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DE2603589B2 - Verfahren zur herstellung von alkyldisulfonsaeurediphenylesterdisulfonaten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von alkyldisulfonsaeurediphenylesterdisulfonaten

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Publication number
DE2603589B2
DE2603589B2 DE19762603589 DE2603589A DE2603589B2 DE 2603589 B2 DE2603589 B2 DE 2603589B2 DE 19762603589 DE19762603589 DE 19762603589 DE 2603589 A DE2603589 A DE 2603589A DE 2603589 B2 DE2603589 B2 DE 2603589B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alkyl
acid
preparation
solution
acidiphenylester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762603589
Other languages
English (en)
Other versions
DE2603589A1 (de
DE2603589C3 (de
Inventor
Jürgen DipL-Chem. Dr ; WeIz Harry DipL-Chem. Dr.; 4150 Krefeld Hinz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE19762603589 priority Critical patent/DE2603589C3/de
Publication of DE2603589A1 publication Critical patent/DE2603589A1/de
Publication of DE2603589B2 publication Critical patent/DE2603589B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2603589C3 publication Critical patent/DE2603589C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/26Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of esters of sulfonic acids
    • C07C303/30Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of esters of sulfonic acids by reactions not involving the formation of esterified sulfo groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

in der
R eine geradlinig und/oder verzweigte Alkylkette mit 9 — 24 Kohlenstoffatomen bedeutet und
M für Wasserstoff, ein Alkaliatom oder Erdalkaliäquivalent oder eine Ammoniumgruppe der Formel
20
/Rl
H-N-R2
steht, in der
Ri R2 und R3 gleich oder verschieden Wasserstoff, geradkettige, verzweigte oder cycloaliphatische Alkyl- bzw. Hydroxyalkylreste mit 1 — 12 C-Atomen, Phenyl- bzw. Alkylphenylreste mit 1—6 C-Atomen in der Alkylkette bedeuten,
durch Sulfonierung der entsprechenden Alkyldisulfonsäurediphenylester bei niedrigen Temperaturen und gegebenenfalls Überführung der entstandenen Disulfonsäure in die Salze, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfonierung bei Temperaturen von 10 —6O0C mit Chlorsulfonsäure durchführt.
In der DT-OS 19 38 958 wird die Sulfonierung von Alkylsulfonsäurearylestern mit Oleum, Schwefeltrioxid oder schwefeltrioxidhaltigen Inertgasen beschrieben.
Dieses Verfahren hat verschiedene Nachteile:
Eine vollständige Umsetzung zu den Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonaten ist auch mit einem größeren Überschuß an Sulfierungsmittel nicht möglich. Es fallen als Nebenprodukte Monosulfonate an. Da diese Monosulfonate in Wasser schlechter löslich sind als die entsprechenden Disulfonate, trübt sich eine wäßrige Lösung des Sulfierungsproduktes nach mehrtägigem Stehen.
Weiterhin ist die Bildung größerer Mengen Natriumsulfat infolge von Hydrolyse nicht zu vermeiden.
Es wurde nun das im Anspruch näher definierte Verfahren gefunden, wobei durch Verwendung von Chlorsulfonsäure als Sulfonierungsmittel die geschilderten Nachteile vermieden werden können. Man erzielt einen höheren Umsatz, ein einwandfrei lösliches Estersulfonat und einen geringeren Anfall von Natriumsulfat als Nebenprodukt.
In der Formel I bedeuten
Ri, R2 und Rj vorzugsweise geradkettige, verzweigte oder cycloaliphatische Alkyl- bzw. Hydroxyalkylreste mit 1-6 C-Atomen und Alkylphenylreste mit 1 oder 2 C-Atomen in der Alkylkette.
R leitet sich ab von n- bzw. i-Paraffinen wie Nonan, Decan, Undecan, Dodecan, Tridecan, Tetradecan, Pentadecan, Hexadecan, Heptadecan, Octadecan, Nonadecan, Eikosan, Heneikosan, Dokosan, Trikosan und Tetrakosan. Paraffine mit einer Kettenlänge von 10-18 C-Atomen, die in einem Siedebereich von ca. 170 —3200C liegen, seien bevorzugt aufgeführt. Besonders bevorzugt seien die Paraffine mit 10-13 oder 14—18 C-Atomen und Siedebereichen von ca. 173-234° C bzw. 252-317° C erwähnt. Selbstverständlich können auch Mischungen der aufgeführten Paraffine eingesetzt werden.
Weiterhin sind Mischungen der Paraffine von Bedeutung, die mit Hilfe von Molekularsieben oder durch Extraktion mit Harnstoff aus Erdölfraktionen gewonnen werden, sowie hydrierte Kogasinfraktionen aus der Fischer-Tropsch-Synthese, die in dem Siedebereich von 180 - 300° C liegen.
Für M seien als Alkaliatome vor allem das Natrium- und Kaliumatom; als Erdalkaliatome insbesondere das Magnesium- und Caliumatom genannt. Außer der jo Ammoniumgruppe selbst kommen solche Ammoniumgruppen bevorzugt in Betracht, die sich von folgenden Aminen ableiten:
Mono-, Di- und Trimethylamin, -äthylamin,
-propylamin, Butylamin, Pentylamin, Hexylamin,
Cyclohexylamin, Mono-, Di- und
Triäthanolamin, Anilin oder Toluidin.
Die Herstellung des Alkyldisulfonsäurediphenylesters kann beispielsweise durch Ausfällung der Disulfochloride aus dem durch Sulfochlorierung gewonnenen Sulfochlorierungsgemisch erfolgen, wie von F. A s i η g e r, Chemie und Technologie der Paraffinkohlenwasserstoffe, Akademie Verlag Berlin, S. 418 (1956),
4r> beschrieben wurde. Anschließend führt man eine Veresterung mit Phenol nach bekannten Verfahren durch.
Die Herstellung der Verbindungen der Formel 1 erfolgt durch Zutropfen von Chlorsulfonsäure unter
r>o Rühren zu den oben beschriebenen Alkyldisulfonsäurediphenylestern, die vorzugsweise in Lösungsmitteln gelöst oder in Suspensionsmitteln verteilt sind.
Als Lösungsmittel können z. B. Methylenchlorid, Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff verwendet werden. Als Suspensionsmittel sind beispielsweise geradkettige und/oder verzweigte, flüssige Paraffine oder auch Paraffingemische geeignet.
Die Umsetzungstemperaturen liegen zwischen 10 und 6O0C, vorzugsweise bei 20-400C. Als Lösungsmittel
w) kann auch flüssiges Schwefeldioxid verwendet werden, wenn die Reaktionstemperatur auf unter 00C gesenkt wird. Die Reaktion kann auch ohne Lösungs- bzw. Suspensionsmittel durchgeführt werden.
Das Mengenverhältnis von Chlorsulfonsäure zu dem
b5 Diester kann in weiten Grenzen schwanken, sollte aber nicht 1,7 Mol unterschreiten. Pro Mol des Diesters können bevorzugt 1,7-3 Mol, ganz besonders bevorzugt 1,9-2,3 Mol, Chlorsulfonsäure eingesetzt werden.
Die obere Grenze ist jedoch nicht kritisch, sondern ergibt sich aus praktischen Gründen. Je mehr Chlorsulfonsäure zugesetzt wird, um so mehr entstehen Nebenprodukte.
Während der Umsetzung kann der entstehende Chlorwasserstoff mit einem Inertgas ausgetrieben werden. Er kann aber auch bei der späteren Sulfonat-Bildung in Kochsalz überführt werden.
Bei der Anwendung von Lösungsmitteln wird nach beendeter Umsetzung das Lösungsmittel von der Sulfonsäure abdestilliert. Beim Arbeiten in Suspension läßt man den sulfonierten Diester vom Suspensionsmittel absitzen.
Die abgetrennte Sulfonsäure der Formel I kann gegebenenfalls mit Wasserstoffperoxid oder Kaliumpermanganat nachbehandelt werden.
Die Herstellung der Salze der Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonsäure kann durch Umsetzung einer wäßrigen Lösung der Disulfonsäure mit einer wäßrigen Lösung eines Erdalkali- oder Alkalisalzes oder Ammoniaks oder den bereits erwähnten Aminen erfolgen. Die Reaktion kann bei 5-800C, vorzugsweise 10-300C, erfolgen. Bei Einsatz der Amine ist jedoch darauf zu achten, daß die maximale Reaktionstemperatur unter dem Siedepunkt des entsprechenden Amins bleibt.
Pro Mol Disulfonsäure können 1,8 — 2,4 Mol, vorzugsweise 1,9 — 2,1 Mol, der Sasen zugesetzt werden. Wenn größere Mengen der Base als Verunreinigung des Endproduktes nicht stören, kann auch eine größere Menge an Basen zugegeben werden. Zur Entfernung μ der in der Lösung der wasserlöslichen Disulfonate noch enthaltenen, restlichen Lösungs- bzw. Suspensionsmittel kann mit Wasserdampf nachdestilliert werden. Die zurückbleibende Sulfonat-Lösung kann gegebenenfalls noch mit Wasserstoffperoxid nachbehandelt werden.
Die erfindungsgemäßen sulfonsäuregruppenhaltigen Alkylsulfonsäurearylester sind im Fettemulgiervermögen unter Spülbedingungen, im Schaum- und Waschvermögen sowie in der Härte-, Säure-, Alkali- und Elektrolytbeständigkeit den als Waschrohstoffen bekannten Alkansulfonaten und geradkettigen Alkylbenzolsulfonaten bei weitern überlegen. Sie sind als Emulgatoren besonders gut geeignet. Sie lassen sich biologisch ebenso schnell und im gleichen Umfang abbauen wie die geradkettigen Alkylbenzolsulfonate.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert: Beispiel 1
2000 g eines Alkylsulfonsäurephenylester-Paraffin-Gemisches, das durch Sulfochlorierung einer Cio —Cisn-Paraffinfraktion bis auf 6,5% an hydrolysierbarem Chlor und anschließender Veresterung mit Phenol in Gegenwart von Natronlauge gewonnen wurde, wird mit 4000g flüssigem Paraffin versetzt und auf 5°C abgekühlt. Dabei trennen sich 250 g Diester als untere Phase ab.
200 g Diester werden in 200 g einer Cio - Cu-n-Paraffinfraktion unter starkem Rühren suspendiert und innerhalb von ca. 3 Stunden 85 g 96%ige Chlorsulfonsäure bei 25°C zugetropft. Gleichzeitig wird mit 10 l/h b0 Stickstoff der entstehende Chlorwasserstoff ausgetrieben. Nach weiteren 6 Stunden wird das Ausblasen abgebrochen, die Sulfonsäure von der Paraffinphase abgetrennt und mit 30 g 35°/oigem Wasserstoffperoxid nachbehandelt. Anschließend wird die Sulfonsäure in 1000 g Wasser gelöst, mit 20%iger Natronlauge neutralisiert und dann ein Teil des Wassers zusammen mit dem restlichen Suspensionsmittel abdestilliert. Man erhält 800 g Lösung mit einem Gehalt von 235 g Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonat. Die 30%ige Lösung hatte eine Gardner-Farbzahl von 7-8. Auch nach mehrtägigem Stehen der Lösung trat keine Trübung durch ausgefallenen monosülfonierten Diester auf.
In einem Vergleichsversuch wurden 200 g des obigen Alkyldisulfonsäurediphenylesters in dem gleichen Paraffingemisch mit einer Gasmischung aus 90% Stickstoff und 10% Schwefeltrioxid, wie in der DT-OS 19 38 958 im Beispiel 4 beschrieben, umgesetzt und wie oben angegeben aufgearbeitet. Die Ausbeute an Disulfonat war schlechter als bei Verwendung von Chlorsulfonsäure und betrug 210 g. Die 30%ige Lösung war dunkler gefärbt als die aus dem obigen Beispiel I und hatte eine Gardner-Farbzahl von 10—11. Nach längerem Stehen trübte sich die Lösung.
Beispiel 2
286 g Alkyldisulfonsäurediphenylester, die wie in Beispiel 1 beschrieben, aus einer Qo-Cu-n-Paraffinfraktion hergestellt wurden, werden in 200 g Octan suspendiert und bei 25°C 122 g Chlorsulfonsäure zugetropft und wie im Beispiel 1 angegeben aufgearbeitet. Die Ausbeute an Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonat beträgt 359 g; die Gardner-Farbzahl der 30%igen Lösung ist 7-8.
Beispiel 3
200 g Alkyldisulfonsäurediphenylester, die unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt wurden, werden in 200 g Chloroform gelöst und unter Rühren bei 260C innerhalb von 3 Stunden 85 g Chlorsulfonsäure zugetropft, während gleichzeitig mit 5 l/h Stickstoff der entstehende Chlorwasserstoff ausgeblasen wird. Nach Beendigung des Zutropfens wird noch weitere 7 Stunden ausgeblasen. Anschließend wird das Chloroform abdestilliert und die zurückbleibende Sulfonsäure wie in Beispiel 1 angegeben weiter aufgearbeitet.
Es fallen 242 g Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonat an, mit einer Gardner-Farbzahl der 30%igen Lösung von 4 — 5.
Beispiel 4
Zu 200 g Alkyldisulfonsäurediphenylester, die unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt wurden, werden bei 29°C unter starkem Rühren 85 g Chlorsulfonsäure innerhalb von 3 Stunden zugetropft und gleichzeitig mit 5 l/h Stickstoff ausgeblasen. Nach Beendigung der Umsetzung wird die hochviskose Sulfonsäure mit etwas Wasser versetzt, noch weitere 10 Stunden ausgeblasen und mit 30 g 35%igem Wasserstoffperoxid nachbehandelt. Die Sulfonsäure wird anschließend in Wasser gelöst und mit 20%iger Natronlauge neutralisiert. Man erhält 230 g Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonat, mit einer Gardner-Farbzahl der 30%igen Lösung von 8-9.
Beispiel 5
300 g Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonsäure mit einem Wassergehalt von 22,5 Gew.-% werden mit 350 g Wasser verdünnt. In diese Lösung werden innerhalb von 2 Stunden bei 30 bis 500C 98 g Triäthylamin eingetropft. Nach der Reaktion bilden sich zwei Phasen. Die untere Phase enthält 225 g, die obere Phase 41 g Alkyldisulfonsäurediphenylestertriäthylainmoniumsulfonat.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonaten der Formel
    R-
    SO2-O
    SO3M
    (D
DE19762603589 1976-01-30 1976-01-30 Verfahren zur Herstellung von Alkyldisulfonsäurediphenylesterdisulfonaten Expired DE2603589C3 (de)

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2603589A1 DE2603589A1 (de) 1977-08-04
DE2603589B2 true DE2603589B2 (de) 1978-01-26
DE2603589C3 DE2603589C3 (de) 1978-09-28

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994019338A1 (en) * 1993-02-26 1994-09-01 Zeneca Limited Chemical process

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WO1994019338A1 (en) * 1993-02-26 1994-09-01 Zeneca Limited Chemical process

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DE2603589C3 (de) 1978-09-28

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Legal Events

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