Способ получения толуолсульфокислот

Способ получения толуолсульфокислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛОТ жидкофазным сульфированием толуола концентрированной серной кислотой при нагревании с азеотропной отгонкой реакционной воды, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества целевого продукта и получения его в сьтучей выпускной форме, сульфирование проводят двуступенчато, сначала при 70-120С, загружая толуол и серную кислоту в молярном соотношении, равном 0,65:1-1,06, а затем - при 140-160 С, догружая толуол к непрореагировавшей на первой ступени серной кислоте в количестве 1,12 ,2 моль на 1 моль серной кислоты до достижения общего молярного соотношения толуол-серная кислота, равном 1,2-1,5:1, и доведением (Л процесса до исчерпывания серной кислоты. 2. Способ по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что вторую ступень сульфирования проводят в присутствии ортофосфорной кислоты в количестве 0,5-0,7% от массы серной кислоты. Р° ьа

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) 0 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3609197/23-04 (22) 28.03.83 (46) 30.09.85. Бюл. )) 36 (72) Л.С.Помогаева, В.Х.Катунин, Т.П.Федичева, Е.В.Обыденова, С.Ф.Петров, Л.П.Никитенкова, В.В.Балин, Т.И.Петрунина и Н.К.Давыдова (53) 547.541.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 371212, кл. С 07 С 143/28, 03.04.69.

Авторское свидетельство СССР

И 709623, кл. С 07 С 143/28, 09.01. 78.

Sven W. Englung и др. Synthesis

of Cresot sulfonation toluene. — Ind. Eng. Chem. (1953), 45, N 1, с. 189-193. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛОТ жидкофазным сульфированием толуола концентрированной серной кислотой при нагревании с азеот(5()4 .07 С 143 28 С 08 К 5/42 ропной отгонкой реакционной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и получения его в сыпучей выпускной форме, сульфирование проводят двуступенчато, сначала при

70-120 С, загружая толуол и серную кислоту в молярном соотношении, равном 0,65:1-1,06, а затем — при о

140-160 С, догружая толуол к непрореагировавшей на первой ступени серной кислоте в количестве 1,12,2 моль на 1 моль серной кислоты до достижения общего молярного соотношения толуол-серная кислота, равном 1,2-1,5:1, и доведением процесса до исчерпывания серной кислоты.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что вторую ступень сульфирования проводят в присутствии ортофосфорной кислоты в количестве

0,5-0,7Х от массы серной кислоты.

1182030

Изобретение относится к химической технологии, а именно к усовершенствованному способу сульфирования толуола с получением смеси толуолмоносульфокислот, обогащенной п-изо- 5 мером, предназначенной в качестве отвердителей и ускорителей конденсации при получении смол и других пленкообраэующих материалов, в частности для получения высококачест-1О венных химически стойких замазок типа арзамит.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта и получения его в сыпучей выпускной форме. S5

Пример 1. В пятигорлую колбу емкостью 500 мл, снабженную мешалкой, термометром, холодильником с флорентийским сосудом, загружают при перемешивании одновременно рп о из капельных воронок при 70-115 С

69 мл (0,65 моль) толуола и 103,85 г (1,01 моль) 95,47-ной серной кислоты в течение 30 мин. Затем нагревают о реакционную массу до 120 С и выдер- 25 живают при этой температуре в течение 1 ч, после чего в реакционной массе остается 49 r (0,5 моль) непрореагировавшей серной кислоты.

По окончании выдержки поднимают температуру до 140-160 С и загружают в течение 60-90 мин вторую порцию толуола — 60 мл (0,56 моль), достигая молярного соотношения толуол— серная кислота в массе 1,1:1 и отго35 няя азеотропную смесь вода — толуол.

Реакцию ведут, постоянно возвращая в реакционную колбу отделенный во флорентийском сосуде толуол, и заканчивают при прекращении отгонки воды. Затем из сульфомассы удаляют остаточный толуол вакуумированием и продувкой азотом при 120 С.

Общее время реакции 4-4,5 ч, общее молярное соотношение толуолсерная кислота 1,2:1.

В результате получают 173,0 r сульфомассы, содержащей 97,5Х толуолсульфокислот (88,0Х п-изомера, 127 смеси о- и м-изомеров), 0,957 серной кислоты, 0,517 сульфонов и около 1Х воды.

Выход смеси толуолмоносульфокислот в расчете на серную кислоту .977 от теории, конверсия серной кислоты

98,3Х. После добавления к сульфомассе расчетного количества воды расплав моногидратов толуолсульфокислот легко чешуируется известным способом.

Т.пл. кристаллического продукта 9495ОС, при хранении продукт обладает пониженной гигроскопичностью и слеживаемостью.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, при этом в реакционной массе после выдержки при

120 С 1 ч остается 37,3 r (0,38 моль) непрореагировавшей серной кислоты.

По окончании выдержки при 120 С поднимают температуру до 140-160 С и загружают в течение 120 мин вторую порцию толуола — 90 мл )0,85 моль), достигая молярного соотношения толуол — серная кислота в массе 2,2:1 и отгоняя азеотропную смесь вода-толуол. Общее малярное соотношение толуол — серная кислота составляет

1,5:1.

В результате реакции получают t76,6 г сульфомассы, содержащей

967 толуолсульфокислот (87,57. п-изомера, 12,57. смеси о- и м-изомеров ; 0,567 серной кислоты, 0,5Х сульфонов и около 27, воды.

Выход смеси толуолмоносульфокислот в расчете на серную кислоту

97,5 от теории, конверсия серной кислоты 997. Т.пл. смеси моногидратов толуолсульфокислот 94-95 С, при хранении продукт обладает пониженной гигроскопичностью и слеживаемостью.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, загружая в реакционную массу 0,50 r 1007-ной ортофосфорной кислоты (0,57 от веса загруженной на сульфировании серной кислоты) .

В результате реакции получают

174,8 r сульфомассы, содержащей

96,5 толуолмоносульфокислот (867. п-изомера, 14Х смеси о- и м-изомеров), 1Х серной кислоты, около 27 воды и 0,17 сульфонов, 0,307 ортофосфорной кислоты.

Выход смеси толуолмоносульфокислот в расчете на серную кислоту 977 от теории, конверсия серной кислоты

98,27. T.ïë. смеси моногидратов толуолсульфокислот 95-96 С, при хранении продукт обладает пониженной гигроскопичностью и слеживаемостью.

II p и м e p 4. Процесс проводят аналогично примеру 1, загружая в .реакционную массу после окончания первой ступени сульфирования 0,69 г

1182030

Составитель Т. Власова

Редактор Н. Киштулинец Техред Т.Дубинчак ° Корректор Е. Сирохман

Заказ 6063/23

Тираж 383

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1007-ной ортофосфорной кислоты, что составляет 0,7% от веса загруженной на сульфирование серной кислоты.

В результате реакции получают

173,8 r сульфомассы, содержащей

98,07. толуолмоносульфокислот (887. п-изомера, 127 смеси о- и м †изомеров), 0,407 серной кислоты, 0,37% ортофосфорной кислоты, 0,057. сульфонов и около 17. воды.

Выход смеси толуолмоносульфокислот в расчете на серную кислоту

97,9% от теории, конверсия серной кислоты 99,37. Т.пл. смеси монос гидратов толуолсульфокислот 95-96 С, при хранении продукт обладает пониженной гигроскопичностью и слеживаемостью.

Пример 5. Процесс проводят аналогично примеру 2, загружая на первой ступени счльфиоования при

70-115 С 69 мл (0,65 моль) толуола и 108,93 (1,06 моль) 95,4 -ной серной кислоты в течение 30 мин.

В результате реакции получают

184,4 г сульфомассы, содержащей 96Х толуолсульфокислот (87% п-изомера, 13Х смеси о- и м-изомеров), 17 серной кислоты, 0,57 сульфонов и около

27. воды.

Выход смеси толуолмоносульфокислот в расчете на серную кислоту 97% от теории, конверсия серной киспоты

98,2 . Т.пл. смеси моногидратов толуолсульфокислот 94-95 С, при хранении продукт обладает пониженной гигроскопичностью и слеживаемостью.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить смесь толуолмоносульфокислот, содержащую около

86-88 п-изомера и 12-14Х смеси о- и м-изомеров к общей сумме сульфокислот, не более 1Х серной кислоты и не более 0,1-0,57 сульфонов.

10 Выход толуолмоносульфокислот 97987 от теории, считая на серную кислоту, конверсия серной кислоты 98,399,07.

Указанные качественные показатели

15 смеси свободных толуолмоносульфокислот позволяют при переводе их в моногидраты непосредственно в сульфомассе добавлением необходимого количества воды получить продукт, имеющий

20 т.пл. 94-96 С, который легко переводится в порошок, чешуйки, гранулы известными способами и обладает пониженной гигроскопичностью и слеживаемостью. Продукт, полученный по

25 предлагаемому способу, сохраняет сыпучесть в течение 5-6 сут на открытом воздухе в сухом помещении, а в затаренном виде (в полиэтиленовых мешках), моделирующем его хранение и транспортировку, в течение 2 мес, Эти качества делают его пригодным для использования в качестве отвердителей смол и лаков, в качестве катализатора различных процессов конденсации, где необходима сыпучая выпускная форма.