Способ получения 1-нитроантрахинона

 

ОПИСАНИЕ 817

ИЗОБР ТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

)(ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 2112 71 (21) 172 754 3/2 3-04 (23) Приоритет - (32) 22.1270 (31) 18948/70 (33) Швейцария

Опубликовано 07.10.81Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 07.1081 (51)М. Кл а

С 07 С 79/06 (5З> УДК 547.673., 3. 07 (088. 8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и. открытий

Иностранец

Истван Tor (Швейцария) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Сандос АГ"

{Швейцария) (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-HHTPOAHTPAXHHOHA

Изобретение относится к способу получения 1-нитраантрахинона, который является промежуточным продуктом

При получении антрахиноновых красителей.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения 1-нитроантрахинона, заключающийся в том, что антрахинон обрабатывают; азотной кислотой с концентрацией 90-115%, взятой в избытке; оптимальная температура процесса 20-25 С, время реакции 12100 ч.

Однако известные условия процесса обуславливают длительность нитрования 12-100 ч, что исключает возможность проводить нитрование непрерывно.

Целью изобретения является сокраtgevae времени реакции при получении

1-нитроантрахинона и повышение чистоты продукта. 25

Поставленная цель достигается способом получения 1-нитроантрахинона, состоящим в том, что антрахинон обрабатывают азотной кислотой концентрацией 90-99,5Ъ при соотношении реагирующих веществ: на 1 моль антрахинона 20-200 моль азотной кис-, лоты.

Процесс ведут при температуре от

-40 до +35 С. Предпочтительными яв.ляются концентрация азотной кислоты

94в и особенно 97в, избыток кислоты

24-50 моль на моль антрахинона.

Оптимальная температура процесса от -10 до +25 С. При применении приблизительно 98%-ной азотной кислоты в молекулярном соотношении 40:1 для антрахинона и при температуре около

15 С время реакции составляет около

20 мин и может быть сокращено или увеличено посредством регулирования концентрации азотной кислоты, ее мо= лекулярного соотношения к антрахинону и температуры реакции; Может быть достигнуто время реации 10 мин и менее.

Сокращение времени реакции позволяет проводить процесс нитрования непрерывно. B конце реакции нитрования 1-нитроантрахинон может быть осажден путем разбавления реакционной смеси до содержания кислоты

60-85% и отфильтрован, а фильтрат после регенерации известными приемами возвращен в процесс. Предлагаемый способ позволяет получить 1871734

Получают 11 частей продукта следующего состава,Ъ:

1-.Нитроантрахинон 80

Антрахинон 15

Динитроантрахинон 2,3

Выход 1-нитроантрахинона 69,5Ъ от теории.

65 нитроантрахинон высокой чистоты с внаоким выходом.

Пример 1. 300 частей азотной кислоты концентрацией 97,7Ъ охлаждают до 10 С, в течение 2-3 мин вводят 25 частей антрахинона (раз- -. молотого) . Температуру поддерживают о

13-15 С. Через 20 мин в течение

3-5 мин вводят 85,5 частей льда.

Осадок перемешивают 15-30 мин, затем фильтруют через стеклянный нутч- 0 фильтр G-4 при 15-20 С. Осадой проо мывают до нейтральной реакции и сушат.

Выход 22,1 частей с чистотой 89Ъ.

64,4Ъ 1-нитроантрахинона от теории.

Пример 2. 300 частей 98Ъ— ной азотной кислоты, содержащей

0 3Ъ Й2 05, охлаждают до температуры — 5 С, затем вводят 25 частей размолотого антрахинона. Через 12 мин 20 в реакционную смесь вводят 120 частей льда в течение 1-2 мин. Суспензию охлаждают до 20 С и фильтруют. Осадок IIpoMbIBBIoT до нейтральной реакции и сушат. 25

Выход 26,5 частей.

Состав 79Ъ 1-нитроантрахинона.

17Ъ антрахинона.

2Ъ вЂ” 1,5-1,8-динитроантрахинона.

Пример 3. 125 частей Зо

98, ОЪ-ной азотной кислоты, содержащей 0,08Ъ N2Oq,. при температуре

5 С смешивают с 10,4 частями антрахинона (величина зерен 0,5-2,5 мм).

Реакционную смесь незначительно охлаждают так, чтобы реакция протекала практически адиабатически; температурный режим: 2 мин 0 С, после

10 мин 8 С, 17 мин 15ОС 23 5 мин

16 С.

Через 24 мин (обмен 96Ъ ) нитрование прекращают добавлением льда

38,5 частей.

Суспензию охлаждают до 20 С и фльтруют> осадок проьывают водой.

Получают 10,25 частей продукта 45 следующего состава, Ъ|

l-Нитроантрахинон 91,9

Антрахинон 1,1

Динитроантрахинон 7

Выход 1-нитроантрахинона 74,5Ъ 50 от теории.

Пример 4. Количество реагентов и температуру процесса применяют по примеру 3.

:Через 17 мин нитрование прекра55 щают (обмен 8 5 Ъ ) добавлением

50 частей льда.

Пример 5. В 250 частей

99,5Ъ-ной азотной кислоты с содержа нием g> О О, 2%! вводят 20, 8 частей антрахинона (величина зерен около

0,5 мм). Температуру реакционной смеси поддерживают 0 С. Через 16 мин при содержании антрахинона 4Ъ от первона- чального количества (обмен 96Ъ) нитрование прекращают добавлением 81,5 частей льда.

Дальнейшие операции проводят как в примере 3. Состав и выход конечного продукта как в примере 3.

Пример 6. В 250 частей

98,5Ъ-ной азотной кислоты, содержа" щей 0,25Ъ N20, вводят 30 частей антрахинона (величина зерен около

0,5 мм ), температуру реакционной смеси поддерживают 20ОС. Через

20 мин при содержании антрахинона

5Ъ от первоначального количества (обмен 95Ъ) нитрование прекращают добавлением 69 частей льда. Дальнейшие приемы проводят аналогично примеру 3.

Получают 28,1 частей продукта следующего состава, Ъ:

1-Нитроантрахинона 91,1

Антрахинон 1

Динитроантрахинона 8

Пример 7 (непрерывный ,способ) . Реакцию проводят в каскаДе реакторов, состоящем из смешивающего сосуда М емкостью 250 об. ч., из трех реакционных сосудов R< R и R>, каждый емкостью 3000 об.ч., и йэ одного сосуда разведения Д, следующим образом: 98Ъ-ную азотную кислоту с содержанием N20 g 0,2Ъ пропускают через сосуд К предварительного охлаждения, где она охлаждается до температуры

-10 С. Охлажденную азотную кислоту подают в смешивающий сосуд М, в который одновременно вводят непрерывно антрахинон в весовом соотношении к азотной кислоте 1:12. В смешивающем сосуде M антрахинон и азотную кислоту смешивают в суспензию. Реакционную смесь переводят иэ смешивающего сосуда М в реакционный каскад, где в реакционном сосуде R поддерживают температуру +7 С, а в реакционных о сосудах Rg u R > — температуру +ЗОС.

Время пребывания при одном протекании со скоростью 14 л/ч составляет

39,7 мин.

Затем реакционную смесь вводят непрерывно в сосуд разведения Д, где посредством разведения реакционной смеси до содержания кислоты 78Ъ продукты нитрования большей частью осаждают. Суспенэию фильтруют при

23 С. Полученный твердый продукт составляет 64,4Ъ продукта нитрования, содержит 92,7Ъ 1-нитроантрахинона (59,7Ъ в отношении к общему количеству продукта нитрования ), что соответствует выходу 1-нитроантрахинона 59,2Ъ от теории. Посредством 871734

29

0 5

65,6

0,6

Формула изобретения

Составитель М. Золотарева

Редактор Е.Дайч Техред М.Рейвес Корре кт ор Н. Швыдк а я

Заказ 8502/32 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дальнейшего разбавления маточного раствора могут:быть получены еще

35,6% продукта нитронания, содержащего .49,0 1-нитроантрахинона (17,5% в отношении к общему количеству продукта нитрования ), что соответствует выходу 1-нитроантрахинона 17,3% от теории. Общий выход 1-нитроантрахинона составляет 76,5 от теории.

Пример 8. Поступают, как указано в примере 7, причем в реакци- онных сосудах R, R и R> поддержив ают те мпер ат уру, С:

R -1

4

R + I I 15

Протекание регулируют на 14 л/час и время пребывания на 39,7 .мин.

После первой фильтрации получают

67,8% продукта нитрования с содержанием 89% 1-нитроантрахинона (60,2% в отношении к общему количеству продукта нитрования), что соответствует выходу 61,6% от теории.

После дальнейшего разбавления и фильтрования получают еще 32,2% продукта нитрования, содержащего 49,0%

1-нитроантрахинона (15,8% в отношении к общему количеству продукта нитрования), что соответствует выходу

16,2% от теории. Общий выход 1-нитро- 30 антрахинона составляет 77,8% от теории.

Пример 9. В стеклянный сосуд вводят 187,5 частей 98%-ной азот-. ной кислоты и охлаждают до температуры -5©С. При этой температуре и хо- рошем перемешивании добавляют в течение 1 мин 15,6 частей антрахинона.

Через 12,5 мин быстрым добавлением

35 частей льда прерывают нитрование (НМО 8 — концентрации 83% ) . При этом температура поднимается от 12 до 3 С.

Затем снаружи охлаждают таким образом, чтобы при добавлении 40 частей воды, проведенном в течение 30 мин, температура не поднималась свыше

40 С. После добавления воды реакционную массу охлаждают до 20 С (HN0 > концентрация 70%). Затем кристаллы отфильтровывают и проьнвают 330 частями воды до нейтральной ре акции.

Выход: 16,3 части продукта со следующим составом (гаэохроматографический анализ ),%:

Антрахинон

2-Нитроантрахинон

1-Нитроантрахинон

Динитроантрахинон

Способ получения 1-нитроантрахинона путем обработки антрахинона азотной кислотой с концентрацией

90-99,5%, взятой в избытке, используют избыток азотной кислоты 20200 моль на 1 моль антрахинона, и процесс ведут при температуре от

-40 до +35 С.