DE1273537B - Verfahren zur Herstellung von Azoamiden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von AzoamidenInfo
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- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. CL:
Deutsche Kl.:
C07c
C 08 g
Uq-U
12O-25
39 b-22/01
39 b-22/01
Nummer: 1273 537
Aktenzeichen: P 12 73 537.4-42 (W 39598)
Anmeldetag: 23. Juli 1965
Auslegetag: 25. Juli 1968
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oxydation von Hydrazoamiden.
Bei der Oxydation von Hydrazoamiden zu Azoamiden ist es schwierig, ein hydrazoamidfreies Azoamidprodukt
zu erhalten. Obgleich die Abtrennung von Hydrazoamid möglich ist, ist sie großtechnisch
nicht durchführbar. Bei vielen Oxydationsverfahren wird die Oxydation des Hydrazoamids bis zur
Beendigung fortgesetzt, wobei das Azoamidprodukt mit einem Verlust an Ausbeute erhalten wird. Bei ro
verschiedenen Oxydationsverfahren, z. B. mit Dichromaten, treten weiterhin Probleme bei der Beseitigung
des ausfließenden Materials auf.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Azoamiden durch Oxydation von Hydrazoamiden der
allgemeinen Formel
R'
R2
N —CO —NH-NH-CO —N
R4
in der R1, R2, R3 und R4 für Wasserstoffatome oder
substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen stehen, in Gegenwart
von wasserlöslichen Chloraten in saurer Lösung gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
die Oxydation mit einem stöchiometrischen Chloratüberschuß bei einem pH-Wert von — 2,0 bis —0,5
in Gegenwart von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Brom oder eines Bromids (bezogen auf das Hydrazoamid)
bei einer Temperatur von 25 bis 75 0C durchführt, wobei die Konzentration der Bromverbindung im
Reaktionsmedium über 0,01 Gewichtsprozent pro Volumen liegt.
Die Substituenten R1, R2, R3 und R4 können
gleich oder verschieden sein, und im Falle von Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen
können diese substituiert, z. B. mit Chlor- oder Nitrogruppen, oder unsubstituiert sein, wobei jedoch
diese Gruppen bevorzugt unsubstituiert sind.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in der obigen Formel R1, R2, R3 und R4
Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie n-Propyl, Isobutyl, Octyl und Dodecyl, vorzugsweise
jedoch Methyl und Äthyl; Cycloalkylgruppen, z. B. Cyclopentyl und Cyclohexyl; Arylgruppen,
z. B. Äthyiphenyl und Naphthyl, vorzugsweise jedoch Phenyl, und Aralkylgruppen mit 1 bis
5 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, z. B. Naphthyläthyl, vorzugsweise jedoch Benzyl. In einer
bevorzugten Ausführungsform stehen R1, R2, R3 und R4 jeweils für Wasserstoff.
Verfahren zur Herstellung von Azoamiden
Anmelder:
Whiffen & Sons Limited,
Loughborough, Leicestershire (Großbritannien)
Vertreter:
Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39
Als Erfinder benannt:
John Ninton Challinor,
Neil William Woodrow Porter,
Loughborough, Leicestershire (Großbritannien)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. August 1964 (32 761),
vom 22. Oktober 1964 (43 045)
vom 22. Oktober 1964 (43 045)
Das Brom oder Bromid ist jedoch nur in katalytischer Menge erforderlich. Die Brom- oder
Bromidmenge beträgt zweckmäßig 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 10 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Hydrazoamidausgangsmaterial. Geeignete Bromide sind Alkalimetallbromide,
wie Natriumbromid und Kaliumbromid; Erdalkalimetallbromide, wie Calciumbromid und
Bariumbromid; andere Metallbromide, z. B. Ferribromid, Chrombromid, Kupferbromid, Strontiumbromid,
Kobalt(HI)-bromid und Zinkbromid; Bromwasserstoffsäure und Halogenbromide, wie Brommonochlorid.
Das Bromid kann auch ein organisches Bromid, z. B. ein quaternäres Ammoniumbromid,
wie Tetramethylammoniumbromid oder Tetraäthylammoniumbromid, sein.
Die Brom- oder Bromidkonzentration in der gesamten Reaktionsflüssigkeit liegt zweckmäßig über
0,01 Gewichtsprozent pro Volumen, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 10 Gewichtsprozent pro Volumen.
Das Gewicht-Volumen-Verhältnis ist berechnet als g/ccm.
Der in der vorliegenden Erfindung genannte pH-Wert wird nach der folgenden Formel berechnet:
pH-Wert = — logio (Wasserstoffionenkonzentration)
wobei monobasische Säuren, wie Salzsäure, als voll
W9M7/M9
ionisiert angesehen werden; bei polybasischen Säuren, wie Schwefelsäure, wird angenommen, daß das
erste Wasserstoffatom ,voll ionisiert ist und die anderen Wasserstoffatome nicht ionisiert sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Anwesenheit von Salzsäure und bzw. oder
Schwefelsäure durchgeführt. Gegebenenfalls können auch andere Säuren, wie Phosphorsäure, verwendet
werden; oxydierende Säuren, wie Salpetersäure, sind jedoch ungeeignet.
Während des Verfahrens tritt eine sich steigernde Verdünnung ein, da im Oxydationsverfahren etwas
Wasser gebildet wird und in vielen Fällen das Chlorat als eine wäßrige Lösung zugefügt wird.
Daher ist die Azidität am Ende der Oxydation geringer als die Azidität am Reaktionsbeginn. Das
Verfahren wird vorzugsweise mit einem pH-Wert im Bereich von —1,0 bis —0,5 während der gesamten
Reaktion durchgeführt.
Als wasserlösliche Chlorate eignen sich Alkalimetallchlorate, wie Kaliumchlorat oder Natriumchlorat;
Erdalkalimetallchlorate, wie Calciumchlorat; und andere Metallchlorate, wie Magnesiumchlorat,
Zinkchlorat, Bleichlorat oder Silberchlorat. Es ist jedoch wesentlich, ein Metall zu verwenden, das
ein lösliches Salz mit der verwendeten Säure bildet, da anderenfalls das Produkt mit dem unlöslichen
Metallsalz verunreinigt ist. Es wird bevorzugt,, ein Alkalimetallchlorat, insbesondere Natriumchlorat,
zu verwenden. Das Chlorat kann der Reaktionsmischung in Form einer wäßrigen Lösung oder als
Feststoff zugegeben werden.
Um eine vollständige Oxydation zu erhalten, muß mindestens die stöchiometrisch äquivalente Chloratmenge
verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Oxydation von Hydrazoformamid zu Azoformamid,
das weitgehend als Blähmittel verwendet wird. Zu diesem Zweck muß das Azoformamid völlig frei
von Hydrazoformamid sein, und es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß sie
sich auf ein einfaches Verfahren zur Oxydation von Hydrazoformamid zu Azoformamid mit hohen Ausbeuten
eines von Hydrazoformamid freien Produktes bezieht. Zu diesem Zweck ist ein Chloratüberschuß
über die stöchiometrische Menge erforderlich; der Überschuß kann bis zu 100% oder mehr betragen.
Befriedigende Ergebnisse werden mit einem 15%igen Überschuß über die stöchiometrische Menge, vorzugsweise
mit einem 5- bis 10%igen Überschuß, erhalten.
Die Oxydation kann bei Temperaturen zwischen 25 und 75° C durchgeführt werden. Werden Temperaturen
über 75 s G angewendet, so werden im allgemeinen damit weniger zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen etwa 25 und 500C durchgeführt.
Die Oxydation kann bei Normaldruck, unter vermindertem Druck oder unter Druck durchgeführt
werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung. Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozent.
,Eine Lösung aus 30,9 g Natriumchlorat in 50 ecm
Wasser wurde innerhalb von 37,5 Minuten unter Rühren zu einer Suspension aus 100 g Hydrazoformamid,
110 ecm 36%iger Salzsäure in 70 ecm Wasser und 3,75 g Natriumbromid zugegeben. Die
Reaktionstemperatur wurde auf 37,5°C gehalten; der pH-Wert bei Beginn des Verfahrens betrug
—0,85 und am Ende desselben —0,75. Es wurden 96,5 g eines orangefarbenen Azoformamids erhalten,
das gewaschen, filtriert und getrocknet wurde. Das Azoformamid enthielt keine feststellbare Menge an
Hydrazoformamid.
Eine Lösung aus 35 g Calciumchlorat in 50 ecm Wasser wurde innerhalb von 40 Minuten unter
Rühren zu einer Suspension aus 100 g Hydrazoformamid, 113 ecm 36%iger Salzsäure mit 72 ecm
Wasser und 4,5 g Kaliumbromid zugegeben. Die Reaktionstemperatur wurde auf 40°C gehalten; der
pH-Wert bei Beginn des Verfahrens betrug —0,85 und am Ende desselben —0,75. Es wurden 96 g
Azoformamid erhalten, das gewaschen, filtriert und getrocknet wurde. Das Azoformamid enthielt keine
feststellbare Menge an Hydrazoformamid.
Eine Lösung aus 32 g Natriumchlorat in 45 ecm wäßriger Lösung wurde innerhalb von 45 Minuten
unter Rühren zu einer Suspension aus 100 g Hydrazoformamid, 61 ecm 36%iger Salzsäure in
59 ecm Wasser und 0,5 g Natriumbromid zugegeben. Die Reaktionstemperatur wurde auf 40 bis 450C
gehalten; der pH-Wert zu Beginn des Verfahrens betrug —0,77 und am Ende desselben —0,63. Das
Azoformamid (96 g) wurde filtriert, gewaschen und getrocknet; es enthielt keine feststellbare Menge an
Hydrazoformamid.
Eine Lösung aus 33 g Natriumchlorat in 80 ecm wäßriger Lösung wurde innerhalb von 45 Minuten
unter Rühren zu einer Suspension aus 100 g Hydrazoformamid, 71,5g konzentrierter Schwefelsäure
in 94 ecm Wasser und 0,5 g Natriumbromid zugegeben. Die Reaktionstemperatur wurde auf 10
bis 45°C gehalten; der pH-Wert zu Beginn des Verfahrens betrug —1,04 und am Ende desselben
—0,83. Das Azoformamid (97 g) wurde filtriert, gewaschen und getrocknet; es enthielt keine feststellbare
Menge an Hydrazoformamid.
Beispiel 3 wurde bei einer Temperatur von 50 bis 55"C wiederholt; es wurden 94 g Azoformamid
erhalten.
Beispiel 3 wurde bei einer Temperatur von 60 bis 65°C wiederholt; es wurden 91 g Azoformamid
erhalten, das keine feststellbare Menge an Hydrazoformamid enthielt.
32 g festes Natriumchlorat wurden portionsweise innerhalb von 45 Minuten unter Rühren zu einer
Suspension aus 100 g Hydrazoformamid, 61 ecm 36%iger Salzsäure in 81 ecm Wasser und 0,5 g
Brom zugegeben. Die Reaktionslemperatur wurde auf 40 bis 45C gehalten; der pH-Wert zu Beginn
IO
des Verfahrens betrug —0,70 und am Ende desselben —0,65. Das Azoformamid (96 g) wurde filtriert,
gewaschen und getrocknet. Es enthielt keine feststellbare Menge an Hydrazoformamid.
32 g festes Natriumchlorat wurden portionsweise innerhalb von 45 Minuten unter Rühren zu einer
Suspension aus 100 g Hydrazoformamid, 60 g konzentrierter Schwefelsäure in 94 ecm Wasser und
1,0 g Kobaltbromid zugegeben. Die Reaktionstemperatur wurde auf 40 bis 450C gehalten; der pH-Wert
zu Beginn des Verfahrens betrug —0,78 und am Ende desselben —0,74. Das Azoformamid (97 g)
wurde filtriert, gewaschen und getrocknet und enthielt keine feststellbare Menge an Hydrazoformamid.
Beispiel 3 wurde unter Verwendung von Methylhydrazoformamid an Stelle von Hydrazoformamid
wiederholt. Es wurden 92 Teile Monomethylazoformamid erhalten.
Beispiel 3 wurde unter Verwendung von N-Methyl-N-phenylhydrazoformamid
ari Stelle von Hydrazoformamid wiederholt; es wurden 82 Teile N-Methyl-N-phenylazoformamid erhalten.
Beispiel 3 wurde unter Verwendung von N-Äthyl-N-phenyi-N'-methylhydrazoformamid
an Stelle von Hydrazoformamid wiederholt. Es wurden 96 Teile N-Äthyl-N-phenyl-N'-methyl-azoformamid erhalten.
amid an Stelle von Hydrazoformamid wiederholt; es wurden 85 Teile Ν,Ν-Dimethyl-N'-cyclohexyl-N'-n-dodecylazoformamid
erhalten.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Azoamiden durch Oxydation von Hydrazoamiden der allgemeinen Formel
35
Beispiel 3 wurde unter Verwendung von Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetrabenzylhydrazoformamid an Stelle
von Hydrazoformamid wiederholt; es wurden 92 Teile N,N,N',N'~Tetrabenzylazoformamid erhal-
Beispiel 13
Beispiel 3 wurde unter Verwendung von N-Methyl -N- phenyl - N' - benzyl - N' - (7 - äthylnaphthyl)-hydrazoformamid
an Stelle von Hydrazoformamid wiederholt. Es wurden 88 Teile N-Methyl-N-phenyl-N'-benzyl-N'-(7-äthylnaphthyl)-azoformamid
erhalten.
B e i s ρ i e 1 14
Beispiel 3 wurde unter Verwendung von N,N-Dimethyl - N' - cyclohexyl - N' - η - dodecylhydrazoform-R1
R2
,R3
N — CO — NH — NH — CO — N
in welcher R1, R2, R3 und R4 für Wasserstoffatome
oder substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen
stehen, in Gegenwart von wasserlöslichen ChIoraten in saurer Lösung, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Oxydation mit einem stöchiometrischen Chloratüberschuß bei einem pH-Wert von —2,0 bis —0,5 in Gegenwart
von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Brom oder eines Bromids (bezogen auf das Hydrazoamid)
bei einer Temperatur von 25 bis 75° C durchführt, wobei die Konzentration der Bromverbindung
im Reaktionsmedium über 0,01 Gewichtsprozent pro Volumen liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation in Gegenwart
von Salzsäure und bzw. oder Schwefelsäure durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation bei
einer Temperatur zwischen 25 und 500C durchführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation in
Gegenwart von Natriumbromid oder Kaliumbromid durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei einem
pH-Wert von -1,0 bis -0,5 durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion unter
Druck durchführt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 352 761,
799;
belgische Patentschrift Nr. 627 533.
Französische Patentschriften Nr. 1 352 761,
799;
belgische Patentschrift Nr. 627 533.
809 587/5*9 7.68 © Bundesdruckerei Berlin
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