DE2452014B2 - Verfahren zur Herstellung von Halogenanthrachinonen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von HalogenanthrachinonenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Chlor- oder Bromanthrachinonen
durch Einwirkung von Chlor bzw. Brom auf entsprechende Nitroanthrachinone.
Es ist bereits bekannt, Chloranthrachinone durch Behandlung von Nitroanthrachinonen in inerten organischen
Lösungsmitteln mit elementarem Chlor bei Temperaturen von 160 bis 17O0C herzustellen (vgl.
deutsche Patentschrift 2 52 578 und 2 54 450).
Die nach diesem alten Verfahren angeblich erhaltenen guten Ausbeuten an Chloranthrachinonen konnten
jedoch nicht reproduziert werden (vgl. F. H. Day, J.
Ch.em.Soc, 1939, S. 817).
Aus neuerer Zeit wurde schließlich ein Verfahren zur Herstellung von Chloranthrachinonen bekannt, bei dem
Nitroanthrachinoiae in Substanz sowie als Geniisch mit Kochsalz bei Temperaturen von 270 bis 2900C chloriert
werden (vgl. UdSSR-Patentschrift 1 78 390).
Aber auch die in dieser Publikation angegebenen hohen Ausbeuten von ca. 90% konnten bei eigener
Nachbearbeitung nicht bestätigt werden.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Chlor- oder Bromanthrachinonen durch Behandlung
entsprechender Nitroanthrachinone in Substanz mit elementarem Chlor bzw. Brom bei 180 bis 3000C
gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Schmelze einer Mischung aus einem Nitroanthrachinon
oder einem Nii.roanthrachinongemisch und einem Chlor- bzw. Bromanthrachinon oder einem Chlor- bzw.
Bromanthrachinongemisch, wobei der Anteil der Halogenanthrachinone mindestens 10 Gewichtsprozente
beträgt, vorleg'i und auf diese Schmelze das Halogen einwirken läßt.
Eine besondere Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel solche
Chlor- bzw. Bromanthrachinone verwendet, die sich von den eingesetzten Nitroanthrachinonen durch Substitution
der Nitrogruppe(n) durch Chlor bzw. Brom ableiten.
Das Mischungsverhältnis von Nitro- zu Halogenanthrachinon, welches zu Beginn der Umsetzung eingestellt
werden muß, richtet sich nach dem Schmelzverhalten der Nitroanthrachinone. Vorteilhafterweise wird es
so gewählt, daß eine möglichst dünnflüssige, gu rührbare bzw. pumpbare Schmelze entsteht. Bei dei
diskontinuierlichen Arbeitsweise setzt man im allgemei nen solche Mischungen ein, die 10 bis 50 Gewichtspro
zeni eines Nitroanthrachinons (Rest: Halogenanthrachi
non) enthalten.
Besonders bevorzugt sind Gemische um den eutekti sehen Punkt. Bei kontinuierlicher Fahrweise win
technisches oder reines Chloranthrachinon in geschmol
ίο zener Form vorgelegt und das entsprechende Nitroan
thrachinon in der Menge zugefügt, daß es sofort mi dem eingeleiteten Halogen in der gewünschten Weis
reagiert
Bei der praktischen Durchführung der diskontinuierli
chen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens geh' man zweckmäßigerweise so vor, daß man ein
Mischung aus einem Nitroanthrachinon und dem entsprechenden Halogenanthrachinon (beispielsweis
1,8-Dinitroanthrachinon und 1,8-Dichloranthrachinon)
deren günstiges Verhältnis zur Erzielung einer dünnflüs sigen Schmelze in Vorversuchen ermittelt worden war,
durch äußere Wärmezufuhr auf die erforderliche Reaktionstemperatur aufheizt und dann — ggf. ohm
weitere äußere Erwärmung — das elementare ChIo bzw. Brom in solchen Mengen auf die Schmelz«
einwirken läßt, daß durch die Reaktionswärme dii gewünschte Reaktionstemperatur konstant gehalten
wird und kein überschüssiges Halogen aus dem Reaktionsgefäß entweicht.
Die weitgehend sauerstoff- und chlorfreien nitrosen Abgase werden in einem Kondensator von mitgerisse
nem Halogenanthrachinon befreit und anschließend in üblicher Weise entweder katalytisch oder auf Salpeter
säure aufgearbeitet.
Jj Die Reaktion ist beendet, sobald keine nitrosen Gas>
mehr entweichen und dünnschicht- oder gaschromato grafisch keine Nitroanthrachinone mehr nachgewiesen
werden können.
Die Aufarbeitung des Reaktionsansatzes ist denkba einfach: Man läßt die Schmelze auf Blechen erstarren
und zerkleinert das Reaktionsprodukt in üblicher Weise.
Bei der konstinuierlichen Durchführung des neuen
Verfahrens, die vorteilhafterweise in seiner sogenann ten Blasensäule erfolgt, wird die Reaktionsschmelze
beispielsweise einer Schuppenwalze zugeführt.
Das neue Verfahren eignet sich zum Austausch de Nitrogruppen gegen Halogen, vorzugsweise Chlor, in
Mono- und Dinitroanthrachinonen sowie deren Deriva ten mit vorzugsweise unter den Halogenierungsbedin
■jo gungen inerten Substituenten, wie Hydroxyl, Carboxyl
Fluor, Chlor, Brom oder Mercapto.
Grundsätzlich können die Nitroanthrachinone abe auch andere Substituenten aufweisen, sofern man derer
Veränderung in Kauf nimmt bzw. sogar anstrebt.
Beispiele für solche Substituenten sind nieden Alkoxygruppen und Carbonsäureestergruppen, welch«
in Hydroxyl- bzw. Carboxylgruppen umgewandel werden, ferner niedere Alkylgruppen (vorzugsweise
Methylgruppen), die ganz und teilweise halogeniert unc gegebenenfalls nach entsprechender Hydrolyse ii
Aldehyd- oder Carbonsäuregruppen überführt werden Sulfonsäuregruppen und Sulfonsäureestergruppen, dU
ganz oder teilweise durch Halogen ersetzt werdet sowie Alkyl- und Arylmercaptogruppen, die in freiei
b5 Mercaptogruppen aufgespalten werden.
Geeignete Nitroanthrachinone, die in dem erfin dungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können
sind:
1 -Nitroanthrachinon,
1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-Dinitroanthrachinon,
(oder deren Gemische, vorzugsweise solche Gemische, wie sie bei der technischen Mono-
oder Dinitrierung des Anthrachinons anfallen, vgl. z.B. DT-OS 2143 253 [= US 38 18 052],
DT-OS 23 06 611 [= Be 8 10 771] und DT-OS 22 56 664 [= Be 8 07 383])
1 -Nitro-4,5-dichloranthrachinon, ι ο
1 -Chlor-2-nitroanthrachinon,
1 -Nitro-5-chloranthrachinon,
1 -Nitro-6-chloranthrachinon,
1 -Nitro-7-chloranthrachinon,
1 -Nitro-5-chloranthrachinon,
1 -Nitro-6-chloranthrachinon,
1 -Nitro-7-chloranthrachinon,
1 -Nitro-8-chloranthrachinon, l-Nitroanthrachinon-2-carbonsäure,
1 -Methoxy-4-nitroanthrachinon,
l-Hydroxy-4-nitroanthrachinon,
2-Nitro-3-meihylanthrachinon.
1 -Methoxy-4-nitroanthrachinon,
l-Hydroxy-4-nitroanthrachinon,
2-Nitro-3-meihylanthrachinon.
Die als Verdünnungsmittel eingesetzten Chlor- bzw. Bromanthrachinone kann man auf herkömmliche
Weise, z. B. durch »Fischerung« entsprechender Anthrachinonsulfonsäure gewinnen (vgl. U11 m a η η, Encyklopädie
der technischen Chemie, 4. Auflage, 1973, Bd. 7, Seite 589) und ggf. — etwa bei dem Einsatz von
Nitroanthrachinongemischen — entsprechend abmischen.
Außer den bereits erwähnten Vorteilen bezüglich verbesserter Ausbeute und gegebenenfalls höherer
Reinheit zeichnet sich das neue Verfahren gegenüber den bekannten Lösungsmittelverfahren durch die
einfachere Aufarbeitung, kleinere Reaktionszeiten und insgesamt — auch wegen des Wegfalls des Lösungsmittels
— durch niedrigere Kosten aus.
Auch gegenüber dem vorbekannien Verfahren zur Halogenierung von Nitroanthrachinonen in Substanz
weist das erfindungsgemäße Verfahren eine Reihe von zusätzlichen Vorteilen auf, wie verkürzte Reaktionszeit,
geringerer Energieverbrauch, geringere Abluftprobleme (kein Enweichen von Halogen uud/oder Nitrosyl- 40
chlorid bzw. -bromid) leichtere und gefahrlosere Handhabbarkeit (das Reaktionsgemisch ist von Anfang
an dünnflüssig und der Reaktionsablauf dadurch gut regelbar) und die Möglichkeit der kontinuierlichen
Fahrweise. a >
Die erhaltenen Verfahrensprodukte sind bekannte, wertvolle Ausgangsmaterialien zur Herstellung von
Küpenfarbstoffen (vgl. z. B. U11 m a η η, siehe oben,
Seite 631) sowie von Dispersionsfarbstoffen, indem man sie z. B. in an sich bekannter Weise
mit Alkylierungsmitteln
(DT-OS 12 07 528 = GB-PS 10 00 866)
mit Acylierungsmitteln
mit Acylierungsmitteln
(DT-OS 19 28 131 = GB-PS 12 75 337)
mit Glykolen oder Thioalkoholen
mit Glykolen oder Thioalkoholen
(DT-OS 16 44 516 = GB-PS 11 40 153)
oder mit Sulfinaten·
oder mit Sulfinaten·
(DT-OS 16 44 578 = GB-PS 10 53 455)
umsetzt.
umsetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand der t>o
folgenden Beispiele näher erläutert.
270Og technisches (95°/oiges) 1-Chloranthrachinon
werden in einer Kasserolle geschmolzen. Nach Zugabe von 1800 g technischem (95%igem) 1-Nitroanthrachinon
wird das Gemisch so lange erhitzt, bis eine dünnflüssige Schmelze entstanden ist (ca. 220° C). Die so
erhaltne Schmelze wird in einen thermostatisierten 4-1-Planschliffbecher (V4Α-Stahl), welcher mit Bodenablaßventil,
schnellaufendem Rührer und einem mit einer Fritte versehenen Einleitungsrohr ausgerüstet ist, unter
gleichzeitigem Durchleiten von Stickstoff gegossen. Dann wird ein rascher Chlorstrom (75 l/h) in die auf
24O0C hochgeheizte Schmelze eingeleitet. Der Reaktionsablauf
wird dadurch kontrolliert, daß man in bestimmten Abständen (beispielsweise alle 15 Minuten)
der Schmelze eine Probe entnimmt und diese pulverisiert, mit Wasser auskocht, absaugt, trocknet und
analysiert (durch Dünnschicht-Gas- und/oder Säulenchromatographie).
Die Reaktion ist beendet, sobald die Entwicklung nitroser Gase zum Stillstand kommt (ca. 90 Minuten).
Danach wird die Schmelze in dem Reaktionsgefäß bei 2400C durch Einleiten von Stickstoff chlorfrei geblasen
und anschließend auf ein Emailleblech gegossen, wo man die Schmelze erstarren läßt. Man erhält auf diese
Weise 4340 g eines Produktes, welches 93% 1-Chloranthrachinon
enthält und frei von 1 -Nitroanthrachinon ist.
Verfährt man wie oben angegeben, ändert jedoch die Reaktionstemperatur, die Geschwindigkeit des Chlorstroms
und die Reaktionszeit in der in nachstehender Tabelle angegebenen Weise, so erhält man ebenfalls
1-Chloranthrachinon in guter Ausbeute und von hoher Reinheit.
Beispiel CI2 t Ausb. Gehalt an °/o
1-Chlor-0C (l/h) (Min.) (°/o) anthrachtnon
| a | 240 | 75 | Beis | 90 | 96 | 2 | 93 |
| b | 250 | 24 | 140 | 93 | 92 | ||
| C | 250 | 48 | 100 | 89 | 87 | ||
| piel |
In einem auf 300° C beheizten Glasreaktionsgefäß (Länge 300 mm, Durchmesser 60 mm) mit einer
Bodenfritte (D 2) wird eine Mischung aus 700 g 1,5-Dichloranthrachinon und 300 g 1,5-Dinitroanthrachinon
unter Stickstoffeinleiten zum Schmelzen gebracht (bei ca. 3000C). Danach wird die Schmelze
erschöpfend chloriert (24 l/h). Man erhält 870 g 1,5-Dichloranthrachinon (84%).
Verfährt man wie vorstehend angegeben, verwendet jedoch die in nachstehender Tabelle aufgeführten
Nitroanthrachinongemische, so erhält man unter den angegebenen Bedingungen die entsprechenden HaIogenanthrachinone
in den angegebenen vorzüglichen Ausbeuten.
Bsp. Einsatz
T
(0C)
(0C)
CI2
(l/h)
(l/h)
t
(min)
(min)
Ergebnis
700 g 1,5-DCA+ 30Og 1,5-DCA
700 g l,8-DCA + 300g 1,8-DCA
700 g l,8-DCA + 300g 1,8-DCA
24 40 870 g 1,5-DCA (83,6%ig)
24 50 940 g 1,8-DCA (82,5%ig)
Fortsetzung
3sp. Einsatz
T ( C)
CL' (l/h) (min)
Ergebnis
24 24 24 24 24
700gl -CA + 300 g DNA Gemisch*) 240 48
1000 g l-Nitro-6-chlor-A 260-5 24
700 g 1 -CA + 300 g 1 -Oxy-4 NA 270
700 g l-CA + 300g l-Methoxy-4 NA 275
700gl -CA + 30OgI -Chlor-2-N A 260
400 g 1,4,5-Trichior A 260-75
+ 9Og 1-Nitro-4,5DCA
11 700gl -CA + 300 g i -NA-2-carbonsäure 275 24
11 700gl -CA + 300 g i -NA-2-carbonsäure 275 24
*) Bestehend aus 41% 1,6-, 39% 1,7-, 2% 1,5- und 17% 1,8-DNA.
**) Dieses ist nitroanthrachinonfrei und kann nach bekannten Methoden aufgetrennt werden.
A = Anthrachinon.
CA = Chloranthrachition.
DCA = Dichloranthrachinon.
DCA = Dichloranthrachinon.
NA = Nitroanthrachinon.
DNA = Dinitroanthrachinon.
DNA = Dinitroanthrachinon.
40 950 g eines DCA-Gemisches**)
120 890 g 1,6-DCA (83%ig)
25 93SgI-CAUnCiI-ChIoM-OXy-A
25 835 g 1-CA und i-Chlor-4-oxy-A
25 953 g 1-CA und 1,2-DCA
20 449 g 1,4,5-TrichlorA
25 950 g 1-CA und A-2-carbonsäure
Beispiel 12
Eine Blasensäule, die aus 8 bis 10 Schüssen (Länge 200 mm, Durchmesser 100 mm) besteht und mit 25
Siebböden und Überlaufrohren ausgerüstet ist, wird mit technischem 1-Chloranthrachinon beschickt, welches
durch Erhitzen auf 24O0C zum Schmelzen gebracht wird. In diese Schmelze wird dann über eine
Schmelzschnecke technisches 1-Nitroanthrachinon 30 (6 kg) unter gleichzeitigem Chloreinleiten eindosiert.
Das Nitroanthrachinon wird so eindosiert, daß es augenblicklich in der Chloranthrachinonschmelze wegreagiert
Das entstandenen Chlorenthrachinon wird kontinuierlich über einen Siphon abgeleitet und auf 35
einer Schuppenwalze zum Erstarren gebracht.
Auf diese Weise erhält man stündlich aus 6 kg
1-Nitroanthrachinon 5,25 kg
einer Reinheit von 92,3%.
einer Reinheit von 92,3%.
1-Chloranthrachinon in
Beispiel 13
Eine Mischung aus 80 g 1 -Bromanthrachinon (85%ig) und 40 g 1-Nitroanthrachinon (95%ig) wurde in einem
Glasreaktionsgefäß (200 mm lang, 30 mm Durchmesser) mit einer Bodenfritte (D 2) als Gaseinleitung auf 240° C
aufgeschmolzen. Nach Erreichen dieser Temperatur wurden 5 ml Brom durch Eintropfen in ein beheiztes
Rohr verdampft und in die Schmelze eingeleitet. Nach 30 Minuten war dünnschichtchromatographisch kein
1-Nitroanthrachinon mehr nachweisbar. Nach Umkristallisation aus Nitrobenzol wurden 95 g 1-Bromanthrachinon
(Schmelzpunkt 184-185°C, Literatur: 188°C) erhalten, das dünnschichtchromatographisch rein war.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Chlor- oder Bromanthrachinonen durch Behandlung entsprechender
Nitroanthrachinone in Substanz mit elementarem Chlor bzw. Brom bei 180 bis 300° C,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze einer Mischung aus einem Nitroanthrachinon
oder einem Nitroanthrachinongemisch und einem Chlor- bzw. Bromanthrachinon oder einem
Chlor- bzw. Bromanthrachinongemisch, wobei der Anteil der Halogenanthrachinone mindestens 10
Gewichtsprozente beträgt, vorlegt und auf diese Schmelze das Halogen einwirken läßt.
2. Verdünnungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogen Chlor und als
Verdünnungsmittel Chloranthrachinone verwendet.
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2452014A DE2452014C3 (de) | 1974-11-02 | 1974-11-02 | Verfahren zur Herstellung von Halogenanthrachinonen |
| GB4182175A GB1457220A (en) | 1974-11-02 | 1975-10-13 | Process for the preparation of halogenoanthraquinones |
| US05/625,725 US4006171A (en) | 1974-11-02 | 1975-10-24 | Process for the preparation of halogenoanthraquinones |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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|---|---|
| DE2452014A1 DE2452014A1 (de) | 1976-05-13 |
| DE2452014B2 true DE2452014B2 (de) | 1978-10-26 |
| DE2452014C3 DE2452014C3 (de) | 1979-06-21 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| BE (1) | BE835033A (de) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0129615A1 (de) * | 1983-06-23 | 1985-01-02 | Ciba-Geigy Ag | Verfahren zur Herstellung von Bromanthrachinonen |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE2749416C2 (de) * | 1977-11-04 | 1982-12-02 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung von Chloranthrachinonen |
| CH628607A5 (en) * | 1976-12-02 | 1982-03-15 | Bayer Ag | Process for preparing chloroanthraquinones |
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1974
- 1974-11-02 DE DE2452014A patent/DE2452014C3/de not_active Expired
-
1975
- 1975-10-30 BE BE161388A patent/BE835033A/xx unknown
- 1975-10-31 AT AT830975A patent/AT340401B/de not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2452014A1 (de) | 1976-05-13 |
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| BE835033A (fr) | 1976-04-30 |
| DE2452014C3 (de) | 1979-06-21 |
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