AT284107B

AT284107B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von N-Trichlormethyl-thio-imiden von Dikarbonsäuren

Info

Publication number: AT284107B
Application number: AT169269A
Authority: AT
Inventors: Otto Joklik
Original assignee: Otto Joklik
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1969-02-20
Publication date: 1970-09-10

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N-Trichlormethyl-thio-imiden aus Dikarbonsäuren, beispielsweise N-Trichlormethyl-thio-phthalimid.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, N-Trichlormethyl-thio-imide, beispielsweise aus dem Imid einer Dikarbonsäure und Perchlormethylmercaptan, herzustellen. So beschreiben z. B. die USA-Patentschriften Nr. 2, 553, 770 und Nr. 2, 553, 771 die Herstellung eines N-Trichlormethyl-thio-phthalimids aus einer wässerigen alkalischen Lösung eines Alkalihydroxydes und Phthalimid mit Perchlormethylmercaptan.

In der USA-Patentschrift Nr. 2, 553, 776 wird eine Verbesserung dieser vorgenannten Verfahren durch Zugabe eines neutralen wasserlöslichen Salzes zu der wässerigen Imid-Lösung vor der Addition des Perchlormethylmercaptans beschrieben und schliesslich wird in der USA-Patentschrift Nr. 2, 653, 135 ein kontinuierliches mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von N-Trichlormethyl-thio-imiden beschrieben, welches auf der Kontrolle und Regulierung des pH-Wertes des Reaktionsgemisches beruht.

Sämtlichen bekannten und hier zitierten Verfahren ist der Nachteil eines komplizierten, mehrstufigen Verfahrens gemeinsam, mit einer grosstechnisch schwer zu beherrschenden Verfahrensführung und mit verhältnismässig geringer Ausbeute, bedingt durch eine teilweise Zersetzung der Reaktanten während der Reaktion. Eine weitere erhebliche Schwierigkeit bei dem betreffenden Verfahren ist in der Tatsache zu sehen, dass einer der beiden Reaktanten-Perchlormethylmercaptan-nicht im Wasser löslich ist, während der andere Reaktant-z. B. Phthalimid-in einer wässerigen alkalischen Lösung an der Reaktion teilnimmt.

Eine weitere erhebliche Schwierigkeit liegt darin, dass eine beträchtliche Reaktionswärme abgeführt werden muss.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, die Reaktion gemäss dem folgenden Schema, in welchem als Imid der Dikarbonsäure beispielsweise Phthalimid angeführt ist,
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so durchzuführen, dass der wasserunlösliche Reaktant Perchlormethylmercaptan unter Verwendung von Emulgator-Kombinationen aus anionaktiven und nichtionogenen Tensiden mit der wässerigen alkalischen Lösung des Imids der Dikarbonsäure eine selbstemulgierende Emulsion bildet, wodurch-unter der Voraussetzung einer ausreichenden Vermischung der Reaktionskomponenten und einer geeigneten Abführung der Reaktionswärme-eine gleichmässig verlaufende Reaktion mit maximalen Ausbeuten gewährleistet ist.

Nachfolgend werden Beispiele für Zusammensetzungen von erfindungsgemäss angewendeten Tensidgemischen aus anionaktiven und nichtionogenen Verbindungen mit einem Lösungsvermittler gegeben :

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<tb>
<tb> Zusammensetzung <SEP> A <SEP> Komponente <SEP> I
<tb> äthoxylierter <SEP> Oleylalkohol <SEP> (Äthylenoxyd <SEP> angelagert <SEP> an <SEP> Oleylalkohol).. <SEP> 40 <SEP>
<tb> Komponente <SEP> II
<tb> Calcium-Salz <SEP> einer <SEP> Alkylarylsulfonsäure <SEP> 70% <SEP> ; <SEP> Isobutanol <SEP> 30%...... <SEP> 60 <SEP>
<tb> 100
<tb> Zusammensetzung <SEP> B <SEP> Komponente <SEP> I
<tb> äthoxyliertes <SEP> Rizinusöl <SEP> (Äthylenoxyd <SEP> angelagert <SEP> an <SEP> Rizinusöl)....... <SEP> 50 <SEP> ,
<tb> Komponente <SEP> II
<tb> Calcium-Salz <SEP> einer <SEP> Alkylarylsulfonsäure <SEP> 70%;

<SEP> Isobutanol <SEP> 30%...... <SEP> 50 <SEP>
<tb> ze
<tb>

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de :50% A+50% B oder 20-30% A+70-80% von B verwendet werden.

Die oben angegebenen Tensidgemische werden auch in dem tieferstehenden Ausführungsbeispiel angewendet.

Die Erfindung betrifft auch eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung, bestehend aus einem kühlbaren Reaktionsbehälter und Einrichtung zur Vermischung der Reaktionskomponenten, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der innen und aussen gekühlte Reaktionsbehälter mit einem Düsensystem zum seitlichen Einspritzen des Perchlormethylmercaptans unter Druck in die den Reaktionsbehälter gleichmässig durchströmende wässerig alkalische, das Tensidgemisch enthaltende Imidlösung versehen ist, wobei Leit- bzw. Umlenkbleche zur Erzeugung einer turbulenten Strömung und gleichmässigen Vermischung der beiden Reaktanten vorgesehen sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt sind. Es zeigen Fig. l eine Vorrichtung mit an der inneren Wand des Reaktionsbehälters angeordneten Schikanen teilweise im Schnitt, und Fig. 2 einen axialen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung mit an der Aussenwand angeordneten Schikanen.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung handelt es sich im Prinzip um einen mehrfach gekühlten Reaktionsapparat, bei welchem die eine Reaktionskomponente-Perchlormethylmercaptan-unter Druck durch ein entsprechend angeordnetes Düsensystem eingespritzt wird.

Der Reaktionsapparat besteht im Prinzip aus einem vertikalen innen und aussen gekühlten Behälter.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Eintauchsystem 1 mit nach innen gerichteten Einspritzdüsen 2 für das Einspritzen von Perchlormethylmercaptan auf, innerhalb welchen ein von einem Kühlmittel durchströmtes Rohr 3 vorgesehen ist, dessen Aussenwand Umlenk- bzw. Leitbleche als Schikanen 4 trägt. Das Eintauchsystem 1 ist von einem nicht dargestellten Kühlmantel umgeben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind ein innen liegendes Eintauchrohrsystem l'mit Einspritzdüsen 2'für das Einspritzen von Perchlormethylmercaptan sowie aussen liegende Umlenk- bzw. Leitbleche als Schikane 4'vorgesehen. Auch in diesem Falle sind innen, also innerhalb des Eintauchrohrsystems 1', und aussen, d. h. um den die Schikane 4'tragenden Mantel, ein Kühlsystem vorhanden, welches wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel, oder auch als Rohrsystem ausgebildet sein kann. Letzteres kann auch an Stelle der Rohre im ersten Ausführungsbeispiel treten.

In jedem der beiden Fälle wird das Perchlormethylmercaptan seitlich durch das zweckmässig versetzt angeordnete Düsensystem in den im Raum 6 von oben nach unten fliessenden Strom des in einer 10 Gew.- %-igen wässerigen NaOH-Lösung gelösten Phthalimids mit zugesetztem Emulgatorgemisch eingespritzt.

Das innenliegende Kühlrohr oder die Kühlrohre und der aussen angeordnete Kühlmantel sorgen für eine ausreichende Ableitung der Reaktionswärme. Durch das an einer Vielzahl von Stellen in einen TurbulenzStrom eingespritzte Perchlormethylmercaptan wird eine optimale Emulsion des wasserunlöslichen Perchlormethylmercaptans gewährleistet und eine gleichmässige glatte Reaktion bei ausreichender Wärmeableitung und Kühlung ermöglicht. Das Reaktionsprodukt wird aus dem eigentlichen hier beschriebenen Reaktionsbehälter in zwei oder mehrere nachgeschaltete Vorlagen gebracht, aus welchen es dann aufeinanderfolgend ausgebracht, gefiltert, gewaschen und getrocknet wird.

Beispiel :
In einem Vorratsbehälter, der auf etwa 5-10 C gekühlt wird, wird unter Rühren ein Ansatz von 150 Gew.-Teilen Phthalimid, 400 Gew.-Teilen Wasser und 400 Gew.-Teilen 10 Gew.-% iger wässeriger NaOH-Lösung vorbereitet, u. zw. dermassen, dass zunächst eine Dispersion des Phthalimids in Wasser und dann eine Lösung erfolgt. Nach vollständiger Auflösung ist dieser Reaktant reaktionsbereit. Nun werden 6-7 Gew.-Teile einer Kombination aus anionaktiven und nicht ionogenen Tensiden, z. B. der weiter oben angegebenen Zusammensetzung, als Emulgator beigefügt. In einem zweiten, gleichfalls auf 5-10 C gekühlten Vorratsbehälter werden 190 Gew.-Teile Perchlormethylmercaptan vorbereitet.

Durch geeignete Durchflussregler werden nun beide Reaktanten aus den beiden Vorratsbehältern in den erfindung-

gemässen Reaktionsapparat in etwa äquimolaren Mengen geleitet. Nach der Beendigung der Reaktion fällt das Fertigprodukt, im vorliegenden Fall N-Trichlormethyl-thio-phthalimid, als Niederschlag aus, wird durch Filtrieren abgetrennt, gewaschen und getrocknet.

Für die Durchführung dieses Verfahrens ist die Gestaltung des Reaktionsapparates von entscheidender Bedeutung. Nach der vorliegenden Literatur, insbesondere nach der eingangs bereits zitierten USA-Patentschrift Nr. 2, 653, 155, besteht der Reaktionsapparat aus einem stehend angeordneten zylindrischen Behälter, der mit einem Rührwerk ausgestattet ist, und in welchen die beiden Reaktanten durch kurze Einleitungsrohre eingebracht werden. Es liegt auf der Hand, dass bei einem solchen zylindrischen Rührbehälter die Ableitung der Reaktionswärme äusserst schwierig ist.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von N-Trichlormethyl-thio-imiden von Dikarbonsäuren, beispielsweise N-Trichlormethylthio-phthalimid, durch Reaktion des wasserunlöslichen Perchlormethylmercaptans mit dem in einer wässerig-alkalischen Lösung befindlichen Imid der Dikarbonsäure, z. B. Phthalimid, unter ausreichender Vermischung der Reaktionskomponenten und geeigneter Abführung der Reaktionswärme, dadurch gekennzeichnet, dass als wässerig-alkalische Lösung des Imids eine solche gewählt wird, welche als Emulgator selbstemulgierende a) anionaktive Tenside und b) nichtionogene Tenside, z. B. in einer Menge von 6-7 Gew.-Teilen Tensidgemisch pro 950 Gew.-Teile wässerig-alkalische Lösung, enthält.
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Claims

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einem kühlbaren Reaktionsbehälter und Einrichtungen zur Vermischung der Reaktionskomponenten, dadurch gekennzeichnet, dass der innen und aussen gekühlte Reaktionsbehälter mit einem Düsensystem (2, 2') zum seitlichen Einspritzen des Perchlormethylmercaptans unter Druck in die den Reaktionsbehälter gleichmässig durchströmende wässerig-alkalische, das Tensidgemisch enthaltende Imidlösung versehen ist, wobei Leit- bzw. Umlenk bleche (4, 4') zur Erzeugung einer turbulenten Strömung und gleichmässigen Vermischung der beiden Reaktanten vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein innen liegendes Eintauchrohrsystem (1') mit Einspritzdüsen (2') für das Einspritzen von Perchlormethylmercaptan sowie an der Innenseite der äusseren Wand (5) des Reaktionsraumes angeordnete Umlenk- bzw. Leitbleche (4') als Schikanen (Fig. 2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzei chnet durch ein aussen liegendes Eintauchrohrsystem (1) mit Einspritzdüsen (2) für das Einspritzen von Perchlormethylmercaptan und ein an der inneren Fläche des Reaktionsraumes liegendes Umlenksystem von Schikanen (4) (Fig. 1).