Способ получения 3,3',4,4'-азо(азокси) бензол- тетракарбоновой кислоты

 

253680

ОПИСАНИЕ

И ЗО БР ЕТЕ Н И Я

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента }хь—

Кл. 12о, 14

Заявлено 31.Х.!967 (№ 1193962/23-4) ,Приоритет: 08.XI.1966. М 82938, Франция

0}публиковано 30.1Х.1969. Бюллетень X 30

Дата опубликования описания

Комитет (1() делю изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК С 07с

УДК 547.417.07(088.8) Авторы изобретения

Иностран I,I

Макс Груффаз и Бернард Ролле (Франция) И ностранная фирма

«Рона-Пуленк А, Ол (Фр адопция) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧ ЕН ИЯ 3,3,4,4 -A30(A3OKCH) БЕНЗОЛТЕТРАКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ .ООН

1 ч»., -.Е- . —:, ",ь,г (. 0(! Н! .0()Í

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения азо(азокси) бензолтетракарбоновой кислоты, которая может быть использована в качестве мономера в производстве пластмасс.

Известен способ получения указаш)ой кислоты восстановлением нитробензолдикарбоновой кислоты амалыамой натрия или спиртового раствора поташа в присутствии водного раствора щелочного металла с выходом до

50 "/о. Процесс восстановления идет по схеме:

11

Однако ни один из этих двух способов не позволяет проводить восстановление в промышленных масштабах. Действительно, в процессах с использованием амальгамы обычно применяют плотные амальгамы с малым содержанием натрия. Трудность состоит в том, чтобы обеспечить хороший контакт между амальгамой и восстанавливаемым веществом.

Применение спиртового поташа требует очень критических экспериментальных условий.

В 1!pegлагаемом способе восстанов !e)I)(e проводят алюмп:п(ем, причем последний используют ь разлпчном состоянии, например, в виде порош,à. .Также может применять не чистый, а промышленный алюминий, содер10 жаший 99 — 99,9 / металла.

Гидроокись щелочного металла используют в виде водного раствора, концентрация которого может меняться в широких пределах без влияния на течение реакции. (Предпочтитель15 но применять относительно концентрированные растворы, содержащие примерно

5 — 10 л(оль гидроокиси в 1 л раствора).

Алюминий и гидроокись щелочного металла используют в количестве, зависящем от

20 стадии, на которой требуется закончить реакцию, то есть от природы получаемой кислоты.

Если необходимо получить азотетракислоту, то нужно теоретически брать j, г агол( алюминия на 1 лто.:1(нитробензол-3,4-дикар2s боновой кислоты. Чтобы избежать образования побочных продуктов, не следует превышать этого соотношения. Гидроокись щелочного металла применяют в избытке относительно количества, требующегося для

253680!

30

50 освооои<дения водоро <а, который необхо <им для восстановления. Обычно использую г

3,5 — 7 ноль гидроокиси щелочного металла на 1 люль нитробензол-3,4- <нкарбоновой кислоты.

Если требуется остановить восстановление на стадии азокситетракислоты, то теоретически необходим 1 г ато,я алюминия на 1 ноль ннтробензол-3,4-дикарбоновой кислоты. Практически в этом случае предпочитают работать с меньшим количеством алюминия, чем теоретически необходимо; обычно используют

0,6 — 08 г атом металла на 1 иола восстанавливаемой кислоты. Непреврашенная кислота может быть рекуперирована с последующим восстановлением. Что касается количества щелочной гидроокиси, то обычно используют

3 — 6 моль на 1 моль восстанавливаемой кислоты.

Температура реакции должна быть достаточной для обеспечения восстановления до требуемой стадии. Применяют рассчитанное количество восстанавливающего агента. Удобно проводить реакцию при 0 — 50=C (предпочтительно 15 — 30-C) для получения азотетракислоты (I) и при температуре ниже 20=C для получения азокситетракислоты (11) .

Для проведения восстановления нитробен3l) 1-3>4-3Н K3 pOOHO Bj10 части водного раствора щелочной гидроокиси или во всем количестве, затем постепенно вводят алюминий. Часть щелочной гидроокис загружают перед загрузкой алюминия, оставшуюся часть этого раствора добавляют постепенно одновременно с алюминием. Смесь выдерживают при необходимой температуре.

После завершения реакции тетракислоту осаждают добавлением сильной ми сральной кислоты, затем ее отделяют обычными средствами.

Для выполнения предлагаемого способа нет необходимости использовать нитрооензол-3,4дикарбоновую кислоту в чистом ниде. Например, можно использовать непосредстве IHo растворы кислот, которые получают в результате реакции 4-нитрофталимида с горячим водным раствором гидроокиси шелочного металла.

Лзо(азокси) тетракислоты можно превратить в Нх диангидриды обычными способами, например, при нагревании или под воздействием обезвоживающего агента (ангидрида низшей органической кислоты).

В приведенных примерах алюминий используется в виде порошка с содержанием алюминия 99,5%; гранулы которого проходят через сито, имеющее отверстия решетки 160 и.

Пример 1. Растворяют 15,5 г (0,0734 моль) нитробензолдикарбоновой кислоты в смеси

120 г воды и 20 г водного раствора гидроокиси натрия концентрацией 400 г/л, затем постепенно в течение 2 час добавляют 2,7 г алюминиевой пудры вместе с 10 см водного раствора гидроокиси натрия концентрацией 400 г/л.

При этом поддерживают температуру реакционной смеси 18 — 20 С с помощью наружного охлаждения. Затем смесь перемешивают в течение 2 час при 25 — 28 С, осаждают азобензол-3,3,4,4 -тетракарбоновую кислоту, приливая в течение 15 иин к реакционной смеси

80 сл концентрированного водного раствора соляной кислоты (около 415 г/л), После охлаждения осадок отфильтровывают, промывают водой до исчезновения ионов С! и сушат в сушильном шкафу при

130 С в течение 15 час; таким образом получают 11,1 г азобензол-3,3,4,4 -тетракарбоновой кислоты.

Выход 84 5%.

Пример 2. Добавляют !00 г (0,52 лоло)

4-нитрофталимида к смеси 400 cи воды

130 слР водного раствора гидроокиси натрия концентрации 400 г/л. Смесь быстро доводят до кипения и кипятят в течение 1О,иин, загем охлаждают и получают раствор натриевой соли нитробензол-3,4-дикар боновой кислоты, к которому добавляют 112,5 с,и водного раствора гидроокиси натрия концентрацией

400 г/л, затем постепенно — 18,3 г алюминиевого порошка вместе с 112,5 с.я водного рас1 вора гидр оокиси натрия концентрации

400 г/л. Процесс проводят при перемешивании, поддерживая температуру реакционной смеси 18 — 20 С с помощью наружного охлаждения.

Затем действуют, как описано в примере 1, осаи<дение осуществляют при добавлении к реакционной смеси раствора, полученного из

230 см воды и 670 си водного раствора соляной кислоты, концентрация которого равна

415 г/л.

В резулыатс получают 85,5 г азобензол3,3,4,4 -тетракарбоновой кислоты.

Пример 3. Добавляют 800 г 4-нитрофталимида к раствору, полученному из 2,5 л воды и 795 сиз водного раствора гидроокиси натрия концентрацией 300 г/л. Смесь быстро доводят до кипения, кипятят 15 иин, затем охлаждают до 0 С.

В этот раствор постепенно вводят в течение

6 час при перемешивании 108 г алюминия вместе с 540 сл водного раствора гидроо.<иси натрия концентрацией 300 г/л, поддерживая температуру реакционной смеси около 0 С.

Когда прибавление окончено, смесь выдерживают при этой температуре, перемешивая в течение 1 час, после чего ее фильтруют.

Фильтрат выливают в течение 30 яин в 2,5 л водного раствора концентрированной соляной кислоты. Образовавшуюся кашицу разбавляют добавлением 1,5 л воды, затем осадок отфильтровывают, промывают и сушат, как это описано в примере 1. В результате получают 584,5 г сухого продукта, представляющего собой азоксибензол-3>3,4,4 -тетракарбоновую кислоту.

253680

Составитель Г. Андион

Текред Т. П. Курилко

P еда кто р А. Петрова

Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 39 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам:изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Моаква, Раушакая наб., д. 4 5.

Типография № 24 Главполиграфпрома, Москва, Г-19, ул. Маркса — Энгельса, 14.

Предмет изобретения

Способ получения 3,3,4,4 -азо (азокси) бензолтетракарбоновой кислоты путем восстановления нитробензол-3,4-дикарбоновой кислоты металлическим восстановителем в присутствии водного раствора гидроокиси металла с выделением целевого продукта, от.гича ощийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в качестве металлического восстановителя применяют алюминий.