EP1761481A1 - Method for producing gaseous diazoalkanes - Google Patents

Method for producing gaseous diazoalkanes

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Publication number
EP1761481A1
EP1761481A1 EP05769637A EP05769637A EP1761481A1 EP 1761481 A1 EP1761481 A1 EP 1761481A1 EP 05769637 A EP05769637 A EP 05769637A EP 05769637 A EP05769637 A EP 05769637A EP 1761481 A1 EP1761481 A1 EP 1761481A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solvent
diazoalkane
methyl
alkyl
base
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05769637A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen HAASE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dynamit Nobel AG, Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik filed Critical Dynamit Nobel AG
Priority to EP10182100A priority Critical patent/EP2272823A1/en
Publication of EP1761481A1 publication Critical patent/EP1761481A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C245/00—Compounds containing chains of at least two nitrogen atoms with at least one nitrogen-to-nitrogen multiple bond
    • C07C245/12—Diazo compounds, i.e. compounds having the free valencies of >N2 groups attached to the same carbon atom
    • C07C245/14—Diazo compounds, i.e. compounds having the free valencies of >N2 groups attached to the same carbon atom having diazo groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton
    • C07C245/16—Diazomethane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C245/00—Compounds containing chains of at least two nitrogen atoms with at least one nitrogen-to-nitrogen multiple bond
    • C07C245/12—Diazo compounds, i.e. compounds having the free valencies of >N2 groups attached to the same carbon atom

Definitions

  • the invention relates generally to a process for the preparation of gaseous diazoalkanes, and more particularly to a process for the preparation of diazomethane.
  • Diazoalkanes play an important role as intermediates / reactants in organic synthesis, especially in etherification reactions of NH-, OH-. or acidic bonds, in heterocyclic syntheses, in additions to double bond systems or in insertion reactions under mild conditions.
  • a process for preparing diazomethane described in WO 01/47869 comprises the steps: adding a diazomethane precursor dissolved in a first solvent and adding a base dissolved in a second solvent (preferably water) to a reaction vessel in which these substances are formed react by diazomethane.
  • the resulting diazomethane is removed by means of a diluting gas, this gas stream being substantially free of solvents or solvent vapors.
  • diazomethane content in the gas stream must be kept below approx. 15%. This requires a complex and therefore expensive online measurement (eg by means of infrared spectroscopy) with associated inert gas control technology.
  • Diazoalkanes are very toxic and carcinogenic. When using a diluent inert gas in the production of diazoalkanes is inevitably worked with a slight overpressure. In the case of leaks in the system, diazoalkane gases immediately escape into the ambient air and can endanger humans there.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a process for the preparation of gaseous diazoalkanes and in particular for the preparation of diazomethane, which manages without the aid of a diluting gas.
  • the object is achieved by a process for the preparation of gaseous diazoalkanes in which a diazoalkane precursor is dissolved in a first solvent and a base in a second solvent, the substances react in a reaction vessel to form the diazoalkane and the resulting diazoalkane is removed under reduced pressure to normal pressure becomes.
  • diazomethane in a pressure range below normal pressure has similar explosion limits as in the case of dilution with inert gas and can not be exploded by ignition sparks.
  • N-alkyl-N-nitroso compounds such as N-alkyl-N-nitrosocarboxamides (eg N-alkyl-N-nitrosourea), N-alkyl-N-nitrosourethanes, N-alkyl-N-nitrosoaryl sulfonic acid amides (eg N-alkyl-N-nitrosotoluene-sulfonic acid amides) or N-alkyl-N-nitrosoaminoketones.
  • N-alkyl-N-nitrosocarboxamides eg N-alkyl-N-nitrosourea
  • N-alkyl-N-nitrosourethanes eg N-alkyl-N-nitrosourethanes
  • N-alkyl-N-nitrosoaryl sulfonic acid amides eg N-alkyl-N-nitrosotoluene-sulfonic acid amides
  • Diazo methane can be prepared as the preferred diazoalkane by the process according to the invention.
  • Diazomethanprecursor all known and, for example, in WO 01/47869 described compounds can be used, in particular N-methyl-N-nitroso compounds, such as N-methyl-N-nitroso carboxamides (eg N-methyl-N-nitrosohamstoff), N-methyl-N-nitroso-urethanes, N-methyl-N-nitrosoaryl-sulfonklaamide (eg N-methyl-N-nitrosotoluene-sulfonklamid) or N-methyl-N- nitrosoaminoketone.
  • N-methyl-N-nitroso carboxamides eg N-methyl-N-nitrosohamstoff
  • N-methyl-N-nitrosoaryl-sulfonklaamide eg N-methyl-N-nitrosotoluene-sulfonklamid
  • inorganic bases such as e.g. Lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium or barium hydroxide can be used.
  • organic bases such as e.g. N-heterocycles are used.
  • the alkali metal hydroxides used are preferably sodium or potassium hydroxide.
  • the first and second solvents may be the same or different.
  • the first solvent in which the diazoalkane precursor is dissolved it is preferred to use (for example, WO 01/47869) known solvents having a high boiling point, a low vapor pressure and a high water solubility. Furthermore, the first solvent is preferably non-reactive with diazoalkanes.
  • the first solvents used are particularly preferably arylalkyl ethers, glycol ethers, dimethylformamide (DMF) dimethylsulfoxide (DMSO) or ionic solvents, for example 1,3-dimethylimidazolinium dimethyl phosphate. Very particular preference is given to using DMSO and / or di (ethylene glycol) ether. It is also possible to use mixtures of the solvents mentioned.
  • the second solvent in which the base is dissolved can be selected from a solvent which can be used as the first solvent.
  • the first and the second solvent can be identical, but they do not have to be identical.
  • the second solvent is water or contains water.
  • the base (may consist of several substances) is used in an amount of 1 to 3 equivalents relative to the diazoalkane precursor. Particularly preferred is an amount of 1, 1 to 2 equivalents, so that the base is present in excess. - A -
  • the diazoalkane precursor and the base may be added simultaneously or sequentially and mixed together.
  • the reduced pressure range is preferably 0 to 800 mbar, more preferably 100 to 300 mbar.
  • the removal of the diazoalkane under reduced pressure can be carried out with the aid of an inert gas. Preferably, however, the diazoalkane is removed under reduced pressure without the aid of an inert gas.
  • the reaction is preferably carried out at temperatures of 10 to 80 0 C, more preferably from 20 to 50 0 C.
  • the reaction of Diazoalkangener ein can be carried out continuously or batch-shaped.
  • diazomethane - generating reactor an approximately 25% solution of N-methyl-N-nitroso-toluenesulfonamide in DMSO at 20 to 70 0 C simultaneously or sequentially mixed with a 20 to 40% aqueous KOH solution.
  • the spontaneously forming diazomethane is drawn by means of a reduced pressure of 0 to 800 mbar in a reaction reactor or reaction scrubber, where it reacts off in the desired manner.
  • the method according to the invention has the advantage over previously known methods that the amount of inert gas can be considerably reduced or the inert gas can be dispensed with altogether. At most insignificant amounts of solvent vapor (such as, for example, steam) are stripped off the diazoalkane generator which, if appropriate, is removed from the diazoalkane with small-area capacitors or dryers can. Due to the vacuum mode of operation, any danger to the operating personnel due to the very toxic and carcinogenic diazoalkane gases is ruled out. Furthermore, the necessary for safety reasons Diazoalkan- concentration reduction can be realized solely by a low-priced pressure measurement. Safety investigations on DAM in vacuum have shown that at a partial pressure> 150 mbar DAM can be exploded by means of a spark.
  • This "concentration" of DAM should therefore not be exceeded in a technical system as far as possible. If this partial pressure is supplemented with inert gas to atmospheric pressure, this limit corresponds to a DAM concentration of about 15% by volume, a value which is given as the explosion limit at normal pressure for DAM.
  • the partial pressure of the resulting diazoalkane for example the diazomethane (DAM) is continuously measured according to the invention by means of infrared spectroscopy.
  • DAM diazomethane
  • this glass reactor is charged with an acid, for example with a benzoic acid solution in DMF, so that the DAM sucked in via the frit reacts immediately to benzoic acid methyl ester and its content is determined analytically and can be used as an equivalent for DAM.
  • an acid for example with a benzoic acid solution in DMF
  • the experimental setup and yield determination corresponds to that of experiments 1-3.
  • the vacuum is gradually changed by adapted supply of an argon stream from 800 over 500 to 320 mbar.
  • the metered addition of the nitrosomethyl component is such that a DAM partial pressure of 150 mbar is not exceeded.
  • the test arrangement corresponds to that of experiments 1-3.
  • the 30% KOH - solution is to 25.9% strength parallel N-methyl-N-nitroso-p-toluenesulfonamide - solution in DMSO at 40 0 C in the reactor at 500 mbar while maintaining the DAM partial pressure of 150 mbar metered.
  • the ratio of KOH to nitrosomethyl component of 1, 1 to 1, 5 changed.
  • MNTSA was metered in the ionic solvent 1, 3-dimethylimidazolinium dimethyl phosphate (ECOENG 1111 P from Solvent Innovation GmbH) as an 8.0% solution in parallel with a 30% KOH solution.

Abstract

The invention relates to a method for producing diazoalkanes, which is characterized by dissolving a diazoalkane precursor in a first solvent, dissolving a base in a second solvent, allowing the substances to react in a reactor while forming the diazoalkane and removing the diazoalkane under reduced pressure. The inventive method is especially suitable for producing diazomethane.

Description

Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Diazoalkanen Process for the preparation of gaseous diazoalkanes
Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Diazoalkanen und besonders ein Verfahren zur Herstellung von Diazomethan.The invention relates generally to a process for the preparation of gaseous diazoalkanes, and more particularly to a process for the preparation of diazomethane.
Diazoalkane spielen als Zwischenprodukte / Reaktanten in der organischen Synthese eine große Rolle, insbesondere bei Veretherungsreaktionen von NH-, OH- . oder aciden Bindungen, bei Heterocyclensynthesen, bei Additionen an Doppelbindungssysteme oder bei Einschubreaktionen unter milden Bedingungen.Diazoalkanes play an important role as intermediates / reactants in organic synthesis, especially in etherification reactions of NH-, OH-. or acidic bonds, in heterocyclic syntheses, in additions to double bond systems or in insertion reactions under mild conditions.
Ein in der WO 01/47869 beschriebenes Verfahren zur Herstellung von Diazomethan enthält die Schritte: - Zugabe eines Diazomethanprecursors gelöst in einem ersten Lösungsmittel und - Zugabe einer Base gelöst in einem zweiten Lösungsmittel (bevorzugt Wasser) in einen Reaktionsbehälter, in dem diese Stoffe unter Bildung von Diazomethan reagieren. Das erhaltene Diazomethan wird mit Hilfe eines verdünnenden Gases abgeführt, wobei dieser Gasstrom im wesentlichen frei ist von Lösungsmitteln, bzw. Lösungsmitteldämpfen.A process for preparing diazomethane described in WO 01/47869 comprises the steps: adding a diazomethane precursor dissolved in a first solvent and adding a base dissolved in a second solvent (preferably water) to a reaction vessel in which these substances are formed react by diazomethane. The resulting diazomethane is removed by means of a diluting gas, this gas stream being substantially free of solvents or solvent vapors.
Nachteil dieses Verfahrens ist, dassDisadvantage of this procedure is that
- durch den aus Sicherheitsgründen notwendigen hohen Inertgasstrom deutliche Mengen Wasser (das bei diesem Verfahren bevorzugte zweite Lösungsmittel) aus dem Reaktionsbehälter abgestrippt werden, die über großflächige Kühler und/oder Trockeneinrichtengen dem Gasstrom entzogen werden müssen, wenn sie bei Umsetzungsreaktion stören. Hierdurch fallen hohe Investitionskosten bei einem Anlagenbau an.- By the high inert gas necessary for safety reasons significant amounts of water (the preferred in this method second solvent) are stripped from the reaction vessel, which must be removed from the gas stream over large-scale radiator and / or Trockeneinrichtengen if they interfere with conversion reaction. This results in high investment costs in a plant construction.
- Aus Sicherheitsgründen muss der Diazomethangehalt im Gasstrom unter ca. 15 % gehalten werden. Dies erfordert eine aufwändige und damit teure Online-Messung (z.B. mittels Infrarotspektroskopie) mit dazugehörender Inertgas-Regelungstechnik. - Diazoalkane sind sehr giftig und krebserregend. Bei Verwendung eines verdünnenden Inertgases bei der Herstellung von Diazoalkanen wird zwangsläufig mit leichtem Überdruck gearbeitet. Bei Leckagen in der Anlage treten daher sofort Diazoalkangase in die Umgebungsluft aus und können dort Menschen gefährden.- For safety reasons, the diazomethane content in the gas stream must be kept below approx. 15%. This requires a complex and therefore expensive online measurement (eg by means of infrared spectroscopy) with associated inert gas control technology. - Diazoalkanes are very toxic and carcinogenic. When using a diluent inert gas in the production of diazoalkanes is inevitably worked with a slight overpressure. In the case of leaks in the system, diazoalkane gases immediately escape into the ambient air and can endanger humans there.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Diazoalkanen und im besonderen zur Herstellung von Diazomethan bereitzustellen, welches ohne die Hilfe eines verdünnenden Gases auskommt.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a process for the preparation of gaseous diazoalkanes and in particular for the preparation of diazomethane, which manages without the aid of a diluting gas.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Diazoalkanen, bei dem ein Diazoalkanprecursor in einem ersten Lösungsmittelund eine Base in einem zweiten Lösungsmittel gelöst wird, die Stoffe in einem Reaktionsbehälter unter Bildung des Diazoalkans reagieren und das erhaltene Diazoalkan unter gegenüber Normaldruck reduziertem Druck abgeführt wird.The object is achieved by a process for the preparation of gaseous diazoalkanes in which a diazoalkane precursor is dissolved in a first solvent and a base in a second solvent, the substances react in a reaction vessel to form the diazoalkane and the resulting diazoalkane is removed under reduced pressure to normal pressure becomes.
Überraschend wurde gefunden, dass Diazomethan im einem unter Normaldruck liegenden Druckbereich ähnliche Explosionsgrenzen wie bei der Verdünnung mit Inertgas aufweist und nicht durch Zündfunken zur Explosion gebracht werden kann.Surprisingly, it has been found that diazomethane in a pressure range below normal pressure has similar explosion limits as in the case of dilution with inert gas and can not be exploded by ignition sparks.
Als Diazoalkanprecursor können z.B. folgende Verbindungen eingesetzt werden: N-Alkyl-N-nitroso-Verbindungen, wie N-Alkyl-N-nitrosocarbonsäureamide (z.B. N- Alkyl-N-nitrosoharnstoff), N-Alkyl-N-nitrosourethane, N-Alkyl-N-nitrosoaryl-sulfon- säureamide (z.B. N-Alkyl-N-nitrosotoluol-sulfonsäureamide) oder N-Alkyl-N- nitrosoaminoketone.As the diazoalkane precursor, e.g. the following compounds are used: N-alkyl-N-nitroso compounds, such as N-alkyl-N-nitrosocarboxamides (eg N-alkyl-N-nitrosourea), N-alkyl-N-nitrosourethanes, N-alkyl-N-nitrosoaryl sulfonic acid amides (eg N-alkyl-N-nitrosotoluene-sulfonic acid amides) or N-alkyl-N-nitrosoaminoketones.
Als bevorzugtes Diazoalkan kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Diazo¬ methan hergestellt werden. Als Diazomethanprecursor können alle dafür bekannten und z.B. in der WO 01/47869 beschriebenen Verbindungen eingesetzt werden, insbesondere N-Methyl-N-nitroso-Verbindungen, wie N-Methyl-N-nitroso- carbonsäureamide (z.B. N-Methyl-N-nitrosohamstoff), N-Methyl-N-nitroso- urethane, N-Methyl-N-nitrosoaryl-sulfonsäureamide (z.B. N-Methyl-N- nitrosotoluol-sulfonsäureamid) oder N-Methyl-N-nitrosoaminoketone.Diazo methane can be prepared as the preferred diazoalkane by the process according to the invention. As Diazomethanprecursor all known and, for example, in WO 01/47869 described compounds can be used, in particular N-methyl-N-nitroso compounds, such as N-methyl-N-nitroso carboxamides (eg N-methyl-N-nitrosohamstoff), N-methyl-N-nitroso-urethanes, N-methyl-N-nitrosoaryl-sulfonsäureamide (eg N-methyl-N-nitrosotoluene-sulfonsäureamid) or N-methyl-N- nitrosoaminoketone.
Als Base können anorganische Basen wie z.B. Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cesium- oder Bariumhydroxid eingesetzt werden. Als Base können ebenso organische Basen, wie z.B. N-Heterocyclen eingesetzt werden. Aus Kostengründen bevorzugt eingesetzt werden die Alkalihydroxide Natrium- oder Kaliumhydroxid.As the base, inorganic bases such as e.g. Lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium or barium hydroxide can be used. As the base, organic bases such as e.g. N-heterocycles are used. For reasons of cost, the alkali metal hydroxides used are preferably sodium or potassium hydroxide.
Das erste und das zweite Lösungsmittel können gleich oder verschieden sein.The first and second solvents may be the same or different.
Als erstes Lösungsmittel, in dem der Diazoalkanprecursor gelöst wird, werden bevorzugt (z.B. aus der WO 01/47869) bekannte Lösungsmittel eingesetzt, die einen hohen Siedepunkt, einen niedrigen Dampfdruck und eine hohe Wasserlöslichkeit aufweisen. Ferner ist das erste Lösungsmittel bevorzugt nicht reaktiv gegenüber Diazoalkanen. Als erstes Lösungsmittel werden besonders bevorzugt eingesetzt Arylalkyl-Ether, Glykolether, Dimethylformamid (DMF) Dimethylsulfoxid (DMSO) oder ionische Lösungsmittel, beispielsweise 1 ,3- Dimethyl-imidazolinium Dimethylphospat. Ganz besonders bevorzugt werden DMSO und/oder Di(ethylenglykol)ether verwendet. Es können auch Gemische der genannten Lösungsmittel eingesetzt werden.As the first solvent in which the diazoalkane precursor is dissolved, it is preferred to use (for example, WO 01/47869) known solvents having a high boiling point, a low vapor pressure and a high water solubility. Furthermore, the first solvent is preferably non-reactive with diazoalkanes. The first solvents used are particularly preferably arylalkyl ethers, glycol ethers, dimethylformamide (DMF) dimethylsulfoxide (DMSO) or ionic solvents, for example 1,3-dimethylimidazolinium dimethyl phosphate. Very particular preference is given to using DMSO and / or di (ethylene glycol) ether. It is also possible to use mixtures of the solvents mentioned.
Das zweite Lösungsmittel, in dem die Base gelöst wird, kann ausgewählt werden aus einem Lösungsmittel, das als erstes Lösungsmittel eingesetzt werden kann. Dabei können das erste und das zweite Lösungsmittel identisch sein, müssen es aber nicht. Bevorzugt ist das zweite Lösungsmittel Wasser oder enthält Wasser.The second solvent in which the base is dissolved can be selected from a solvent which can be used as the first solvent. The first and the second solvent can be identical, but they do not have to be identical. Preferably, the second solvent is water or contains water.
Bevorzugt wird die Base (kann aus mehreren Stoffen bestehen) in einer Menge von 1 bis 3 Equivalenten relativ zum Diazoalkanprecursor eingesetzt. Besonders bevorzugt ist eine Menge von 1 ,1 bis 2 Equivalenten, so dass die Base im Überschuss vorliegt. - A -Preferably, the base (may consist of several substances) is used in an amount of 1 to 3 equivalents relative to the diazoalkane precursor. Particularly preferred is an amount of 1, 1 to 2 equivalents, so that the base is present in excess. - A -
Der Diazoalkanprecursor und die Base können gleichzeitig oder nacheinander zugegeben und miteinander vermischt werden.The diazoalkane precursor and the base may be added simultaneously or sequentially and mixed together.
Unter reduziertem Druck wird ein gegenüber dem Normaldruck reduzierter Druckbereich verstanden. Bevorzugt beträgt der reduzierte Druckbereich 0 bis 800 mbar, besonders bevorzugt 100 bis 300 mbar. Das Abführen des Diazoalkans unter reduziertem Druck kann unter Zuhilfenahme eines Inertgases durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Diazoalkan jedoch unter reduziertem Druck ohne Zuhilfenahme eines Inertgases abgeführt.Under reduced pressure is understood a reduced pressure range compared to the normal pressure. The reduced pressure range is preferably 0 to 800 mbar, more preferably 100 to 300 mbar. The removal of the diazoalkane under reduced pressure can be carried out with the aid of an inert gas. Preferably, however, the diazoalkane is removed under reduced pressure without the aid of an inert gas.
Die Reaktion wird bevorzugt bei Temperaturen von 10 bis 800C, besonders bevorzugt von 20 bis 500C durchgeführt.The reaction is preferably carried out at temperatures of 10 to 80 0 C, more preferably from 20 to 50 0 C.
Die Reaktion der Diazoalkangenerierung kann kontinuierlich oder batchförmig durchgeführt werden.The reaction of Diazoalkangenerierung can be carried out continuously or batch-shaped.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielhaft wie folgt durchgeführt werden (ohne dass mit dieser Beschreibung irgendwelche Einschränkungen vorgenommen werden):The process according to the invention can be carried out by way of example as follows (without any limitations being made with this description):
In einem Diazomethan - Generierungsreaktor wird eine ca. 25 %-ige Lösung von N-Methyl-N-nitroso-toluolsulfonsäureamid in DMSO bei 20 bis 700C gleichzeitig oder nacheinander mit einer 20 bis 40 %-igen wässrigen KOH Lösung vermischt. Das sich spontan bildende Diazomethan wird mittels einem Unterdruck von 0 bis 800 mbar in einen Umsetzungsreaktor oder Reaktionswäscher gezogen, wo es nach gewünschter Weise abreagiert.In a diazomethane - generating reactor, an approximately 25% solution of N-methyl-N-nitroso-toluenesulfonamide in DMSO at 20 to 70 0 C simultaneously or sequentially mixed with a 20 to 40% aqueous KOH solution. The spontaneously forming diazomethane is drawn by means of a reduced pressure of 0 to 800 mbar in a reaction reactor or reaction scrubber, where it reacts off in the desired manner.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber bisher bekannten Verfahren den Vorteil, dass die Menge des Inertgases erheblich reduziert werden kann, bzw. auf das Inertgas ganz verzichtet werden kann. Allenfalls unbedeutende Lösungsmitteldampfmengen (wie z.B. . Wasserdampf) werden aus dem Diazoalkanangenerator abgestrippt, die gegebenenfalls mit kleinflächigen Kondensatoren oder Trockeneinrichtungen aus dem Diazoalkan entfernt werden können. Durch die Vakuumfahrweise wird bei einer auftretenden Leckage eine Gefährdung des Bedienungspersonals durch die sehr giftigen und krebserregenden Diazoalkangase ausgeschlossen. Weiterhin kann die aus sicherheitstechnischen Gründen notwendige Diazoalkan- Konzentrationsabsenkung allein durch eine preisgünstige Druckmessung realisiert werden. Sicherheitsuntersuchungen an DAM im Vakuum haben gezeigt, dass bei einem Partialdruck > 150 mbar DAM mittels eines Zündfunkens zur Explosion gebracht werden kann. Diese "Konzentration" an DAM sollte daher in einer technischen Anlage möglichst nicht überschritten werden. Ergänzt man diesen Partialdruck mit Inertgas auf Normaldruck, so entspricht diese Grenze einer DAM Konzentration von ca. 15 Vol%, ein Wert, der als Explosionsgrenze bei Normaldruck für DAM angegeben wird.The method according to the invention has the advantage over previously known methods that the amount of inert gas can be considerably reduced or the inert gas can be dispensed with altogether. At most insignificant amounts of solvent vapor (such as, for example, steam) are stripped off the diazoalkane generator which, if appropriate, is removed from the diazoalkane with small-area capacitors or dryers can. Due to the vacuum mode of operation, any danger to the operating personnel due to the very toxic and carcinogenic diazoalkane gases is ruled out. Furthermore, the necessary for safety reasons Diazoalkan- concentration reduction can be realized solely by a low-priced pressure measurement. Safety investigations on DAM in vacuum have shown that at a partial pressure> 150 mbar DAM can be exploded by means of a spark. This "concentration" of DAM should therefore not be exceeded in a technical system as far as possible. If this partial pressure is supplemented with inert gas to atmospheric pressure, this limit corresponds to a DAM concentration of about 15% by volume, a value which is given as the explosion limit at normal pressure for DAM.
Der Partialdruck des entstehenden Diazoalkans, beispielsweise des Diazomethans (DAM), wird erfindungsgemäß kontinuierlich mittels Infrarotspektroskopie gemessen.The partial pressure of the resulting diazoalkane, for example the diazomethane (DAM), is continuously measured according to the invention by means of infrared spectroscopy.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie einzuschränken:The following examples are intended to illustrate the invention without limiting it:
Beispiel 1-3:Example 1-3:
In einem 1 ,5 1 Doppelmantelglasreaktor wird 531 g wässrige 30 %-ige KOH - Lösung vorgelegt und jeweils auf 40; 55 bzw. 7O0C erwärmt. Durch kontrollierte Zutropfung von 405,8 g 26,4 %-iger N-Methyl-N-nitroso-p-toluolsulfonsäureamid (MNTSA) - Lösung in DMSO in diese KOH - Lösung wird Diazomethan (DAM) erzeugt und gasförmig mittels Vakuum bei 500 mbar über eine Fritte in einen Glasreaktor gesaugt. Die Zudosierung erfolgt so, dass die Diazomethan- Konzentration in der Gasphase einen Partialdruck von 120 mbar nicht überschreitet. Zur Bestimmung der DAM Menge und Ausbeute wird dieser Glasreaktor mit einer Säure z.B. mit einer Benzoesäure - Lösung in DMF beschickt, so dass das über die Fritte eingesaugte DAM sofort zu Benzoesäuremethylester abreagiert und dessen Gehalt analytisch bestimmt und als Equivalent für DAM genutzt werden kann. Die folgende Tabelle gibt die Resultate wieder:In a 1, 5 1 jacketed glass reactor 531 g of aqueous 30% KOH - solution is introduced and in each case to 40; 55 or 7O 0 C heated. By controlled dropwise addition of 405.8 g of 26.4% N-methyl-N-nitroso-p-toluenesulfonic acid amide (MNTSA) solution in DMSO in this KOH solution diazomethane (DAM) is produced and gaseous by means of vacuum at 500 mbar sucked through a frit into a glass reactor. The metered addition is carried out in such a way that the diazomethane concentration in the gas phase does not exceed a partial pressure of 120 mbar. To determine the DAM quantity and yield, this glass reactor is charged with an acid, for example with a benzoic acid solution in DMF, so that the DAM sucked in via the frit reacts immediately to benzoic acid methyl ester and its content is determined analytically and can be used as an equivalent for DAM. The following table shows the results:
Beispiel 4-6:Example 4-6:
Der Versuchsaufbau und Ausbeutebestimmung entspricht dem der Versuche 1-3. In die vorgelegten 561 g 30 %-iger KOH - Lösung wird ohne Unterbrechung 259,7 g 25,9 %-iger N-Methyl-N-nitroso-p-toluolsulfonsäureamid - Lösung in DMSO bei 400C zugetropft. Bei dieser Vorgehensweise wird das Vakuum durch angepasste Zuleitung eines Argonstromes von 800 über 500 auf 320 mbar schrittweise geändert. Die Zudosierung der Nitrosomethyl-Komponente erfolgt so, dass ein DAM Partialdruck von 150 mbar nicht überschritten wird.The experimental setup and yield determination corresponds to that of experiments 1-3. Strength in the submitted 561 g of 30% KOH - solution without interruption 259.7 g 25.9% sodium N-methyl-N-nitroso-p-toluenesulfonamide - added dropwise a solution in DMSO at 40 0 C. In this procedure, the vacuum is gradually changed by adapted supply of an argon stream from 800 over 500 to 320 mbar. The metered addition of the nitrosomethyl component is such that a DAM partial pressure of 150 mbar is not exceeded.
Beispiel 7-9:Example 7-9:
Die Versuchsanordnung entspricht der der Versuche 1-3.The test arrangement corresponds to that of experiments 1-3.
Die 30 %-ige KOH - Lösung wird parallel zur 25,9 %-igen N-Methyl-N-nitroso-p- toluolsulfonsäureamid - Lösung in DMSO bei 400C in den Reaktor bei 500 mbar unter Einhaltung des DAM Partialdruckes von 150 mbar eindosiert. In den Versuchen wird das Verhältnis von KOH zur Nitrosomethyl-Komponente von 1 ,1 bis 1 ,5 verändert. The 30% KOH - solution is to 25.9% strength parallel N-methyl-N-nitroso-p-toluenesulfonamide - solution in DMSO at 40 0 C in the reactor at 500 mbar while maintaining the DAM partial pressure of 150 mbar metered. In the experiments, the ratio of KOH to nitrosomethyl component of 1, 1 to 1, 5 changed.
Beispiel 10:Example 10:
In einem Langzeitversuch wird über 4 Stunden wie in den Versuchen 7-9 vorgegangen, indem eine 22,5 %-ige MNTSA Lösung gleichzeitig zu einer 30%- igen KOH Lösung zudosiert werden.In a long-term test, the procedure is repeated over 4 hours as in experiments 7-9, by simultaneously adding a 22.5% MNTSA solution to a 30% KOH solution.
Beispiel 11:Example 11:
Abweichend zu dem Versuch 7 wurde MNTSA in dem ionischen Lösemittel 1 ,3- Dimethyl-imidazolinium Dimethylphospat (ECOENG 1111 P der Fa. Solvent Innovation GmbH) als 8,0 %-ige Lösung parallel mit einer 30%-igen KOH Lösung eindosiert. Deviating from experiment 7, MNTSA was metered in the ionic solvent 1, 3-dimethylimidazolinium dimethyl phosphate (ECOENG 1111 P from Solvent Innovation GmbH) as an 8.0% solution in parallel with a 30% KOH solution.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von gasförmigem Diazoalkan, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diazoalkanprecursor in einem ersten Lösungsmittel und eine Base in einem zweiten Lösungsmittel gelöst wird und die Stoffe in einem Reaktionsbehälter unter Bildung von Diazoalkan reagieren, wobei das erhaltene gasförmige Diazoalkan unter reduziertem Druck abgeführt wird.A process for producing gaseous diazoalkane, which comprises dissolving a diazoalkane precursor in a first solvent and a base in a second solvent, and reacting the substances in a reaction vessel to form diazoalkane, thereby removing the gaseous diazoalkane obtained under reduced pressure ,
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Diazoalkanprecursor N-Alkyl-N-nitroso-Verbindungen, wie N-Alkyl-N- nitrosocarbonsäureamide (z.B. N-Alkyl-N-nitrosoharnstoff), N-Alkyl-N- nitrosourethane, N-Alkyl-N-nitrosoaryl-sulfonsäureamide (z.B. N-Alkyl-N- nitrosotoluol-sulfonsäureamide) oder N-Alkyl-N-nitrosoaminoketone eingesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that as the Diazoalkanprecursor N-alkyl-N-nitroso compounds, such as N-alkyl-N-nitrosocarboxylic acid amides (eg N-alkyl-N-nitrosourea), N-alkyl-N-nitrosourethanes, N-alkyl-N-nitrosoaryl-sulfonic acid amides (eg N-alkyl-N-nitrosotoluene-sulfonic acid amides) or N-alkyl-N-nitrosoaminoketone be used.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung von Diazomethan.3. The method according to claim 1 or 2 for the preparation of diazomethane.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Diazomethanprecursor N-Methyl-N-nitroso-Verbindungen, wie N-Methyl-N- nitrosocarbonsäureamide (z.B. N-Methyl-N-nitrosoharnstoff), N-Methyl-N- nitrosourethane, N-Methyl-N-nitrosoaryl-sulfonsäureamide (z.B. N-Methyl-N- nitrosotoluol-sulfonsäureamid) oder N-Methyl-N-nitrosoaminoketone eingesetzt werden.4. The method according to claim 3, characterized in that as diazomethane precursor N-methyl-N-nitroso compounds, such as N-methyl-N-nitrosocarboxylic acid amides (eg N-methyl-N-nitrosourea), N-methyl-N-nitrosourethanes, N-methyl-N-nitrosoaryl-sulfonic acid amides (eg N-methyl-N-nitrosotoluene-sulfonic acid amide) or N-methyl-N-nitrosoaminoketone be used.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Base anorganische oder organische Basen eingesetzt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that are used as the base inorganic or organic bases.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Base ausgewählt ist aus einem oder mehreren der Stoffe Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cesium- und Bariumhydroxid.6. The method according to claim 5, characterized in that the inorganic base is selected from one or more of the substances lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and barium hydroxide.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Base Stickstoffheterocyclen (z.B. N-Methylmorpholin) eingesetzt werden. 7. The method according to claim 5, characterized in that are used as the organic base nitrogen heterocycles (eg N-methylmorpholine).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Lösungsmittel ein Arylalkyl-Ether, Glykolether (z.B. Di(ethylenglykol)ether), Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), ionische Lösungsmittel, beispielsweise 1 ,3-Dimethyl-imidazolinium Dimethylphospat oder Gemische dieser Stoffe eingesetzt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the first solvent is an arylalkyl ether, glycol ethers (eg di (ethylene glycol) ether), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), ionic solvents, for example 1, 3 Dimethyl imidazolinium dimethyl phosphate or mixtures of these substances is used.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Lösungsmittel ein Lösungsmittel aus der Gruppe der ersten Lösungsmittel ausgewählt wird, wobei das erste und das zweite Lösungsmittel identisch sein können, aber nicht müssen.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a solvent from the group of the first solvent is selected as the second solvent, wherein the first and the second solvent may be identical, but need not.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Lösungsmittel Wasser ausgewählt ist oder dass das zweite Lösungsmittel Wasser enthält.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that as the second solvent, water is selected or that the second solvent contains water.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Base in einer Menge von 1 bis 3 Equivalenten relativ zum Diazoalkanprecursor eingesetzt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the base is used in an amount of 1 to 3 equivalents relative to Diazoalkanprecursor.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Diazoalkanprecursor und die Base gleichzeitig zugegeben und miteinander vermischt werden.12. The method according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the Diazoalkanprecursor and the base are added simultaneously and mixed together.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Diazoalkanprecursor und die Base nacheinander zugegeben und miteinander vermischt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the Diazoalkanprecursor and the base are added successively and mixed together.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene gasförmige Diazoalkan bei 0 bis 800 mbar abgeführt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the resulting gaseous diazoalkane is removed at 0 to 800 mbar.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene gasförmige Diazoalkan bei 100 bis 300 mbar abgeführt wird. 15. The method according to claim 14, characterized in that the resulting gaseous diazoalkane is removed at 100 to 300 mbar.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion bei Temperaturen von 10 bis 800C erfolgt.16. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the reaction is carried out at temperatures of 10 to 80 0 C.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion bei Temperaturen von 20 bis 5O0C erfolgt. 17. The method according to claim 16, characterized in that the reaction takes place at temperatures of 20 to 5O 0 C.
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