DE2648054B2 - Verfahren zur Herstellung von Dichlornitroanilinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von DichlornitroanilinenInfo
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Description
NH,
worin einer der beiden Reste R4 und R5 eine Nitrogruppe und der andere ein Wasserstoffatom
bedeutet, mit Aikalihypochloriten oder Erdalkalihypochloriten
in einer Menge von 1 bis 1,2 Äquivalenten Hypochlorit, bezogen auf 1 Mol
Ausgangsstoff II, bei einer Temperatur von 27 bis 600C in Gegenwart von 500 bis 5000 Gewichtsprozent
Wasser, bezogen auf die Gewichtsmenge Ausgangsstoff II, und von 5 bis 400 Gewichtsprozent
einer starken Säure, bezogen auf die Gewichtsmenge zugesetzten Wassers, umsetzt
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 2,6-Dichlor-4-nitroanilin und 2,4-Dichlor-6-nitroaniIin
durch Umsetzung von 2- bzw. 4-Nitroanilin mit Hypochloriten in Gegenwart einer
starken Säure bei einer Temperatur oberhalb 25°C.
Es ist aus Houben - Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band 5/3, Seiten 705 bis 713 bekannt, daß durch
direkte Chlorierung aus aromatischen Aminen, die eine freie Aminogruppe besitzen, die entsprechenden
Chlorderivate nur in schlechter Ausbeute zugänglich sind, da die freie Aminogruppe mit Chlor zu
Chlorstickstoff-Verbindungen reagiert, die wegen ihrer Instabilität bei der Chlorierung unter Bildung teeriger
Produkte zersetzt werden. In J. Chem. Soc, Band 93, Seite 1773 (1908) wird berichtet, daß bei der Umsetzung
von 4-Nitroanilin mit Chlor bei tiefer und höherer Temperatur in Gegenwart von Salzsäure und in sehr
verdünnter, wäßriger Lösung, z. B. mit 0,8 gewichtsprozentiger, wäßriger Säure, 2,6-Dichlor-4-nitroanilin stets
verunreinigt anfällt und erst durch Umkristallisation des Rohproduktes in reiner Form zu erhalten ist. Die
Umsetzung wurde nur mit 2 bis 10 Gramm Ausgangsstoff durchgeführt. Überträgt man die Bedingungen des
beschriebenen Verfahrens in den großtechnischen Maßstab, z. B. mit mindestens 500 kg Ausgangsstoff je
Umsetzung, so erhält man schon bei tiefer und weit stärker noch bei höherer Temperatur erhebliche Anteile
an harzigen, verfärbten Rückständen und Zersetzungs-
produkten. Ähnliche Beobachtungen schon im Labormaßstab
lassen sich aus dem Hinweis auf Seite 1773 (Journal, loccit), unbedingt tiefe Temperaturen zu
verwenden und den Endstoff umzukristallisieren, entnehmen.
to Weiterhin ist aus Houben -Weyl, Ioacit, Seite 706
bekannt, daß die unerwünschte Bildung von Chlorstickstoff-Verbindungen
verhindert werden kann, wenn die freie Aminogruppe des zu chlorierenden aromatischen
Amins in einem der Chlorierungsreaktion vorgelagerten
is Reaktionsschritt durch Substitution, beispielsweise
durch Acetylierung, geschützt wird; die Acylgruppe muß dann nach Durchführung der Chlorierung in einem
dritten Reaktionsschritt wieder abgespalten werden. Zuweilen (Seite 710) ist es vorteilhafter, die freien
μ aromatischen Amine vor der Chlorierung durch Sulfonierung in die entsprechenden Sulfonsäuren zu
überführen; die Sulfonsäuren wenden anschließend bei niederer Temperatur chloriert, und zum Schluß wird die
Sulfonsäuregruppe durch Temperaturerhöhung wieder abgespalten. Auf diese Weise erhält man 2,6-Dichlor-4-nitroanilin
über 4-Nitroanilinsulfonsäure in 87prozentiger Ausbeute. Houben—Weyls Werk gibt ausdrücklich
an, daß eine Umsetzung von 2-Nitroanilin bzw. 4-Nitroanilin mit Schwefelsäure, Natriumchlorid und
Natriumhypochloritlösung bei Raumtemperatur in guter Ausbeute zum entsprechenden Monochlornitroanilin,
das das Chloratom in 4-Stellung bzw. 2-Stellung zur Aminogruppe trägt, führt
47gewichtsprozentiger Salzsäure und 30gewichtsprozentigem H2O2 führt zu 2,6-Dichlor-4-nitroaniIin in
74prozentiger A isbeute (Houben—Weyl, loc. cit, Seite
710).
und Reinheit des Endstoffs, einfachem und wirtschaftlichem Betrieb, gerade auch im großtechnischen Maßstab,
unbefriedigend
Es wurde nun gefunden, daß man Dichlornitroaniline der allgemeinen Formel
R2
NH2
worin R1 eir Chloratom bedeutet einer der beiden
Reste R2 und R3 ein Chloratom bezeichnet und der andere der beiden Reste R2 und R3 für eine Nitrogruppe
steht durch Umsetzung von Nitroanilinen mit Chlorverbindungen vorteilhaft erhält, wenn man ein Nitroanilin
der allgemeinen Formel
R4
(II)
worin einer der beiden Reste R4 und R5 eine Nitrogruppe und der andere ein Wasserstoffatom
bedeutet, mit Alkalihypochloriten oder ErdaJkalihypochloriten
in einer Menge von 1 bis 1,2 Äquivalenten Hypochlorit, bezogen auf ein Mol Ausgangsstoff II, bei
einer Temperatur von 27 bis 600C in Gegenwart von
500 bis 5000 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die Gewichtsmenge Ausgangsstoff II, und von 5 bis 400
Gewichtsprozent einer starken Säure, bezogen auf die Gewichtsmenge zugesetzten Wassers, umsetzt.
Die Umsetzung kann für den Fall der Verwendung von Natriumhypochlorit, 4-Nitroanilin und Schwefelsäure
durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden:
+ 2 NaOCl + H2SO4
-2H2O
-Na2SO4
-Na2SO4
Im Hinblick auf den Stand der Technik liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfacherem und
wirtschaftlicherem Wege 2,6-DichIor-4-nitroanilin und
2,4-Dichlor-6-E«,jOaniIin in besserer Ausbeute und
Reinheit, gerade auch im industriellen Maßstab. Besondere Reinigungsoperationen oder eine Umwandlung
des Ausgangsstoffs in sein Acyl- oder Sulfonsäurederivat sind nicht notwendig. Die Bildung von
harzigen oder teerigen Nebenstoffen oder Zersetzungsprodukten ist nicht im wesentlichen Maße zu beobachten.
Alle diese vorteilhaften Ergebnisse sind gerade im Hinblick auf die Lehre, in der Kälte umzusetzen,
überraschend. Auch war im Hinblick auf den Stand der Technik nicht zu erwarten, daß unter den erfindungsgemäßen
Bedingungen die Dichlorverbindung ohne wesentliche Bildung der Mono, 'jlorverbindung und
zusätzlich der Endstcff in besserer Ausbeute und Reinheit erhalten werden würden.
Als Ausgangsstoffe II kommen 2-Nitro-, 4-Nitro-ani-Hn
bzw. Gemische von 2-Nitro- und 4-Nitro-anilin in Betracht. Als weitere Ausgangsstoffe verwendet man
Hypochlorite, in der Regel in Gestalt von entsprechenden wäßrigen, alkalischen Lösungen. Man setzt die
Hypochlorite in einer Menge von 1 bis 1X vorzugsweise
von 1,05 bis 1,1 Äquivalenten Hypochlorit, bezogen auf 1 Mol Ausgangsstoff II, um. Der Äquivalenz wird das
oben angegebene Formelschema zugrundegelegt, z. B. bedeuten 2 Mol Natriumhypochlorit oder 1 Mol
Calciumhypochlorit 1 Äquivalent eines Mols Nitroanilin. Vorteilhaft verwendet man Calciumhypochlorit, Magnesiumhypochlorit,
Bariumhypochlorit, Lithiuirhypochlorit,
vorzugsweise Kaliumhypochlorit und insbesondere Natriumhypochlorit Die zweckmäßig verwendeten,
wäßrigen Hypochloritlösungen, vorteilhaft Alkalihypochloritlösungen,
enthalten im allgemeinen von 5 bis 15, vorzugsweise von 12 bis 14 Gewichtsprozent
Hypochlorit und können zusätzlich von 0,2 bis 2,5 Mol Alkalihydroxid je MoI Hypochlorit enthalten.
Wasser wird dem Ausgangsgemisch zugesetzt, was hier als zugesetztes Wasser definiert wird. Daneben
bilden sich im Verlauf der Reaktion weitere Anteile an Wasser. Man setzt dem Ausgangsgemisch 500 bis 5000,
vorzugsweise 1000 bis 4000 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die Gewichtsmenge Ausgangsstoff II, zu;
der Zusatz erfolgt teilweise oder zweckmäßig ganz in Gestalt entsprechender wäßriger Säurelösungen und
bzw. oder Hypochloritlösungen.
Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von 27°C h5
bis 60°C, vorteilhaft 30 bis 550C, zweckmäßig von 35 bis
500C, vorzugsweise von 40 bis 450C, drucklos oder unter
Druck, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt. In der Regel dienen die Komponenten des
Ausgangsgemischs, z. B. Wasser, Säure oder meist das
gesamte Ausgangsgemisch als Lösungsmedium der Reaktion.
Unter starken Säuren werden hier organische oder anorganische, unter den Reaktionsbedingungen inerte
Säuren mit einem Säureexponent (pKs) von — 7 bis +2,16 verstanden; bezüglich der Definition der
Säureexponenten bzw. des pKs-Wertes wird auf Ullmanns Encyklopgdie der technischen Chemie, Band
15, Seite 2, verwiesen. Geeignet sind beispielsweise konzentrierte Schwefelsäure, zweckmäßig wäßrige 90-bis
98gewichtsprozentige, Phosphorsäure, zweckmäßig wäßrige 85- bis 90gewichtsprozentige, Salzsäure,
zweckmäßig wäßrige 30- bis 38gewichtsprozentige, Salpetersäure, zweckmäßig wäßrige 60- bis 65gewichtsprozentige,
Perchlorsäure, zweckmäßig wäßrige 65- bis 70gewichtsprozentige, Ameisensäure, zweckmäßig
wäßrige 85- bis 99gewichtsprozentige. Ebenfalls kommen Chlorwasserstoffgas, Borsäure, Trichloressigsäure,
Trifluoressigsäure, saure Ionenaustauscher in Gestalt von Polyfluoräthylensulfonsäuren in Betracht. Bevorzugte
Säuren sind Salzsäure oder Schwefelsäure, insbesondere vorgenannter Konzentrationen. Die Säure
verwendet man zweckmäßig in Mengen von 1,0 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsteilen Säure je
Gewichtsleil Ausgangsstoff II. Konzentrationen von 5 bis 400, vorzugsweise von 10 bis 100 Gewichtsprozent
Säure, bezogen auf die Gewichtsinenge zugesetzten
Wassers, kommen in Betracht. Säure wird bei diesen Konzentrationsangaben und Mengenangaben als
lOOprozentige, wasserfreie Säure berechnet, unabhängig
von der tatsächlichen Konstitution oder der mit der Säure beim Zusatz vermischten Wassermenge. Setzt
man zusammen mit der Hypochloritlösung überschüssiges Alkali zu, was häufig aus Gründen der Stabilisierung
solcher Lösungen geschieht, so werden im allgemeinen vorgenannte vorteilhafte Säuremengen durch entsprechende,
dem Alkaliüberschuß äquivalente Säuremengen erhöht
Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch von Ausgangsstoff II, Hypochlorit, Säure
und Wasser wird während 0,5 bis 15 Stunden bei der Reaktionstemperaüir gehalten. Zweckmäßig läßt man
das Hypochlorit, z. B. die wäßrige Natriumhypochlorit-Lösung zum Gemisch der Reaktionspartner zulaufen.
Der Zulauf kann in einem weiten Bereich beliebig schnell erfolgen. Das Reaktionsende fällt meist mit dem
Ende des Zulaufs des Hypochlorits zusammen. Aus dem Reaktionsgemisch wird der Endstoff in üblicher Weise,
z. B. durch Filtration, abgetrennt.
Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Ausgangsstoffe für die
Herstellung von Pharmaceutica, Farbstoffen und Schädlingsbekämpfungsmitteln.
So wird z. B. die Herstellung von Farbstoffen, die 2,6-Dichlor-4-nitroanüin als Diazokomponente
enthalten, in den deutschen Patentschriften 9 16 968,8 88 290,10 11 545,8 94 422,9 24 763 und in
der Schweizer Patentschrift 3 65 809 beschrieben. Andererseits kann man die Endstoffe I beispielsweise
nach der in der deutschen Patentanmeldung P 25 55 736.2 beschriebenen Arbeitsweise mit Alkoholen
und Nitrosierungsmitteln bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Säure in 3,5-Dichlornitrobenzol
umwandeln, 3,5-Diehlornitrobenzol ist ein wertvoller
Ausgangsstoff für die Herstellung von Pharmaceutica, Farbstoffen und Schädlingsbekämpfungsmitteln. Bezüglich
der Verwendung wird auf vorgenannte Veröffentlichungen
und UUmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 12, Seiten 798 bis 800, verwiesen.
Die in den Beispielen genannten Teile bedeuten Gewichtsteile.
Man trägt 138 Teile 4-Nitroanilin in 2400 Teile 38gewichtsprozentige, wäßrige Salzsäure ein und
erwärmt das Gemisch auf 40°C. Man gibt 1250 Teile Chlorlauge (enthaltend 162 Teile Natriumhypochlorit
und 87 Teile Natriumhydroxid) innerhalb einer Stunde bei 44° C zu. Man kühlt das Gemisch und saugt ab. Man
erhält 213 Teile (97% der Theorie) 2,6-DichIor-4-nitroanilin vom Schmelzpunkt 180 bis 182°C.
Setzt man analog Beispiel 1 mit 800 Teilen eOgewichtsprozentiger Schwefelsäure statt Salzsäure
um, dann erhält man 195 Teile (94% der Theorie) 2,6-Dichlor-4-nitroanilin vom Schmelzpunkt J75 bis
180° C.
Man trägt 138 Teile 2-Nitroanilin in 1000 Teile
30gewichtsprozentige, wäßrige Salzsäure ein und erwärmt anschließend das Gemisch auf 35° C Man gibt
5000 Teile Chlorlauge (enthaltend 157 Teile Natriumhypoohlorit und 87 Teile Natriumhydroxid) bei 41° C zu.
Man kühlt das Gemisch und saugt ab. Man erhält 195 Teile (94% der Theorie) 2,4-Dichlor-6-nitroanilin vom
Schmelzpunkt 93 bis 95° C.
Man trägt 138 Teile 4-Nitroanilin in 500 Teile Ameisensäure ein und erwärmt :5as Gemisch anschließend
auf 40° C Man gibt innerhalb von 2 Stunden 1400
Teile Chlorlauge (enthaltend 164 Teile Natriumhypochlorit und 89 Teile Natriumhydroxid) bei 40° C zu. Man
kühlt das Gemisch und saugt ab. Man erhält 187 Teile (90% der Theorie) 2,fi>-Dichlor-4-nitK>anilin vom
Scnmelzpunkt 174 bis 178° C.
Setzt man analog Beispiel 4 mit 700 Teilen SOgewichtsprozentiger, wäßriger Salpetersäure um,
dann erhält man 186 Teile (90% der Theorie) 2,6-Dichlor-4-nitroaniIin vom Schmelzpunkt 177 bis
1790C.
Claims (1)
1. Verfaliren zur Herstellung von Dichlornitroanilinen
der allgemeinen Formel
NH2
worin R1 ein Chloratom bedeutet, einer der beiden
Reste R2 und R3 ein Chloratom bezeichnet und der andere der beiden Reste R2 und R3 für eine
Nitrogruppe steht, durch Umsetzung von Nitroanilinen mit Chlorverbindungen, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Nitroanilin der allgemeinen Formel
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