SE446732B - Forfarande for framstellning av klor-amino-s-triaziner - Google Patents

Description

446 732 landevis små reaktioner för att undvika icke önskade bireak- tioner. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande med vilket klor-amino-s-triaziner kan framställas kontinuer- ligt och utan ytterligare apparativa åtgärder.

Det har enligt uppfinningen visat sig att klor-amino-s-triazi- ner kan framställas kontinuerligt genom omsättning av cyanur- klorid och aminer eller oL-aminonitriler i närvaro av ett syrabindande medel om man insprutar flytande cyanurklorid, som företrädesvis är fri från klor och klorcyan i en rörformig behållare vid temperaturer inom cyanurkloridens smältområde, eventuellt i närvaro av en inert gas, genom en dysa, företrä- desvis förstoftningsdysa, anordnad i toppen av den rörformiga behållaren, varvid denna rörformiga behållare upptill är sluten eller tillslutbar och nedtill avsmalnar bröstformigt till en utloppsöppning, varvid den eller de andra omsättninge- komponenterna utströmmar genom ett eller fler munstycken, företrädesvis glattstråldysor (Glattstrahldüsen), som är an- ordnade ovanför den avsmalnande delen och består av ett eller fler tangentiellt i en eller fler rader anordnade sprutorgan, som är riktade lätt uppåt i riktning av den övre tillslut- ningen resp. den i den övre delen förefintliga dysan, samt bildar ett vätskeskikt längs hela kammarväggen fram till dysan för cyanurkloriden, varvid tjockleken av detta skikt är större vid den bröstformiga avsmalnande delen än vid de övriga kam- marväggarna, och i vilket den sprutade cyanurkloriden inträder.

Den flytande cyanurkloriden införes företrädesvis genom en upphettad ledning i dysan.

Genom användning av den beskrivna anordningen är det möjligt att fördela aminen eller c¿-nitrilen, syraacceptorn och även ett lösningsmedel på sådant sätt på kammarväggarna, att vätskeskiktet vid den bröstformigt avsmalnande delen blir tjockare än vid de övriga kammarväggarna. dMed det~inom glastekniken använda uttrycket "bröstformigt av- smalnande del" avses en avsmalnande del eller insnörning, som icke är rak utan förlöper i en flack S-kurva utgående från väggen av den rörformiga behållaren fram mot utloppsöppningen.

Motsvarande insnörningar förefinnas även hos rödvinflaskor som övergång från den egentliga flaskan till dennas hals.

Insnörning kan företrädesvis alltid börja i den rörformiga behållaren på det ställe, där ca 50 % av de sprutade partik- larna träffat det på väggen bildade vätskeskiktet. Företrä- desvis är detta fallet vid den nedre tredjedelen av den rör- formiga behållaren.

Storleken av utloppsöppningens diameter är i och för sig icke kritisk. Den beror givetvis av viskositeten hos de utström- mande medierna och måste ha sådan minsta storlek att luft kan inträda.

Utloppsöppningen övergår företrädesvis i ett utloppsrör, som kan ha godtycklig diameter, företrädesvis emellertid samma diameter som eller större diameter än utloppsöppningen.

Munstycket eller munstyckena för aminen eller då-nitrilen, syraacceptorn och lösningsmedlet kan visserligen vara anord- nade på godtyckligt ställe i den rörformiga behållaren ovan- för insnörningen men förefinnes företrädesvis i området direkt ovanför den bröstformiga insnörningen.

För de tangentiellt anordnade sprutorganen ifrågakommer små rörstycken eller dysor samt även öppningar i kammarväggarna samt vid användning av en tilledningsring även i dennas kammar- väggar.

Företrädesvis användes små rörstycken.

Den beskrivna rörformiga behållaren har den stora fördelen, att den kan drivas icke endast vid atmosfärstryck utan även 446 732 vid undertryck. Sålunda kan man utan vidare utgående från atmosfärstryck inställa undertryck av ned till 0,01 bar.

Vid undertryck förângas en del av lösningsmedlet varigenom en avkylning av den bildade lösningen eller suspensionen erhål- les. Reaktionstemperaturen kan på detta sätt lätt hållas på en låg nivå, vilket är mycket väsentligt för ett kontinuer- ligt genomförande.

Såsom aminer, som kan omsättas med cyanurklorid vid förfaran- det enligt uppfinningen, ifrågakommer alla enligt teknikens tidigare ståndpunkt för omsättning använda aminer, exempelvis de i den tyska patentskriften 1.964.619 angivna, monosubsti- tuerade aminerna med formeln R NH2, samt de i den tyska patentskriften 1.695.117 angivna, disubstituerade aminerna .jßê vari R, Rl och Rz är like eller elike een betyder väte, en med formeln lägre alkyl-, alkenyl- eller cykloalkylgrupp med l - 6 kol- atomer, varvid denna grupp kan vara substituerad med en OH- grupp eller med en halogenatom eller kan vara avbruten med en 0- eller S-atom, varvid Rl och R2 tillsammans med den intill- liggande N-atomen även kan bilda en pyrrolidino-, morfolino- eller piperidingrupp, liksom de för detta ändamål tidigare kända 00-aminonitrilerna med formeln R2 - QH - CN 1' NH2 i vilken R2 betyder en alkylgrupp med 1 - 3 kolatomer, se tyska patentskriften 1.670.541 samt de i den tyska patent- skriften 1.670.528 angivna disubstituerade o{-aminonitrilerna med formeln R2 l R1_.C-*CN 1 NH2 I i vilken Rl och R2 är lika eller olika och betyder en väte- atom, en eventuellt med grupperna -OH, -OR eller -SR substi- tuerad lägre, rak eller grenad alkyl- eller alkenylgrupp. 446 732 R betecknar härvid en lägre alkylgrupp med l - 4 kolatomer.

Rl och R2 per med l - 8 kolatomer och vara sammanbundna med varandra till en 3 - 7 -ledad ring. kan emellertid betyda raka eller grenade alkylgrup- Det är även möjligt att med förfarandet enligt uppfinningen bringa aminostilbendisulfonsyror och liknande derivat att reagera med cyanurklorid och härigenom erhålla optiska vit- hetsmedel.

Såsom syrabindande medel användes likaledes enligt teknikens ståndpunkt använda medel, exempelvis alkalihydroxider, såsom Na0H, eller alkalikarbonater, såsom natriumkarbonat eller bi- karbonat, se tyska patentskriften 1.964.619. Även organiska baser, såsom kollidin eller pyridin kan använ- das såsom syraacceptorer.

Det är även möjligt att använda en ytterligare molekyl av den för omsättningen använda aminen för syrabindning, se franska patentskriften 1.239.784.

Under det att för cyanurkloriden, som föreligger i flytande form, inget lösningsmedel erfordras vid förfarandet enligt uppfinningen, är det lämpligt att reaktionen av aminen eller aminonitrilen äger rum i närvaro av en bärarvätska. Detta lösningsmedel kan utgöras av vatten eller en organisk vätska, såsom toluen, metylenklorid, aceton, metyletylketon.

I övrigt gäller de i de anförda patentskrifterna för mono- substitution använda temperaturerna och pH-värdena. Med för- farandet enligt uppfinningen kan man, såväl till disubstitue- rade produkter av samma komponenter liksom även till monosubs- tituerade produkter, varvid monosubstituerade produkter före- dragas. Arten av de erhållna substitutionsprodukterna beror på de i varje särskilt använda stökiometriska betingelserna. 446 752 De med förfarandet enligt uppfinningen framställda monosubs- titutionsprodukterna är vanligen renare än vid satsvis till- verkning.

En för framställning av de angivna klor-amino-s-triazinerna lämplig anordning beskrives i svenska patent- ansökan 7909563-4 , som drives på följande sätt.

Den flytande cyanurkloriden transporteras, se figur l, genom tillföringsledningen l med koaxiellt upphettningsorgan 2 in i blandningskammaren 5 genom en enmaterial- eller tvâmaterial- dysa 3, d v s in i den rörformiga behållaren 5.

De komponenter, som skall bringas i kontakt med den cyæmnfi khmfld, som skall sprutas, föres genom skilda tillföringsled- ningar 7 in i en fördelningsring med skilda kammarsegment 9, se även figur 2.- Från dessa kammarsegment sprutas komponen- terna genom lätt uppåtriktade sprutorgan tangentiellt in i blandningskammaren 5.

Vid användning av endast en tilledning och endast en exempel- vis öppning i blandningskammaren 5 övergår tilledningen 7 direkt i öppningen 8 och segmentkammaren 9 kan utelämnas.

Vätskestrâlen har förutom komponenten i omkretsrikt- ningen en hastighetskomponent i axiell riktning. Vätskan tillföras härigenom till väggen i blandningskammaren 5. Pâ denna bildar vätskan ett vätskeskikt 4.

Om vätskorna införes i blandningskammaren 5 genom tilledningarna 7, 8 och 9 inträder på detta ställe en intensiv omblandning av de införda vätskorna varvid intensi- teten av denna omblandning kan förstärkas ytterligare genom införing av en gas eller lösningsmedelânga genom sprutorganen 8.

I vätskeskikten 4 sprutar man den ur dysan 3 utströmmande cya- 446 732 nurkloriden. Sprutvinkeln för den ur dysan 3 sprutade cyanur- kloriden kan ligga mellan 15 och l50°, företrädesvis mellan 15 och 1200. Sprutformen varierar från hålkägla över fullkägla till oordnad dimma beroende på dystyp.

När de sprutade partiklarna 6 träffar vätskan reagerar den sprutade cyanurkloriden 1 vätskeskiktet.

Den införda energimängden avges till vätskeskiktet obenxmde av trycket i den rörformiga behållaren.

Den bortströmmande blandningen, som lämnar den rörformiga behållaren 5 genom utloppsöppningen 12, tillföres till en behållare 14, som kan vara ansluten direkt eller genom en ledning l3 till utloppsöppningen 12 hos behållaren 5.

På detta sätt är det möjligt att inställa ett godtyckligt tryck, d v s ett godtyckligt undertryck eller övertryck i den rörformiga behållaren 5 och behållaren 14 med kända organ, som är förenade med behållaren 14 genom en ledning 16, se figur 3 (de kända organen för âstadkommande av trycket är emellertid icke visade på figur 3).

Blandningen tillvaratages vid utloppet 15. Behållaren 14 kan emellertid eventuellt även användas såsom reaktionsbehållare för en ytterligare behandling eller omsättning.

Det är emellertid även möjligt att pålägga under- eller över- tryck direkt i utloppsledning 13 med de tidigare kända organen och borttransportera den bortströmmande blandningen från led- ningen l3 på känt sätt med uteslutande av någon mellaninkopp- ling av en behållare 14.

De pâ figurerna 1 och 3 visade anordningarna 5 och 14, even- tuellt även ledningen 13, kan på känt sätt upphettas eller kylas beroende på kraven, se exempelvis Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, band 1, tredje upplagan, 1951, sid 743 och följande samt 769 och följande. 446 752 Likaså kan såsom konstruktionsmaterial de för detta ändamål tidigare kända materialen användas, loc.cit.

Volymen av den rörformiga behållaren 5 bestämmes av egenska- perna hos de använda vätskorna, varvid de sprutade små partik- larnas 6 väg tills de träffar vätskeskiktet 4 bör hållas så kort som möjligt.

Härigenom är det möjligt att genomföra behandling av förhål- landevis stora mängder i en mycket liten rörformig behållare.

Sålunda uppgår volymen enligt exempel l till ca 0,5 l.

Genom inställning av ett bestämt tryck, exempelvis ett under- tryck i den rörformiga behållaren 5 kan värmeenergin hos den sprutade cyanurkloriden bortföras i kontakt med vätskeskiktet.

Den framställda produkten lämnar blandningskammaren genom utloppet 12.

För bättre utbildning av lösningsmedelskiktet är sprutorganen 8 riktade svagt uppåt tangentiellt mot blandningskammarväggen.

Den exakta lutningsvinkeln inställes beroende på vätskorna på sådant sätt att vätskeskiktet räcker fram till dysan men icke når denna. _ Genom den bröstformade insnörningen och det härigenom åstad- komna tjockare vätskeskiktet på detta ställe av väggen uppnås att, trots utloppsöppningen, de övriga kammarväggarna ständigt är täckta med ett likformigt, d v s obrutet skikt av väts- korna. Härigenom säkerställes en hög blandningshastighet.

Sprutkäglan för den flytande cyanurkloriden betecknas med 6.

Antalet tillföringsledningar 7 beror på betingelserna i varje särskilt fall. 446 732 Sålunda kan vid införing av komponenterna en tillföringsled~ ning vara tillräcklig. För bättre fördelning av dessa kompo- nenter kan emellertid även ett flertal tillföringsledningar visa sig gynnsamma, se exempelvis figur 2. Även vid använd- ning av ett flertal vätskor, som även kan införas samtidigt såsom blandning, lämpar sig den på figur 2 såsom exempel visade fördelningsringen och eventuellt kan en ytterligare reaktionssträcka efterinkopplas.

Flytande cyanurklorid framställes med tidigare kända förfaran- den, exempelvis enligt tyska patentskriften2332.636.

Företrädesvis användes vid förfarandet enligt uppfinningen en flytande cyanurklorid vars temperaturlïgger1vfld¶7Ö9Crnh som är fri från klor och klorcyan. För avlägsnande av klor och klor- cyan Empærsigifidignækända förfaranden, exempelvis deflegmati- sering. _ De med förfarandet enligt uppfinningen framställda klor- amino-s-triazinerna utgör, beroende på arten och antalet av de för omsättningen använda molekylerna amin eller aL-amino- nitril, mono- eller disubstituerade derivat av cyanurklorid.

Exempel l Genom den upphettade tillföringsledningen 1 leder man flytande cyanurklorid av ca 170°C in i enmaterialdysan 3. Dysan har ett hål med måttet 0,8 mm och en sprutvinkel av ca 78°. För- trycket hos smältan är 4 bar. Genom dysan sprutar man 44,7 kg/h cyanurklorid in i blandningskammaren 5. Blandningskamma- ren 5 har diametern 80 mm och i kammaren råder atmosfärstryck.

Genom två motstående tillföringsledningar 7 införes genom fyra rörstrycken 8 metylenklorid i en mängd av 364 l/h, genom en andra tillföringsledning 7 9,7 kg/h natriumhydroxidlösning, som är löst i 100 l vatten, samt genom den fjärde införings- ledningen 7 en isopropylaminlösning, som innehåller 70 vikt- procent isopropylamin, i en mängd av 20,5 kg/h in i blandnings- 446 732 10 kammaren S.

Ur den bortströmmande reaktionsblandningen isoleras 2~isopro- pylamino-4,6-di-klor-s-triazinfmed ett utbyte av mer än 99 %.

Enligt tunnskiktskromatografi är produkten enhetlig.

DC = löpmedel består av 14 viktdelar petroleumeter 50/75, en viktdel ättikester, 2 viktdelar kloroform och 2 viktdelar is- ättika.

Exemgel 2 _ Försöksbetingelserna är i förhållande till exempel l ändrade på sådant sätt, att man i stället för isopropylamin inför anilin i en mängd av 21,5 kg/h i blandningskammaren.

Ur den bortströmmande reaktionsblandningen isolerar man 2-N- fenylamino-4,6-di-klor-s-triazin med ett utbyte av mer än 95%.

Enligt tunnskiktskromatogram är produkten enhetlig. Löpmedlet för tunnskiktskromatogrammet har samma sammansättning som enligt exempel l.

Claims (5)

446 732 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av klor-amino-s-tria- ziner genom omsättning av cyanurklorid med aminer eller Q-aminonitriler i närvaro av ett syrabindande medel, k ä n - n e t e c k n a t därav, att flytande cyanurklorid, som före- trädesvis är fri från klor och klorcyan, i sitt smältområde, eventuellt i närvaro av en inert gas, sprutas genom en dysa (3), företrädesvis en förstoftningsdysa, som är anordnad vid toppen av en rörformig behållare (5), in i denna behållare, varvid den rörformiga behållaren upptill är tillsluten eller tillslutbar och nedtill är insnörd bröstformigt till en ut- strömningsöppning (12), varvid den andra omsättningskomponen- ten eller de andra omsättningskomponenterna bringas att ut- strömma genom en eller företrädesvis flera dysor (7, 8, 9), företrädesvis glattstråldysor, som är anordnade ovanför insnörningen (10) och består av ett eller flera tangentiellt i en eller flera fader anordnade sprutorgan (7), som är riktade lätt uppåt i riktning mot den övre tillslutningen eller den i den övre delen förefintliga dysan (3), till bildning av ett vätskeskikt längs hela kammarväggarna fram till dysan för cyanurkloriden, varvid tjockleken av detta skikt vid den bröstformiga insnörningen (10) är större än vid de övriga kam- marväggarna, och i vilket den sprutade cyanurkloriden inträder.

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man såsom amin använder en monosubstituerad amin med formeln R NH2 eller disubstituerad amin med formeln R l \\NH / R 2 varvid R, Rl och R2 är lika eller olika och betyder väte, en lägre alkyl-, alkenyl- eller cykloalkylgrupp med l-6 kolato- mer, varvid denna grupp kan vara substituerad med en OH-grupp 12 446 732 eller halogenatom eller avbruten med en O- eller S-atom, var- vid Rl och R2 tillsammans med intilliggande N-atom även kan bilda en pyrrolidino-, morfolino- eller piperidingrupp, eller a-aminonitril med formeln R -ïH-CN NH 2 2 i vilken R2 är en alkylgrupp med l-3 kolatomer, eller substi- tuerade a-aminonitriler med formeln R |2 - cl: - CN NHZ i vilken Rl och R2 är lika eller olika och betecknar en väte- Ri atom, en eventuellt med gruppen -OH, -OR eller -SR substitue- rad lägre, rak eller grenad alkyl- eller a1kenylgruPP» som innehåller 1-8 kolatomer.

3. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att Rl och R2 i den substituerade a-aminonitrilen är bundna till varándra till en 3- eller 7-ledad ring.

4. -ut Förfarande enligt något av patentkraven l-3, k ä n ~ n e t e c k n a t därav, att genom sänkning av atmosfärstryc- ket till ned till 0,01 bar i den rörformiga behållaren bland- nings- och reaktionstemperaturen sänkes och inställes val- fritt.

5. Förfarande enligt något av patentkraven l-4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att man vid genomförande av förfa- randet använder en apparat, vars utloppsöppning (12) mynnar i en ytterligare behållare (14), som är fast eller löstagbart förenad med den rörformiga behållaren och uppvisar i och för sig kända organ för påläggande av ett under- eller övertryck. f»