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DE1244742B - Process for the production of difluoroamine - Google Patents

Process for the production of difluoroamine

Info

Publication number
DE1244742B
DE1244742B DEA48206A DEA0048206A DE1244742B DE 1244742 B DE1244742 B DE 1244742B DE A48206 A DEA48206 A DE A48206A DE A0048206 A DEA0048206 A DE A0048206A DE 1244742 B DE1244742 B DE 1244742B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluorine
difluoroamine
temperature
sulfamic acid
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA48206A
Other languages
German (de)
Inventor
Donald Hoyt Kelly
Bernard Sukornick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Allied Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US296886A external-priority patent/US3341306A/en
Application filed by Allied Chemical Corp filed Critical Allied Chemical Corp
Priority to DEA48206A priority Critical patent/DE1244742B/en
Publication of DE1244742B publication Critical patent/DE1244742B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/087Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms
    • C01B21/088Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms containing also one or more halogen atoms
    • C01B21/09Halogeno-amines, e.g. chloramine

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

COIbCOIb

C 0 1 B -21/0C 0 1 B -21/0

Deutsche Kl.: 12 i-21/18 German class: 12 i- 21/18

Nummer: 1 244 742Number: 1 244 742

Aktenzeichen: A 48206 IV a/12 iFile number: A 48206 IV a / 12 i

Anmeldetag: 22. Januar 1965Filing date: January 22, 1965

Auslegetag: 20. Juli 1967Opened on: July 20, 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Difluoramin, HNF2, einer bekannten Verbindung, die bei normalen Bedingungen ein farbloses Gas vom Kp. etwa —23° C ist.The invention relates to a process for the preparation of difluoroamine, HNF 2 , a known compound which, under normal conditions, is a colorless gas with a boiling point of about -23 ° C.

Difluoramin ist eine wertvolle Verbindung, die beispielsweise mit Bortrichlorid oder Carbonylchlorid zu Chlordifluoramin, F2NCl, das seinerseits als Zwischenverbindung für die Herstellung von Tetrafluorhydrazin, N2F4, verwendet werden kann, umgesetzt werden kann.Difluoroamine is a valuable compound that can be reacted with boron trichloride or carbonyl chloride, for example, to give chlorodifluoroamine, F 2 NCl, which in turn can be used as an intermediate compound for the production of tetrafluorohydrazine, N 2 F 4.

Es wurde nun gefunden, daß Sulfaminsäure, Wasser und elementares Fluor unter bestimmten, leicht zu steuernden Bedingungen so miteinander umgesetzt werden können, daß in guten Ausbeuten Difluoramin gebildet wird. Die Bruttoformel der Umsetzung ist:It has now been found that sulfamic acid, water and elemental fluorine, under certain circumstances, are easy to controlling conditions can be reacted with one another so that difluoroamine in good yields is formed. The gross formula of the implementation is:

NH2SO3H + H2O + 2F2 ~> H2SO4 + 2HF + HNF2 NH 2 SO 3 H + H 2 O + 2F 2 ~> H 2 SO 4 + 2HF + HNF 2

Aus der deutschen Auslegeschrift 1180 721 ist es bekannt, durch Umsetzung von Harnstoff, Diharnstoff, Biuret und ähnliche Verbindungen mit gasförmigem Fluor bei einer Temperatur von —30 bis +40° C, nachfolgende Erhitzung des flüssigen Reaktionsgemisches und fraktionierte Kondensation der dabei erhaltenen gasförmigen Produkte reines Difluoramin herzustellen. Dieses Verfahren besitzt jedoch gewisse Nachteile. Einmal erfordert es Arbeiten unter wasserfreien Bedingungen und damit sorgfältiges Trocknen der Reaktionsteilnehmer, und zum anderen muß ein Absorber zum Auffangen von als Nebenprodukt gebildetem Fluorwasserstoff verwendet werden. Schließlich wird die zur Isolierung des Difluoramins erforderliche Destillation unter Vakuum durchgeführt, was wegen der stark korrodierenden Gase einen großen Aufwand für Pumpanlagen und andere Einrichtungen erfordert.It is from the German Auslegeschrift 1180 721 known by reacting urea, diurea, biuret and similar compounds with gaseous Fluorine at a temperature of -30 to + 40 ° C, subsequent heating of the liquid Pure reaction mixture and fractional condensation of the gaseous products obtained To produce difluoroamine. However, this method has certain disadvantages. At one point it requires work under anhydrous conditions and thus careful drying of the reactants, and for others must use an absorber to collect hydrogen fluoride formed as a by-product will. Finally, the distillation required to isolate the difluoramine is carried out under vacuum carried out, which because of the highly corrosive gases, a great deal of effort for pumping systems and requires other facilities.

Demgegenüber findet die Umsetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in flüssigem Medium statt, so daß a) die Reaktionsteilnehmer nicht vorgetrocknet zu werden brauchen, b) der gebildete Fluorwasserstoff unmittelbar vom Reaktionsgemisch absorbiert wird, so daß sich die Verwendung eines korrosionsbeständigen Absorbers als eines besonderen Teils der Anlage erübrigt, und c) das Difluoramin durch einfaches Erhitzen des wäßrigen Reaktionsproduktes, d. h. durch eine Maßnahme, die sich in Gefäßen aus gewohnlichem Glas durchführen läßt, isoliert werden kann.In contrast, the reaction according to the present invention takes place in a liquid medium, see above that a) the reactants do not need to be predried, b) the hydrogen fluoride formed is immediately absorbed by the reaction mixture, so that the use of a corrosion-resistant Absorbers as a special part of the system are superfluous, and c) the Difluoramin by simple Heating the aqueous reaction product; d. H. by a measure which is contained in vessels from the ordinary Glass can pass through, can be isolated.

Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Difluoramin besteht darin, daß man gasförmiges elementares Fluor in eine wäßrige Sulfaminsäurelösung in einer Menge von nicht mehr als 2,5 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure einleitet, während man Verfahren zur Herstellung von DifluoraminThe process of the invention for the preparation of difluoroamine is that one gaseous elemental fluorine in an aqueous sulfamic acid solution in an amount of not more than 2.5 moles Introduces fluorine per mole of sulfamic acid, while one processes for the preparation of difluoroamine

Anmelder:Applicant:

Allied Chemical Corporation,Allied Chemical Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. I. Ruch, Patentanwalt,Dr. I. Ruch, patent attorney,

München 5, Reichenbachstr. 51Munich 5, Reichenbachstr. 51

Donald Hoyt Kelly, Gladstone, N. J.;Donald Hoyt Kelly, Gladstone, N. J .;

Bernard Sukornick, Elizabeth, N. J. (V. St. A.) - -Bernard Sukornick, Elizabeth, N. J. (V. St. A.) - -

die Temperatur der Lösung in dem Bereich von 0 bis 30° C hält, und die Reaktionsmasse dann bei einer Temperatur in dem Bereich von 10 bis 85° C hält, um die Entwicklung von gasförmigem Difluoramin von der Reaktionsmasse zu bewirken.maintains the temperature of the solution in the range of 0 to 30 ° C, and then the reaction mass at a Maintains temperature in the range of 10 to 85 ° C to avoid the evolution of gaseous difluoroamine to effect the reaction mass.

Die erwünschte Mindestmenge an Wasser ist diejenige, die erforderlich ist, um mit der eingesetzten Menge an Sulfaminsäure eine leicht zu rührende Flüssigkeit zu bilden. Das Mengenverhältnis von Sulfaminsäure und Wasser kann derart sein, daß die wäßrige Lösung nicht mit Sulfaminsäure gesättigt ist. Jedoch bringt die Verwendung einer größeren Menge an Wasser, als zur Bildung einer praktisch gesättigten Lösung der Sulfaminsäure in Wasser erforderlich ist, keine besonderen Vorteile mit sich. Praktisch gesättigte Lösungen sind bevorzugt.The minimum desired amount of water is that which is required to keep up with the used Amount of sulfamic acid to form an easy-to-stir liquid. The ratio of Sulfamic acid and water can be such that the aqueous solution is not saturated with sulfamic acid. However, the use of a larger amount of water than leads to the formation of a practically saturated one Dissolution of the sulfamic acid in water is required, entailing no particular advantages. Practically saturated Solutions are preferred.

Die Einleitung von Fluor kann in einem beispielsweise aus einer Nickel-Kupfer-Legierung, Polytetrafluorethylen oder hitzebeständigem Glas bestehenden Reaktor mit einem Einlaß für gasförmiges Fluor, einem Gasauslaß und üblichen Mitteln zum Einhalten der gewünschten Temperaturen durchgeführt werden. Die Apparatur zur Gewinnung des als Produkt gebildeten Difluoramins kann aus einem Trockenturm zur Entfernung von Feuchtigkeit aus dem Reaktorabgas und einer Kühlfalle, die so gekühlt wird, daß das Difluoramin darin kondensiert, bestehen.The introduction of fluorine can, for example, consist of a nickel-copper alloy, polytetrafluoroethylene or heat-resistant glass reactor with an inlet for gaseous fluorine, a gas outlet and conventional means for maintaining the desired temperatures. The apparatus for obtaining the difluoramine formed as a product can be used from a drying tower Removal of moisture from the reactor exhaust gas and a cold trap which is cooled so that the Difluoroamine condensed in it exist.

Fluor kann in irgendeiner Menge, mit der beträchtliche Mengen an Difluoramin gebildet werden, in den Reaktor eingeleitet werden. Um jedoch die Bildung beträchtlicher Mengen an Stickstofftrifluorid als Nebenprodukt zu vermeiden, werden nicht mehr als etwa 2,5 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure verwendet. Auch Mengen von nur 1,0 bis 1,5 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure können verwendet werden. Um jedoch einerseits die Bildung von Stickstofftrifluorid mög-Fluorine can be present in any amount with which substantial amounts of difluoroamine are formed Reactor to be initiated. However, in order to prevent the formation of considerable amounts of nitrogen trifluoride than To avoid by-product, no more than about 2.5 moles of fluorine per mole of sulfamic acid are used. Quantities as low as 1.0 to 1.5 moles of fluorine per mole of sulfamic acid can also be used. To however on the one hand the formation of nitrogen trifluoride is possible

709 617/509709 617/509

3 43 4

liehst zu unterbinden und andererseits möglichst hohe peraturen praktisch momentan und nicht wahrnehm-can be prevented and, on the other hand, the highest possible temperatures practically momentary and imperceptible.

Ausbeuten an Difluoramin zu erzielen, werden vor- bar stufenweise ablaufen müssen,Achieving yields of difluoroamine will have to proceed in stages beforehand,

zugsweise nicht mehr als 2 Mol Fluor je Mol SuIf- Von den Abgasen des Reaktors kann das Produktpreferably not more than 2 moles of fluorine per mole of sulphate. The product can

aminsäure eingeleitet. nach üblichen Methoden gewonnen werden. Das Ab-amic acid initiated. can be obtained by conventional methods. The Ab-

Gewöhnlich werden Sulfaminsäure und Fluor in 5 gas kann beispielsweise durch einen Trockenturin einem Verhältnis von etwas weniger als etwa 2 Mol geleitet werden, um Wasser und etwaige Schwefel-Fluor je Mol Sulfaminsäure verwendet. säurenebel abzutrennen, und das getrocknete GasUsually sulphamic acid and fluorine in 5 gas can for example through a dry urine a ratio of slightly less than about 2 moles to be passed to water and any sulfur-fluorine used per mole of sulfamic acid. Separate acid mist, and the dried gas

Um die Möglichkeit der Bildung von Stickstofftri- kann dann durch eine mittels Trockeneis auf eine auf fluorid noch weiter zu beschränken, kann das einge- —800C gekühlte Falle geleitet werden, um das farbleitete Fluor mit wenigstens 4 Volumen an inertem io lose flüssige Difluoramin auszukondensieren. Das Gas, wie Stickstoff oder Helium, verdünnt werden. Abgas der Kühlfalle kann Stickstoff oder sonstiges als Im allgemeinen werden vorzugsweise 5 bis 15 VoIu- Verdünnungsmittel verwendetes inertes Gas und men je Volumen Fluor verwendet. Die Umsetzung Spurenmengen Stickoxydul, Siliciumtetrafluorid, Stickerfolgt rasch. Vorzugsweise wird das Fluor mit etwa stofftrifluorid und Tetrafluorkohlenstoff enthalten, der gleichen Geschwindigkeit eingeleitet, mit der es 15 Nach Beendigung des Ansatzes kann das Difluoramin verbraucht wird. Die entsprechende Geschwindigkeit durch übliche Destillation aus der Kühlfalle erhalten läßt sich leicht aus der Abwesenheit von Fluor in dem werden, und das so erhaltene Difluoramin ist prak-Abgas ermitteln. tisch rein.To avoid the possibility of the formation of Stickstofftri- can then be limited by means of dry ice to a fluoride still further, the einge- -80 0 C cooled trap can be directed to the color-fluoro initiated with at least 4 volumes of inert io loose liquid Difluoroamine condense out. The gas, like nitrogen or helium, can be diluted. Exhaust gas from the cold trap can be nitrogen or something else. In general, 5 to 15 volumes of diluent are preferably inert gas and quantities per volume of fluorine are used. The implementation of trace amounts of nitrogen oxide, silicon tetrafluoride, stickers takes place quickly. The fluorine is preferably introduced with about substance trifluoride and carbon tetrafluoride, at the same rate as that at which it can be consumed after the batch has ended. The corresponding rate obtained by conventional distillation from the cold trap can easily be determined from the absence of fluorine in the be, and the difluoroamine thus obtained is practically exhaust gas. table clean.

Die Steuerung der Reaktionstemperatur ist wesent- Es wurde gefunden, daß Difluoramin auch nachControl of the reaction temperature is essential. It has been found that difluoroamine can also be used after

lieh für den Erfolg des Verfahrens. Sie kann zwischen 20 einem Verfahren, das als zweistufig angesehen werdenlent for the success of the procedure. You can choose between 20 a process that can be viewed as a two-step process

0 und 30°C variieren. Dabei wird als »Reaktions- kann, hergestellt werden kann, wenn die Temperatur0 and 30 ° C vary. It is called »reaction- can, can be produced when the temperature

temperatur« die Temperatur während der Zeit, in der der wäßrigen Lösung während der Einleitung vontemperature «the temperature during the time in which the aqueous solution during the introduction of

elementare* Fluor in den Reaktor eingeleitet wird. Fluor zwischen 0 und 100C gehalten wird. Unterelemental * fluorine is introduced into the reactor. Fluorine between 0 and 10 0 C is kept. Under

bezeichnet. diesen Bedingungen wird eine bei 100C nicht flüchtigedesignated. under these conditions, a non-volatile at 10 0 C.

Wenn eine wäßrige Lösung von Sulfaminsäure bei 25 Zwischenverbindung gebildet. Es wurde gefunden, daßWhen an aqueous solution of sulfamic acid is formed at 25 intermediate. It was found that

einer Temperatur von beispielsweise etwa 20°C der bei diesen Fluorierungstemperaturen das Abgas dera temperature of, for example, about 20 ° C, the exhaust gas at these fluorination temperatures

Einwirkung von elementarem Fluor unterworfen Kühlfalle zwar das als Verdünnungsmittel verwen-Exposed to the action of elemental fluorine, the cold trap used as a diluent

wird, reagieren, wie gefunden wurde, Sulfaminsäure, dete inerte Gas und Spurenmengen Stickoxydul, SiIi-will react, as has been found, sulfamic acid, the inert gas and trace amounts of nitrogen oxide, SiIi-

Wasser und Fluor fast momentan unter Bildung von ciumtetrafluorid, Stickstofftrifluorid und Tetrafluor-Water and fluorine almost instantaneously with the formation of cium tetrafluoride, nitrogen trifluoride and tetrafluoro-

Difluoramin, das gleichzeitig als Abgas von der Reak- 30 kohlenstoff enthält, sich jedoch kein Kondensat in deiDifluoramine, which at the same time contains carbon as waste gas from the reac- 30, but no condensate in the dei

tionsmasse abgegeben wird. Kühlfalle sammelt, woraus hervorgeht, daß keintion mass is released. Cold trap collects, from which it can be seen that no

»Gleichzeitig« bedeutet dabei, daß während der Difluoramin entwickelt wird. Vorzugsweise wird die Einleitung von gasförmigem Fluor Difluoramin von Temperatur von Reaktor und Inhalt etwa in dem der Reaktionsmasse entwickelt wird. Die Umsetzung Bereich von 0 bis 5°C gehalten. Bei diesen Temperakann also bei etwa Zimmertemperatur durchgeführt 35 türen, die leicht eingehalten werden können, indem werden, was natürlich einen besonderen Vorteil des man den Reaktor in ein Eisbad eintauchen läßt, erfolgt Verfahrens der Erfindung darstellt. die Fluorierung rasch, und die Bildung der Verun-"Simultaneously" means that difluoroamine is developed during the process. Preferably the Introduction of gaseous fluorine difluoroamine from the temperature of the reactor and contents approximately in that the reaction mass is developed. The implementation range is kept from 0 to 5 ° C. At this tempera can so carried out at around room temperature 35 doors that can be easily adhered to by which is of course a particular advantage of immersing the reactor in an ice bath Represents method of the invention. the fluorination rapidly, and the formation of the impurities

Bei Reaktionstemperaturen in dem unteren Teil des reinigungen wird weitgehend verhindert,
angegebenen Bereiches, beispielsweise bei etwa 10 Um die Entwicklung von gasförmigem Difluorbis 15°C, ist die Entwicklung von Difluoramin von 40 amin zu bewirken, wird die Reaktionsmasse dann der Reaktionsmasse zwar merklich, aber relativ lang- vorzugsweise auf über 15° C und gewöhnlich auf sam und wirtschaftlich unerwünscht. Wenn also das Zimmertemperatur oder 20 bis 30° C erwärmt. Um Verfahren in der Weise durchgeführt werden soll, daß die Entwicklung von Difluoramin in dem Reaktor gleichzeitig Fluor eingeleitet und Difluoramin von der zu beschleunigen, kann der Reaktor mit seinem Inhalt Reaktionsmasse abgegeben wird, wird vorzugsweise 45 auch auf Temperaturen von reichlich über Zimmereine Reaktionstemperatur von mindestens etwa 15°C temperatur erwärmt werden. Bei Temperaturen von angewandt. Reaktionstemperaturen über 30°C bieten beträchtlich über 80 bis 85°C werden jedoch leicht keine besonderen Vorteile und sind zu vermeiden, um Wasser und Schwefelsäurenebel mit dem gasförmigen die Bildung von Stickstofftrifluorid zu unterbinden. Difluoramin aus dem Reaktor getragen.
At reaction temperatures in the lower part of the cleaning it is largely prevented
specified range, for example at about 10 sam and economically undesirable. So if the room temperature or 20 to 30 ° C warms up. In order to accelerate the process in such a way that the development of difluoroamine in the reactor is initiated simultaneously fluorine and difluoroamine from the, the reactor can be discharged with its contents reaction mass, is preferably also at temperatures of well above room a reaction temperature of at least heated to a temperature of around 15 ° C. Applied at temperatures of. Reaction temperatures above 30 ° C offer considerably above 80 to 85 ° C, however, there are no particular advantages and should be avoided in order to prevent the formation of nitrogen trifluoride with water and sulfuric acid mist with the gaseous form. Difluoroamine carried out of the reactor.

Die Beendigung der Umsetzung kann leicht daran 50 Vermutlich sind die in jeder Stufe dieses Verfahrens erkannt werden, daß sich kein weiteres flüssiges Di- ablaufenden Umsetzungen die durch die obigen Gleifluoramin in der Kühlfalle ansammelt oder daß Fluor chungen a) und b) wiedergegebenen. Das heißt, die in dem Abgas anwesend ist. Gewünschtenfalls kann bei der Fluorierung bei- tiefer Temperatur gebildete nach Beendigung der Zuleitung von Fluor die Tem- nicht flüchtige Zwischenverbindung ist vermutlich peratur auf 80 bis 85°C erhöht werden, um noch in 55 Ν,Ν-Difluorsulfaminsäure, die während der folgenden der Reaktionsmasse befindliches Difluoramin voll- Verfahrensstufe bei höherer Temperatur rasch mit ständig zu entfernen. Der Rückstand in dem Reaktor Wasser reagiert, so daß es zur Entwicklung des gasbesteht aus einer wäßrigen Lösung von Schwefelsäure förmigen Difluoramins kommt,
und Fluorwasserstoff. Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele
The completion of the reaction can easily be recognized by the fact that no further liquid di-running reactions accumulate in the cold trap as a result of the above fluorine amine or that fluorine compounds a) and b) are shown in each stage of this process. That is, that is present in the exhaust gas. If desired, the non-volatile intermediate compound formed in the fluorination at low temperature after the end of the supply of fluorine can be increased presumably to 80 to 85 ° C, to 55 Ν, Ν-difluorosulfamic acid, which during the following of the reaction mass Difluoroamine located in full process stage at higher temperature to remove rapidly with constantly. The residue in the reactor reacts water, so that it comes to the development of the gas consisting of an aqueous solution of sulfuric acid-shaped difluoramine,
and hydrogen fluoride. The invention is illustrated by the following examples

Bei dem oben beschriebenen Verfahren erfolgen 60 veranschaulicht.In the method described above, there are 60 illustrated.

vermutlich die folgenden Umsetzungen: „ · . , „probably the following conversions: "·. , "

BeispiellFor example

NH2SO3H + 2F2 -> NF2SO3H + 2HF (a) 5 g (005 Mol)*Sulfaminsäure wurden in 45 mlNH 2 SO 3 H + 2F 2 -> NF 2 SO 3 H + 2HF (a) 5 g (005 mol) * sulfamic acid were in 45 ml

und Wasser von Zimmertemperatur in einem Dreihals-and room temperature water in a three-necked

NF2SO3H + H2O -> H2SO4 + HNF2 (b) 65 glaskolben mit Gaseinlaß, Rührer und Gasauslaß anNF 2 SO 3 H + H 2 O -> H 2 SO 4 + HNF 2 (b) 65 glass flasks with gas inlet, stirrer and gas outlet

den nacheinander eine Eisfalle, ein mit einer kali-one after the other an ice trap, one with a potash

Wenn diese Umsetzungen erfolgen, zeigt die Er- brierten Glasfalle ausgestatteter Trockeneiskühler undWhen these conversions take place, the Broken Glass Trap shows an equipped dry ice cooler and

fahrung, daß sie bei den oben beschriebenen Tem- eine Infrarotzelle angeschlossen waren, gelöst. Dasfound that they were connected to an infrared cell at the temperature described above. That

System wurde etwa 1 Stunde mit Stickstoff, der mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 ccm/Min. zugeleitet wurde, gespült. Danach wurde 2 V2 Stunden lang ein Gemisch von Stickstoff und elementarem Fluor mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 ccm/Min. Stickstoff und etwa 15 ccm/Min. Fluor in den Reaktor geleitet. Während dieser Zeit wurde die Lösung gerührt und bei etwa Zimmertemperatur gehalten. Bei dieser Zufuhrgeschwindigkeit wurde das Fluor praktisch mit der gleichen Geschwindigkeit verbraucht und zugeführt.System was running for about 1 hour with nitrogen blowing at a rate of about 200 cc / min. was supplied, rinsed. Thereafter, a mixture of nitrogen and elemental fluorine was applied for 2V for 2 hours at a rate of about 200 cc / min. Nitrogen and about 15 cc / min. Fluorine fed into the reactor. During this time the solution was stirred and kept at about room temperature. At this feed rate, the fluorine was consumed and supplied at practically the same rate.

Die Reaktorabgase wurden nacheinander durch die Eisfalle, um Wasser auszukondensieren, durch die Trockeneisfalle, um Difluoramin auszukondensieren, und dann durch die Infrarotzelle geleitet. Während der 2 1I2 Stunden wurde etwa 0,1 Mol Fluor zugeführt, und das Verhältnis der insgesamt eingesetzten Reaktionsteilnehmer betrug etwa 2 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure. Während der Fluorierung enthielten die Abgase der Trockeneisfalle Stickstoff und, wie sich aus der Infrarotanalyse ergab, Spuren von Stickoxydul, Siliciumtetrafluorid, Stickstofftrifluorid und Tetrafluorkohlenstoff, jedoch kein Difluoramin. Bei Beendigung des Ansatzes, während dessen sich kontinuierlich Difluoiamin entwickelt hatte, hatten sich in der Kühlfalle etwa 1,4 ml einer wasserweißen Flüssigkeit gesammelt. Die Kühlfalle wurde aus dem Trockeneisbad genommen und erwäimen gelassen. Die Flüssigkeit in der Falle wurde in einen Stickstoffstrom verdampft und von diesem in die Infrarotzelle getragen. Die Infrarotanalyse zeigte, daß das Abgas der aufgewärmten Falle nur Difluoramin und Stickstoff enthielt. Auch das Massen spektrogramm des Inhalts der Falle ergab, daß dieser aus praktisch reinem Difluoramin bestand. Aus der Menge an Flüssigkeit, die sich in der Kühlfalle gesammelt hatte, und der eingesetzten Menge an Sulfaminsäure ergibt sich eine Ausbeute an Difluoramin von 77% der Theorie.The reactor exhaust gases were passed successively through the ice trap to condense out water, through the dry ice trap to condense out difluoroamine, and then through the infrared cell. During the 2 1 I 2 hours, supplied about 0.1 moles of fluorine, and the ratio of reactants used was a total of about 2 moles of fluorine per mole of sulfamic acid. During the fluorination, the exhaust gases from the dry ice trap contained nitrogen and, as indicated by infrared analysis, traces of nitrogen oxide, silicon tetrafluoride, nitrogen trifluoride and carbon tetrafluoride, but no difluoroamine. At the end of the batch, during which difluoroamine had developed continuously, about 1.4 ml of a water-white liquid had collected in the cold trap. The cold trap was removed from the dry ice bath and allowed to warm up. The liquid in the trap was evaporated into a nitrogen stream and carried by this into the infrared cell. Infrared analysis showed that the exhaust gas from the heated trap contained only difluoroamine and nitrogen. The mass spectrogram of the contents of the trap also showed that it consisted of practically pure difluoroamine. From the amount of liquid that had collected in the cold trap and the amount of sulfamic acid used, the yield of difluoroamine is 77% of theory.

Beispiel 2Example 2

In diesem Ansatz wurde 1 1J2 Stunden lang ein Gemisch aus Stickstoff und elementarem Fluor mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 ccm/Min. Stickstoff und etwa 30 ccm/Min. Fluor in den Reaktor eingeleitet. Insgesamt wurden etwa 0,12 MoI Fluor eingeleitet, und das Mengenverhältnis der insgesamt eingesetzten Reaktionsteilnehmer betrug etwa 2,4 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure. Die Ergebnisse waren die gleichen wie im Beispiel 1. Jedoch hatte sich bei Beendigung des Ansatzes etwa 1 ml Flüssigkeit in der Kühlfalle kondensiert. Aus der Menge an Flüssigkeit, die sich in der Kühlfalle gesammelt hatte, und der eingesetzten Menge an Sulfaminsäure ergibt sich die Ausbeute an Difluoramin zu etwa 55,5% der Theorie.In this approach, a mixture of nitrogen and elemental fluorine at a rate of about 200 ccm / min was used for 1 1 J 2 hours. Nitrogen and about 30 cc / min. Fluorine introduced into the reactor. A total of about 0.12 mol of fluorine was introduced, and the quantitative ratio of the total reactants used was about 2.4 mol of fluorine per mole of sulfamic acid. The results were the same as in Example 1. However, at the end of the batch, about 1 ml of liquid had condensed in the cold trap. From the amount of liquid that had collected in the cold trap and the amount of sulfamic acid used, the yield of difluoroamine is about 55.5% of theory.

Beispiel 3Example 3

5 g (0,05 Mol) Sulfaminsäure wurden in etwa 45 ml Wasser in dem Reaktor von Beispiel 1 gelöst, und Reaktor und Inhalt wurden auf 0 bis 5°C gekühlt. Die Lösung wurde 1J2 Stunde gerührt und mit Stickstoff, der mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 ccm/Min. zugeführt wurde, gespült. Danach wurde etwa 1 Stunde lang ein Gemisch von Stickstoff und elementarem Fluor mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 ccm/Min. Stickstoff und etwa 40 ccm/Min. Fluor in den Reaktor eingeleitet, während die Lösung gerührt und bei einer Temperatur von 0 bis 5°C gehalten wurde. Die Geschwindigkeit der Fluorzufuhr war derart, daß das Fluor praktisch mit der gleichen Geschwindigkeit verbraucht wie zugeführt wurde. Etwa 0,1 Mol Fluor wurden zugeführt, und das Mengenverhältnis der insgesamt eingesetzten Reaktionsteilnehmer betrug etwa 2 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure. Während der Einleitung des Fluors zeigte die Infrarotanalyse der Reaktorabgase, daß diese Gase nur Spurenmengen Stickoxydul, Siliciumtetrafluorid, Stickstofftrifluorid und Tetrafluorkohlenstoff, jedoch kein Difluoramin enthielten. Nach Beendigung der Einleitung von Fluor wurde der Reaktor etwa 30 Minuten lang mit Stickstoff gespült, während Reaktor und Inhalt bei 0 bis 50C gehalten wurden. Dann wurde der Gasauslaß des Reaktors an einen mit wasserfreiem Calciumsulfat gefüllten Trockenturm angeschlossen, an den nacheinander ein mit einer kalibrierten Glasfalle ausgestatteter Trockeneiskühler und eine Infrarotzelle angeschlossen waren. Das Eisbad wurde entfernt, und Reaktor und Inhalt wurden etwa 1V2 Stunden lang aufwärmen gelassen, während die Abgase des Reaktors durch den Trockeneisturm und die Trockeneisfalle geführt wurden. Insbesondere als Reaktor und Inhalt eine Temperatur über etwa 10° C angenommen hatten und die Temperatur sich Zimmertemperatur näherte, begann Difluoramin sich in der Kühlfalle zu sammeln. Etwa 2 Stunden lang wurde ein langsamer Stickstoffstrom durch den Reaktor geleitet, um Difluoramin aus dem Reaktor und durch den Trockenturm in die Kühlfalle zu spülen. Während des Aufwärmens und des Spülens mit Stickstoff enthielten die Abgase der Trockeneisfalle nur Stickstoff, und die Infrarotanalyse zeigte kein Difluoramin. Nach Beendigung des Spülens mit Stickstoff hatten sich etwa 1,4 ml einer wasserweißen Flüssigkeit in der Kühlfalle kondensiert. Die Kühlfalle wurde aus dem Trockeneisbad entfernt und aufwärmen gelassen. Die Flüssigkeit in der Falle wurde in einen Stickstoffstrom verdampft und von diesem in die Infrarotzelle getragen. Die Infrarotanalyse zeigte, daß das Abgas der aufgewärmten Falle neben Stickstoff nur Difluoramin enthielt. Aus der Menge an Flüssigkeit, die sich in der Kühlfalle gesammelt hatte, und der eingesetzten Menge an Sulfaminsäure ergibt sich die Ausbeute an Difluoramin zu etwa 77% der Theorie.5 g (0.05 mol) of sulfamic acid were dissolved in about 45 ml of water in the reactor of Example 1, and the reactor and contents were cooled to 0-5 ° C. The solution was stirred for 1 J for 2 hours and charged with nitrogen at a rate of about 200 cc / min. was supplied, rinsed. Thereafter, a mixture of nitrogen and elemental fluorine was applied at a rate of about 200 cc / min. For about 1 hour. Nitrogen and about 40 cc / min. Fluorine was introduced into the reactor while the solution was stirred and maintained at a temperature of 0-5 ° C. The rate of fluorine supply was such that the fluorine was consumed at substantially the same rate as it was supplied. About 0.1 mole of fluorine was fed in, and the proportion of the total reactants used was about 2 moles of fluorine per mole of sulfamic acid. During the introduction of the fluorine, the infrared analysis of the reactor exhaust gases showed that these gases contained only trace amounts of nitrogen oxide, silicon tetrafluoride, nitrogen trifluoride and carbon tetrafluoride, but no difluoroamine. After the introduction of fluorine had ended, the reactor was flushed with nitrogen for about 30 minutes, while the reactor and contents were kept at 0 to 5 ° C. The gas outlet of the reactor was then connected to a drying tower filled with anhydrous calcium sulfate, to which a dry ice cooler equipped with a calibrated glass trap and an infrared cell were connected in succession. The ice bath was removed and the reactor and contents were allowed to warm up for approximately 1V 2 hours while the reactor exhaust gases were passed through the dry ice tower and dry ice trap. In particular, when the reactor and contents had reached a temperature above about 10 ° C and the temperature was approaching room temperature, difluoroamine began to collect in the cold trap. A slow stream of nitrogen was passed through the reactor for approximately 2 hours to purge difluoroamine out of the reactor and through the drying tower into the cold trap. During the warm-up and nitrogen purging, the exhaust gases from the dry ice trap contained only nitrogen and infrared analysis showed no difluoroamine. After purging with nitrogen had ended, about 1.4 ml of a water-white liquid had condensed in the cold trap. The cold trap was removed from the dry ice bath and allowed to warm up. The liquid in the trap was evaporated into a nitrogen stream and carried by this into the infrared cell. The infrared analysis showed that the exhaust gas from the heated trap contained only difluoroamine in addition to nitrogen. From the amount of liquid that had collected in the cold trap and the amount of sulfamic acid used, the yield of difluoroamine is about 77% of theory.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Difluoramin, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiges elementares Fluor in eine wäßrige Lösung von Sulfaminsäure in einer Menge von nicht mehr als 2,5 Mol Fluor je Mol Sulfaminsäure eingeleitet wird, während die Temperatur der Lösung in dem Bereich von 0 bis 30°C gehalten wird, und das gebildete Difluoramin dann bei einer Temperatur von 10 bis 850C in der Dampfphase von der Reaktionsmasse entfernt wird.1. A process for the preparation of difluoroamine, characterized in that gaseous elemental fluorine is introduced into an aqueous solution of sulfamic acid in an amount of not more than 2.5 moles of fluorine per mole of sulfamic acid, while the temperature of the solution is in the range from 0 to 30 ° C is maintained, and the difluoroamine formed is removed at a temperature of 10 to 85 0 C in the vapor phase of the reaction mass then. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fluor in einer Menge von nicht wesentlich mehr als 2 Mol je Mol Sulfaminsäure eingeleitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that fluorine in an amount of not significantly more than 2 moles per mole of sulfamic acid is introduced. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Reaktionsmasse während der Abtrennung des Difluoramins bei 15 bis 30° C gehalten wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the temperature of the reaction mass during the separation of the difluoramine is kept at 15 to 30 ° C. 7 87 8 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch rend der Einleitung des Fluors in dem Bereich von gekennzeichnet, daß das Fluor im Gemisch mit 0 bis 5° C gehalten wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized rend the introduction of the fluorine in the range of characterized in that the fluorine is kept in the mixture at 0 to 5 ° C. nicht weniger als 4 Volumen an inertem Gas je not less than 4 volumes of inert gas each Volumen Fluor eingeleitet wird.Volume of fluorine is introduced. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch 5 In Betracht gezogene Druckschriften: gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur wäh- Deutsche Auslegeschrift Nr. 1180 721.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in 5 publications considered: characterized in that the reaction temperature was German Auslegeschrift No. 1180 721. 709 617/509 7. 67 ® Bundesdruckerei Berlin709 617/509 7. 67 ® Bundesdruckerei Berlin
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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