Способ получения диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты или ее щелочной соли Советский патент 1992 года по МПК C07C309/58 C08G75/00 

Изрбретениеотносится к получению дйалкиловых эфиров сульфоароматических кислот, в частности диметилового эфира 5сульфоизофталевой кислоты формулы

CHjOOC СООСН,

лл . . . .

где , Na или к.

Диметиловый эфир 5-сульфоизофталевой кислоты, содержащий сульфонрвую группу в кислотной форме, практически не применяется. Обычно его используют в виде солей - сульфонатов натрия или «(алия в качестве мономеров для синтеза полиэфиров со специальными свойствами. Указанные мономеры пригодны для получени я модифицированного полиэтилентерефтал |та, волокна на основе которого обладает улучшенной накрашиваемостью и гигроскопичностью, а также для получения водо{ астворимь1х сополиэфиров, применяемых в

качестве шлихты, клеев, диспергаторов, покрытий.

Известен способ получения диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты этерификацией сульфЬизофталевой кислоты метанолом. При этом процесс этерификации осуществляют в присутствии бензола При нагревании смеси в течение 24 ч с использованием в качестве катализатора серной кислоты.

Недостатками этого способа являются длительность процесса, а также использование высокотоксичного растворителя бензола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ этерификации метанолом неочищенной 5-сульфоизофталевой кислоты, использоааннрй в виде пасты в смеси с водой и серной кислотой (прототип). Согласно этому способу реакцию этерификации осуществляют в

большом избытке метанола (30-200 моль на моль сульфокислоты). При этом метанол служит в качестве как реагента, так и растворителя для образующегося диэфира. Процесс проводят в автоклаве при давлении 6 атм и нагревании при 80°С в течение4-5 ч. Выделение целевого диметил-5-сульфоизофталата осуществляют обычным путем, т.е. кристаллизацией из метанола. Выход 99100%.

Недостатками этого способа являются необходимость применения давления, что требует специальной аппаратуры, длительность нагревания, что усложняет проведение процесса и приводит к существенным энергозатратам, использование большого количества метаирла как реакционной среды и для перекристаллизации продукта реакции, что удорожает процесс и повышает вредность условий труда. Кроме того, для практического использования в качестве мономера получаемый по прототипу диметиловый эфир 5-сульфоизофталевой кислоты необходимо перевести в солевую форму, т.е. способ получения мономерного продукта является периодическим.

Цель изобретения-упрощение процесса получения диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты или ее щелочной срли.

Поставленная цель достигается тем, что получение диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты или ее щелочной соли осуществляют сульфированием изофталевой кислоты олеумом с последующей этерификацией реакционной массы метанолом при соотношении сульфокислота:метанол 1:(4-5) при 70-80°С в течение 0,5-1 ч, а выделение целевого продукта в свободном виде или в виде щелочной соли проводят кристаллизацией из воды.

Выделениеиочистка целевого продукта из воды, а не из метанола после нейтрализации и перевода его в щелочную соль, которая легче кристаллизуется из воды, чем свободная сульфокислота, удеш.евляют процесс и делаютего непрерывным.

Согласно предлагаемому способу этерификацию 5-сульфоизофта левой кислоты, полученной при сульфировании олеумом изофталевой кислоты, осуществляют по окончании сульфирования и охлаждения сульфированной смеси до 20-25°С. В реакционную массу вводят рассчитанное количество метанола. При этом происходит сильное разогревание массы. Регулируя скорость подачи метанола, температуру реакционной массы поддерживают в интервале 70-80°С, Продолжительность введения метанола составляет 0,5-1,0 ч, при более продолжительном введении температура

не достигает указанного значения, а при более быстром наблюдаются сильное разогревание смеси и вскипание метанола, что может привести к выбросу реакционной

массы. По окончании введения метанола реакционную массу охлаждают до 20-25°С. Для получения кислотной формы диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты продукт реакции после этерификации разбавляют небольшим количеством воды и охлаждают для кристаллизации. Выпавшие кристаллы отфильтровывают и несколько раз перекристаллизовывают из воды.

Для получения щелочной соли диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты реакционную массу после этерификации смешивают с водой или водным раствором неорганической или органической соли,

например, NaCI, NaS04, диметил-5-Naсульфоизофталата, и охлаждают для кристаллизации. Полученные кристаллы нейтрализуют 50%-ным раствором щелочи до . Выпавшие после охлаждения

кристаллы щелочной соли диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты перекристаллизовывают из воды. Выход 100%.

Получение кислотной формы диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты.

Примеров реакционную колбу, снабженную мешалкой, термометром, холодильником и капельной воронкой, загружают 83 г (0,5 моля) изофталевой кислоты, 0,8 г (1 %) оксида ртути и вводят через капельную воронку 75 мл 60%-го олеума (весовое соотношение изофталевая кисяота:олеум равно

1:1,8). Реакционную смесь при перемешивании нагревают на песчаной бане при 145°С в течение 3 ч до окончания процесса сульфирования (про.ба на растворимость сульфомассы в холодной, воде). Полученную

сульфомассу охлаждают до 20-25°, вводят в течение 0,5 ч при перемешивании 80 м.л метанола (молярное соотношение изофталевая кислота:метанол равно 1:4), поддерживая температуру реакционной смеси 80°С. По

окончании введения мзтанола реакционную массу охлаждают до 20-25°, переносят в стакан с 60 мл холодной воды и охлаждают для кристаллизации. Полученные кристаллы (выход 100%) перекристаллизовывают из

воды. Однако даже после 6-кратной перекристаллизации из воды не удается получить продукт высокой степени чистоты, так как диметиловый эфир 5-сульфоизофталевой кислоты об разует с водой сиропообразные пересыщенные растворы, из которых

Изобретение относится к серосодержащим соединениям, в частности к получению диметилового эфира 5-сульфоизофталевой кислоты или щелочной соли. Цель изобретения-упрощение процесса. Получение ведут сульфированием изофталевой кислоты олеумом с последующей этерификацией реакционной массы метанолом при 70-80''С и при молярном соотношении сульфокислоты и метанола 1: