Способ получения 4-нитро-1,3-диаминобензола

 

4-нитро-1,3-диаминобензол получают из 1,3-диаминобензола путем ацетилирования уксусным ангидридом с последующим нитрованием полученного N, N'-диацет-1,3-диаминобензола и гидролизом полученного 4-нитро-N, N'-диацет-1,3-диаминобензола, причем на стадии ацетилирования и нитрования в качестве расстворителя используют хлористый метилен, а гидролиз осуществляют в 6-8%-ном водном растворе NаОН. Предлагаемый способ позволяет упростить аппаратурное и технологическое оформление процесса, а также значительно уменьшить количество сернокислотных стоков.

Изобретение относится к способу получения 4-нитро-1,3-диаминобензола, который используется в качестве полупродукта в производстве красителей для кожи.

Способ включает диацетилирование 1,3-диаминобензола, нитрование получающегося N, N'-диацет-1,3-диаминобензола и гидролиз образующегося при нитровании 4-нитро-N, N'- -диацет-1,3-диаминобензола.

Известны способы получения N, N'-диацет-1,3-диаминобензола реакцией 1,3-диаминобензола с избытком уксусного ангидрида (2 моль на 1 моль амина) [1] или с уксусным ангидридом в воде [2] Известны также способы получения 4-нитро-N, N'- диацет-1,3-диаминобензола нитрованием N, N'-диацет-1,3-диаминобензола в концентрированной азотной кислоте [3] или дымящей азотной кислотой в среде уксусной кислоты [4] Кроме того, известно, что 4-нитро-1,3-диаминобензол может быть получен гидролизом 4-нитро-N,N'-диацет-1,3-диаминобензола в разбавленном водном растворе NаОН при нагревании [5] С точки зрения технологии основным недостатком синтеза 4-нитро-1,3-диаминобензола из 1,3-диаминобензола с использованием приведенных выше способов является необходимость включения дополнительных стадий выделения промежуточных продуктов (после стадий ацетилирования и нитрования).

Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ получения 4-нитро-1,3-диаминобензола [6] в котором 1,3-диаминобензол ацетилируют с помощью уксусного ангидрида при 120-130^oС с последующей отгонкой образующейся при реакции уксусной кислоты сначала непосредственно из реакционной массы, а затем после разбавления ее водой. Получаемый после фильтрования в виде 85% водной пасты N,N'-диацет-1,3-диаминобензол нитруют затем с помощью смеси азотной и серной кислот (соответственно, 33 и 67%) в среде серной кислоты при 0-5^oС. Выделением на воду и фильтрацией получают 4-нитро-N,N'-диацет-1,3-диаминобензол (30% -ная паста), Последний подвергают гидролизу в среде 7% -ной соляной кислоты при 90^oС. 4-нитро-1,3-диаминобензол отделяю фильтрованием в виде 70%-ной водной пасты. Выход от теории на исходный диаминобензол составляет около 79% К недостаткам способа относится большое число технологических стадий, что обусловлено необходимостью выделения промежуточных продуктов в виде водных паст. Кроме того, способ связан с большим расходом серной кислоты и, как следствие, с образованием большого объема сернокислотных стоков.

Целью изобретения является разработка такого способа получения 4-нитро-1,3-диаминобензола, который позволил бы упростить процесс, а также снизить количество сернокислых стоков.

Это достигается тем, что синтез 4-нитро-1,3-диаминобензола из 1,3-диаминобензола проводится по схеме, включающей ацетилирование 1,3-диаминобензола, нитрование N,N'- диацет-1,3-диаминобензола и гидролиз 4-нитро-N,N'-диацет-1,3-диаминобензола, причем на стадиях ацетилирования и нитрования в качестве растворителя используют хлористый метилен, а гидролиз осуществляют в 6-8%-ном водном растворе NаОН. Уменьшение концентрации NаОН ниже 6% приводит к неполному превращению, а при концентрации NаОН выше 8% к снижению выхода из-за потерь при выделении.

Пример 1. Получение N,N'-диацет-1,3-диаминобензола.

К раствору 5,41 г (0,05 моль) 1,3-диаминобензола в 50 мл хлористого метилена прибавляют при 41^oС (температура кипения растворителя) 10,7 (0,105 моль) уксусного ангидрида и выдерживают при этих условиях в течение 2 ч.

Получение 4-нитро-N,N'-диацет-1,3-диаминобензола.

К охлажденной до 0^oС реакционной массе со стадии ацетилирования придают 16,4 г (0,26 моль в расчете на азотную кислоту) меланжа и затем выдерживают при 0-5^oС в течение 2 ч.

Получение 4-нитро-1,3-диаминобензола.

Нитромассу разбавляют 30 мл воды и после нейтрализации отгоняют хлористый метилен. В полученную смесь вносят 26 мл 40%-ного раствора NаОН (соответствует концентрации NаОН 6%) и в течение 1,5 ч выдерживают при 90^oС. Реакционную массу охлаждают до 20^oС, осадок 4-нитро-1,3-диаминобензола отделяют фильтрованием и сушат. Получают 5,01 г (0,0327 моль) продукта с температурой плавления 158-9^oС (лит. 161 (157^o) С). Выход от теории на исходный 1,3 диаминобензол 65,4% Пример 2.

Процесс проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1, но в реакционную массу после отгонки хлористого метилена вносят 34 мл 40% NаОН (соответствует концентрации NаОН в растворе 8%). Получают 4,92 г продукта с температурой плавления 159-9^oС (выход от теории 64,2%).

Таким образом, предлагаемый способ получения 4-нитро-1,3-диаминобензола по сравнению с прототипом позволяет упростить аппаратурное и технологическое оформление процесса за счет исключения стадий выделения промежуточных продуктов; кроме того, применение в качестве среды на стадии нитрования хлористого метилена позволяет резко уменьшить образование сернокислотных стоков.

Формула изобретения

Способ получения 4-нитро-1,3-диаминобензола, включающий ацетилирование 1,3-диаминобензола уксусным ангидридом при кипении реакционной смеси, нитрование полученного N,N'-диацет-1,3-диаминобензола и гидролиз полученного 4-нитро-N, N'-диацет-1,3-диаминобензола при повышенной температуре с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что ацетилирование проводят в среде хлористого метилена и полученную реакционную массу, содержащую N,N'-диацет-1,3-диаминобензол, непосредственно обрабатывают меланжем, а гидролиз осуществляют в 6 8%-ном водном растворе NaOH.