201298. lajstromszámú szabadalom • Eljárás (trifluor-metil)-klórbenzolok dinitrálási reakciójában keletkező szerves hulladék feldolgozására
HU 201298 A A Helv.Chim.Acte 1951, 34 1350-5; 1952, 35, 1470-5; 1954,37,2038-8 sz. oldalain található közelmények különböző helyzetekben szubsztituált dinitro-klór- és fluor-benzoesavak hidrolízisét írják le. Általában néhány perces reakcióidővel a megfelelő dinitro-hdiroxi-benzoesavak keletkezéséről számolnak be. Megemlítik, hogy hosszabb reakcióidő esetén a nitro-csoportok lehasadása is bekövetkezik. A másik várható mellékreakció a (trifluor-metil)-dinitro-klór-benzolok klórjának lúgos hidrolízise, amely a szakirodalmi adatok szerint szintén enyhe körülmények között is bekövetkezik. A magyar 190.439 sz. és az amerikai egyesült államokbeli 3,813,446 sz. szabadalmi leírás szerint 1 vagy 2 nitro-cső portot tartalmazó (trifluor-metil)klór-benzolokból nátrium-hidroxiddal végzett hidrolízissel állították elő a megfelelő fenolokat. A J. Amer. Chem. Soc. 1947,69,2346 sz. oldalán található közlemény a különböző hidroxi-(trifluormetil)-benzolok nátrium-hidroxid hatására bekövetkező további mellékreakcióját írja le, miszerint a (trifluor-metil)-csoport karboxil-csoporttá történő hidrolízise mellett (difluor-metilén)-hidakon keresztül összekapcsolódó polimer-molekulák is keletkezhetnek. Eljárásunk azon a meglepő felismerésen alapul tehát, hogy - a fenti szakirodalmi forrásokból levonható következtetésekkel szemben - a főként (trifluor-metil)-dinitro-klór-benzolból és dinitroklór-benzoesavból álló szerves hulladék szubsztituált benzoesav-tartalma vizes alkálifém- vagy alkáliföldfém-hidroxid, -hidrogén-karbonát vagy alkálifém-karbonát hatására só formájában kioldható a (trifluor-metil)-dinitro-klór-benzol mellől, anélkül, hogy a fenti vegyületek hidrolízise bekövetkezne. A találmány szerinti eljárás értelmében úgy járunk el, hogy az (I) általános képletű (trifluor-metil)-klór-benzolok dinitrálása során keletkező, (II) általános képletű (trifluor-metil)-dinitro-benzolt és (III) általános képletű dinitro-klór-benzoesavat - mely (I), (II) és (III) általános képletekben X1 és X2 lehet azonos vagy eltérő és jelentése hidrogén - vagy klóratom, azzal a megkötéssel, hogy azonosság esetén klóratom - tartalmazó szerves hulladékot a benne lévő (III) általános képletű dinitro-klór-benzoesav - mely képletben X1 és X2 jelentése az előzőekben megadott - mennyiségére számított 1- 1,5 mól/mól arányban alkálifém - vagy alkáliföldfém-hidroxid, -hidrogén-karbonát vagy alkálifémkarbonát 2-40 t%-os, előnyösen 5-20 t%-os vizes oldatával érintkeztetjük, majd a (II) általános képletű (trifluor-metil)-dinitro-klór-benzolt - mely képletben X1 és X2 jelentése az előzőekben megadott - a vizes fázistól elválasztjuk. Az érintkeztetést 40-100 °C közötti előnyösen 60-75 °C közötti hőmérsékleten hajtjuk vége. Adott esetben a (III) általános képletű dinitro-klór-benzoesavat - mely képletben Xn és X2 jelentése az előzőekben megadott - a vizes fázisból ismert módon, szerves vagy ásványi savval történő savanyítással kinyerjük. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy lehetőséget teremt az (I) általános képletű (trifluor-metil)-klór-benzolok (ahol X1 és X2 jelentése a fenti) 3 dinitrálása során keletkező, veszélyes, környezetszennyező, szerves hulladék feldolgozására és hasznosítására. Alkalmazásával a szerves hulladék jó kitermeléssel, kevés műveleti lépéssel, szerves oldószer használata nélkül, biztonságosan és egyszerűen tiszta, további felhasználásra alkalmas vegyipari intermedierekké alakítható. Az eljárás során kinyert (II) általános képletű (trifluor-metil)-dinitro-klór-benzolok (ahol X1 és X2 jelentése a fenti) a dinitrálási reakcióba visszavezethetők, megnövelik annak kitermelését, így gazdaságosságát. A szerves hulladék találmányunk szerinti feldolgozásával súlyos környezetvédelmi probléma oldható meg. A találmány szerinti eljárást - az oltalmi igényünk korlátozása nélkül - az alábbi kiviteli példákkal szemléltetjük. 1. példa Keverővei, hőmérővel és visszafolyós hűtővel ellátott lombikba bemérjük 36,8 g nátrium-hidroxid 500 g vízzel készült oldatát, felmelegítjük 60 °C-ra, és ezen a hőfokon keverés közben hozzáadunk 500 g, a 4-klór-(trifluor-metil)-benzol dinitrálási hulladéksavából kinyert anyagot, melynek összetétele: 43t% 4-klór-3,5-dinitro-(trifluor-metil)-benzol 421% 4-klór-3,5-dinitro-benzoesav 5t% egyéb szerves vegyület 10t% víz. Az elegyet 60-65 °C-on 10 percig kevertetjük, majd a fázisokat melegen elválasztjuk. Az alsó, szerves fázis 95 t%-os tisztaságú 4-klór-3,5-dinitro(trifluor-metil)-benzol, tömege: 212 g, kitermelés: 98,6%. A vizes fázishoz keverés és hűtés közben hozzáadunk 100 g 37 t%-os sósav oldatot, majd a kivált anyagot kiszűrjük és vízzel kimossuk. Szárítás után 202 g 4-klór-3,5-dinitro-benzoesavat kapunk, melynek tisztasága 921%, kitermelés: 96,2%. A fentiekkel analóg módon, a lúgos kezelést 130 g kálium-hidrogén-karbonát 500 g vízben készült oldatával végezve 210 g, 94 t%-os tisztaságú 4-klór- 3,5-dintrio-(trifluor-metil)-benzol (kitermelés: 97,7%) és 205 g, 90 t%-os tisztaságú 4-klór-3,5-dinitro-benzoesavat (kitermelés: 97,6%) kapunk. 2. példa Keverővei, hőmérővel és visszafolyós hűtővel ellátott lombikba bemérünk 500 g vizet és 500 g, a 2,4-diklór-(trifluor-metil)-benzol dinitrálásának hulladéksavából kinyert denitrálási hulladékot, amelynek összetétele: 60 t% 2,4-diklór-3,5-dinitro-trifluormetil-benzol 141% 2,4-diklór-3,5-dinitro-benzoesav 61% egyéb szerves vegyület 201% víz. Az elegyet keverés közben 75 °C-ra melegítjük, és ezen a hőfokon 10 perc alatt hozzáadjuk 40 g kálcium-hidrogén-karbonát 15 t%-os vizes oldatát. További 15 perc kevertetés után a fázisok^ szétválasztjuk. Az alsó, szerves fázis 295 g tömegű, 93 t%-os tisztaságú 2,4-diklór-3,5-dinitro-3,5-dinitro(trifluor-metil)-benzol, kitermelés: 93,3%. A vizes fázishoz keverés és hűtés közben hozzáadunk 20 g 75 t%-os vizes foszforsav oldatot, a 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
