PL174923B1

PL174923B1 - Sposób otrzymywania 2-chloro-4-nitroaniliny

Info

Publication number: PL174923B1
Application number: PL94303289A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Gaca; Sławomir Żak
Original assignee: Akad Rolniczo Tech
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1998-10-30
Also published as: PL303289A1

Abstract

Sposób otrzymywania 2-chloro-4-nitroaniliny o wzorze 1 , znamienny tym, ee wolną 4-nitroanilinę o wzorze 2 lub ewentualniejej chlorowodorki, siarczany czy octany miesza się z wodnym roztworem kwasu solnego o stężeniu 3-15% chlorków, korzystnie w ilości 2-10 moli na jeden mol 4-nitroaniliny i do tak przygotowanego roztworu wprowadza się wodny roztwór nadtlenku wodoru w ilości 1,5-5 moli na mol aminy, a mieszaninę utrzymuje się w temperaturze 0-90°C, korzystnie 20-50°C do 50% konwersji substratu, następnie powstały produkt reakcji oddziela się przez filtrację, a do filtratu wprowadza się ponownie nadtlenek wodoru w takiej ilości aby reakcję prowadzić efektywnie do wyczerpania substratu, jednakże w znacznie dłuższym czasie, korzystnie, 1,5-4-krotnie lub wyższej temperaturze 20-90°C, korzystnie 40-60°C, chlorki uzupełnia się kwasem solnym, lub też chlorkami metali, korzystnie sodu, potasu, miedzi (II), glinu, żelaza (III), kobaltu (II), manganu (II) czy amonu, środowisko kwaśne utrzymuje się kwasem solnym lub innymi kwasami, korzystnie azotowym, nadchlorowym czy siarkowym po czym powstały produkt oddziela się przez filtrację, a fitrat zawraca do obiegu lub poddaje oczyszczaniu w celu wykorzystania gojako układu rozpuszczającego inne aminy aromatyczne, natomiast otrzymaną 2-chloro-4-nitroanilinę oczyszcza się z niewielkich ilości 2,6-dichloro-4-nitroaniliny drogą rozpuszczania monochloropochodnej w PL wodzie w temperaturze 25-95°C, korzystnie 60-75°C i jej rekrystalizacji.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 2-chloro-4-nitroaniliny z 4-nitroaniliny. Sposób ten dotyczy 2-chloro-4-nitroaniliny o wzorze 1.

Znany jest sposób wytwarzania 2-chloro-4-nitroaniliny o wzorze 1 polegający na reakcji chlorowania 4-nitroaniliny lub ewentualnie jej soli o ogólnym wzorze 2: chlorem, chlorkiem sulfurylu, N-chloroimidem kwasu bursztynowego lub N-chloroaminami alifatycznymi lub podchlorynami w benzenie, chlorowanych rozpuszczalnikach alifatycznych i aromatycznych lub roztworach kwasów.

Wadą znanych sposobów jest stosowanie toksycznych czynników chlorujących takich jak chlor czy N-chloroaminy oraz rozpuszczalników organicznych takich jak benzen czy chlorowane węglowodory i stężone kwasy.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie stosowanych gazowych toksycznych czynników chlorujących i zastąpienie ich układem składającym się z kwasu solnego i nadtlenku wodoru. Kwas możemy uzupełniać w trakcie procesu chlorowania. Istnieje możliwość dowolnej kolejności mieszania i dozowania substratów, stosowanie nadtlenku wodoru o różnym stężeniu. Egzotermiczny charakter reakcji pozwala na prowadzenie procesu przy niższych nakładach energii.

Istota wynalazku polega na tym, że wolną 4-nitroanilinę o wzorze 2 ewentualnie jej chlorowodorki i siarczany czy też octany miesza się z roztworem wodnym kwasu solnego. Stężenie kwasu solnego waha się od 3-15%. Do zakwaszenia stosuje się kwas solny w ilości od 2-10 moli na mol aminy. Do tak przygotowanego roztworu wprowadza się wodny roztwór nadtlenku wodoru i mieszaninę utrzymuje się w temperaturze 0-90°C do czasu, gdy ok. 50% substratu ulegnie konwersji. Po czym wydzielony produkt oddziela się przez filtrację, a do filtratu dodaje się ponownie roztwór nadtlenku wodoru i prowadzi proces dalej, jednakże w znacznie dłuższym czasie lub znacznie wyższej temperaturze pozwalającej na wyczerpanie substratu. Wydzielony produkt ponownie filtruje się, a filtrat zawraca do obiegu wykorzystując zawarte w nim chlorki lub poddaje oczyszczeniu z pozostałości organicznej.

174 923

Sposób według wynalazku daje możliwość szerokiej kontroli procesu, co umożliwia otrzymanie produktu o żądanej czystości. Również zaletą jest możliwość całkowitego lub częściowego zamknięcia obiegu filtratu, co tym samym zmniejsza ilość ścieków. Ścieki z kolei po eliminacji organicznej pozostałości można stosować jako układ rozpuszczający w technologii otrzymywania innych chloropochodnych amin aromatycznych. Ponadto chlorki możemy uzupełniać drogą dodawania do mieszaniny reakcyjnej chlorków metali jak: litu, sodu, potasu, wapnia, kobaltu (II), manganu (II), miedzi (II), żelaza (III) czy amonu. Środowisko kwaśne możemy zapewniać drogą dodawania do układu kwasu siarkowego, azotowego, nadchlorowego czy octowego.

Związek wytwarzany sposobem według wynalazku może znaleźć zastosowanie jako półprodukt w technologiach wytwarzania komponentów fotoczułych, barwników czy środków biologicznie aktywnych.

Sposób według wynalazku ilustrują przykłady:

Przykład I. Do reaktora o pojemności 500 cm³ zaopatrzonego w mieszadło i wkraplacz wprowadza się 150 cm3 wody destylowanej, 50 cm3 stężonego kwasu solnego (d= 1,18 g/cm3) oraz 13,8 g (0,1 mola) 4-nitroaniliny. Całość intensywnie miesza się do całkowitego rozpuszczenia zawartości, a następnie w temperaturze 40°C wprowadza się 22,5 cm3 30% roztworu nadtlenku wodoru i intensywnie mieszając utrzymuje się w czasie 1 godziny. Wydzielony osad filtruje się, a do filtratu dodaje się ponownie 22,5 cm3 30% roztworu nadtlenku wodoru i w tej temperaturze prowadzi proces dalej w czasie 3 godzin, po czym wydzielony osad ponownie filtruje się i suszy. Otrzymaną 2-chloro-4-nitroanilinę oczyszcza się z niewielkich ilości 2,6-dichloro-4-nitroaniliny drogą rozpuszczania w wodzie o temperaturze 65-70°C i następnie krystalizacji 2-chloro-4-nitroaniliny. Otrzymuje się w I etapie 8,6 g, a w II etapie 6,7 g 2-chloro-4-nitroaniliny.

Łączna wydajność po dwóch etapach - 89%.

Przykład II. Do reaktora jak w przykładzie I wprowadza się 200 cm3 wody destylowanej, 60 cm3 stężonego kwasu solnego (d=l,18 g/cm3) oraz 13,8 g/cm3 (0,1 mola) 4-nitroaniliny. Całość intensywnie miesza się do rozpuszczenia zawartości, a następnie w temperaturze 25°C wprowadza się 18 cm3 30% nadtlenku wodoru i w tej temperaturze utrzymuje się mieszaninę reakcyjną w czasie 3 godzin, po czym wydzielony osad filtruje się, a filtrat ogrzewa się do temperatury 50°C, dodaje 30 cm3 30% roztworu nadtlenku wodoru oraz 10 g chlorku sodowego i utrzymuje się mieszaninę reakcyjną w tej temperaturze w czasie 2 godzin. Wydzielony osad filtruje się i suszy. Oczyszczanie 2-chloro-4-nitroaniliny z zanieczyszczenia

2,6-dichloro-4-nitroaniliną prowadzi się analogicznie jak w przykładzie I. Otrzymuje się w pierwszym etapie 9,5 g, a w drugim 6,2 g 2-chloro-4-nitroaniliny.

Łączna wydajność po dwóch etapach - 91%.

Przykład III. Do reaktora, jak w powyższych przykładach, wprowadza się 200 cm3 oczyszczonego z pozostałości organicznej ścieku z przykładu I lub II, 30 cm3 stężonego kwasu solnego, 7,5 g chlorku potasowego i 13,8 g 4-nitroaniliny. Całość intensywnie miesza się do rozpuszczenia zawartości. Następnie ogrzewa się do temperatury 40°C, utrzymuje się w tej temperaturze 1,5 godziny po uprzednim wprowadzeniu 22,5 cm3 30% roztworu nadtlenku wodoru. Wydzielony osad odfiltrowuje się, a do filtratu dodaje 3,5 g chlorku potasowego i 6 cm3 stężonego kwasu siarkowego (d=l ,84 g/cm3) i utrzymuje się mieszaninę reakcyjną w temperaturze 40°C w czasie 4 godzin, po czym wydzielony osad filtruje się i poddaje suszeniu. Oczyszczanie 2-chloro-4-nitroaniliny prowadzi się jak w punkcie I i II. Otrzymuje się w I etapie 7,1 g, a w II 7,2 g 2-chloro-4-nitroaniliny.

Łączna wydajność po dwóch etapach - 83%.

174 923

wzór 1

wzór 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób otrzymywania 2-chloro-4-nitroaniliny o wzorze 1, znamienny tym, że wolną

4-nitroanilinę o wzorze 2 lub ewentualnie jej chlorowodorki, siarczany czy octany miesza się z wodnym roztworem kwasu solnego o stężeniu 3-15% chlorków, korzystnie w ilości 2-10 moli na jeden mol 4-nitroaniliny i do tak przygotowanego roztworu wprowadza się wodny roztwór nadtlenku wodoru w ilości 1,5-5 moli na mol aminy, a mieszaninę utrzymuje się w temperaturze 0-90°C, korzystnie 20-50°C do 50% konwersji substratu, następnie powstały produkt reakcji oddziela się przez filtrację, a do filtratu wprowadza się ponownie nadtlenek wodoru w takiej ilości aby reakcję prowadzić efektywnie do wyczerpania substratu, jednakże w znacznie dłuższym czasie, korzystnie, 1,.5-4 krotnie lub wyższej temperaturze 20-90°C, korzystnie 40-60°C, chlorki uzupełnia się kwasem solnym, lub też chlorkami metali, korzystnie sodu, potasu, miedzi (II), glinu, żelaza (III), kobaltu (II), manganu (II) czy amonu, środowisko kwaśne utrzymuje się kwasem solnym lub innymi kwasami, korzystnie azotowym, nadchlorowym czy siarkowym po czym powstały produkt oddziela się przez filtrację, a fitrat zawraca do obiegu lub poddaje oczyszczaniu w celu wykorzystania go jako układu rozpuszczającego inne aminy aromatyczne, natomiast otrzymaną 2-chloro-4-nitroanilinę oczyszcza się z niewielkich ilości 2,6-dichloro-4nitroaniliny drogą rozpuszczania monochloropochodnej w wodzie w temperaturze 25-95°C, korzystnie 60-75°C i jej rekrystalizacji.