180424. lajstromszámú szabadalom • Eljárás benzoesavanhidrid előállítására
5 180424 6 1. példa Zománcozott, fűthető és hűthető, 1 m3 űrtartalmú, megfelelő üvegből készült desztillációs berendezéssel és keverővei ellátott tartályba beviszünk mintegy 500 kg benzoesavat (4,10 mól) 5 és mintegy 320 kg benzo-trikloridot (1,64 mól), majd 140—150 °C hőmérsékletre melegítjük. A felfűtés sebességét a hidrogén-klorid fejlődéséhez igazítjuk. Mintegy 5 óráig tart. A távozó hidrogén-kloridot sósav előállítása céljából meg- 10 felelő abszorpciós berendezésbe vezetjük. A következő bevitt anyagmennyiséghez hozzáadjuk az előző — 200—300 kg, mintegy 10— 30% benzo-trikloridból, mintegy 50—80% benzoil-kloridból és mintegy 5—10% benzoesavból 15 álló — desztillátumot. Az újonnan bevitt anyagmennyiséggel annyi benzoesavat és benzo-trikloridot viszünk be, hogy a benzoesav és a benzotriklorid mólaránya 1:2,5 legyen. Feltételezzük azt, hogy az előző desztillátum klórtartalma ki- 20 zárólag a benzo-trikloridból származik. Mintegy 140 °C hőmérsékleten 3—4 óra reakcióidő elteltével a hidrogén-klorid-fejlődés lassul. Bemerülő csövön keresztül nitrogéngázt fújunk be. A nitrogéngáz mennyisége kezdetben 25 mintegy 1 m3/óra, és mennyiségét 5 óra alatt 5 m3/óra értékre növeljük. 10 percen belül a hidrogén-klorid fő mennyisége felszabadul. A reakció lefutását analitikaiig követjük. A reakciót akkor szakítjuk meg, 30 amikor a bevitt benzo-trikloridra vonatkoztatva legalább 2,5 mól hidrogén-klorid szabadult fel. Miután a reakciót megszakítottuk, a benzoesavanhidridet 140—180 °C hőmérsékleten, 20— 100 mbar nyomáson desztillációval elválasztjuk 35 az átalakulatlan benzoesavtól és benzo-trikloridtól, valamint a melléktermékként keletkezett benzoil-kloridtól. A benzoesavanhidrid ennek során, mint magas forráspontú anyag a desztillációs edényben desztillációs maradékként talál- 40 ható meg, tiszta alakban (> 98%-os tisztaság). Az egész elválasztott desztillációs keveréket — mely benzoesavból, benzo-trikloridból és benzoil-kloridból áll — mint előbb említettük, viszszavezetjük és hozzáadjuk az újonnan bevitt 45 anyagmennyiséghez. A fentiek szerint ismételve, 16 újonnan bevitt anyagmennyiséghez 5198 kg benzo-trikloridot és 8806 kg benzoesavat használunk fel és így 10 376 kg benzoesavanhidridet kapunk a desztillációs 50 maradékban, melynek tisztasága 98% feletti. Melléktermékként 844 kg desztillátumot (előpárlat) távolítunk el, mely a mintegy 30%-os kloridtartalma alapján a (benzo-trikloridra vonatkoztatva) 465 benzo-trikloridnak és 379 kg 55 benzoesavnak felel meg. A bevitt anyagmennyiség megfelelő korrekciójával a benzo-trikloridra vonatkoztatott kitermelés az elméleti érték 95%-a, a benzoesavra vonatkoztatott kitermelés az elméleti érték 100%-a. 60 2. példa 1 1-es, háromnyakú keverővei, csepegtető tölcsérrel és (megfelelő laboratóriumi mérlegre felerősített) visszafolyó kondenzálóedénnyel ellá- 65 tott lombikba beviszünk 391 g benzo-trikloridot (2 mól) és 610 g benzoesavat (5 mól). A reakció lefutását a hidrogén-klorid fejlődés következtében létrejövő súlyveszteséggel követjük. 100%os átalakulásnak 182,5 g súly veszteség felel meg. A következő összehasonlító kísérleteket hajtjuk végre: 1) nitrogéngáz bevezetése nélküli reakció, 2) nitrogéngáz bevezetésével végrehajtott reakció, 3) klór-benzol adagolásával végrehajtott reakció (3 óra reakcióidő után fokozatosan, részletekben adagolunk összesen 193 g klórbenzolt). A súlyveszteség alapján számított idő — átalakulás görbét a mellékelt ábra tartalmazza. A kísérletek alapján látható, hogy a klór-benzol adagolása a nitrogéngáz bevezetésével elért hatáshoz képest jobban megrövidíti a reakcióidőt, az átalakulást pedig növeli. A klór-benzolt előnyösen nem a reakció kezdetén, hanem csak 2/3 részben történő átalakulás után adagoljuk, több részletben úgy, hogy a reakcióelegy az iszapnak mintegy 180 °C hőmérséklete esetén visszafolyás közben forrjon. 3. példa 2 1-es, háromnyakú, keverővei és visszafolyó hűtővel ellátott lombikba beviszünk 586,5 g benzo-trikloridot (3 mól) és 722 g benzoesavat (6 mól) és 150 °C hőmérsékletre melegítjük. A hidrogén-klorid lehasadása mintegy 110 °C hőmérsékleten indul meg. 5 óra elteltével a reakcióelegyet 180 °C hőmérsékletre melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 3 órán keresztül. Ezután a benzoesavanhidridet vákuumdesztillációval (140—180 °C, 200—20 mbar) elválasztjuk az átalakulatlan benzo-trikloridtól és benzoesavtól, valamint a melléktermékként keletkezett benzoil-kloridtól (960 g desztillátum). Desztillációs maradékként 703,9 g benzoesavanhidridet kapunk (98,2%-os tisztaságú, op. 39—40 °C), 77,8%-os átalakulás. A kísérletet megismételjük úgy, hogy az előző kísérletből származó desztillátumot mindig a következő bevitt anyagmennyiséghez adagoljuk ás így a benzoesavra vonatkoztatva gyakorlatilag kvantitatív kitermelést kapunk. SZABADALMI IGÉNYPONTOK: 1. Eljárás benzoesavanhidrid előállítására, azzal jellemezve, hogy 100—200 °C hőmérsékleten benzoltrikloridot (1:2)—(1:3) mólarányban benzoesavval reagáltatunk adott esetben inert gáz bevezetésével és/vagy inert szerves oldószer adagolásával és adott esetben a melléktermékként keletkező benzoil-kloridot a maradék átalakulatlan benzoesavval és benzo-trikloriddal együtt elválasztjuk és visszavezetjük a kiindulási reakcióelegybe. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a 3
