Способ получения 4-толуидин-3-сульфоната натрия Советский патент 1985 года по МПК C07C143/58 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 4-толуидин-З-сульфоната натрия, кото рый находит применение в качестве промежуточного продукта в синтезе красителей. Известен способ получения 4-толуи дин-З-сульфоната натрия; заключающийся в том, что 4-толуидин подвергают сульфированию концентрированной серной кислотой (92,5%) при 175-18(Р в среде полихлоридов бензола, отгоняют растворитель под вакуумом, нейт рализуют полученную сульфокислоту водным раствором гидроокиси натрия (44%) при 90-95°С с последующей отгонкой паром остатков растворителя и не вступившего в- реакцию 4-толуиди на, очисткой щелочного продукта активированным углем, фильтрацией, упа риванием фильтрата и охлаждением до комнатной температуры. Вьщелившийся кристаллический осадок целевого продукта отфильтровьюают. Выход целевого продукта, считая на 4-толуидин, составляет 87%, а с учетом переработ ки маточника фильтрации - 93%. Недостатками известного способа являются образование большого количества химически загрязненных сточных вод, и многостадийность и длительность процесса вьщеления целевоiro продукта, что в целом усложняет процесс, а также относительно невысо кий выход целевого продукта. Целью изобретения является уйроще ние процесса и повьшение выхода целе вого продукта. Поставленная цепь достигается тем что согласно способу сульфирование проводят при эмульгирующем перемешивании с получением частиц твердой фазы размером 20-40 мкм с последующей нейтрализацией сульфомассы аод ным раствором аммиака до ,5 при, 35-40 С и азеотропной отгонкой воды с одновременной обработкой полученной аммонийной соли 4-толуидин-Зсульфокислоты эквимолекулярным количеством водного раствора гидроокиси натрия. Технология способа заключается в следующем. Сульфирование 4-толуидина концент рированной серной кислотой проводят при 175-180 0 в среде ортодихлорбензола в течение 5 ч и интенсивном го.могенизирующем перемешивании, обеспечивающем получение однородной суспензии продуктов взаимодействия 4-толуидина с серной кислотой в ортодихлорбензоле с размером частиц 2040 мкм (мешалка со скоростью 900 об/мин), далее сульфомассу со стадии сульфирования охлаждают и сразу нейтрализуют водным раствором аммиака до ,5, для чего температуру поддерлсивают 35-40°С. В процессе нейтрализации разрушается не вступивший в реакцию образовавшийся промежуточный бисульфат 4-толуидина и 4-толуидин и осмоленные продукты переходят в растворитель, а образующаяся аммонийная соль 4-толуидин-З-сульфокислоты выпадает в осадок. Для полноты вьщеления внесенную с аммиаком воду удаляют азеотропной отгонкой при 105-1 с одновременной подачей водного раствора эквимолекулярного количества к загруженному 4-толуидину едкого натра, при этом аммонийная соль 4-толуидин-З-сульфокислоты nepexowiT в натриевую соль и происходит вьщеление аммиака. Отгонку заканчивают обычно, когда температура начинает быстро повьш1аться от 110°С, полученную .суспензию натриевой соли 4-толуидин-З-сульфокислоты охлаждают до 20 С и фильтруют. Осадок на фильтре, для удаления высококипящего растворителя, промывают небольшим количеством низкокипящего растворителя, обычно хлористым метиленом или хлороформом. Фильтрат, представляющий собой смесь органических растворителей, регенерируют перегонкой и используют в технологическом цикле. Для вьщеления целевого продукта предпочтительно используют концентрированный водный раствор аммиака концентрации 25-27% и едкого натра концентрации 40-45%, чтобы снизить энергозатраты при отгонке внесенной воды. Натриевая соль 4-толуидин-Зсульфокислоты образуется в виде кристаллического, хорошо фильтруемого осадка. При, использовании для вьщеления целевого продукта раствора едкого натра без применения раствора аммиака не удается получить целевой продукт в кристаллической, хорошо фильтруемой форме. 4-Толуидин-З-сульфонат натрия, поЫученный по предлагаемому способу. содержит не менее 98% целевого продукта с содержанием исходного 4-толуидина не выше 0,03%, имеет белый цвет, и красители, полученные на его основе, отвечают всем требованиям, предъявляемым к. их качеству. Если исключить добавление едкого натра, -то можно выделять 4-толуидин3-сульфокислоту в виде аммонийной соли с содержанием целевого продукта не менее 98% и с содержанием исходно го 4-толуидина не выше 0,03%, имеет серый цвет. Выбранные интервалы рН и температур наиболее оптимальны. Уменьшение значения рН ниже 9 на стадии нейтрализации повышает содержание исходного 4-толуидина в готовом продукте из-за неполноты нейтрализации бисуль фатной соли 4-толуидина, повышение значения рН более 9,5 экономически нецелесообразно. Нежелательно повьш1е ние температуры выше 40°С на стадии нейтрализации аммиаком из-за повышенного расхода десорбции аммиака из горячей массы. Уменьшение расхода едкого натра менее моли на моль исходного 4-толуидина приводит к получению смешанной аммонийно-натриевой соли, повьш1ение расхода едкого натра увеличивает осмоление целевого продукта. : Проведение сульфирования при эмульгирующем режиме перемешивания, при котором создаются частицы твердой фазы в ортодихлорбензоле 2040 мкм, исключает комкование и налипание твердой фазы на стенки реактора, предотвращая подгорание и, осмоление продукта, что способствует получению целевого продукта стабильно белого цвета. Пасту целевого продукта после стадии фильтрации и промывки низкокипящим растворителем с содержанием 10-12% низкокипящего растворителя можно сушить или готовить водные растворы с концентрацией 120-135 г/л (которые, после отгонки промывного . растворителя, направлять, например, для получения синтетических красителей... Пример 1. Сульфирование проводят в четьфехгорлом реакт.оре емкостью 500 мл, снабженном холодильни ком, термометром, трехлопастной мешалкой, создающей окружную скорость вращения реакционной массы не менее 2,3 м/с при 900 об/мин. В реакционную колбу загружают 30,13 г (0,28 моль) 4-толуидина, 125 мл о-дихлорбензола и при переме;яивании добавляют по каплям 16,27 мл (0,28 моль) 93,6%-ной серной кислоты, поддерживая температуру С охлаждающей баней. Далее при интенсивном перемешивании доводят температуру до 175-180 0 и в этих условиях процесс ведут 5 ч с непрерывной отгонкой реакционной воды в виде азеотропа и возвратом растворителя в реакционную колбу (однородная суспензия с размером частиц 20-40 мк). После окончания вьщержки берут пробу на конец реакции и при положительном результате охлаждают до 40с, при интенсивном перемешивании приливают водный 25%-ный аммиак до рН 99,5, Нейтрализацию ведут при 35-40 С. После этого отгоняют принесенную с аммиаком воду азеотропкой отгонкой при 105-1 с возвратом растворителя в реакционную колбу. Во время отгонки воды добавляют по каплям при перемешивании 19,6 мл (0,28 моль) 40%-ного едкого натра (15-20 мин) с постоянной отгонкой воды (30-40 мин). Полученную суспензию охлаждают до , фильтруют и промывают осадок на фильтре 60 мл хлористого метилена или хлороформа. . Получают 57,68 г98,3%-ной натриевой соли 4-толуидин-З-сульфокислоты, что составляет 97% выхода от теории в расчете на 4-толуидин, белого цвета, содержание 4-толуидина 0,06%, П р и м е р 2, Процесс проводят как описано в примере 1, но нейтрализацию проводят до значения рН 8-8,2. Получают 58,39 г 96%-ной натриевой соли 4-толуидин-З-сульфокислоты, что составляет 95,7% выхода от теории, белого с сероватым оттенком цвета, содержание 4-толуидина 0,16%, П р и м е р 3, Процесс проводят как описано в примере 1 j, но перемешивание проводят при 500 об/мин, причем наблюдается налипание массы на стенки колбы, суспензия реакционной массы неоднородная, частицы размером от 20 до 380-400 мк. Получают 58,45 г 97%-ной натриевой соли 4-толуидин-З-сульфокислоты, что составляет 95,8% выхода от теории, темно-серого цвета, содержание А-трлуидина 0.32%. . Пример4. Процесс проводят как описано в примере 1, но нейтрали зацию сульфомассы проводят только 40%-ным раствором едкого натра до рН 9. Получают липкий не выгружаемый из реакционной колбы продукт. П р им е р 5. Суль рование проводят в четырехгорлом реакторе емкое тью 500 мл, снабженном холодильником термометром, трехлопастной мешалкой, создакщей окружную скорость вращения реак1щонной массы не менее 2,3 м/с при 900 об/мин. В реакционную колбу загружают 30,13 г (0,28 моль) А-толуидина, 125 мл о-дихлорбензола и при перемешивании добавляют по каплям 16,27 мл (0,28 моль) .93 6%-ной серной кислоты поддерживая температуру 15-20С охлаждающей баней. Далее при интенсивном перемешивании доводят температуру до 175-180°С и в этих условиях процесс ведут 5 ч с непрерывной отгонкой реакционной воды в вцде азеотропа и возвратом растворителя в реакционную колбу (однородная суспензия с размером частиц 20-40 мк). После окончания выдержки берут пробу на конец реакции и при положительном результате охлаждают до 40°С при интенсивном перемешивании приливают водный 25%-ный аммиак до рН 99,5. Нейтрализацию ведут при 35-40 С зтого отгоняют принесенную с аммиаком воду азеотропной отгонкой при 105-110 С с возвратом растворитег ля в реакционную колбу. Полученную суспензию охлаждают до 20 С, фильтруют и про1 в гаают осадок на фильтре 60 нп хлористого метилена или хлороформа. Получают 56,5 г 98,5%-ной аммонийной соли 4-толуидин-З-сульфокислоты, что составляет 96,8% выхода от теории в расчете на 4-толуидин, серого цвета, содержание 4-аминотолуола 0,05%. Предлагаемый способ устраняет потери, связанные с неполнотой вьщеления 4-толуидин-З-сульфокислоты, сокращает отходы производства (в 2022 раза) и расходы на очистку сточных вод. Выход целевого продукта повьш1ается с 87 до 96-97%. Вьщеляющийся аммиак при нейтрализации едхсим натром можно утилизировать в технологическом цикле. Полученный предлагаемым способом 4-толуидин-3-сульфо11ат натрия соответствует требованиям, -предъявляемым к качеству согласно техническим условиям, что позволяет исключить применение дефицитного активированного угля на стадии очистки щелочноГО раствора целевого продукта по методу, описанному в известном способе.

СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ 4-ТОДУЩЩН3-СУЛЬФОНАТА НАТРИЯ сульфированием 4-толуидина концентрированной серной кислотой в среде о-дихлорбензола при 175-180С с использованием водного раствора гидроокиси натрия и отгонкой растворителя и воды, о т л и чающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышений выхода целевого продукта, сульфирование проводят при эмульгирующем перемешивании с получением частиц твердой фазы размером 20-40 мкм/с последующей нейтрализацией сульфомассы водным раствором аммиака до рН«9-9,5 при 35-40 С и азеотрояной отгонкой воды с одновременной обработкой полученной аммонийной соли 4-тсшуидин-Зсульфокислоты эквимолярным количеством водного раствора гидроокиси нат. рия.