Un método para preparar hidrazodicarbonamida que comprende las etapas de;

obtener una sal metálica de monoclorobiuret que tiene la fórmula 2 ó 3 haciendo reaccionar a un biuret que tiene la fórmula 1 con un hipoclorito metálico, o haciendo reaccionar al biuret que tiene la fórmula 1 con un agente clorante y una base; y hacer reaccionar a la sal metálica de monoclorobiuret obtenida con amoniaco, en el que la hidrazodicarbonamida se produce en presencia de un catalizador que incluye un átomo de bromo o de yodo y generando un ión bromo o yodo durante la reacción. [Fórmula 1] [Fórmula 2] [Fórmula 3] En las anteriores fórmulas 2 y 3, M es un metal, y X es cloro (Cl).

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método para preparar hidrazodicarbonamida (HDCA) usando biuret como material de partida, y más particularmente, a un método más económico y eficaz para preparar HDCA que el método descrito en el documento WO 0149652 de los inventores de la presente invención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La hidrazodicarbonamida (HDCA) es un compuesto útil como material de origen para producir azodicarbonamida que es uno de los agentes espumantes usados ampliamente a nivel mundial. Como se muestra en la siguiente Ecuación de reacción 1, la azodicarbonamida (2) puede obtenerse oxidando hidrazodicarbonamida (1) con un agente oxidante apropiado.

[Ecuación de reacción 1]

**(Ver fórmula)**

Los métodos convencionales para preparar HDCA incluyen (i) un método de hacer reaccionar 2 moles de urea con hidrazina que se produce mediante el proceso de Raschig o se obtiene de ketazina, (ii) un método de hacer reaccionar 2 moles de urea con hidrazina que se obtiene de urea (Proceso de Urea), (iii) un método de hacer reaccionar 1 mol de urea con semicarbazida que se produce haciendo reaccionar hipoclorito sódico, urea y amoniaco, y (iv) un método de usar biuret como material de partida. Sin embargo, los métodos (i) y (iii) que usan hidrazina o semicarbazida y el método (ii) tienen desventajas tales como un proceso de reacción complicado, un bajo rendimiento, un alto coste en materia prima, y un tiempo de reacción largo. Además, los métodos descritos anteriormente no son deseables desde el punto de vista medioambiental, dadas las grandes cantidades de materias primas que se requieren para producir HDCA.

Para superar estas desventajas, los inventores de la presente invención han propuesto un método para sintetizar HDCA usando biuret como material de partida (véase el documento WO 0149652 y el método se muestra en la siguiente Ecuación de reacción 2.

[Ecuación de reacción 2]

**(Ver fórmula)**

En la que, M es un metal y X es un halógeno. Como se muestra en la ecuación de reacción 2, el documento WO 0149652 describe el método para preparar HDCA que comprende las etapas de (i) hacer reaccionar a biuret con un hipohalógeno o halógeno metálico/una base para obtener una sal metálica de monohalobiuret, y (ii) hacer reaccionar a la sal metálica de monohalobiuret obtenida con amoniaco para producir HDCA. Sin embargo, para producir HDCA con un rendimiento preferible desde el punto de vista industrial con el método descrito anteriormente, un catalizador de compuesto metálico tal como sulfatos, cloruros, carbonatos o hidróxidos de metal anfótero o metal alcalino, o un catalizador de ácido inorgánico tal como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido nítrico son necesarios en la cantidad de más de 0,05 moles con respecto a 1 mol de monohalobiuret. Por lo tanto, este método tiene desventajas en que requiere un alto coste en catalizador y el coste del post-tratamiento de la HDCA producida debido a la gran cantidad de catalizador residual, y el método tampoco es deseable desde el punto de vista medioambiental. Además, la velocidad y el rendimiento de la reacción no son suficientemente altos ni siquiera cuando se usan estos catalizadores.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención proporcionar el método para preparar hidrazodicarbonamida preferible en los aspectos económico y medioambiental.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar el método para preparar hidrazodicarbonamida, que pueda 5 reducir el tiempo de reacción y aumentar el rendimiento de la reacción.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar el método para preparar hidrazodicarbonamida, que pueda reducir las cantidades de materia prima tal como amoniaco y de catalizador.

Para conseguir estos objetos, la presente invención proporciona un método para preparar hidrazodicarbonamida, como se define en la reivindicación 1, en presencia de un catalizador que incluye un átomo de bromo o de yodo y

10 generando un ión bromo o yodo durante la reacción,

[Fórmula 1]

[Fórmula 2]

15 [Fórmula 3]

**(Ver fórmula)**

Preferentemente, la sal metálica de monoclorobiuret se produce haciendo reaccionar al biuret que tiene la fórmula 1 con un agente clorante para obtener un monoclorobiuret que tiene la fórmula 4 ó 5, y a continuación haciendo reaccionar al monoclorobiuret obtenido con una base.

20 [Fórmula 4]

[Fórmula 5]

**(Ver fórmula)**

40

En las anteriores fórmulas 2 a 5, M es un metal, y X es cloro (Cl).

También preferentemente, el catalizador puede ser un agente bromante o agente yodante tal como bromuro metálico, yoduro metálico, compuesto orgánico bromado, compuesto orgánico yodado o sus mezclas. Los catalizadores más preferibles incluyen NaBr, KBr, KI, CuBr2, CuI, HBr, HI, PBr3, Br2, I2, N-bromosuccinimida o sus mezclas. El catalizador puede añadirse para la reacción, antes, durante o después de la reacción de biuret con hipoclorito metálico o con un agente clorante y una base, y más preferentemente añadirse para la reacción antes de la reacción de biuret con hipoclorito metálico o con un agente clorante y una base. La cantidad preferible del catalizador es de 0,001 a 1 mol, y más preferentemente de 0,002 a 0,5 moles con respecto a 1 mol del monoclorobiuret y/o la sal metálica de monoclorobiuret.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Una apreciación más completa de la invención, y muchas de sus ventajas, serán fácilmente evidentes, a medida que la misma se entienda mejor en referencia a la siguiente descripción detallada. De acuerdo con la invención como se describa a continuación, la sal de monohalobiuret, el compuesto hipohalógeno metálico y el agente halogenante deben entenderse como sal de monoclorobiuret, hipoclorito metálico y agente clorante.

El método de preparación de la sal metálica de monohalobiuret que tiene la fórmula 2 ó 3 haciendo reaccionar a biuret con un compuesto hipohalógeno metálico de acuerdo con la presente invención se muestra en la siguiente ecuación de reacción 3, y el ejemplo específico se muestra en la siguiente ecuación de reacción 4.

[Ecuación de reacción 3]

**(Ver fórmula)**

En la Ecuación anterior, M es un metal, y X es un halógeno.

[Ecuación de reacción 4]

**(Ver fórmula)**

En referencia a la Ecuación 4, el biuret reacciona con hipoclorito sódico para producir sal sódica de clorobiuret. Dado que la reacción anterior es una reacción exotérmica, es preferible que el sistema de reacción se mantenga a baja temperatura. Sin embargo, la sal sódica de clorobiuret producida es relativamente estable al calor. Por lo tanto, la reacción puede realizarse a temperatura ambiente. La temperatura de reacción preferible es menor de 60ºC, más preferentemente de -10ºC a 60ºC, y de la forma más preferente de -5ºC a 35ºC. Considerando la eficacia económica y la facilidad operativa, la proporción molar preferible de hipohalógeno metálico por 1 mol de biuret es de 0,1 a 2 moles. Si se usa menos de 1 mol de hipohalógeno metálico para 1 mol de biuret, el exceso de biuret puede recuperarse y reutilizarse. En la reacción anterior, cuando la proporción molar de hipohalógeno metálico es menor de 0,1 moles o la temperatura de reacción es menor de -10ºC, el tiempo de reacción puede ser demasiado largo. Y si la proporción molar es mayor de 2, el coste de producción puede aumentar y pueden producirse reacciones secundarias. Si la temperatura de reacción es superior a 60ºC, la sal metálica de monohalobiuret producida puede descomponerse, dado que el compuesto es inestable a alta temperatura. La sal sódica de clorobiuret obtenida en las condiciones mencionadas anteriormente puede usarse directamente para una posterior reacción en un proceso continuo, o puede almacenarse para la siguiente reacción en un proceso discontinuo.

Un proceso ejemplar de obtención de la sal metálica de monohalobiuret que tiene la fórmula 2 ó 3 haciendo reaccionar a biuret con un agente halogenante y una base se muestra en la siguiente ecuación de reacción 5. Como se muestra en la Ecuación 5, después de hacer reaccionar a biuret con un agente halogenante tal como halógeno (X2) para obtener monohalobiuret 5, una base, por ejemplo, un hidróxido metálico tal como hidróxido sódico, hidróxido cálcico... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar hidrazodicarbonamida que comprende las etapas de;

obtener una sal metálica de monoclorobiuret que tiene la fórmula 2 ó 3 haciendo reaccionar a un biuret que tiene la 5 fórmula 1 con un hipoclorito metálico, o haciendo reaccionar al biuret que tiene la fórmula 1 con un agente clorante y una base; y

hacer reaccionar a la sal metálica de monoclorobiuret obtenida con amoniaco,

en el que la hidrazodicarbonamida se produce en presencia de un catalizador que incluye un átomo de bromo o de yodo y generando un ión bromo o yodo durante la reacción.

10 [Fórmula 1]

[Fórmula 2]

[Fórmula 3]

**(Ver fórmula)**

En las anteriores fórmulas 2 y 3, M es un metal, y X es cloro (Cl).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador se selecciona entre el grupo constituido por bromuro metálico, yoduro metálico, compuesto orgánico bromado, compuesto orgánico yodado y sus mezclas.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador se selecciona entre el grupo constituido 20 por NaBr, KBr, KI, CuBr2, CuI, HBr, HI, PBr3, Br2, I2, N-bromosuccinimida y sus mezclas.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador se añade para la reacción, antes, durante o después de la reacción de biuret con el compuesto hipoclorito metálico o con un agente clorante y una base

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad del catalizador es de 0,001 a 1 mol con 25 respecto a 1 mol de monoclorobiuret y/o la sal metálica de monoclorobiuret.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los procesos de obtención de la sal metálica de monoclorobiuret y la hidrazodicarbonamida se realizan mediante un proceso discontinuo o un proceso continuo.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el disolvente de reacción para preparar hidrazodicarbonamida a partir de biuret es una mezcla de agua y un disolvente orgánico hidrófobo.

30 8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el disolvente orgánico hidrófobo se selecciona entre el grupo constituido por un hidrocarburo clorado, hidrocarburo alifático, hidrocarburo aromático, acetato, éter y sus mezclas.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la sal metálica de monoclorobiuret se produce haciendo reaccionar al biuret que tiene la fórmula 1 con un agente clorante para obtener un monoclorobiuret que tiene la fórmula 4 ó 5, y haciendo reaccionar al monoclorobiuret obtenido con una base.

[Fórmula 4]

[Fórmula 5]

**(Ver fórmula)**

en las anteriores fórmulas 4 y 5, X es cloro (Cl).

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la reacción del monoclorobiuret y una base se realiza 10 en el disolvente orgánico hidrófobo separado del agua.