Способ получения динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты

Способ получения динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу получения в основном свободной от примесей динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты.

Получение динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты само по себе известно (DE А 4409689). Этот способ можно пояснить следующей химической схемой:

Этим способом динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты получают при температуре около 120°С при проведении реакции в течение 1 часа. Затем проводят гидролиз в ледяной воде, при этом динатриевая соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты выкристаллизовывается; кристаллизат отфильтровывают. После этого еще влажный кристаллизат растворяют в растворе щелочи, например в растворе гидроксида натрия, обрабатывают активированным углем и нагревают. Активированный уголь отфильтровывают и динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты осаждают путем добавления серной кислоты. После сушки образуется динатриевая соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты в виде порошка с чистотой 99 вес.%.

Испытания полученной таким образом динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты показали, что при использовании полученного приведенным выше способом продукта композиции изменяли окраску, что является недопустимым.

Причиной изменения окраски служили, в числе прочего, дифениламин, 3,4-диаминобензосульфоновая кислота и 2-(4'-карбоксифенил)бензимидазол-6-сульфоновая кислота.

Задачей настоящего изобретения является получение динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты высокой чистоты, в которой не содержатся компоненты, изменяющие окраску.

Авторы настоящего изобретения разработали способ получения динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты реакцией о-фенилендиамина с терефталевой и хлорсульфоновой кислотами в присутствии сильных кислот, который характеризуется тем, что время реакции составляет от 10 до 15 ч.

Способ согласно изобретению приводит к получению динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты с чистотой свыше 98 вес.%. При этом побочными продуктами являются только

Побочные продукты являются совместимыми и не вызывают изменения окраски динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты.

Предпочтительное время реакции в способе согласно изобретению составляет от 11 до 12 ч.

В предпочтительном варианте выполнения способа согласно изобретению полученную в результате реакции или после гидролиза фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновую кислоту растворяют на первой стадии в воде и обрабатывают активированным углем, который затем отделяют, при этом динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты осаждают из фильтрата хлоридом натрия и отделяют, на второй стадии ее снова растворяют в воде и гидроксиде натрия и повторно обрабатывают активированным углем, который затем снова отфильтровывают, при этом в результате подкисления из фильтрата выпадает в осадок чистая динатриевая соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты, которую при необходимости дополнительно очищают.

Полученную в результате реакции или после гидролиза фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновую кислоту растворяют на первой стадии в воде при температуре 40-80°С, предпочтительно при 45-55°С.

При этом получают раствор фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты предпочтительно с концентрацией 1-30 вес.%, более предпочтительно 5-7 вес.%.

В способе, согласно изобретению, (на первой и второй стадиях) может применяться активированный уголь любых стандартных типов.

Для осаждения натриевой соли добавляют, как правило, 1-15, предпочтительно 3-10, эквимолярных частей хлорида натрия.

Полученную на первой стадии динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты на второй стадии растворяют в воде при температуре 30-80°С, предпочтительно 45-50°С.

При этом получают раствор динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты с концентрацией 5-25 вес.%, предпочтительно 15-20 вес.%.

Полученную на первой стадии динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты растворяют и после обработки активированным углем и его отделением переводят в осадок подкислением до значения, равного рН около 3. Предпочтительно подкислять соляной кислотой. В этом случае динатриевая соль неожиданно также выпадает в осадок.

Согласно предпочтительному варианту выполнения полученную на второй стадии динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты можно дополнительно промывать фосфорной кислотой.

Способ согласно изобретению может осуществляться, например, следующим образом.

Смешивают серную и терефталевую кислоты, а также о-фенилендиамин и смесь нагревают, например, до 110°С в атмосфере азота. Затем в течение 4 ч осуществляют дозированную добавку хлорсульфоновой кислоты при температуре 110-120°С и продолжают перемешивание еще в течение 12 ч. Полученную после гидролиза фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновую кислоту растворяют в воде при температуре 35-40°С, обрабатывают активированным углем и перемешивают в течение около 30 мин при постоянной температуре. Активированный уголь отфильтровывают, фильтрат смешивают с хлоридом натрия и для осаждения медленно охлаждают до комнатной температуры в течение около 2 ч при перемешивании. Затем полученную динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты отфильтровывают и промывают 5%-ным раствором хлорида натрия.

Полученную динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты снова помещают в воду и для растворения добавляют 45%-ный гидроксид натрия до достижения рН 5, затем вновь добавляют активированный уголь. Температуру смеси доводят до 55°С и перемешивают в течение около 2 ч. Активированный уголь отделяют, а фильтрат подкисляют для повторного осаждения динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты чистой соляной кислотой до достижения значения рН, равного 3. Перемешивают в течение около 2 ч и охлаждают до комнатной температуры. Динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты отделяют известным способом, например фильтрацией.

Полученную таким образом динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты затем можно снова промыть водным раствором хлорида натрия с концентрацией 2 вес.%, доведенного до значения рН, равного 3, добавлением небольшого количества фосфорной кислоты; после этого проводится сушка, например, при температуре 140°С и давлении 2 мбара.

С помощью способа согласно изобретению получают превосходный по данным следового анализа продукт, который наиболее пригоден для использования в косметических композициях и которому не присущи приведенные выше недостатки, проявляющиеся в изменении окраски. Неожиданно оказалось, что проблематичные следовые компоненты отсутствуют.

Динатриевая соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты может использоваться в косметических продуктах в качестве ультрафиолетового фильтра А.

Пример

В 1703 г серной кислоты с концентрацией 96% добавляют 232 г терефталевой кислоты, затем после продувки азотом вводят отдельными порциями 302 г о-фенилендиамина, при этом температура повышается до 97°С. После этого температуру повышают до 110°С. Затем в течение 4 ч добавляют 2200 г хлорсульфоновой кислоты, поддерживая температуру в интервале от 110 до 120°С, после добавления перемешивание продолжают в течение 12 ч при указанной температуре.

Содержимое реактора охлаждают и в течение 4 ч добавляют 4000 г воды с температурой 5°С, при этом температура повышается до около 47°С, затем реакционную смесь дополнительно перемешивают в течение 2 ч и фильтруют. Получают 1200 г влажной фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты.

Полученный в результате фильтрования осадок помещают в 11000 г воды с температурой 40°С и растворяют, затем добавляют 30 г активированного угля. Смесь перемешивают в атмосфере азота в течение 30 мин и фильтруют. В фильтрат добавляют при 50°С 600 г хлорида натрия и при этой температуре перемешивают в течение 2 ч, причем к концу перемешивания температуру снижают до 25°С; затем смесь фильтруют. Полученный продукт промывают 2800 г 5%-ного раствора хлорида натрия. Получают 1362 г динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты.

Полученную таким образом динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты помещают в 4500 г воды с температурой 50°С и суспендируют (рН 2,4); затем при 50°С добавляют 168 г 45%-ного гидроксида натрия для достижения значения рН 5 и растворения продукта, после этого добавляют 30 г активированного угля, исходную смесь нагревают до температуры 55°С, перемешивают в течение 2 ч и фильтруют, фильтрат обрабатывают 162 г чистой соляной кислоты, при этом температуру поддерживают равной 50°С, значение рН равным 3, перемешивают в атмосфере азота в течение 2 ч и охлаждают до 25°С; затем смесь фильтруют, осадок промывают 4000 г 2%-ного раствора хлорида натрия, значение рН которого доводят до 3 добавлением небольших количеств фосфорной кислоты, получают значение 1155 г очищенной динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты.

Затем очищенную таким образом динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты сушат в течение 10 ч при температуре 140°С и давлении 2 мбара. Получают 700 г целевого продукта (с остаточной влажностью 2%). Полученная динатриевая соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты имеет чистоту 98 вес.% и содержит в качестве побочных продуктов только следующие соединения:

Побочные продукты являются совместимыми и не вызывают изменения окраски динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты.

1. Способ получения динатриевой соли фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты взаимодействием о-фенилендиамина с терефталевой и хлорсульфоновой кислотами в присутствии сильных кислот, отличающийся тем, что продолжительность реакции составляет 10-15 ч, причем полученную на первой стадии после реакции фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновую кислоту растворяют в воде и обрабатывают активированным углем, который затем удаляют, при этом динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты осаждают добавлением хлорида натрия и отделяют, на втором этапе ее вновь растворяют в воде, повторно обрабатывают активированным углем, который затем вновь отделяют, причем чистую динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты осаждают из фильтрата путем его подкисления, полученная соль при необходимости может быть затем дополнительно очищена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность реакции составляет 11-12 ч.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что полученную фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновую кислоту растворяют на первом этапе в воде при температуре 40-80°С.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что полученную на первом этапе динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты на втором этапе растворяют в воде при температуре 30-80°С.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полученную на первом этапе динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты на втором этапе растворяют в воде и после обработки активированным углем и его удаления осаждают подкислением до значения рН, равного около 3.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что подкисление на втором этапе проводят соляной кислотой.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что полученную на втором этапе динатриевую соль фенилен-бис-бензимидазол-тетрасульфоновой кислоты промывают фосфорной кислотой.