DE942023C - Verfahren zur Chlorwasserstoffabspaltung aus Polychlorcyclohexanen - Google Patents

Verfahren zur Chlorwasserstoffabspaltung aus Polychlorcyclohexanen

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DE942023C
DE942023C DEE5473A DEE0005473A DE942023C DE 942023 C DE942023 C DE 942023C DE E5473 A DEE5473 A DE E5473A DE E0005473 A DEE0005473 A DE E0005473A DE 942023 C DE942023 C DE 942023C
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trichlorobenzene
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benzene hexachloride
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DEE5473A
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Alfred Jerome Kolka
Gustavo Edmundo Montes
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Ethyl Corp
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Ethyl Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/25Preparation of halogenated hydrocarbons by splitting-off hydrogen halides from halogenated hydrocarbons

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur Chlorwasserstoffabsp altung aus Polychlorcyclohexanen Die Erfindung betrifft die Chlorwasserstoffabspaltung aus Polychlorcyclohexanen, vornehmlich aus Benzolhexachlorid.
  • Die Chlorwasserstoffabspaltung aus Benzolhexachlorid erfolgt üblicherweise durch Behandlung mit Wärme bei Temperaturen um etwa 275 bis 500" und gewöhnlich in Gegenwart eines Katalysators, wie z. B. Eisen oder Ferrichlorid. Das Verfahren ist jedoch insofern unzulänglich, ais zusammen mit dem I, 2, 4-Isomeren große Mengen des unerwünschten I, 2, 3-Isomeren erzeugt werden, und als die Reaktion nicht bei irgendeinem der Zwischenprodukte unterbrochen werden kann, sondern unter Bildung von Trichlorbenzolen immer bis zum Ende abläuft, so daß wertvolle chemische Zwischenprodukte und biocide Mittel, wie z. B. 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-(I), nicht gewonnen, sondern zu vollständig aromatisierten Endprodukten umgewandelt werden. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Reaktionsgeschwindigkeit bei praktisch brauchbaren Temperaturen gering ist, so daß außerordentlich hohe Temperaturen verwendet werden müssen, wenn man die Reaktionsgeschwindigkeit auf einen wirtschaftlicheren Wert erhöhen will. Bei hohen Temperaturen findet aber eine beträchtliche Verkohlung von organischem Material in der Reaktionszone statt, welche die Ausbeute an Chlorwasserstoffabspaltnngspro dukten verringert und die Reaktionsgeschwindigkeit sowie die Wirksamkeit des verwendeten Katalysators nachteilig beeinflußt.
  • Schließlich ist es bekannt, die Chlorwasserstoffabspaltung aus Benzolhexachlorid durch Erhitzen mit einer Alkalilösung, wie z. B. Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd vorzunehmen. Dieses Verfahren ist deshalb sehr unzulänglich, weil der bei der Abspaltung entstehende wertvolle Chlorwasserstoff durch die Einwirkung des Alkali in verhältnismäßig wertloses Natriumchlorid oder Kaliumchlorid umgewandelt wird.
  • Es wurde nun gefunden, daß aus Benzolhexachlorid und verwandten Verbindungen, wie z. B. Monochlor- -benzolhexachlorid und Dichlorbenzolhexachlorid, leicht und wirksam auf katalytischem Wege bei hoher Reaktionsgeschwindigkeit Chlorwasserstoff abgespalten werden kann, wobei ein Gemisch von isomeren Trichlorbenzolen entsteht, in dem der Anteil von I, 2, 4-Trichlorbenzol Wesentlich höher ist, als dies bisher möglich war, wenn man das Polychlorcyclohexan bei höherer Temperatur mit einer katalytischen Menge einer unter Reaktionsbedingungen basischen, anorganischen oder organischen Stickstoffverbindung in Berührung bringt.
  • Der Stickstoff sollte in Form einer Aminogruppe vorliegen, d. h. als Stickstoff, der entweder mit Wasserstoff, einem Kohlenwasserstoffrest oder einem substituierten Kohlenwasserstoffrest unmittelbar verbunden ist. Beispiele für diese Formen sind Ammoniak, Ammoniumsalze, Amine, Aminsalze, Amide, Thioamide, Diamine, Hydrazine, Hydrazinsalze, Imine, Chinonimine, Hydrazide, Hydrazone, Oxime, Hydroxylamine, Hydroxylaminsalze, Azoverbindungen, Hydrazoverbindungen, Carbamate, Sulfamate, Cyanamide, usw. Gewisse Arten von Verbindungen, z. B.
  • Aminsalze und Ammoniumsalze, werden, obgleich sie bei gewöhnlichen Temperaturen keinen basischen Charakter besitzen, unter erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen zu basischen Verbindungen umgewandelt und sind somit Katalysatoren für die vorliegende Erfindung.
  • Wird Benzolhexachlorid bei mindestens I80" mit katalytischen Mengen eines der oben beschriebenen Katalysatoren in Berührung gebracht, so erfolgt die glatte und schnelle Bildung von Gemischen von I, 2, 4-Trichlorbenzol und I, 2, 3-Trichlorbenzol, bei denen das Verhältnis des wichtigen I, 2, 4-Isomeren zu dem I, 2, 3-Isomeren bei etwa I2,5 liegt.
  • Außerdem kann die Umsetzung so ausgeführt werden, daß wesentliche Mengen 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-I erhalten werden, obwohl dieses Zwischenprodukt im Vergleich zu den Trichlorbenzolen thermodynamisch unstabil sein müßte.
  • Beispiel I-In ein mit einem mechanischem Rührwerk, einer Temperaturmeßvorrichtung und einer gepackten Destillierkolonne versehenes -Reaktionsgefäß- wurden 100 Gewichtsteile rohes Benzolhexachlorid und ein Gewichtsteil- Ammoniumchlorid gegeben. An dem oberen Ende der Destillierkolonne waren ein Kondensator, ein variabler Abdestillierkopf mit einer Tempe raturmeßvorrichtung, ein Kühler und eine geteerte, Natriumhydroxyd enthaltende Absorptionsvorrichtung für Chlorwasserstoff angeschlossen.
  • Das Reaktionsgefäß wurde von außen regulierbar erhitzt, und das Rührwerk wurde in Gang gesetzt, sobald der Ansatz zum Rühren flüssig genug war.
  • Der Reaktionsbeginn wurde mit dem Zeitpunkt angenommen, wo Chlorwasserstoffdämpfe beobachtet wurden. -Nachdem ein wesentlicher Rückfluß in der Destillierkolonne eingetreten war, wurde das Destillat mit einer Geschwindigkeit abgezogen, die ausreichte, um die Temperatur im Reaktionsgefäß während des größeren Teils des Arbeitsganges auf 285 bis 2900 zu halten. Die gesamte Reaktionszeit betrug 44 Minuten.
  • Während der letzten Minuten wurde die Temperatur im Reaktionsgefäß auf etwa 3000 erhöht, um die letzten Flüssigkeitsmengen aus dem Reaktionsgefäß abzudestillieren. Die Temperatur des Dampfes in dem Abdestillierkopf stieg während der Destillation allmählich von etwa 75" auf etwa 2200.
  • Das gelbe Destillat bestand aus 38 Teilen eines Stoffes, der auf Grund der Infrarot-Analyse 26 Teile I, 2, 4-Trichlorbenzol, 4Teile I, 2, 3-Trichlorbenzol -und 5 Teile, 2, 3; 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-I enthielt.
  • Beispiel 2 D'as Beispiel 2 zeigt als Vergleich die Ergebnisse bei den alten Verfahren zur Chlorwasserstoffabspaltung aus Benzolhexachlorid. Sämtliche Teile und Prozentsätze sind auf Gewicht bezogen.
  • Entsprechend dem Verfahren des Beispiels 1 wurde die Chlorwasserstoffabspaltung aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid aber nur durch Wärme ohne Katalysator durchgeführt. Die Temperatur im Reaktionsgefäß wurde auf 284 bis 288° gehalten, die Dampftemperatur schwankte zwischen 2030 und etwa 2I50. Der Grad der Chlorwasserstoffabspaltung wurde durch periodisches Wiegen der durch das Natriumhydroxyd in der Absorptionsvorrichtung absorbierten Chlorwasserstoffmenge verfolgt. Die »halbe« Reaktionszeit, d. h. diejenige Zeit, die nötig ist, um 50 01, der theoretisch bei der vollständigen Umwandlung des Benzolhexachlorids in Trichlorbenzol frei werdenden Menge Chlorwasserstoff zu entwickeln, wurde als Kriterium für die Geschwindigkeit der Chiorwasserstoffabspaltung verwendet.
  • Die halbe Reaktionszeit betrug bei diesem Beispiel 63 Minuten.
  • Gemäß Analyse.durch das Infrarotspektrum enthielt das flüssige Produkt I, 2, 4-Trichlorbenzol und I, 2, 3-Trichlorbenzol im Verhältnis 4,4: 1.
  • Mit drei Teilen Eisenpulver bei 285 bis 300° betrug die halbe Reaktionszeit 45 Minuten und das Isomeren-Verhältnis 2,9: 1, mit drei Teilen wasserfreiem Ferrichlorid bei 275 bis 287° 31 Minuten und 3,1: 1. Es wurde kein 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-I beobachtet.
  • Die nachstehenden Beispiele, in denen geringe Mengen einiger der erfindungsgemäßen Katalysatoren zur Unterstützung der Chlorwasserstoffabspaltung verwendet werden, erläutern die gegenüber den bekannten Verfahren bestehenden Vorteile der Erfindung.
  • Beispiel 3 Ein Gemisch aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid und einem Teil Ammoniumchlorid wurde auf eine Reaktionstemperatur von 285 bis 290° erhitzt.
  • Die halbe Reaktionszeit betrug 24 Minuten. Das Verhältnis von I> 2, 4-Trichlorbenzol zu I, 2, 3-Trichlorbenzol in dem Produktgemisch befrug im wesentlichen 7: I. Außerdem wurden in dem Destillat wesentliche Mengen 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-I beobachtet.
  • Beispiel 4 Ein Gemisch aus 100 Teilen Benzolhexachlorid und I Teil Harnstoff wurde auf eine Reaktionstemperatur von 282 bis 300° erhitzt. Die halbe Reaktionszeit betrug 30 Minuten. Die Analyse des Produktgemischs zeigte die Bildung von I, 2, 4-Trichlorbenzol und I, 2, 3-Trichlorbenzol im Verhältnis von 5,4: 1 sowie wesentlicher Mengen von 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-I.
  • Beispiel 5 Ein Gemisch aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid und 1 Teil Triäthylammoniumchlorid wurde auf 220 bis 245° erhitzt. Die halbe Reaktionszeit betrug 7 Minuten. In dem Produkt betrug das Verhältnis des I, 2, 4-Trichlorbenzol zum I, 2, 3-Trichlorbenzol 12,5: I.
  • Wurde das Triäthylammoniumchlorid durch Triäthanolamin, Triamylamin, Chinolin, Pyridin, Tri-, äthylamin oder Dimethylanilin ersetzt, so lag das Verhältnis des' 1, 2, 4-Trichlorbenzol zum I, 2, 3-Trichlorbenzol in den Produkten bei II,9; II,8; Io,8; in,7; 11,9 bzw. 11.
  • Beispiel 6 Ein Gemisch aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid und I Teil Diäthylamin wurde auf 244 bis 2560 erhitzt. Die halbe Reaktionszeit betrug 10 Minuten.
  • Das Verhältnis des I, 2, 4-Trichlorbenzol zum I, 2, 3-Trichlorbenzol im Produkt betrug 8,9: 1.
  • Beispiel 7 Ein Gemisch aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid und I Teil Äthylamin wurde auf eine Temperatur von 265 bis 270° erhitzt. Die halbe Reaktionszeit betrug I5 Minuten. Das Verhältnis des I, 2, 4-Trichlorbenzol zum I, 2, 3-Trichlorbenzol im Produkt war 7,9:in Bei Ersatz des Äthylamins in dem obigen Verfahren durch Sulfanilsäure betrug das genannte Verhältnis 6,9.
  • Beispiel 8 Ein Gemisch aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid und 1 Teil Benzidindihydrochlorid wurde auf eine Temperatur von 257 bis 2750 erhitzt. Die halbe Reaktionszeit betrug 10 Minuten. Das Reaktionsproduktgemisch enthielt I, 2, 4-Trichlorbenzol und I, 2, 3-Trichlorbenzol im Verhältnis II,7: 1.
  • Beispiel 9 Ein Gemisch aus 100 Teilen rohem Benzolhexachlorid und 1 Teil Benzyltrimethylammoniumchlorid wurde auf eine Temperatur von 232 bis 246° erhitzt.
  • Die halbe Reaktionszeit betrug 7 Minuten. Dgs Verhältnis von I, 2, 4-Trichlorbenzol zu I, 2, 3-Trichlorbenzol in dem Produktgemisch betrug Io,g: I.
  • Wenn die obigen Verfahren auf a-Benzolhexachlorid oder auf das rohe Gemisch, aus dem y-Benzolhexachlorid entfernt worden ist, angewandt werden, so werden gleich gute Ergebnisse erhalten.
  • Bei allen Verfahren können die nachstehenden Katalysatoren mit gleich guten Ergebnissen verwendet werden: Phenylhydrazin,Phenylhydrazinhydrochlorid, p - Nitrophenylhydrazin, 2, 4 - Dinitrophenylhydrazin, Hydroxylamin, Hydroxylaminhydrochlorid,Cyanamid, Ammoniumcarbamat, Ammoniumsulfamat, Äthylenimin oder p-Benzochinonimin.
  • Die Erfindung kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Die diskontinuierliche Arbeitsweise ist im Beispiel I beschrieben.
  • Bei dem kontinuierlichen Verfahren, daß die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, wird entweder geschmolzenes oder festes Benzolhexachlorid kontinuierlich in ein topf- oder rohrartiges, den Katalysator enthaltendes Gefäß gegeben; man kann aber auch das Benzolhexachlorid und den Katalysator zusammen in das Gefäß geben. Letzterem wird dann Wärme zugeführt, und die Reaktionsprodukte werden kontinuierlich entfernt und durch Destillation und anschließende Kondensation aus dem Reaktionsgemisch gewonnen. Chlorwasserstoff wird kontinuierlich entfernt und in einem Chlorwasserstoffwäscher .gesammelt. Das in dem Destillat enthaltene Gemisch von I, 2, 4-Trichlorbenzol, I, 2, 3-Trichlorbenzol und 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorcyclohexen-I wird durch fraktionierte Destillation oder auf andere Weise getrennt.
  • Die in dem mit Stickstoffkatalysatoren arbeitenden Verfahren verwendete Temperatur ist nicht kritisch, außer daß vorzugsweise Temperaturen von mindestens etwa I80" verwendet werden. Im allgemeinen sollte zur Vermeidung von Verlusten an Benzolhexachlorid durch Kochen die Temperatur nicht über etwa 300° liegen. Bei den bevorzugten Verfahren der Erfindung werden die erzeugten Trichlorbenzole durch kontinuierliche Destillation aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Da der Siedepunkt des I, 2, 4-Trichlorbenzol bei normalen Drücken bei etwa 2I3" und der des I, 2, 3-Trichlorbenzol bei etwa 2I9" liegt, werden Temperaturen von mindestens etwa 2200 bevorzugt. Der erfindungsgemäß bevorzugte Temperaturbereich liegt also zwischen etwa 220 und 3000.
  • Die verwendete Katalysatormenge kann zwischen etwa 0,OI und Ion/, des Gewichtes des Benzolhexachlorids schwanken. Jedoch bringen mehr als etwa 201o Katalysator geringen zusätzlichen Nutzen.
  • Von den hier beschriebenen Katalysatoren werden die tertiären Amine und ihre Salze bevorzugt verwendet, da mit ihnen die schnellste Chlorwasserstoffabspaltung und das höchste Verhältnis von I, 2, 4-Trichlorbenzol zu 1, 2, 3-Trichlorbenzol erzielt werden und da man niedrigere Reaktionstemperaturen ver- wenden kann als bei Benutzung der anderen erfindungsgemäßen Katalysatoren.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Chiorwasserstoffabspaltung aus einem Polychlorcyclohexan, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Verbindung bei erhöhter Teniperatur mit einer katalytischen Menge einer Stickstoffverbindung, die unter den verwendeten Reaktionsbedingungen basischen Charakter hat, in Berührung bringt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsverbindung bei einer Temperatur von mindestens 1800 mit dem Katalysator in Berührung gebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polychlorcyclohexan Benzolhexachlorid verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Benzolhexachiorids zu dem Katalysator mindestens Ion: 2 beträgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Benzolhexachlorid bei einer Temperatur von 220 bis 300° mit dem Katalysator in Berührung gebracht wird.
    Angezogene Druckschriften: »Chemisches Zentralblatt, I950. II. IIIO«.
DEE5473A 1951-11-01 1952-05-14 Verfahren zur Chlorwasserstoffabspaltung aus Polychlorcyclohexanen Expired DE942023C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1002302B (de) * 1952-06-13 1957-02-14 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Trichlorbenzolen aus Hexachlorcyclohexanen
DE1029373B (de) * 1956-09-27 1958-05-08 Merck Ag E Verfahren zur Herstellung von Pentachlorcyclohexenen
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