DE1118783B - Process for the preparation of heterocyclic di- and / or tricarboxylic acids of aromatic character - Google Patents
Process for the preparation of heterocyclic di- and / or tricarboxylic acids of aromatic characterInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von heterocyclischen Di- und bzw. oder Tricarbonsäuren aromatischen Charakters Wie früher gefunden wurde, kann man Alkalisalze von heterocyclischen Carbonsäuren aromatischen Charakters durch Erhitzen auf höhere Temperaturen in Salze von Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxylgruppen im Molekühl umwandeln. Aus Salzen von Monocarbonsäuren werden auf diese Weise Salze von Di- und Tricarbonsäuren erhalten. Process for the preparation of heterocyclic di- and or or Tricarboxylic acids of aromatic character As was found earlier, one can use alkali salts of heterocyclic carboxylic acids of aromatic character by heating to higher ones Temperatures in salts of carboxylic acids with at least two carboxyl groups in the molecule convert. In this way, salts of monocarboxylic acids are converted into salts of di- and tricarboxylic acids obtained.
Hierbei entstehen technisch wertvolle Reaktionsprodukte, z. B. die Salze der Pyridin-2,5-dicarbonsäure, der Pyridin-2,4,6-tricarbonsäure, der Furan-2,5-dicarbonsäure. Dieses Verfahren wurde mit oder ohne Druck unter Verwendung eines inerten Schutzgases, vorzugsweise Kohlendioxyd, durchgeführt, wobei bisher unter einem Druck bis etwa 250 at gearbeitet wurde (vgl. das deutsche Patent 1095 281). This produces technically valuable reaction products such. B. the Salts of pyridine-2,5-dicarboxylic acid, pyridine-2,4,6-tricarboxylic acid, furan-2,5-dicarboxylic acid. This process was carried out with or without pressure using an inert protective gas, preferably carbon dioxide, carried out so far under a pressure of up to about 250 at was worked (cf. German patent 1095 281).
Es wurde nun gefunden, daß man die Umwandlung der Alkali- oder Erdalkalisalze von heterocyclischen Monocarbonsäuren aromatischen Charakters in die entsprechenden Salze von heterocyclischen Di-und bzw. oder Tricarbonsäuren durch Erhitzen auf höhere Temperaturen unter Kohlendioxyddruck und in Anwesenheit von säurebindenden Mitteln dadurch mit besonders guten Ausbeuten durchführen kann, daß man bei einem Druck von mehr als 400 at arbeitet. Während man bisher bei der Herstellung heterocyclischer Di- und Tricarbonsäuren aromatischen Charakters durch Umlagerung von Salzen entsprechender Monocarbonsäuren als Nebenprodukte erhebliche Mengen der betreffenden carboxylgruppenfreien heterocyclischen Verbindungen erhielt, geht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch das gesamte umgesetzte monocarbonsaure Salz in das entsprechende Salz einer Di- und bzw. oder Tricarbonsäure über. It has now been found that one can convert the alkali or alkaline earth metal salts from heterocyclic monocarboxylic acids of aromatic character into the corresponding Salts of heterocyclic di- and / or tricarboxylic acids by heating to higher ones Temperatures under carbon dioxide pressure and in the presence of acid-binding agents can thereby be carried out with particularly good yields that one pressure of more than 400 at works. While so far in the production of heterocyclic Di- and tricarboxylic acids of aromatic character by rearrangement of salts accordingly Monocarboxylic acids as by-products include considerable amounts of the carboxyl group-free in question Received heterocyclic compounds, goes according to the process according to the invention practically all of the converted monocarboxylic acid salt into the corresponding salt a di- and / or tricarboxylic acid.
Als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren dienen die Alkali- oder Erdalkalisalze solcher heterocyclischer Monocarbonsäuren, deren Carboxylgruppen an heterocyclische Ringe mit aromatischem Charakter, wie Pyridin, a-Pyran, Furan, Thiophen. The starting materials used for the process according to the invention are Alkali or alkaline earth salts of such heterocyclic monocarboxylic acids, their carboxyl groups to heterocyclic rings with aromatic character, such as pyridine, a-pyran, furan, Thiophene.
Thiazol, Chonolin, Isochinolin, Indol, Benztriazol oder Benzimidazol, gebunden sind. Die genannten Carbonsäuren werden vorzugsweise in Form der Kalium-, ferner auch der Natriumsalze verwendet. Die Rubidium- und Zäsiumsalze, die an sich auch geeignet sind, kommen aus wirtschaftlichen Erwägungen im allgemeinen nicht in Betracht. Bei Verwendung der Erdalkalisalze erhält man als Reaktionsprodukte vielfach andere isomere Di- bzw. Tricarbonsäuren als bei Verwendung der Alkalisalze. Oft ist es vorteilhaft, Gemische von Salzen zweier verschiedener Metalle zu verwenden, z. B. Gemische der Natrium-und Kaliumsalze, da hierdurch in vielen Fällen die mechanischen Eigenschaften der Reaktionsgemische verbessert werden. Thiazole, chonoline, isoquinoline, indole, benzotriazole or benzimidazole, are bound. The carboxylic acids mentioned are preferably in the form of the potassium, also the sodium salts are used. The rubidium and cesium salts, which in themselves are also suitable, generally do not come from economic considerations into consideration. When the alkaline earth salts are used, reaction products are obtained many other isomeric di- or tricarboxylic acids than when using the alkali metal salts. It is often advantageous to use mixtures of salts of two different metals, z. B. Mixtures of sodium and potassium salts, as this in many cases the mechanical Properties of the reaction mixtures can be improved.
Zur Erzielung guter Ausbeuten ist es notwendig, das erfindungsgemäße Verfahren in Gegenwart säurebindender Mittel durchzuführen, vorzugsweise in Gegenwart von Carbonaten, Bicarbonaten, Formiaten oder Oxalaten der Alkalimetalle, insbesondere Kaliumcarbonat. Auch die entsprechenden Verbindungen der Erdalkalimetalle sind geeignet. Die genannten säurebindenden Mittel brauchen nicht in stöchiometrischen Mengen angewandt zu werden. To achieve good yields, it is necessary to use the inventive To carry out the process in the presence of acid-binding agents, preferably in the presence of carbonates, bicarbonates, formates or oxalates of the alkali metals, in particular Potassium carbonate. The corresponding compounds of the alkaline earth metals are also suitable. The acid-binding agents mentioned do not need to be used in stoichiometric amounts to become.
Zweckmäßig setzt man so einen Überschuß über die zur Neutralisation der bei der Reaktion neu gebildeten Carboxylgruppen erforderliche Menge hinaus ein.It is expedient to use such an excess over that for neutralization the amount required in the reaction newly formed carboxyl groups.
Die umzusetzenden Salze bzw. Salzgemische werden vorzugsweise in möglichst trockenem Zustand verarbeitet. Liegen die Salze als wäßrige Lösungen vor, so kann man sie nach an sich bekannten Verfahren, vorzugsweise durch Zerstäubungstrocknung, in trockene Pulver überführen und gegebenenfalls zur Entfernung geringer Restmengen an Feuchtigkeit nachtrocknen. The salts or salt mixtures to be reacted are preferably in Processed as dry as possible. If the salts are in the form of aqueous solutions, they can be prepared by methods known per se, preferably by spray drying, Convert into dry powder and, if necessary, to remove small residues dry in moisture.
Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren durch die Anwesenheit von Katalysatoren begünstigt wird. Als Katalysatoren können die Metalle Zink, Cadmium, Quecksilber, Blei und Eisen sowie Verbindungen dieser Metalle dienen, z. B. ihre Oxyde oder ihre Salze mit anorganischen oder organischen Säuren. Die Menge des Katalysators kann in weiten Grenzen schwanken und bis 15 0/o, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Reaktionsgemisch, betragen. Die Katalysatoren lassen sich im Reaktionsgemisch dadurch besonders fein verteilen, daß man eine wäßrige Lösung der als Ausgangsmaterial dienenden Salze, welche die Katalysatoren gelöst oder suspendiert enthält, durch Zerstäubung oder auf andere Weise in ein trockenes Pulver überführt. It has been shown that the inventive method by Presence of catalysts is favored. The metals Zinc, cadmium, mercury, lead and iron as well as compounds of these metals are used, z. B. their oxides or their salts with inorganic or organic acids. the The amount of catalyst can vary within wide limits and up to 15%, preferably 0.5 to 5 percent by weight, based on the reaction mixture. The catalysts can be distributed particularly finely in the reaction mixture by using an aqueous Solution of the salts used as starting material, which dissolve the catalysts or contains suspended, by atomization or otherwise in a dry manner Powder transferred.
Neben diesen Katalysatoren kann man dem Reaktionsgemisch inerte, flüssige oder feste Stoffe zusetzen, z. B. Sand, Metallpulver, Metallspäne, Kieselgur, Aktivkohle, feinverteiltes Aluminiumoxyd, feinverteilte Kieselsäure oder auch inerte Salze, wie Natriumsulfat. Durch diese Zusätze werden in vielen Fällen die mechanischen Eigenschaften des Reaktionsgemisches verbessert. An Stelle von festen inerten Stoffen können auch inerte Flüssigkeiten, welche sich unter den angewendeten Bedingungen nicht zersetzen, Verwendung finden. In addition to these catalysts, inert, add liquid or solid substances, e.g. B. sand, metal powder, metal shavings, kieselguhr, Activated carbon, finely divided aluminum oxide, finely divided silica or inert Salts, such as sodium sulfate. In many cases, these additives make the mechanical Properties of the reaction mixture improved. Instead of solid inert materials can also be inert liquids, which are under the conditions used do not decompose, find use.
Der für die Reaktion erforderliche hohe Druck, welcher mehr als 400 at, vorteilhaft mehr als 500 at, beträgt, läßt sich in einfacher Weise, z. B. durch entsprechende Pumpen bzw. Kompressoren, erzeugen. The high pressure required for the reaction, which is more than 400 at, advantageously more than 500 at, can be in a simple manner, for. B. by corresponding pumps or compressors.
Man kann aber beispielsweise auch so verfahren, daß man in das gekühlte und evakuierte Reaktionsgefäß flüssiges Kohlendioxyd aus einer Bombe oder einem anderen Vorratsgefäß einfüllt und anschließend erhitzt. An Stelle von flüssigem Kohlendioxyd kann man auch festes Kohlendioxyd (Trockeneis) verwenden. Durch die für die Reaktion erforderliche Temperatur stellt sich je nach der Menge des eingefüllten Kohlendioxyds ein Druck von z. B. 1500 bis 2000 at ein. Im übrigen ist der anzuwendende Druck nach oben nur durch die zur Verfügung stehenden Apparaturen begrenzt.But you can, for example, also proceed in such a way that one enters the cooled and evacuated liquid carbon dioxide from a bomb or reactor another storage vessel and then heated. Instead of liquid Carbon dioxide you can also use solid carbon dioxide (dry ice). Through the The temperature required for the reaction depends on the amount of the liquid Carbon dioxide a pressure of z. B. 1500 to 2000 at a. Otherwise the one to be used is Upward pressure is only limited by the equipment available.
Die Reaktion setzt in der Regel bereits bei Temperaturen zwischen 200 und 3000 C ein. Die optimale Reaktionstemperatur ist je nach den verwendeten Ausgangsstoffen verschieden. Sie liegt vielfach zwischen 330 und 4500 C. Die obere Temperaturgrenze für das Verfahren ist nur durch die Zersetzungstemperatur der organischen Substanz gegeben, doch sollen in der Regel Temperaturen von 5000 C nicht überschritten werden. The reaction usually takes place at temperatures 200 and 3000 C. The optimal reaction temperature depends on the one used Starting materials different. It is often between 330 and 4500 C. The upper one Temperature limit for the process is only due to the decomposition temperature of the organic Substance given, but temperatures of 5000 C should not be exceeded as a rule will.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es zur Vermeidung örtlicher Überhitzungen und der dadurch hervorgerufenen Zersetzung sowie zur Verhinderung des Zusammenbackens der Reaktionsmischung zweckmäßig sein, das Reaktionsgut in Bewegung zu halten. Dies kann z. B. durch Arbeiten in Rührgefäßen erfolgen. Man erhält jedoch gute Ausbeuten auch ohne derartige Maßnahmen, wenn man dafür Sorge trägt, daß starke örtliche Überhitzungen vermieden werden. When carrying out the method according to the invention, it can be used for Avoidance of local overheating and the resulting decomposition as well as to prevent the reaction mixture from caking together, the To keep the reaction product moving. This can e.g. B. by working in stirred vessels take place. However, good yields are obtained even without such measures if one ensures that strong local overheating is avoided.
Die Aufarbeitung der Reaktionsgemische erfolgt in bekannter Weise. Zweckmäßig löst man das Reaktionsprodukt in Wasser und befreit es durch Filtrieren bzw. durch Behandlung mit Aktivkohle oder anderen Entfärbungsmitteln von unerwünschten Bestandteilen. Die bei der erfindungsgemäßen Reaktion gebildeten heterocyclischen Di- bzw. Tricarbonsäuren sind meist in Wasser schwerer löslich als die Ausgangsstoffe. Daher kristallisieren sie nach Ansäuern der wäßrigen Lösung vielfach aus und können leicht von den übrigen Bestandteilen des Reaktionsgemisches, insbesondere von nicht umgesetzten Ausgangsstoffen, abgetrennt werden. Die erhaltenen Säuren können in bekannter Weise in ihre Derivate, insbessondere ihre Chloride oder Ester, übergeführt werden. Zur Herstellung der Ester oder Chloride kann man aber auch das rohe oder gereinigte Reaktionsprodukt ohne vorherige Isolierung der Säure nach an sich bekannten Verfahren direkt verwenden. The reaction mixtures are worked up in a known manner. The reaction product is expediently dissolved in water and freed by filtration or by treatment with activated charcoal or other decolorizing agents of undesired Components. The heterocyclic ones formed in the reaction according to the invention Di- or tricarboxylic acids are usually less soluble in water than the starting materials. Therefore, after acidification of the aqueous solution, they often crystallize out and can easily from the other constituents of the reaction mixture, especially not converted starting materials are separated. The acids obtained can be used in known way into their derivatives, especially their chlorides or esters will. For the preparation of the esters or chlorides, however, you can also use the raw or purified reaction product without prior isolation of the acid according to known methods Use procedure directly.
Durch das erfiirdungsgemäße Verfahren ist es möglich, heterocyclische Di- und Tricarbonsäuren auf einfachem Wege und mit sehr guten Ausbeuten herzustellen, z. B. die Pyridin-2,5-dicarbonsäure (Isocinchomeronsäure), die Pyridin-2,4, 6-tricarbonsäure (Trimesitinsäure), die Furan-2,5-dicarbonsäure (Dehydroschleimsäure), die Thiophen-2,5-dicarbonsäure. The process according to the invention makes it possible to produce heterocyclic To produce di- and tricarboxylic acids in a simple way and with very good yields, z. B. the pyridine-2,5-dicarboxylic acid (isocinchomeronic acid), the pyridine-2,4,6-tricarboxylic acid (Trimesitic acid), furan-2,5-dicarboxylic acid (dehydro-mucic acid), thiophene-2,5-dicarboxylic acid.
Beispiel 1 In einem Autoklav von 0,21 Fassungsvermögen wurde ein Gemisch aus 16,1kg des Kaliumsalzes der Nicotinsäure (Pyridin-ß-carbonsäure), 13,8 g Kaliumcarbonat und 1,0g Cadmiumfluorid 8 Stunden auf 3500 C erhitzt. Vor Beginn des Versuches wurden 180 g Kohlendioxyd in den Autoklav gefüllt. Bei 3500 C stellte sich ein Druck von 1800 at ein. Nach dem Abkühlen und Entspannen des Autoklavs wurde das 32 g wiegende rohe Reaktionsprodukt in 400 cmS heißem Wasser gelöst. Die Lösung wurde filtriert, mit Salzsäure angesäuert und auf die Hälfte ihres Volumens eingedampft. Nach Abkühlen auf 0° C kristallisierten 16,1 g des Monokaliumsalzes der Isocinchomeronsäure (Pyridin-2,5-dicarbonsäure) aus. Example 1 In an autoclave of 0.21 capacity, a Mixture of 16.1kg of the potassium salt of nicotinic acid (pyridine-ß-carboxylic acid), 13.8 g potassium carbonate and 1.0 g cadmium fluoride heated to 3500 C for 8 hours. Before start of the experiment, 180 g of carbon dioxide were placed in the autoclave. Put at 3500 C. a pressure of 1800 at. After cooling and releasing the pressure, the autoclave was the crude reaction product, weighing 32 g, was dissolved in 400 cm2 of hot water. The solution was filtered, acidified with hydrochloric acid and evaporated to half its volume. After cooling to 0 ° C., 16.1 g of the monopotassium salt of isocinchomeronic acid crystallized (Pyridine-2,5-dicarboxylic acid).
Beispiel 2 Ein Gemisch aus 22,0 g des Kaliumsalzes der Thiophen-a-carbonsäure, 27,6 g Kaliumcarbonat und 2,0 g Cadmiumlluorid wurde in einem Autoklav 3t/2 Stunden auf 3400 C erhitzt. Vor Beginn des Versuches wurde nach Verdrängung der Luft so viel Kohlendioxyd aufgedrückt, daß bei Reaktionstemperatur ein Druck von 800 at entstand. Das 54,2 g wiegende rohe Reaktionsprodukt wurde in 600cm9 heißem Wasser gelöst. Die Lösung wurde filtriert und das Filtrat mit Salzsäure angesäuert. Die ausgefällte Thiophen-2,5-dicarbonsäure wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute betrug 17,0 g. Aus der Mutterlauge und aus dem Waschwasser wurden durch Extraktion mit Äther weitere 2,2 g eines Gemisches von Thiophen-mono- und -dicarbonsäure mit einer Säurezahl von 595 erhalten. Example 2 A mixture of 22.0 g of the potassium salt of thiophene-a-carboxylic acid, 27.6 g of potassium carbonate and 2.0 g of cadmium fluoride were stored in an autoclave for 3 t / 2 hours heated to 3400 C. Before the start of the experiment, after displacement of the air, it was like this a lot of carbon dioxide pressed that at the reaction temperature a pressure of 800 at originated. The crude reaction product, weighing 54.2 g, was dissolved in 600 cm9 of hot water solved. The solution was filtered and the filtrate acidified with hydrochloric acid. the precipitated thiophene-2,5-dicarboxylic acid was filtered off, washed with water and dried. The yield was 17.0 g. From the mother liquor and from the wash water were extracted with ether another 2.2 g of a mixture of thiophene mono- and dicarboxylic acid with an acid number of 595.
Beispiel 3 Ein Gemisch aus 32,2 g des Kaliumsalzes der Isonicotinsäure, 27,6g Kaliumcarbonat und 3,0g Cadmiumiluorid wurde in einem Autoklav von 600 cm3 Fassungsvermögen 16 Stunden auf 3900 C erhitzt. Example 3 A mixture of 32.2 g of the potassium salt of isonicotinic acid, 27.6 g of potassium carbonate and 3.0 g of cadmium fluoride were placed in a 600 cm3 autoclave Capacity heated to 3900 C for 16 hours.
Zu Beginn des Versuches wurde nach Verdrängung der Luft so viel Kohlendioxyd aufgedrückt, daß bei Reaktionstemperatur ein Druck von 1500 at entstand.At the beginning of the experiment, after the air had been displaced, there was so much carbon dioxide pressed that a pressure of 1500 at was created at the reaction temperature.
Das 64,5g wiegende rohe Reaktionsprodukt wurde in heißem Wasser gelöst. Die Lösung wurde filtriert und das klare Filtrat mit der nach dem vorhandenen Kalium berechneten Menge- an Salzsäure angesäuert.The crude reaction product weighing 64.5 g was dissolved in hot water. The solution was filtered and the clear filtrate with that of the potassium present calculated amount - acidified by hydrochloric acid.
Beim Abkühlen kristallisierten 26,2 g des Monokaliumsalzes der Trimesitinsäure (Pyridin-2,4,6-tricarbonsäure) aus. Durch Extraktion der Mutterlauge wurden weitere 2,75 g Pyridintricarbonsäure erhalten.On cooling, 26.2 g of the monopotassium salt of trimesitic acid crystallized (Pyridine-2,4,6-tricarboxylic acid). Extraction of the mother liquor made more 2.75 g of pyridine tricarboxylic acid were obtained.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEH36441A DE1118783B (en) | 1956-03-05 | 1956-03-05 | Process for the preparation of heterocyclic di- and / or tricarboxylic acids of aromatic character |
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|---|---|---|---|
| DEH36441A DE1118783B (en) | 1956-03-05 | 1956-03-05 | Process for the preparation of heterocyclic di- and / or tricarboxylic acids of aromatic character |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE1118783B true DE1118783B (en) | 1961-12-07 |
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ID=7153012
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| DEH36441A Pending DE1118783B (en) | 1956-03-05 | 1956-03-05 | Process for the preparation of heterocyclic di- and / or tricarboxylic acids of aromatic character |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1118783B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0515589A4 (en) * | 1990-12-14 | 1993-05-05 | Aristech Chemical Corporation | Manufacture of 2,6-hydroxynaphthoic acid |
-
1956
- 1956-03-05 DE DEH36441A patent/DE1118783B/en active Pending
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| EP0515589A4 (en) * | 1990-12-14 | 1993-05-05 | Aristech Chemical Corporation | Manufacture of 2,6-hydroxynaphthoic acid |
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