CH304380A

CH304380A - Verfahren zum Oxydieren einer Ringverbindung mit einer oxydierbaren Seitenkette zu der entsprechenden Carbonsäure.

Info

Publication number: CH304380A
Authority: CH
Inventors: Bofors Aktiebolaget
Original assignee: Bofors Ab
Priority date: 1950-06-12
Filing date: 1951-06-09
Publication date: 1955-01-15

Description

Verfahren zum Oxydieren einer Ringverbindung mit einer oxydierbaren Seitenkette zu der entsprechenden Carbonsäure.

Es hat sich gezeigt, dass man Ringverbindungen mit wenigstens einer oxydierbaren Seitenkette in der Weise zu den entsprechenden Carbonsäuren oxydieren kann, dass man die zu oxydierende Substanz zusammen mit Salpetersäure und allenfalls einem zusätz- lichen Oxydationsmittel in eine homogene Lö sung überführt und diese in geschlossenem Gefäss auf eine Temperatur von 120 bis 3000 0 C erhitzt. In der Regel geht dabei die Oxydation praktisch momentan unter einer Druckerhö hung von 5 bis 50 kg/cm2 und einem Tem peraturanstieg vor sich.

Die Reaktionsge schwindigkeit, das Reaktionsgleichgewicht, der Druck-und der Temperaturanstieg hangen unter anderem vom Verhältnis der Konzentration des Oxydationsmittels zur Konzentra- tion der zu oxydierenden Verbindung ab.

Als Oxydationsmittel kann zusätzlieh zur Salpetersäure mindestens ein weiteres oxydierendes Agens benutzt werden, das in Wasser oder in Salpetersäure löslich ist, wie Luft, Sauerstoff, Nitrite, Nitrate oder stickstoffhal- tige Gase. Aueh können Oxydations-Katalysa- toren zugegeben werden, was die Herabset- zung der Temperatur erlaubt. Das Verfahren lässt sieh auch ganz oder teilweise kontinuier- lieh durchfüh. ren.

Das Oxydationsmittel wird vorzugsweise höchstens in der theoretisch erforderlichen Menue zugesetzt, in welchem Falle das Oxvdationsmittel in der Regel beim Oxydationsvorgang vollständig umgesetzt wird.

Man kann u. a. auch von Verbinclungen ausgehen, die im Ringmolekül oder als Sub- situent tertiären Stickstoff enthalten. Die zu oxydierenden Verbindvmgen können als Substituenten zum Beispiel Halogen, Nitro-, Phenyl-, Phenylalkyl-, Sulfonsäure-oder Carbonsäuregruppen enthalten. Ganz allgemein lässt sich das Verfahren auf solehe Ringverbindungen mit wenigstens einer oxydier baxen Seitenliette anwenden, die in einer mässigen Menge Wasser oder Salpetersäure loslich sind, zu welchem Zweeke die Verbin dungenwenigstens eine hydrophile Gruppe auf- weisen müssen.

Falls die zu oxydierenden Substanzen Säuregruppen enthalten, kann es zweckmässig sein, in Gegenwart von Alkali-oder Erdalkaliverbindungen zu arbeiten. Verbindungen, wel che tertiären Stickstoff enthalten, können in Form von Salzen mit Säuren zugegeben werden. Der-Vorteil dieses Vorgehens ist u. a. der, dass die entstehenden Salze der Oxyda tionsprodukte in der Regel leicht von der Mutterlosung getrennt werden können.

Die Oxydation wird vorzugsweise in ver dünnter Salpetersäure vorgenommen. Zweck- mässig beträgt die Konzentration der Salpetersäure in der homogenen Lösung 5 bis 20 /o am besten annähernd 15"/o, bezogen auf Was- ser + HNO3. Man kann die Salpetersäure zum Beispiel mit einer Konzentration von mehr als 25% einer Lösung der zu oxydierenden Verbindung zugeben, und zwar allenfalls kontinuierlich.

Gegenstand des Patentes ist nun ein Verfahren zur Herstellung von o-Sulfobenzoesäure, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine homogene Lösung, die o-Toluolsul- fonsäure und als Oxydationsmittel mindestens Salpetersäure enthält, in einem gescllossenen Gefäss auf eine Temperatur von 120 bis 300 C erhitzt wird.

Beispiel 1 :
In einem Druckgefäss aus säurefestem Stahl werden 300 Teile o-Toluolsulfonsäure durch die stöchiometrische Menge von 30prozentiger Salpetersäure unter Erwärmung auf 145"C oxydiert. Bei dieser Temperatur vollzieht sich die Reaktion innerhalb weniger Mi- nuten unter einem grossen Temperaturanstieg und einem maximale Druck von 40 kg/cm2. Die dabei entstehende o-Sulfobenzoesäure kann durch Druck vom Druckgefäss in eine homogene Wasserlösung übergeführt und von der Mutterflüssigkeit in guter Ausbeute als Caiciumsalz abgetrennt werden.

Beispiel 2:
172 Teile o-T'oluolsulfonsäure, 110 Teile Kliumnitrat, 300 Teile Wasser und 100 Teile 65prozentige Salpetersäure werden zu einer homogenen Lösung gemischt und in einem säurefesten Druekgefäss auf 160 C erwärmt.

Bei dieser Temperatur findet eine rasche Oxydation der o-Toluolsulfonsäure zu o-Sulfo- benzoesäure statt. Das entstandene Kaliumsalz der o-Sulfobenzoesäure kann in einer Ausbeute von 80 /o durch Kühlung und Aus- salzen von der Mutterflüssigkeit abgetrennt werden.

Beispiel 3: 172 Teile o-Toluolsulfonäure, 85 Teile Kaliumnitrat, 300 Teile Wasser und 160 Teile 65prozentige Salpetersäure werden in ein säurefestes Druckgefäss eingefüllt und d auf 145 C erwärmt. Es kann ein rascher Druckanstieg beobachtet werden, da bei der Bildung von ; Sulfonat stickstoffhaltige Gase entstehen. Bei der genannten Temperatur verläuft die Oxydation schnell unter einem Temperaturanstieg und einem weiteren Anstieg des Druckes bis 45 kg/cm2. Das Kaliumsalz der o-Sulfobenzoesäure kann wie im Beispiel 2 isoliert werden.

Beispiel 4 :
172 Teile o-Toluolsulfonsäure, 50 Teile 65prozentige Salpetersäure und 300 Teile Wasser werden in einem säurefesten Druckgefäss gemischt, das mit einem Einlass für Gas versehen ist. Die Mischung wird auf 200 C er- wärmt, worauf in die Mischung Sauerstoff bei einem Druck von 40 kg/cm2 eingeblasen wird. Man kann eine merkliche Aufnahme von Sauerstoff durch die Mischung feststellen.

Aus der Mutterflüssigkeit lässt sich die o Sulfobenzoesäure mit Guter Ausbeute durch Neutralisation und Aussalzen mit Kaliumchlorid abtrennen.

Die kalium-un Natriumsalze der o Sulfo- benzoesäure stellen weisse, in Wasser lösliche Pulver dar.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von o-Sulfo- benzoesäure, dadurch gekennzeichnet, dass eine homogene Lösung, die o-Toluolsulfon- säure und als Oxydationsmittel mindestens Salpetersäure enthält, in einem geschlossenen Gefäss auf eine Temperatur von 120 bis 300 C erhitzt wird.

UNTEBANSPRÜCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation kon tinuierlich vorgenommen wird, wobei konti- nuierlich 25prozentige Salpetersäure zugeführt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Salpetersäure in der homogenen Lösung 5 bis 20%, bezogen auf Wasser + HNO3, beträgt.

3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Salpetersäure in der homogenen Lösung wenigstens 15 /o, bezogen auf Wasser + HNO3, beträgt.

4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass verdünnte Salpetersäure höchstens in der theoretisch erforderlichen Menge zugesetzt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch, da iurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersaure noch mindestens ein weiteres oxydierendes Agens verwendet wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersäure noch mindestens ein in Wasser lösliches oxydierendes Agens verwendet wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch und tinteransprueh 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersäure noch mindestens ein in Salpetersäure lösliches oxydierendes Agens verwendet wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersäure Luft als oxydieren- des Agens verwendet wird.

9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersäure ISauerstoff als oxydierendes Agens verwendet wird.

10. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersäure ein stickstoffhaltiges Gas als oxydierendes Agens verwendet wird.

11. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprueh 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser ! Salpetersäure ein Nitrit als oxydierendes Agens verwendet wird.

12. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Salpetersäure ein Nitrat als oxydierendes Agens verwendet wird.

13. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem mindestens ein Oxydations Katalysator zugegeben wird.