DE849100C - Process for the simultaneous production of sodium cyanate and fatty alcohols - Google Patents
Process for the simultaneous production of sodium cyanate and fatty alcoholsInfo
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Description
Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Natriumcyanat und Fettalkoholen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwendung von metallischem Natrium für die gleichzeitige Herstellung von Natriumcyanat (oder Natriumcyanid, welches handelsüblicher-weise wertvoller ist) und Fettalkoholen ohne Mehrverbrauch über das nach üblichen Arbeitsweisen zur Herstellung eines jeden Erzeugnisses erforderliche Maß hinaus. Gegenwärtig wird Natriumcyanid aus metallischem Natrium, Ammoniak und Kohle bei einer relativ hohen Temperatur hergestellt. In einer besonderen Verfahrensstufe wird etwas von dem Cyanid in Natriumcyanat umgewandelt, welches sich für einige besondere industrielle Verwendungszwecke eignet, doch können Spuren des hochgiftigen Cyanids in ihm zugegen sein, was die Brauchbarkeit des Erzeugnisses für viele Zwecke ausschließt, und ferner verhindern die Gesamtkosten des Produktes seine Verwendung für manche Zwecke, für die es an sich chemisch geeignet ist. Fettalkohole werden gegenwärtig in großen technischen Mengen durch Reduktion von Fettsäureestern und Triglyceriden mit metallischem Natrium mit anschließender Umwandlung des Natriums in kaustische Soda hergestellt. Entweder kann man dieses Verfahren als Fettalkoholerzeugung ohne zusätzlichen Verbrauch von metallischem Natrium gegenüber dem Verbrauch ansehen, den die Herstellung von Natriumverbindungen des Cyanat-Cyanid-Typs normalerweise erfordert, oder als ein Verfahren zur Herstellung dieser Natriumsalze ohne Verwendung von mehr Natrium, als der herkömmliche Fettalkoholprozeß erfordert.Process for the simultaneous production of sodium cyanate and fatty alcohols The present invention relates to a method of using metallic Sodium for the simultaneous production of sodium cyanate (or sodium cyanide, which is commercially more valuable) and fatty alcohols without additional consumption about what is required for the manufacture of each product according to normal working methods Measure beyond. Currently, sodium cyanide is made from metallic sodium, ammonia and Coal produced at a relatively high temperature. In a special procedural stage some of the cyanide is converted to sodium cyanate, which for some special industrial uses, but may contain traces of the highly toxic Cyanide may be present in it, which makes the product useful for many purposes excludes, and furthermore, the total cost of the product prevents its use for some purposes for which it is chemically suitable per se. Be fatty alcohols currently in large technical quantities by reducing fatty acid esters and Triglycerides with metallic sodium with subsequent conversion of the sodium made in caustic soda. Either one can use this process as fatty alcohol production without additional consumption of metallic sodium compared to consumption, the preparation of sodium compounds of the cyanate-cyanide type normally or as a method for producing these sodium salts without using them of more sodium than the conventional fatty alcohol process requires.
Unter allen diesen Gesichtspunkten beruht die Erfindung auf der Entdeckung und Erkenntnis, daß das Reaktionsvermögen, die Affinität und Verwendungsmöglichkeit einer gegebenen Menge von metallischem Natrium zweimal in einem einzigen Verfahren angewendet werden kann, um die Arbeit zur Herstellung von Produkten zu tun, welche sonst einen doppelten Verbrauch an metallischem Natrium erfordern.In all of these respects, the invention is based on the discovery and realizing that that Responsiveness, affinity and ability to use a given amount of metallic sodium twice in a single process can be applied to do the work of making products which otherwise require a double consumption of metallic sodium.
Im vorliegenden Verfahren wird vor allem eia sehr reines Natriumcyanat erzeugt, welches frei von allen Sparen des giftigen Natriumcyanids ist, doch welches gegebenenfalls zu Cyanid reduziert werden kann, wenn der wirtschaftliche Wert des letzteren als größer anzusehen ist als der des Natriumcyanats. Wenn das Cyanat zuzeiten teurer ist als das Cyanid, so erzeugt dieses Verfahren Natriumcyanat unter Kosten, die natürlich unter denen des Natriumcyanids liegen. Gegenwärtig gestattet der Wert der Fettalkohole, welche gleichzeicig erzeugt werden, eine fernere Umwandlung des Natriumcyanats in Natriumcyanid ohne Gesamtkosten, die das so erzeugte Cyanid gegenüber dem heute auf dem Markt befindlichen Cyanid nicht konkurrenzf2.hig erscheinen lassen würden. Kurz, das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt zwei wertvolle technische Produkte praktisch zu dem Preise eines jeden, ohne dabei an die buchmäßige Festsetzung ihres Wertes zu denken.In the present process, above all, very pure sodium cyanate is used which is free from all spares of the poisonous sodium cyanide, but which can optionally be reduced to cyanide if the economic value of the the latter is to be regarded as greater than that of sodium cyanate. If the cyanate at times is more expensive than the cyanide, this process produces sodium cyanate at a cost, which of course are below those of sodium cyanide. Currently the value allows of the fatty alcohols which are produced at the same time, a further transformation of the Sodium cyanate in sodium cyanide with no total cost compared to the cyanide produced in this way do not make it appear competitive with the cyanide currently on the market would. In short, the process of the present invention creates two valuable technicals Products practically at the price of everyone, without having to fix the book to think of their worth.
Abgesehen von dem Vorteil des vorliegenden Verfahrens in b3zug auf die Erzeugung der genannten Natriumverbindungen bildet das Verfahren besondere Verbesserungen in der Herstellung von Fettalkoholen dergestalt, daß das gegenwärtige Natriumverfahren zur Herstellung von Fettalkoholen große :Mengen von alkalischem Glycerinwasser zusätzlich erzeugt, die von sehr begrenzter industrieller Verwendbarkeit und sehr begrenztem Wert sind. Die Trennung von Alkali und Glycerinwasser ist sehr schwierig. Tatsächlich besteht der einzig hervorstechende Gebrauchswert, dieser Lösung in der Herstellung von Seifen, die eine wirksame Konkurrenz auf dem Hauptverwendungsgebiet der Fettalkohole, der Reinigungsmittelindustrie, darstellen.Apart from the advantage of the present procedure in b3zug the production of the sodium compounds mentioned makes the process particular improvements in the production of fatty alcohols such that the current sodium process for the production of fatty alcohols large: additional amounts of alkaline glycerine water generated that of very limited industrial utility and very limited Are worth. The separation of alkali and glycerin water is very difficult. Indeed The only salient use value of this solution is its manufacture of soaps, which are an effective competition in the main field of application of fatty alcohols, the detergent industry.
Das bedeutet aber, daß diese alkalischen Glycerinwassernebenprodukte nur zur Herstellung von Fettsäureseifen nach der Seifenkesselmethodeverwendet werden können, die in der Herstellung von q. Molekülen Fettsäureseife auf jedes erzeugte Molekül Fettalkohol besteht. Wenn Fettalkohole üblicherweise für Reinigungszwecke sulfoniert werden und somit Fettsäureseifen gegenüber konkurrenzfähig gemachtwerden, so ist die herkömmliche Produktion von Fettalkoholen durch Natriumreduktion als wirtschaftlich starr anzusehen. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet die Herstellung eines konkurrierenden Nebenproduktes und ergibt tatsächlich Endprodukte von ungefähr gleichwertiger Beschaffenheit.However, this means that these alkaline glycerol water by-products can only be used for the production of fatty acid soaps by the soap kettle method can involved in the manufacture of q. Molecules of fatty acid soap produced on each Molecule is made up of fatty alcohol. When fatty alcohols are commonly used for cleaning purposes are sulfonated and thus made competitive with fatty acid soaps, so is the conventional production of fatty alcohols through sodium reduction than economically rigid to look at. The method according to the invention avoids production of a competing by-product and actually yields end products of approximate equivalent quality.
Sei es im Hinblick auf die Herstellung von Fettalkoholen oder von Natriumcyanat oder -cyanid, das Verfahren der vorliegenden Erfindung bietet sichtliche Vorteile, deren überraschendster ist, daß ein einziges Natriumatom nacheinander dazu verwendet wird, die Wirkung hervorzurufen, welche nach den der Erfindung vorangehenden Methoden 2 Atome Natrium erfordert. Da metallisches Natrium ein teures Produkt darstellt, welches ohne Zersetzung besonders schwierig aufzubewahren, zu verschiffen und zu behandeln ist, machen sich die wirtschaftlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung besonders bemerkbar.Be it with regard to the production of fatty alcohols or from Sodium cyanate or cyanide, the process of the present invention offers evident Advantages, the most surprising of which is that a single sodium atom in succession is used to produce the effect obtained after that of the foregoing invention Methods Requires 2 atoms of sodium. Since metallic sodium is an expensive product, which is particularly difficult to store, ship and deliver without decomposition treat, the economic advantages of the present invention make themselves felt particularly noticeable.
In ihrem weitesten Umfange umfaßt die Erfindung die Reaktion von metallischem Natrium mit Estern in Gegenwart von reduzierend wirkendem Alkohol zur Herstellung von Natriumalkoholaten, worauf die Natriumalkoholate mit Harnstoff zur Herstellung von Alkoholen und Natriumc5,anat zur Reaktion gebracht werden. Gegebenenfalls kann das Natriumcyanat zu Natriumcyanid reduziert werden, ohne die Kosten des Cyanids in unwirtschaftlicher Weise zu erhöhen, wenn der Marktwert der Fettalkohole bei der Berechnung richtig berücksichtigt wird.In its broadest scope, the invention encompasses the reaction of metallic substances Sodium with esters in the presence of reducing alcohol for the production of sodium alcoholates, whereupon the sodium alcoholates with urea for the production of alcohols and sodium c5, anat are made to react. If necessary, can the sodium cyanate can be reduced to sodium cyanide without the cost of the cyanide to increase in an uneconomical manner when the market value of the fatty alcohols at is correctly taken into account in the calculation.
Die bei diesem Ve_ f ihren anzuwendenden Fettsäureester können natürliche tierische und pflanzliche Fette, Öle und Wachse s°in. Synthetische Ester derselben Struktur, wie Methyloleat, Äthylstearat, Butyllaurat u. d,-I., können ebenf_ills v,@rwendet werden. Derartige Ester können als Reaktionsprodukte höherer aliphatischer Carbonsäuren mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen charakterisiert werden.The fatty acid esters to be used in this process can be natural animal and vegetable fats, oils and waxes s ° in. Synthetic esters thereof Structure, such as methyl oleate, ethyl stearate, butyl laurate and the like, can also be used v, @ r be used. Such esters can be higher aliphatic as reaction products Carboxylic acids can be characterized with mono- or polyhydric alcohols.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, handelsübliche Fette und Öle als Fettsäureester zu verwenden, doch können Wachse vom Estertyp ebenso verwendet werden. Solche Fette und Öle müssen indessen einen sehr niedrigen Gehalt an freien Fettsäuren haben, um eine Vergeudung des kostbaren metallischen Natriums durch die Bildung von Natriumseifen zu verhindern. Wenn man ein geringwertigeres Fett oder 01 verwenden will, das sich durch einen wesentlichen Gehalt an freien Fettsäuren kennzeichnet, dann muß das Fett oder 01 esterifiziert werden, z. B. mit einem einwertigen Alkohol, um einen synthetischen Ester zu erhalten. Auch kann, seitdem die Technik zur Isolierung verschiedener bis dahin unbekannter Fettsäuren bekannt ist, während entsprechende Verfahren zur Isolierung der entsprechenden Alkohole noch nicht entwickelt worden sind, eine einzelne Fettsäure verestert und bei vorliegendem Verfahren verwendet werden, wenn die Herstellung des entsprechenden besonderen Fettalkohols gewünscht wird.In general, it is desirable to use commercially available fats and oils as fatty acid esters, but ester type waxes can also be used. However, such fats and oils must have a very low content of free fatty acids in order to prevent the waste of the precious metallic sodium in the formation of sodium soaps. If you have a geringwertigeres fat or use 01 wants, is characterized by a significant content of free fatty acids, then the fat or esterified 01 has such. B. with a monohydric alcohol to obtain a synthetic ester. Also, since the technique of isolating various hitherto unknown fatty acids has become known, while corresponding processes for isolating the corresponding alcohols have not yet been developed, a single fatty acid can be esterified and used in the present process if the production of the corresponding particular fatty alcohol is desired .
Das Verfahren besteht anfangs darin, den Ester mit metallischem Natrium in Gegenwart eines reduzierend wirkenden Alkohols zur Reaktion zu bringen. Diese notwendige Maßnahme ist von dem ersten Verfahrensschritt der herkömmlichen Verfahrensweise zur Darstellung von Fettalkoholen vermittels Natriumreduktion nicht verschieden, doch ist es im Hinblick auf die nachfolgenden Verfahrensschritte erwünscht, daß der reduzierend wirkende Alkohol unter Berücksichtigung seines Siedepunktes ausgewählt wird, um einen relativ hohen Siedepunkt des aus der Natriumreaktion erhaltenen Gemisches zii bekommen. Das bedeutet, daß, wenn auch die Reaktionsfähigkeit des reduzierend wirkenden Alkohols einen wichtigen Faktor darstellt, einiges von dieser Fähigkeit im Hinblick auf die Harnstoffreaktion geopfert werden muß. Diese Betrachtung führt auch zur Auswahl eines neutralen Verdünnungsmittels, das allgemein zum Schutze des Natriums gegenüber atmosphärischen Einflüssen während seiner Einführung in die Reaktion und/oder zur Erniedrigung der Viskosität des Reaktionsgemisches üblicherwc 4se angew,#ndet wird. Vorzugsweise sind die betreffcu<len Alkohole hochsiedende sekundäre Alkohole, wie sek.-Btitylalkoliol, Methylbutylcarbinol (Methyl-;tm@rl;ilkoliol), Cvclohexcinol (Hexalin) u. dgl., oder solche tertiären Alkohole, wie tert.-Butyl- und tert.-Aniylalkohol.Wenn auch das Verdünnungsmittel das übliche Toltiol sein kann, so ist doch das höhersiedende Xylol vorzuziehen. Wie in Beispiel 7 erläutert, wird die Natriumreduktion oft in einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt.The procedure is initially to mix the ester with metallic sodium to react in the presence of a reducing alcohol. These necessary measure is from the first procedural step of the conventional procedure for the preparation of fatty alcohols by means of sodium reduction not different, however, in view of the subsequent process steps, it is desirable that the reducing alcohol selected taking into account its boiling point becomes to a relatively high boiling point of the mixture obtained from the sodium reaction get zii. That means that, albeit the reactivity of the reducing Acting alcohol is an important factor in some of this ability must be sacrificed in view of the urea reaction. This consideration leads also to choose a neutral diluent that is generally used to protect the Sodium to atmospheric influences during its introduction into the reaction and / or usually to lower the viscosity of the reaction mixture 4se is applied. The alcohols in question are preferably high-boiling secondary ones Alcohols, such as sec-btityl alcohol, methylbutylcarbinol (methyl-; tm @ rl; ilkoliol), Cvclohexcinol (hexalin) and the like, or such tertiary alcohols as tert-butyl- and tert.-aniyl alcohol. Even if the diluent be the usual toltiol the higher-boiling xylene is preferable. As explained in example 7, the sodium reduction is often carried out in a nitrogen atmosphere.
In der ersten Verfahrensstufe werden bei Verwendung natürlicher Fette als Ester r Molekül des Fetts@iLiretriglvcerid: und 6 Moleküle des reduzierend wirkenden Alkolio1s mit 12 Atomen Natrium zur Reaktion gebracht, tun ,3 Moleküle eines Natriumfettalkoholats, i Molekül Trinatriumglvcerat und 6 Moleküle des NatriunialkoholatsdesreduzierendwirkendenAlkohols zii erhalten. Wie erwähnt, wird ein neutrales Verdünnungsmittel, welches nicht an der Reaktion teilnimmt, in iibliclier Weise verwendet, und gegebenen- , falls kann ein Cberschuß des reduzierend wirkenden Alkohols hinzugefügt werden, um das Gemisch weiterhin zii verdünnen, nachdem die Reaktion beendet ist. Das inerte Verdünnungsmittel kann auch, wie im Beispiel 2 erläutert, nach beendeter Reduktion abgetrieben werden.In the first stage of the process, natural fats are used as an ester r molecule of the fat @ iLiretriglvcerid: and 6 molecules of the reducing agent Alkolio1s reacted with 12 atoms of sodium, do 3 molecules of a sodium fatty alcoholate, 1 molecule of trisodium glycolate and 6 molecules of sodium alcoholate of the reducing alcohol zii received. As mentioned, a neutral diluent will not adhere to it participates in the reaction, used in the usual way, and if necessary can an excess of the reducing alcohol can be added to the mixture continue to dilute zii after the reaction is complete. The inert diluent can also, as explained in Example 2, be driven off after the reduction has ended.
_11s zweite Verfahrensstufe wird das Reaktionsgemisch mit Harnstoff bei Temperaturen von ungefähr iio bis Zoo' erhitzt, vorzugsweise oberhalb des Scliinelzp;inktes cIe; Harnstoffes, der i33° beträgt. Es wurde gefunden, daß die Reaktion auch beginnt und fortschreitet, wenn kein Cberschuß an Alkohol zugegen ist, um den Harnstoff in Lösung zu bringen. Das bedeutet, daß der Harnstoff direkt auf die Alkoholate eines stöchiometrischen Gemisches der ursprünglichen Reaktionsteilnehmer einwirken kann. Ferner wurde gefunden, daß, wenn einige Natriumteilchen, die nicht reagiert haben, im Reaktionsgefäß zurückgeblieb-,n sein sollten, der Zusatz des Harnstoffes solche Teilchen beseitigt und damit die Gefahren vermeidet, die beim Umgang mit Lösungen, die metallisches N atrium enthalten, entstehen. Durch diese Harnstoffreaktion wird Natriumcvanat erhalten, welches au, <i@2ni (!-,misch ausfillt, und ferner Alkohole, einschließlich Fettalkohole und Glycerin, und Aminoniakgas, welches aus der Reaktionskammer abgezogen wird. Vorzugsweise wird die Reaktion unter Rückfluß ausgeführt, um einen Verlust an Alkohol und Verdünnungsmittel-zu vermeiden. Außerdem wurde gefunden, (1-1l3 die Geschwindigkeit der Harnstoffnatriumalkoholatreaktion von der Temperatur abhängt. Daher ermöglicht die Verwendung von höhersiedenden reduzierend wirkenden Alkoholen und Xylol z. B., daß der Rückfluß bei den erforderlichen Temperaturen ausgeführt werden kann. Gegebenenfalls kann auch Druck angewendet werden, um die Siedepunkte zu erhöhen.The second process stage is the reaction mixture with urea heated at temperatures of about 10 to 10 minutes, preferably above the skin of the skin cIe; Urea, which is i33 °. It was found that the reaction also started and if there is no excess alcohol, it advances to form the urea to bring into solution. That means that the urea acts directly on the alcoholates a stoichiometric mixture of the original reactants act can. It was also found that if some sodium particles did not react have remained in the reaction vessel, n should be the addition of urea eliminates such particles and thus avoids the dangers associated with handling Solutions containing metallic sodium arise. Through this urea reaction sodium vanate is obtained, which fills out a, <i @ 2ni (! -, mixed, and furthermore Alcohols, including fatty alcohols and glycerin, and aminonia gas, which is made up of is withdrawn from the reaction chamber. Preferably the reaction is refluxed carried out to avoid loss of alcohol and diluents. aside from that was found (1-1l3 the rate of the urea sodium alcoholate reaction depends on the temperature. Therefore allows the use of higher boiling reducing agents acting alcohols and xylene z. B. that the reflux at the required temperatures can be executed. If necessary, pressure can also be applied to the Increase boiling points.
Unter dem Ausdruck Alkoholate, der im vorhergehenden Abschnitt und in der weiteren Beschreibung gebraucht wird, sind die Reaktionsprodukte des metallischen Natriums mit irgendeiner der Ketten der ursprünglichen Estermoleküle, z. B. die Natriumsalze der niederen aliphatischen Alkohole, wie Methyl-, Äthyl-, Isopropyl- und Butylalkohol, zu verstehen, ferner die Natriumverbindungen gleichartiger Reaktionen längerer organischer Ketten, die denen der höheren Fettsäuren entsprechen, und endlich die Natriumverbindungen mehrwertiger Alkohole, wie Glykol und Glycerin, was von den angewendeten Reaktionsteilnehmern abhängt. `renn auch keine Harnstofflösung entsteht, so reagieren die Alkohole trotzdem mit dem Harnstoff unter Ausfallen des sich bildenden Natrium;yanats, so daß die Reaktion in der Hauptsache zii Ende geführt wird.Under the term alcoholates in the previous section and is used in the further description are the reaction products of the metallic Sodium with any of the chains of the original ester molecules, e.g. B. the Sodium salts of lower aliphatic alcohols, such as methyl, ethyl, isopropyl and butyl alcohol, as well as the sodium compounds of similar reactions longer organic chains, which correspond to those of the higher fatty acids, and finite the sodium compounds of polyhydric alcohols, such as glycol and glycerin, what of depends on the reactants used. `Don't run a urea solution either arises, the alcohols nevertheless react with the urea to precipitate the formed sodium; yanats, so that the reaction mainly led to the end will.
Das Natriumcyanat wird nach Reaktionsbeendigung von den Alkoholen durch Filtrieren, Zentrifugieren od. dgl. abgetrennt, wobei der Niederschlag mit Alkohol oder mit einem anderen flüssigen Lösungsmittel für die Alkohole des Reaktionsgemisches, aber nicht für das Natriumcyanat gewaschen wird.The sodium cyanate is released from the alcohols after the reaction has ended by filtration, centrifugation or the like. Separated, the precipitate with Alcohol or another liquid solvent for the alcohols of the reaction mixture, but not washed for the sodium cyanate.
Der nächste Verfahrensschritt ist die Trennung der cyanatfreien Alkohole. Wenn der Fettsäureester, der ursprünglich mit dem metallischen Natrium in Gegenwart des reduzierend wirkenden Alkohols behandelt wird, ein synthetischer Ester einer Fettsäure mit einem Alkohol niedrigeren Molekulargewichtes als der entsprechende Fettalkohol ist, so kann dieser zusammen mit dem reduzierend wirkenden Alkohol durch Destillation abgetrieben werden, worauf die Fettalkohole gleicherweise, um ihre Reinheit zu erhöhen, destilliert werden können. Wenn andererseits natürliche Fette und Öle, d. h. Triglyceride, als Ausgangsmaterial verwendet werden, wie es wegen ihrer Verwendbarkeit und niedrigen Preises zu empfehlen ist, muß das Glycerin von den anderen Alkoholen, also den Fettalkoholen und dem reduzierend wirkenden Alkohol, getrennt werden. Dies geschieht durch Waschen des Alkoholgemisches mit Wasser. Natürlich erfordert es um so weniger Raffinieren, je hochprozentiger das Glycerinwasser ist. Da nur so viel Wasser angewendet zu werden braucht, wie nötig ist, um das Glycerin auszuwaschen, ist es möglich, eine gute Trennung durch Verwendung einer Waschwassermenge zu erzielen, die nicht wesentlich das doppelte Gewicht des in der Mischung vorhandenen Glycerins übersteigt. Daher wird ein Gl_ycerinwasser erhalten, welches viel hochprozentiger ist als das in üblicher Weise erhaltene Glycerinwasser der Seifenherstellung.The next step in the process is the separation of the cyanate-free alcohols. When the fatty acid ester originally used with the metallic sodium in the presence of the reducing alcohol is treated, a synthetic ester of a Fatty acid with an alcohol of lower molecular weight than the corresponding one If fatty alcohol is, it can pass through together with the reducing alcohol Distillation driven off, whereupon the fatty alcohols alike to their To increase purity, can be distilled. If, on the other hand, natural fats and oils, d. H. Triglycerides, to be used as a starting material, as it is because of The glycerine must be recommended for its availability and low price the other alcohols, i.e. the fatty alcohols and the reducing alcohol, be separated. This is done by washing the alcohol mixture with water. Naturally The higher the percentage of glycerine water, the less refining it requires. Because only as much water needs to be used as is necessary to make the glycerine to wash out, it is possible to achieve a good separation by using an amount of washing water to achieve that is not substantially twice the weight of that present in the mixture Glycerin exceeds. Therefore a glycerine water is obtained, which is much higher percentage is than the glycerine water obtained in the usual way from soap production.
Natriumcyanat ist ein vielseitig verwendbares Reagens in der anorganischen und organischen Chemie. Es kann verwendet werden bei der Synthese der Cyanursäure, der Alkylharnstoffe, der Arylliarnstoffe, des Semicarbazids, des N, N-Hydrazodicarbonamids, des Ammelins, des Guanylharnstoffes, dersubstituierten Pyrazoline, der substituierten Isoxazole, der substituierten Imidazole u. dgl. Weit verbreitete Anwendung genießt es in der Landwirtschaft als selektivierender Krautentferner und als Entblätterungsmittel, z. B. für Baumwolle. Es wird weiter gebraucht in Salzbädern für die Behandlung vor- Aluminium-und Magnesiumlegierungen, bei der Einsatzhärtung von Stahl und findet auch bei der Gold- und Silberextraktion aus ihren Erzen Verwendung. Im Hinblick auf den erheblichen Wert der Fettalkohole und des Glycerins kann das Natriumcyanat gewünschtenfalls zu Natriumcyanid reduziert werden, welches sich gegenwärtig eines größeren Marktes als das Natriumcyanat erfreut, ohne die Gesamtkosten des Natriumcyanids damit zu einer Höhe zu treiben, die über den Kosten der Natriumcyanidproduktion mittels metallischem Natrium nach den herkömmlichen Verfahren liegt. Die Reduktion des Natriumcyanats zu Natriumcyanid vollzieht sich nach folgender Formel: NaCNO -+ CO = NaCN + C02.Sodium cyanate is a versatile reagent in the inorganic and organic chemistry. It can be used in the synthesis of cyanuric acid, alkyl ureas, aryl ureas, semicarbazide, N, N-hydrazodicarbonamide, of ammeline, of guanylurea, of substituted pyrazolines, of substituted Isoxazoles, the substituted imidazoles, and the like enjoy widespread use it in agriculture as a selective haulm remover and as a defoliation agent, z. B. for cotton. It is still used in salt baths for the treatment Aluminum and magnesium alloys, in the case hardening of steel and takes place also used in gold and silver extraction from their ores. With regard to Sodium cyanate can contribute to the considerable value of fatty alcohols and glycerine if desired reduced to sodium cyanide, which is currently a larger market than sodium cyanate pleased without the total cost of sodium cyanide to a level above the cost of sodium cyanide production by means of metallic sodium according to the conventional methods. The reduction of sodium cyanate to sodium cyanide is carried out according to the following formula: NaCNO - + CO = NaCN + CO 2.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung veranschaulichen, doch in keiner Weise in bezug auf Reagenzien, Mengenverhältnisse oder Reaktionsbedingungen beschränken. Sie können selbstverständlich in üblicher Weise variiert werden.The following examples are intended to illustrate the present invention but in no way with regard to reagents, proportions or reaction conditions restrict. They can of course be varied in the usual way.
Beispiel i 666 Gewichtsteile Rindertalg und 346 Gewichtsteile sek.-Butylalkohol werden in 6oo Gewichtsteilen Xylol gelöst und unter Rühren einer Suspension von 217 Gewichtsteilen Natrium in 86o Gewichtsteilen Xylol bei io3 bis iio° hinzugefügt. Nachdem die Reduktion beendet ist, werden dem Reaktionsgemisch 57o Gewichtsteile Harnstoff zugesetzt, worauf das Gemisch unter langsamem Rückfluß und beständigem Rühren 4 Stunden am Sieden erhalten wird. Während der Reaktion wird Ammoniak entwickelt. Nach Abschluß der Rückflußperiode wird das Reaktionsgemisch auf 5o bis 6o° abgekühlt und vom ausgefallenen Natriumcyanat abfiltriert. Das Filtrat wird sodann in seine Bestandteile an Fettalkoholen, sek.-Butylalkohol, Xylol und Glycerin durch Auswaschen des Glycerins mit dreimal je Zoo Gewichtsteilen Wasser und darauf folgendes Fraktionieren des wasserunlöslichen Rückstandes getrennt.Example i 666 parts by weight of beef tallow and 346 parts by weight of sec-butyl alcohol are dissolved in 6oo parts by weight of xylene and a suspension of 217 parts by weight of sodium in 86o parts by weight of xylene were added at 10 3 to 10 °. After the reduction is complete, the reaction mixture is 57o parts by weight Urea was added, whereupon the mixture was refluxed slowly and steadily Stirring 4 hours at the boil is obtained. Ammonia is evolved during the reaction. After the end of the reflux period, the reaction mixture is cooled to 50 ° to 60 ° and filtered off from the precipitated sodium cyanate. The filtrate is then in his Components of fatty alcohols, secondary butyl alcohol, xylene and glycerine by washing out of the glycerine with three parts by weight of water per zoo and then fractionating the water-insoluble residue separated.
Die Ausbeute an Fettalkohol war 535 Gewichtsteile, d. i. 89,1% der Theorie; die Ausbeute an Natriumcyanat (enthaltend 96,5% Na C N O) betrug 585 Gewichtsteile, entsprechend 92,o% der Theorie.The yield of fatty alcohol was 535 parts by weight, that is 89.1% of theory; the yield of sodium cyanate (containing 96.5% Na CNO) was 585 parts by weight, corresponding to 92.0% of theory.
Beispiel 2 450 Gewichtsteile Baumwollsaatöl und 244 Gewichtsteile tert.-Butylalkohol werden in 13oo Gewichtsteilen Toluol gelöst und langsam unter Rühren einer Suspension von 152 Gewichtsteilen feinverteiltem Natrium in weiteren 13oo Gewichtsteilen Toluol bei ioo bis iio° zugesetzt. Nach beendeter Reduktion wurde das Toluol aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert und durch 2350 Gewichtsteile tert.-Butylalkohol ersetzt. 40o Gewichtsteile Harnstoff wurden zugesetzt. Dann wurde das Reaktionsgemisch unter gelindem Rückfluß 3 Stunden gekocht, bis die Ammoniakentwicklung aufhörte. Danach wurde das Gemisch etwas abgekühlt, der Niederschlag von Natriumcyanat abfiltriert, und die Bestandteile des Filtrats wurden getrennt, wie in Beispiel i beschrieben. Die Ausbeute an Fettalkoholen war 322,5 Gewichtsteile, entsprechend 85,2 % der Theorie, die Ausbeute an Natriumcyanat (enthaltend 92,6 % Na C N O) betrug 395 Gewichtsteile, entsprechend 88,2 % der Theorie. Beispiel 3 666 Gewichtsteile Rindertalg und 477 Gewichtsteile Methylisobutylcarbinol wurden in 6oo Gewichtsteilen Xylol gelöst und allmählich unter Rühren einer Suspension von 217 Gewichtsteilen Natrium und 86o Gewichtsteilen Xylol bei io5 bis iio` zugesetzt. Nach beendeter Reduktion wurden 570 Gewichtsteile Harnstoff dem Reaktionsgemisch zugefügt, welches dann unter Rückfluß und beständigem Rühren zum gelinden Sieden erhitzt wurde. Nach Beendigung der Rückflußperiode wurde das Reaktionsgemisch auf 5o bis 6o° abgekühlt und das abgeschiedene Natriumcyanat abfiltriert; das Filtrat wurde hierauf in seine Bestandteile getrennt, wie in Beispiel i beschrieben.Example 2 450 parts by weight of cottonseed oil and 244 parts by weight of tert-butyl alcohol are dissolved in 1,300 parts by weight of toluene and slowly added with stirring to a suspension of 152 parts by weight of finely divided sodium in a further 1,300 parts by weight of toluene at 100 to 100 °. When the reduction was complete, the toluene was distilled off from the reaction mixture and replaced by 2350 parts by weight of tert-butyl alcohol. 40o parts by weight of urea were added. The reaction mixture was then boiled under gentle reflux for 3 hours until the evolution of ammonia ceased. The mixture was then cooled somewhat, the sodium cyanate precipitate was filtered off, and the constituents of the filtrate were separated as described in Example i. The yield of fatty alcohols was 322.5 parts by weight, corresponding to 85.2% of theory, the yield of sodium cyanate (containing 92.6% Na CNO) was 395 parts by weight, corresponding to 88.2% of theory. EXAMPLE 3 666 parts by weight of beef tallow and 477 parts by weight of methyl isobutyl carbinol were dissolved in 600 parts by weight of xylene and gradually added, with stirring, to a suspension of 217 parts by weight of sodium and 86o parts by weight of xylene at 10.5 to 10%. When the reduction was complete, 570 parts by weight of urea were added to the reaction mixture, which was then heated to gentle boiling under reflux and with constant stirring. After the end of the reflux period, the reaction mixture was cooled to 50 ° to 60 ° and the sodium cyanate which had separated out was filtered off; the filtrate was then separated into its components as described in example i.
Die Ausbeute an Fettalkohol war 552 Gewichtsteile, eine Ausbeute von 92,0% der Theorie darstellend, die Ausbeute an Natriumcyanat (Gehalt 96,o0' NaCN0) betrug 59o Gewichtsteile, entsprechend 92,211// der Theorie.The yield of fatty alcohol was 552 parts by weight, a yield of 92.0% of theory representing the yield of sodium cyanate (content 96, o0 'NaCN0) was 59o parts by weight, corresponding to 92.211 // of theory.
Beispiel 4 ioo Gewichtsteile Methyloleat werden zusammen mit 73,5 Gewichtsteilen Methylisobutylcarbinol in 315 Gewichtsteilen Xylol gelöst und allmählich einer Suspension von 33,1 Gewichtsteilen feinverteiltem geschmolzenem Natrium in weiteren 33,1 Gewichtsteilen Xylol zugesetzt und bei 125 bis 13o° gehalten. Nachdem das ganze Estergemisch zugesetzt worden war, wurde die Reaktion eine weitere Stunde fortgesetzt, bis alle Natriumteilchen im wesentlichen verschwunden waren. Harnstoff (86,3 Gewichtsteile) wurde nun allmählich zugesetzt und die Reaktion unter gelindem Rückfluß 3 bis 4 Stunden fortgesetzt, wobei neben der Ammoniakentwicklung die Bildung desNatriumcyanats durch dieReaktion desHarnstoffes mit den vorhandenen Alkoholaten erfolgte. Das Gemisch wurde dann auf So bis ioo° abgekühlt und das ausgefallene Natriumcyanat abfiltriert, mit Methylisobutylcarbinol gewaschen und getrocknet. Aus dem Filtrat wurde das Lösungsmittel durch Destillation entfernt und der zurückbleibende rohe Oley lalkohol im Vakuum unter io bis 15 mm Druck destilliert.Example 4 100 parts by weight of methyl oleate together with 73.5 Parts by weight of methyl isobutyl carbinol dissolved in 315 parts by weight of xylene and gradually a suspension of 33.1 parts by weight of finely divided molten sodium in a further 33.1 parts by weight of xylene were added and kept at 125 to 130 °. After this When all of the ester mixture had been added, the reaction was continued for an additional hour continued until all of the sodium particles had essentially disappeared. urea (86.3 parts by weight) was now gradually added and the reaction slowed down The reflux continued for 3 to 4 hours, during which time, in addition to the evolution of ammonia, the formation of the sodium cyanate through the reaction of the urea with the alcoholates present took place. The mixture was then cooled to 100 ° and the precipitated Sodium cyanate was filtered off, washed with methyl isobutyl carbinol and dried. The solvent was removed from the filtrate by distillation and that which remained Crude oil alcohol is distilled in vacuo under 10 to 15 mm pressure.
Die Ausbeute an rohem Oleylalkohol war 86,o Gewichtsteile, d. i. 95 % der Theorie, während die Ausbeute an reinem destilliertem Oleylalkohol 75,5 Gewichtsteile betrug, d. i. 83,4% der Theorie; das Natriumcyanat mit einem Reinheitsgrad von 92% betrug ausbeutemäßig 9i,6 Gewichtsteile, d. i. 98 der Theorie.The yield of crude oleyl alcohol was 86.0 parts by weight; i.e. i. 95 % of theory, while the yield of pure distilled oleyl alcohol is 75.5 parts by weight fraud, d. i. 83.4% of theory; the sodium cyanate with a purity of 92% Yield was 9.1.6 parts by weight; i. 98 of theory.
Beispiel s 3oo Gewichtsteile Methylbehenat wurden zusammen mit 178,7 Gewichtsteilen Methylisobutylcarbinol in i8o Gewichtsteilen Xylol gelöst und allmählich zu 80,7 Gewichtsteilen geschmolzenem und feinverteiltem Natrium in weiteren 80,7 Gewichtsteilen Xylol unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 125 bis 13o° zugefügt. Die Reaktion wurde eine weitere 1/2 Stunde nach der Zugabe der Ester fortgesetzt, wobei das Natrium im wesentlichen verbraucht wurde. Dann wurden 21o Gewichtsteile Harnstoff allmählich zugegeben und unter Ammoniakentwicklung 3 bis 4 Stunden am Rückflußkühler erhitzt, wobei sich ein Niederschlag von Natriumcyanat bildete. Das Gemisch wurde langsam auf ioo bis iio° abgekühlt und das Natriumcyanat abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Aus dem Filtrat wurde das Lösungsmittel durch Destillation abgetrieben und der rohe Fettalkohol unter io bis 15 lnm Druck destilliert. DieAusb(,ute au reinem destilliertem Behenvlalkohol betrug 85,o "o der Theorie (235 Gewichtsteile), die Ausbeute :in Natriunicvanat betrug 98.5°ö der Theorie (224,j Gewichtsteilr) von einer Reinheit voll 02,7°ö. Beispiel 6 ioo Gewichtsteile Kokosnußül und 98 Gewichtsteile .#letliylisobtityk;irliinol wurden in 98 Gewichtsteilen Xylol gelüst und allmählich einer Suspension von 44,1 Gewichtsteilen Natrium in 44,1 Gewichtsteilen \ylol zugesetzt, wobei die Temperatur bei ungefähr i3o' gehalten wurde. Nach einer zusätzlichen ' ., Stunde Reaktionszeit nach dem Zusatz des Kokosöls wurden dein Reaktionsgefäß 115 Gewichtsteile Harnstoff zugesetzt und das Gemisch .1 Stunden unter Rückfloß zuni Sieden crliitzt, wobei Ammoniak entwich, und endlich <las entstandene Natriumcvanat abfiltriert, mit @letliy#lisobtity-ic;trbinol gewaschen und getrocknet. Da: Filtrat wurde zu heißem Wasser zugegeli.ii, wobei ein(, Trennung in eine obre Schicht aus I_i@sitngsmittcl Lind Fettalkohol und eine untere Schicht aus 1@-asscr und Glycerin stattfand. Die Lösungsmittel wurden ans der oberen Schicht durch Destillation entfernt und der rohe Fettalkohol, der zurückblieb, unter vermindertem Druck bei io bis 15 min c1e@tilliert. Die Glycerinwasserschicht wurde durch Verdampfen des Wassers konzentriert. Die Ausbeute an Rohalkohol betrug 86,9 Gewichtsteile oder c8,8", der Theorie, finit einer Ausbeute von 74,3 Gewiclitst@°ile!1 an reinem destilliertem Alkohol, (i. i. 8.1,5"t, cler Theorie; die Ausbeute an Glycerin betrug i i,6 Gewichtsteile oder 88"0 der Theorie; die gewichtsmäßige Ati -#!ieiite an Natriumcyanat (116 Gewiciltsteile) wM- ()4"" dei-Tlieorie mit einem Reinheitsgrad von y,;,5"" Beispiel 7 Raffinierte und ini Vakuum getrocknete Spermölester wilr<leil in einer Menge von ioo Gewichtsteilen zusammen tnit 42,8 Gewichtsteilen trocknem Methylisobutylcarbinol und 125,2 Gewichtsteilen Xylol allmählich einer Suspension von i9,3 Gewichtsteilen feinverteiltem geschmolzenem Natrium in ungefähr ioo Gewichtsteilen lvlol zugesetzt, wobei während des Zusatz@.@s die Tcniperatur auf 125 bis i27° gehalten wurde. Die Reaktion wurde unter einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt. Nachdem die gesamte Estermischung zugesetzt worden war, w,urcle die Reaktion eine weitere ' ., Stunde bei 125 bis 127, fortgesetzt, wobei alles Natrium im wesentlichen verschwand. Darauf wurden 5o,3 Gewichtsteile trockner Harnstoff allmählich zugefügt, wobei die Temperatur auf i2o bis 122° absank. Die Reaktion wurde nun unter Rückfluß 4i/2 Stunden fortgesetzt, wobei die Temperatur all- "'ältlich auf 140' stieg, Ammoniak entwickelt wurde und sich Natriunicyanat bildete. Nach Abkühlung des Gemisches auf iio bis 120' wurde vom unlöslichen Natriunicyanat abfiltriert, mit Nletliylisobutylcarbinol gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde aus dein Filtrat tinrch Destillation entfernt und der zurückbleibende Rolialkiüiol bei io bis 15 inm Druck destilliert. Die Ausbeute an Rohalkohol (97,8 Gewichtsteile) betrug 97,3% der Theorie. Die Ausbeute an destilliertem reinem Alkohol war 85,8 Gewichtsteile oder 8j,3 °ö der Theorie. Die Ausbeute an N atriumcyanat betrug 52 Gewichtsteile von einer Reinheit von 95,700 und betrug nach leichtem weiterem Waschen 951110. Als Ersatz des Harnstoffes wurde nach der Natritlinreduktion Thioharnstoff angewendet, wobei sich ','#,Tatriumtltiocy-anat abschied. Zur vorangegangenen Beschreibung ist zu bemerken, daß die Verwendung von Fetten und Ölen bei dem vorliegenden Verfahren zur Herstellung von Natriumcyanat ans metallischem Natrium und Harnstoff Reinigungsmittel bildende Stoffe ergibt, nämlich Fettalkohole, die den entsprechenden Fettsäureseifen überlegen und wertvoller sind, und Glycerinwasser von viel höherem Gehalt, als gewöhnlich als Nebenprodukt bei der Seife iherstellung erhalten wird, beides zti Kosten, die nicht wesentlich über denen der herkömmlichen Verfahrensweisen der Herstellung von entweder Natriumcyanat oder Fettalkoholen liegen. Durch Anwendung der. geeigneten Ester können sp,2zielle Fettalkohole in Verbindung mit der Herstellung von Natriunicyanat dargestellt werden.Example s 300 parts by weight of methyl behenate were dissolved together with 178.7 parts by weight of methyl isobutylcarbinol in 180 parts by weight of xylene and gradually added to 80.7 parts by weight of molten and finely divided sodium in a further 80.7 parts by weight of xylene while maintaining a temperature of 125 ° to 130 °. The reaction was continued for an additional 1/2 hour after the addition of the esters, essentially consuming the sodium. 21o parts by weight of urea were then gradually added and the mixture was heated under the reflux condenser for 3 to 4 hours with evolution of ammonia, a precipitate of sodium cyanate being formed. The mixture was slowly cooled to 100 to 100 ° and the sodium cyanate was filtered off, washed and dried. The filtrate became the solvent driven off by distillation and the crude fatty alcohol distilled under 10 to 15 nm pressure. The yield in pure distilled behenyl alcohol was 85.0 of theory (235 parts by weight), the yield: in sodium vanate was 98.5 of theory (224.0 parts by weight) of a purity of 02.7. Example 6 100 parts by weight of coconut oil and 98 parts by weight of lietliylisobtityk; irliinol were dissolved in 98 parts by weight of xylene and gradually added to a suspension of 44.1 parts by weight of sodium in 44.1 parts by weight of oil, the temperature being maintained at about 130 '. ., Hour reaction time after the addition of the coconut oil, 115 parts by weight of urea were added to the reaction vessel and the mixture was heated to boiling under reflux for 1 hour, ammonia escaping, and finally the sodium vanate formed was filtered off and washed with @letlyisobtity-ic; trbinol and dried. Da: The filtrate was added to hot water, whereby a (, separation into an upper layer of I_i @ sitngsmittcl and fatty alcohol and a lower layer from 1 @ -asscr and glycerin took place. The solvents were removed from the upper layer by distillation and the crude fatty alcohol that remained was distilled under reduced pressure for 10 to 15 minutes. The glycerin water layer was concentrated by evaporating the water. The yield of crude alcohol was 86.9 parts by weight or 8.8 "of theory, finite a yield of 74.3 parts by weight of pure distilled alcohol (8.1.5" of theory; the yield of Glycerine was 1.6 parts by weight, or 88 "0 of theory; the weight of sodium cyanate (116 parts by weight) wM- () 4""of the class with a degree of purity of y,;, 5""Example 7 Refined and sperm oil esters dried in vacuum in an amount of 100 parts by weight together with 42.8 parts by weight of dry methyl isobutylcarbinol and 125.2 parts by weight of xylene were gradually added to a suspension of 19.3 parts by weight of finely divided molten sodium in approximately 100 parts by weight of ivol, with during the addition The temperature was maintained at 125 to 127 ° The reaction was carried out under a nitrogen atmosphere After all of the ester mixture had been added, the reaction continued for a further 1 hour at 125 to 127 hours with all of the sodium essentially disappearing. Then 50.3 parts by weight of dry urea were gradually added, the temperature dropping to 120 to 122 °. The reaction was then continued under reflux for four and a half hours, the temperature gradually rising to 140, ammonia evolving and sodium cyanate being formed. After the mixture had cooled to 10 to 120 °, the insoluble sodium cyanate was filtered off with methyl isobutyl carbinol The solvent was removed from the filtrate by distillation and the remaining rolialkiol was removed under pressure from 10 to 15 mm distilled. The yield of crude alcohol (97.8 parts by weight) was 97.3% of theory. The yield of pure distilled alcohol was 85.8 parts by weight or 8.3 ° o of theory. The yield of sodium cyanate was 52 parts by weight with a purity of 95.700 and, after further gentle washing, was 951110. After the sodium cyanate reduction, thiourea was used to replace the urea, with ','#, sodium thiocyanate separating out. In relation to the preceding description it should be noted that the use of fats and oils in the present process for the production of sodium cyanate from metallic sodium and urea results in detergent-forming substances, namely fatty alcohols, which are superior and more valuable to the corresponding fatty acid soaps, and glycerol water of much higher content than is usually obtained as a by-product of soap manufacture, both at a cost not significantly higher than conventional methods of making either sodium cyanate or fatty alcohols. By applying the. suitable esters, special fatty alcohols in connection with the production of sodium cyanate can be represented.
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