HU223085B1 - Folyamatos eljárás N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin dinitrálására - Google Patents

Folyamatos eljárás N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin dinitrálására Download PDF

Info

Publication number
HU223085B1
HU223085B1 HU9702406A HUP9702406A HU223085B1 HU 223085 B1 HU223085 B1 HU 223085B1 HU 9702406 A HU9702406 A HU 9702406A HU P9702406 A HUP9702406 A HU P9702406A HU 223085 B1 HU223085 B1 HU 223085B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
nitric acid
process according
dinitration
alkyl
weight
Prior art date
Application number
HU9702406A
Other languages
English (en)
Inventor
Giacomo Ravetta
Alberto Villanti
Original Assignee
Finchimica Spa
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 Finchimica Spa filed Critical Finchimica Spa
Publication of HUP9702406A1 publication Critical patent/HUP9702406A1/hu
Publication of HU223085B1 publication Critical patent/HU223085B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/68Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton from amines, by reactions not involving amino groups, e.g. reduction of unsaturated amines, aromatisation, or substitution of the carbon skeleton
    • C07C209/76Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton from amines, by reactions not involving amino groups, e.g. reduction of unsaturated amines, aromatisation, or substitution of the carbon skeleton by nitration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

A találmány N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin folyamatos dinitrálásieljárására vonatkozik, amelyet egyetlen lépésben végeznek egycsőreaktorban alkálifém-nitritek és aldehidek közül választottkatalizátor jelenlétében, amely a salétromsavat in situsalétromossavvá alakítja át. ŕ

Description

A leírás terjedelme 4 oldal
HU 223 085 B1
HU 223 085 Bl
A találmány N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin, ahol az alkilcsoport előnyösen 1-etil-propil-, 1-metil-butilvagy szek-butil-csoport, dinitrálási eljárására vonatkozik nitrálószerként salétromsav alkalmazásával.
Az aromás szubsztrátumok folyamatos eljárással végzett dinitrálása a szakirodalomban ismert. A 2 951 746 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban csőreaktorban, folyamatos eljárással végzett nitrálást ismertettek, azonban szubsztrátumként kizárólag toluolt alkalmaztak, és szulfonitrilkeverék-reagenst használtak.
A 3 726 923 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban N,N-diklór-alkil-4-alkil-anilinszármazékok kétfázisú rendszerben végzett dinitrálását ismertették.
A 4 621 157 számú amerikai egyesült államokbeli leírásban elektrofil aromás szubsztitúcióban részt vevő szubsztrátumok, például anilinek és fenolok szokásos keverővei ellátott tankreaktorban végrehajtott folyamatos nitrálási eljárását ismertették, amellyel elsősorban N-alkil-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amint vagy ismert nemzetközi szabad nevén pendimetalint állítottak elő.
Az itt ismertetett eljárás két lépésből áll: az első lépésben az alkilcsoporttal helyettesített fenol- vagy anilinszármazékot viszonylag híg salétromsavval reagáltatták egy vízzel nem elegyedő, folyékony szerves oldószer jelenlétében, és a kiindulási anilin mononitroszármazékát vagy salétromsavsóját állították elő. A második lépésben az első lépés termékét viszonylag koncentrált salétromsavval továbbreagáltatták a megfelelő dinitroszármazék előállítására. Mindkét lépést folyamatos keverővei ellátott tankreaktorban végezték (C. S. T. R.), és a második dinitrálási lépésben a reakcióidő körülbelül 1 óra volt.
Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a fent említett reakcióképes aromás szubsztrátumok salétromsavas dinitrálását elvégezhetjük egyetlen lépésben egy csőreaktorban, néhány másodperc reakcióidő alatt, rendkívül nagy kitermeléssel.
Ezen felismerésnek megfelelően, találmányunk a mellékelt igénypontokban meghatározott eljárásra vonatkozik. A találmányunk szerinti megoldásban N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin folyamatos dinitrálását hajtjuk végre nitrálószerként salétromsav alkalmazásával, és a reakciót egyetlen lépésben, egy csőreaktorban végezzük, egy, az 1. igénypontban meghatározott katalizátorjelenlétében, mely a salétromsavval reakcióba képes lépni, és így a reaktorban in situ salétromossav képződik.
Ismeretes, hogy a salétromossav az elektrofil támadással szemben nem reakcióképes aromás szubsztrátumok nitrálásában antikatalitikus hatást fejt ki, míg a nagyon reakcióképes szubsztrátumokra, mint például az anilinek és a fenolok, pozitív katalitikus hatást fejt ki. Ennek ellenére a nagyon reakcióképes szubsztrátumok szakaszos vagy folyamatos nitrálásában a szakirodalmi adatok szerint korábban nem tekintették szükségesnek salétromossav-katalizátorok vagy az in situ salétromossavat biztosító vegyületek jelenlétét.
Ezzel szemben a találmányunk szerinti eljárásban a fent említett katalizátor jelenléte szemmel láthatóan alapvető jelentőségű a dinitrálás sikeressége szempontjából, és ha a szubsztrátumot, azaz a salétromsavat önmagában, katalizátor nélkül adjuk a reaktorba, akkor a távozó anyagban nincs észlelhető mennyiségű nitrált termék. A találmányunk szerinti eljárásban katalizátorként a salétromossav szervetlen sóit, mégpedig alkálifémsóit és alifás vagy aromás aldehideket használunk, amelyek hatására in situ képződik a szükséges salétromossav.
Alifás aldehideken egyenes vagy elágazó láncú, 1-12 szénatomos, előnyösen 1-3 szénatomos alkilláncot tartalmazó aldehideket, előnyösen acetaldehidet; aromás aldehiden például adott esetben az aromás gyűrűn 1-3 szénatomot tartalmazó alifás csoporttal vagy halogénatommal helyettesített benzaldehidet értünk.
A katalizátor jelenlétében a reakció azonnal beindul, ennek eredményeképpen a szubsztrátum a reaktorban nagyon gyorsan és kvantitatíve átalakul a dinitrálás termékévé.
Az alkalmazott katalizátor mennyisége széles tartományban változhat, és általában 100 tömegrész vizes salétromsavra vonatkoztatva 0,01 és 1,5 rész között van.
A dinitrálási reakciót oldószer jelenlétében vagy anélkül végezhetjük. Ha a reakciót oldószerben végezzük, előnyösen vízzel nem elegyedő szerves oldószereket választunk, amelyekben az aromás szubsztrátum oldódik; a pendimetalin dinitro-anilin-származék előállításánál különösen előnyös oldószer a diklór-metán. Az aromás szubsztrátum koncentrációja az oldószerben széles tartományban változhat, és általában 15 tömeg% és 50 tömeg% között van. Dinitrálószerként lényegében kénsavmentes koncentrált salétromsavat használunk, általában 20 tömeg% és 100 tömeg% közötti koncentrációban. A koncentrált salétromsavat előnyösen 45 tömeg% és 70 tömeg% közötti koncentrációban alkalmazzuk. A salétromsavat előnyösen a dinitrálási reakció szempontjából sztöchiometrikus feleslegben használjuk.
Ismeretes, hogy a dinitrálási reakció egészen exoterm folyamat, ezért termikus robbanás kockázatával kell számolni (a reakció „elszalad”). Annak ellenére, hogy a találmányunk szerinti eljárást csőreaktorban végezzük, lehetőség van a pontos és hatásos termikus kontrollra. A reaktort úgy tervezzük meg, hogy termosztátfürdő vagy -köpeny veszi körül; hasonló eredménnyel végezhető el a reakció, ha reaktorként egy cső alakú hőcserélőt alkalmazunk. Találmányunk egy előnyös megvalósítási módja szerint a reaktort egy termosztátfurdőbe merítjük, ezzel a reaktor hőmérséklete 50 °C és 70 °C között tartható.
Találmányunk egy előnyös megvalósítási módja szerint a salétromsavat a katalizátort tartalmazó aromás szubsztrátumot és az adott esetben alkalmazott oldószert, a csőreaktor első részén átjuttatva egy cső alakú statikus keverőeszközbe juttatjuk, amelyben az áramló anyag alaposan összekeverhető, ami lehetővé teszi a reakció gyors lejátszódását. A statikus keverők ismertek és kereskedelemben beszerezhetők; például a találmányunk szerinti eljárásban jól alkalmazható belső szerkezetű statikus keveréket állítanak elő a Sulzer Chemtech Limited vagy a Chemineer Limited által előállított Kenics Static Mixer. Előnyös statikus keverő
HU 223 085 Bl például egy spirális belső szerkezetű cső alakú berendezés, amely visszakeverő részeket tartalmaz, ilyen például a fent említett Kenics Static Mixer.
Az eljárás egy előnyös megvalósítási módja szerint különösen pendimetalin előállításánál a dinitrálási lépést 50 °C és 90 °C közötti hőmérsékleten végezzük, melynek során a csőreaktorban és mixerben a tartózkodási idő körülbelül 10 másodperc és 20 másodperc közötti. A reaktorból kiáramló anyagot fázisszeparátorba vezetjük, ahol a hígított salétromsavat tartalmazó vizes fázist elválasztjuk a nyers dinitrálási termékből álló vagy terméket tartalmazó nem elegyedő szerves fázistól. A vizes fázist a következő lépésben azeotrop desztillálással koncentráljuk a kívánt koncentrációjú salétromsav előállítására, amelyet a dinitrálási lépésben közvetlenül felhasználunk.
A találmányunk szerinti eljárás előnyei:
- a reaktorban a tartózkodási idő nagyon rövid, ennek következtében a reaktor-igénybevétel ideje is rövid (több mint 200-szor rövidebb, mint hasonló termelékenységű kevertetett tankreaktor esetében);
- a reakció-hőmérséklet egy folyamatos hőcserélővel egyszerűen és pontosan szabályozható, ezáltal kedvező térfogat/terület arány, nagy lineáris sebesség és nagy hőcserélő kapacitás érhető el;
- a keletkező dinitro-anilin-származékokban a dinitro-anilin-szintézisben elkerülhetetlenül képződő N-nitrozo- és N-nitro-származék-tartalom nagyon kicsi. A műveletet pontosan végezve és a szerves fázist a savas fázistól gyorsan elválasztva a reakcióelegyben a fent említett N-nitrozo-származék-tartalom nem haladja meg a dinitroszármazékok teljes tömegére számított 6 tömeg% és 7 tömeg% közötti értéket, és az N-nitroszármazék-tartalom nem haladja meg a dinitroszármazékok teljes tömegére számított 50 ppm és 100 ppm közötti értéket.
A fenti előnyök következtében lényegesen csökken a reakció termikus elszaladásának kockázata, és az eljárás ipari méretekben sokkal biztonságosabban kivitelezhető.
A fentieken túlmenően a beruházás igen gazdaságos, fenntartása egyszerűbb, és csökken az energiafelhasználás.
A találmányunk szerinti eljárást a következő példákkal illusztráljuk, melyekben a reakciótermék dinitrálását a 4 874 895 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint végezzük, azonban találmányunk nem korlátozódik a példákban foglaltakra.
1. példa
Az N-(l-etil-propil)-3,4-dimetil-benzol-amin dinitrálását félüzemi méretekben végezzük, egy statikus mixerrel ellátott csőreaktorban végezzük, ahol a csőreaktor három összekapcsolódó részből álló spirálcső, melyek mindegyike 5000 mm hosszú és 4 mm belső átmérőjű, és a közöttük lévő illeszkedési helyeknél hőérzékelőket helyezünk el. A Kenics Static Mixer egy 190 mm hosszú csőtest, amelyet a 2. és 3. rész közé illesztünk. A reaktort vízzel hűtött termosztált fürdőbe merítjük.
A reaktorba tömegre számítva 5000 ppm tömeg nátrium-nitritet tartalmazó 67 tömeg%-os salétromsavoldatot adunk be 15 1/h sebességgel, 39 tömeg% N-(l-etilpropil)-3,4-dimetil-benzol-amin diklór-metános oldatával együtt; ezt az oldatot 21 l/óra sebességgel tápláljuk be. A rendszer 15 perc alatt eléri az üzemi körülményeket, és körülbelül 6 kg reakciótömeg gyűlik össze a szeparátorban. A savas fázis és a szerves fázis elválasztása után az utóbbi fázis - az oldószert leszámítva 95 tömeg% dinitrálási termékből áll, és 6,8 tömeg% Nnitrozo-N-(l-etil-propil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amint és 54 ppm (tömegarányban kifejezve) N-nitro-N-(l-etil-propil)-3,6-dinitro-3,4-dimetil-benzolamint tartalmaz. A savas fázist mossuk, és vizes hidrogén-bromiddal és szulfámsawal kezelve denitrozáljuk, ezzel a reakció termékeként képződő N-nitrozo-származékot N-(l-etil-propil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amin-származékká alakítjuk át. Az oldószer elpárologtatósa után 1,78 kg nyers N-(l-etil-propil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amin keletkezik, melynek titere 94,2%.
2. példa
Az 1. példához hasonlóan végezzük, azzal az eltéréssel, hogy az N-(l-etil-propil)-3,4-dimetil-benzolamin diklór-etánnal készült oldatához 1500 ppm benzaldehidet adunk a salétromsavhoz nátrium-nitrit helyett. 1,77 kg nyerstermék képződik, amely 94,3 tömeg% dinitrálási termékből áll, és 7,3 tömeg% N-nitrozo-N(1 -etil-propil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amint és 38 ppm (tömegarányban kifejezve) N-nitro-N-(l-etilpropil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amint tartalmaz. A kezelés végén a termék titere 93,9% N-(l-etil-propil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amin.
3. példa
A reaktorba 1600 ppm nátrium-nitritet tartalmazó 60 tömeg%-os salétromsavat táplálunk be 28 l/óra sebességgel, egyúttal N-(l-etil-propil)-3,4-dimetil-benzol-amint 7,5 l/óra sebességgel. A rendszer 20 perc alatt éri el az üzemi körülményeket, és körülbelül 5 kg reakcióelegyet gyűjtünk össze a 13 kg 70 °C vizet tartalmazó azonos hőmérsékletű termosztátszeparátorban. A vizes fázis eltávolítása után az egyesített szerves fázist 2x6 liter vízzel mossuk, 70 °C-ra melegítjük és analizáljuk. A termék 5,9 tömeg% N-nitrozoN-(l-etil-propil)-2,6-dinitro-3,4-dimetil-benzol-amint tartalmaz.
A vizes hidrogén-bromiddal és szulfámsawal végzett denitrozálással kapott reakcióelegy 96,8 tömeg% pendimetalint tartalmaz.

Claims (8)

1. Eljárás N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin, ahol az alkilcsoport 1-etil-propil-, 1-metil-butil- vagy szek-butil-csoport, folyamatos dinitrálására nitrálószerként salétromsav alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a dinitrálást egy lépésben végezzük egy csőreaktorban, a sa3
HU 223 085 Bl létromsavból in situ salétromossav előállítására képes katalizátor jelenlétében, ahol a katalizátort alkálifémnitritek és aldehidek közül választjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a katalizátort 100 tömegrész vizes salétromsavra vonatkoztatva 0,01 tömegrész és 1,5 tömegrész közötti koncentrációban alkalmazzuk.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciót az N-alkil-3,4-dimetil-benzolaminnak egy olyan szerves oldószerében végezzük, 10 amely vízzel nem elegyedik.
4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciót oldószer távollétében végezzük.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a salétromsavat 20 tömeg% és 100 tömeg% közötti koncentrációban alkalmazzuk.
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 5 hogy a salétromsavat 45 tömeg% és 70 tömeg% közötti koncentrációban alkalmazzuk.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csőreaktor bemeneténél vagy ugyanazon csőreaktor két egymás után következő része között egy statikus csőkeverőt helyezünk el.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy N-alkil-3,4-dimetil-benzol-aminként N-(l-etil-propil)-3,4-dimetil-benzol-amint használunk.
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest
A kiadásért felel: Törőcsik Zsuzsanna főosztályvezető-helyettes
Windor Bt., Budapest
HU9702406A 1996-12-12 1997-12-11 Folyamatos eljárás N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin dinitrálására HU223085B1 (hu)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT96TO001017A IT1289740B1 (it) 1996-12-12 1996-12-12 Procedimento continuo per la dinitrazione di substrati aromatici

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP9702406A1 HUP9702406A1 (hu) 1999-06-28
HU223085B1 true HU223085B1 (hu) 2004-03-29

Family

ID=11415102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9702406A HU223085B1 (hu) 1996-12-12 1997-12-11 Folyamatos eljárás N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin dinitrálására

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5907062A (hu)
EP (1) EP0847984B1 (hu)
JP (1) JPH10298147A (hu)
AR (1) AR010697A1 (hu)
AT (1) ATE214360T1 (hu)
AU (1) AU721300B2 (hu)
BR (1) BR9705523A (hu)
CA (1) CA2221811A1 (hu)
DE (1) DE69711008T2 (hu)
DK (1) DK0847984T3 (hu)
ES (1) ES2170325T3 (hu)
HU (1) HU223085B1 (hu)
IL (1) IL122553A (hu)
IT (1) IT1289740B1 (hu)
PT (1) PT847984E (hu)
ZA (1) ZA9711099B (hu)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1293450B1 (it) * 1997-07-14 1999-03-01 Finchimica Srl Procedimento per la purificazione di dinitroaniline.
US5922913A (en) * 1998-11-06 1999-07-13 Srm Chemical, Ltd., Co. Process for nitrating aromatic amines
US7655840B2 (en) * 2001-06-05 2010-02-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Alteration of embryo/endosperm size during seed development
CN109320424B (zh) * 2017-07-31 2021-12-21 江苏永安化工有限公司 一种二甲戊灵的纯化方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2951746A (en) * 1957-02-25 1960-09-06 Hercules Powder Co Ltd Apparatus for stage-wise nitration of toluene
US3726923A (en) * 1970-03-16 1973-04-10 Sherwin Williams Co Process for the manufacture of n,n-dichloroalkyl-2,6-dinitro-4-alkyl aniline
US3694513A (en) * 1970-06-08 1972-09-26 Dow Chemical Co Direct nitration of alkylphenols with nitric acid
US4621157A (en) * 1984-05-07 1986-11-04 Jerome A. Gross Nitration processes
IT1190440B (it) * 1985-12-18 1988-02-16 Finchimica Spa Procedimento migliorato per la purificazione della trifluralina

Also Published As

Publication number Publication date
US5907062A (en) 1999-05-25
CA2221811A1 (en) 1998-06-12
AR010697A1 (es) 2000-06-28
DE69711008T2 (de) 2002-10-10
HUP9702406A1 (hu) 1999-06-28
PT847984E (pt) 2002-06-28
IT1289740B1 (it) 1998-10-16
DE69711008D1 (de) 2002-04-18
JPH10298147A (ja) 1998-11-10
DK0847984T3 (da) 2002-05-21
AU721300B2 (en) 2000-06-29
EP0847984B1 (en) 2002-03-13
IL122553A0 (en) 1998-06-15
ZA9711099B (en) 1998-06-15
ATE214360T1 (de) 2002-03-15
ES2170325T3 (es) 2002-08-01
BR9705523A (pt) 1999-07-20
ITTO961017A1 (it) 1998-06-12
EP0847984A1 (en) 1998-06-17
IL122553A (en) 2003-05-29
AU4524697A (en) 1998-06-18
MX9709816A (es) 1998-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5616818A (en) Process for the polynitration of aromatic compounds
US4935557A (en) Conitration of mixed aromatic hydrocarbons
US4804792A (en) Nitration of benzene or toluene in a molten nitrate salt
US4621157A (en) Nitration processes
HU223085B1 (hu) Folyamatos eljárás N-alkil-3,4-dimetil-benzol-amin dinitrálására
US4136117A (en) Preparation of 2,6-dinitroanilines
RU2274634C2 (ru) Способ непрерывного получения мононитротолуолов
KR100289593B1 (ko) 디니트로톨루엔의 제조방법
US5099080A (en) Process for preparing dinitrotoluene
US3711552A (en) Process for the manufacture of n,n-bis-(2-chloroethyl)-2-nitro-4-alkylaniline
US5354924A (en) Process for the production of dinitrotoluene
CA1340073C (en) Process for the production of dinitrotoleune or mononitrobenzene
MXPA97009816A (es) Proceso continuo para la dinitracion de los sustratos aromaticos
US5922913A (en) Process for nitrating aromatic amines
JPS5848541B2 (ja) メタ位塩素置換アニリン類の製法
JP2863334B2 (ja) 鉱酸を用いない無公害型の芳香族ニトロ化合物の製造法
USRE33168E (en) Nitration processes
US3726922A (en) Process for the manufacture of n,n-bis(2-chloroethyl)-2-nitro-4-alkyl-aniline
Millar et al. Elimination of redwater formation from TNT manufacture
WO1992004313A1 (en) Pollution-free process for producing aromatic nitro compound without using mineral acid
Mitchell et al. A versatile synthesis of 1, 3, 5-triamino-2, 4, 6-trinitrobenzene (TATB)
KR970010465B1 (ko) 디니트로톨루엔 또는 모노니트로벤젠의 제조방법
CN114920685A (zh) N-烃基-4-硝基邻苯二甲酰亚胺的连续合成方法
Arber et al. Elimination of Redwater Formation from TNT Manufacture
JP2001122831A (ja) 芳香族ニトロ化物の製造方法および芳香族アミノ化物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20040116

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees