185910. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrazinok előállítására
1 . 185 910 2 Az „alkáli földfém” kifejezést szintén szokásos értelemben használjuk, és magnéziumot, kalciumot, báriumot és stronciumot értünk alatta. A „nem-vizes közömbös hígítószer” kifejezés, melyet a leírásban és az igénypontokban használunk, az alkalmazott reagenseknek olyan folyékony oldószere, illetve folyékony vagy szilárd hordozója, illetve hígítószere, amely nem lép reakcióba, illetve nincs a kívánt reakcióúttal ellentétes hatással, és amely lényegében véve vízmentes. A „lényegében vízmentes” kifejezés azt jelenti, hogy kevesebb mint 1 súly% vizet, előnyösen kevesebb, mint 0,1 súly% vizet tartalmaz. Ilyen hígítószerek lehetnek szárított kerozin (előnyösen kis kéntartalommal és frissen desztillálva), trialkil-aminok, például tripropilamin és tributil-amin, vagy ezek keveréke. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös módja szerint a hígítószert úgy választjuk meg, hogy az megegyezzen a melléktermékként képződő vegyülettel. Például, ha a találmány szerinti eljárásban alkalmazott terc-hidrazinium-halogenid egy tercalkil-hidrazinium-halogenid, akkor melléktermékként trialkil-amin fog képződni. Ebben az esetben ugyanazt a trialkil-amint használjuk hígítószerként az eljárásban, és így a reakciótermék-elegy ugyanazt a trialkil-amint tartalmazza hígítószerként, mint melléktermékként. Ez megkönnyíti az előállítandó hidrazin elkülönítését. A találmány szerinti eljárást úgy hajtjuk végre, hogy egy terc-hidrazinium-halogenidet alkálifémvagy alkáliföldfém-amiddal lényegében véve vízmentes körülmények között reagáltatunk. Bár a reakciómechanizmus még nincs teljes mértékben tisztázva, véleményünk szerint a reakcióvázlaton bemutatott módon megy végbe. A reakcióvázlaton az (I) általános képlet terc-hidrazinium-halogenidet jelent, R„ R2 és R3 jelentése 1-4 szénatomos alkil- vagy fenil-( 1 —4 szénatomos alkil)-csoport, R6 jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport, R4 és R5 jelentése hidrogén vagy 1-4 szénatomos alkil- vagy fenilcsoport, A jelentése alkálifém- vagy alkáliföldfém, és X jelentése halogén, előnyösen klór- vagy brómatom. Az (I) és (II) általános képletű vegyület mennyisége a találmány szerinti eljárásban nem lényeges, és széles határok között változhat. A (II) általános képletű vegyület kis mól-fölöslege a reakcióelegyben azonban előnyös. A hígítószer mennyisége úgyszintén nem lényeges, előnyösen az (I) és (II) általános képletű vegyületek együttes súlymennyiségére számítva 50 és 1000% között lehel. Ha a reakcióelegy nem túl viszkózus, a hígítószer el is hagyható. A reakcióvázlattal szemléltetett reakciót előnyösen atmoszférikus nyomáson hajtjuk végre, az atmoszférikusnál nagyobb nyomás azonban meggyorsíthatja a reakciót, javíthatja a kitermelést, vagy megkönnyítheti a hígítószer használatát, amely egyébként a reakció hőfokán nem lenne folyékony. Bár a találmány szerinti eljárás széles hőmérséklethatárok között lehet végrehajtani, azaz mintegy - 10 °C és 200 °C között, előnyösen mégis úgy járunk el, ha az (1) általános képletű hidraziniumsót és a közömbös hígítószert bármilyen hőmérsékleten összekeverjük, majd a (II) általános képletű amidot legalább 50 °C-on hozzáadjuk, és gyorsan felmelegítjük, előnyösen 50 °C és 200 °C közötti hőmérsékletre, még előnyösebben 120 °C és 180 °C közötti hőmérsékletre. A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös foganatosítási módja szerint úgy járunk el, hogy az (I) képletű só és a közömbös hígítószer keverékét gázmentesítjük és 50 °C és 150 °C közé felmelegítjük, hozzáadjuk az amidhoz, majd folyamatos gyors hevítéssel 180 °C-ra melegítjük, míg a hidrazinképződés meg nem szűnik. A reagensek adagolásának sorrendje nem lényeges. Előnyös azonban a hidrazinium-halogenidet először bensőségesen összekeverni a közömbös hígítószerrel, majd a képződött keverékhez adagolni a (II) képletű amidot, melyet szintén alaposan elkevertünk a bígítószerrel. E célra bármilyen keverőberendezést használhatunk. A reakció általában 30 perc vagy ennél is rövidebb idő alatt lejátszódik. A reakciófolyamatot bármilyen szokásos analitikai műszerrel ellenőrizhetjük, mel yei a reagensek fogyását vagy a (III) képletű termék képződését nyomon tudjuk követni. A reakció teljessé tétele érdekében a (III) képletű hidrazint szokásos módszerekkel különíthetjük el a reakcióeleg\ bői. Alkalmas eljárás például a desztilláció, vagy a (III) általános képletű terméket képződése ütemében folyamatosan eltávolítjuk a reakcióelegyből. ■ A találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítási módja szerint a (II) képletű amidot és az (I) képletű halogenidet együtt juttatjuk a reakcióedénybe, majd a (III) képletű hidrazint azonnal eltávolítjuk az edényből, mielőtt a kiindulási vegyületekkel való keveredése bekövetkezne. így a nem kívánatos mellékreakciók végbemenetelét meg lehet előzni, és jelentősen növelhető a kitermelés. Az ilyen eljárásoknál lényeges, hogy az (I) és (II) képletű reagensek adagolási arányát körülbelül ekvimoláris ériéken tartsuk, így megelőzzük a mellékreakciókat. A (III) képletű hidrazinnak a kiindulási reagensektől való elkülönítését legkényelmesebben úgy végezhetjük, hogy a reakciót a technika állása szerint ismert, folyamatos csőreaktorban hajtjuk végre. Az eljárást úgy hajtjuk végre, hogy az (I) és (11) képletű reagenseket a reaktor reakciózónájában közömbös hígítószerbe juttatjuk (vagy hígítószerrel keverve juttatjuk a reaktorba) és a képződő (III) képletű hidrazint egy úgynevezett nem-adagoló zónában szinte azonnal eltávolítjuk. A közömbös hígítószer a rét kcióterméket a reakciózónából 30 másodpercnél rövidebb idő alatt kisodorja. A hidrazint azután a reakcióelegytől szokásos elválasztó módszerekkel, például desztillációval különítjük el. Más módon úgy járhatunk el, hogy a hidrazint a reaktor reakciózónájából való eltávolítással egyidejűleg desztillációval választjuk el a hígítószertől, és így még nagyobb kitermelést érhetünk el. A reagensek adagolási sebességét a végrehajtott reakció sebességéhez kell igazítani. A reaktor reakciózónáját fütőbererdezéssel láthatjuk el, hogy a reakcióelegyet a kívánt hőfokon tartsuk. A csőreakiort úgy is kialakíthatjuk, hogy abból a terméket - közömbös hígítószerben oldva egyeI 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
