PL173982B1 - Sposób otrzymywania soli sodowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania soli sodowej kwasu aoilino-2,a-Uisulfonowego przez sulfonowanie o-nitrochlorobenzenu, wydzielanie uzyskanego kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego, wymianę w nim chloru na grupę sulfonową przy użyciu siarczynu disodowego i redukcję grupy nitrowej w kwasie aitrobenzeno-2,5-disuleonowym metodą Bechamp’a, znamienny tym, że wydziela się produkt suleonacji w postaci soli potasowej przez wylanie mieszaniny reakcyjnej do roztworu chlorku potasowego o stężeniu 10-15%, użytego w ilości 1,8 - 2,2 części wagowych roztworu na jedną część mieszaniny reakcyjnej, z ewentualnym dodatkiem środka powierzchniowo-czynnego i filtruje osad soli potasowej kwasu 2-nitrochlorobenzeao-4-suieonowego, który miesza się z wodą przy pH 8 - 9 i dodaje siarczyn disodowy w takiej ilości, aby jego nadmiar w stosunku do kwasu 2-nitrochlorobenzeno4-sulfonuweno wgoowil 40 ł 40%i a stężenie siarczynu disuddwedo w masie reakcyjnej zawierało się w granicach 16 - 22%, po czym mieszaninę utrzymuje się we wrzeniu przy pH 9,5 - 11 v- czawe 0,5 e 1 godzino, a nastapn^ waodrobeiy sin sós disaddwo kwask oitsubenzeae-2,5-disuleoaowego, ktarą poddaje się redukcji żelazem metodą Bechamp’a i wydziela w znany sposób sal sodową kwasu aailiao-2,5-aisuleonoweno. 2. Sposab według zastrz. 1, zanmrkaaa tym, że jako środek powierzchniowo-czynny stosuje się sulWomaleinian awuetaloheesalewa w ilości 0,1 - 2% w stosunku do masy Liwiesia^w PsoS wyzyiolaaiupaaauktuauleon5wanie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowy sposób otrzymywania soli sodowej kwasu anilino-2,5disulfonowego, stosowanej jako półprodukt przy wytwarzaniu barwników i rozjaśniaczy optycznych.

Sposób według wynalazku składa się z poniższych etapów:

- sulfonowanie o-nitrochlorobenzenu do kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego,

- wymiana chloru w kwasie 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowym na grupę sulfonową w reakcji z siarczynem disodowym,

- redukcja grupy nitrowej kwasu nitrobenzeno-2,5-disulfonowego metodą Bechamp’a i wyodrębnienie soli sodowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego.

Znany jest z publikacji Ber. 24, 3186 sposób otrzymywania kwasu 2-nitrochlorobenzeno4-sulfonowego przez sulfonowanie o-nitrochlorobenzenu dymiącym kwasem siarkowym. Powszechnie wiadomo, że aromatyczne kwasy sulfonowe wyodrębnia się z mas po sulfonowaniu pod postacią soli sodowej, rzadziej jako wolne kwasy.

Znany jest z niemieckiego opisu patentowego nr 77192 sposób wymiany chloru w kwasie 2-nitrochlorobenzeno-4-suifonowym na grupę sulfonową w reakcji z siarczynem disodowym użytym w ilości stechiometrycznej. Reakcję prowadzi się w czasie 1 - 2 godzin we wrzeniu pod chłodnicą zwrotną. Wytworzoną sól sodową kwasu nitixdb^in^^t^in^^^^^,:^^(d.sulfonowego poddaje się redukcji sproszkowanym żelazem w obecności kwasu octowego otrzymując kwas anilino2,5-disulfonowy. Fierz-David H., E. w publikacji Grundlegende Operationen der Farbenchemie 1943. s. 102 podaje, że dla przeprowadzenia przemiany soli sodowej kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego w sól kwasu nitrobenzeno-2,5-disulfonowego konieczne jest użycie prawie stechiometrycznej ilości siarczynu disodowego w środowisku neutralnym, nie wykazującym znaczenia alkalicznego na papierek fenoloftaleinowy. Zastrzeżenie neutralności wskazuje bez wątpienia, że reakcja nie będzie przebiegała prawidłowo, bądź nie zajdzie w ogóle, w środowisku alkalicznym.

173 982

Powszechnie wiadomo, ze aromatyczne kwasy sulfonowe wyodrębnia się z mas po sulfonowaniu pod postacią soli sodowej, rzadzej jako wolne kwasy. Sole sodowe kwasów sulfonowych zawierające chlor i grupę nitrową przy pierścieniu benzenowym dają osady o strukturze bezpostaciowej, trudne do filtracji i usuwania odpadowego kwasu zwłaszcza, gdy grupa sulfonowa znajduje się w pozycji para- względem chloru i meta- względem grupy nitrowej. Taką cechę posiada też sól sodowa kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego gdy jest on wydzielony znanym sposobem. Obecność kwasu siarkowego z reakcji sulfonowania w kwasie 2-nitrochłorobenzeno-4-sulfonowym traktowanym, dla wymiany chloru na grupę sulfonową, siarczynem disodowym jest niepożądana, gdyż rozkłada on siarczyn disodowy uniemożliwiając przebieg reakcji wymiany do końca. Dokonane badania przemiany kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego do kwasu nitrobenzeno-2,5-disulfonowego wykorzystujące jako metodę analityczną wysokosprawną chromatografię cieczową wykazały, że w warunkach podanych w cytowanych opisach reakcja przebiega połowicznie podlegając zainicjowaniu, a po przereagowaniu około połowy substratu przerwaniu, dając mieszaninę produktu i substratu, która po zredukowaniu staje się trudną do rozdzielenia mieszaniną kwasów anilino-2,5-disulfonowego i anilino-2-chloro-5-sulfonowego.

Nieoczekiwanie okazało się, że gdy kwas 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowy wyodrębni się w postaci soli potasowej, zwłaszcza w obecności środka powierzchniowo-czynnego z grupy sulfonowanych estrów kwasu maleinowego, osad przyjmuje strukturę krystaliczną, korzystną dla sprawnej filtracji i wypłukiwania pozostałości kwasu siarkowego z reakcji sulfonowania. Okazało się również, wbrew panującym poglądom, że reakcja wymiany chloru na grupę sulfonową w kwasie 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowym przebiega także w środowisku alkalicznym przy pH 9,5-11, przy użyciu siarczynu disodowego w ilości o 40-60% większej niż wynika ze stechiometrii i stężeniu siarczynu w masie reakcyjnej w granicach 16-22%, w tych warunkach zachodząc praktycznie do końca.

Sposób według wynalazku polega na tym, że produkt reakcji sulfonowania o-nitrochlorobenzenu wydziela się przez wylanie mieszaniny reakcyjnej do roztworu chlorku potasowego o stężeniu 10-15%, użytego w ilości 1,8-2,2 części wagowych na jedną część mieszaniny reakcyjnej, z ewentualnym dodatkiem środka powierzchniowo-czynnego. Następnie wyodrębnioną sól potasową kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego miesza się z wodą przy pH 8-9 i dodaje siarczyn disodowy w takiej ilości, aby jego nadmiar w stosunku do kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego wynosił 40-60%. Stężenie siarczynu disodowego w masie reakcyjnej winno wynosić 16-22%. Mieszaninę utrzymuje się we wrzeniu przy pH 9,5-11 w czasie 0,5-1 godziny. Kwas nitrobenzeno-2,5-disulfonowy wyodrębnia się w postaci soli disodowej. Osad poddaje się redukcji żelazem metodą Bechamp'a i wydziela w znany sposób sól sodową kwasu anilino-2,5-disulfonowego. Korzystnie jest jeśli jako środek powierzchniowo-czynny stosuje się sulfomaleinian dwuetyloheksylowy w ilości 0,1-2% w stosunku do masy zawiesiny przy wydzielaniu produktu sulfonowania.

Sposób według wynalazku zapewnia otrzymanie soli sodowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego o dużej czystości organicznej, przewyższającej produkt otrzymany znanymi metodami. Stwierdzono bowiem, że kwas anilino-2,5-disulfonowy otrzymany znaną metodą z kwasu metanilowego zanieczyszczony jest produktami nieodłącznej degradacji uczestniczących w reakcji amin, od utleniającego działania czynnika sulfonującego, a ponadto zawiera co najmniej 5% kwasu metanilowego, na skutek równolegle biegnącej desulfonacji w położeniu 2 przy odszczepianiu grupy sulfonowej trójsulfoaniliny w położeniu 3 /4/. Otrzymanie go w postaci czystej wymaga pracochłonnego oczyszczania produktu końcowego. Natomiast kwas anilino2,5-disulfonowy otrzymany znaną metodą z o-chlorobenzenu zawiera około 15% kwasu anilino-2-chloro-5-sulfonowego, który nie da się oddzielić prostymi sposobami oczyszczania produktu. Niedogodności te eliminuje sposób według wynalazku, który zapewnia otrzymanie soli sodowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego o wysokiej czystości.

Sposób według wynalazku ilustruje przykład, w którym części oznaczają części wagowe, a procenty oznaczają procenty wagowe.

173 982

P r z y k ł a d. 157,5 części o-aityechlerobeazkau miesza się z 420 częściami 25% oleum, ogrzewa do temperatury 110-115°C i utrzymuje w tej temperaturze 4-8 godzis do oαeończkaiα reakcji sulfonowania, po czym obniża temperaturę do 50-60°C i masę reakcyjną wylewa do roztworu zawierającego 1050 części wody, 155 części chlorku peiαsooego oraz 1-2 części suleomalkiainnudwukialoheesyloweno. Zawiesinę chłodzi się do temperatury 20°C, filtruje i osad przemywa 500-750 częściami 12% roztworu chlorku sodowego, otrzymując 335 części wilgotnej soli potasowej kwasu 2-siiIΌchlorobe4zeso-4-sulfoaowego, ktarą miesza się z 650 częściami wody, ustala temperaturę 40-60°C i alealioujk roztworem 40% wodorotlenku sodowego do osiągaidcia pH 8-9, po czym dodaje 190 części siarczynu disodoweno.

Tak proanotowaaą miesonaiaę podgrzewa się do temperatury 102-104°C, po czym utrzymuje w stanie wrzenia przez 0,5-1 godziny przy pH 9,5-10,5. Po zakończeniu reakcji obniża się temperaturę do 80°C, dodaje 100 części chlorku sodowego, chłodzi do 5-10°C i w tej temperaturze krystalizuje 10 godzia. Zαoiesiad filtruje się otrzymując 550-600 części wilgotnej soli disodooej kwasu niiyobeaokao-2,5-disulfeaeoego, ktarą dozuje się porcjami do mieszaaiay zawierającej 1000 części wody, 150-200 części opiłek żeliwnych i 20 części kwasu octowego, utrzymując temperaturę w grasicach 90-98°C, po czym miesza się jeszcze 0,5 godziny przy temperaturze 95°C, a aastępaie dodaje 18 czyści węglanu sodowego i w temperaturze 80°C filtruje się szlam żelazowy, przemywając -o 500 częściami gorącej wody. Filtrat z przemywkami zakwasza się 15-20 częściami stdżoaene kwasu solnego do uzaseαaiα pH w grasicach 4-5 i zatęża przez odparowanie połowy objętości roztworu, po czym przy temperaturze 80°C dodaje 60 części chlorku sodowego oraz 200 części stężosego kwasu soIsc-o i pozostawia do erystalioacji przy icmpcyαiuroe 10-20°C przez co sajmaiej 10 godzis. Zawiesinę filtruje się otrzymując 250-260 części wilnoiaej soli sodowej kwasu asilino-2,5-di-uWonewcno zawierającej 75% czastcno -kłαdaiea, do 5% soli sieorgαsicosych oraz kwasu solnego i resztę wody.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 ego. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania soli sodowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego przez sulfonowanie o-nitrochlorobenzenu, wydzielanie uzyskanego kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego, wymianę w nim chloru na grupę sulfonową przy użyciu siarczynu disodowego i redukcję grupy nitrowej w kwasie nitrobenzeno-2,5-disulfonowym metodą Bechamp' a, znamienny tym, że wydziela się produkt sulfonacji w postaci soli potasowej przez wylanie mieszaniny reakcyjnej do roztworu chlorku potasowego o stężeniu 10 - 15%, użytego w ilości 1,8 - 2,2 części wagowych roztworu najednączęść mieszaniny reakcyjnej, z ewentualnym dodatkiem środka powierzchniowo-czynnego i filtruje osad soli potasowej kwasu 2-nitno^^i^ll^o\db^m^^i;n()--^-^.sulfonowego. który miesza się z wodą przy pH 8 - 9 i dodaje siarczyn disodowy w takiej ilości, aby jego nadmiar w stosunku do kwasu 2-nitrochlorobenzeno-4-sulfonowego wynosił 40 - 60%, a stężenie siarczynu disodowego w masie reakcyjnej zawierało się w granicach 16 - 22%, po czym mieszaninę utrzymuje się we wrzeniu przy pH 9,5 -11 w czasie 0,5 - 1 godziny, a następnie wyodrębnia się sól disodową kwasu nitrobenzeno-2,5-disulfonowego, którą poddaje się redukcji żelazem metodą Bechamp’a i wydziela w znany sposób sól sodową kwasu anilino-2,5-disulfonowego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek powierzchniowo-czynny stosuje się sulfomaleinian dwuetyloheksylowy w ilości 0,1 - 2% w stosunku do masy zawiesiny przy wydzielaniu produktu sulfonowania.