhydrogencyanamid

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DE2358903A1
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Germany
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cyanamide
sodium hydroxide
alcohol
reaction
prodn
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Helmut Krommer
Stefan Dr Weiss
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SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG 8223 TROSTBERG
Evonik Operations GmbH
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SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG 8223 TROSTBERG
SKW Trostberg AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/16Cyanamide; Salts thereof

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von Mononatrium-hydrogencyanamid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mononatrium-hydrogencyanamid aus Cyanamid und Natriumhydroxid in alkoholischer Suspension.
Es ist bekannt Γι! , Natrium-hydrogencyanamid (I) aus Natriumäthylat bzw. Natrium und Cyanamid in absolutem Äthanol darzustellen:
Na + C3H5OH
+ 1/2 H,
- CN + NaOC3H5
■9 NaHN - CN +
(I)
Einer Produktion im technischen Maßstab stehen jedoch Schwierigkeiten entgegen:
1. Der Umgang mit metallischem Natrium ist problematisch, da beispielsweise unter Ausschluß von Feuchtigkeit und Wasser gearbeitet· werden muß.
2. Beim Lösen von Natrium in Äthanol entwickelt sich Wasserstoff , wodurch umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen zum Explosionsschutz notwendig werden.
3. Die Reaktion von Natrium mit Äthanol ist stark exotherm.
4. Natrium sowie absolutes Äthanol sind relativ teufe Ausgangsstoffe. ··' . .
[i] E. Drechsel: J. prakt. Chem. (2) IJ1 284/53, 31 (1875)
503323/0425
Nach einer weiteren Literaturangabe [2] kristallisiert aus einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Dinatriumcyanamid nach Impfen mit Natrium-hydrogencyanamid * 2 H3O und 20-stündigem Stehenlassen im Eisschrank das Dihydrat des Natriumhydrogencyanamids in 68.%iger Rohausbeute aus:
Na2N-CN + H2O > NaHN-CN + NaOH
ei;
Da sich dieser Herstellung, entsprechend der oben zitierten Literatur, eine Behandlung des gewonnenen Produkts (I) mit absolutem Äthanol anschließt, ist diese Darstellung für eine technische Anwendung zu aufwendig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein technologisch einfaches sowie wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von reinem Natrium-hydrogencyanamid zu entwickeln.
Überraschend wurde nunmehr gefunden, daß Natrium-hydrogencyanamid hoher Reinheit in nahezu quantitativer Ausbeute durch Umsetzen von handelsüblichem, festem Cyanamid mit Natriumhydroxid in alkoholischer Suspension entsteht, wenn als Reaktionsmedium aliphatische Alkohole mit 3 bis 6 C-Atomen verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird Cyanamid mit Natriumhydroxid in äquimolarer Menge in technisch leicht zugänglichen, billigen C_- bis C^- Alkoholen, vorteilhaft in iso-Propyl-, Butyl-, iso-Butyl- und Amylalkohol, durch Rühren bei Temperaturen von etwa 10-30 C umgesetzt. Beim Arbeiten oberhalb von 300C zeigen sich ausbeute- und reinheitsschädigende Nebenreaktionen; unterhalb des·angegebenen Temperaturbereiches verläuft die Reaktion für ein wirtschaftliches Verfahren zu langsam.
Die verwendete Alkoholmenge wird so bemessen, daß je 100 Gew.-TIe. Cyanamid 300 bis 1 000 Gew.-Tie., vorzugsweise 300 bis 500 Gew.-TIe. Alkohol vorhanden sind.
[2] W. Traube, F. Kegel und P. Schulz; Z. angew. Chemie 1926,
1465 509823/0425 _3_
Zwar kann technisches 97-99 %iges Natriumhydroxid in Form von Schuppen verwendet werden, zur Verkürzung der Reaktionszeit empfiehlt es sich jedoch, dieses in feinverteiltem, pulverförmigem Zustand einzusetzen.
Die heterogene Reaktion ist im allgemeinen nach 30 Minuten bis 3 Stunden beendet. . ' .
■ ■ ·
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Umsetzung von H^N-CN zur Mononatriumverbindung bei 15-25 C so durchzuführen, daß die alkoholische Cyanamidlösung mit Natriumhydro xLd im Molverhältnis 1:1 unter Rühren und äußerer Kühlung mit kaltem Wasser innerhalb dieses Temperaturbereiches versetzt und die Suspension bei 15 - 25°C noch 1 bis 2 Stunden gerührt wird. Ein kurzzeitiges Ansteigen der Reaktionstemperatur auf ' 35 - 45°C besitzt keine nachteilige Wirkung.
Grundsätzlich kann man auch in umgekehrter Weise so verfahren, daß das Natriumhydroxid nicht in die alkoholische Cyanamidlösung eingetragen, sondern Cyanamid unter Rühren und Kühlen langsam zu einer Suspension von Natriumhydroxid in Alkohol zugegeben wird. Diese Arbeitsweise verlangt einen höheren Anteil an Alkohol, um ein rührbares Reaktionsgemisch zu erhalten. Cyanamid kann auch im Überschuß angewandt werden.
Die Reaktionsprodukte werden auf übliche Weise durch Zentrifugieren oder Absaugen isoliert und im Vakuum einer Wasserstrahl-, Ölluft- oder Wasserringpumpe bei etwa 40 - 600C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.'
Das alkoholische Filtrat kann entweder in den Prozeß zurückgeführt und als Reaktionsmedium für den nächsten Ansatz wiederverwendet oder durch fraktionierte Destillation zur Rückgewinnung des eingesetzten C3- bis Cg-Alkohols in reiner und wasserfreier Form sehr einfach aufgearbeitet werden, so daß weder Abwasser- noch Umweltprobleme entstehen.
—4—
$09823/0425
Das vorliegende Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht eine elegante und preisgünstige technische Herstellung reinen Natriumhydrogencyanamids in technologisch einfacher Weise.
Die Reaktionsführung in heterogener Phase läßt eine einfache Abtrennung und Isolierung der Reaktionsprodukte in hoher Ausbeute zu.
Die erzielbaren Ausbeuten an Natrium-hydrogencyanamid liegen zwischen 96 und 99 %. Die Reinheit der Produkte kann 97 - 99 % betragen.
Mononatrium-hydrogencyanamid ist ein interessantes und wichtiges Zwischenprodukt für die präparative und synthetische Chemie. Es dient ferner in der Landwirtschaft als Herbizid und Entblätterungsmittel.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert: Beispiele
1. 85,8 Gew.-Tie. 98 %iges handelsübliches Cyanamid werden in 400 Gew.-Tin. iso-Propylalkohol (0,7 % Wasser nach Karl Fischer) gelöst und 80,8 Gew.-Tie. gepulvertes 99 %iges Natriumhydroxid unter Rühren und äußerer Kühlung mit kaltem Wasser indem Maße eingetragen, daß die Innentemperatur nicht über 20 - 25°C ansteigt. Anschließend wird noch 2 Stunden bei 200C gerührt. Das farblose Reaktionsprodukt wird abgesaugt und im Vakuum bei 45°C getrocknet. Die Ausbeute beträgt 125,5 Gew.-Tle. (98,1 % d.Th.) reines Natrium-hydrogencyanamid. ..
Analyse:
NaCHN2 (64, 03) Cyanamid 65 ,66
Ber, 43, 76 . Cyanamid 65 ,10.
Gef. ■ 43, 83
.N.
.N.
509923/0425
2. In eine Lösung von 85", 8 Gew.-Tin. 98 %igem Cyänamid
in 400 Gew.-Tin. iso-Butanol (Wassergehalt: .0,7 % nach Karl Fischer) werden 80,8 Gewi-Tle. gemahlenes Natriumhydroxid (99 %ig) unter Rühren und Kühlen bei 20 - 25°C eingetragen und das Reaktionsgemisch bei dieser Temperatur noch 2,5 Stdn. gerührt. Nach dem Absaugen wird das farblose Reaktionsprodukt bei 500C im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 126 Gew.-Tie. (98,4 % d.Th.) Natriumhydrögencyanamid.
Analyse: Ber.N 43,76 Cyanamid 65,66 . Gef.N 42,79 Cyanamid 64,30
3. Man löst 85,8 Gew.-Tie. technisches Cyanamid' (98 %ig) in 400 Gew.-Tin. Amylalkohol (0,7 % Wasser) und versetzt mit 81,6 Gew.-Tin. pulverformigem Natriumhydroxid (98 %ig) unter Rühren und Kühlen bei 200C. Man rührt noch 1 Std. bei Raumtemperatur, saugt ab und trocknet im Vakuum bei 500C. Es werden 125,4.Gew.-Tie. (98 % d.Th.) farbloses Natrium-hydrogencyanamid erhalten.
Analyse: Ber.N 43,76 Gef.N 43,65
4. 81,6 Gew.-Tie. 98 %iges Natriumhydroxid werden in 700 Gew.-TIn. n-Butanol (0,4%Feuchtigkeit nach Karl Fischer) suspendiert. Dann werden unter Rühren und '
. äußerer Kühlung mit fließendem Wasser 85,8 Gew.-Tie. technisches 98 %iges Cyanamid so eingetragen, daß die Innentemperatur 2Ö°C nicht überschreitet. Das Reaktionsgemisch wird noch 3 Std. bei 20 C gerührt., .Anschließend wird abgesaugt und bei 450C im Vakuum getrocknet. Ausbeute:· 123 Gew.-Tie. (96 % d.Th.) farbloses Produkt.
Analyse: Ber.N 43,76 Cyanamid 65,66 ■
■ Gef.N 43,52 Cyanamid 64,80
-6-

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von Mononatrium-hydrogen-. cyanamid, dadurch gekennzeichnet, daß etwa äquimolare Mengen Cyanamid und Natriumhydroxid, suspendiert in aliphatischen! CU-C^-Alkohol, durch kurzzeitiges bis mehrstündiges Rühren bei Temperaturen von etwa 10 — 30 C umgesetzt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß pro Gewichtsteil Cyanamid 3 bis 10 Gew.-Tie. Alkohol verwendet werden.
  3. 3. Verfahren nach. Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß iso-Propyl-, Butyl-, iso-Butyl- und Amylalkohol oder Gemische hiervon eingesetzt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei 15 - 25°C
    3 Stunden durchgeführt wird.
    die Umsetzung bei 15 - 25°C während 30 Minuten bis
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung von Cyanamid in Alkohol mit pulverförmigem Natriumhydroxid versetzt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß technisches Cyanamid verwendet wird.
    S09823/0425
DE2358903A 1973-11-27 1973-11-27 Verfahren zur herstellung von mononatriumhydrogencyanamid Pending DE2358903A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2565959A1 (fr) * 1984-06-18 1985-12-20 Sueddeutsche Kalkstickstoff Procede pour la fabrication de cyanamide sodique hydrogenee solide

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