DE2505715B1 - Verfahren zur herstellung von isomerengemischen, die vorwiegend aus 1,5- und 1,8-dinitronaphthalin bestehen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von isomerengemischen, die vorwiegend aus 1,5- und 1,8-dinitronaphthalin bestehen

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DE2505715B1 DE19752505715 DE2505715A DE2505715B1 DE 2505715 B1 DE2505715 B1 DE 2505715B1 DE 19752505715 DE19752505715 DE 19752505715 DE 2505715 A DE2505715 A DE 2505715A DE 2505715 B1 DE2505715 B1 DE 2505715B1
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description

Es ist bekannt, Dinitronaphthalin herzustellen, indem man Naphthalin oder Nitronaphthalin mit einem Gemisch aus Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure nitriert (DT-PS 1 17 368, B.I.O.S.-Bericht 986, Part II, S. 429, Hodgson, Whitehurst, J. ehem.
NO,
Soc. [London], 1945, S. 202 bis 204). Das bei der Nitrierung entstehende Dinitronaphthalin bildet mit der konzentrierten Schwefelsäure einen zähflüssigen Brei aus dem das Dinitronaphthalin nicht abgetrennt werden kann. Um das Dinitronaphthalin zu isolieren, ist es notwendig, das Reaktionsgemisch mit Wasser zu verdünnen.
Weiterhin ist aus der DT-AS 11 50 965 ein Verfahrer zur kontinuierlichen Herstellung von 1,5- und 1,8-Dinitronaphthalin bekannt, durch welches reines a-Nitro naphthalin oder ein Mononitronaphthalin, wie es bei der Nitrierung von Naphthalin als Rohprodukt erhalten wird, mit einem Gemisch aus 90- bis 98%iger Salpetersäure und 96- bis lOO°/oiger Schwefelsäure nitriert wird. Das Reaktionsgemisch wird dann in eine große Menge Wasser eingebracht und das auskristallisierende Dinitronaphthalingemisch in üblicher Weise abgetrennt.
Es wurde gefunden, daß man Isomerengemische, die vorwiegend aus 1,5- und 1,8-Dinitronaphthalin bestehen, herstellen kann, wenn man in kontinuierlicher Arbeitsweise Nitronaphthalin bei einer Temperatur von 20 bis 500C mit 60- bis 80gewichtsprozentiger wäßriger Salpetersäure umsetzt, das entstandene Dinitronaphthalin in an sich bekannter Weise abtrennt, die zurückgebliebene Salpetersäure mit hochkonzentrierter Salpetersäure bis zu einer Konzentration von 60 bis 80 Gewichtsprozent anreichert und anschließend wieder in die Umsetzung zurückführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch die folgende Gleichung erläutert werden:
NO2
+ HNO3
+ H2O
Zur Nitrierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen die isomeren Nitronaphthaline, vorzugsweise 1-Nitronaphthalin, in Betracht.
Die Umsetzung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bei Temperaturen von 20 bis 500C, bevorzugt von 35 bis 48° C, durchgeführt werden.
Für die Nitrierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wäßrige Salpetersäure eingesetzt. Die Konzentration der eingesetzten Säure liegt bei 60 bis 80 Gewichtsprozent, bevorzugt bei 65 bis 75 Gewichtsprozent. Im allgemeinen setzt man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 4 bis 12 Mol, bevorzugt 5 bis 10 Mol, Salpetersäure mit 1 Mol Nitronaphthalin um.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zurückgebliebene Salpetersäure nach der Reaktion mit hochkonzentrierter Salpetersäure bis zu einer Konzentration von 60 bis 80 Gewichtsprozent angereichert und wieder in die Umsetzung zurückgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
In einem offenen Reaktionsgefäß legt man die Salpetersäure vor und tropft bei der Reaktionstemperatur unter Rühren das geschmolzene Nitronaphthalin zu. Nach erfolgter Umsetzung kann das Dinitronaphthalin mit Hilfe einer Nutsche abgetrennt werden. Die nach der Reaktion zurückgebliebene Salpetersäure wird nach dem Anreichern ohne weitere Reinigung wieder in die Umsetzung zurückgeführt.
Das Volumen der hochkonzentrierten Salpetersäure, die zur Anreicherung der nach der Reaktion zurückgebliebenen Salpetersäure benötigt wird, entspricht etwa dem Volumen der Restfeuchte, die mit dem Dinitronaphthalin abgetrennt wird. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bleibt also das Reaktionsvolumen praktisch unverändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß das Dinitronaphthalin in einfacher Weise und mit hohen Ausbeuten gewonnen werden kann. Die nach der Reaktion zurückbleibende Säure kann wieder in einer neuen Reaktion eingesetzt werden und muß nicht, beispielsweise durch Neutralisation, vernichtet werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß keine Schwefelsäure verwendet wird und daher das Problem der Vernichtung oder des Aufkonzentrierens der anfallenden verdünnten Schwefeisäure entfällt.
Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine gefahrlose Herstellung von Dinitronaphthalin, da während der Reaktion keine hochkonzentrierte Salpetersäure benötigt wird. Hochkonzentrierte SaI-petersäure bildet mit Aromaten stark explosive Gemische (Manual of Hazardous Chemical Reactions [1968], S. 139).
Bei der Reaktion entstehen praktisch nur die
isomeren Dinitronaphthaline in hoher Reinheit. Man erhält vorwiegend ein Isomeren-Gemisch, das aus 1,5- und 1,8-Dinitronaphthalin besteht.
Beispiel
Eine Schmelze von 1-Nitronaphthalin (1 Mol) wird im Verlauf von 2 Stunden in 75gewichtsprozentige Salpetersäure (6,6 Mol) unter Rühren gedruckt. Die Reaktionsmischung wird dabei durch Kühlung bei einer Temperatur von 45 bis 50° C gehalten.
Zu Beginn der kontinuierlichen Arbeitsweise wird die 75%ige Salpetersäure durch Vermischen von 98%iger Salpetersäure und Wasser hergestellt. Im folgenden wird die nach der Reaktion zurückgebliebene Salpetersäure eingesetzt, wobei die Salpetersäureverluste durch Zugabe von frischer 98%iger Salpetersäure ausgeglichen werden.
Im Verlauf der Nitrierung kristallisieren die isomeren Nitronaphthaline aus der Salpetersäure aus und werden nach einer Nachrührzeit von 2 Stunden mit Hilfe einer Nutsche abfiltriert. Der Filterkuchen wird mit wenig 68%iger Salpetersäure und anschließend mit Wasser säurefrei gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man ein Gemisch aus 1,5- und 1,8-Dinitronaphthalin mit einer Ausbeute von 85,8% der Theorie.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Isomerengemischen, die vorwiegend aus 1,5- und 1,8-Dinitronaphthalin bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man in kontinuierlicher Arbeitsweise Nitronaphthalin bei einer Temperatur von 20 bis 500C mit 60- bis 80gewichtsprozentiger wäßriger Salpetersäure umsetzt, das entstandene Dinitronaphthalin in an sich bekannter Weise abtrennt, die zurückgebliebene Salpetersäure mit hochkonzentrierter Salpetersäure bis zu einer Konzentration von 60 bis 80 Gewichtsprozent anreichert und anschließend wieder in die Umsetzung zurückführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von 35 bis 48° C durchführt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit 65- bis 75%iger Salpetersäure durchführt.
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