KR790001338B1 - Process for manufacture of organic hydrazines - Google Patents

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KR790001338B1
KR790001338B1 KR7501844A KR750001844A KR790001338B1 KR 790001338 B1 KR790001338 B1 KR 790001338B1 KR 7501844 A KR7501844 A KR 7501844A KR 750001844 A KR750001844 A KR 750001844A KR 790001338 B1 KR790001338 B1 KR 790001338B1
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chloramine
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phenylhydrazine
aniline
reaction
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KR7501844A
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Inventor
클라센 헤르만
Original Assignee
칼 엔데만, 한스-위르겐 슐체 스타이넨
획스트 아크티엔게젤샤프트
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Abstract

Organic hydrazines were prepd. by passing one or two alkyl groups substituted from chloramine such as methyl chloramine, n-propylchloramine, isobutylchloramine, or diethylchloramine into the inactive solvent of primary or secondary amine. Thus, 2-RC6H4NHNH2 [I; R = H, Me, MeO was prepd. in 80% yield by passing gaseous ClNH2 into stirred 2-RC6 H4NH2 at 94-130≰C. The concn. of I in the liq. phase was not allowed to exceed -6%.

Description

유기히드라진의 제조방법Method for preparing organohydrazine

본 도면은 본 발명의 방법을 수행하는데 사용하는 장치를 나타낸 것이다.The figure shows an apparatus used to carry out the method of the invention.

본 발명은 유기 히드라진류의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing organic hydrazines.

무수조건하에서 클로라민을 일급 및 2급 지방족이나 지환족 아민 또는 아닐린과 반응시켜 메틸히드라진, 페닐히드라진과 같은 유기히드라진을 제조하는 방법은 이미 공지의 사실이다(Angewandte Chemie 72, (1960), p.129-130, 독일특허 제 964,865호). 지방족 히드라진은 수율이 좋으나 전술한 문헌에 의하면 유기히드라진의 수율은 매우 낮다(0.2 중량%뿐). 이와 같이 낮은 수율때문에 이러한 제조방법은 매우 비경제적이다. 실제로 저농도의 아닐린과 반응시켜보면 페닐히드라진의 수율은 역시 불충분하다.It is already known to produce organic hydrazines such as methylhydrazine and phenylhydrazine by reacting chloramine with primary and secondary aliphatic or cycloaliphatic amines or aniline under anhydrous conditions (Angewandte Chemie 72, (1960), p. 129). -130, German Patent No. 964,865). The aliphatic hydrazine has a good yield, but according to the above-mentioned literature, the yield of the organic hydrazine is very low (only 0.2% by weight). Because of this low yield, this manufacturing method is very uneconomical. In fact, when reacted with low concentrations of aniline, the yield of phenylhydrazine is also insufficient.

클로라민과 아닐린과의 반응을 기술하고 있는 상기 독일특허의 실시예에서는 페닐히드라진의 수율에 관해서는 하나도 지적하고 있지 않다. 이는 아마 2차생성물, 예를 들면 페닐렌디아민류 및 클로르아닐린류가 상당한 량으로 생성됨을 추측할 수 있다.The German patent example describing the reaction of chloramine with aniline does not point to any yield of phenylhydrazine. This may possibly assume that secondary products such as phenylenediamines and chloranilines are produced in significant amounts.

무수조건하에서 클로라민을 아닐린과 반응시킬때 페닐히드라진의 수율은 46%(반응시킨 아닐린을 기준으로 하여 계산)라는 것이 문헌에 발표되어 있다〔참조 : J. Org. Chem. 26(1961), 821페이지〕. 그러나 이것은 소모된 아닐린 3.1g으로부터 불순한 페닐히드라진이 1.1g 수득된다는 계산량과 일치하는 것은 아니다. 소모된 아닐린에 대해 계산된 수율은 이론치의 31%이고 사용된 클로라민(50밀리몰)에 대해 계산된 수율은 20%이다. 아닐린중의 페닐히드라진 농도는 2.6 중량%이다.It is reported in the literature that the yield of phenylhydrazine is 46% (calculated based on reacted aniline) when chloramine is reacted with aniline under anhydrous conditions. J. Org. Chem. 26 (1961), 821]. However, this is not in agreement with the calculation that 1.1 g of impure phenylhydrazine is obtained from 3.1 g of aniline consumed. The yield calculated for consumed aniline is 31% of theory and the yield calculated for chloramine (50 mmol) used is 20%. The phenylhydrazine concentration in aniline is 2.6% by weight.

유기히드라진, 특히 페닐히드라진의 산업적인 중요성에서 볼 때, 그중에서도 특히 약학분야에서 출발물질로 사용된다는 점에서 볼 때 실질적인 무수조건하에서 클로라민을 액체상태로 하여 일급 및 이급아민과 반응시키는 기지의 방법에 좀 더 경제성을 부여하는 것, 즉 더 많은 기술을 도입시키지 않고 유기히드라진의 수율을 개량하는 것이 상당히 필요하였다.In view of the industrial importance of organohydrazines, in particular phenylhydrazine, in particular, in terms of being used as starting materials in the pharmaceutical field, there are known methods for reacting chloramine with liquid primary and secondary amines under practically anhydrous conditions. It was quite necessary to give more economics, ie to improve the yield of organohydrazine without introducing more technology.

본 발명은 클로라민을 가하는 동안 일급 또는 이급아민을 함유하는 액상을 잘 교반함으로써 이러한 문제점을 해결하게 되었다.The present invention solves this problem by well stirring the liquid phase containing primary or secondary amines while adding chloramine.

본 발명은 치환되지 않은 클로라민이나, 하나 또는 두개의 알킬기로 치환된 클로라민을, 일급 또는 이급아민을 불활성용매에 녹인 용액이나, 또는 일급 또는 이급아민액을 함유하는 무수용액에 격렬히 진탕시키며 가하여 치환된 유기히드라진을 제조하는 방법을 제공한다.In the present invention, unsubstituted chloramine or chloramine substituted with one or two alkyl groups is added to a solution in which primary or secondary amine is dissolved in an inert solvent, or vigorously shaken with anhydrous solution containing primary or secondary amine solution. Provided are methods for preparing organohydrazine.

본 발명의 제조방법에서 사용하는 적절한 클로라민은 치환되지 않은 클로라민 ClNH2외에도 치환체로서 하나 또는 2개의 알킬기를 갖는 클로라민, 예를 들면 메틸클로라민, n-프로필 클로라민, 이소부틸클로라민, 디에틸클로라민이며 이들은 문헌에 기술되어 있는 공지의 방법에 따라 제조할 수 있다〔참조 : "Allgemeine und Praktische Chemie" 21(1970), p.123 124; "Chemikerzeitung/Chemische Apparatur" 92(1968) p.383 또는 미국특허 제 2,808,439호〕.Suitable chloramines for use in the methods of the invention are, in addition to unsubstituted chloramine ClNH 2 , chloramines having one or two alkyl groups as substituents, for example methylchloramine, n-propyl chloramine, isobutylchloramine, diethylchloramine and these are It may be prepared according to the known method described in "Allgemeine und Praktische Chemie" 21 (1970), p. 123 124; "Chemikerzeitung / Chemische Apparatur" 92 (1968) p. 383 or US Pat. No. 2,808,439].

이들의 제법에서 클로라민은 모두 암모니아나 또는 사용한 일급 또는 이급 원료아민, 질소와 같은 불활성기체와의 혼합물로써 수득되며 또한 미세한 염화암모늄 또는 원료아민의 질산염과의 혼합물형태로 수득된다. 클로라민을 함유하는 기체혼합물은, 사용한 일급 또는 이급 액체아민 또는 상기 아민을 불활성 용매에 녹인 용액으로 구성되는, 실질적으로 무수상이며 격렬히 교반시키거나 미세하게 분마한 액체에 도입시키거나 액상위에 통과시킨다.In these preparations, chloramines are all obtained as a mixture of ammonia or used primary or secondary raw amines, inert gases such as nitrogen, and also in the form of a mixture of fine ammonium chloride or nitrates of raw amines. The gas mixture containing chloramine is introduced into a substantially anhydrous, vigorously stirred or finely powdered liquid consisting of the primary or secondary liquid amine used or a solution in which the amine is dissolved in an inert solvent or passed through a liquid phase.

적절한 일급 및 이급 아민으로는 지방족, 지환족, 방향족 및 아르지방족 아민, 예를 들면 n-부틸아민, n-헥실아민, 사이클로헥실아민, 피페리딘, 피페라진, 아닐린, 디페닐아민, o-톨루이딘, o-아니시딘, 벤지딘등이 있으며 그중에서 아닐린이 바람직하다. 아민은 액체형태로, 또는 지방족이나 방향족 탄화수소 및 할로탄화수소와 같은 불활성용매, 예를 들면 n-헥산, 석유에테르, 벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠, 디에틸에테르, 디옥산 또는 테트라하이드로푸란과 같은 에테르에 녹인 용액의 형태로서 사용할 수 있다. 용매는 융점이 높은 아민과 함께 사용하는 것이 바람직하다.Suitable primary and secondary amines include aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and araliphatic amines such as n-butylamine, n-hexylamine, cyclohexylamine, piperidine, piperazine, aniline, diphenylamine, o- Toluidine, o-anisidine, benzidine and the like, with aniline being preferred. The amines are in liquid form or inert solvents such as aliphatic or aromatic hydrocarbons and halohydrocarbons, for example n-hexane, petroleum ether, benzene, toluene, chlorobenzene, diethyl ether, dioxane or tetrahydrofuran. It can be used in the form of a dissolved solution. The solvent is preferably used with a high melting point amine.

물의 함량이 많으면 많을수록 원하는 유기히드라진의 수율이 감소되므로 액상의 수분함량은 0.5중량%를 넘어서는 안된다. 사용된 아민 또는 용매가 무수형태를 만들기 힘들면 중금속수용체로서 아교나 젤라틴과 같은 기지물질을 가하여 물의 불리영향을 막는다.The more water, the lower the yield of the desired organic hydrazine, so the water content of the liquid should not exceed 0.5% by weight. If the amine or solvent used is difficult to form in anhydrous form, a known substance such as glue or gelatin is added as a heavy metal receptor to prevent the adverse effects of water.

액상물질의 격렬한 진탕으로 인해 기체상태의 클로라민은 놀랍게도 300℃이상의 온도로 상승되지만 반면에 액상의 온도는 기본적으로 150℃를 넘어서는 안된다. 선택되는 온도는 첫단계에서 아민 및 용매의 비점에 달려 있다. 기류 및 액상 물질의 저온한계는, 너무 낮은 온도에서는 반응속도가 너무 느리다는 사실로서 결정할 수 있다. 따라서 받아들일 수 있는 저온한계는 약 실온정도이어야 한다.Due to the vigorous shaking of the liquid substance, the gaseous chloramines are surprisingly elevated to temperatures above 300 ° C, while the liquidus temperature basically should not exceed 150 ° C. The temperature chosen depends on the boiling point of the amine and the solvent in the first step. The low temperature limits of the airflow and liquid material can be determined by the fact that the reaction rate is too slow at too low a temperature. Therefore, the acceptable low temperature limit should be around room temperature.

본 발명의 아주 중요한 특성은 클로라민이나 클로라민 기체를 도입시킬동안 액상물질을 격렬히 진탕시키거나 미세하게 분마시키는 점이다. 격렬한 진탕은, 교반 및/또는 펌프에 의해 순환시키거나 및/또는 증기화시키거나 및/또는 진동혼합기중에서 액체를 맹렬히 진탕시킴으로써 수행된다.A very important feature of the present invention is the vigorous shaking or fine powdering of the liquid material during the introduction of chloramine or chloramine gas. Violent shaking is performed by circulating and / or vaporizing by stirring and / or by pumping and / or by vigorously shaking the liquid in a vibration mixer.

액상물질을 미세하게 분마시키기 위하여는 클로라민함유기체를, 아랫쪽으로 흐르게 하는 수직의 벤튜리튜브의 압축부분에 노즐을 통해 도입시키는 것이 바람직하다. 벤튜리튜브는 넓게 벌려진 끝이, 목을 형성하는 압축된 가운데 부분에 연결되어 있는 튜브이다. 압축시킨 결과로 튜브를 통하는 기체나 액체매질의 유동속도는 압력이 낮아짐에 따라 증가되고 넓은 끝부분에 가서는 처음의 상태로 다시 조절된다. 본 발명에 있어서 클로라민 함유기체가 노즐을 통하여 벤튜리튜브의 압축부분에 도입되어 액상물질과 접촉될 때 기체의 속도가 증가하므로 특히 이 부분에서 액상물질을 격렬히 진탕시켜 미세하게 분마한다. 각각의 액적내에서 분자가 강하게 이동하여 표면에 생성된 유기히드라진은 빠르게 액적내부로 운반된다.In order to finely powder the liquid substance, it is preferable to introduce the chloramine-containing gas through the nozzle into the compressed portion of the vertical venturi tube flowing downward. A venturi tube is a tube with a wide open end connected to a compressed central part that forms the neck. As a result of the compression, the flow rate of the gas or liquid medium through the tube increases as the pressure decreases and is adjusted back to its initial state at the wide end. In the present invention, the chloramine-containing gas is introduced into the compressed portion of the venturi tube through the nozzle to increase the velocity of the gas when it is in contact with the liquid material, so in particular, the liquid material is violently shaken and finely powdered. In each droplet, the molecules move strongly and the organic hydrazine produced on the surface is quickly transported into the droplet.

본 발명의 바람직한 방법에 따라 비치환된 클로라민을 무수아닐린에 가하여 페닐히드라진을 제조할 때 액상물질중의 페닐히드라진의 함량은 약 6중량%를 넘지 않도록 주의하여야 하며 그렇지않을 경우 클로라민은 페닐히드라진과 더욱 반응하여 히드라조벤젠을 형성하고 이 후자의 화합물은 더 반응하여 2차생성물(벤젠까지)을 생성한다. 이와 유사한 방법에서 기타의 일급 및 아민을 사용할 때도 이 함량을 넘어서는 안된다. 이들 함량은 각 경우마다 약간씩 다르나 숙련가가 통상의 실험을 할 경우 쉽게 결정할 수 있다.In the preparation of phenylhydrazine by adding unsubstituted chloramine to anhydrous aniline in accordance with a preferred method of the present invention, care should be taken to ensure that the content of phenylhydrazine in the liquid substance does not exceed about 6% by weight. React to form hydrazobenzene, the latter compound further reacts to produce a secondary product (up to benzene). Similar methods should not be used when using other primary and amines. These contents are slightly different in each case, but can be easily determined by the skilled person in the usual experiment.

비치환된 클로라민과 아닐린과의 반응에서 히드라조벤젠(N, N'-디페닐히드라진)이 얻고자 하는 생성물일 경우 함량도 따라서 달라져야 한다. 다른 아민과 반응시킬 때도 마찬가지다.In the reaction of unsubstituted chloramine with aniline, the content of hydrazobenzene (N, N'-diphenylhydrazine) should be varied accordingly. The same applies to the reaction with other amines.

반응혼합물은 액체상 물질을 격렬히 진탕시키거나 미세하게 분마하지 않고 통상의 방법으로 처리한다. 비치환된 클로라민을 아닐린과 반응시켜 페닐히드라진을 제조할 경우 생성된 염화암모늄은 여과나 침전 또는 원심분리시켜 기계적으로 분리하며 정류 하기전에 여액을 알칼리금속 또는 알칼리토금속화합물로 처리한다. 페닐-히드라진은 정류하여 아닐린 및 소량의 부산물로부터 분리한다. 증류잔사는 항상 소량의 히드라조벤젠을 함유하며 냉각시킬때 결정으로 석출된다. 페닐히드라진의 수율은, 반응한 아닐린을 기준으로하여 계산할 때 이론치의 70%보다 더 높다. 핵중에 한개의 치환체를 가지며 쌍극자율이 약 1.4내지 1.9데바이인 아닐린을 사용하여 상기와 동일하거나 더 높은 수율을 수득할 수 있다. 물론, 모든 경우에 있어서와 마찬가지로 수율이 더 낮은 출발물질도 있으나 어떤 경우에는 동일한 출발물질을 공지의 방법으로, 즉 액상물질을 격렬히 진탕시키거나 미세하게 분마하지 않고 클로라민과 반응시킬 때 상당히 높은 수율을 얻게 된다. 본 발명에 따른 반응은, 바람직하게는 불연속으로 수행되나 기상 및 액상물질의 향류법과 같은 연속법으로도 좋은 결과를 얻을 수 있다.The reaction mixture is treated in a conventional manner without vigorously shaking or finely powdering the liquid phase material. When unsubstituted chloramine is reacted with aniline to produce phenylhydrazine, the ammonium chloride produced is mechanically separated by filtration, precipitation or centrifugation, and the filtrate is treated with an alkali metal or alkaline earth metal compound before rectification. Phenyl-hydrazine is rectified and separated from aniline and minor byproducts. The distillation residue always contains a small amount of hydrazobenzene and precipitates as crystals upon cooling. The yield of phenylhydrazine is higher than 70% of theory when calculated based on the reacted aniline. The same or higher yields can be obtained using aniline having one substituent in the nucleus and having a dipole autonomy of about 1.4 to 1.9 debyes. Of course, there are also starting materials with lower yields as in all cases, but in some cases the same starting materials are known to have a significantly higher yield when reacted with chloramine by known methods, i.e. without vigorously shaking or finely powdering the liquid materials. You get The reaction according to the present invention is preferably carried out discontinuously, but good results can be obtained by continuous methods such as countercurrent method of gaseous and liquid materials.

클로라민을 도입시키는 동안 액상물질을 격렬히 진탕시키거나 미세하게 분마하여 수율이 증가하는 원인은 비치환된 클로라민을 아닐린과 반응시켜 페닐히드라진을 수득하는 반응에서 시험한다. 클로라민은, 아닐린보다는 생성된 페닐히드라진과 더 빨리 반응하므로 페닐히드라진이 클로라민과 반응하여 생성된 그 부위에 장시간 남아있다면 더욱 반응하여 히드라조벤젠 및 기타의 생성물을 생성하여 수율을 감소시킨다는 것을 발견하였다. 본 발명에서는 생성된 페닐히드라진을, 클로라민이 액상물질과 접촉하는 부분으로부터 가능한한 빨리 제거하여 이러한 불필요한 반응들을 피해야 한다. 페닐히드라진과 클로라민과의 이차반응은 클로라민을, 미세하게 분마한 액상물질과 접촉시켜 액적내의 분자운동을 강력하게 함으로써 뿐만아니라 액체표면을 넓혀줌으로써 감소시킬수 있다. 왜냐하면 표면을 넓혀주는 것은 히드라진의 표면분포를 감소시켜 클로라민 분자가 히드라진분자가 아닌 아민분자와 접촉하여 히드라진을 생성하고 히드라진이 반응하지 않도록 하는 가능성이 증가되기 때문이다. 페닐히드라진을 급격히 제거하고 미세하게 분마하여 액상물질의 표면적을 증가시키기 때문에 페닐히드라진은 액상물질내에 보다 높은 수율로 축적할 수 있다. 경제적인 면에서도 본 발명의 방법은 이. 피셔법(디아조화된 아닐린을 아황산염으로 환원시키는 법)에 따라 페닐히드라진을 제조하는 통상의 방법보다도 훨씬 월등하거나 적어도 이와 경쟁할 수 있다.The cause of increased yield by violently shaking or finely powdering liquid during the introduction of chloramine is tested in the reaction of unsubstituted chloramine with aniline to obtain phenylhydrazine. Chloramine reacted more quickly with the resulting phenylhydrazine than with aniline, so it was found that if phenylhydrazine remained in its site for a long time after reaction with chloramine, it reacted further to produce hydrazobenzene and other products to reduce yields. In the present invention, the generated phenylhydrazine should be removed as soon as possible from the part where chloramine comes into contact with the liquid substance to avoid such unnecessary reactions. The secondary reaction of phenylhydrazine with chloramine can be reduced by bringing chloramine into contact with finely powdered liquid substances to enhance molecular motion in the droplets as well as by widening the liquid surface. Because widening the surface reduces the surface distribution of hydrazine, increasing the likelihood that chloramine molecules will contact amine molecules, not hydrazine molecules, to produce hydrazine and the hydrazine will not react. Since phenylhydrazine is rapidly removed and finely powdered to increase the surface area of the liquid substance, phenylhydrazine can accumulate in a higher yield in the liquid substance. In terms of economy, the method of the present invention is: The Fischer method (the method of reducing diazotized aniline to sulfite) can be far superior to or at least compete with conventional methods for producing phenylhydrazine.

본 발명의 방법에 따라 제조한 유기 히드라진은 많은 합성방법, 특히 약학적인 생성물의 제조시 중요한 중간물질이다. 먼저 페닐히드라진은, 예를 들어 아세토 아세트산 에스테르와 반응시켜 피라졸론을 제조하는 반응의 중요한 출발물질이며 이 반응에서는 페닐히드라진을 아닐린용액으로부터 분리시킬 필요가 없다.Organic hydrazines prepared according to the process of the present invention are important intermediates in many synthetic methods, especially in the preparation of pharmaceutical products. First, phenylhydrazine is an important starting material for the reaction for producing pyrazolone, for example by reaction with aceto acetic acid ester, in which there is no need to separate phenylhydrazine from the aniline solution.

본 발명의 방법을 수행하는데 적절한 장치는 도면을 통하여 실시예로 설명할 수 있다. 이 장치는 3개의 필수적인 요소 즉, 클로라민 발생기 1, 냉각부 2 및 아민반응기 3으로 이루어져 있다. 클로라민 발생기 1은 주요한 부분으로서 니켈로 만든 반응셀 4 및 니켈로 만든 노즐 4a, 염소기체를 반응셀에 도입할 수 있는 축관 5로 이루어져 있다. 유입구 6은 암모니아나 아민을 도입하는데 사용되며 염소, 암모니아 및/또는 아민과 함께, 질소와 같은 불활성기체를 도입할 수도 있다. 반응셀 4 및 염소 노즐 4a는 오일공급 순환가열기 7에 의해 가열되어 뜨거운 오일을 반응셀 및 염소노즐의 쟈켓을 통하여 통과시킨다. 염소가 암모니아와 반응할때 가열온도는 약 320℃이다. 클로라민 발생기 1은 냉각부 2에 직접 연결되어 있으며 이 냉각부는 유입구 10을 통하여 냉각매체를 도입하기 위한 장치 9가 달려 있는 원통형 용기 8 및 깔대기형의 밑부분 11로 이루어져 있다. 유입구 10을 통하여 공급되는 냉각매체는 가이드링 12상에서 전향되며 클로라민 발생기에서 나가는 기류의 방향으로 흐르게 한다. 원통형 용기 8은 기지의 절연물질로 만들어진 절연쟈켓 13으로 바람직하게 둘러싸여 있다. 냉각부 2의 깔대기형의 출구 11은 아민용기 3에서 액상물질의 표면밑에 잠긴다. 펌프 4는 도입되는 점에 대해 직각방향으로 액체를 분출시키며 첨프 15는 액체를, 발생한 기류에 대해 향류시킨다. 발생기류는 펌프 15의 하향액체에 의해 적하컬럼 16상에서 더욱 역류된다. 발생기체는 출구 17을 통하여 적하 컬럼 16으로부터 방출된다.Appropriate apparatus for carrying out the method of the present invention can be described by way of example through the drawings. The apparatus consists of three essential elements: the chloramine generator 1, the cooling section 2 and the amine reactor 3. Chloramine generator 1 is composed of a reaction cell 4 made of nickel, a nozzle 4a made of nickel, and a conduit 5 through which chlorine gas can be introduced into the reaction cell. Inlet 6 is used to introduce ammonia or amines and, together with chlorine, ammonia and / or amines, may introduce an inert gas such as nitrogen. The reaction cell 4 and the chlorine nozzle 4a are heated by the oil feed circulation heater 7 to pass hot oil through the jacket of the reaction cell and the chlorine nozzle. When chlorine reacts with ammonia, the heating temperature is about 320 ° C. The chloramine generator 1 is connected directly to the cooling section 2, which consists of a cylindrical vessel 8 with a device 9 for introducing a cooling medium through the inlet 10 and a funnel bottom 11. The cooling medium supplied through inlet 10 is diverted on guide ring 12 and flows in the direction of airflow exiting the chloramine generator. The cylindrical container 8 is preferably surrounded by an insulating jacket 13 made of a known insulating material. The funnel-shaped outlet 11 of the cooling section 2 is submerged under the surface of the liquid material in the amine vessel 3. Pump 4 ejects the liquid at right angles to the point where it is introduced and tip 15 directs the liquid to the air stream generated. The generator airflow is further reversed on the drop column 16 by the downward liquid of the pump 15. The generator gas is discharged from dropping column 16 through outlet 17.

다음의 실시예는 본 발명을 더욱 설명해준다.The following examples further illustrate the invention.

[실시예 1]Example 1

본 발명의 방법을 수행하기 위하여 상술한 바와 같은 장치를 사용한다.The apparatus as described above is used to carry out the method of the invention.

오일순환가열기 7에 의해 320℃로 가열한 클로라민 발생기에는 염소노즐 4a의 유입구 5를 통하여 시간당 220Nℓ의 염소가스 (N은 정상압, 상온에서 측정)를 충진시키고 또 유입구 6을 통하여 시간당 1.5Nm3의 NH3를 충진시킨다. 질소를 냉각매체로서 사용하여 유입구 10을 통해 시간당 12Nm3의 양으로 냉각부 2에 도입시킨다. 배플링(baffle ring) 12에 통축의 노즐을 삽입하여 질소기류가 처음에는 상향이었다가 나중에는 하향으로 전향됨으로써 배플링 12와 반응셀 3의 열-절연된 밑부분사이에 있는 좁은 고리모양의 틈을 통하여 냉각부 2의 원통형 용기 8로 균일하게 동축상으로 흘러 들어간다. 질소기류는, 반응셀 3으로부터 발생되는, 뜨거운 클로라민을 함유하는 기류를 둘러싼다. 두개의 평형기류를 서로 혼합하고 클로라민을 함유하는 기류의 온도를 떨어뜨리며 염화암모늄을 매우 미세하게 분마된 형태로 분리시킨다. 벽근처의 질소기류가 너무 맹렬하고 원통형 용기 8의 직경이 너무 커서(150mm) 어느 뜨거운 부분도 용기 8의 내부와 접촉할 수 없다. 이 방법에서 염화암모늄은 용기 8의 내부벽 및 깔때기형 밑부분 11에 축적되지 않는다. 클로라민 및 염화암모늄을 함유한 기류를 냉각한 기체와 혼합하여 냉각부의 출구 11을 통해 아닐린 액체에 직접 통과시킨다. 시간당 각각 약 6m3의 용량을 가지며 기체함유효과가 있는 두개의 회전펌프 14 및 15는, 총량이 17.14kg이고 0.095중량%의 물을 함유하는 아닐린을 격렬히 진탕시킨다. 적하컬럼 16의 출구 17에서 나오는 발생기체는 실제적으로 염화암모늄 및 클로라민이 제거된 상태이다.Chloramine generator heated to 320 ℃ by oil circulation heater 7 was charged with 220Nℓ of chlorine gas per hour (N is measured at normal pressure and normal temperature) through inlet 5 of chlorine nozzle 4a and 1.5Nm 3 per hour through inlet 6 Fill NH 3 . Nitrogen is used as the cooling medium to introduce cooling unit 2 through inlet 10 in an amount of 12 Nm 3 per hour. A narrow annular gap between the baffle 12 and the heat-insulated bottom of the reaction cell 3, with a cylindrical nozzle inserted into the baffle ring 12, where the nitrogen stream was first upwards and later downwards. It flows uniformly coaxially into the cylindrical container 8 of the cooling part 2 through. The nitrogen stream surrounds the stream containing hot chloramine generated from the reaction cell 3. The two equilibrium streams are mixed with each other, the temperature of the air stream containing chloramine is lowered and the ammonium chloride is separated into a very finely divided form. The nitrogen stream near the wall was too fierce and the diameter of the cylindrical vessel 8 was so large (150 mm) that no hot portion could contact the interior of the vessel 8. In this way ammonium chloride does not accumulate in the inner wall of the vessel 8 and in the funnel bottom 11. The air stream containing chloramine and ammonium chloride is mixed with the cooled gas and passed directly through the aniline liquid through outlet 11 of the cooling section. Two rotary pumps 14 and 15, each having a capacity of about 6 m 3 per hour and having a gas-containing effect, violently shake aniline with a total amount of 17.14 kg and containing 0.095% by weight of water. The generator gas exiting exit 17 of dropping column 16 is substantially free of ammonium chloride and chloramine.

반응조건은 다음 표와 같다.The reaction conditions are shown in the following table.

[표][table]

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기표에서In the table above

α는 사용한 염소에 대한 클로라민의 몰비를 나타낸 것으로서 냉각용기 8의 끝에서 채취한 기체를 요오드적정법으로 측정한 것이다.α represents the molar ratio of chloramine to chlorine used, and is measured by the iodine titration method of gas collected at the end of cooling vessel 8.

β는 페닐히드라진의 몰비를 나타낸 것이다(상기 α에서와 같이 측정함).β represents the molar ratio of phenylhydrazine (measured as in α above).

γ는 소비된 아닐린에 대한 페닐히드라진의 몰비를 나타낸 것이다.γ represents the molar ratio of phenylhydrazine to aniline consumed.

페닐히드라진외에도 소량의 벤젠, 질소 및 히드라진벤젠은 염소화된 유기화합물이 아닌 아닐린으로부터 생성된다.In addition to phenylhydrazine, small amounts of benzene, nitrogen and hydrazinebenzene are produced from aniline, not chlorinated organic compounds.

클로라민의 제조시 염화암모늄 및 질소가 생성된다.In the preparation of chloramines ammonium chloride and nitrogen are produced.

β가 γ보다 더 작다는 사실은 액체 아닐린중에서 클로라민 일부가 염화암모늄 및 질소로 분해됨을 나타낸다. 반응혼합물은, 분산된 염화암모늄을 여과하여 분리하고, 여액을 30%의 NaOH 100g과 혼합함으로써 처리한다. 용해된 NH3는 100mmHg의 질소대기하에서 송풍시켜 제거하고 벤젠, 물-아닐린의 공비혼합물을 먼저 증류시킨 후 다음에 160℃의 온도에서 아닐린을 증류시키고, 압력을 더욱 감소시켜 페닐히드라진을 증류해낸다.The fact that β is smaller than γ indicates that some of the chloramine breaks down into ammonium chloride and nitrogen in liquid aniline. The reaction mixture is treated by filtering off the dispersed ammonium chloride and mixing the filtrate with 100 g of 30% NaOH. The dissolved NH 3 is blown off under a nitrogen atmosphere of 100 mmHg, the azeotrope of benzene and water-aniline is distilled first, followed by distillation of aniline at a temperature of 160 ° C., and the pressure is further reduced to distill phenylhydrazine.

생성된 순수한 페닐히드라진의 양은 요드적정법으로 측정시 95%의 함량에 달한다. 순수한 히드라조 벤젠은 증류잔사부터 결정화시켜 수득할 수 있다.The amount of pure phenylhydrazine produced amounts to 95% as determined by iotitration. Pure hydrazo benzene can be obtained by crystallization from the distillation residue.

부분축합시킨 후 발생기체를 재순환시키고 질소 및 벤젠은 버린다. 다음의 표에서, 실시예 1에 따라 시험했을때의 본 발명의 중요한 수치를 이에 상응하는 문헌의 수치와 비교한다.After partial condensation, the generated gas is recycled and nitrogen and benzene are discarded. In the following table, the important figures of the invention when tested according to example 1 are compared with those of the corresponding literature.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 2]Example 2

상술한 장치로 반응을 수행한다.The reaction is carried out with the apparatus described above.

아닐린대신 17.21kg의 0-톨투이딘을 사용하며 다음과 같은 조건으로 실험한다.Instead of aniline, 17.21 kg of 0-toltuidine is used and tested under the following conditions.

시간당 375Nℓ의 Cl2 375 Nℓ of Cl 2 per hour

시간당 2.6Nm3의 NH3 2.6 Nm 3 per hour NH 3

시간당 10Nm3의 냉각한 N2 10 Nm 3 , cooled N 2 per hour

반응셀의 가열 쟈켓으로 흘러들어오는 오일의 온도 : 327℃Temperature of oil flowing into the heating jacket of the reaction cell: 327 ℃

염소노즐 4의 가열쟈켓으로부터 흘러나가는 기름의 온도 : 307℃Temperature of oil flowing out of the heating jacket of chlorine nozzle 4: 307 ℃

0-톨루이딘의 온도 40℃Temperature of 0-toluidine 40 ℃

반응시간 약 70분About 70 minutes

O-톨릴히드라진은 5.0% 용액의 형태로 수득된다. O-톨릴히드라진을 요드 적정법으로 적정시 사용된 클로라민(β)에 대한 O-톨릴히드라진의 몰비는 0.75이며 소비된 톨루이딘(γ)에 대한 O-톨릴히드라진의 몰비는 0.85%이다(요오도적정법으로 적정). 두개의 결과는 실시예 1에 따라 페닐히드라진을 제조할 때보다 더 좋으며 반응용액중의 O-톨릴히드라진의 함량은 더 급격히 증가한다.O-tolylhydrazine is obtained in the form of a 5.0% solution. The molar ratio of O-tolylhydrazine to chloramine (β) used when titrating O-tolylhydrazine by iodine titration was 0.75 and the molar ratio of O-tolylhydrazine to toluidine (γ) consumed was 0.85% (by iodo titration method). proper). Both results are better than when phenylhydrazine is prepared according to Example 1 and the content of O-tolylhydrazine in the reaction solution increases more drastically.

실시예 1의 페닐히드라진과 동일하게 O-톨릴히드라진을 정류하여 분리할 경우 분해로 인하여 상당한 손실이 생기므로 O-톨루이딘에 O-톨릴히드라진을 녹인 용액을 여과하여 염화암모늄을 분리하고 메탄올 및 물을 가한후 용액을 85℃에서 2시간동안에 걸쳐 화학량의 아세토아세트산 메틸 에스테르와 직접 반응시켜 1-0-톨릴-3-메틸-피라졸-5-온을 이론치의 88%의 수율로 얻는다. 과량의 0-톨루이딘이 아세토아세트산 에스테르와 동시에 반응하리라는 것을 기대할 때 본 반응으로 피라졸론 유도체를 고수율로 얻을 수 있다는 것은 매우 놀라운 것이다.Since O-tolylhydrazine is rectified and separated in the same manner as in Example 1 phenylhydrazine, a considerable loss is caused by decomposition. Thus, a solution of O-tolylhydrazine in O-toluidine is filtered to separate ammonium chloride, and methanol and water are separated. After addition, the solution is directly reacted with a stoichiometric acetoacetic acid methyl ester at 85 ° C. for 2 hours to yield 1-0-tolyl-3-methyl-pyrazol-5-one in 88% of theory. It is surprising that the reaction yields high yields of pyrazolone derivatives in the expectation that excess 0-toluidine will react simultaneously with the acetoacetic acid ester.

[실시예 3]Example 3

실시예 1의 장치에 물의 함량이 0.12중량%인, 새로 증류한 0-아니시딘 21.8kg을 공급한다. 기타의 반응조건은 다음과 같다.The apparatus of Example 1 is fed 21.8 kg of freshly distilled 0-anisidine with a water content of 0.12% by weight. Other reaction conditions are as follows.

시간당 375Nl의 Cl375 Nl Cl per hour

시간당 2.63Nm3의 NH2 2.63Nm 3 of NH 2 per hour

시간당 10Nm3의 N2(냉각매체로서 사용)N 2 at 10 Nm 3 per hour (used as cooling medium)

가열 순환오일의 온도 : 약 325℃Temperature of heating circulation oil: about 325 ℃

반응시간 : 약 70분Reaction time: about 70 minutes

클로라민을 0-아니시딘에 70분간 도입시킨 후 0-아니시딘은 4.3중량%의 0-메톡시페닐히드라진을 함유한다.After chloramine was introduced into 0-anisidine for 70 minutes, the 0-anisidine contained 4.3% by weight of 0-methoxyphenylhydrazine.

평균치는 다음과 같다.The average is

α 0.86α 0.86

β 0.49β 0.49

γ 0.80 내지 0.85γ 0.80 to 0.85

0-메톡시페닐히드라진이 높은 온도에서 불안정하며 분해되지 않고는 증류하기 힘들기 때문에 이 경우에도 아세토초산에스테르를 0-아니시딘에 녹인 용액과 직접 반응시켜 상응하는 피라졸론을 제조하는 것이 필요하다.Since 0-methoxyphenylhydrazine is unstable at high temperatures and difficult to distill without decomposition, it is also necessary to prepare the corresponding pyrazolone by directly reacting acetoacetic acid ester with a solution dissolved in 0-anisidine.

Claims (1)

하나 또는 두개의 알킬그룹으로 임의 치환된 클로라민을, 일급 또는 이급 액체아민의, 실질적으로 무수상의 액체, 또는 일급 또는 이급 아민을 불활성용매에 녹인 용액에 도입하여 유기히드라진을 제조하는 방법에서, 클로라민을 도입하는 중에 액상을 격렬히 진탕시키거나 미세하게 분마함을 특징으로 하는 유기히드라진의 제조방법.In a method for preparing an organohydrazine by introducing chloramine optionally substituted with one or two alkyl groups into a solution of a primary or secondary liquid amine, a substantially anhydrous liquid, or a primary or secondary amine in an inert solvent, A method for producing an organic hydrazine, characterized by vigorous shaking or fine powdering of a liquid phase during introduction.
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