Изобретение относится к технологии органического синтеза, а именно промышленному способу получения N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида, применяемого в качестве ускорителя серной вулканизации резиновых смесей.
Одним из способов получения ускорителей вулканизации сульфенамидного типа является взаимодействие 2-меркаптобензтиазола или его дисульфидного производного с соответствующими N-хлораминами.
Известен способ получения бензтиазолсульфенамидов, который заключается в том, что дибензтиазолилдисульфид подвергают взаимодействию с соответствующим хлорамином и амином в среде органического растворителя в присутствии воды [патент США 3022300, кл. 260-247.1, опублик. 1962].
Недостатком указанного способа является использование чистого амина, что усложняет технологию процесса.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения сульфенамида, который включает в себя взаимодействие соответствующего хлорамина и 2-меркаптобензтиазола в среде органического не смешивающегося с водой растворителя [патент США 3658808, кл. 260-247.1, опубл. 1972]. Процесс по данному способу осуществляют в присутствии одноименного амина, используемого в качестве акцептора хлористого водорода, при температуре 20-60oС.
Выход целевого продукта 95 %. Чистота 96 %.
Недостатком этого способа является недостаточно высокий выход целевого продукта, необходимость разбавления реакционной массы водой при проведении операции выделения целевого продукта, что приводит к образованию дополнительного количества сточных вод, усложнению процесса, связанного с описанным в изобретении методом выделения целевого продукта и регенерации растворителя.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание технологического процесса получения N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида (Сульфенамида ДЦ), многократно воспроизводимого в промышленном масштабе, обеспечивающего высокий и стабильный выход целевого продукта с высокой чистотой при оптимальном сочетании концентраций используемых ингредиентов.
Поставленная задача решена новым способом получения Сульфенамида ДЦ.
Способ осуществляется путем взаимодействия щелочной, например натриевой, калиевой или аммонийной соли 2-меркаптобензтиазола с N,N'-дициклогексилхлорамином в водно-спиртовой среде при мольном соотношении 2-меркаптобензтиазол: хлорамин, равном 1,1-1,3: 1, температуре 20-30oС и рН 11,5÷12,5. Процесс завершают при достижении значения Redox-потенциала в пределах: 100 ÷ минус 150 мВ. Для измерения Redox-потенциала используют милливольтметр, платиновый и хлорсеребряный электроды.
Целевой продукт выделяют из реакционной массы фильтрованием суспензии, промывают водой и сушат. Фильтрат разделяют на слои и органический слой без предварительной переработки направляют в рецикл на стадию синтеза сульфенамида.
N, N'-дициклогексилхлорамин получают в результате взаимодействия промышленно производимого технического N,N'-дициклогексиламина с водным раствором гипохлорита натрия и после отделения водного слоя используют в процессе.
Щелочную соль 2-меркаптобензтиазола получают в результате взаимодействия 2-меркаптобензтиазола (в виде "сухого" продукта с содержанием основного вещества 97-98% или в виде "водного" с содержанием основного вещества 40-95%) с гидроокисью щелочного металла (натриевой, калиевой щелочью), взятыми в кристаллическом виде или в виде водных растворов или водным раствором аммиака. Процесс получения соли 2-меркаптобензтиазола осуществляют в среде спирта, выбранного для получения N,N'-дицикло-2-бензтиазолсульфенамида.
Согласно заявляемому способу выход сульфенамида ДЦ составляет 98,5-98,8% в расчете на 2-меркаптобензтиазол, на N,N'-дициклогексиламин - 97%. Содержание основного вещества не менее 97%, содержание не растворимого в этиловом спирте остатка менее 0,2%, массовая доля золы 0,1%.
Промышленная применимость настоящего изобретения иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1.
А. Синтез N,N-дициклогексилхлорамина (далее - ДЦХА)
В стеклянный реактор, оборудованный перемешивающим устройством, термометром, капельной воронкой, электродами для замера Redox-потенциала, загружают 40 мл изопропилового спирта, 0,105 моль дициклогексиламина и при перемешивании придают раствор гипохлорита натрия с содержанием активного хлора н/м 170 г/л. Процесс осуществляют при t=30-35oС до достижения Redox-потенциала 200-250 мВ. Реакционную массу выдерживают при перемешивании 0,5-1 ч, затем отделяют органический слой, содержащий 30-35% ДЦХА, и используют его в синтезе сульфенамида. Выход ДЦХА 97%.
Б. Приготовление раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола.
В стеклянный реактор, оборудованный перемешивающим устройством, термометром, капельной воронкой, загружают 60 мл изопропилового спирта, 20 г "сухого" 2-меркаптобензтиазола (0,12 моль) и придают 8,2 мл 40% едкого натра. Реакционную массу перемешивают до получения однородного прозрачного раствора и используют при синтезе сульфенамида.
В. Синтез N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида.
В стеклянный реактор, оборудованный перемешивающим устройством, термометром, капельной воронкой, электродами для замера рН и Redox-потенциала, загружают 90 мл изопропилового спирта, далее к нему при перемешивании придают 3 мл воды и приготовленные ранее N,N'-дициклогексилхлорамин в количестве 0,1 моль. Раствор натриевой соли 2-меркаптобензтиазола в изопропиловом спирте дозируют в реактор со скоростью, позволяющей поддерживать рН среды 11,5-12,5. Процесс осуществляют при температуре 25±5oС до достижения значения Redox-потенциала реакционной массы в пределах: 100 ÷ минус 150 мВ и до появления избытка 2-меркаптобензтиазола в реакционной массе, определяемого капельной реакцией с азотнокислым висмутом. Реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 1,5-2 часов и при температуре 20-25oС, фильтрованием отделяют выпавшие кристаллы сульфенамида ДЦ, пасту сульфенамида промывают на фильтре водой, отжимают и сушат.
Получают 35,6 г сульфенамида ДЦ с содержанием основного вещества 97%. Выход целевого продукта 98,5%, считая на 2-меркаптобензтиазол с учетом возврата фильтрата, и 97%, считая на загруженный хлорамин.
Маточник, полученный после отделения кристаллического N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида, подвергают отстаиванию. Отделяют слой, содержащий растворенные в изопропиловом спирте сульфенамид, N,N'-дициклогексиламин, 2-меркаптобензтиазол, и направляют его на стадию синтеза N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида в следующей операции.
Пример 2.
Аналогично примеру 1 готовят раствор натриевой соли 2-меркаптобензтиазола и ДЦХА.
Далее в стеклянный реактор, оборудованный перемешивающим устройством, термометром, капельной воронкой, электродами для замера рН и Redox-потенциала, последовательно загружают при перемешивании: 30 мл изопропилового спирта, 3 мл воды, 70 мл органического слоя от маточника фильтрации суспензии сульфенамида, полученного по примеру 1, и приготовленные ранее N,N'-дициклогексилхлорамин в количестве 0,1 моль. Раствор натриевой соли 2-меркаптобензтиазола в изопропиловом спирте дозируют в реактор со скоростью, позволяющей поддерживать рН среды 11,5-12,5. Процесс осуществляют при температуре 25±5oС до достижения значения Redox-потенциала реакционной массы в пределах: 100 ÷ минус 150 мВ и до появления в реакционной массе избытка 2-меркаптобензтиазола, определяемого капельной реакцией с азотнокислым висмутом. Реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 1,5-2 часов и при температуре 20-25oС, фильтрованием отделяют выпавшие кристаллы сульфенамида ДЦ. Пасту сульфенамида промывают на фильтре водой, отжимают и сушат.
Получают 35,6 г сульфенамида ДЦ с содержанием основного вещества 97%. Выход целевого продукта 98%, считая на загруженный 2-меркаптобензтиазол, и 97%, считая на загруженный хлорамин.
Маточник, полученный после отделения кристаллического N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида, подвергают отстаиванию и разделяют слои. Органический слой, содержащий растворенные в изопропиловом спирте сульфенамид, N,N'-дициклогексиламин, 2-МБТ, направляют на стадию синтеза N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида в следующей операции.
Пример 3.
Синтез N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида осуществляют в условиях, аналогичных примеру 2, используя калиевую соль 2-меркаптобензтиазола.
Получают 35,4 г сульфенамида ДЦ с содержанием основного вещества 97%. Выход целевого продукта 97,5%, считая на загруженный 2-меркаптобензтиазол, и 96,5 % - на загруженный хлорамин.
Пример 4.
Синтез N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида осуществляют в условиях, аналогичных примеру 2, используя аммонийную соль 2-меркаптобензтиазола.
Получают 35,4 г сульфенамида ДЦ с содержанием основного вещества 96,5%. Выход целевого продукта 97%, считая на загруженный 2-меркаптобензтиазол, и 96 % - на загруженный хлорамин.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ТРЕТ-БУТИЛ-2-БЕНЗТИАЗОЛСУЛЬФЕНАМИДА | 1997 |
|
RU2122544C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АЛКИЛАНИЛИНОВ | 1998 |
|
RU2152382C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПЫЛЯЩИХ И НЕСЛЕЖИВАЮЩИХСЯ ФОРМ АЛКИЛКСАНТОГЕНАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ | 2001 |
|
RU2186766C1 |
КОМПОЗИЦИОННЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ВУЛКАНИЗАЦИИ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ | 1999 |
|
RU2217451C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Н-БУТИЛОВОГО КСАНТОГЕНАТА | 1999 |
|
RU2152928C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N, N-БИС-АЦЕТОАЦЕТАРИЛАМИДОВ | 2005 |
|
RU2283300C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-(ИЗО)НИКОТИНОИЛ-ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ НАТРИЕВОЙ ИЛИ КАЛИЕВОЙ СОЛИ | 2007 |
|
RU2337097C1 |
Способ промышленного производства N-метил-4-бензилкарбамидопиридиния йодида | 2018 |
|
RU2689775C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОХЛОРИДА ОКСИМА ЭРИТРОМИЦИНА А | 2001 |
|
RU2199546C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-НИТРОЗОДИФЕНИЛАМИНА | 2013 |
|
RU2522334C1 |
Изобретение относится к технологии органического синтеза, а именно промышленному способу получения N,N'-дициклогексил-2-бензтиазолсульфенамида, применяемого в качестве ускорителя серной вулканизации резиновых смесей. Способ осуществляют путем взаимодействия щелочной или аммонийной соли 2-меркаптобензтиазола с N,N'-дициклогексилхлорамином при мольном соотношении 2-меркаптобензтиазол: хлорамин, равном 1,2:1, при температуре 20-30oС, рН 11,5-12,5 в среде смешивающегося с водой растворителя. В качестве растворителя используют водный раствор спирта С1-С3. Процесс завершают при достижении значения Redox-потенциала 100÷ минус 150 мВ. Технический результат - увеличение выхода и качества продукта. 2 з.п.ф-лы.
US 3658808 A, 25.04.1972 | |||
EP 0721946 A1, 17.07.1996 | |||
Способ получения анионита | 1988 |
|
SU1597364A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ТРЕТ-БУТИЛ-2-БЕНЗТИАЗОЛСУЛЬФЕНАМИДА | 1997 |
|
RU2122544C1 |
Авторы
Даты
2003-04-27—Публикация
2000-12-04—Подача