NO138043B - Anordning for sammenstilling av batterilykter med siderettet trykkbryter - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av et «-nitro-<"-laktam.

Nærværende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av hittil ukjente a-nitro-ai-laktamer.

Disse forbindelser kan. fremstilles ved å omsette 2-klor-azacyclo-2,3-alken-l-carboklorid med en nitreringssyre og derpå hydrolysere nitreringsproduktet.

2-klor-azacyclo-2,3-alken-l-carboklo- i ridene som anvendes ved denne reaksjon kan fremstilles ved en. fremgangsmåte beskrevet i norsk patent nr. 98 897.

Forbindelsene etter nærværende oppfinnelse er av betydning som utgangsmate-rialer for fremstilling av a-, oa-diaminocar-boxylsyrer. Disse syrer kan fremstilles ved reduksjon av «-nitro-m-laktamer fulgt av hydrolyse av de slik dannede a-amino-co-laktamer.

Uttrykket «nitreringssyre» anvendes her generelt for å angi ethvert salpeter-syreholdig produkt egnet for utføring av nitreringsreaksjoner, f. eks. salpetersyre med 96—100 %'s styrke. Det foretrekkes å anvende en nitreringssyre bestående av en blanding av konsentrert svovelsyre og konsentrert salpetersyre og som inneholder mere svovelsyre enn salpetersyre, f. eks. 2 mol svovelsyre pr. mol salpetersyre. For å oppnå høye utbytter ved hjelp av en slik syreblanding anbefales det at en mengde nitreringssyre anvendes tilsvarende minst 2 mol salpetersyre pr. mol 2-klor-azacyclo-2,3-alken-l-carboklorid. Det er ikke nød-vendig å anvende et større overskudd enn f. eks. et total på 3—5 mol salpetersyre pr. mol av forbindelsen som skal nitreres.

Det er fordelaktig å bruke anhydridisk

nitreringssyre, f. eks. en blanding av salpetersyre, svovelsyre og svoveltrioxyd som inneholder minst så mange mol svoveltrioxyd som mol salpetersyre. I dette tilfelle oppnåes tilfredsstillende utbytter når man bruker bare 1 mol salpetersyre pr. mol ut-gangsprodukt. Det foretrekkes imidlertid å anvende et lite overskudd tilsvarende til 0,1—0,5 mol salpetersyre pr. mol utgangs-produkt, da dette øker utbyttet betraktelig.

Reaksjonen med nitreringssyre kan ut-føres på enkel måte f. eks. ved å blande reaksj onskomponentene. Temperaturen holdes fortrinnsvis under romtemperatur for å unngå for kraftig reaksjonsforløp. Reaksjonen er sterkt eksotermisk og ved høye temperaturer kan den forløpe eksplo-sivt.

Fortrinnsvis skal 2-klor-azacyclo-2,3-alken-l-carbokloridet tilsettes gradvis til nitreringssyren og temperaturen holdes under 15° C, f. eks. mellom —5° og 15° C, fortrinnsvis ved 0—5° C. En god omsetning fremmes hvis reaksj onsblandingen omrøres kraftig.

Etter nitreringen behandles reaksj onsblandingen med vann for å hydrolysere nitreringsproduktet. Ved denne prosess oppnåes hydrogenklorid og carbondioxyd. Hydrolysen fortsettes inntil intet mere carbondioxyd dannes. Nitreringsproduktet er da blitt omdannet til a-nitro-to-laktam.

Ved å øke temperaturen kan hydrolysen fremskyndes. Fortrinnsvis holdes en temperatur på 50—100° C i det minste under det siste trinn av reaksjonen. Blandingen som inneholder det gjen-værende av nitreringssyrene og syrene dannet ved hydrolysen, er sterkt korroderende og blir sterkere korroderende jo mere temperaturen økes. I denne forbindelse er det ønskelig, hvis blandingen oppnådd ved nitreringen bare behandles med vann å gjøre bruk av emaljerte reaksjonskar eller reaksjonskar utstyrt med en syrefast fo-ring.

Hvis metallutstyr brukes anbefales det at hydrolysen, i det minste hvis den ut-føres ved en forhøyet temperatur som 50— 100° C, utføres ved hjelp av en base for å gi et svakt surt medium f. eks. ved en pH på 2—4. Det er ikke ønsket å bruke høyere pH enn 4, da i så tilfelle biprodukter dannes.

For at pH bedre kan kontrolleres er det av fordel å utføre reaksjonen i to eller flere trinn og en lav pH på 0,5—2 og en temperatur på 20—50° C brukes i det før-ste trinn og en høyere pH, fortrinnsvis på 2—4 og en temperatur på 50—100° C brukes til slutt. Innenfor nevnte områder, jo lavere pH jo lavere er den maksimale til-latelige temperatur hvis korrosjon skal be-grenses så meget som mulig. Hvis mere enn to trinn brukes kan temperaturen og pH økes gradvis i de suksessive trinn.

Den ønskete pH kan oppnåes ved å tilsette den egnete mengde av en base, fortrinnsvis ammoniakk. Det er av betydning at mediene skal blandes godt for å gjøre pH for væsken så ensartet som mulig. Dette kan oppnåes ved kraftig omrøring.

Det er av fordel hvis den nødvendige mengde vann for hydrolysen tilsettes samtidig med basen i form av en vandig opp-løsning av basen. Fortrinnsvis skal hydrolysen utføres med en vandig ammoniakk-oppløsning i en mengde tilstrekkelig for å oppnå den ønskete pH og av slik konsentrasjon at når hydrolysen er fullendt er en nesten mettet oppløsning av ammonium-saltene dannet. Som et resultat vil meng-den av a-nitro-o.)-laktamet, som oppløses og som under ethvert tilfelle er liten, redu-seres enn ytterligere.

Uten hensyn til at reaksjonsblandin-gen omrøres kraftig under hydrolysen kan det være tilstede et overskudd av ammoniakk på det sted hvor ammoniakken først kommer i kontakt med væsken i hydrolysekaret. Følgelig kan pH lokalt være høyere enn 4 og som et resultat av dette kan side-reaksjoner finne sted ved hvilke klebrige produkter dannes. Dette forårsaker klebrige avsetninger på veggene og i utløps-ledningene for karet og på omrøreren. Dette er en ulempe ved at det griper inn i den regulære uttagning av hydrolyseproduktet

)g i omrøringsarbeidet. Ufullstendig omrø-•ing kan forårsake lokal overoppvarmning )g som et resultat av dette kan spontan, sterkt eksoterm spaltning finne sted.

Det er nå blitt funnet at dannelsen av iisse klebrige avsetninger kan unngåes ved i utføre hydrolysen i nærvær av ett eller ilere oppløsningsmidler, f. eks. nitromethan )g/eller klorerte hydrocarboner, d.v.s. car-jontetraklorid og diklor-ethan.

Det er ikke nødvendig å anvende disse stoffer i slike store mengder at de faste stoffer i hydrolysekaret løser seg i dem, da ?ode resultater allerede oppnåes når de jrukes i mengder på 1—8 volumprosent av len totale væskemengde.

Dannelsen av avsetninger kan også "orebygges ved å tilsette ett eller flere overflateaktive midler. For dette formål kan f. eks. sulfonerte hydrocarboner brukes, f. 3ks. «Teepol». Disse stoffer er effektive når Je brukes i mengder så lave som 0,01—0,5 vektprosent av den totale væskemengde.

a-nitro-co-laktamene er bare svakt opp-LØselige i vann. Følgelig kan de skilles fra len vandige væske på enkel måte, f. eks. red filtrering, og a-nitro-co-laktam som san være tilstede i den vandige væske kan skstraheres fra denne ved hjelp av et egnet Dppløsningsmiddel, f. eks. methylethyl-keton.

De 2-klor-azacyclo-2,3-alken-l-carbo-ilorid som er nødvendige som utgangsma-ieriale for den beskrevne fremgangsmåte ian ha ethvert antall carbonatomer i rin-jen. Fortrinnsvis brukes de som har 5 til 12 carbonatomer og særlig de som har 5 til 7 carbonatomer. Fra 2 -klor-azacyclo-2,3-al-s.en-1-carbokloridene dannes de tilsvarende a-nitro-co-laktamer, og dette er blitt be-kreftet ved kjemisk analyse og spektrosko-pisk undersøkelse.

Oppfinnelsen illustreres ytterligere av ie følgende spesielle utførelseseksempler.

Eksempel 1 :

1.052 g (5,43 mol) 2-klor-azacyclo-2,3-hepten-l-carboklorid og 2.755 g anhydridisk nitreringssyre bringes under egnet om-røring til reaksjon i et kontinuerlig forsøk utført i et kar som holdes ved en temperatur på 4° C ved avkjøling. Den gjennomsnittlige oppholdstid i dette kar er 42 minutter og forsøket varte ialt 316 minutter. Nitreringssyren består av en blanding av 20 % oppløsning av olje og en 98 %'s opp-løsning av salpetersyre i hvilken salpetersyre, svoveldioxyd og svovelsyre er tilstede i det molare forhold 1:1: 3,26, slik at blandingen inneholder 5,93 mol salpetersyre alt i alt.

Etter nitreringen føres reaksj onsblandingen til hydrolysekaret hvor, når en kontinuerlig prosess utføres ved 70° C og ved kraftig omrøring, den dannete nitroforbin-delse hydrolyseres med 6.686 g av en 15 %'s vandig oppløsning av ammoniakk. Denne oppløsning tjener også til å holde pH ved en verdi på mellom 2 og 3. Den gjennomsnittlige oppholdstid for reaksjonsblandin-gen i hydrolysekaret er 10 minutter.

Ved å tilsette samtidig med ammoni-akkoppløsningen 172 ml carbontetraklorid, d.v.s. 3,3 volum% i forhold til denne opp-løsning er der ingen dannelse av klebrige avsetninger.

Etter forsøket avkjøles blandingen og det faste stoff oppnådd ved hydrolysen skilles fra væsken ved filtrering. Vekten er 790 g. Ifølge analysen består 764 g av a-nitro-co-caprolaktam, et hvitt krystallinsk stoff med et smeltepunkt på 162° C. Dessuten 30 g er stadig tilbake i oppløsning i filtratet, slik at ialt 794 g er blitt dannet. Følgelig er det totale utbytte av omdannelsen av 2-klor-azacyclo-2,3-hepten-l-carboklorid i a-nitro-co-caprolaktam 92,7 %.

Eksempel 2:

På samme måte som beskrevet i eksempel 1 nitreres 1.103 g (5,68 mol) 2-klor-azacyclo-2,3-hepten-l-carboklorid kontinuerlig med 2.833 g anhydridisk nitreringssyre inneholdende 6,06 mol salpetersyre. Den gjennomsnittlige oppholdstid i nitrerings-karet er altså 42 minutter, og forsøket varte ialt 331 minutter.

Etter nitreringen hydrolyseres reaksj onsblandingen kontinuerlig under kraftig omrøring ved en temperatur på 67° C og en pH på 2—3, med 7.921 g av en 15 %'s vandig oppløsning av ammoniakk til hvilken 0,1 vekts% av et sulfonert hydrocarbon, til-gjengelig under handelsnavnet «Teepob, tilsettes.

Etter at reaksjonen var avsluttet var ingen avsetninger blitt dannet.

781 g rent a-nitro-co-caprolaktam iso-leres i fast tilstand. 27 g er tilbake i oppløs-ningen. Følgelig er det totale utbytte av omdannelsen 90 %.

Eksempel 3:

208 g 2-klor-azacyclo-2,3-octen-l-carboklorid tilsettes langsomt i løpet av 15 minutter under samtidig omrøring til 510 g nitreringssyre og temperaturen holdes ved 3° C. Den anvendte nitreringssyre er en blanding av 70 g salpetersyre, 88 g svoveltrioxyd og 352 g svovelsyre. Etter at carbo-

kloridet er blitt tilsatt fortsettes omrørin-gen i ytterligere 10 minutter. Etterpå for-deles reaksj onblandingen langsomt i 1,5 1 vann og omrøres i 0,5 time ved en temperatur på 65° C. Væsken kjøles derpå ned til 10° C hvorved et hvitt fast stoff skiller seg ut, som skilles fra væsken ved filtrering og vaskes og tørkes. På denne måte oppnås 146 g a-nitro-oenantholaktam.

Fra væsken ekstraheres ytterligere 17 g a-nitro-oenantholaktam ved hjelp av methylketon mens 1100 g ammoniumsulfat tilsettes.

I alt oppnåes 163 g hvilket tilsvarer et

utbytte på 94,8 %.

a-nitro-oenantholaktamet kan renses ytterligere ved omkrystallisasjon fra vann. Det er et hvitt krystallinsk stoff med et smeltepunkt på 140° C.

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et a-nitro-co-laktam med den generelle formel: karakterisert ved at man omsetter et azacyclo-2,3-alken-2-klor-1 -carboklorid med den generelle formel: med en nitreringssyre og behandler reaksj onsblandingen med vann for hydrolyse av nitreringsproduktet ved en temperatur som ikke overstiger 100° C inntil carbon-dioxydutviklingen opphører. 2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at i det minste det siste trinn av hydrolysen utfø-res ved en pH på 2—4. 3. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 2, karakterisert ved at hydrolysen utføres i to eller flere trinn, og at det holdes en pH på 0,5—2 og en temperatur på 20—50° C i det første trinn, og en pH på 2—4 og en temperatur på 50—100° C i det siste trinn. 4. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 2 eller 3, karakterisert ved at hydrolysen utføres med en vandig ammoniakk-oppløsning i den mengde som er nødvendig for å oppnå den ønskede pH og i slik konsentrasjon at når hydrolysen er fullendt, er en nesten mettet oppløsning av ammoniumsalter blitt dannet. 5. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at hydrolysen utføres i nærvær av ett eller flere oppløsningsmidler. 6. Fremgangsmåte som angitt i på- stand 5, karakterisert ved at hy drolysen utføres i nærvær av et klorert hydrocarbon. 7. Fremgangsmåte som angitt i enhver av foregående påstander, karakterisert ved at hydrolysen utføres i nærvær av ett eller flere overflateaktive midler, som kan være ett eller flere sulfonerte hydrocarboner.

Claims (3)

1. Anordning for sammenstilling av batterilykter med siderettet trykkbryter, som samlet kan benyttes som lyskaster, hvor anordningen består av en eske, kasse eller lignende, som ved hjelp av skillevegger er oppdelt i et antall rom med plass til en lykt i hvert rom, karakterisert ved en sliss (16) som forløper parallelt med kassens bunn og gjennomskjærer minst en side (15) i kassen og samtlige skillevegger (3,^), at det i slissen er forskyvbart anordnet en rist eller et gitter (17) i høyde med lyktenes bryter, med ribber (18,19) svarende til kassens skilleveggtverrsnitt, eller i det minste til tverrsnittet på de skillevegger (18) som forløper på tvers av ristens (17) bevegelsesretning, og at gitteret (17) eller risten er låsbar i en stilling med tverribbene (18) fluktende med de skilleveggene (4) som løper på tvers av ristens bevegelsesretning samt i en stilling med tverribbene (18) liggende klemmende an mot samtlige lykter (13), idet alle lyktene (13) er orientert med bryterne ( lH) i samme retning, mot en tverribbe (18).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det til kassetoppen er anordnet fortrinnsvis hengslet et gjennomskinnelig lokk (6) som er utformet som en lyskasterlinse (9)-

3. Anordning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at det i tillegg til det første lokket (6) er anordnet et ytterligere lokk (10) med selvstendig hengsling. k. Anordning ifølge krav 2 og ^, karakterisert ved at de to lokkene kan låses til kassen (1).