Brevet FR2277825A1 — publié le 19760206

La présente invention concerne un procédé de fabrication de N-chlorosuccinimide A partir de succinimide et d'hypochlorite de sodium. I1 est connu que l'on peut obtenir du N-chlorosuccinimide en introduisant en une seule fois rapidement de l'hypochlorite de potassium en solution aqueuse dans une solution aqueuse acétique de succinimide (Berichte34. 4209-14 (1901) ). L'invention de la Demanderesse par rapport aux enseignements de la publication précitée consiste en une transformation du procédé de laboratoire décrit dans ladite publication en un procédé industriel continu. La procédé, objet de l'invention, se distingue donc d'une part par le fait que les conditions opératoires qui permettent d'obtenir de façon industrielle économique un produit très pur sont définies de façon très précise et d'autre part par le fait que l'on a recours à l'hypochlorite de sodium. La Demanderesse a, en effet, constaté avec surprise que, toutes choses égales par ailleurs, le rendement de la réaction est augmenté d'environ 10 points lorsque 1 on passe de KC10 à NaClO.Ainsi, alors qu'il est difficile d'obtenir des rendements supérieurs à 85 % avec KClO, en atteint couramment 92-95 % avec NaClO. L'invention concerne donc un procédé de fabriction de N-chlorosuccini- mide en milieu aqueux homogène caractérisé en ce que l'on fait réagir - une solution de succinimide dan un mélange d'eau et d'au moins un acide organique miscible A l'eau dont le pKa est compris entre 2 et 8, le rapport volumique acide/eau étant compris entre 0,1 et 2, le rapport molaire aicide/succinimide étant supérieur b 1, - avec une solution d'hypochlorite de sodium dont le degré chloromé- trique est compris entre 20 et 80 C, - le débit des deux solutions étant réglé de façon que le rapport uo- laire succinimide/Cl #soit compris entre 0,4 et 1 et que le rapport molaire aicde/Cl# soit supérieur à 1, - tendis que la température est maintenue entre - 10 et 20 C. Parmi les acides organiques miscibles à l'eau dont le pKa est situé entre 2 et 8, on peut notamment citer les acides acétique, propionique, formique. L'utilisation de cet acide dans le milieu réactionnel en présence de lthypo- chlore de sodium permet l'établissement d'un pH tamponné compris entre 4 et 6,5 qui favorise la réaction. te rapport volumique acide/eau est compris entre 0,1 et 2, de préférence entre 0,3 et 0,8. ta quantité de succinimide introduite dans le mélange eau acide est liée à la quantité d'acide.De façon générale, l'acide doit être molairement en excès par rapport au succinimide, c'est-à-dire que le rapport molaire aicde/succinimide doit être supérieur ou égal à 1. ta limite supérieure de ce rapport n'est inposée que par le codt croissant des solutions plus concentrées. En fait un rapport molaire voisin de 2 est très satisfaisant. L'hypochlorite de sodium ou eau de javel est un produit très courant qui est disponible sur le marché sous forme de solutions aqueuses dont le degré chlorométrique varie entre 20 et 80. Toutes ces solutions sont utilisables ; cependant la solution à 500 Cl,qui est la plus courante, est conseillée tant du point de vue de ses performances dans la réaction proprement dite que du point de vue économique. Un rapport molaire succinimide/Cl# compris entre 0,4 et 1, de préférence entre 0,8 et 0,9 favorise très nettement le rendement de la réaction. Par Cl 0+molaire, on entend la quantité de chlore présent dans la solution à la valence + 1, c'est-à-dire le chlore qui se trouve en solution sous la forme d'hypochlorite de sodium. La Demanderesse a constaté également, au cours de ses essais, qu'un rapport molaire acide/Cl + supérieur à 1 est souhaitable. Pratiquement, le rapport succinimide/Cl+ et la rapport acide/Cl# sont réglés en agissant sur les débits d'introduction des deux solutions dans le réacteur. La température peut être maintenueentre -10 C et + 200C, mais pratiquement on préfère travailler entre 0 et 70C. te temps de séjour des réactifs dans le réacteur n'est pas un facteur critique car la réaction est instantanée. On décrit ci-après un mode de mise en oeuvre de l'invention qui n'est qu'unie illustration particulière des différentes possibilités envisageables. On introduit en continu les deux solutions au niveau des pales d'un agitateur situé dans un réacteur muni d'un dispositif de réfrigération par exemple une double enveloppe. On recueille une suspension de N-chlorosuccinimide qui a l'aspect d'une mousse, à la partie supérieure du réacteur par exemple au moyen d'une surverse. Après essorage, le produit recueilli est lavé avec plusieurs fois son volume d'eau, puis séché à l'air. L' exemple ci-après illustre l'invention sens que celle-ci soit limitée strictement aux conditions décrites. Exemple 1 Dans un réacteur en pyrex de 20 litres, muni d'une double enveloppe dans laquelle circule une saumure à -150C, d'un agitateur à pales et à sa partie supérieure d'une goulotte permettant l'écoulement du produit fini, on introduit les réactifs suivants - une solution de succinimide dans un mélange d'eau et d'acide acétique (rapport volumique acide/eau égal à 0,43) ,le rapport molaire acide/succinimide étant égal à 2,3 et le débit de 36,5 litres/heure, - une solution d'hypochlorite de sodium à 500 chlorométrique à raison de 40 litres/heure, - la température étant maintenue grâce à la circulation de saumure entre 1 et 5 C, - rapport molaire succinimide/Cl0+= 0,91, - rapport molaire acide/Cl# = 2,1 Il s'écoule par la goulotte supérieure du réacteur une suspension con tennnt un solide qui après essorage, lavage par trois fois son volume d'eau et séohage à l'air sec à 60 C, est du N-chlorosuccinimide à 98 % de pureté. La production est de 9,8 kg/h, soit un rendement de 92 REVENDICATIONS 1) Procédé continu de fabrication de N-chlorosuccinimide en milieu aqueux homo gène caractérisé en ce que l'on fait réagir - une solution de succinimide dans un mélange d'eau et d'au moins un acide organique miscible à lteau dont le pKa est compris entre 2 et 8, le rapport volumique/eau étant compris entre 0,1 et 2, le rapport molaire acide/suc cinimide étant supérieur à 1, - avec une solution d'hypochlorite de sodium dont le degré chlorométrique est compris entre 20 et 80, - le débit des deux solutions étant réglé de façon que le rapport molaire succinimide/Cl 5 soit compris entre 0,4 et 1, et que le rapport molaire acide/Cl# soit supérieur à 1, - tandis que la température est maintenue entre -10 et 200 C. 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'acide est l'acide acétique, propionique ou formique. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport volumique acide/eau est compris entre 0,3 et o,8. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on utilise une solution d'hypochlorite de sodium à 500 C1. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le débit des solutions est réglé de façon que le rapport succinimide/Cl soit compris entre o,8 et 0,9. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la température est maintenue entre O et 70C.