SU253680A1 - METHOD OF OBTAINING 3,3 ', 4,4'-AZO (AZOXY) BENZENE-TETRACARBONIC ACID - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к усовершенствованию способа получени  азо(азокси)бензолтетракарбоновой кислоты, котора  может быть использована в качестве мономера в производстве пластмасс.The invention relates to an improvement in the process for the preparation of azo (azoxy) benzene tetracarboxylic acid, which can be used as a monomer in the plastics industry.

Известен способ получени  указанной кислоты восстановлением нитробензолдикарбоно1вой кислоты амальгамой натри  или спиртового раствора поташа в присутствии водного раствора шелочното металла с выходом до 50%. Процесс восстановлени  идет по схеме:A known method of producing this acid is by reducing nitrobenzene dicarboxylic acid with sodium amalgam or an alcoholic solution of potash in the presence of an aqueous solution of a silk-like metal with a yield of up to 50%. The recovery process is as follows:

ЮОНYuON

Однако ни один из этих двух способов не нозвол ет проводить восстановление в промышленных масштабах Действительно, в процессах с использованием амальтамы обычно примен ют плотные амальгамы с малым содержанием натри . Трудность состоит в том,However, neither of these two methods makes it possible to carry out recovery on an industrial scale. Indeed, dense amalgams with a low content of sodium are commonly used in amaltam processes. The difficulty is

чтобы обеспечить хороший контакт между амальгамой н восстанавливаемым веществом. Применение спиртового поташа требует очень критических экспериментальных условий. В предлагаемом способе восстановление провод т алюминием, причем последний используют в различном состо нии, например, в виде порошка. Также может примен ть не чистый, а промышленный алюминий, содержащий 99-99,9% металла.to ensure good contact between amalgam and the substance to be reduced. The use of alcoholic potash requires very critical experimental conditions. In the proposed method, the reduction is carried out with aluminum, the latter being used in a different state, for example, in the form of a powder. It can also be used not pure, but industrial aluminum containing 99-99.9% of metal.

Гидроокись шелочного металла используют в виде водного раствора, концентраци  которого может мен тьс  в широких пределах без вли ни  на течение реакции. (Предпочтительно примен ть относительно концентрированные растворы, содержащие примерно 5-10 моль гидроокиси в 1 л раствора).Silk metal hydroxide is used in the form of an aqueous solution, the concentration of which can vary over a wide range without affecting the reaction. (It is preferable to use relatively concentrated solutions containing about 5-10 moles of hydroxide in 1 liter of solution).

Алюминий и гидроокись щелочного металла используют в количестве, завис щем отAluminum and alkali metal hydroxide are used in an amount depending on

стадии, на которой требуетс  закончить реакцию , то есть от природы получаемой кислоты. Если необходимо получить азотетракислоту , то нужно теоретически брать Vs s-атом алюмини  на 1 моль нитробензол-3,4-дикарбоновой кислоты. Чтобы избежать образовани  побочных продуктов, не следует превышать этого соотношени . Гидроокись щелочного металла примен ют в избытке относительно количества, требующегос  дл the stage at which the reaction is required to complete, i.e., the nature of the acid produced. If it is necessary to obtain nitro tetraacid, then theoretically it is necessary to take the Vs s-atom of aluminum per 1 mole of nitrobenzene-3,4-dicarboxylic acid. To avoid the formation of by-products, this ratio should not be exceeded. Alkali metal hydroxide is used in excess relative to the amount required for

освобождени  водорода, который необходим дл  восстановлени . О.бычно используют 3,5-7 моль гидроокиси щелочного металла на 1 люль нитробензол-3,4-дикарбоновой кислоты .release of hydrogen, which is necessary for reduction. O. 3.5-7 mol of an alkali metal hydroxide per lulnitrobenzene-3,4-dicarboxylic acid is commonly used.

Если требуетс  остановить восстановление на стадии азокситетракислоты, то теоретически необходим I г-атом алюмини  на 1 моль нитробензол-3,4-дикарбоновой кислоты. Практически в этом случае предпочитают работать с меньшим количеством алюмини , чем теоретически необходимо; 0|бычно используют 0, г-атом металла на 1 моль восстанавливаемой кислоты. Непревращенна  кислота .может быть рекуперирована с последующим восстановлением. Что касаетс  количества щелочной гидроокиси, то обычно используют 3-6 моль на 1 моль восстанавливаемой кислоты .If it is required to stop the reduction at the azoxytetracid stage, then theoretically, I g-atom of aluminum per 1 mole of nitrobenzene-3,4-dicarboxylic acid is necessary. Practically in this case, they prefer to work with a smaller amount of aluminum than is theoretically necessary; 0 | usually use 0, g-atom of metal per 1 mol of acid to be reduced. Unconverted acid. Can be recovered and then recovered. As regards the amount of alkali hydroxide, 3-6 mol per 1 mol of the acid to be reduced are usually used.

Температура реакции должна быть достаточной дл  обеспечени  восстановлени  до требуемой стадии. Примен ют рассчитанное количество восстанавливающего агента. Удобно проводить реакцию при (предпочтительно 15-30-С) дл  получени  азотетракислоты (I) и при температуре ниже 20°С дл  получени  азокситетракислоты (И).The reaction temperature should be sufficient to ensure reduction to the desired stage. A calculated amount of reducing agent is used. It is convenient to carry out the reaction at (preferably 15-30 ° C) to obtain nitrate acid (I) and at a temperature below 20 ° C to obtain azoxytetra acid (I).

Дл  проведени  восстановлени  нитробензол-3 ,4-дикарбоновую кислоту раствор ют в части водного раствора щелочной гидроокиси или во всем количестве, затем постепенно ввод т алюминий. Часть щелочной гидроокиси загружают перед загрузкой алюмини , оставшуюс  часть этого раствора добавл ют постепенно одновременно с алюминием. Смесь выдержиЬают при необходимой температуре. После завершени  реакции тетракислоту осаждают добавлением сильной минеральной кислоты, затем ее отдел ют обычными средствами .To carry out the reduction, nitrobenzene-3, 4-dicarboxylic acid is dissolved in part of an aqueous solution of an alkaline hydroxide or in its entirety, then aluminum is gradually introduced. A portion of the alkali hydroxide is charged before loading the aluminum, the rest of this solution is added gradually along with the aluminum. The mixture is kept at the required temperature. After completion of the reaction, the tetraacid is precipitated by the addition of a strong mineral acid, then it is separated by conventional means.

Дл  выполнени  предлагае.мого способа иет необходимости использовать нитрсбензол-3,4дикарбоновую кислоту в чистом виде. Например , можно использовать непосредственно растворы кислот, которые получают в результате реакции 4-нитрофталимнда с гор чим водным раствором гидроокиси щелочного металла .To accomplish the proposed method, it is necessary to use nitrsbenzene-3,4 dicarboxylic acid in its pure form. For example, it is possible to use directly solutions of acids, which are obtained as a result of the reaction of 4-nitrophthalimnd with a hot aqueous solution of an alkali metal hydroxide.

Азо(азокси)тетракислоты можно превратить в их диангидриды обычными способами, например, при нагревании или под воздействием обезвоживающего агента (ангидрида низшей орга.нической кислоты).Azo (azoxy) tetraacids can be converted to their dianhydrides by conventional means, for example, by heating or under the influence of a dehydrating agent (a lower organic anhydride).

В приведенных примерах алюминий используетс  в виде порошка с содержание.м алюмини  99,5%; гранулы которого проход т через сито, имеющее отверсти  рещетки 160 |.(.In the examples, aluminum is used in the form of a powder with an aluminum content of 99.5%; the granules of which are passed through a sieve having openings of a lattice 160 |. (.

Пример 1. Раствор ют 15,5г (0,0734:моль) нитробензолдикарбоновой кислоты в смеси 120 г воды и 20 г водного раствора гидроокиси натри  концентрацией 400 г/л, затем постепенно Б течение 2 час добавл ют 2,7 г алюминиевой пудры вместе с 10 см водного раствора гидроокиси натри  концентрацией 400 г/л.Example 1. 15.5 g (0.0734 mol) of nitrobenzene dicarboxylic acid is dissolved in a mixture of 120 g of water and 20 g of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 400 g / l, then gradually 2.7 g of aluminum powder are added over a period of 2 hours with 10 cm of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 400 g / l.

При этом поддерживают температуру реакционной смеси 18-20°С с помощью наружного охлаждени . Затем смесь перемешивают в течение 2 час при 25-28°С, осаждают азобензол-3 ,3,4,4-тетракарбоновую кислоту, прилива  в течение 15 мин к реакционной смеси 80 см концентрированного водного раствора сол ной кислоты (около 415 г/л). После охлаждени  осадок отфильтровывают , промывают водой до исчезновени  ионов С1 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.At the same time, the temperature of the reaction mixture is maintained at 18-20 ° C by external cooling. The mixture is then stirred for 2 hours at 25–28 ° C, azobenzene-3, 3,4,4-tetracarboxylic acid is precipitated, and 80 cm of a concentrated aqueous solution of hydrochloric acid (about 415 g / l ). After cooling, the precipitate is filtered off, washed with water until the Cl ions disappear and dried in a drying cabinet at 130 ° C for 15 hours; 11.1 g of azobenzene-3,3,4,4-tetracarboxylic acid are thus obtained.

Выход 84,5%.The yield is 84.5%.

Пример 2. Добавл ют 100 г (0,52 моль) 4-нитрофталимида к с.меси 400 см воды и 130 см водного раствора гидроокиси натри  концентрации 400 г/л. Смесь быстро довод тExample 2. 100 g (0.52 mol) of 4-nitrophthalimide are added to a mixture of 400 cm of water and 130 cm of an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 400 g / l. The mixture is quickly brought

до кипени  и кип т т в течение 10 мин, затем охлаждают и получают раствор натриевой соли нитробензол-3,4-дикар|боновой кислоты, к которому добавл ют 112,5 см водного раствора гидроокиси натри  концентрациейboil and boil for 10 minutes, then cool and get a solution of the sodium salt of nitrobenzene-3,4-dicarboenic acid, to which is added 112.5 cm of an aqueous solution of sodium hydroxide concentration

400 г/л, затем постепенно - 18,3 г алюминиевого порошка вместе с 112,5 см водного раствора гидроокиси натри  концентрации 400 г/л. Процесс провод т при перемешивании , поддержива  температуру реакционной400 g / l, then gradually - 18.3 g of aluminum powder together with 112.5 cm of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 400 g / l. The process is carried out with stirring, maintaining the temperature of the reaction

смеси 18-20°С с помощью наружного охлаждени .mixtures of 18-20 ° C using external cooling.

Зате.м действуют, как описано в примере 1, осаждение осуществл ют при добавлении к реакционной смеси раствора, полученного изThe procedure is as described in example 1, the precipitation is carried out by adding to the reaction mixture a solution obtained from

230 см воды и 670 см водного раствора сол ной кислоты, концентраци  которого равна 415 г/л.230 cm of water and 670 cm of an aqueous solution of hydrochloric acid, the concentration of which is 415 g / l.

В резулыате получают 85,5 г азобензол3 ,3,4,4-тетракарбоновой кислоты.85.5 g of azobenzene 3, 3,4,4-tetracarboxylic acid are obtained in the rezulyat.

Пример 3. Добавл ют 800 г 4-нитрофталимида к раствору, полученному из 2,5 -л воды и 795 см водного раствора гидроокиси натри  концентрацией 300 г/л. Смесь быстро довод т до кипени , кип т т 15 мин, затем охлаждают до ОС.Example 3. 800 g of 4-nitrophthalimide were added to a solution obtained from 2.5-l of water and 795 cm of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 300 g / l. The mixture is quickly boiled, boiled for 15 minutes, then cooled to OC.

В этот раствор постепенно ввод т в течение 6 час при перемешивании 108 в алюмини Into this solution are gradually introduced over 6 hours while stirring 108 into aluminum.

вместе с 540 см водного раствора гидроокиси натри  концентрацией 300 г/л, поддержива  температуру реакционной смеси около ОС. Когда прибавление окончено, смесь выдерл ивают при этой температуре, перемешива  вtogether with 540 cm of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 300 g / l, maintaining the temperature of the reaction mixture around OS. When the addition is complete, the mixture is drawn at this temperature, stirring

течение 1 час, после чего ее фильтруют. Фильтрат выливают в течение 30 мин в 2,5 л водного раствора концентрированной сол ной кислоты. Образовавшуюс  кашицу разбавл ют 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, представл ющего собой азоксибензол-3,3,4,4-тетракарбоновую кислоту. 5 Предмет изобретени  Способ получени  3,3,4,4-азо(азокси)бензолтетракарбоновой кислоты путем восстановлени  нитробензол-3,4-дикар боновой кислоты металлическим восстановителем в присутст-5 6 вии водного раствора гидроокиси металла с выделением целевого продукта, отлнчающийс  тем, что, с целью повышени  выхода целевого продукта, в качестве металлического восстановител  примен ют алюминий.for 1 hour, after which it is filtered. The filtrate is poured over a period of 30 minutes into a 2.5 liter aqueous solution of concentrated hydrochloric acid. The resulting slurry is diluted by adding 1.5 liters of water, then the precipitate is filtered, washed and dried as described in Example 1. The result is 584.5 g of dry product, which is azoxybenzene-3,3,4,4-tetracarboxylic acid. 5 Subject of the Invention A method for producing 3,3,4,4-azo (azoxy) benzene tetracarboxylic acid by reducing nitrobenzene-3,4-dicarboxylic acid with a metal reducing agent in the presence of an aqueous solution of a metal hydroxide to release the desired product, thereby that, in order to increase the yield of the target product, aluminum is used as a metal reducing agent.