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BREVET D'INVENTION
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Procède de préparation d'aryl-a-Oximino-alkYle6tones.
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On sait préparer des composés a-oximino de oétones
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mixtes aromat1ques-al1phaques selon Claîsen et Sandmeyer par réaction de oétones avec des nitrites dalky?.e en présence d'aoide, en partioulier d'acide chlorhydrique- (Berichte'der Deutschen Chemisohen Cesellschatt, Tome 20, 1887, pages 252 et 639, Organie Réaotions, Tome VII, page 351). Dans ce procédé, on fait . ' réagir sur une solution dé la cétoné à nitroser dans un solvant approprié,une quantité légèrement supérieure à la
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quantité stoechiometrique de", nitr3.te d'alkyle en présence d'une quantité d'acide chlorhydrique- variable suivant les cas.
On retire du mélange l'aryl-a-oximino-alkylcétone formée par extrao- tion par une base alcaline aqueuse et précipitation par un acide ou bien on l'isole par distillation du solvant ou par précipita- tion par l'eau. Ce procédé connu présente cependant des lacunes qui provoquent des difficultés notables lorsque l'on passe à l'échelle industrielle.
Un inconvénient important est constitué par les rendements la plupart du cas assez faibles, qui ne dépassent que dans les cas les plus favorables 70 à 75% de la théorie. En outre, le degré de pureté des a-oximino-oétones obtenues, insuf- fisante pour la plupart des applications, nécessite dans la plupart des cas un traitement ultérieur, Ceci est valable en particulier pour la transformation des aryl-méthylcétones du type
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aryl.--CO-CH3, par exemple l'acétophénone, en a-oximinodérivés correspondants, que l'on obtient avec des rendements et un degré de pureté notablement plus faibles que les composés oximino des
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.ryl-a1ky1cÓtones supérieurs du type aryl-CO-CH2-alkyle.
Par exemple, l'acétophénone n'est transformée selon le procédé de Claisen et Sandmeyer qu'à 40%, tandis que la propiophénone donne dans les mêmes conditions des rendements maxima de 75% (Journal of the Chemical Society, Londres, Tome 117, 1920, page 5907).
En outre, les rendements en oximinoacétophénones sont variables; on indique des rendements de 6 à 12% (Journal of the American Chemical Society, Tome 52, 1930, page 3317) ou de 2,9% de la théorie (Journal of the American Chemical Society, Tome 72, 1950, page 802). On a donc fréquemment préparé les oximinoacétophénones moins faciles à obtenir en passant par les esters coûteux de
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l'acide benzoylaoétique; par exemple, on obtient l'oximinoacétophénone avec un rendement de 63% par saponification de l'ester benzoylacdtique, nitrosation de l'acide bonzoylacetique.obtenu et décarboxylation (Journal of the American Chemioal Society, Tome 76, 1954, page 4563).
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Dans tous les oas, on utilise comme solvant 1 éther di- éthylique ou des alcools. L'éther diéthylique comme base faible, favorise l'aotion oatalytique de 1 acide chlorhydrique de sorte qu'une faible concentration d'acide chlorhydrique est suffisante au début de la nitrosation (voir par exemple Nitrosation de la propiophénone : Journal of the Americna Chemical Society, Tome 51 1929, pages 2262 à 2266; Organie Syntheses, Collective, Volume 11 pages 363 et 364).
A mesure que la transformation se poursuit, la concentration de l'alcool formé à partir du nitrite d'alkyle augmente, de sorte que l'on doit souvent compenser par apport constant d'acide ohlorhydrique le déplacement de l'équilibre précédant la réaction de nitrosation :
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dans la mesure où la nitrosation par le chlorure de nitrosyle doit se poursuivre avec une vitesse suffisante.
L'éther diéthylique est donc peu approprié pour une application teohnique en raison de son inflammabilité et ses risques d'explosion. On a alors remplacé l'éther di6thylique par les alcools.' Ainsi, par exemple, le brevet des E.U.A. n 3.090.812 décrit la nitrosation de la propiophénone dans le méthanol, variante qui par rapport au procédé à l'éther diéthylique conduit à des rendements améliorés. Toutefois, ce procédé n'est pas encore satisfaisant car la mise en oeuvre du méthanol au lieu de l'éther diéthylique nécessite une très forte élévation de la concentration en acide chlorhydrique anhydre, correspondant aux développements indiqués ci-dessus.
Comme on isole l'oximinopropiophénone par précipitation par l'eau, il se forme comme produit secondaire de grandes quantités d'acide chlorhy- drique fortement hydro-méthanolique. La dépense entraînée pour la régénération des solvants ou l'élimination de l'acide en excès est un inconvénient notable qui nuit à l'économie du procédé.
La demanderesse a découvert selon l'invention quo l'on peut préparer avec de très bons rendements et une pureté élevée des Ó-oximinocétones de formule : Ar - C - C - R 0 N - OH dans laquelle Ar représente un reste aromatique éventuellement substitué et R représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou un groupe méthylène directement lié au groupe Ar, ou leurs sels, 'par réaction de cétones de formule :
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dans laquelle Ar et R sont tels que définis ci-dessus$ aveo des nitrites d'alkyle en présence d'acides halohydriques ou d'agents libérant un acide halohydrique, lorsque l'on fait réagir la cétones dissoute dans un solvant organique inerte non miscible à l'eau, avec une quantité de nitrite'd'alkyle insuffisante pour la nitro-. sation totale, on extrait le mélange réactionnel par des solutions aqueuses à réaction alcaline, on effectue à nouveau la nitrosation incomplète du mélange extrait, éventuellement après remplacement de la cétone consommée et on extrait le mélange et éventuellement, on isole les Ó-oximinocétones ou leurs sels des extraits aqueux alcalins.
Dans la formule générale ci-dessus, le 'reste aromatique Ar représente en particulier un reste phényle ou naphtyle éventuel- lement substitué, tandis que R représente de préférence un atome d'hydrogène et en outre un reste alkyle inférieur à chaîne droite ou ramifiée ayant jusqu'à 5 atomes de carbone, qui dans le cas d'un atome de carbone, peut être directement lié au reste Ar.
A titre d'exemple de substituants du reste Ar, on peut citer de préférence : les atomes d'halogène tels que fluor; chlore et/ou brome, les restes.alkyle inférieurs tels que méthyle, éthyle, n-propyle, iso-propyle n-butyle, i-butyle tertiobutyle et/ou amyle, un reste phényle éventuellement substitué par le fluor, le ohlore, le brome ou un radical alkyle ou alkoxy inférieur, ' les groupes alkoxy inférieurs tels que méthoxy, éthoxy n- et i-propoxy et/ou butoxy, un groupe phénoxy éventuellement substitué par le fluor,le chlore, le brome, un reste alkyle ou alkoxy inférieur, le groupe nitro ou cyano.
Parmi les cétones que l'on peut transformer sel,on le procédé de l'invention et qui correspondent à la formule générale indiquée oi-dessus, on peut citer toutes les aryl-alkylcétones ' qui doivent bien entendu être exemptes de substituants qui réa gissent eux-mêmes aveo l'acide nitreux ou ses dérivés, par exemple les groupes amino ou les substituants qui communiquent'déjà à la cétone de départ la solubilité dans l'eau ou dans les solutions alcalines aqueuses, par exemple les groupes acide sulfonique, . acide carboxylique ou hydroxy.
Parmi les cétones que l'on peut utiliser dans le procédé de l'invention, on peut citer par exemple les composés suivants
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acétophénone, m- et p-fluoracétophênone, m-.et p- chloracdtophénone, m- et p-bromacétophénones ,4-diohloraotoph.. none* o-, m- et p-méthylaaétoph4none) p-éthylacdtophénone, p-pztopyl- aoétophénone,' p-butylacétophénone, o-, m- et p-méthoxyacétophénone, o-, m- et p-ébhoxyaa4tophénone, p-phénoxyacétophénone, p-phényl- aoétophénone, 2-méthoxy-4-méthylaoétophénonc, a-raêtonaphtone, 3- aodtonaphtone# propiophénone, o-, m- et p-fluoropropiophdnone, 0-, m- et p-ohloroprôpiophénone, o-, m- et p-bromapropiophénone, m-eyanopropi.ophnone, o- et p. ',éthoxyprop1ophénonc, p-mdthyl- et éthylpropiophnane, butyrophénone, p-méthylbutyrapbénor.a9 p..méthoxy..
butyrophénone, valérophdnone, p-méthylvalôroph±none, oaprophénone, lndanone-(1), 3.., 4-, 5- ou 6-méthyiindanone-(1).
Dans la réaction de l'acétophénone avec le nitrite de méthyle gazeux en présence d'acide chlorhydrique, on constate
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que l'absorption du nitrite de ni-kt'tYle est pratiquement total- au débuta mais qu'elle se ralentit toujours beaucoup après la nitrosation d'une partie de 1la,oétophrore présente malgré Introduction d'acide chlorhydrique supplémentaire jusqu'à cesser pràtiquemnnt L'ine troeluatïon supp16menbaire'de nitrite de méthyle et d'acide chlorhy- drique n'entratne pratiquement pas d'augmentation du rendement mais diminue la qualité de l' oX1m1noaoétophénone La majeure partie du nitrite de méthyle introduit quitte alors le mdlanse r4aotionnel sans modification.
Mais si l'on retire ensuite du mélange non
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seulement le méthanol formé à partir du nitrite de méthyle utilise, mais également 1 ox.minoaaétophnonA déjà former par extraction au moyen de solutions alcalines aqueuses, la nitrosation redémarre pour s'arrêter à nouveau après la transformation d'une nouvelle
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portion do ltaodtophdnone, Selon la présente invention, on obtient toutefois des résultats particulièrement favorables si l'on interrompt déjà l'introduction de nitrite de méthyle avant que l'on n'ob- serve une baisse de l'absorption, on extrait ensuite le mélange par un al- cali aqueux et on répète la nitrosation comme d6crit ci-dessus.
De plus, tandis que dans la nitrosation de l'acéto- phénone suivant les modes de mise en oeuvre de la méthode de Claisen et Sandmeyer connus dans la littérature, il se forme dans le traitement des solvants de grandes quantités de résidus goudronneux et de point d'ébullition élevé, la formation de ces produits secondaires indésirables passe totalement à l'arrière- plan. De très faibles quantités de produits secondaires chlorés et plus nitrosés (par exemple les produits dits composés pernitroso)
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sont d4çomposé,((.p#r l'action répétée des alcalis et éliminées dans la phase aqueuse, de sorte qu'il n'y a pas d'enrichissement
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en sous-produits gênants.
Un traitement des solvants utilisés, si toutefois il est nécessaire, ne l'est qu'après une utilisation prolongée ou après la transformation de quantités importantes de produits ;on l'effectue facilement dans la technique par distillation et il n'y a au total que de très faibles pertes de solvants. On peut remplacer de temps en temps la cétone consommée.
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On peut isoler ltoximinoacétoph6none formée des extraits alcalins aqueux sous forme libre par acidification ou sous forme de sels alcalins par relargar;.Selon l'invention, on peut, par nitrosations incomplètes alternées répétées, extractions par des solutions d'alcali aqueux et acidification des extraits, préparer pour la première fois do manière économique avec un rendement supérieure à 90% et une pureté suffisantes l'oximinoaoétophénone que l'on n'obtenait jusqu'à présent qu'avec de mauvais rendements et une faible qualité.
Par quantité de ni frite d'alkyle insuffi- sante pour la nitrosation totale, .on entend selon le type de la
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oétone' dont on veut effectuer la nitrosationk des quantités d'environ f, . à environ 50%, de préférence de 1 à 15p de la quantité théoriquement nécessaire.
Lorsque l'on peut aussi .nitroser les alkyl-arylodtonea
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supérieures, par exemple la propiophénone, obtenue jusqu'à présent avec des rendements notablement meilleurs, en ax.minaetones plus pures que les rnêthYl..at'ylcétoncs, le nouveau procédé selon .:.! ::.1)" Il-ia%ientiod prouve c sa supériorité aussi dans la nitrosation de ces cétones, qui se révèle dans l'obtention de rendements pratiquement quantitat1i'$, l' absence'" de produits secondaires indé.. sirables et en ce qu'il évite un traitement coûteux des solvants.
On peut effectuer la nitrosation et l'extraction aux mêmes températures ou à des températures différentes dans un
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domaine d'environ -10 à +50OCs de préférence de +15 à +45*C.
Les solvants à utiliser selon l'invention peuvent appartenir à différentes classes de composés. Ils doivent cependant satisfaire les exigences suivantes ; le/ Ils doivent être indifférents dans les conditions réactionnelles.
2 / Ils doivent présenter une non-miscibilité la plus complète possible dans le système formé avec l'eau ou les solutions alcalines aqueuses d'extraction dans le domaine de température utilisé,
3 Ils doivent dissoudre suffisamment la cétone et
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.'oximinoeone.
4 / Le solvant doit avoir une densité suffisamment
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lifférente de celle de la phase aqueuse; et
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5 Le coefficient de distribution de l'oximino- cétone dans le système "phase alcaline aqueuse réceptrice"/"phase oprganique donneuse" doit avoir:: t la valeur la plus élevée possible.
A titre d'exemple de solvants, on peut utiliser les composés suivants seuls ou en combinaison : éthyl- (n-butyl) éther, di-(n-propyl)éther, diisopropyléther, di-(n-butyl)éther, di(sec-butyl)éther di-(n-amyl)éther, diisomyléther, 4,4'-dichloro- di-(n-butyl)éther, anisole, pénétol, méthyl-cyclohexyléther, bezylméthyléther benzyléthyléther nitrobenzène, chlorure de méthylène et chloroforme.
Les nitrites d'alkyle à utiliser dans le procédé selon l'invention dérivent de préférence des alcools inférieurs se dissolvant bien dans l'eau, par exemple nitri.te de méthyle, nitrite d'éthyle, nitrite de n- et i-propyle et sont introduits dans la réaction à l'état liquide ou gazeux. A titre d'acide halohydrique ou d'agents libérant un acide halohydrique, on peut oiter le gaz bromhydrique et l'acide bromhydrique aqueux, mais de préférence le gaz chlorhydrique ou l'acide chlorhydrique.
Pour l'extraction des oximinocétones, on utilise des solutions à réaction aloaline, par exemple des solutions aqueuses de carbonate de sodium ou de potassium, une solution de potasse et en particulier une solution de soude, la concentration en"alcali" étant avantageusement comprise dans le domaine d'environ 0,3 à environ 3N. Pour corriger la différence de densité ou pour améliorer la séparation des phases, on peut ajouter à la solution alcaline des substances habituellement utilisées à cet effet, par exemple des sels neutres, tels que chlorure de sodium ou sulfate de sodium.
Pour l'extraction de l'oximinoacétophénone et de la plupart de ses dérivés substitués au noyau, il suffit en général d'une distribution en une fois entre les phases; aveo l'oximino- propiophénone ses dérivés substitués au noyau et les oximino- acylphénones supérieure sil peut être avantageux, en raison de leur coefficient de distribution moins favorable, d'effectuer des extractions répétées que l'on effectue selon le type de distribution multiple pour une meilleure utilisation de la solution aqueuse d'alcali.
En raison des avantages du procédé selon l'in- vention indiqués ci-dessus, à savoir une vitesse élevée de réaction, un rendement stoechiométrique élevé et des produits purs, l'absence d'enrichissement en produits secondaires dans le mélange réactionnel et par conséquent l'inutilité pratique de la régénération du solvant,
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l'utilisation dans la nitrosation de quantités faibles d'acide chlorhydrique retirées d'une solution aqueuse d'acide ohlorhydrique, l'absence d'eau résiduelle fortement acide, il est particulièrement approprié de mettre le procédé en oeuvre en continu, de sorte que l'on obtient un rendement spatial horaire élevé.
Les a-oximinocétones que l'on peut préparer par le procédé selon l'invention sont des produits intermédiaires intéressants pour la synthèse de colorants, de réactifs analytiques, d'agents de protection des plantes et d'éclaircissants optiques, voir par exemple le brevet français n 1.480.699. Les autres=: substances que l'on peut obtenir par le procédé selon l'invention peuvent aussi de la même manière être utilisées comme décrit dans le brevet français ci-dessus mentionné.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée.
EXEMPLE 1
On effectue la nitrosation de l'acétophénone en discontinu dans l'appareillage suivant
1 / Ballons de réaction Ballons de 4 litres , à 4 tubulures munis d'un agitateur avec tube d'introduction.de gaz, d'un verre fritte pour introduction de l'acide chlorhydrique, d'un thermomètre, d'un réfrigérant à reflux muni d'un compte-bulles et robinet de soutirage.
2 Cénératue rde nitrite de méthyle Ballons de 2 litres à 4 tubulures munis d'un agitateur d'un thermomètre, d'une ampoule à brome de 500 ml graduée et d'un réfrigérant à reflux avec compte-bulles branché sur l'agitateur à introduction de gaz du ballon de réaction.
On charge le ballon du générateur de nitrite de méthyle avec 360 g (5,2 moles) de nitrite de sodium, 400 ml d'eau et 235 ml (186 g 5,8 moles) de méthanol; on remplit l'ampoule à brome avec 500 ml d'acide sulfurique ION. Cette charge est renou- velée chaque fois après consommation de 5 moles de nitrite de méthyle (100 ml d'acide sulfurique 10N correspondent approximati- vement à 1 mole de nitrite de méthyle).
Dans le ballon de réaction, on verse 1,5 1 de di-n-butyl éther et 480 g 4,0 moles) d'acétophénone technique.
Pour éliminer les impuretés de la cétone technique, qui abaissent la qualité de l'oximincacxtophénne, on agite vigoureusement le mélange avec 250 ml de soude 1,5N Après quelques minutes, on laisse reposer le mélange, on soutire la couche alcaline aqueuse lourde par le robinet inférieur et on jette le liquide faiblement jaunâtre.
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'Dans le mélange ainsi purifd, on introduit lentement à la tempé rature ambiante et en agitant suffisamment de gaz chlorhydrique fourni par une bouteille, pour qu'un échantillon soit nettement acide au papier oongo. Ensuite, après avoir coupe le gaz chlorhy- , drique, on commence l'introduction du nitrite de méthyle gazeux que l'on fait dégager en ajoutant lentement goutte à goutte l'acide sulfurique ION dans la solution hydrométhanolique de nitrite,
Le nitrite de méthyle introduit est absorbe totalement ;le compte- bulles de sortie dans le réf igérant à reflux du ballon réactionnel reste au repos, Le mélange réactionnel doit toujours avoir une réaction fortement acide au papier congo;
éventuellement, il faut introduire davantage de gaz ohlorhydrique. Aprts l'absorption de
0,9 mole de nitrite de méthyle, on interrompt;l'introduction du nitrite et on agite le mélange réactionnel pendant encore 10 à 15 minutes. La température s'élève pndant la nitrosation d'environ
20 à 32 c
On fait ensuite couler dans le mélange par l'ajutage du thermomètre 600 ml de soude 1,5N glacée en agitant rapidement ; on agite vigoureusement pendant environ 2 minutes et on laisse reposer le mélange. La couche alcaline aqueuse brun jaune plus lourde se sépare rapidement et totalement de la couche organique légère presque incolore. On soutire l'extrait alcalin par le robinet de fond du ballon.
On acidifie à nouveau par l'acide chlorhydrique la solution organique restant dans le ballon qui a repris la température ambiante et on la traite en agitant ' aveo 0,8 mole de nitrite de méthyle gazeux qui est pratiquement totalement absorbé. La température s'élève à 30,5 c On agite ensuite pendant un court instant et on extrait à nouveau comme décrit ci-dessus par 550 ml de soude 1,5N glacée,
On répète tout d'abord la nitrosation et l'extraction alcaline 5 fois l'une après l'autre. On introduit à 'chaque fois en agitant les extraits alcalins aqueux individuelle- ment dans un mélange de glace et d'une quantité d'acide chlorhy- drique suffisante pour une légère acidification (PH 2,5à 3)
ot l'oximinoacétophénone précipite en cristaux couleur crème presque blanc que l'on essore à fond après repos pendant quelque temps, on les lave avec un peu d'eau glacée et on les sèche à l'air. Le tableau 1 ci-après indique la consommation en nitrite, la quantité de soude 1,5N utilisée 4 chaque fois pour l'extraction et le rendement en oximinoacétophénone Après le cinquième passage, on remplace l'acétone consommée par addition de 264 g (2,2 moles) d'acétophénone technique au mélange réactionnel.
Après une puri-
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fiction par extraction avec 200 ml de soude 1,5N, comme décrit plus haut, et élimination de la couche alcaline aqueuse, on effectue à nouveau 5 fois de la même manière à chaque fois la nitrosation par le gaz chlorhydrique et le nitrite de méthyle et on extrait par la soude 1,5N (passages 6 à 10).
TABLEAU 1
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<tb> Nitrite <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> Soude <SEP> 1.5N <SEP> Rendement
<tb>
<tb>
<tb> Passage <SEP> consomme <SEP> consommée <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb> oximinooétone
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1er <SEP> 0,9 <SEP> mole <SEP> 600 <SEP> ml <SEP> 10g=0,61 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2ème <SEP> 0,8 <SEP> mole <SEP> 550 <SEP> ml <SEP> 81g=0,54 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3ème <SEP> 0,7 <SEP> mole <SEP> 475 <SEP> ml <SEP> 65g=0,44 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> ème <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> mole <SEP> 400 <SEP> ml <SEP> 52g <SEP> =0,35 <SEP> mole'
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5ème <SEP> 0,5 <SEP> mole <SEP> 350 <SEP> ml <SEP> 38g=0,25 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6ème <SEP> 0,9 <SEP> mole <SEP> 600 <SEP> ml <SEP> 95g=0,64 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7ème <SEP> 0,8 <SEP> mole <SEP> 550 <SEP> ml <SEP> 78g=0,
52 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8ème <SEP> 0,7 <SEP> mole <SEP> 475 <SEP> ml <SEP> 60g=o,40 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9ème <SEP> 0,6 <SEP> mole <SEP> 400 <SEP> ml <SEP> 48g=0,32 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10ème <SEP> 0,5 <SEP> mole <SEP> 350 <SEP> ml <SEP> 30g=0,20 <SEP> mole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> : <SEP> 7,0 <SEP> moles <SEP> 4750 <SEP> ml <SEP> 638g=427 <SEP> moles
<tb>
Pour déterminer le rendement, on interrompt l'essai après le dixième passage. On extrait à nouveau le mélange réactionnel à fond par la soude 1,5N et ensuite on le rectifie dans une colonne à garnissage.
Après séparation du di-(n-butyl)éther (point d'ébul- lition 105-106 C sous 250 mm Hg; récupération 1,4 1) et après une faible'quantité de produits intermédiaires (12 g), il passe à 132=133 c sous 100 mm Hg 155,5 g= 1,30 mole d'acétophénone pure, tandis qu'il ne reste dans le ballon qu'une faible quantité de substance non distillable.
Consommation en acétophénone : 4,0 + 2,2 - 1,3 mole = 4,9 moles.
Rendement en oximinoacéthopénone 638 g = 4,27 moles (87% de la théorie)
L'oximinoacétophénone obtenue (point de fusion 123-124 c est suffisamment pur pour la plupart des applications; on peut la purifier par reoristallisation dans le méthanol ce qui élève le point de fusion à 128 C. Rendement 606 g 82,5% de la théorie.
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EXEMPLE 2
On dissout 410 g (2,5 moles) de p-éthoxyaoéto- . phénone dans 1;2 1 de di-(n-propyl)éther et on traite comme'décrit pour l'acétophéone dans l'exemple 1 en 6 passages avec un total de 2,5 moles de nitrite de méthyle. Les 6 extractions avec au total 2,25 l de soude 1,5N donnent après précipitation par l'acide chlorhydriques essorage, lavage et séchage, 332 g = 1,72 mole
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d'oximino-p-dthoxyacétophénone, point de fusion 110-112 C.
Par rectification du mélange réactionnel, on récupère 93,7 g 0,57 mole de p-éthoxyaoétophénone.
Consommation en p-éthoxyacétophénone : 2,5 - 0,57 moles = 1,93 mole, Rendement en oximino-p-éthoxyacétophénone : 1,72 mole = 89% de la théorie.
Le produit est assez pur pour la plupart des applications; par reoristallisation dans le méthanol, on l'obtient totalement pur sous forme de cristaux jaune clair, point de fusion 116-118 c
EXEMPLE 3
On effectue la nitrosation de l'acétophénone en continu dans l'appareil représenté schématiquement dans la figure 1 ;
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1 / 5SË9Q2 ! s Le réacteur 1 est un récipient cylindrique'dLenv1ron 4 1 de capacité muni d'un thermomètre et d'un ajutage relié par la pompe 2 au réservoir à niveau 3 d'une contenance d'environ 3 1 placé plus haut. Ce dernier est muni d'un réservoir de soutirage 3a. La partie supérieure du réservoir à niveau 3 est reliée à celle du réacteur 1 par la conduite 5 et à l'atmosphère par le compte- bulles de sortie 6. Le tube de trop-plein 4 permet le retour du liquide de 3 vers 1.
Le générateur de nitrite de méthyle 7 est un ballon de 3 1 muni d'un agitateur, d'un thermomètre, d'une ampoule à brome graduée de 1 1, d'un ajutage de soutirage et d'un tube de sortie de gaz qui est branché par l'intermédiaire du compte-bulles d'entrée 9 au verre fritte du réacteur 1.
2 Extraction : Le mélangeur 11 est un récipient cylindrique à agitation d'environ 600 ml de capacité muni d'un agitateur rapide relié, chaque fois par un tube de fond, à l'ampoule à brome graduée 12 et aussi, par l'intermédiaire de la soupape 10, au tube de trop- plein 4; le mélangeur 11 est relié par le tube 13 à la chambre de dépôt 14 d'où peuvent s'écouler chacune par un tube les deux phases séparées. Le tube de sortie de la phase légère 15 oonduit à un deuxième mélangeur 16 qui est relié à l'ampoule à brome graduée 17.de 2 1 et par ailleurs correspond en tous point au
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premier mélangeur 11. La phasé lourde passe par le tube 22 dans- le récipient de précipitation 24 qui est muni d'un agitateur et d'un autre tube de soutirage 25.
Le deuxième mélangeur 16 est relié par la canalisation 18 à la chambre de repos 19 dont les dimensions correspondent à peu prés à oelles de la chambre 14.
La phase légère s'écoule de la chambre 19 par la canalisation 20 et retourne au réacteur 1 par l'intermédiaire d'un nouveau sépa rateur. Le tube 20 est relié à une ampoule à brome graduée 21 de
1 1, Le tube 23 de soutirage de la phase lourde conduit également dans le récipient de précipitation 24.
On remplit le générateur.de nitrite de méthyle
7 avec 736 g (10,6 moles) .de nitrite de sodium, 800 ml d'eau et
520 ml (412 g 12,8 moles de méthanol et on charge l'ampoule à brome 8 avec 1 1 d'acide sulfurique ION. La charge totale de 7 et 8 est renouvelée chaque fois à mesure de sa consommation,
On place dans le réacteur 1 à la température ambiante un mélange de 5 1 de di(n-butyl)éther 1200 g (10,0 moles) d'acétphénone et 10 ml d'acide chlorhydrique de denstié
1,19. On fait également fonctionner la pompe 2 de telle manière que le récipient à niveau 3 se remplisse, que la solution revienne en 3 par 4 et que le recyclage entre 1 et 3 soit constant.
On remplit l'ampoule à brome 12 avec 2 1 de soude 2N, l'ampoule à brome 17 avec 2 1 d'acide chlorhydrique de densité 1,16 (31 5% en poids d'acide chlorhydrique) et l'ampoule à brome de réserve .
21 avec 1 1 d'acétophénone On fait tomber goutte à goutte l'acide sulfurique 10N de 8 dans le ballon 7 en agitant. Le dégagement de nitrite de méthyle commence immédiatement et le gaz pénétre. dans la solution acide de cétone dans 1 par l'intermédiaire du verre fritte. Tandis que le compte-bulles d'entrée 9 fonctionne rapidement, le compte-bulles de sortie 6 réste totalement au repos.
Après avoir introduit environ 0,8 mole de nitrite, do méthyle (100 ml d'acide sulfurique 1ON correspondent à 1 mole de nitrite de méthyle), on commence l'extraction continue. On fait d'abord démarrer les agitateurs des mélangeurs 11 et 16, on introduit la soude 2N de 12 et l'acide chlorhydrique de 17 dans les mélangeurs 11 et 16 respectivement.
Enfin, on ouvre la soupape 10 par laquelle la solution organique réactionnelle pénètre partiellement dans 11 où elle est vigoureusement mélangée aveo la soude, L'oximinoacétophénone - formée passe presque quantitativement de la phase organique nous forma de sels de sodium dans la phase aqueuse qui extrait également le méthanol formé à partir du nitrite de tnéthyle. En butre, de faibles quantités de sous-produits
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chlores et oxydés sont dégradés'; dans le traitement alcalin.en 11 ou extraits de la phase organique. L'acide chlorhydrique dissous dans la phase organique est aussi nécessairement éliminer de sorte qu'il doit à nouveau être ajouté dans le stade suivant dans le mélangeur 16.
On projette tout d'abord le mélange de,11 par le ', tube 13 dans la chambre de repos 14 où les deux phases se séparent, rapidement et s'écoulent par les tubes 22 et 15.
On règle la quantité de soude à soutirer de 12 par la soupape ouverte 10 de telle manière que la solution aqueuse brun orange de l'oximinoaoétophénone de sodium s'écoulant do la chambre 14 par le tube 22 ait encore une réaction faiblement alcaline au triacène
La solution organique extraite entraînée par 15 est à nouveau chargée d'aoide chlorhydrique par l'acide chlorhy- . drique provenant de 17. Après la séparation de phase dans la chambre 19, la couche organique légère retourne par 20 dans le réacteur 1.
Sur son trajet, on remplace le produit de départ consomma par addition goutte à goutte d'acétophénone du récipient de réserve 21 son débit est ajusté en fonction du rendement en oximinoacétophé none par unité de temps.
La couche ohlorhydrique aqueuse lourde s'écoule. de 19 par le tube 23 dans le récipient de précipitation 24 dans lequel pénètre aussi avec agitation la solution alcaline de l'oximino- acétophénone de sodium provenant de la chambre 14 par le tube 22.
On ajuste la quantité d'acide ohlorhydrique à ajouter goutte à - goutte par le tube 23 au moyen de la soupape de l'ampoule à brome 17 de telle:manière que la suspension cristalline pâteuse de l'oximino-- acétophénone libre¯'formée dans le récipient 24 ait un pH d'environ 3.0 à 3,5 La pâte cristalline est soutirée en continu par le tube 25 de grand diamètre, réunie' sur un entonnoir-filtre, lavée avec un peu d'eau froide, essorée:à sec et séchée dans une étuve à cirou lation.d'air à 65 C.
Apres la mise en marche de la phase d'extraction les deux mélangeurs et les chambres de décantation se remplissent ' progressivement aveo la solution réactionnelle, de sorte que le niveau liquide dans le réacteur 1 baisserait trop fort; on introduit alors simultanément en 1 une solution de 240 g (2,0 moles) d'acéto- phénone dans 1 1 de di-(n-butyl-éther par l'ajutage d'entrée.
Après une courte durée de fonctionnement, la concentration de l'oximinoacétophénone dans la solution circulant à travers 1 et 3 s'ajuste à une valeur à peu près constante par les vitesses réglées en fonction l'une de l'autre, d'une part de
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l'introduction du nitrite de méthyle (réglage en 8a) et d'autre part de la sortie de l'oximinoacétophénone (réglage en 10).
Comme les réglages en 12,17 et 21 dépendant du réglage de la soupape 10 sont aussi faciles à trouver, on atteint rapidement des résultats stationnaires dans l'appareil en fonctionnement.La température de réaction se maintient constamment pendant le fonctionnement dans le domaine très favorable de 27 à 29 c la vitesse de ' nitrosation est alors si élevée que l'on ne peut pratiquement plus déceler de nitrite de méthyle dans la solution à l'entrée dans le mélangeur 11, Le mélange réaotionnel dans le réacteur 1 contient toujours des quantités suffisantes d'acide chlorhydrique.
Pour obtenir le rendement, on arrête l'instal lation après 180 heures de fonctionnement; on soutire et on traite toutes les solutions.
1 / Consommation en nitrite de méthyle : 176 0males 2 Consommation en acétophénone : quantité introduite au départ 1,44 kg quantité ajoutée +18,96 kg
20,40kg quantité récupérée après l'arrêt - 0,91 kg quantité transformée 19,49 kg 162 4 moles On obtient 22,40 kg 150,33 moles d'oximinoacétophénone de oouleur crème clair$ point de fusion 123-125 c ' Rendement ;92,5% de la théorie, calculé sur l'acéophénone transformée.
Utilisation du nitrite de mêthyle 85,5% EXEMPLE 4
On effectue la nitrosation de 18,32 kg 136,6 moles) de p-méthylacétophénone en continu par le nitrite de méthyle et d'acide chlorhydrique de manière analogue à l'acétophénone dans l'appareil décrit dans l'exemple 3. On obtient 22,65 kg de p-méthyl oximino acétophénone presque incolore, séché à l'air, contenant de l'eau de cristallisation, de point de fusion 78-84 c et renfermant 20,39 kg (91,4% de la théorie) en oximino-p-méthylacétophénone anhydre, suffisamment pure pour la plupart des applications. On peut la recristal- liser dans le méthanol et après séchage elle fond à 104-106 C.
Consommation en nitrite : 149,0 moles; l'utilisation du nitrite de méthyle est donc de 84,1%.
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