Способ получения щелочных солей 5-сульфоизофталевой кислоты Советский патент 1988 года по МПК C07C143/52 C08K5/42 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения щелочных солей 5-сульфоизофталевой кислоты, которые находят применение в качестве модифицирующих добавок в синтезе сополиэфирного волокна.

Цель изобретения - повышение качества и выхода целевого продукта, что достигается проведением сульфи- рования изофталевой кислоты в две стадии: сначала при ЮО-ПО С с выдержкой Ё течение 0,25 - 1 ч, а зате при 160-190°С с вьщержкой в течение 3-4 ч.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 3-горлую колбу, снабженную термометром, мешалкой с гидрозатвором и обратным холодильни- ком, загружают 66,4 г 24% олеума (0,2 г-моль SOj своб.). Затем в колбу постепенно в течение 10 мин при температуре не выще 45 С загружают 16,6 г (0,1 г-моль) изофталевой кис- лоты (МФК) . Суспензию на гревают за 10 мин до 115°С и выдерживают в течение 30 мин, после чего температуру реакционной смеси повышают до 190 С и выдерживают в этих условиях 3ч. Далее сульфомассу охлаждают до и выливают в воду с расчетом достижения концентрации серной кислоты в массе 80% (считая только на воду и серную кислоту). Суспензию охлаждают до 20 С, отфильтровывают СИФК и не- прореагировавщую ИФК, Пасту кислот смешивают с 46 мл дистиллированной воды, из раствора удаляют фильтрацие осадок непрореагировавшей ИФК (0,48 г) который промывают на фильтре 3 мл воды.-Объединенные маточники нагревают до , загружают в них 40% раствор КОН, содержащий 7,31 г КОН (100%-ного). Раствор нагревают до 80°С и вьщерживают в течение 30 мин. После охлаждения суспензии до осадок калиевой соли 5-сульфо-ИФК отфильтровывают и промывают в два приема 25 мл воды, охлажденная до 0-2°С. Осадок высушивают при 100- 140°С до постоянного веса. Конверсия ИФК составляет 97,1%,

Получено: 22,6 г К-соли сульфо- ИФК, выход 82% (на превращенное сырье); кислотное число (к.ч.) 395,1 (теоретическое к.ч. 394,76), содержание ИФК в осадке 0,005%, т. пл, 390°С.

По данным ПМР-спектроскопии, термографии и рентгенографического метода полученный продукт jcooTBeTCTBye К-соли 5-сульфо-ИФК, Анализы сульфо- ИФК, выполненные ПКХ-методом, свидетельствуют об отсутствии примесей 4-сульфо-ИФК.

Пр и м е р 2. 16,6 г (0,1 г-моль) ИФКи 66,4 г 24% олеума (0,2 г-моль) SOj своб.) загружают при 45 С, нагревают до 100°С и вьщерживают в течение 1 ч. Далее реакционную смесь в течение 0,5 ч нагревают до 180°С и выдерживают в течение 4 ч. После охлаждения и разбавления сульфомассы водой вьщеляют сульфо-ИФК, которую растворяют в 57 мл воды. После удаления осадка ИФК, в раствор сульфо-ИФК загружаю.т 18,0 г (1,03 г-моль) . Нейтрализацию осуществляют при 100°С в течение 30 мин, Вьщеление и промывка целевого.продукта аналогичны примеру 1. Конверсия ИФК 98,3%.

Получено 22,75 г соли. Выход К-соли 5 сульфо-ИФК 81,5% (на превращенное сырье). Кислотное число 394,2, содержание ИФК 0,008%, т.пл. 389,5°С.

ПримерЗ. К80г 20% олеума ( 0,2 г-моль SOj своб.) загружают порциями за 20 мин 16,6 г (О, 1 г-моль ИФК при 40°С. Смесь нагревают з-а 20 мин до-130°С и выдерживают в течение 15 мин, температуру повышают до 160°С и выдерживают в продолжении 3 ч. Условия выделения сульфо-ИФК, растворения и нейтрализации аналогичны примеру 1.

Конверсия ИФК составила 83,3%, выход К-соли 5-сульфо-ИФК 73,06% (на превращенную ИФК), к.ч. 392,5, т. пл. 388°С, содержание ИФК 0,010%.

П р и м е р 4 (сравнительный).„ К 66,4 г 24% олеума (0,2 г-моль SO, своб.) добавляют О, 16 г окис и ртути и 16,6 г. (0,1 г-моль) ИФК. Смесь нагревают до 160°С и вьщержи- вают в течение 3 ч. Охлажденную до 100 С реакционную массу выпивают в 17 мл воды (20°С). Вьщеленную сульфо- ИФК растворяют в 57 мл воды и нейтрализуют 7,19 г КОН (100%) при 80°С в течение 30 мин. Условия вьщеления и промывки осадка аналогичны примеру 1

Получено 15,Б2 г соли (выход 55,7%), к.ч. 395, т.пл. осадка 340°С, что свидетельствует о присутствии примеси К-СОЛИ-4-СИФК, содержание ИФК 0,08%.

При охлаждении маточника раствора стадии нейтрализации вьщелен осадок с т.пл. 240 С, по данным ПМР-спектро скопии, представляющий собой К-соль 4-сульфо-ИФК. Конверсия ИФК 99,2%.

П р и м е р 5 (сравнительный). К 66,4 г 24% олеума (0,2 г-моль SOj своб.) загружают 0,16 г HgO и 16,6 г (0,1 г/моль) ИФК и нагревают при 180°С в течение 3ч. Обработку осуществляют аналогично примеру 4. Для нейтрализации в раствор сульфо- ИФК, содержащей серную кислоту, дозируют 5,1 г едкого натра, смесь на- гревают при в течение 60 мин. Для выделения конечного продукта суспензию -охлаждают до 0°С, осадок отфильтровывают, промывают 20 мл охлажденной воды (до I C).

Получено 13,45 г Na-соли сульфо- ИФК, выход 50,18% (на превращенное сырье), к.ч. 414,5, содержание ИФК 0,01%, конверсия ИФК 99,27%.

По данным ГЖХ в сульфо-ИФК присутствует примесь 4-сульфо-ИФК.

П р и м е р 6. Загрузка и осуществление процесса до температуры 180°С, как э примере 1. Смесь вьздер- живают при 180°С в течение 3 ч. Обра .ботку проводят аналогично примеру 1.

Нейтрализацию осуществляют 5,1 г NaOH при 80°С 30 мин. Выделение и проводят 20 мл воды при О - Гс. Конверсия ИФК 97,99%.

Получено 17,2 г Na-соли 5-сульфо- ИФК, выход 65,57% (на превращенное сырье), содержание ИФК 0,006%, к.ч. 417,9. По данным ГЖХ- и ПМР-спектро- скопии примеси соли 4-сульфо-ИФК в продукте отсутствуют.

Таким образом, предлагаемьй способ позволяет увеличить выход целевого продукта более чем на 15% и улучшить его качество обеспечить отсутствие примеси 4-сульфо-ИФК.

Формула изобретения

Способ получения щелочных солей 5-сульфоизофталевой кислоты сульфированием изофталевой кислоты олеумом при нагревании с последующим выделением 5-сульфоизофталевой кислоты и нейтрализацией ее солью или гидроокисью щелочного-материала, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества и выхода целевого продукта, сульфирование проводят сначала при 100-130 С с выдержкой в течение 0,25-1 ч, а затем при 160- 190°С с вьдержкой в течение 3-4 ч. .

Изобретение касается производных сульфокислот, в частности получения щелочных солей 5-сульфоизофта- левой кислоты - модифицирующих добавок в производстве сополизфирного волокна. Для повышения выхода и чистоты целевых продуктов при сульфировании изофталевой кислоты олеумом проводят ступенчатое нагревание: сначала при 100-13б°С с выдержкой 0,25- 1 ч, затем при 160-190 С с вьщержкой 3-4 ч. Далее сульфомассу нейтрализуют солью или гидроокисью щелочного металла. Способ обеспечивает выход целевого продукта до 85% (при отсутствии 4-сульфопродукта) с кислотным числом 395,1 мг КОН/Г и т.пл. З90 с. (/)