CH422794A - Process for the preparation of addition compounds - Google Patents

Process for the preparation of addition compounds

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CH422794A
CH422794A CH8032359A CH8032359A CH422794A CH 422794 A CH422794 A CH 422794A CH 8032359 A CH8032359 A CH 8032359A CH 8032359 A CH8032359 A CH 8032359A CH 422794 A CH422794 A CH 422794A
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ketene
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sulfoisocyanate
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CH8032359A
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Roderich Dr Graf
Eberhard Dr Mundlos
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Hoechst Ag
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    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
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    • D06M13/438—Sulfonamides ; Sulfamic acids
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    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
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Description

  

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Additionsverbindungen
Isocyanate reagieren mit Ketenen ausserordentlich schlecht. Aus Phenylisocyanat und Diphenylketen ist bei 2200 C die Herstellung von Diphenylmalonsäurephenylimid nur in geringer Ausbeute gelungen.



   Es wurde nun gefunden, dass man durch Umsetzung von Ketenen der Formel
EMI1.1     
 worin R1 und   R2    gleich oder verschieden sein können und die Bedeutung von Wasserstoff, Alkyl- oder Arylresten haben, mit Sulfoisocyanaten der Formel    R-SO2-N=C=O,    worin R Halogen oder einen substituierten oder unsubstituierten, insbesondere aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest bedeutet, in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels in glatter   Re-    aktion Additionsprodukte erhalten kann, die pro Mol Keten ein Mol   Sulfoisocyanat    enthalten. Die Verbindungen fallen bei der Umsetzung sowohl in monomerer als auch in polymerisierter Form an.

   Die monomeren Verbindungen, die kristallisiert sind, entsprechen der Formel
EMI1.2     

Als geeignete Reste R der   Sulfoisocyanate    kommen insbesondere in Betracht: die Halogene mit Atomgewichten bis zu 36, nämlich Fluor und Chlor, ferner Alkanradikale sowie   Aryiradikale,    wie z. B. die sich vom Benzol, Naphthalin, Toluol, Dimethylbenzol, Methylnaphthalin und den entsprechenden höheren Homologen sowie den entsprechenden durch Halogene, vornehmlich Chlor oder Brom, oder durch   Nitrogruppen    substituierten Derivaten ableitenden Radikale.

   Beispielsweise seien folgende Sulfoisocyanate genannt:
Benzolsulfoisocyanat,    Tolüolsulfoisocyanat,
Trimethylbenzolsulfoisocyan at,   
Nitrotoluolsulfoisocyanat,
Chlorbenzolsulfoisocyanat,
Dichlorbenzolsulfoisocyanat,
Naphthalinsulfoisocyanat,    Chlormethylnaphthalinsulfoisocyanat,   
Methansulfoisocyanat,
Fluorsulfoisocyanat,
Chlorsulfoisocyanat.



   Als Ketene der Formel
EMI1.3     
 kommen für die Herstellung der Additionsverbindungen insbesondere solche in Betracht, deren   Rest    R1 und   R2    Wasserstoff, einen niederen Alkylrest oder einen Phenylrest bedeuten. Beispielsweise seien folgende Ketene genannt: Methylketen, Dimethylketen,   Äthylketen,    Diäthylketen, Methyläthylketen, Propylketen, Phenylketen, Diphenylketen und Methylphenylketen.  



   Die Herstellung der Umsetzungsprodukte wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man die beiden Komponenten in einem indifferenten Lösungsmittel zusammengibt oder aber das Keten, falls es gasförmig ist, unter Rühren in das in einem Lösungsmittel ge  löste    Sulfoisocyanat einleitet.



   Als indifferente Lösungsmittel eignen sich solche, die gegenüber Keten inert sind, bei der Umsetzungstemperatur flüssig bleiben und gleichzeitig Sulfoisocyanate zu lösen vermögen. Beispielsweise kommen   niedermolekulare    chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Te  trachlorkohlen stoff,    Trichloräthylen,   P erchloräthylen,    Methylchloroform u. ä., in Frage. Darüber hinaus können auch Säureester, z. B. Essigsäureäthylester, offene und/oder   cyclische;Aither,    wie   Diäthyläther,.   



  Dioxan, Tetrahydrofuran, als Lösungsmittel verwendet werden. Da die Verbindungen in den meisten Fällen schon bei Raumtemperatur unter starker Wärmetönung reagieren, erübrigt sich ein zusätzliches Erwärmen. Vielmehr ist es meist zweckmässig, die Reaktionswärme durch Kühlen abzuführen. Dies gilt insbesondere für die Umsetzung von Halogensulfoisocyanaten mit Keten. Hier wird man bei Temperaturen unter   0     C arbeiten, um eine Zersetzung der Umsetzungsprodukte zu vermeiden, da insbesondere die Verbindungen, bei denen der Rest R die Bedeutung eines Halogenatoms hat, bei Raumtemperatur instabil sind und sich unter Abspaltung von Schwefeldioxyd zersetzen. In den meisten Fällen können bei der Umsetzung Temperaturen von etwa   70    bis etwa 250 C eingehalten werden.

   Die Wahl der Reaktionstemperatur ist für die eigentliche Umsetzung praktisch ohne Bedeutung; sie ist vielmehr vor allem von der Beständigkeit der Umsetzungsprodukte abhängig. Sofern die Produkte   beli    höheren Temperaturen beständig sind, kann auch bei höheren Temperaturen als angegeben gearbeitet werden. In Richtung auf tiefere   Temperaturen    besteht praktisch keine Begrenzung, sofern das Reaktionsmedium flüssig bleibt.



   Die monomeren Produkte kristallisieren meist aus der Lösung aus, während die gleichzeitig gebildeten polymerisierten Produkte in der Lösung bleiben und sich nach Filtration der Lösung durch   Ab    destillieren des Lösungsmittels leicht isolieren lassen.



  Soweit die Verbindungen sich von Sulfoisocyanaten ableiten, die einen Kohlenwasserstoffrest enthalten, kann die monomere Form durch Umkristallisieren gereinigt werden.



   Die   Verfahrens erzeugnisse    stellen wertvolle Zwischenprodukte dar, die, da sie sehr reaktionsfähige Substanzen sind, direkt für weitere Umsetzungen verwendet werden können. Die polymeren   Additions-      produkte e dienen zur Behandlung von Textilien.   



   Beispiel I    98,5    g   (0,5    Mol)   p-Toluolsulfoisocyanat    werden in 300   ml    Methylenchlorid gelöst. In diese Lösung wird   bei-lO     C so lange unter Rühren Keten eingeleitet, bis nichts. mehr aufgenommen wird. Der erhaltene Kristallbrei wird abgesaugt und getrocknet.



  Man erhält 50 g rohes p-Toluolsulfomalonimid und durch Eindampfen der Mutterlauge 66 g polymeres Additionsprodukt. Durch Umkristallisieren des monomeren Rohproduktes aus Chloroform kann man 15 g der reinen Substanz als farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 1250 C (unter Zersetzung) erhalten.



   Beispiel 2
54 g   (0,25    Mol) p-Chlorbenzolsulfoisocyanat werden in 150 ml Chloroform gelöst und in die Lösung bei -300 C so lange unter Rühren Keten eingeleitet, bis nichts mehr aufgenommen wird. Die Aufarbeitung des Reaktionsproduktes in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise führt zu 30 g rohem   p-Chlor-benzolsulfomalonimid    und 32 g polymerem Additionsprodukt. Durch Umkristallisieren des monomeren Rohproduktes aus Aceton werden 10 g analysenreine Substanz vom Schmelzpunkt 1010 C (unter Zersetzung) erhalten.



   Beispiel 3
70,5 g   (0,5    Mol) Chlorsulfoisocyanat werden in 200   ml    Chloroform gelöst und in diese Lösung bei   - 500    C unter Rühren 0,5 Mol Keten eingeleitet. Das Additionsprodukt kristallisiert aus und kann bei niedriger Temperatur isoliert werden. Bei Raumtemperatur zersetzt es sich unter Abspaltung von   Schwefeldioxyd.   



   Beispiel 4
62,5 g (0,5 Mol) Fluorsulfoisocyanat werden in 200   ml    Chloroform gelöst und in die Lösung bei   -50     C unter Rühren 0,5 Mol Keten eingeleitet.



  Das farblose, kristalline Additionsprodukt kann nur bei tiefer Temperatur isoliert werden und zersetzt sich bei Raumtemperatur unter Verkohlung.



   BeispielS
46 g (0,2 Mol) Naphthalinsulfoisocyanat werden in 300   ml    Essigester gelöst und in die Lösung bei   0     C so lange unter Rühren Keten eingeleitet, bis nichts mehr aufgenommen wird. Es entsteht eine gelbe Lösung, aus der sich nach einiger Zeit farblose Kristalle abscheiden. Die Aufarbeitung des Reaktionsproduktes geschieht wie in Beispiel 1. Man erhält 25 g   Naphthalinsullomalonimid    als farblose Kristalle, die sich oberhalb 1000 C zersetzen, und 27 g polymeres Additionsprodukt.   



  
 



  Process for the preparation of addition compounds
Isocyanates react extremely poorly with ketenes. From phenyl isocyanate and diphenyl ketene, the production of diphenylmalonic acid phenylimide has only succeeded in low yield at 2200 C.



   It has now been found that by reacting ketenes of the formula
EMI1.1
 where R1 and R2 can be the same or different and have the meaning of hydrogen, alkyl or aryl radicals, with sulfoisocyanates of the formula R-SO2-N = C = O, where R is halogen or a substituted or unsubstituted, in particular aliphatic or aromatic hydrocarbon radical , in the presence of an inert solvent in smooth reaction can obtain addition products which contain one mole of sulfoisocyanate per mole of ketene. The compounds are obtained during the reaction in both monomeric and polymerized form.

   The monomeric compounds that are crystallized correspond to the formula
EMI1.2

Particularly suitable radicals R of the sulfoisocyanates are: the halogens with atomic weights of up to 36, namely fluorine and chlorine, also alkane radicals and aryl radicals, such as. B. the radicals derived from benzene, naphthalene, toluene, dimethylbenzene, methylnaphthalene and the corresponding higher homologues as well as the corresponding derivatives substituted by halogens, primarily chlorine or bromine, or by nitro groups.

   The following sulfoisocyanates may be mentioned as examples:
Benzene sulfoisocyanate, toluene sulfoisocyanate,
Trimethylbenzenesulfoisocyanate,
Nitrotoluene sulfoisocyanate,
Chlorobenzenesulfoisocyanate,
Dichlorobenzene sulfoisocyanate,
Naphthalene sulfoisocyanate, chloromethylnaphthalene sulfoisocyanate,
Methanesulfoisocyanate,
Fluorosulfoisocyanate,
Chlorosulfoisocyanate.



   As ketenes of the formula
EMI1.3
 Particularly suitable for the preparation of the addition compounds are those whose radicals R1 and R2 are hydrogen, a lower alkyl radical or a phenyl radical. The following ketenes may be mentioned as examples: methyl ketene, dimethyl ketene, ethyl ketene, diethyl ketene, methyl ethyl ketene, propyl ketene, phenyl ketene, diphenyl ketene and methylphenyl ketene.



   The preparation of the reaction products is preferably carried out by combining the two components in an inert solvent or else introducing the ketene, if it is gaseous, into the sulfoisocyanate dissolved in a solvent with stirring.



   Suitable inert solvents are those which are inert to ketene, remain liquid at the reaction temperature and at the same time are capable of dissolving sulfoisocyanates. For example, low molecular weight chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, Te trachlorkohlen material, trichlorethylene, P erchlorethylene, methyl chloroform and. Ä., in question. In addition, acid esters, e.g. B. ethyl acetate, open and / or cyclic; aither, such as diethyl ether.



  Dioxane, tetrahydrofuran, can be used as solvents. Since in most cases the compounds react at room temperature with a strong heat release, additional heating is not necessary. Rather, it is usually expedient to dissipate the heat of reaction by cooling. This applies in particular to the reaction of halosulfoisocyanates with ketene. Here you will work at temperatures below 0 C in order to avoid decomposition of the reaction products, since in particular the compounds in which the radical R has the meaning of a halogen atom are unstable at room temperature and decompose with elimination of sulfur dioxide. In most cases, temperatures of about 70 to about 250 ° C. can be maintained during the reaction.

   The choice of the reaction temperature is practically insignificant for the actual implementation; rather, it is primarily dependent on the resistance of the reaction products. If the products are stable at higher temperatures, they can also be used at higher temperatures than specified. There is practically no limitation in the direction of lower temperatures, provided the reaction medium remains liquid.



   The monomeric products usually crystallize out of the solution, while the polymerized products formed at the same time remain in the solution and can easily be isolated after filtration of the solution by distilling off the solvent.



  If the compounds are derived from sulfoisocyanates which contain a hydrocarbon radical, the monomeric form can be purified by recrystallization.



   The products of the process are valuable intermediates which, since they are very reactive substances, can be used directly for further reactions. The polymeric addition products e are used to treat textiles.



   Example I 98.5 g (0.5 mol) of p-toluenesulphoisocyanate are dissolved in 300 ml of methylene chloride. Ketene is passed into this solution at −10 ° C. with stirring until nothing. more is recorded. The crystal slurry obtained is filtered off with suction and dried.



  50 g of crude p-toluenesulfomalonimide and 66 g of polymeric addition product are obtained by evaporating the mother liquor. By recrystallizing the monomeric crude product from chloroform, 15 g of the pure substance can be obtained as colorless needles with a melting point of 1250 ° C. (with decomposition).



   Example 2
54 g (0.25 mol) of p-chlorobenzenesulfoisocyanate are dissolved in 150 ml of chloroform and ketene is passed into the solution at -300 ° C. with stirring until nothing is absorbed. Working up the reaction product in the manner described in Example 1 leads to 30 g of crude p-chloro-benzenesulfomalonimide and 32 g of polymeric addition product. By recrystallizing the monomeric crude product from acetone, 10 g of analytically pure substance with a melting point of 1010 ° C. (with decomposition) are obtained.



   Example 3
70.5 g (0.5 mol) of chlorosulfoisocyanate are dissolved in 200 ml of chloroform, and 0.5 mol of ketene is introduced into this solution at -500 ° C. with stirring. The addition product crystallizes out and can be isolated at low temperature. At room temperature it decomposes with elimination of sulfur dioxide.



   Example 4
62.5 g (0.5 mol) of fluorosulfoisocyanate are dissolved in 200 ml of chloroform and 0.5 mol of ketene is introduced into the solution at -50 ° C. with stirring.



  The colorless, crystalline addition product can only be isolated at low temperature and decomposes at room temperature with charring.



   Example S.
46 g (0.2 mol) of naphthalene sulfoisocyanate are dissolved in 300 ml of ethyl acetate and ketene is passed into the solution at 0 ° C. with stirring until nothing is absorbed. A yellow solution is formed from which colorless crystals separate out after a while. The reaction product is worked up as in Example 1. 25 g of naphthalenesullomalonimide are obtained as colorless crystals which decompose above 1000 ° C., and 27 g of polymeric addition product.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur l : Herstellung von Additionsproduk- ten, dadurch gekennzeichnet, dass man Ketene der Formel EMI2.1 worin R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und die Bedeutung von Wasserstoff, Alkyl- oder Arylresten haben, mit Sulfoisocyanaten der Formel R-SO2-N=C=O, worin R Halogen oder einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest bedeutet, in Gegenwart inerter Lösungsmittel umsetzt. PATENT CLAIM Process for l: Production of addition products, characterized in that ketenes of the formula EMI2.1 where R1 and R2 can be the same or different and have the meaning of hydrogen, alkyl or aryl radicals, with sulfoisocyanates of the formula R-SO2-N = C = O, where R is halogen or a substituted or unsubstituted hydrocarbon radical, in the presence of inert solvents implements. UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die entstandenen monomeren Verbindungen von den polymeren abtrennt. SUBClaim Process according to patent claim, characterized in that the resulting monomeric compounds are separated from the polymeric ones.
CH8032359A 1958-11-08 1959-11-06 Process for the preparation of addition compounds CH422794A (en)

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