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DE2457082A1 - Dibenzothiophene dioxide derivs prodn - 3-nitro-and 3,7-dinitro-dibenzothiophen-5,5- dioxide prodn by oxidn of dibenzothiopene in substd (cyclo) alkane and direct nitration - Google Patents

Dibenzothiophene dioxide derivs prodn - 3-nitro-and 3,7-dinitro-dibenzothiophen-5,5- dioxide prodn by oxidn of dibenzothiopene in substd (cyclo) alkane and direct nitration

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Publication number
DE2457082A1
DE2457082A1 DE19742457082 DE2457082A DE2457082A1 DE 2457082 A1 DE2457082 A1 DE 2457082A1 DE 19742457082 DE19742457082 DE 19742457082 DE 2457082 A DE2457082 A DE 2457082A DE 2457082 A1 DE2457082 A1 DE 2457082A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dioxide
dibenzothiophene
prodn
water
nitro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19742457082
Other languages
German (de)
Inventor
Guido Dr Skipka
Axel Dr Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE19742457082 priority Critical patent/DE2457082A1/en
Publication of DE2457082A1 publication Critical patent/DE2457082A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76Dibenzothiophenes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Prodn. of 3-nitro- and 3,7-dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxide (I) comprises dissolving dibenzothiophene (II) in (cyclo)aliphatic hydrocarbons (III) with one or more halogen (F, Cl, Br), NO2 or alkylsulphonyl substits., oxidising with H2O2 in the presence of a strong acid (IV) and nitrating the resultant dibenzothiophen-5,5-dioxide (V), without isolation, with a nitrating agent (VI), opt. with addn. of water-binding agent (VII). (I) are valuable intermediates for the prodn. of dyes, esp. azo dyes. The process is simple and gives good yields.

Description

Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro- und 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro- und 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid.Process for the preparation of 3-nitro- and 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide The invention relates to an improved process for the preparation of 3-nitro and 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide.

Es ist bekannt, Dibenzothiophen in Eisessig mit 30 Gew.-%igem wäßrigem Wasserstoffperoxid zu Dibenzothiophen-5,5-dioxid zu oxydieren und aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch durch Abfiltrieren zu isolieren (J. Am. Chem. Soc. 74, 2021 (1952)). Es ist weiter bekannt, Dibenzothiophen-5,5-dioxid in konzentrierter Schwefelsäure mit 98 Gew.-%iger Salpetersäure zu nitrieren und nach anschließendem Verdürllen des Reaktionsgemisches mit Wasser das ausgefallene 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid durch Filtration von der wäßrigen Lösung abzutrennen (J. Chem.It is known to use dibenzothiophene in glacial acetic acid with 30% strength by weight aqueous To oxidize hydrogen peroxide to dibenzothiophene-5,5-dioxide and from the obtained To isolate the reaction mixture by filtering off (J. Am. Chem. Soc. 74, 2021 (1952)). It is also known to use dibenzothiophene-5,5-dioxide in concentrated sulfuric acid to nitrate with 98 wt .-% nitric acid and after subsequent dilution of the reaction mixture with water, the precipitated 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide separated from the aqueous solution by filtration (J. Chem.

Soc. 1936, 1435).Soc. 1936, 1435).

Nachteile des bekannten Verfahrens sind die Isolierung des Dibenzothiophen-5,5-dioxids, die Notwendigkeit der Rückgewinnung oder der Verlust des in der ersten Stufe als Lösungsmittel verwendeten Eisessigs und der Einsatz großer Mengen Mineralsäure als Lösungsmittel bei der Nitrierung, die nach anschließender Verdünnung mit großem Aufwand aufgearbeitet werden müssen oder zu einer entsprechenden, nicht erwünschten Abwasserbelastung führen.Disadvantages of the known process are the isolation of the dibenzothiophene-5,5-dioxide, the need for recovery or loss of the in the first stage considered Used glacial acetic acid and the use of large amounts of mineral acid as solvents Solvent in the nitration, which after subsequent dilution with large Effort must be worked up or to a corresponding, undesirable Lead to wastewater pollution.

Es besteht also Bedarf für ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro--und 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid, das die beschriebenen Nachteile nicht aufweist, insbesondere deshalb, weil 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid als Zwischen produkt zur Herstellung von Benzidinsulfon dienen kann. Die Herstellung von Benzidinsulfon durch Sulfonierung von Benzidin ist nämlich wegen der Kanzerogenität des Benzidins aus gesundheitlichen Gründen bedenklich und daher ein anderer technisch brauchbarer Weg zu diesem wichtigen Zwischenprodukt äußerst erwünscht.There is therefore a need for an improved method of manufacture of 3-nitro and 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide, which have the disadvantages described does not have, especially because 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide can serve as an intermediate product for the production of benzidinesulfone. The production Benzidine sulfone by sulfonation of benzidine is because of its carcinogenicity the benzidine for health reasons questionable and therefore a different technical one A useful route to this important intermediate is highly desirable.

Es wurde nun gefunden, daß man 5-Nitro- und ,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid in einfacher Weise und mit guten Ausbeuten herstellen kann, wenn man Dibenzothiophen in aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, die ein oder mehrfach durch Halogen, die Nitro- oder eine Alkylsulfonylgruppe substituiert sind, löst, mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart einer starken Säure oxidiert -'nd das erhaltene 3ibenzothiophen-5,5-dioxid ohne Zwiscnenisolie mit einem Nitriermittel, gegebenenfalls unter Zusatz eines Wasser bindenden Mittels, nitriert.It has now been found that 5-nitro- and 7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide can be produced in a simple manner and with good yields if one uses dibenzothiophene in aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons, one or more times by halogen, which is substituted by nitro or an alkylsulfonyl group, dissolves, oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a strong acid -'nd the obtained 3ibenzothiophene-5,5-dioxide without intermediate isolation with a nitrating agent, if necessary with the addition of a water-binding agent, nitrated.

Als substituierte Kohlenwasserstoffe, die für das erfindungsgemäß Verfahren verwendet werden können, seien aliphatische und alicyclische Kohlenwasserstoffe mit bis zu 12, bevorzugt bis zu 6 Kohlenstoffatomen genannt, die ein- oder mehrfach durch Halogen (Fluor, Chlor, Brom), die Nitro- oder eine Alkylsulfonyl-Gruppe substituiert sind.As substituted hydrocarbons for the invention Methods that can be used include aliphatic and alicyclic hydrocarbons with up to 12, preferably up to 6, carbon atoms mentioned one or more times substituted by halogen (fluorine, chlorine, bromine), the nitro or an alkylsulfonyl group are.

Als Grundkörper entsprechend substituierter Kohlenwasserstoffe seien beispielsweise genannt: Methan, Äthan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Cyclopentan und Cyclohexan; Unter diese beispielhafte Aufzählung fallen selbstverständlich außer den geradkettigen auch die verzweigten Isomeren sowie Alkyl-substituierte Cycloalkane.Correspondingly substituted hydrocarbons are used as the base body named for example: methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, cyclopentane and cyclohexane; This list of examples also includes, of course, the straight-chain and branched isomers and alkyl-substituted cycloalkanes.

Bevorzugt seien die durch Chlor substituierten Kohlenwasserstoffe genannt, z.B. Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, 1,1-Dichloräthån, 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan, 1,1,2,2-Tetrachloräthan, Pentachloräthan, 1 , 2-Dichlorpropan und 1 , 3-Dichlorpropan.The hydrocarbons substituted by chlorine are preferred named, e.g. methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, pentachloroethane, 1,2-dichloropropane and 1,3-dichloropropane.

Für durch Brom substituierte Kohlenwasserstoffe seien beispielsweise genannt: Methylenbromid, Bromoform, Tetrabrommethan, 1,2-Dibromåthan und 1,2-Dibrompropan.For hydrocarbons substituted by bromine, for example named: methylene bromide, bromoform, tetrabromomethane, 1,2-dibromoethane and 1,2-dibromopropane.

Ebenso können in dem erfindungsgemäßen Verfahren Kohlenwasserstoffe Verwendung finden, die beispielsweise durch Fluor oder durch verschiedene Halogene gleichzeitig substituiert sind. Z.B.Hydrocarbons can also be used in the process according to the invention Find use, for example by fluorine or by various halogens are substituted at the same time. E.g.

Fluor-trichlormethan, Difluordichlormethan, Difluordibrommethan, 1,1,2-Trifluor-1,2 ? 2-trichloräthan und Perfluor-1,3-dimethylcyclohexan.Fluorotrichloromethane, difluorodichloromethane, difluorodibromomethane, 1,1,2-trifluoro-1,2 ? 2-trichloroethane and perfluoro-1,3-dimethylcyclohexane.

Von den durch die Nitrogruppe substituierten Kohlenwasserstoffen seien insbesondere Nitromethan und Nitroäthan genannt.Of the hydrocarbons substituted by the nitro group are especially called nitromethane and nitroethane.

Als durch eine Alkylsulfonylgruppe substituierte Kohlenwasserstoffe seien vorzugsweise Dimethylsulfon und Tetramethylensulfon genannt.As hydrocarbons substituted by an alkylsulfonyl group are preferably mentioned dimethyl sulfone and tetramethylene sulfone.

Auch Gemische zweier oder mehrere der vorgenannten substituierten Kohlenwasserstoffe können in dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung finden.Also mixtures of two or more of the aforementioned substituted ones Hydrocarbons can be used in the process according to the invention.

Die Menge des bzw. der erfindungsgemäß Verwendung findenden substituierten Kohlenwasserstoffe kann in weiten Grenzen variiert werden. Im allgemeinen beträgt sie etwa 0,5 bis 25, bevorzugt etwa 1 bis etwa 10 und insbesondere von etwa 2 bis etwa 5 Vol.-Teile je Gewichtsteil des eingesetzten Dibenzothiophens.The amount of the substituted substance or substances used in accordance with the invention Hydrocarbons can be varied within wide limits. Generally amounts to they are about 0.5 to 25, preferably about 1 to about 10 and in particular from about 2 to about 5 parts by volume per part by weight of the dibenzothiophene used.

Wasserstoffperoxid ist bekannt; es ist unverdünnt und in Form wäßriger Lösungen verschiedener Konzentration handelsüblich.Hydrogen peroxide is known; it is undiluted and in the form of water Solutions of various concentrations available on the market.

Im allgemeinen werden dem erfindungsgemäßen Verfahren bis zu 10, vorzugsweise bis zu 5, insbesondere 2 bis 4 Mol H202 je Mol Dibenzothiophen verwendet.In general, the process according to the invention is up to 10, preferably up to 5, in particular 2 to 4 moles of H 2 O 2 per mole of dibenzothiophene are used.

Als starke Säuren kommen bevorzugt nicht oxidierende Mineralsäuren infrage, insbesondere Schwefelsäure und Phosphorsäure.Preferred strong acids are non-oxidizing mineral acids in question, especially sulfuric acid and phosphoric acid.

Im allgemeinen werden je Mol Dibenzothiophen 0,01 bis 10 Mol, bevorzugt o,o5 bis 5 Mol, insbesondere 0,1 bis 4 Mol starke Saure verwendet.In general, 0.01 to 10 moles per mole of dibenzothiophene are preferred 0.05 to 5 mol, in particular 0.1 to 4 mol, of strong acid are used.

Im allgemeinen wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß man Dibenzothiophen in dem entsprechend substituierten Kohlenwasserstoff vorlegt, die gewählte Menge der starken Säure zugibt und dann die gewählte Menge Wasserstoffperoxid oder -lösung zufügt.. Dabei kann das Wasserstoffperoxid auf einmal, chargenweise oder kontinuierlich zugefügt werden.In general, the process according to the invention is carried out so that one submits dibenzothiophene in the appropriately substituted hydrocarbon, the selected amount of the strong acid is added and then the selected amount of hydrogen peroxide or solution .. The hydrogen peroxide can be added at once, in batches or be added continuously.

Die Reaktionstemperatur beträgt im allgemeinen 0 bis 170, vorzugsweise 20 bis 130, insbesondere 30 bis 10000.The reaction temperature is generally from 0 to 170, preferably 20 to 130, especially 30 to 10,000.

Da die Oxidationsreaktion exotherm ist, ist es besonders vorteilhaft, das Wasserstoffperoxid kontinuierlich in dem Maße zuzugeben, daß die Reaktionstemperatur auch ohne zusätzliche Kühlung den gewählten Bereich nicht überschreitet.Since the oxidation reaction is exothermic, it is particularly advantageous to to add the hydrogen peroxide continuously to the extent that the reaction temperature does not exceed the selected range even without additional cooling.

Nachdem die Oxidation beendet ist, was durch übliche analytische Methoden leicht festgestellt werden kann, wird eine gegebenenfalls z.B. infolge der Verwendung wässriger Wasserstoffperoxidlösung entstandene wässrige Phase abgetrennt.After the oxidation is over, what by usual analytical methods can be easily ascertained, if necessary, e.g. as a result of the use Aqueous phase formed from aqueous hydrogen peroxide solution is separated off.

Vorteilhaft wählt man den Temperaturbereich für die Reaktion aber so, daß das bei der Oxidation entstehende Wasser infolge der Reaktionswärme gegeLenenfalls als Äzeotrop mit dem verwendeten Lösungsmittel aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert. Dabei kann man nach der Kondensation des Destillate das Wasser von dem Lösungsmittel abtrennen und das Lösungsmittel entweder in einer späteren Charge erneut verwenden oder direkt diskontinuierlich oder kontinuierlich in das Reaktionsgemisch zurückführen.However, it is advantageous to choose the temperature range for the reaction so that the water formed during the oxidation may be due to the heat of reaction distilled off as an azeotrope with the solvent used from the reaction mixture. After the condensation of the distillate, the water can be removed from the solvent separate and either reuse the solvent in a later batch or recirculate it directly, batchwise or continuously, into the reaction mixture.

Für die anschließende Nitrierung des Dibenzothiophen-5,5-dioxids verwendet man als Nitriermittel bevorzugt Salpetersäure oder solche Nitriermittel, die neben Salpetersäure andere starke Mineralsäuren oder Lewis-Säuren enthalten, z.B. Schwefelsäure, Oleum, Schwefeltrioxid, Phosphorsäure, Polyphosphorsäure, Phosphorpentoxid, Fluorwasserstoff oder Alkansulfonsäuren, z.B.Used for the subsequent nitration of dibenzothiophene-5,5-dioxide the preferred nitrating agent is nitric acid or those nitrating agents which, in addition to Nitric acid contain other strong mineral acids or Lewis acids, e.g. sulfuric acid, Oleum, sulfur trioxide, phosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphorus pentoxide, hydrogen fluoride or alkanesulfonic acids, e.g.

Methansulfonsäure, Perfluormethansulfonsäure, Perfluorbutansulfonsäure.Methanesulfonic acid, perfluoromethanesulfonic acid, perfluorobutanesulfonic acid.

Im allgemeinen werden bis zu etwa 50, vorzugsweise bis zu etwa 15 und insbesondere etwa 1 bis 2 Mol Salpetersäure pro Mol in das Dibenzothiophen-5,5-dioxid einzuführende Nitrogruppe verwendet. Enthält das Nitriermittel neben Salpetersäure weitere der oben genannten Säuren, so beträgt der Anteil der zugesetzen Mineral- oder Lewis-Säure im allgemeinen bis zu etwa 5 Mol, bevorzugt bis zu etwa 3 Mol und insbesondere 0,5 bis 1,5 Mol, berechnet auf die molare Menge Salpetersäure.Generally up to about 50, preferably up to about 15 and especially about 1 to 2 moles of nitric acid per mole into the dibenzothiophene-5,5-dioxide used nitro group to be introduced. Contains the nitrating agent in addition to nitric acid other of the acids mentioned above, the proportion of added mineral or Lewis acid generally up to about 5 moles, preferably up to about 3 moles and in particular 0.5 to 1.5 mol, calculated on the molar amount of nitric acid.

Im allgemeinen wird Salpetersäure mit einem Gehalt von etwa 90 bis 100 Gew.-Yo HN03 verwendet, jedoch kann auch verdünntere Salpetersäure bis zu etwa 50 Gew.-% HN03 verwendet werden, wenn das Nitriermittel gleichzeitig starke Mineral- bzw. Lewis-Säuren enthält, die zur Wasserbindung fähig sind, z.B. die vorgenannten. Es können auch Gemische dieser Säuren im Nitriermittel vorhanden sein und die Salpetersäure kann gegebenenfalls ganz oder teilweise durch Nitrate, bevorzugt Ammonium- und Alkalinitrate ersetzt werden.Generally nitric acid is used at a level of about 90 to 100% by weight of HN03 used, but more dilute nitric acid up to about 50% by weight HN03 can be used if the nitrating agent is also strong mineral or Lewis acids which are capable of binding water, e.g. the aforementioned. Mixtures of these acids and nitric acid can also be present in the nitrating agent can optionally completely or partially by nitrates, preferably ammonium and alkali nitrates be replaced.

Dem Reaktionsgemisch können weiterhin auch Mittel zugesetzt werden, die das durch das Nitriermittel eingebrachte Wasser und/oder das bei der Reaktion entstehende Wasser binden. Im allgemeinen werden hierfür die vorgenannten Säuren sowie deren Mischungen verwendet. Diese Mittel können ihrerseits bereits bis zu 20 Gew.-%, bevorzugt jedoch bis zu 10 Gew.-% gebundenes Wasser enthalten. Im allgemeinen werden diese Mittel zusammen mit dem Nitriermittel, gegebenenfalls auch im Gemisch in die Reaktionsmischung, oder auch vor oder nach Zugabe des Nitriermittels zugesetzt. Einige, z.B. Schwefeltrioxid können auch als Lösung in einem der erfindungsgemäße verwendeten organischen Lösungsmittel zugegeben werden.Agents can also be added to the reaction mixture that of the water introduced by the nitrating agent and / or that of the reaction bind resulting water. In general, the aforementioned acids are used for this purpose as well as their mixtures are used. These funds in turn can already be up to Contain 20% by weight, but preferably up to 10% by weight, of bound water. In general these agents are used together with the nitrating agent, optionally also in a mixture in the reaction mixture, or added before or after the addition of the nitrating agent. Some, for example sulfur trioxide, can also be used as a solution in one of the invention organic solvents used are added.

Zweckmäßigerweise wird die Menge des wasserbindenden Mittels entsprechend der eingesetzten Menge Nitriermittel, dem Wassergehalt und der Temperatur der Reaktionsmischung gewählt.The amount of the water-binding agent is expediently corresponding the amount of nitrating agent used, the water content and the temperature of the reaction mixture chosen.

Bevorzugt werden bis zu 10, insbesondere bis zu 2 Mol des wasserbindenden Mittels, bezogen auf 1 Mol in das Dibenzothiophen-5,5-dioxid einzuführender Nitrogruppe eingesetzt. Bei dem bevorzugten Einsatz von 1 bis 2 Mol Salpetersäure pro Mol in das Dibenzothiophen-5,5-dioxid einzuführender Nitrogruppen ist die Anwesenheit des wasserbindenden Mittels im allgemeinen erforderlich.Preference is given to up to 10, in particular up to 2, mol of the water-binding agent Means, based on 1 mole of the nitro group to be introduced into the dibenzothiophene-5,5-dioxide used. With the preferred use of 1 to 2 moles of nitric acid per mole in the dibenzothiophene-5,5-dioxide to be introduced nitro groups is the presence of the water-binding agent is generally required.

Die Reaktionstemperatur kann in weiten Bereichen variiert werden. Im allgemeinen wird die Reaktion im Temperaturbereich zwischen -20 und +1250C, bevorzugt zwischen 0 und 105 0C und insbesondere im Temperaturbereich zwischen 20 und 90 0C durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen bei Normaldruck durchgeführt, jedoch kann auch bei vermindertem oder erhöhtem Druck gearbeitet werden. Bei der Verwendung niedrig siedender Lösungsmittel im erfindungsgemäßen Verfahren kann zur Erreichung der gewählten Reaktionstemperatur das Arbeiten bei erhöhtem Druck gegebenenfalls zwingend notwendig sein.The reaction temperature can be varied within wide limits. In general, the reaction in the temperature range between -20 and + 125 ° C. is preferred between 0 and 105 0C and in particular in the temperature range between 20 and 90 0C carried out. The process according to the invention is generally carried out at normal pressure carried out, but it is also possible to work at reduced or increased pressure. When using low-boiling solvents in the process according to the invention can work at elevated temperatures to achieve the chosen reaction temperature Print may be absolutely necessary.

Im allgemeinen wird die zweite Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wie folgt durchgeführt: Nachdem die Oxidation beendet ist und gegebenenfalls eine wässrige Phase abgetrennt wurde, wird die Oxidationsmischung oder gegebenenfalls -rnlr deren organische Phase bei der für die Nitrierung gewählten Temperatur mit Nitriermittel auf einmal, chargenweise oder kontinuierlich versetzt. Dabei kann man auch so verfahren, daß man die Zugabe des -Nitriermittels bei tiefer-er Temperatur beginnt und die adiabatische Erwärmung des Reaktionsgemisches nutzt, die ur die Nitrierung gewählte Temperatur zu erreichen. Dabei wird das gegebenenfalls Verwendung findende wasserbindende Mittel vorher, gleichzeitig oder im-Gemisch mit dem Nitriermittel oder nachher ebenfalls auf einmal, chargenweise oder kontinuierlich zugefügt. GegebenenSalls kann auch hierbei eine bei Zugabe des wasserbindenden Mittels auftretende Erwärmung zur Erreichun g die -für die Nitrierung gewählten Temperatur genutzt werden.In general, the second stage of the process according to the invention carried out as follows: After the oxidation is complete and optionally one aqueous phase was separated, the oxidation mixture or optionally -rnlr their organic phase at the temperature chosen for the nitration Nitrating agents added all at once, batchwise or continuously. Here can one also proceeds in such a way that the addition of the nitrating agent is carried out at a lower temperature begins and uses the adiabatic heating of the reaction mixture, the ur the Nitriding to reach the selected temperature. This is used if necessary Finding water-binding agents beforehand, at the same time or in admixture with the nitrating agent or afterwards also added all at once, in batches or continuously. Given salls In this case, too, heating can occur when the water-binding agent is added to reach the temperature selected for nitration.

Als besonders vorteilhafte %usführungsform erweist sich in diese Zusammenhang die Verwendung kle-iner Mengen Säure von etwa 0,01 bis 0,5 Mol äe Mol Dibenzothiophen bei der vorangehenden Oxidation des Dibenzothiophens, wobei das entstehende Wasser aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert wird.In this context, it has proven to be a particularly advantageous embodiment the use of small amounts of acid of about 0.01 to 0.5 mole ee mole of dibenzothiophene in the previous oxidation of the dibenzothiophene, the resulting water is distilled off from the reaction mixture.

Nach beendeter Reaktion kann man das schwer lösliche Reaktionsprodukt auf verschiedene Weise isolieren. Beispielsweise kann man das Reaktionsgemisch mit Wasser versetzen und die organische Phase abtrennen oder das organische Lösungsmittel abdestillieren und das in Wasser schwer lösliche Reaktionsprodukt z.B.After the reaction has ended, the sparingly soluble reaction product can be used isolate in different ways. For example, you can use the reaction mixture Add water and separate the organic phase or the organic solvent distill off and the reaction product, which is sparingly soluble in water, e.g.

durch Filtration oder Abschleudern aus der wäßrigen Phase isolieren. Das abdestillierte Lösungsmittel bzw. die organische Phase kann erneut verwendet und im Kreis geführt werden, gegebenenfalls unter Einschaltung einer z.B. destillativen Aufarbeitung der organischen Phase. isolate from the aqueous phase by filtration or centrifugation. The solvent that has been distilled off or the organic phase can be used again and be circulated, if necessary with the inclusion of e.g. a distillative Working up the organic phase.

Gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik bietet das erfindungsgemäße. Verfahren bedeutende Vorteile. So kann der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete substituierte Kohlenwasserstoff entweder direkt oder gegebenenfalls nach Aufarbeitung, z.B. durch Destillation, wiederverwendet werden; auch die wasserhaltige Säurephase, die praktisch frei von gelösten Nebenprodukten ist, kann durch Zugabe der oben genannten Wasser bindenden Mittel oder z.B. entsprechender Säureanhydridewieder aufkonzentriert und im Kreis geführt werden.Compared to the method according to the prior art, the inventive. Process significant advantages. So can be used in the method according to the invention substituted hydrocarbon either directly or optionally after work-up, e.g., by distillation, can be reused; also the water-containing acid phase, which is practically free of dissolved by-products can be obtained by adding the above Water-binding agents or e.g. corresponding acid anhydrides are concentrated again and be led in a circle.

Weiterhin können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oxidation des Dibenzothiophens und die Nitrierung des Dibenzothiophen-5,5-dioxids in demselben Lösungsmittel ohne Zwischenisolierung durchgeführt werden.In addition, the process according to the invention can carry out the oxidation of dibenzothiophene and the nitration of dibenzothiophene-5,5-dioxide in the same Solvent can be carried out without intermediate isolation.

Vor allem aber wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die Verwendung von Mineralsäure als Lösungs- oder Verdünnungsmittel vollständig verzichtet. Dies ergibt gegenüber dem Stand der Technik nicht nur eine kostenmindernde Einsparung an Mineralsäure, sonders löst gleichzeitig die Probleme, die sonst mit der Aufarbeitung oder Beseitigung derartiger Säuremengen verbunden sind.Above all, however, the method according to the invention focuses on the use completely dispensed with mineral acid as a solvent or diluent. this not only results in a cost-reducing saving compared to the prior art of mineral acid, but at the same time solves the problems that would otherwise arise with processing or elimination of such amounts of acid.

3-Nitro- und 3,7-Dinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid sind we wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Farbstoffen; beispielsweise werden sie durch Reduktion in die entsprechenden Aminoverbindungen übergeführt, die als Kupplungskomponenten für die Herstellung von Azofarbstoffen von besonderer Bedeutung sind.3-nitro- and 3,7-dinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide are we valuable Intermediates for the manufacture of dyes; for example they will converted by reduction into the corresponding amino compounds, which act as coupling components are of particular importance for the production of azo dyes.

In den nachstehenden Beispielen beziehen sich Prozentangaben auf das Gewicht, soweit nichts anderes vermerkt ist. Gehaltsangaben der Mineralsäuren sind in Gewichtsprozent gemacht, der nicht erwähnter Rest ist Wasser.In the examples below, percentages relate to the Weight, unless otherwise noted. The contents of the mineral acids are made in percent by weight, the remainder not mentioned is water.

Das bei der azeotropen Desti]lation des Wassers mitübergehende Lösungsmittel wird in allen Beispielen wieder zurückgeführt.The solvent that passes over during the azeotropic distillation of the water is returned in all examples.

Beispiel 1 In einer Glasapparatúr, bestehend aus einem 1 1 Vierhalskolben mit eingesetztem Rühren und Innenthermometer sowie Rückflußkühler und Tropftrichter wird zu einer Lösung von 92 g (0,5 Mol) Dibenzothiophen in 200 ml Methylenchlorid und 3 ml Monohydrat unter Rückfluß während 70 Mirniten 80 ml (1,65 Mol) 50 Gew.-Oiges Wasserstoffperoxid zugetropft und das Wasser am Wasserabscheider azeotrop abdestilliert. Nach 2 Stunden ist die Reaktion beendet und die Reaktionsmischung wird mit 22 ml 98 4-iger Salpetersäure bei einer Temperatur von 40°C versetzt. Dann wird während etwa 3 Stunden bei der gleichen Temperatur 30 ml 100 %ige Schwefelsäure zugetropft und anschließend eine Stunde nachgerührt. Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur wird die Reaktionsmischung in 500 ml Wasser gegossen und das organische Lösungsmittel anschließend abdestilliert. Die verbleibende wäßrige Suspension wird filtriert, der Rückstand mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 125,2 g 3-Nitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid (96 % der Theorie).Example 1 In a glass apparatus, consisting of a 1 liter four-necked flask with inserted stirrer and internal thermometer as well as reflux condenser and dropping funnel becomes a solution of 92 g (0.5 mol) of dibenzothiophene in 200 ml of methylene chloride and 3 ml of monohydrate under reflux during 70 mirnits of 80 ml (1.65 mol) of 50% by weight Hydrogen peroxide was added dropwise and the water was distilled off azeotropically on the water separator. After 2 hours, the reaction has ended and the reaction mixture is 22 ml 98 4-strength nitric acid added at a temperature of 40 ° C. Then during about 3 hours at the same temperature 30 ml of 100% sulfuric acid was added dropwise and then stirred for an hour. After cooling to room temperature the reaction mixture poured into 500 ml of water and the organic solvent then distilled off. The remaining aqueous suspension is filtered, the residue washed neutral with water and dried. The yield is 125.2 g of 3-nitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide (96% of theory).

Beispiel 2 Zu einer Lösung von 18,4 g (0,1 Mol) Dibenzothiophen, 120 ml Athylenchlorid und 8,3g 96 %iger Schwefelsäure werden gleichzeitig 19,6 g 96 %ige Schwefelsäure und 16 ml (0,339 Mol) 50 %ige wäßrige Wasserstoffperoxid-Lösung bei einer Temperatur von 400C zugetropft. Anschließend wird 3 Stunden bei gleicher Temperatur gerührt und die Suspension dann mit 28 g 98 Voiger Salpetersäure versetzt, wobei das ausgefallene Kristallisat in Lösung geht und sich zwei Phasen bilden. Die organische Phase wird abgetrennt, mit 4,5 g 98 %iger Salpetersäure versetzt und anschließend 56,3 g 20 %iges Oleum bei einer Temperatur von 400C zugetropft. Die entstehende Suspension wird bei gleicher Temperatur 3 Stunden nachgerührt und anschließend mit 300 ml Wasser versetzt. Das ausgefallene Reaktionsprodukt wird abgesaugt, neutral gewaschen und getrocknet. Ausbeute 28,5 g 3,7-Dinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid (93,3 % der Theorie).Example 2 To a solution of 18.4 g (0.1 mol) dibenzothiophene, 120 ml of ethylene chloride and 8.3 g of 96% sulfuric acid are simultaneously 19.6 g of 96 % sulfuric acid and 16 ml (0.339 mol) of 50% aqueous hydrogen peroxide solution added dropwise at a temperature of 400C. Then 3 hours at the same Stirred temperature and the suspension is then mixed with 28 g 98 volumes of nitric acid, the precipitated crystals go into solution and two phases are formed. The organic phase is separated off, and 4.5 g of 98% strength nitric acid are added and then 56.3 g of 20% strength oleum were added dropwise at a temperature of 40.degree. The resulting suspension is stirred at the same temperature for 3 hours and then mixed with 300 ml of water. The precipitated reaction product is Sucked off, washed neutral and dried. Yield 28.5 g of 3,7-dinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide (93.3% of theory).

Beispiel 3 In-eine Lösung von 92 g (0,5 Mol) Dibenzothiophen in 500 ml Äthylenchlorid und 3 ml Monohydrat wird unter Rückfluß während 30 Minuten 80 ml. (.1,65 Mol) 50 5%iges wäßriges Wasserstoffperoxid eingetropft und das Wasser azeotrop abdestilliert. Anschließend versetzt man die entstandene Suspension mit 80 ml 98 %iger Salpetersäure und tropft bei einer Temperatur von 600C langsam 80 ml 20 %iges Oleum zu. Danach wird bei gleicher Temperatur 5 Stunden nachgerührt, anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und 800ml Wasser zugegossen. Nach Abiestillieren des orgànischen~Lösutigsmlttels wird die verbleibende wäßrige Suspension filtriert, der Filterkuchen neutral gewaschen und getrocknet.Example 3 In-a solution of 92 g (0.5 mol) of dibenzothiophene in 500 ml of ethylene chloride and 3 ml of monohydrate is refluxed for 30 minutes 80 ml. (.1.65 mol) 50 5% strength aqueous hydrogen peroxide was added dropwise and the water azeotropically distilled off. The resulting suspension is then mixed with 80 ml of 98% nitric acid and slowly drip 80 at a temperature of 600C ml of 20% oleum. The mixture is then stirred for 5 hours at the same temperature, then cooled to room temperature and poured 800ml of water. After distilling of the organic solvent, the remaining aqueous suspension is filtered, the filter cake washed neutral and dried.

Es werden 148-,5 g 3, 3-,7-Dinitrosdibenzothiophen-5,5-dioxid (97-,% der Theorie) erhalten.148.5 g of 3, 3-, 7-dinitrosdibenzothiophene-5,5-dioxide (97% the theory).

Beispiel: 4 23 g (0,125 Mol) Dibenzothiophen werden in 432 ml Methylenchlorid gelöst, mit 1 ml Monohydrat versetzt und unter Rückfluß 24 ml (0,508 Mol) 50 %iges wäßriges Wasserstoffperoxid zugetropft. Das Wasser wird durch azeotrope Destillation am Wasserabscheider abgetrennt. Nach 2 Stunden wird die Lösung auf - 1500 abgeküh-it, mit 374 ml 9,8 %-iger Salpetersaure versetzt und bei dieser Temperatur 4 Stunden gerührt. AnschlieBend wird das Reaktiorsgemisch in 500 ml Wasser eingegossen und das organische Lösungsmittel abdestilliert. Dieverbleibende wässrige Suspension wird filtriert, der Rückstand mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet.Example: 4 23 g (0.125 mol) of dibenzothiophene are dissolved in 432 ml of methylene chloride dissolved, treated with 1 ml of monohydrate and refluxed 24 ml (0.508 mol) of 50% aqueous hydrogen peroxide was added dropwise. The water is made by azeotropic distillation separated at the water separator. After 2 hours the solution is cooled to - 1500, mixed with 374 ml of 9.8% nitric acid and at this temperature for 4 hours touched. The reaction mixture is then poured into 500 ml of water and the organic solvent is distilled off. The remaining aqueous suspension is filtered, the residue washed neutral with water and dried.

Ausbeute: 31,2 -g 3-,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid (81,5 Vo der Theorie).Yield: 31.2 g of 3-, 7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide (81.5 vol the theory).

Beispiel 5 23 g (0,125- Mol) Dibenzothiophen werden in 432 ml Methylenchlorid gelöst, mit einem ml Monohydrat versetzt und unter Rückfluß 24 ml (0,508 Mol) 50 %iges wäßriges Wasserstoffperoxid' zugetropft. Das Wasser wird durch azeotrope Destillation am Wasserabscheider abgetrennt. Nach Beendigung der Reaktion wird die Lösung auf OOC abgekühlt und bei dieser Temperatur 210 ml 98 yO-ige Salpetersäure zugetropft und 4 Stunden nachgerührt. Anschließend wird auf Zimmertemperatur erwärmt und das Reaktionsgemisch in 500 ml Wasser eingegossen. Dann wird das organische Lösungsmittel abdestilliert und die verbleibende wäßrige Suspension filtriert; der Rückstand wird mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet.Example 5 23 g (0.125 mol) of dibenzothiophene are dissolved in 432 ml of methylene chloride dissolved, mixed with one ml of monohydrate and refluxed 24 ml (0.508 mol) 50 % aqueous hydrogen peroxide 'was added dropwise. The water is made by azeotropic distillation separated at the water separator. After the reaction has ended, the solution will rise OOC cooled and 210 ml of 98% nitric acid were added dropwise at this temperature and stirred for 4 hours. Then it is warmed to room temperature and that Poured the reaction mixture into 500 ml of water. Then the organic solvent distilled off and the remaining aqueous suspension filtered; the residue will washed neutral with water and dried.

Ausbeute: 34,5 g 3, 7-Dinitro-dibenzothiophen-5, 5-dioxid (90 % der Theorie).Yield: 34.5 g of 3, 7-dinitro-dibenzothiophene-5, 5-dioxide (90% of the Theory).

Beispiel 6 Einer Lösung von 23 g (0,125 Mol) Dibenzothiophen in 108 ml Nitromethan werden 1 ml Monohydrat zugesetzt und anschließend unter Rückfluß 24 ml (0,508 Mol) 50 %iges wäßriges Wasserstoffperoxid zugetropft und das entstehende Wasser azeotrop aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert. Nach beendeter Reaktion werden der entstandenen Suspension 20 ml 98 %ige Salpetersäure zugefügt und dann bei einer Temperatur von 400C 20 ml 20 %iges Oleum in das Reaktionsgemisch eingetropft. Nach 4-stündigem Nachrühren wird die Reaktionsmischung in 500 ml Wasser eingegossen und anschließend das organische Lösungsmittel abdestilliert. Die verbleibende wäßrige Suspension wird filtriert, der Rückstand mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet. Ausbeute: 35,7 g 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid (93,3 % der Theorie).Example 6 A solution of 23 g (0.125 mol) of dibenzothiophene in 108 ml of nitromethane are added to 1 ml of monohydrate and then refluxed 24 ml (0.508 mol) of 50% aqueous hydrogen peroxide were added dropwise and the resulting Water distilled off azeotropically from the reaction mixture. After the reaction has ended 20 ml of 98% strength nitric acid are added to the resulting suspension and then at a temperature of 40 ° C. 20 ml of 20% strength oleum were added dropwise to the reaction mixture. After stirring for 4 hours, the reaction mixture is poured into 500 ml of water and then the organic solvent is distilled off. The remaining aqueous The suspension is filtered, the residue is washed neutral with water and dried. Yield: 35.7 g of 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide (93.3% of theory).

Claims (1)

PatentanspruchClaim Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro- und 3,7-Dinitro-dibenzothiophen-5,5-dioxid, dadurch gekennzeichnet, daß man Dibenzothiophen in aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, die ein- oder mehrfach durch Halogen, die Nitro- oder eine Alkylsulfonyl-Gruppe substituiert sind, löst, mit Wasse,rstoffperoxid in Gegenwart einer starken Säure oxidiert und das erhaltene Dibenzothiophen-5 ,5-dioxid ohne Zwischenisolierung mit einem Nitriermittel, gegebenenfalls unter Zusatz eines Wasser bindenden Mittels, nitriert.Process for the production of 3-nitro- and 3,7-dinitro-dibenzothiophene-5,5-dioxide, characterized in that one dibenzothiophene in aliphatic or cycloaliphatic Hydrocarbons, one or more times by halogen, the nitro or a Alkylsulfonyl group are substituted, dissolves, with water, rstoffperoxid in the presence a strong acid oxidized and the resulting dibenzothiophene-5, 5-dioxide without Intermediate insulation with a nitrating agent, optionally with the addition of water binding agent, nitrided.
DE19742457082 1974-12-03 1974-12-03 Dibenzothiophene dioxide derivs prodn - 3-nitro-and 3,7-dinitro-dibenzothiophen-5,5- dioxide prodn by oxidn of dibenzothiopene in substd (cyclo) alkane and direct nitration Withdrawn DE2457082A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0382206A1 (en) * 1989-02-10 1990-08-16 Sagami Chemical Research Center Perfluoroalkyl-containing compound

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