Способ получения 3,4,8,9-дибенз-пиРЕН-5,10-ХиНОНА Советский патент 1981 года по МПК C07C50/22 

Изобретение относится к органической химии, а именно к усовершенствованному способу получения 3,4,8,9-дибензпиреи-5,10 инона, используемого как краситель Кубовый золотисто-желтый ЖХ в текстильной, лакокрасочной промышленности, в производстве пластмасс и для производства Кубового золотисто-желтого КХ. Кубовый золотисто-желтый ЖХ является одним из ценнейших кубовых красителей, дает яркие желтые окраски, устойчивые к свету, трсняю и мокрым обработкам. Он находит широкое применение для крашения хлопка, пискозы, для печати по хлопку, внскозе и натуральному шелку, для крашения пластических масс и для приготовления красок.

Известен ряд способов получения 3,4,8,9дибензпирен-5,10-хинона. Наибольшее значение имеют способы на основе 1,6-дибензоилнафталина, получаемого беизоилированием нафталина в присутствии хлористого а.ПОминия 1.

Способ заключается в том, что 1,5-дибензоилнафталин циклизуют в расплаве хлористого алюминия и хлористого натрия в присутствии различных окислителей - солей Н окислов металлов 2, 5, 10, кислорода, воздуха 4, 8, 12, ароматических ннтросоединений 3, 6, 7, 9, И. Полученный продукт выделяют, выливая нлав в подкисленную воду, отфильтровывают, очищают хлором или гипохлоритом натрия, фильтруют и направляют на приготовленне выпускной формы Кубового золотнстожслтого ЖХ или на переработку в Кубовый золотисто-желтый КХ или кубозоль. Выход количественный.

Педостатками способа являются применение значительного избытка хлористого алюминия (25-30 моль на 1 моль 1,5-дибеизоилнафталина), использование кислорода II воздуха, повышающее пожароопасность процесса, применение солей и окислов металлов, что затрудняет очистку продукта и приводит к образованию большого количества минерализованных стоков.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения 3,4,8,9-дибензипирен-5.10хинона, заключающийся в циклизации 1,5дибензонлнафталииа в расплаве хлористого алюминия Н хлористого патрпя, который понижает температуру плавления смеси, при мольном соотношении 1,5-дибензоил1;афталип : .хлористый алюминий : хлористый натрий, равном 1:18:8 6 при 128- 132° С в присутствии 2,4-динитрохлорбензола с последующей обработкой известными

способами 13, 14.

Недостатками этого способа являются большой расход хлористого алюминия (свыше 7 г па 1 т готового продукта), длительность мроизводствеппого цикла (около 100 ч), большое количество стоков (до 600 .н па 1 г готового продукта) и газовых выбросов.

Целью изобретения является упроил.ение процесса и умепьшение количества сточиых вод и газовых выбросов.

Поставлеппая цель достигается тем, что в способе получения 3,4,8,9-дибензпиреп5,10-хииона иутем циклизации 1,5-дибензоилнафталина в присутствии хлористого алюминия, 2,4-дииитрохлорбензола и комионеита, понижающего температуру плавления хлористого алюминия, в качестве компонента, понижающего температуру плавления хлористого алюминия, используют смесь хлоридов щелочных металлов или органический амии или амид.

Целесообразно в качестве смеси хлоридов щелочных металлов исиользовать смесь хлористого натрия и хлористого калия и процесс вести при молярном соотношении 1,5дибензоилнафталин : хлористый алюминий : : хлористый натрий : хлористый калий, равном 1 : 11,7-13,7 : 1,9-2,3 : 1,3 : 1,5, а в качестве оргаиического использовать мочевину и процесс вести ири молярном соотиои ении 1,5-дибеизоилиафталин : хлористый алюминий : мочевииа, равиом 1 : 13--13,7 : 3-3,7.

Выбор соотношения хлористый алюминий :хлористый натрий:хлористый калий обусловлен низкой температурой илавлсиия тройной смеси, а выбор мочевины - ее растворимостью и легкой усвояемостью микроорганизмами при биологической очистке стоков.

Установлено, что образующийся при добавлеиии хлористого натрия к хлористому алюмииию комплекс NaAlCU не обладает в данных условиях каталитическим действием (1,5-дибензоилнафталин не циклизуется в плаве 20 моль хлористого алюминия и 20 моль хлористого натрия), т. е. в обычно применяемых нлавах катализатором является только свободный хлористый алюминий. Применение предлагаемых смесей и соединений позволяет при общей уменьшенной загрузке увелнчить содержание свободного хлористого алюминия в нлаве. С уменьшением общей загрузки хлористого алюминня соответственно уменьшаются необходимое количество воды при выделении,следовательио, количество стоков и выделение хлористого водорода. Получаемый по нредjiaraeMOMy способу плав более подвижен, что интенсифицирует как са.и процесс приготовления плава (4-5 ч вместо 10-12 по известпому способу), так и процесс циклизации.

Пример 1. В колбу емкостью 200 мл, снабженную мешалкой и термометром, загружают 74,5 г (0,56 моль) хлористого алюминия, 5,8 г (0,10 моль) хлористого натрия, 4,6 г (0,06 моль) хлористого калия, нагревают до 140° С, при размешивании загружают 14,3 г (0,04 моль) 1,5-дибензоилнафталина и в течение 3 ч 6,6 г (0,03 моль) 2,4динитрохлорбеизола. Массу размешивают

1/. и после проверки на конец циклизации выливают иа 700 мл воды, подкислениой

2,0 мл серной кислоты. Выделившийся продукт отфильтровывают, промывают до иейтральиой реакции по бумаге Конго. Пасту продукта вносят в колбу емкостью 300 мл, снабженную термометром и мешалкой, на

раствор щелочи (180 ) и при 75-90С иронускают хлор до получения ярко-оранжевой суспензии (12 ч). Продукт отфильтровывают и сушат.

Получают 14,1 г 3,4,8,9-дибензпнрен-5,10хинона, по чистоте и оттенку соответствующего типовому. Выход 100%.

П р и мер 2. В колбу емкостью 200 мл, снабженную мешалкой и термометром, загружают 73,6 г (0,55 моль) хлористого алюминия и постепенно вносят 7,7 г (0,13 моль) мочевины. При этом темнература самопроизвольно повышается до 130° С. При необходимости включают подогрев, ири 130° С

загружают нри размешивании 14,3 г (0,04 моль) 1,5-дибензоилиафталина, в течение

2ч прибавляют 8,6 г (0,04 моль) 2,4-динитрохлорбензола и размешивают массу 0,5 ч. Плав ,прн размешивании выливают в 700 луг

воды, подкисленной 2,0 мл серной кислоты. Выделившийся продукт отфильтровывают и промывают теплой (;50-60° С) водой до нейтральной реакции по бумаге Конго. Технический продукт очищают в условиях прнмера 1.

Получают 14,1 г 3,4,8,9-дибензопирен5,10-хиноиа, ио чистоте и оттенку соответствующего тиновому. Выход 100%.

Пример 3. Опыт проводят в условиях примера 2, но вместо мочевины загружают 9,5 г (0,12 моль) пиридина и далее при выделении для подкислення берут 8 мл серной кислоты.

Получают 14,0 г 3,4,8,9-дибензпирен-5,10хиноиа, по чистоте и оттенку соответствующего типовому.

П р и м е р 4. Опыт проводят в условиях примера 2, но вместо мочевины загружают 11,7 г (0,15 моль) пиридина.

Получают 14,0 г 3,4,8,9-дибензпирен-5,10хинона, по чистоте и оттеику соответсивуюш,его типовому.

Пример 5. Опыт проводят в условиях примера 2, но вместо мочевины загружают

15,5 г (0,12 моль) хинолина и далее при выделении берут для подкисления 8 мл серной кислоты.

Получают 14,0 г 3,4,8,9-дибеизпиреи-5,10хинона, по чистоте и оттенку соответствующего типовому.

Пример 6. Опыт проводят в условиях примера 2, но вместо мочевины загрунсают 19,2 г (0,15 моль) хинолина.

Получают 14,0 г 3,4,8,9-дибензпирен-5,10хинона, по чистоте и оттенку соответствующего типовому.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить загрузку хлористого алюминия (с 18 моль до 13,7), сократить на 20 ч продолжительность процесса и уменьшить на 15% количество сточных вод и газовых выбросов.

Формула изобретения

1.Способ получения 3,4,8,9-дпбепзпирен5,10-хинона путем циклизации 1,5-дпбепзоилпафталина в присутствии хлористого алюминия, 2,4-динитрохлорбензола и компонента, понижающего температуру плавления хлористого алюминия, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса п уменьшения количества сточных вод и газовых выбросов, в качестве компонента, понил ающего температуру плавления хлористого алюминия, используют смесь хлоридов щелочных металлов или органический амин или амид.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве смеси хлоридов щелочных металлов используют смесь хлористого натрия и хлористого калия и процесс ведут при молярном соотношении 1,5-дибензоилнафталин : хлористый алюминий : хлористый натрий : хлористый калий, равном 1 : 11,7-13,7: 1,9-2,3: 1,3-1,5.

3.Способ по п. 1, отличающийся

тем, что в качестве органического амида используют мочевину и процесс ведут при моляриом соотношении 1,5-дибензоилнафталин : хлористый алюминий : мочевина, равном 1 : 13-13,7 : 3-3,7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Германии № 576253, кл. 12 q 10, опублик. 1933.

2. Авторское свидетельство СССР № 51427, кл. С 09 В 3/52, 1937.

3.Авторское свидетельство СССР № 94731, кл. С 09 В 3/52, 1951.

4.Патент Германии № 518316, кл. 12 о 10, опублик. 1927.

5.Патент Германии № 555180, кл. 22 в 2/04, опублик. 1929.

6. Патент Швейцарии № 203422, кл. 36 о, спублик. 1939.

7. Патент США № 2238180, кл. 260-352, опублик. 1941.

8.Патент США № 2838525, кл. 260-362, оиублик. 1960.

9.Патент США Л 3796733, кл. 260-362, опублик. 1974.

10.Патент АНГЛИИ № 293768, опублик. 1927.

11.Патеит Англии № 501897, опублик. 1939.

12. Патеит Франции № 30109, опублик. 1926.

13.Технологический регламент № 570 производства.

14.Кубовый золотисто-желтый ЖХ, Рубежаиское производственное объединение

«Краситель, 1974 (прототип).