PL111816B1 - Process for preparing 2,5-dihydroxybenzenesulfonates - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 2.5-dwuhydroksybenzenosulfonianów o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym R oznacza kation baru, strontu lub wapnia, przez sulfonowa¬ nie hydrochinonu.Podstawa wynalazku jest spostrzezenie, ze roz¬ puszczalnosc wytwarzanych sulfonianów rózni sie zasadniczo od rozpuszczalnosci siarczanów tych samych metali ziem alkalicznych. W temperaturze pokojowej 100 ml nasyconego, wodnego roztworu zawiera odpowiednio 24 g sulfonianu baru, 33 g sulfonianu strontu i 69 g sulfonianu wapnia, nato¬ miast w tej samej objetosci nasyconego wodnego roztworu rozpuszczone jest odpowiednio 0,00024 g siarczanu baru (20°C), 0,0123 g siarczanu strontu (20°C) i 0,2016 g siarczanu wapnia (18°C) (Siedel — Linke, Solubilities of Inorganic Compounds, wyda¬ nie czwarte, D. van Nostrand Company Inc. Prin¬ ceton, New Jersey 1958, tom I 387, tom II 1519, tom I 660).Sposób wedlug wynalazku wytwarzania 2,5-dwu- hydroksybenzenosulfonianów baru, strontu, lub wapnia polega na sulfonowaniu hydrochinonu kwa¬ sem siarkowym w temperaturze 80—100°C, przy stezeniu S03 w kwasie siarkowym na poczatku procesu najwyzej 85%, a pod koniec procesu co najmniej 65°/o. Otrzymany kwas sulfonowy roz¬ puszcza sie wraz z nadmiarem kwasu siarkowego w takiej ilosci wody z lodem, zeby roztwór sulfo¬ nianu po zobojetnieniu odpowiednim weglanem byl ii 15 20 25 30 calkowicie nasycony. Nastepnie caly kwas siar¬ kowy i wiekszosc kwasu sulfonowego zobojetnia sie stalym weglanem o wzorze R-CO3, w którym R oznacza kation baru, strontu lub wapnia. Po odsaczeniu siarczanów, nieprzereagowany hydro¬ chinon, który pozostaje po reakcji prowadzonej w podanych warunkach w ilosci ponizej 0,5% ekstra¬ huje sie z roztworu wodnego odpowiednim roz¬ puszczalnikiem np. eterem, takim jak eter dwu- etylowy lub dwuizopropylowy. Nastepnie roztwór wodny zobojetnia sie odpowiednim stalym wegla¬ nem do wartosci pH 2,8—4,5, szybko saczy sie w obojetnej atmosferze i odparowuje do sucha pod obnizonym cisnieniem.Wydajnosc 2,5-dwuhydroksybenzenosulfonianów w stosunku do hydrochinonu wynosi ponad 85%.Zaleta sposobu wedlug wynalazku w porównaniu ze znanymi ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 448126 i hiszpanskiego opisu patentowego nr 335 945 sposobami wytwarzania dwuhydroksy- benzenosulfonianów wapnia i strontu jest to, ze substancja wyjsciowa jest hydrochinon, który bez¬ posrednio przeksztalca sie w te sole bez wydzie¬ lania w miedzyczasie zadnego dwuhydroksybenze- nosulfonianu. W wymienionych opisach patento¬ wych podano sposoby, w których jako zwiazek wyjsciowy stosuje sie 2,5-dwuhydroksybenzenosul- fonian potasu, który w wyniku podwójnej wymiany z nadchlorkiem wapnia lub strontu zostaje prze¬ ksztalcony w sulfoniany tych metali. 111 816 J111818 3 Przyklad I. Wytwarzanie 2,5-dwuhydroksy- benzenosulfonianu baru.W kolbie do sulfonowania o pojemnosci 1,5 1 wyposazonej we wkraplacz i rurke wylotowa gazu zawierajaca koks odwaza sie hydrochinon (55 g, 1/2 mola) i z kolby odciaga sie powietrze, cisnienie równowazy sie azotem i ponownie odciaga sie gaz z kolby. Do kolby wprowadza sie strumieniem lub dodaje sie kroplami z wkraplacza stezony kwas siarkowy (55 ml, d = 1,836) w taki sposób, aby do kolby nie dostalo sie powietrze. Mieszanine homo¬ genizuje sie przez wstrzasanie kolby i ogrzewa sie w lazni wodnej. Po ogrzewaniu w ciagu 5—10 minut cala zawartosc kolby staje sie ciekla a nastepnie natychmiast gestnieje. Ogrzewanie kontynuuje sie w ciagu pól godziny wstrzasajac kolba co pewien czas, a nastepnie kolbe chlodzi sie woda z kranu.Do mieszaniny reakcyjnej dodaje sie lód lub zimna wode destylowana (600 g) i zawartosc kolby wstrzasa sie do czasu az caly produkt zostanie roz¬ puszczony.Roztwór nadmiaru kwasu siarkowego i otrzyma¬ nego kwasu sulfonowego zobojetnia sie stopniowo weglanem baru (140 g) i pozostawia sie na noc.Wytracony siarczan baru odsacza sie na lejku Buchnera stosujac bibule filtracyjna „Blue Band".Kolbe do sulfonowania i osad na saczku przemywa sie woda destylowana (50 ml). Przesacz poddaje sie ekstrakcji eterem (czterokrotnie porcjami po 300 ml).Nastepnie wodny roztwór kwasu sulfonowego zobo¬ jetnia sie stalym weglanem baru doprowadzajac wartosc pH do 3,5—4,5.Roztwór saczy sie przez tygiel Goocha G-4 do szklanego naczynia o pojemnosci 2 1. Wode odpa¬ rowuje sie do sucha. Wydajnosc 2,5-dwuhydroksy- benzenosulfonianu baru wynosi 120—125 g.Przyklad II. Wytwarzanie 2,5-dwuhydroksy- benzenosulfonianu strontu.W kolbie do sulfonowania o pojemnosci 1,5 1 wy¬ posazonej we wkraplacz i rurke wylotowa gazu zawierajaca koks odwaza sie hydrochinon (55 g, 1/2 mola). Z kolby odciaga sie powietrze, wpro¬ wadza sie azot i ponownie odciaga sie gaz. Do kolbjr dodaje sie strumieniem lub kropla do kropli stezony kwas siarkowy (55 ml, d = 1,836) w taki sposób, azeby zapobiec dostaniu sie powietrza do kolby. Mieszanine homogenizuje sie wstrzasajac kolbe i równoczesnie ogrzewajac ja na wrzacej lazni wodnej. W ciagu 5—10 minut prawie cala ilosc hydrochinonu jest rozpuszczona w kwasie siar¬ kowym, a otrzymany kwas sulfonowy wytraca sie niemal natychmiast. Ogrzewanie na lazni wodnej kontynuuje sie w ciagu 30 minut. Po ochlodzeniu produktu przez zewnetrzne chlodzenie kolby woda z kranu, dodaje sie do mieszaniny reakcyjnej lód albo wode destylowana z lodem (300 g) i zawartosc kolby wstrzasa sie do calkowitego rozpuszczenia.Roztwór zobojetnia sie powoli weglanem strontu (105 g) i pozostawia sie na noc. Nastepnego dnia osad odsacza sie i przemywa woda destylowana (30 ml). Przesacz poddaje sie ekstrakcji (cztero¬ krotnie porcjami po 200 ml). Wodny roztwór kwasu sulfonowego zobojetnia sie stalym weglanem stron¬ tu do wartosci pH 3,5—4,5, saczy sie przez tygiel Goocha G-4 do naczynia o pojemnosci 1 1 i na¬ tychmiast odparowuje sie do sucha pod obnizonym 5 cisnieniem. Wydajnosc 2,5-dwuhydroksybenzenosul- fonianu strontu wynosi 105—115 g.Przyklad III. Wytwarzanie 2,5-dwuhydro- ksybenzenosulfonianu wapnia.W kolbie do sulfonowania o pojemnosci 1,5 1 wy- io posazonej we wkraplacz i rurke wylotowa gazu zawierajaca koks odwaza sie hydrochinon (55 g, 1/2 mola). Z kolby odciaga sie powietrze, cisnienie równowazy sie azotem i ponownie odciaga sie gaz z kolby. Do kolby dodaje sie strumieniem albo 15 kropla po kropli, przy uzyciu wkraplacza stezony kwas siarkowy (55 ml, d =. 1,836) i mieszanine homogenizuje sie przez wstrzasanie. Wstrzasana co pewien czas kolbe ogrzewa sie na wrzacej lazni wodnej w ciagu 5—10 minut, przy czym najpierw 20 mieszanina staje sie jednolita, a nastepnie natych¬ miast twardnieje. Produkt ogrzewa sie dalsze pól godziny, a nastepnie kolbe z zawartoscia chlodzi sie woda z kranu.Do mieszaniny reakcyjnej dodaje sie lód lub 25 zimna wode destylowana z lodem (100 g) i zawar¬ tosc kolby wstrzasa sie do czasu calkowitego roz¬ puszczenia. Kwas siarkowy i kwas sulfonowy zo¬ bojetnia sie stopniowo weglanem wapnia (75 g).Osad odsacza sie na lejku Buchnera przez bibule 30 filtracyjna marki „Blue Band". Reaktor i osad przemywa sie woda destylowana (20 ml) i placek filtracyjny dokladnie odciska sie po zakonczeniu saczenia. Przesacz poddaje sie ekstrakcji eterem (czterokrotnie porcjami po 100 ml). Roztwór wodny 35 kwasu sulfonowego zobojetnia sie stalym wegla¬ nem wapnia do wartosci pH 2,8 — 3,5 i szybko saczy sie przez tygiel Goocha G-4 w atmosferze obojetnej do szklanego naczynia o pojemnosci 1 1, z którego odparowuje sie wode pod obnizonym M cisnieniem. Wydajnosc 2,5-dwuhydroksybenzenosul- fonianu wapnia wynosi 90—95 g.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania 2,5-dwuhydroksybenzenosul- 45 fonianów o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym R oznacza kation baru, strontu lub wapnia, znamienny tym, ze hydrochinon sulfonuje sie kwasem siarkowym w temperaturze 80—100°C, przy stezeniu SO3 w kwasie siarkowym na po- 50 czatku procesu najwyzej 85%, a pod koniec procesu co najmniej 65%, otrzymany produkt rozpuszcza sie w wodzie z lodem i zobojetnia sie weglanem o wzorze R-CO3, w którym R ma wyzej podane znaczenie, odsacza sie siarczany, a nieprzereago- 55 wany hydrochinon usuwa sie przez ekstrakcje od¬ powiednim rozpuszczalnikiem, takim jak eter dwu- etylowy lub dwuizopropylowy, roztwór wodny zo¬ bojetnia sie weglanem o wzorze F-CO3, w którym R ma wyzej podane znaczenie doprowadzajac pH do wartosci 2,8—4,5, szybko odsacza sie w atmosfe¬ rze obojetnej i odparowuje sie pod obnizonym cisnieniem.111816 OH 503- R- 03S OH PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania 2,5-dwuhydroksybenzenosul- 45 fonianów o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym R oznacza kation baru, strontu lub wapnia, znamienny tym, ze hydrochinon sulfonuje sie kwasem siarkowym w temperaturze 80—100°C, przy stezeniu SO3 w kwasie siarkowym na po- 50 czatku procesu najwyzej 85%, a pod koniec procesu co najmniej 65%, otrzymany produkt rozpuszcza sie w wodzie z lodem i zobojetnia sie weglanem o wzorze R-CO3, w którym R ma wyzej podane znaczenie, odsacza sie siarczany, a nieprzereago- 55 wany hydrochinon usuwa sie przez ekstrakcje od¬ powiednim rozpuszczalnikiem, takim jak eter dwu- etylowy lub dwuizopropylowy, roztwór wodny zo¬ bojetnia sie weglanem o wzorze F-CO3, w którym R ma wyzej podane znaczenie doprowadzajac pH do wartosci 2,8—4,5, szybko odsacza sie w atmosfe¬ rze obojetnej i odparowuje sie pod obnizonym cisnieniem.111816 OH 503- R- 03S OH PL