DEB0036753MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 5. August 1955 Bekanntgemacht am 27. Dezember 195S
DEUTSCHES PATENTAMT
Es ist bekannt, daß man aus den Umsetzungsprodukten von aliphatischen und cycloaliphatischen
Kohlenwasserstoffen mit Nitrosylchlorid im Licht die entsprechenden Ketoxime isolieren kann (vgl.
die USA.-Patentschrift ι 923 630, die österreichische Patentschrift 172 618, die schweizerische Patentschrift
281 124 sowie die Veröffentlichungen in »Forschungen und Fortschritte«, Bd. 24, 1948,
S. 18, und in Journ. Organ. Chemistry, Bd. 18, !953J S. 115). Man erhält dabei unter Umständen
zunächst die Hydrochloride der Oxime, aus denen man die Oxime selbst durch Alkali freisetzt. Die
Ausbeuten sind bei diesen bekannten Verfahren jedoch sehr unbefriedigend1; nur durch Einhaltung
von Temperaturen zwischen etwa —25 und —300
gelingt es, die Bildung von Nebenprodukten, insbesondere Chlorkohlenwasserstoffen, etwas zurückzudrängen
und die Oximausbeuten zu steigern. Um z. B. das Cyclohexan bei derartig tiefen Temperaturen
flüssig zu halten, muß man es mit einem Lösungsmittel, wie Benzol, verdünnen, wodurch
die Aufarbeitung erschwert wird. Die Oximausbeuten übersteigen jedoch nicht 56% der Theorie,
auf die angewendete Menge Nitrosylchlorid berechnet.
Es wurde nun gefunden, daß man bessere Ausbeuten an Ketoximen bzw. deren Hydrochloriden
erhält, wenn man die Umsetzung von Nitrosyl-
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chlorid mit cycloaliphatischen, mindestens 5 Ringkohlenstoffatome
enthaltenden Kohlenwasserstoffen im Licht unter Zusatz von Chlorwasserstoff und
bzw. oder Stickstoffmonoxyd vornimmt.
Das Verfahren läßt sich in verschiedener Weise
Das Verfahren läßt sich in verschiedener Weise
&;. durchführen: Man kann z.B. Nitrosylchlorid und
Chlorwasserstoff zunächst in dem Kohlenwasserstoff, gegebenenfalls unter Druck, lösen und dann
diese Lösungen bestrahlen; sie trüben sich schon kurze Zeit nach Beginn der Lichteinwirkung und
scheiden bald darauf die Oximhydrochloride in öliger oder kristallisierter Form ab. Es ist aber
auch möglich, nach der Sättigung des Kohlenwasserstoffs mit Chlorwasserstoff das Nitrosylchlorid
während der Belichtung zuzuführen oder sowohl Chlorwasserstoff \als auch Nitrosylchlorid
gleichzeitig während der1■ Belichtung einzuleiten.'..
Diese Arbeitsweise empfiehlt sich besonders dann, wenn man das Oximhydrochlorid nach Maßgabe
seiner Ausscheidung laufend abtrennt ..und den
Kohlenwasserstoff im Kreislauf führt. Es ist aber nicht nötig, daß vor der Filtration alles vorhandene
Nitrosylchlorid umgesetzt ist.
Die Menge des zugesetzten Chlorwasserstoffs kann in weiten Grenzen schwanken. Bei der ver-
t;-:- -hältnismäßig geringen Löslichkeit von gasförmigem
Chlorwasserstoff in cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen ist es am einfachsten, nahe der Sättigungsgrenze
zu arbeiten,rdoch wirken schon wesent-
lieh geringere Mengen iimsetzungsfördernd, z. B. ι g pro Liter.
.„„,- Man kann die Ausbeute, an Oximhydrochloriden
auch dadurch erhöhen, daß man die Umsetzung von Nitrosylchlorid mit den Kohlenwasserstoffen im
Licht Unter Zusatz—von Stickstoffmonoxyd ausführt, wobei man das Stickstoffmonoxyd, das in
Kohlenwasserstoffen bekanntlich schlecht löslich ist, zweckmäßig im Kreislauf durch die Reaktionslösung pumpt. Auch in diesem Fall kann man zu-
sätzlich Chlorwasserstoff hinzufügen.
Die Umsetzung von Nitrosylchlorid mit den cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen im Licht
gibt in Gegenwart von Chlorwasserstoff und bzw. oder Stickstoffmonoxyd schon bei gewöhnlicher
Temperatur und sogar bei Temperaturen bis etwa + 400 befriedigende Ausbeuten. Durch Erniedrigung
der Reaktionstemperatur lassen sich die Ausbeuten noch steigern, so daß es vorteilhaft sein'kann,
das Verfahren bei solchen tieferen Temperaturen durchzuführen, die. sich technisch noch ohne großen
Aufwand erzielen lassen, z.B. bei ■—150.Der Zusatz
von Chlorwasserstoff und bzw. oder Stickstoffmonoxyd wirkt sich aber auch bei noch tieferen Temperaturen,
z.B. zwischen etwa —30 und —500,
günstig aus. Bei tiefen Temperaturen muß man wegen der Lage der Erstarrungspunkte der Kohlenwasserstoffe
im allgemeinen Verdünnungsmittel zusetzen, die gegenüber den Reaktionsteilnehmern
inert sind, z. B. Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform oder Benzol. Der Zusatz von Verdünnungsmitteln
kann aber auch bei gewöhnlichen Temperaturen von Vorteil sein,, um die Abscheidung und Abtrennung
der Oximhydrochloride zu erleichtern.
Aus den abgetrennten Oximhydrochloxiden lassen sich die freien Oxime in bekannter Weise gewinnen.
Zu diesem Zweck löst man die Oximhydrochloride z. B. in wenig Wasser und neutralisiert
mit alkalisch wirkenden Stoffen, wie Natron- oder Kalilauge, Alkalicarbonaten oder Ammoniak. Die
freien Oxime scheiden sich bei vorsichtigem Arbeiten im allgemeinen sofort in kristallisierter
Form ab. ': · . "...·.. :
Für das Verfahren geeignete cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe sind z. B. Cyclopentan, Cyclohexan,
Cycloheptan, Cyclooctan und ihre Alkylderivate.
Als aktives Licht kann das Licht von Quecksilber- oder anderen Metalldampflampen, von elektrischen
Lichtbogen, Leuchtstoffröhren, -Glühbirnen und. auch Sonnenlicht Verwendung finden.
Das vorliegende Verfahren liefert bereits bei + 150 und ohne Benzolzusatz aus Cyclohexan
höhere.. Oxinia.usbeuten, als sie das von Naylor
und Anderson (Journ. Organ. Chemistry, Bd. 18, 1953, S. 118) benutzte Verfahren bei —250 ermöglicht.
Das vorliegende Verfahren ist also bereits dadurch vorteilhaft, daß es bei etwa + 150, ja sogar
bis etwa + 400, und ohne Zusatz von Verdünnungsmitteln gute Ausbeuten an Oximen liefert. Es
ist allerdings nicht auf das Arbeiten bei den genannten, leicht einzuhaltenden Temperaturen beschränkt;
vielmehr ergeben sich auch beim Arbeiten bei —30 bis etwa — 500 Vorteile, auf die bereits
oben hingewiesen wurde.
Aus den deutschen Patentschriften 900 094 und 907 776 sind Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanonoxim
bekannt, bei denen man einerseits vom Cyclohexanon, andererseits vom Hydroxylamin
ausgeht. Das Cyclohexanon muß zunächst, z.B. durch Oxydieren von Cyclohexan, hergestellt
werden, und auch das Hydroxylamin ist das Erzeugnis einer vorhergehenden Umwandlung von
Stickstoffoxyden. Demgegenüber sind die Ausgangsstoffe des vorliegenden Verfahrens einerseits
ein cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff, z. B. Cyclohexan, und andererseits das Nitrosylchlorid,
das man leicht durch Umsetzen von Stickstoffmonoxyd mit Chlor erhält. Das vorliegende Verfahren
vermeidet also die Umwandlung des Kohlenwasserstoffs in ein Keton und die Herstellung des
Hydroxylamine; es liefert vielmehr unmittelbar das gewünschte Oxim bzw. sein Hydrochlorid. Dies bedeutet
eine Bereicherung der Technik.
Be is ρ i e 1 ι
In ein zylindrisches Rührgefäß von 21 cm Länge und 9,5 cm lichter Weite, an das unten ein Ablaßhahn
angebracht ist, wird ein oben offenes, mit Zulauf und Ablauf versehenes Kühlgefäß aus Quarz
oder Glas eingesetzt und in dieses eine Queck- 120' silbertauchlampe eingeführt. Man füllt in den Reaktionsraum
ι 1 Cyclohexan ein, sättigt dieses bei Zimmertemperatur mit Chlorwasserstoff und löst
dann darin 5,3 g Nitrosylchlorid. Man bestrahlt diese. Mischung 3 Stunden unter Rühren und Kühlen
auf 150. Schon kurz nach Beginn der Beiich-
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tung beginnt sich1 Cyclphexanonoximhydrochlorid
zunächst als zähes öl, dann in farblosen Kristallen
abzuscheiden. Nach Beendigung der Umsetzung trennt man das ausgefallene Öl. ab und wäscht mit
5. wenig Wasser nach. Man vereinigt Öl und Waschwasser
und neutralisiert die wäßrige Lösung mit Natronlauge. Die ausgefallenen Kristalle saugt.
„ man ab und wäscht sie mit wenig Wasser. Nach
dem Trocknen erhält man 5,6 g Cyclohexanonoxim (= 61 C/o der Theorie, auf Nitrosylchlorid berechnet)
vom F." 890, Durch/Ausäthern der wäßrigen
Mutterlauge ei-hält man weitere Mengen an öxim.
B ei spiel 2
Man löst in 1 1 Cyclooctan 15 g Nitrosylchlorid
und 6 g Chlorwasserstoff und bestrahlt die Lösung 3 Stunden wie im Beispiel 1. Während der Reaktion
fällt ein zähes Öl aus, das von Zeit zu Zeit abgelassen wird. Das gesammelte Öl wird in wenig
Wasser gelöst und mit Natronlauge unter Rühren und Kühlen vorsichtig neutralisiert. Man saugt die
ausgefallenen Kristalle ab und erhält nach dem Waschen und Trocknen 27 g Cyclooctanonoxim
vom F. = 420. Die Ausbeute entspricht 84% der Theorie, berechnet auf Nitrosylchlorid.
Man versieht die im Beispiel 1 beschriebene Apparatur mit einer Gasumlaufpumpe, die aus dem
Gasraum entnommenes Gas im Kreislauf durch den Rührer in feiner Verteilung wieder durch die Reaktionsflüssigkeit
drückt. Dann füllt man 1 1 Cyclohexan in das Gefäß, spült kurz mit Stickstoff, danach
mit Stickstoffmonoxyd aus und setzt die Apparatur unter den Stickstoffmonoxyddruck eines
kleinen Gasometers. Nun löst man im Cyclohexan 6 g Nitrosylchlorid und bestrahlt die Mischung
3 Stunden mit einer Quecksilbertauchlampe, wobei man gleichzeitig das Stickstoffmonoxyd umpumpt.
Man arbeitet das Reaktionsgemisch wie im Beispiel ι auf und erhält 5,4 g Cyclohexanonoxim
(= 52% der Theorie).
Setzt man dem Reaktionsgemisch gleichzeitig bis zur Sättigung Chlorwasserstoff zu, so erhält
man 6,5 g Cyclohexanonoxim (=63 °/o der Theorie).
Man füllt das im Beispiel 1 beschriebene Gefäß mit Cyclopentan, sättigt dieses bei gewöhnlicher
Temperatur mit Chlorwasserstoff und fügt dann 6,5 g Nitrosylchlorid hinzu. Man bestrahlt dieses
Gemisch 3 Stunden unter Rühren und Kühlen auf 150. Allmählich setzt sich das entstehende Cyclopentanonoximhydrochlorid
als zähes Öl ab. Dieses wird abgetrennt und in Wasser gelöst. Durch
Neutralisierender wäßrigen Lösung mit Ammoniak und Ausäthern gewinnt man 6,5 g Cyclopentanonoxim,
entsprechend 65% der Theorie, berechnet auf das angewendete Nitrosylchlorid.
1000 g Decahydronaphthalin werden mit Chlorwasserstoff
gesättigt. Man fügt 7,2 g Nitrosylchlorid hinzu und bestrahlt das Gemisch 3 Stunden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise. Da-
bei fällt ein zähes Öl aus, das man von Zeit zu Zeit abtrennt. Das Öl wird in Wasser gelöst. Durch:
Neutralisieren der Lösung mit Natronlauge ge-, winnt man ng eines Gemisches isomerer Ketodekahydronaphthalinoxime,
entsprechend einer Ausbeute von etwa 60 °/o der Theorie, berechnet auf
das angewendete Nitrosylchlorid.. ' .; .■.■-.."■·.■;
. , B e j s ρ i el 6 , ,, , :!
Man /versieht die im : Beispiel 1 geschriebene
Apparatur mit einer Gasumlaufpumpe, die aus dem Gasraum entnommenes Gas im Kreislauf durch den
Rührer in feiner Verteilung wieder durch die Reaktionsflüssigkeit drückt. Dann füllt man il Cyclooctan
in das Gefäß ein, spült kurz mit Stickstoff, danach mit Stickstoffmonoxyd aus und setzt die
Apparatur unter den Stickstoffmonoxyddruck eines kleinen Gasometers. Nun löst man 15 g Nitrosylchlorid
in dem Cyclooctan und bestrahlt das Reaktionsgemisch 3 Stunden mit einer Quecksilbertauchlampe,
wobei man gleichzeitig das Stickstoffmonoxyd umpumpt. Man arbeitet es wie im Beispiel
ι auf und erhält 33,5 g Cyclooctanonoximhydrochlorid, das sind 83 °/o der Theorie, berechnet
auf Nitrosylchlorid.
Setzt man dem Reaktionsgemisch gleichzeitig noch 6 g Chlorwasserstoff zu, so scheidet sich das
Reaktionsprodukt als zähes Öl ab, das bei der Aufarbeitung wie im Beispiel 2 eine Ausbeute von 28 g
Cyclooctanonoxim (= 87% der Theorie) ergibt.
B e i s ρ i e 1 7
In ein zylindrisches Gefäß von 140 cm Länge und 9,5 cm lichter Weite, in das durchgehend ein
Glasrohr von 5 cm lichter Weite eingesetzt ist und an dem sich ferner unten ein Ablaßhahn sowie seitlich
eine Zentrifugalpumpe aus Glas und ein Kühler befinden, führt man in das innere Glasrohr eine
Leuchtstofflampe von 120 cm Länge mit einer Leistungsaufnahme einschließlich Drossel von
49 Watt/Stunde ein. Die Leuchtstofflampe strahlt Licht einer Wellenlänge von 360 bis 460 ηιμ, insbesondere
von 400 bis 440 πιμ, aus. Sie wird während
des Betriebes durch einen Luftstrom gekühlt.
In das Reaktionsgefäß füllt man 7 1 Cyclooctan ein, sättigt dieses mit Chlorwasserstoff und löst
darin 12 g Nitrosylchlorid. Man. bestrahlt die Lösung 6V2 Stunden unter gleichzeitigem Umpumpen
und Kühlen des Reaktionsgemisches auf 15 bis 20°, wobei während der Reaktion weitere 12,5 g
Nitrosylchlorid und 10 g Chlorwasserstoff gasförmig eingeleitet werden. Das sich abscheidende
zähflüssige öl wird von Zeit zu Zeit abgelassen, in wenig Wasser gelöst und unter Rühren und
Kühlen mit Natronlauge vorsichtig neutralisiert. Man saugt die ausgefallenen Kristalle ab und erhält
nach dem Waschen und Trocknen insgesamt 45>5 S Cyclooctanonoxim vom F. = 420, entsprechend
85 % der Theorie, berechnet auf die angewendete Menge Nitrosylchlorid. Durch fortlaufende
Zufuhr von Nitrosylchlorid und Chlorwasserstoff,
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Ersatz des verbrauchten Cyclooctans durch frisches Cyclooctan und kontinuierliches Entfernen
des gebildeten Öles, z.B. mit Hilfe einer Florentiner Flasche, kann das Verfahren kontinuierlich
gestaltet werden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH;Verfahren zur Herstellung von cycloaliphatischen Ketoximen bzw. deren Hydrochloriden 1 durch Umsetzen von cycloaliphatische^ mindestens 5 Ringkohlenstoffatome enthaltenden Kohlenwasserstoffen mit Nitrosylchlorid unter Bestrahlung mit Licht, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Zusatz von Chlorwasserstoff und bzw. oder Stickstoffmonoxyd arbeitet.In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 900 094, 888 693, 907776;USA.-Patentschrift Nr. 1 923 630; österreichische Patentschrift Nr. 172 618; schweizerische Patentschrift Nir. 281 124; Forschungen u. Fortschritte, Bd. 24, 1948, S. 18; J. Org. Chem., Bd: 18, 1953, S. 115.
Family
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