181876. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-klór-ftalimid előállítására
3 181876 4 a) annyi epoxivegyület jelenlétében, hogy legalább egy epoxicsoport jusson minden imidcsoportra, és b) legalább katalitikus mennyiségű tercier amin jelenlétében. (Ez a módszer képezi az 1979. VI. 7-én nyilvánosságra hozott 872 584 számú belga szabadalmi leírás tárgyát). A 3. reakcióvázlat az N-klór-ftálimid (NCP) előállítását mutatja be, klórgáz és ftálimid (Y = H) vagy ftálimid-alkálifémsó (Y = alkálifém) reagáltatása útján. Az átalakulás egyensúlyhoz vezető reakció. Az NCP-képződésnek kedvező körülményeket kell alkalmazni. A korábbi eljárásoknál, ahol a klórozást vizes közegben hajtják végre, az NCP-képződés kedvező, mivel az NCP csapadék formájában kiválik a vízben való relatív oldhatatlansága következtében. Azokban a korábbi eljárásokban, ahol alkálifém-só-formájú ftálimidet klóroznak nemvizes közegben (klórozott szénhidrogén), az NCP-képződés szintén kedvező, mivel az alkálifém-klorid kiválik a nemvizes közegben való viszonylagos oldhatatlansága következtében. A jelen találmány tárgyát N-klór-ftálimid előállítására szolgáló eljárás képezi, amelynek során ftálimidet elemi klórral hozunk érintkezésbe -10 és + 50°C közötti hőmérsékleten, lényegében vízmentes körülmények között, 2-5%-ban térhálósított poli/vinil-piridin jelenlétében. A poli-vinil-piridin kopolimer gyengén bázikus és szerves oldószerekben nem oldódik. A kopolimer hatására a hidrogén-klorid gyorsan eltávolítható a reakcióközegből, ami a reakcióegyensúlyt az N-klór-imid képződésének irányába tolja el. Ezenfelül á vinil-piridin kopolimer szűréssel vagy más, alkalmas módon könnyen eltávolítható a reakcióközegből. Míg az említett, 872 584 számú belga szabadalmi leírás szerint az imid klórozása során képződött hidrogén-klorid eltávolítására használt epoxivegyület alkalmazása tercier amin-katalizátor (például kinolin) jelenlétét teszi szükségessé, a térhálósított vinil-piridin kopolimer alkalmazása nem igényli a tercier amin katalizátor jelenlétét Az eljárásban összehasonlítható kitermelések kaphatók tercier amin katalizátorral és anélkül. A találmány szerinti eljárás végrehajtásakor a kívánt imidet tartalmazó reakcióközegbe a klórgázt vagy közvetlenül vezetjük be, vagy először a klórgázt a polimerrel abszorbeáltjuk, majd a polimer-klór-kompléxet adjuk a reakcióközeghez. Mindkét módszer beletartozik a találmány körébe. A klór és az imidcsoport reakciójában a jelenlevő imid minden mólja 1 mól klórt fogyaszt el. Ezért előnyös, ha az imid minden móljára legalább 1 mól klór áll rendelkezésre. Még előnyösebb, ha mintegy 10% mólfeleslegben levő klórt reagáltatunk az műddel. A reakciót —10°C és +50 °C közötti hőmérséklettartományban, előnyösen -5 °C és +25 °C között játszatjuk le. A reakció általában mintegy 1-24 óra alatt teljesen végbemegy; előnyösen 3—15 óra reakcióidőt alkalmazunk. Az imid és a klór reagáltatását közömbös szerves oldószerben, alapjában véve nemvizes körülmények 2 között hajtjuk végre. A „lényegében vízmentes körülmények” meghatározás nem jelenti a víz teljes kizárását a reakcióelegyből; a fenti meghatározás jelentése, hogy a reakcióelegyhez víz hozzáadása a reakció előtt vagy annak folyamán nem célszerű. A találmány szerinti eljárásban használt oldószerekben és reagensekben szokásosan jelenlevő vízmennyiséget azonban nem szükséges eltávolítani. „Oldószer” alatt olyan közeget értünk, amely részlegesen vagy teljesen oldja az imid kiindulási anyagot. A „közömbös” meghatározás olyan oldószert definiál, amely a reakció körülményei között nem reagál a reagensekkel, főként a klórral. Ilyen oldószerek a halogénezett aromás és alifás szénhidrogének. Megfelelő halogénezett aromás szénhidrogénekre példa a klór-benzol, 1,2-diklór-benzol, 1,4-diklór-benzol, bróm-benzol, a halogénezett alifás szénhidrogének közé tartozik például a metilén-klorid, kloroform, 1,1,2-triklór- etán, 1,2-diklór-etán, 1.1- diklór-etán és 1,1,1-triklór-etán. A fentiek közül előnyben részesítjük a halogénezett alifás szénhidrogéneket, elsősorban a metilén-kloridot. A találmány szerinti eljárásnál használt térhálósított poli(vinil-piridin) polimerek gyengén bázikusak és nem oldódnak az eljárásnál alkalmazott reakcióközegben. A polimerek körülbelül 2—5% keresztkötést tartalmaznak. A térhálós poli(vinil-piridin) polimert vinil-piridin monomernek térhálósító anyag jelenlétében végzett polimerizálásával állítjuk elő. A „vinil-piridin” meghatározás alatt 4-vinil-piridint, 3-vinil-piridint, 2-vinil-piridint és metilezett vinil-piridineket - így 2-metil-4-vinil-piridint és 3-metil-4-vinil-piridint - értünk. 4-Vinil-piridin az előnyben részesített monomer. A poli(vinil-piridin) polimerek számos ismert térhálósító anyaggal térhálósíthatók. Közéjük tartoznak például bifunkciós vegyületek, mint divinil-benzol, akril-amidok, mint az a. képletű N,N’-metilén-bisz(akril-amid), az N,N’-dekametilén-bisz(akril-amid) és az N,N-diallil-akril-amid; akrilát- és metakrilát-észterek, mint etilén-diakrilát, etilén-dimetilakrilát és trietiléngl iko-dime til-akrilát; aromás és alifás dikarbonsavak allil-észterei, mint diallil-ftalát, diallil-malonát és diallil-szukcinát; és egyéb bifunkciós vinil- és allilvegyületek, mint divinil-szulfon és NjN’-diallil-piperazin; trifunkciós térhálósító anyagok, például a b képletű 1,1,1-trime tilol-propán-trimetakrilát, 1,1,1-trimetilol-propán-triakrilát, 1.1.1- trimetilol-etán-triakrilát, 1,3,5-triakriloil-hexah i d r o - s -1 riazin, 1,3,5-trime takriloil-hexahidro-s-triazin, trivinil-ciklohexán és triallil-izocianurát; és tetrafunkdós térhálósítószerek, például pentaeritrit-tetrametakrilát, tetraallil-oxi-etán és tetraallil-piromellitát. Előnyben részesített térhálósító anyag a divinil■benzol. Egyéb előnyös térhálósítószer a ç és d képletű metilén-bisz(akril-amid), illetve metilén-bisz(metakril-amid). A vinil-piridin monomer divinil-piridinnel, például 2-metil-4,6-divinil-piridinnel is térhálósítható. Természetesen a találmány szerinti eljárásban más ismert vagy preparálható térhálósító anyagok is használhatók térhálós szerkezetű poli(vinil-piridin) polimer előállítására. 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60 65
