DE2510095B2 - Verfahren zum nitrieren von halogenierten benzolderivaten - Google Patents
Verfahren zum nitrieren von halogenierten benzolderivatenInfo
- Publication number
- DE2510095B2 DE2510095B2 DE19752510095 DE2510095A DE2510095B2 DE 2510095 B2 DE2510095 B2 DE 2510095B2 DE 19752510095 DE19752510095 DE 19752510095 DE 2510095 A DE2510095 A DE 2510095A DE 2510095 B2 DE2510095 B2 DE 2510095B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- acid
- isomer
- reaction
- catalyst
- nitric acid
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000000802 nitrating effect Effects 0.000 title claims description 17
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical class C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 67
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 57
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 25
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 14
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 9
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N dinitrogen pentaoxide Chemical compound [O-][N+](=O)O[N+]([O-])=O ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 4
- -1 o-chiortoluene Chemical compound 0.000 claims description 4
- KZNRNQGTVRTDPN-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-1,4-dimethylbenzene Chemical group CC1=CC=C(C)C(Cl)=C1 KZNRNQGTVRTDPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- OSOUNOBYRMOXQQ-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(Cl)=C1 OSOUNOBYRMOXQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1 ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NVLHGZIXTRYOKT-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2,3-dimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(Cl)=C1C NVLHGZIXTRYOKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CVGAWKYSRYXQOI-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1Cl CVGAWKYSRYXQOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WRZSIHUUDJFHNY-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-propylbenzene Chemical compound CCCC1=CC=CC=C1Cl WRZSIHUUDJFHNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 61
- 239000000047 product Substances 0.000 description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- BFCFYVKQTRLZHA-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1Cl BFCFYVKQTRLZHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- HHUIAYDQMNHELC-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O HHUIAYDQMNHELC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 5
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 5
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 5
- CZGCEKJOLUNIFY-UHFFFAOYSA-N 4-Chloronitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 CZGCEKJOLUNIFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- XDLDASNSMGOEMX-UHFFFAOYSA-N benzene benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1 XDLDASNSMGOEMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 150000004715 keto acids Chemical class 0.000 description 3
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical class [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- NTBYINQTYWZXLH-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-4-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 NTBYINQTYWZXLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001417093 Moridae Species 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N dinitrogen tetraoxide Chemical compound [O-][N+](=O)[N+]([O-])=O WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000005171 halobenzenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMEXAQBBMDHIGQ-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2,5-dimethyl-4-nitrobenzene Chemical group CC1=CC([N+]([O-])=O)=C(C)C=C1Cl JMEXAQBBMDHIGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBSQPLPBRSHTTG-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1Cl IBSQPLPBRSHTTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMAQZIILEGKYQZ-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC(Cl)=C1 KMAQZIILEGKYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFKWXXILDUNDDF-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-1,4-dimethyl-3-nitrobenzene Chemical group CC1=CC=C(C)C([N+]([O-])=O)=C1Cl DFKWXXILDUNDDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYMLOMAKGOJONV-UHFFFAOYSA-N 4-nitroaniline Chemical compound NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 TYMLOMAKGOJONV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000343235 Maso Species 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N Metaphosphoric acid Chemical compound OP(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010027977 Morose Diseases 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241001178520 Stomatepia mongo Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100020289 Xenopus laevis koza gene Proteins 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVJSGOYEEDZAGW-UHFFFAOYSA-N [chloro(nitro)methyl]benzene Chemical compound [O-][N+](=O)C(Cl)C1=CC=CC=C1 BVJSGOYEEDZAGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011959 amorphous silica alumina Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- YXGWBKCOOBHTPT-UHFFFAOYSA-N benzene;chlorobenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1.ClC1=CC=CC=C1 YXGWBKCOOBHTPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N benzyl chloride Chemical compound ClCC1=CC=CC=C1 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- VQSGSDQVPMPPEH-UHFFFAOYSA-N dialuminum oxygen(2-) phosphoric acid Chemical compound P(O)(O)(O)=O.[O-2].[Al+3].[O-2].[O-2].[Al+3] VQSGSDQVPMPPEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- LZDSILRDTDCIQT-UHFFFAOYSA-N dinitrogen trioxide Chemical compound [O-][N+](=O)N=O LZDSILRDTDCIQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- VFNGKCDDZUSWLR-UHFFFAOYSA-N disulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)OS(O)(=O)=O VFNGKCDDZUSWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- FHHJDRFHHWUPDG-UHFFFAOYSA-N peroxysulfuric acid Chemical compound OOS(O)(=O)=O FHHJDRFHHWUPDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/20—Sulfiding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/053—Sulfates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/22—Halogenating
- B01J37/24—Chlorinating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
- C07C201/06—Preparation of nitro compounds
- C07C201/08—Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
"55
Die nitrierten Halogenbenzolderivate sind als Zwichenprodukte
zur Herstellung verschiedener Verbinlungen geeignet. Von den nitrierten halogenierten
ienzolderivaten ist das p-Isomere eines monohalogeiierten
Mononitrobenzols als Zwischenprodukt zur Herstellung von p-Nitroanilin oder p-Phenylendiamin
;eeignet, die wichtige Materialien zur Herstellung von Farbstoffen oder synthetischen Fasern darstellen.
Weiterhin stellen l,2-Dichlor-4-nitrobenzol (ein Nitrier- »rodukt von o-Dichlorbenzol) und 2,5-Dimethyl-lchlor-4-nitrobenzol
(ein Nitrierproduki. von 2,5-Dimethyl-l-chlorbenzol)
in gleicher Weise nützliche Verbindungen dar.
Andererseits ist auch das o-lsomere des halogenierten
Nitrobenzols eine nützliche Verbindung.
Bei der herkömmlichen Methode zum Nitrieren von halogenierten Benzolen mit Nitriersäure (Mischsäure)
beträgt das Verhältnis von l-Chlor-4-nitrobenzol zu
l-Chlor-2-nitrobenzol in dem Nitrierprodukt des Monochlorbenzols
beispielsweise etwa 1,5 bis etwa 1,8, wobei das Nitrierprodukt 1 bis 2% l-Chlor-3-nitrobenzol
enthält. Da die Bildung des p-Isomeren in geringem Umfang erfolgt, ist das genannte übliche Nitrierverfahren
unter Verwendung von Nitriersäure für die Fälle nicht geeignet, bei denen als Hauptprodukt das
p-Isomei e angestrebt wird. Weiterhin ist die Bildung des
o-lsomeren nicht ausreichend, so daß diese Methode dann nicht geeignet ist, wenn überwiegend das
o-lsomere als Produkt hergestellt werden soll. Weiterhin zeigt das genannte herkömmliche Verfahren den
Nachteil, daß eine große Menge verbrauchter Säure anfällt, die mit dem während der Reaktion gebildeten
Wasser verdünnt ist.
Es ist bereits ein Verfahren beschrieben worden, Monochlorbenzol in Gegenwart von Schwefelsäure und
einer Carbonsäure, wie Essigsäure, zu nitrieren, um einen größeren Anteil des p-Isomeren zu bilden (vgl. die
US-PS 31 80 900). Diese Patentschrift gibt an, daß das Verhältnis von p-Isomeren zu o-Isomeren auf bis zu 2,9
gesteigert werden kann.
Diese Methode ist jedoch für kommerzielle Anwendungszwecke nicht vollständig befriedigend, da die
Rückgewinnung der verbrauchten Schwefelsäure und der Carbonsäure nach der Umsetzung kompliziert ist.
Es ist kein Verfahren zum Nitrieren von Halogenbenzolen bekannt, bei dem das o-lsomere in größeren
Mengen gebildet wird, als es bei dem herkömmlichen Verfahren unter Verwendung von Nitriersäure anfällt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes Verfahren zum Nitrieren
von halogenierten Benzolderivaten anzugeben, das mit einem hohen Umwandlungsgrad das gewünschte
p-Isomere oder das gewünschte o-lsomere in einem günstigen Verhältnis liefert, bei dem keine Behandlung
der verbrauchten Säure erforderlich ist und das in der Dampfphase durchgeführt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist somit das in den vorstehenden Ansprüchen aufgezeigte.
Mit Hilfe des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Verhältnis von p-Isomerem zu
o-Isomerem in dem Produkt auf mindestens 2,0 und unter günstigen Bedingungen auf mindestens 2,5
gesteigert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man das Siliciumdioxid, das Aluminiumoxid, das Siliciumdioxid-Aluminiumoxid
oder eine Mischung aus zwei oder mehreren Bestandteilen dieser Art einsetzen, nachdem
man darauf eine Sauerstoffsäure des Schwefels abgeschieden hat. In diesem Fall kann das Verhältnis des
p-Isomeren zu dem o-Isomeren auf bis zu mindestens 2,0 und unter geeigneten Bedingungen auf mindestens 2,5
gesteigert werden.
Weiterhin kann das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Siliciumdioxid, Aluminiumoxid,
Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder die Mischung aus zwei oder mehreren Bestandteilen dieser Art eingesetzt
werden, nachdem man auf diesem Material eine Sauerstoffsäure des Phosphors abgeschieden hat. In
diesem Fall kann der Anteil, in dem das o-lsomere
gebildet wird, gegenüber dem Anteil, der mit dem herkömmlichen Verfahren möglich ist, gesteigert
werden, so daß es möglich ist, das Verhältnis des o-lsomeren zu dem p-Isomeren auf mindestens 0,8 und
unter geeigneten Bedingungen auf mindestens 0,9 zu steigern.
Es ist bereits ein Verfahren zum Nitrieren von nichthalogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen
wie Benzol in der Dampfphase unter Verwendung von entweder Salpetersäure oder Stickstoffdioxid in Gegenwart
eines trägermaterialhaltigen Phosphorsäure-Aluminiumoxid-Katalysators
beschrieben worden (vgl. die GB-PS 5 86 732, die SU-PS 3 80 639 und Chemical Abstracts 79,52984 Z). Bislang ist jedoch kein Verfahren ,
zum Dampfphasennitrieren von Benzolderivaten, deren Kern durch ein Halogenatom substituiert ist und deren
Nitrierung schwierig ist, bekanntgeworden.
Es ist daher überraschend, daß es erfindungsgemäß möglich ist, halogenierte Benzolderivate in der Dampfphase
durch die Einwirkung von entweder Salpetersäure, Stickstoffdioxid oder Stickstoffpentoxid zu nitrieren.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Katalysator handelt es sich um ein festes anorganisches Oxid, das aus
Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Alumi- ,5
niumoxid und Mischungen aus zwei oder mehreren Bestandteilen dieser Art ausgewählt ist. Die bevorzugte
Form des Aluminiumoxids ist y-Aluminiumoxid oder •^-Aluminiumoxid. Beispiele für Siliciumdioxid-Aluminiumoxid
sind amorphes Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, wie synthetisches Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, saurer
Ton und aktivierter Ton und die kristallinen synthetischen und natürlichen Zeolithe, wie Mordenit und
Y-Typ-Zeolith.
Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator schließt auch jene ein, die aus den obengenannten festen
anorganischen Oxiden bestehen, auf die Sauerstoffsäuren des Schwefels und deren Salze oder Sauerstoffsäuren
des Phosphors abgeschieden worden sind.
Beispiele für die abgeschiedenen Sauerstoffsäuren des Schwefels und die Salze dieser Säuren sind
Schwefelsäure, Pyroschwefelsäure, Peroxyschwefelsäure und die Magnesium-, Aluminium-, Titan-, Vanadium-,
Chrom-, Mangan-, Eisen-, Kobalt-, Nickel-, Kupfer-, Zink-, Zirkon-, Antimon- und Ammonium-Salze dieser
Säuren. Beispiele für abgeschiedene Sauerstoffsäuren des Phosphors sind Phosphorsäure, Phosphorsäureanhydrid,
Metaphosphorsäure, Polyphosphorsäure, Phosphorige Säure und Hypophosphorsäure. Von diesen
Säuren und Salzen sind besonders bevorzugt die Schwefelsäure, die Phosphorsäure und die Metallsulfate.
Von den abzuscheidenden Metallsulfaten sind die Sulfate, die Metallionen großer Elektronegativität
enthalten, besonders bevorzugt.
Die Elektronegativität ist eine Eigenschaft eines Atoms, die das Ausmaß der Fähigkeit dieses Atoms,
Bindungselektronen anzuziehen, wiedergibt, und ist in der Vergangenheit unterschiedlich definiert worden. Im
folgenden wird die Elektronegativität von Metallionen angewandt, die von K. T a η a k a et al. (siehe Shokubai
[Catalysis Society of Japan] 6, 262 [1964]; Shokubai Kogaku Koza [Catalyst Engineering Course] 10:
Shokubai Benran [Catalyst Handbook] Chijinshokan, Seite 752) auf der Basis der Definition von Iczkowshi&
Margrawe abgeleitet wurde (vgl. J. Am. Chem. Soc, 83,3547 [1961]). Die von K. T a η a k a et al.
angegebenen Elektronegativitäten Xi-typischer Ionen sind die folgenden:
Elektroncgativilät von Metallionen (Xi)
| Xi | Ni2' | Xi | RIr" | Xi | Sn4' | Xi | |
| Li' | 3,0 | Co2' | 9,0 | Al·" | 15,4 | U-" | 12,6 |
| Na' | 2,7 | Fe2' | 9,0 | Cr" | 10,5 | CC" | 15,3 |
| K' | 2,4 | Ca2' | 9,0 | Co" | 11,2 | Ir"' | 9,9 |
| Cu' | 5,7 | Mg3' | 5,0 | Fe31 | 12,6 | 19,8 | |
| Zn2' | 6,0 | V-" | 12,6 | ||||
| Cu21 | 8,0 | 11,2 | |||||
| 9,5 | |||||||
Bei der Untersuchung der Nitrieraktivität von Metallsulfatkatalysatoren zeigte sich, daß eine hohe
Korrelation zwischen der Aktivität und der genannten Elektronegativität der Metallionen besteht. Es wurde
gefunden, daß die katalytische Aktivität um so besser wird, je höher die Elektronegativität der die Metallsulfate
bildenden Metallionen ist. Es hat sich gezeigt, daß von den Metallsulfaten, die für das erfindungsgemäße
Verfahren geeignet sind, jene Sulfate eine besonders überlegene katalytische Aktivität zeigen, deren Metallionen
eine Elektronegativität besitzen, die oberhalb der der Magnesiumionen (deren Elektronegativität 6,0
beträgt) liegt. Weiterhin ergab sich bei der Berücksichtigung der Kosten, daß die Sulfate von Fe3+, Cr3+, Ni2+
und Zn2+ besonders bevorzugt verwendet werden.
Es wird empfohlen, den Katalysator in Pulverform zu verwenden, obwohl der Katalysator auch in Teilchen
mit einem Durchmesser von 0,1 bis 5 mm und einer Länge von etwa 1 bis 10 mm oder in Form von
Tabletten mit einer Größe von 1 bis 10 mm vorliegen kann.
Der Katalysator, der aus einem festen anorganischen Oxid besteht, auf dem eine Sauerstoffsäure des
Schwefels oder ein Salz davon oder eine Sauerstoffsäure des Phosphors abgeschieden ist, kann in einfacher
Weise dadurch hergestellt werden, daß man den Träger mit der Sauerstoffsäure und einem Salz davon vermischt
und in dieser Weise das Trägermaterial mit der Sauerstoffsäure oder dem Salz imprägniert.
Der in dieser Weise bereitete Katalysator kann, so wie er ist, für die Durchführung der Reaktion verwendet
werden, obwohl es bevorzugt ist, daß er vor seiner Verwendung bei einer Temperatur von mindestens
1000C calciniert wird. Ein bevorzugterer Katalysator wird dadurch erhalten, daß man das Trägermaterial mit
Schwefelsäure oder einem Salz davon oder Phosphorsäure imprägniert und das Material bei einer Temperatui
von mindestens 1000C calciniert, wobei man im Falle
der Schwefelsäure oder ihrer Salze das Calcinierer vorzugsweise bei 100 bis 25O0C und im Fall dei
Phosphorsäure vorzugsweise bei einer Temperatur vor 150 bis 45O0C und noch bevorzugter bei einei
Temperatur von 350 bis 420° C durchführt.
Die Menge, in der die Schwefelsäure oder ihre Salzi
oder die Phosphorsäure abgeschieden wird, betrag etwa das Zweifache bis zu dem 0,1 fachen des Gewicht
des Siliciumdioxid-Aluminiumoxid- und/oder Alumini umoxid-Trägermaterials, wobei eine besonders bevor
zugte Menge dem 1- bis 0,2fachen des Gewichts de Trägermaterials entspricht.
Die Schwefelsäure oder ihre Salze oder di Phosphorsäuren können in irgendeiner Weise auf der
Trägermaterial abgeschieden werden, beispielsweis dadurch, daß man die Sauerstoffsäure oder ihr Salz a
solche oder nach dem Auflösen oder Verdünnen in bzw.
mit Wasser vermischt oder daß man das Trägermaterial in eine Lösung der Sauerstoffsäure oder des Salzes, in
der die Säure oder das Salz im Überschuß vorhanden ist, eintaucht, das Trägermaterial aus der Lösung entnimmt s
und trocknet.
Als Nitriermittel werden erfindur.£sgemäß Salpetersäure,
Stickstoffdioxid und Stickstoffpentoxid verwendet. Es können auch Mischungen aus zwei oder
mehreren Verbindungen dieser Art verwendet werden. Die als Nitriermittel bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren verwendete Salpetersäure kann irgendeine gewünschte Qualität besitzen. Es ist jedoch von Vorteil,
konzentrierte Salpetersäure handelsüblicher Qualität einzusetzen, wobei Salpetersäure mit einer Dichte von ,s
etwa 1,3 bis etwa 1,5 g/cm3 besonders bevorzugt ist.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Nitriermittel verwendete Stickstoffpentoxid wird auch
als Salpetersäureanhydrid bezeichnet und kann beispielsweise gemäß der folgenden Reaktionsgleichung
durch Zugeben von rauchender Salpetersäure zu Phosphorpentoxid hergestellt werden:
2 HNO3 + P2O5-2 HPO3 + N2O5
Das Material kann auch durch Oxidation von flüssigem Stickstofftetroxid mit Ozon bereitet werden.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Nitriermittel verwendete Stickstoffdioxid kann dadurch
hergestellt werden, daß man Stickstoffmonoxid oxidiert oder Stickstoffpentoxid gemäß der folgenden Reaktionsgleichung
oberhalb 2600C thermisch zersetzt.
N2O5-2 NO2 + "/2O2
Obwohl etwa 80% des Stickstoffdioxids bei Raumtemperatur gemäß der durch die folgende Gleichung
wiedergegebenen Gleichgewichtsreaktion in ein Dimeres überführt werden, ist es auch bekannt, daß praktisch
das gesamte Dimere bei Temperaturen oberhalb 1500C
dissoziiert.
2 NO2^N2O4
Wie die folgende Gleichung angibt, dissoziiert Stickstofftrioxid ebenfalls unter Bildung von Stickstoffdioxid.
Es kann daher auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Nitriermittel verwendet werden, obwohl
die Ausbeute pro Stickstoffatom geringer ist, da das Stickstoffmonoxid nicht als Nitriermittel wirkt.
N2O3^NO + NO2
Von den erfindungsgemäß zu verwendenden organisehen Ausgangsstoffen sind jene bevorzugt, bei denen
die Gesamtzahl der Halogenatome und der Alkylgruppen nicht mehr als 3 beträgt, während die monohalogenierten
Benzole besonders bevorzugt sind.
Die erfindungsgemäße Dampfphasennitrierung der halogenierten Benzole erfolgt dadurch, daß man einen
mit dem erwähnten Katalysator gepackten Reaktor auf die Reaktionstemperatur erhitzt und dann ein verdampftes
Nitriermittel und das halogenierte Benzol in den Reaktor einführt. Bei dem Reaktor kann es sich
entweder um einen Festbettreaktor oder einen Fließbettreaktor bzw. einen Wirbelschichtreaktor handeln.
Obwohl die Reaktion in der Dampfphase bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunktes der Salpetersäure
durchgeführt wird, ist es im allgemeinen bevorzugt, eine Temperatur von nicht mehr als 3000C
anzuwenden. Bei höheren Temperaturen erfolgt eine merkliche Zersetzung der Salpetersäure und eine
Verminderung der Ausbeule an dem nitrierten Produkt,
Weiterhin kann das Nitriermittel in bezug auf das halogenierte Benzol in irgendeinem Verhältnis angewandt
werden, obwohl es im allgemeinen bevorzugt isi, pro Mol des halogenierten Benzols 0,1 bis 7 Mol des
Nitriermittels einzusetzen.
Bei der Durchführung der Reaktion kann auch ein Trägergas eingesetzt werden. Als Trägergas ist
Stickstoffgas bevorzugt. Die durch die Katalysatorschicht geführte Reaktionsmischung trennt sich beim
Kühlen in eine Dampfphase und eine flüssige Phase auf. Die flüssige Phase scheidet sich in eine organische
Phase, die aus dem halogenierten Benzol und dem daraus gebildeten nitrierten Produkt besteht, und eine
Wasserphase, die die nicht umgesetzte Salpetersäure enthält. Das nicht umgesetzte halogenierte Benzol und
das Produkt werden durch Destillation aus der organischen Phase isoliert. Die erhaltenen p-lsomere
und o-Isomere werden in üblicher Weise durch fraktionierte Kristallisation getrennt. Andererseits können
die in der Dampfphase vorhandenen niederen Stickstoffoxide mit Luft zu Salpetersäure oxidiert, dann
in der Wasserphase absorbiert und nach dem Aufkonzentrieren wiederverwendet werden.
Somit ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrsns möglich, mit Hilfe äußerst einfacher
Verfahrensmaßnahmen und mit hoher Umwandlung ein Nitrierprodukt zu bilden, das je nach Wunsch das
p-Isomere oder das o-Isomere in einem günstigen Anteil enthält, ohne daß es erforderlich ist, die anfallende
verbrauchte Säure zu behandeln. Somit stellt dieses Verfahren ein überlegenes Verfahren zum Nitrieren der
halogenierten Benzole dar.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind auf
das Gewicht bezogen.
Man läßt 30 g y-Aluminiumoxid 10 g konzentrierte
Schwefelsäure absorbieren und calciniert dann das die Säure in adsorbierter Form aufweisende Aluminiumoxid
während einer Stunde bei 200°C, wobei man 39,1 g des
Katalysators erhält. Man füllt ein Quarz-Reaktionsrohr mit 29 g dieses Katalysators und erhitzt es auf 185° C.
Dann wird die Reaktion während 5 Stunden durchgeführt, indem man an der Oberseite des Reaktionsrohrs
72%ige Salpetersäure (Dichte = 1,42 g/cm3) und Chlorbenzol
in Mengen von 5,5 g pro Stunde bzw. 27,5 g pro Stunde einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt
man pro Durchgang eine Mononiti omonochlorbenzol-Ausbeute von 56,6%. Das Produkt besteht aus 77,5%
des p-Isomeren, 21,1% des o-Isomeren und 1,4% des m-Isomeren (p/o-Verhältnis = 3,6).
Man adsorbiert auf 30 g eines Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysators
(13% Aluminiumoxid, spezifische Oberfläche 490 m2/g) 10 g konzentrierte Schwefelsäure
und calciniert das Material während einer Stunde bei 2000C und erhält 34 g des Katalysators. Man
verwendet 29 g dieses Katalysators und führt die Reaktion während 7 Stunden bei 215° C durch, indem
man pro Stunde 6,4 g 68%ige Salpetersäure (Dichte = 1,40 g/cm3) und 27,5 g Chlorbenzol einführt.
Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute von 57,3%.
Das Produkt besteht aus 68,8% des p-Isomeren, 29,5%
des o-Isomeren und 1,7% des m-lsomeren (p/o-Verhält2,3).
nis
B e i s^p i e 1 3
Man verdünnt 10 g konzentrierte Schwefelsäure mit 30 Gewichtsteilen Wasser und taucht dann 30 g
H-Typ-Mordenit in die Lösung ein. Dann wird bei 14O0C
in einem Trockner das Wasser aus dem in dieser Weise behandelten Mordenit verdampft, wonach man den
getrockneten Mordenit während 4 Stunden bei 2000C calciniert und 37,5 g des Katalysators erhält. Unter
Verwendung von 29 g dieses Katalysators wird die Reaktion während 6 Stunden bei 1850C durchgeführt,
wozu man pro Stunde 6,8 g 72%ige Salpetersäure und 25,9 g Chlorbenzol einführt. Pro Durchgang erzielt man,
bezogen auf die Salpetersäure, eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute von 64%. Das Produkt setzt sich aus 69,6%
des p-lsomeren, 29,1% des o-lsomeren und 1,3% des m-lsomeren zusammen (p/o-Verhältnis = 2,4).
Beispiele4bis8
Unter Anwendung der in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Bedingungen führt man Untersuchungen
durch, wobei man als Katalysator gemäß Beispiel 1 hergestellte anorganische Oxide einsetzt, auf denen
Schwefelsäure abgeschieden ist. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle 1
angegeben.
Die in der folgenden Tabelle angegebene Umwandlung steht für die Mol-% des gebildeten Nitrochlorbenzols,
bezogen auf das zugeführte Chlorbenzol, während die Ausbeute für die Mol-% des gebildeten Nitrochlorbenzols,
bezogen auf die zugeführte Salpetersäure steht. Diese Definitionen gelten auch für die weiteren
Tabellen.
| Experiment | Katalysator | Menge | Reaktions- | Salpetersäure | verwendete | Verwendete | Mol-% Salpeter- |
| Nr. | Art | tem pem tür | Konzen | Menge | Monochlor- | sa'ute/Mono- | |
| tralion | benzol- | chlorbenzol | |||||
| (B) | (g/Std.) | menge | |||||
| 29 | (O | (%) | 6,44 | (g/Std.) | |||
| Beispiel 4 | l-l2SO4-H-Typ Mordenit | 29 | 187 | 72 | 6,46 | 25,9 | 32,0 |
| Beispiel 5 | HjSO4-SiO2AlPj | 29 | 214 | 68 | 5,56 | 27,5 | 28,6 |
| Beispiel 6 | H2SO4-AI2O1 | 30 | 185 | 72 | 7,28 | 27,8 | 25,7 |
| Beispiel 7 | H2SO4-SiO2 | 30 | 232 | 62 | 4,73 | 26,6 | 30,3 |
| Beispiel 8 | H2SO4-SiO2 | 172 | 62 | 30,7 | 17,1 | ||
| Fortsetzung | Tabelle 1 | ||||||
Experiment Umwandlung
Ausbeute Piuduktzusammonsct/Aing
o-Iso- m-lso- p-lsomercs ineros mcres
o-Iso- m-lso- p-lsomercs ineros mcres
p/o
Beispiel 4 18,0
Beispiel 5 16,5
Beispiel 6 14,1
Beispiel 7 7,9
Beispiel 8 8,3
50,3 57,7 54,9 25,9 48,8 70,5
67,8
77,5
71,1
69,0
67,8
77,5
71,1
69,0
1,5
1,7
1,4
2,8
1,6
1,7
1,4
2,8
1,6
28,0
30,5
21,1
26.1
29,4
30,5
21,1
26.1
29,4
2,52
2,22
3,67
2,72
2,35
2,22
3,67
2,72
2,35
Man vermischt y-Alumlniumoxidpulver und Nickelsulfatpulver (NISO4 ■ 6 H2O) in gleichen Mengen und
verformt die Mischung zu Tabletten mit einem Durchmesser von 5 mm, wonach man die Tabletten zur
Herstellung des Katalysators während 4 Stunden bei 400eC cülclniert. Man verwendet 29 g dieses Katalystt- do
tors und führt die Reaktion wUhrcnd 3 Stunden bei
,1H)Q0C durch, jsnljfl man pro Stunde 4,9 g 72%ige
Durchgang erzielt man eine Nltrochlorbenzol-Ausbeute
von 27%, bezogen auf die Salpetersäure. Das Produkt o.s
besteht zu 74,9% aus dem p-Isomeren, zu 23,5% aus dem o-lsomeren und zu 1,6% aus dem m-lsomeren
(p/o-Verhüllnis - 3,2).
Man bereitet den Katalysator wie folgt. Man taucht 30 g ^-Aluminiumoxid in eine Lösung von 14,38 g
Zinksulfat (ZnSOn · 7 HjO) In 30 g Wasser und verdampft dann das Wasser bei 14O0C in einem Trockner
aus dem behandelten Aluminiumoxid. Das getrocknete Aluminiumoxid wird dann während 2 Stunden bei 4000C
calciniert. Der In dieser Weise erhaltene Katalysator wird verwendet, und die Reaktion wird wahrend 5
Stunden bei 1900C durchgeführt, Indem man pro Stunde
.»**'.;£'";■<;%ige Salpeu'.*»*»»·' und 27,9 g CHnrbeu«iul
einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro Durchgang eine Nltrochlorbenzol-Ausbeute von 45%.
Das Produkt besteht zu 71,0% aus dem p-lsomeren, zu 27,3% aus dem o-lsomeren und zu 1,6% aus dem
m-lsomeren(p/o-Verhältnls « 2,6).
700 B32/B24
10
Beispiel 11
Man taucht 30 g y-Aluminiumoxid in eine Lösung von
12,5 g Kupfersulfat (CuSO4 ■ 5 H2O) in 30 g Wasser ein,
verdampft dann das Wasser bei 14O0C in einem Trockner aus dem behandelten Aluminiumoxid und
calciniert das getrocknete Aluminiumoxid unter Bildung des Katalysators während 2 Stunden bei 400°C. Dann
führt man die Reaktion unter Verwendung von 29 g dieses Katalysators während 5 Stunden bei 185°C durch,
wobei man stündlich 8,5 g 7O°/oige Salpetersäure und
27,9 g Chlorbenzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute
von 30%. Das Produkt besteht zu 72,0% aus dem p-Isomeren, zu 26,1% aus dem o-Isomeren und
zu 1,9% aus dem m-Isomeren (p/o-Verhältnis = 2,76).
Beispiel 12
Nach der Verfahrensweise des Beispiels 10 bereitet man einen Katalysator durch Eintauchen von 30
Gewichtsteilen y-Aluminiumoxid in einer Lösung von 6,9 g Natriumbisulfat in 30 g Wasser. Man verwendet
29 g dieses Katalysators und führt die Reaktion während 5 Stunden bei 28O0C durch, indem man
stündlich 5,8 g 70%ige Salpetersäure und 26,0 g Chlorbenzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure
erzielt man pro Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute
von 35%. Das Produkt besteht zu 72,5% aus dem p-lsomeren, zu 26,1% aus dem o-Isomeren und zu 1,4%
ausdemm-Isomeren(p/o-Verhältnis = 2,8).
Beispiel 13
Man verwendet 30 g eines nach Beispiel 12 hergestellten Eisen(III)-sulfat(Fe2[SO4]3)-auf-Aluminiumoxid-Katalysators
und führt die Reaktion während 5 Stunden bei 1760C durch, indem man pro Stunde 5,28 g
62%ige Salpetersäure und 24,5 g Chlorbenzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro
Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute von 42%. Das Produkt besteht zu 72,3% aus dem p-lsomeren, zu
2,1% aus dem m-Isomeren und zu 25,6% aus dem o-Isomeren (p/o-Verhältnis = 2,82).
Beispiele 14 bis 22
Man verwendet 30 g eines gemäß Beispiel 12 hergestellten Natriumsulfat(Na2SO4)-auf-Siliciumdi-
oxid-Katalysators und führt die Reaktion während 5 Stunden bei 1680C durch, indem man pro Stunde 4,90 g
62%ige Salpetersäure und 29,8 g Chlorbenzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro
Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute von 6,5%.
Das Produkt umfaßt 66,0% des p-Isomeren, 2,9% des m-Isomeren und 31,1% des o-Isomeren (p/o-Verhältnis
= 2,12).
In ähnlicher Weise werden Untersuchungen (Beispiele 15 bis 22) durchgeführt, bei denen Katalysatoren
.v> eingesetzt werden, die aus Siliciumdioxid bestehen, auf dem verschiedene Sulfate abgeschieden sind. Die
Reaktionsbedingungen und die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.
| Tabelle 11 | Katalysator | Umwimdlung | Menge | Küuklions- | Salpetersäure | (g/SUl.) | Verwenilete | p-lso· | 69,7 | MoI-11A Salpeter- |
| lixpcriment | Λ Π | lemperalur | Konzcn- verwendete | Monochlor | moros | 69,0 | siiure/Mono- | |||
| Nr. | (%, | iration Menge | 5,13 | benzol- | 67,0 | chlorbenzol | ||||
| (y) | 4,62 | menge | "J 1,7 ■!,-?—«w*Äo,6 | 73,4 | ||||||
| 4,1 | ( C) | (%) | 4,35 | (g/Sld.) | 29,1 1,2 | |||||
| 6,6 | 30 | 4,58 | 29,5 1,5 | |||||||
| Beispiel | MgSO11-SiO, | 6,4 | 30 | 162 | 62 | 4,15 | 2l),7 | 31,4 1,6 | 19,2 | |
| 15 | NiSO1-SiOj | 7,0 | 30 | 165 | 62 | 30,2 | 24,8 1,7 | 66,9 | ||
| 16 | AI,(SO.,)rSiO, | 8,1 | 30 | 167 | 62 | 30,0 | 16.1 | |||
| 17 | ZnSO11-SiO2 | 30 | 163 | 62 | 23,7 | 21,3 | ||||
| 18 | Po2(SO11)J-SiOj | 167 | 62 | 29,4 | 15,5 | |||||
| 19 | Fortsetzung Tiibcllc H | |||||||||
| l'xporiinont | Λ usboulo | l'roiluklzusitmmonselzung | p/o | |||||||
| o-tso- m-lso- | ||||||||||
| (ft) | moros moros | |||||||||
| Beispiel | ·■■■"""»·- | |||||||||
| JA..V v:··· | 2,10 | |||||||||
| 16 | 39,3 | 2,40 | ||||||||
| 17 | 39,7 | 2,34 | ||||||||
| 18 | 33,1 | 2,14 | ||||||||
| 19 | 53,4 | 2,96 | ||||||||
Fortsetzung Tabelle II
Experiment Katalysator
Nr. ΛΠ
Nr. ΛΠ
Beispiel
20
20
21 Fe2(SO4)rSiO2
22 Fe2(SO4)J-SiO2
Reaktions- Salpetersäure Verwendete Mol-% Salpeter-Menge
temperatur Konzen- verwendete Monochlor- saurc/Mono-Iration
Menge benzol- benzol menge
(g) ( C) (%) (g/Std.) (g/Sld.)
| 30 | 168 | 62 |
| 30 | 170 | 98 |
| 30 | 190 | 26 |
| 4,32 | 29,0 | 16,4 |
| 5,64 | 26,4 | 37,4 |
| 16,0 | 23,0 | 33,0 |
Fortsetzung Tabelle U
Experiment Umwandlung
Ausbeute
Produktzusammenselzung
o-lso- m-Iso- p-lsomeres meres meres
o-lso- m-Iso- p-lsomeres meres meres
p/o
| Beispiel | 6,5 |
| 20 | 17,3 |
| 21 | 5,3 |
| 22 | |
| 39,5 | 26,6 | 1,6 | 71,8 | 2,70 |
| 46,3 | 30,5 | 1,3 | 68,2 | 2,24 |
| 16,0 | 27,3 | 1,7 | 71,0 | 2,60 |
| Beispiel 23 |
Man taucht 30 g synthetisches Siliciumdioxid-Aluminiumoxid
(25% Aluminiumoxid, spezifische Oberfläche 400 m2/g) in eine Lösung von 6,6 g Ammoniumsulfat in
30 g Wasser ein, trocknet dann bei 14O0C und calciniert
zur Herstellung des Katalysators während 3,5 Stunden bei 4000C. Man setzt 29 g dieses Katalysators ein und
führt die Reaktion während 5 Stunden bei 2150C durch,
wobei man pro Stunde 7,5 g 70%ige Salpetersäure und 28 g Chlorbenzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure
erzielt man pro Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute von 58%. Das Produkt setzt sich aus 69,8%
des p-Isomeren, 28,5% des o-Isomeren und 1,7% des m-Isomeren zusammen (p/o- Verhältnis = 2,45).
Beispiele 24 bis 27
Man taucht 30 g Siliciumdioxid-Aluminiumoxid in eine Lösung von 11,1 g Aluminiumsulfat in 30 g Wasser
ein und stellt dann den Katalysator nach der Verfahrensweise des Beispiels 23 fertig. Man verwendet
29 g dieses Katalysators und führt die Reaktion während 5 Stunden bei 19O0C durch, wobei man
stündlich 6,0 g 70%ige Salpetersäure und 28 g Chlor- 5» benzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt
man pro Durchgang eine Nitrochlorbenzol-Ausbeute von 51%. Die Zusammensetzung des Produktes ergibt
sich mit 67,3% des p-Isomeren, 31,1% des o-lsomcren
und 1,6% des m-lsomeren (p/o-Verhältnis - 2,16).
In ähnlicher Weise werden weitere Experimente (Beispiele 25 bis 27) durchgeführt, bei denen als
Katalysatoren Siliciumdioxid-Aluminiumoxid eingesetzt wird, auf dem verschiedene Sulfate abgeschieden sind.
Die Reaktionsbedingungen und die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt.
| Uxperlmont | Katalysiitor | ...... *i» ,■*!! | Menge | Rciiktlons- | Sulpolorsliuro | verwundete | Vorwondoto | Mol-% Salpeter- |
| Nr. | Art | tomporatur | Konzen | Mcngo | Monochlor | slluro/Mono· | ||
| AI2O., | tration | benzol- | benzol | |||||
| AIjOj | (B) | (g/Std.) | mongo | |||||
| AIjO3 | ("O | (%) | (g/Std.) | |||||
| •MW*»** | ||||||||
| Beispiel | 29 | 6,28 | ||||||
| 25 | CoSO4-SIOj · | 29 | 204 | 70 | 5,06 | 27,3 | 28,1 | |
| 26 | MaSO11-SIOj · | 29 | 205 | 70 | 5,39 | 27,6 | 22,9 | |
| 27 | VOSO11-SIOj · | 210 | 70 | 27,8 | 24,2 | |||
25
Fortsetzung Tabelle HI
| Experiment | Umwandlung | Beispiel 28 | Ausbeule | Produktzusammensetzung | m-lso- | p-lso- | p/o |
| o-lso- | mercs | mercs | |||||
| (%) | (%) | meres | |||||
| Beispiel | 1,7 | 68,8 | |||||
| 25 | 12,2 | 43,4 | 29,5 | 1.7 | 69,3 | 2,33 | |
| 26 | 10,4 | 45,4 | 29,0 | 1,6 | 66,9 | 2,39 | |
| 27 | 10,4 | 43,2 | 31,5 | Beispiel 31 | 2,12 | ||
Man packt ein Quarzreaktionsrohr mit 29 g eines festen Phosphorsäurekatalysators, den man durch
Adsorption von Phosphorsäure auf Diatomeenerde und Calcinieren erhalten hat, und erhitzt das Reaktionsrohr
auf 265°C, wonach man die Reaktion während 10 Stunden durchführt, indem man in die Oberseite des
Reaktionsrohrs pro Stunde 6,2 g 72%ige Salpetersäure und 27,9 g Chlorbenzol einführt. Bezogen auf die
Salpetersäure erzielt man pro Durchgang eine Ausbeute an nitriertem Chlorbenzol von 65%. Das als Produkt
erhaltene Mononitromonochlorbenzol besteht zu 44,4% aus dem o-Isomeren, zu 2,2% aus dem m-Isomeren und
zu 53,4% aus dem p-Isomeren.
Man verwendet 29 g des festen Phosphorkatalysators des Beispiels 28 und führt die Reaktion während 5
Stunden bei 2000C durch, wobei man pro Stunde 5,5 g
68%ige Salpetersäure und 29 g Chlorbenzol zuführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro
Durchgang eine Ausbeute an nitriertem Chlorbcnzol von 74%. Das als Produkt anfallende Mononitromonochlorbenzol
besteht zu 45,1% aus dem o-Isomeren, zu 1,6% aus dem m-lsomcren und zu 53,3% aus dem
p-lsomcren.
Man adsorbiert 13,5 g 85%ige Phosphorsäure auf
30 g Siliciumdioxid-Aluminiumoxid (13% Aluminiumoxid, spezifische Oberfläche ·» 490 mJ/g) und calciniert
das Siliciumdioxid-Aluminiumoxid zur Bildung des Katalysators während einer Stunde bei 300"C. Mim
verwendet 29 g dieses Katalysators und bewirkt die Reaktion wilhrend 6 Stunden bei 200°C, indem man pro
Stunde 5 g 70%igc Salpetersäure und 27,5 g Chlorbenzol einführt, Bezogen uuf die Salpetersäure erzielt man
pro Durchgang eine Ausbeute an nitriertem Chlorbcnzol
von 35%.
Tu hol Io IV
is Man taucht 30 gγ-Aluminiumoxid in eine Lösung voi
15 Gewichtsteilen phosphoriger Säure in 15 Gewichts teilen Wasser ein, verdampft das Wasser in einen
Trockner bei 1200C und calciniert das y-AIuminiumoxii
während 3 Stunden bei 4000C, wobei man 41,8 g de:
Katalysators erhält. Die Reaktion wird dann 6 Stunder unter Verwendung von 29 g dieses Katalysator:
durchgeführt, wobei man bei 1800C pro Stunde 13,21
70%ige Salpetersäure und 27,5 g Chlorbenzol einführt Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pre
2s Durchgang eine Ausbeute an nitriertem Chlorbenzo
von 16%.
ίο Man taucht 30 g eines Siliciurndioxid-Aluminiurnoxid-Katalysators
(13% Aluminiumoxid) in 30 g einer 30%igen wäßrigen Lösung von hypophosphoriger Säure ein, verdampft das Wasser bei 1200C in einem
Trockner und calciniert das Siliciumdioxidi-Aluminium-
VS oxid während 3 Stunden bei 4000C unter Bildung von
41,3g des Katalysators. Die Reaktion wird dann
während 5 Stunden unter Verwendung von 29 g dieses Katalysators durchgeführt, wobei man bei 2000C
stündlich 5,3 g 70%ige Salpetersäure und 27,3 g
ίο Chlorbcnzol einführt. Bezogen auf die Salpetersäure
erzielt man pro Durchgang eine Ausbeute an nitriertem Chlorbcnzol von 27%.
Beispiele 33 bis 36
Nach der Verfahrensweise des Beispiels 28 führt man
die Reaktionen durch, wobei man als Katalysatoren verschiedene Trilgcrmaierialien verwendet, auf denen
Phosphorverbindungen abgeschieden sind. Die erhaltenen Ergebnisse sowie die Reaktionsbedingungen sind in
der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.
| Kxpcrlmoni | Katalysator | Menge | Rcaklions- | Salpetersäure | verwendete | Verwundete | Mol-%Sulpelcr |
| Nr. | Art | tcnipcratui | Konzen | Μοημο | Monoehlor- | stiuro/Monu· | |
| tration | benzol· | chlor- | |||||
| W | (g/Std.) | mengo | bon/.ol | ||||
| ( C) | (%) | (g/Std.) | |||||
| MpJ.Mi.9l . | 29 | ||||||
| 33 | 11,,I1OMI2O, | 29 | 9,88 | 1·· · | |||
| 34 | H1I1O4-KiONcIgUr | 29 | im | 68 | 5,13 | 27,6 | 43,5 |
| 35 | ΙΙ.,ΡΟ,,-11-MoHlciiit | 29 | 203 | 72 | 8,36 | 27,5 | 24,0 |
| 36 | ΑΙΙΌ,,-ΛΙΑ, | 180 | 72 | 5,02 | 27,4 | 39,1 | |
| 194 | 72 | 27,5 | 23,5 | ||||
15
Fortsetzung Tabelle IV
Experiment Umwandlung
Ausbeute
/. A 4
ProduktzuScimmensclZLinij
o-lso- m-Iso- p-lso·
mercs meres mercs
o-lso- m-Iso- p-lso·
mercs meres mercs
p/o
2,3 17,8 14,2
2,4
5,3 74,2 36,2 10,2
| 28,5 | 4,4 | 67,1 | 2,35 |
| 44,1 | 1,6 | 54,2 | 1,28 |
| 37,2 | 1,4 | 61,4 | 1,65 |
| 29,1 | 3,3 | 67,6 | 2,32 |
Man packt ein Quarzreaktionsrohr mit 29 g eines Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysators (13
Gew.-% Aluminiumoxid, spezifische Oberfläehe
= 490 m2/g) und führt die Reaktion während Stunden durch, in dem man das gepackte Reaktionsrohr
auf 28O0C hält und pro Stunde 2,9 g 68%ige
Salpetersäure (Dichte = 1,40 g/cm3) und 26,8 g Monochlorbenzol
einführt. Bezogen auf die Salpetersäure erzielt man pro Durchgang eine Ausbeute an dem
Monochlormononitrobenzol von 50%. Das Produkt besteht zu 68,2% aus dem o-Isomeren, zu 28,2% aus
dem p-lsomeren und zu 3,6% aus dem m-Isomeren (p/o-Verhältnis = 2,4).
Man verwendet 29 g N-Typ-Mordenit und bewirkt die Reaktion nach der Verfahrensweise des Beispiels
während 5 Stunden dadurch, daß man bei 1500C
stündlich 5,2 g 68%ige Salpetersäure und 27,7 g Chlorbenzol einführt und, bezogen auf die Salpetersäure,
eine Monochlormononitrobenzol-Ausbeute pro Durchgang von 48% erzielt. Das Produkt besteht zu
72,0% aus dem p-Isomeren, zu 26,8% aus dem o-Isomeren und zu 1,2% aus dem m-Isomeren
(p/o-Verhältnis = 2,7).
Beispiele 39bis45
Man verfährt nach der Verfahrensweise des Beispiels 37, setzt jedoch die in der folgenden Tabelle V
angegebenen Katalysatoren ein. Die angewandten Reaktionsbedingungen sowie die erzielten Ergebnisse
sind ebenfalls in der folgenden Tabelle V zusammengestellt.
Experiment Katalysator Nr. Art
| Reaktions | Salpetersäure | verwendete | Verwendete | Mol-% Salpeter | |
| Menge | temperatur | Konzen | Menge | Monochlor- | säure/Mono- |
| tration | benzol- | benzol | |||
| (g/Std.) | menge | ||||
| (B) | ro | (%) | 2,90 | (g/Std.) | |
| 29 | 220 | 68 | 5,22 | 26,8 | 13,1 |
| 29 | 206 | 68 | 5,17 | 27,8 | 22,8 |
| 29 | 220 | 68 | 5,53 | 27,7 | 22,7 |
| 5,8 | 230 | 72 | 27,7 | 25,7 | |
| 23,2 | 7,42 | ||||
| 30 | 160 | 62 | 7,88 | 29,0 | 29,0 |
| 30 | 220 | 62 | 8,11 | 30,5 | 30,5 |
| 30 | 273 | 62 | 31,5 | 31,5 | |
Beispiel 39
SiO2 · Al2O3
v-Al-,03
H-Mordenit
H-Mordenit SiO2 · A12O3
SiO2 (Kieselgel) SiO2 (Kieselgel)
SiO2 (Kieselgel)
Fortsetzung Tabelle V
Experiment Umwandlung
Ausbeute
Produktzusammensetzung
o-Iso- m-Iso- p-lsomeres meres meres
o-Iso- m-Iso- p-lsomeres meres meres
p/o
Beispiel 39 40 dl
6,6
3,3 10.7
50
14,5
47,1
| 29,5 | 2,0 | 68,5 | 2,32 |
| 26,9 | 3,6 | 69,5 | 2,58 |
| 27,3 | 1,3 | 71,4 | 2,62 |
| 17 | Tabelle V | 25 10 095 |
Jo
18 |
niercs | meres | p/o | |
| Fortsetzung | Umwandlung | ||||||
| Experiment Nr |
(%) | Ausbeule | 2,2 | 70,5 | |||
| ,%) | 1,6 | 66,5 | 2,58 | ||||
| Beispiel | 8,3 | l'rodukt/usammensclzuiig o-lso- m-Iso- p-lso- |
2,9 | 70,2 | 2,09 | ||
| 42 | 6,2 | 32,4 | meres | 11,8 | 62,6 | 2,61 | |
| 43 | 3,0 | 21,5 | 2,44 | ||||
| 44 | 1.9 | 10,0 | 27,3 | ||||
| 45 | 6,0 | 31,9 | |||||
| 26,9 | |||||||
| 25,6 |
Man verwendet 30 g eines Eisen(III)-sulfat(Fe;{SO4]3)-auf-Siliciumdioxid-Katalysators
und bewirkt die Reaktion während 6 Stunden bei 185°C, wobei man pro Stunde 0,19 Äquivalente NO2-GaS (als
elementarer Stickstoff gerechnet) und 23,1 g Chlorbenzol einführt. Die Ausbeute pro Durchgang und die
Umwandlung des Chlorbenzols, bezogen auf das NO2-GaS, betragen 10,7% bzw. 9,8%. Das Produkt
besteht zu 68,6% aus dem p-Isomeren, zu 3,4% aus dem
m-Isomeren und zu 28,0% aus dem o-Isomeren (p/o-Verhältnis = 2,45).
Die Reaktion wird während 6 Stunden bei 164° C
durchgeführt, wobei man den in Beispiel 46 verwendeten Katalysator einsetzt und N2Os-GaS in einer Menge
von 0,24 Äquivalent pro Stunde, als elementarer Stickstoff gerechnet, und Chlorbenzol in einer Menge
von 28,2 g pro Stunde zuführt. Die Ausbeute pro Durchgang und die Umwandlung des Chlorbenzols
betragen, bezogen auf das N2Os-GaS, 9,8% bzw. 9,5%.
Das Produkt besteht zu 71,4% aus dem p-Isomeren, zu 1,3% aus dem m-Isomeren und zu 27,3% aus dem
o- Isomeren (p/o-Verhältnis = 2,61).
Man packt ein Quarzreaktionsrohr mit 30 g des in Beispiel 28 beschriebenen festen Phosphorsäurekatalysators
und führt die Reaktion während 6 Stunden bei 2000C durch, wozu man pro Stunde 43,8 g m-Chlortoluol
und 6,5 bis 7,0 g 70%ige Salpetersäure einführt. Nach dem Waschen der organischen Schicht des Reaktionsprodukts mit Wasser wird das Reaktionsprodukt
gaschromatographisch analysiert. Die Zusammensetzung des Produktes ist die folgende:
3-Chlor-2-nitrotoluol
3-Chlor-4-nitrotoluoI
3-Chlor-5-nitrotoluol
3-Chlor-6-nitrotoluoI
3-Chlor-4-nitrotoluoI
3-Chlor-5-nitrotoluol
3-Chlor-6-nitrotoluoI
12%
34%
2%
52%
Man packt ein Quarzreaktionsrohr mit 30 g eines Katalysators, den man dadurch herstellt, daß man 30 g
eines H-Typ-Mordenits mit 10 g konzentrierter Schwefelsäure imprägniert und das imprägnierte Material
calciniert. Die Reaktion wird dann während 6 Stunden bei 18O0C durchgeführt, indem man pro Stunde 50,8 g
o-Dichlorbenzol und 6,5 bis 7,0 g 70%ige Salpetersäure
einführt. Nach dem Waschen der organischen Schicht des Produkts mit Wasser wird das Produkt gaschromatographisch
analysiert. Der Anteil des l,2-DichIor-4-nitrobenzols in dem Produkt beträgt 90,2%.
Man packt ein Quarzreaktionsrohr mit 30 g eines
Katalysators, den man durch Imprägnieren von 30 g
Kieselgel mit 9 g Eisen(III)-sulfat und: Trocknen erhalten
hat. Dann führt man die Reaktion während 3 Stunden bei 170° C durch, indem man pro Stunde 28 g
Chlor-p-xylol und 5,6 g 60%ige Salpetersäure einführt.
Der Anteil des 2-Chlor-5-nitro-p-xylols in dem im
Produkt enthaltenden Nitro-chlor-p-xylol beträgt
88,9%.
Man packt ein Quarzreaktionsrohr mit 30 g eines Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysators (25% Aluminiumoxid)
und führt die Reaktion durch, indem man pro Stunde 43,8 g 2-Chlortoluol und 5,6 bis 7,0 g 70%ige
Salpetersäure einführt. Nach dem Waschen der
organischen Schicht des Produkts mit Wasser wird das Produkt gaschromatographisch analysiert. Auf die
Salpetersäure bezogen beträgt die Ausbeute des gebildeten Chlornitrotoluols pro Durchgang 28,1%,
während sich die Ausbeute, bezogen auf das umgesetzte Chlortoluol, auf 85% beläuft.
Andererseits ergibt sich die Zusammensetzung des Produkts wie folgt:
2-Chlor-3-nitrotoluol
2-Chlor-4-nitrotoluol
2-ChIor-5-nitrotoluol
2-Chlor-6-nitrotoluol
18,5%
48,0%
19,5%
Die Reaktion wurde 6 Stunden bei 164° C unter
Verwendung eines Silicagel-(SiO2)-Katalysators, wobei
NO2-GaS mit einer Geschwindigkeit von 0,19 Äquivalenten pro Stunde, berechnet als elementarer Stickstoff,
und Chlorbenzol mit einer Geschwindigkeit von 23,1 g pro Stunde eingeleitet wurden, durchgeführt. Bezogen
auf das NO2-GaS, erzielt man pro Durchgang eine Ausbeute von 20,0%. Das Produkt bestand aus 65,5%
des p-Isomeren, 2,5% des m-Isomeren und 32,0% des
o-Isomeren (p/o-Verhältnis = 2,05).
Claims (4)
1. Verfahren zum Nitrieren von halogenieren Benzolderivaten, dadurch gekennzeich- .s
net, daß man
Monochlorbenzol, o-Chiortoluol,
m-Chlortoluol.o-Chloräthylbenzol,
o-Chlorpropylbenzol, Monochlor-p-xylol,
l-Chlor-2,3-dimethylbenzol, m
1 -Chlor-S.S-dimethylbenzol,
1 -Chlor^.S.S-trimethylbenzol, o-Dichlorbenzol,
1 ^-Dichlor-S-methylbenzol,
1 ^-Dichlor-S-methylbenzol,
1 ^-Dichlor-S.S-dimethylbenzol, ,
1 ^-Dichlor-S.ö-dimethylbenzol,
m-Dichlorbenzol, 1 ^-Dichlor-S-methylbenzol,
1 ,a-Dichlor-S-äthylbenzol,
!,S-Dichlor-S.ö-dimethylbenzol,
1,2,3-Trichlorbenzol, 1,2,3-Trich]or-6-methylbenzol,
1,2,5-Trichlorbenzol,
1 ^,S-Trichlor-o-methylbenzol oder
1 ^,S-Trichlor-a-methylbenzol
mit Salpetersäure, Stickstoffdioxid oder Stickstoffpentoxid in Gegenwart von Siliciumdioxid, Aluminiumoxid
oder synthetischem Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, saurem Ton, aktiviertem Ton, kristallinen
synthetischen oder natürlichen Zeolithen oder Mischungen der vorgenannten Stoffe in der
Dampfphase umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Umsetzung η Gegenwart eines der vorgenannten anorganischen Oxide
durchführt, auf dem eine Sauerstoffsäure des Schwefels, ein entsprechendes Salz oder eine
Sauerstoffsäure des Phosphors abgeschieden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart
eines der vorgenannten anorganischen Oxide durchführt, das mit Schwefelsäure, Sulfaten oder
Phosphorsäure imprägniert und anschließend bei mindestens 100°Ccalciniert worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß man die Umsetzung in Gegenwart eines der vorgenannten anorganischen Oxide durchführt, auf dem ein oder mehrere Metallsulfate
abgeschieden sind, deren Metallionen eine Elektronegativiiät aufweisen, die mindestens gleich der des
Magnesiumions ist.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49026340A JPS50121234A (de) | 1974-03-08 | 1974-03-08 | |
| JP49032221A JPS5230498B2 (de) | 1974-03-23 | 1974-03-23 | |
| JP3222274A JPS5713541B2 (de) | 1974-03-23 | 1974-03-23 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2510095A1 DE2510095A1 (de) | 1975-09-11 |
| DE2510095B2 true DE2510095B2 (de) | 1977-08-11 |
| DE2510095C3 DE2510095C3 (de) | 1978-04-13 |
Family
ID=27285363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2510095A Expired DE2510095C3 (de) | 1974-03-08 | 1975-03-07 | Verfahren zum Nitrieren von halogenierten Benzolderivaten |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3966830A (de) |
| DE (1) | DE2510095C3 (de) |
| GB (1) | GB1484589A (de) |
| SE (1) | SE7414577L (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0343048A1 (de) * | 1988-05-18 | 1989-11-23 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzolen |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3957889A (en) * | 1975-05-02 | 1976-05-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Selective nitration of aromatic and substituted aromatic compositions |
| DE2632234C3 (de) * | 1976-07-17 | 1978-12-21 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von Nitrotoluolgemischen mit einem überwiegenden Gehalt an Nitrotoluol |
| US4107220A (en) * | 1977-11-04 | 1978-08-15 | Monsanto Company | Gas phase nitration of chlorobenzene |
| US4418230A (en) | 1978-06-21 | 1983-11-29 | Aktiebolaget Bofors | Method for gaseous phase nitration of aromatics |
| JPS5645441A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-25 | Monsanto Co | Halobenzene nitration |
| EP0053031B1 (de) * | 1980-11-26 | 1984-09-12 | Monsanto Company | Verfahren zur Nitrierung aromatischer Verbindungen in der Gasphase |
| US4426543A (en) | 1980-11-26 | 1984-01-17 | Monsanto Company | Vapor phase nitration of aromatic hydrocarbons |
| US4347389A (en) * | 1980-12-31 | 1982-08-31 | Monsanto Company | Vapor phase nitration of aromatic compounds |
| US4415744A (en) * | 1981-10-21 | 1983-11-15 | Monsanto Company | Vapor phase nitration of aromatic compounds |
| US4407729A (en) * | 1981-10-21 | 1983-10-04 | Monsanto Company | Catalysts |
| EP0078247B1 (de) * | 1981-10-21 | 1985-11-27 | Monsanto Company | Katalysatoren und Verfahren zur Dampfphasen-Nitrierung von Aromaten |
| US4969989A (en) * | 1982-02-19 | 1990-11-13 | Union Oil Company Of California | Hydrocarbon conversion process with catalytic materials of controlled geometric mean electronegativity |
| US4453027A (en) * | 1982-12-10 | 1984-06-05 | Monsanto Company | Adiabatic process for the nitration of halobenzenes |
| FR2645146A1 (fr) * | 1989-02-21 | 1990-10-05 | Rhone Poulenc Chimie | Procede de preparation de dinitrotoluenes |
| JPH0311042A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-18 | Sumitomo Chem Co Ltd | 接触的ニトロ化方法 |
| FR2658188A1 (fr) * | 1990-02-09 | 1991-08-16 | Rhone Poulenc Chimie | Procede de preparation de dinitrotoluenes. |
| CH683918A5 (de) * | 1991-12-04 | 1994-06-15 | Uetikon Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol. |
| CH683919A5 (de) * | 1992-01-15 | 1994-06-15 | Uetikon Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol. |
| EP0645184B1 (de) * | 1993-09-10 | 1997-07-30 | Institut Francais Du Petrole | Katalysator zur Alkylierung einem C4-C5 Isoparaffin mit mindestens einem C3-C6 Olefin |
| DE69402020T2 (de) * | 1993-09-10 | 1997-06-19 | Inst Francais Du Petrol | Katalysator für die Alkylierung eines C4-C5 Isoparaffins mit mindestens einem C3-C6 Olefin |
| GB9909219D0 (en) * | 1999-04-22 | 1999-06-16 | Crosfield Joseph & Sons | Humidity indicators |
| EP2470495A4 (de) * | 2009-08-28 | 2013-02-27 | Du Pont | Verfahren zur nitrierung von o-xylen und verwandten verbindungen |
| CN103086892A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-05-08 | 安徽淮化股份有限公司 | 用二氧化氮硝化氯苯制备对硝基氯苯的方法 |
| US9409854B2 (en) | 2013-06-03 | 2016-08-09 | Council Of Scientific & Industrial Research | Liquid phase nitration of aromatics using solid acid catalyst |
-
1974
- 1974-11-12 US US05/523,049 patent/US3966830A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-11-18 GB GB49810/74A patent/GB1484589A/en not_active Expired
- 1974-11-20 SE SE7414577A patent/SE7414577L/xx unknown
-
1975
- 1975-03-07 DE DE2510095A patent/DE2510095C3/de not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0343048A1 (de) * | 1988-05-18 | 1989-11-23 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzolen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7414577L (de) | 1975-09-09 |
| GB1484589A (en) | 1977-09-01 |
| DE2510095C3 (de) | 1978-04-13 |
| US3966830A (en) | 1976-06-29 |
| DE2510095A1 (de) | 1975-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2510095C3 (de) | Verfahren zum Nitrieren von halogenierten Benzolderivaten | |
| DE2560480C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines regenerierten Katalysators | |
| DE2128341C3 (de) | Katalysator zur Herstellung von fluorierten oder chlorfluorierten Kohlenwasserstoffen und seine Verwendung | |
| DE2632234C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Nitrotoluolgemischen mit einem überwiegenden Gehalt an Nitrotoluol | |
| DE2755901A1 (de) | Zeolithmasse und ihre verwendung in einem verfahren zur herstellung von aromatischen kohlenwasserstoffen | |
| DE1950804A1 (de) | Auf Aluminiumfluorid basierender Katalysator zur Fluorierung von Kohlenwasserstoffen in der Gasphase | |
| DE1909509A1 (de) | Verfahren zur katalytischen Isproportionierung von Alkylaromaten | |
| DE68902575T2 (de) | Verfahren zur herstellung von dihydroxybenzolen. | |
| DE1937110C3 (de) | Katalysator zur Fluorierung und Chlorfluorierung von Kohlenwasserstoff-Verbindungen in der Gasphase, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung | |
| DE2717579A1 (de) | Verfahren zum regenerieren eines oxidationskatalysators | |
| DE3024536A1 (de) | Aluminiumsilikat-katalysator | |
| DE3427979A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von 2-butenen aus 1-buten und gegebenenfalls 2-butene enthaltenden c(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffgemischen | |
| DE2711332C2 (de) | Verfahren zur Herstellung aromatischer Nitrile | |
| DE3540517A1 (de) | Verfahren zur herstellung von aromatischen nitrilen | |
| DE3047102C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Phenol durch Oxidation von Benzol | |
| DE2008644C3 (de) | Verfahren zum Disproportionieren von Trimethylbenzolen | |
| DE3213876A1 (de) | Verfahren zur herstellung von o-toluidin und/oder m-toluidin und/oder p-toluidin | |
| EP0036109A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von niederen Olefinen aus wasserhaltigem Methanol und/oder wasserhaltigem Dimethylether | |
| DE2755520C2 (de) | ||
| DE1290125C2 (de) | Verfahren zur herstellung von benzonitrilen | |
| DE1812989A1 (de) | Transalkylierungskatalysator sowie dessen Verwendung bei einem Verfahren zum Transalkylieren von Alkylbenzolen | |
| DE2306306A1 (de) | Verfahren zur herstellung von acrolein und acrylsaeure | |
| DE2141657C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Alkoxybenzonitrilen | |
| DE1813251C (de) | Verfahren zum Disproportionieren von Toluol | |
| DE1643600B2 (de) | Verfahren zur nitrierung von alkylsubstituierten aromatischen verbindungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |