CS227540B1 - Způsob přípravy čisté naftalen-l-sulfonové kyseliny - Google Patents

Description

227 540

Vynález ae týká přípravy čisté naftalen-l-sulfonové kyseliny sulfonací naftalenu nadbytkem 100% kyseliny sírové, spočívající v tom, že čistá naftalen-l-sulfonová kyselina se izoluje filtrací a propráním koláče nadbytečnou koncentrovanou kyselinou sírovou a filtráty se částečně po dokonoentrování recyklují, částečně se zpracují desulfonací na naftalěn, který se recykluje, a na naftalen-2-sulfonovou kyselinu, která se jako vedlejší produkt využije pro jiné syntézy·

Naftalen-l-sulfonová kyselina se připravuje sulfonací naftalenu za nízké teploty (podle použitého činidla v rozmezí přibližně 0 až 30 °C). Přestože jde o již dlouho známý postup, existují stále ještě vážné problémy týkající se selektivity reakce. Selektivita sulfonace naftalenu kyselinou sírovou při použitelné spodní teplotní hranici 20 až 30 °C, tedy za podmínek, kdy je selektivita vzniku naftalen-l-sulfonové kyseliny nejvyšší, je jen asi 85 až 90 %. Zbytek je naftalen-2-sulfonová kyselina· Požadavky na čistotu kladené následujícím zpracováním a využitím produktu jsou však daleko vyšší. To bylo řešeno především tak, že se hledala jiná činidla, která by umožnila provést sulfonací selektivněji. V poslední době bylo například navrženo provádět sulfonací bezvodou kyselinou sírovou v acetahhydridu· Jak bylo ověřeno, probíhá však sulfonace jen mírně selektivněji (91 % při 20 °C) a navíc použití acetahhydridu s nutností následného zpracování tvořící se kyseliny octové technologii značně zkomplikuje. Obdobná je situace u dalšího aletrnativního sulfonačního činidla, kyseliny chlorsulfonové. I zde se nutností pracovat v pomocném organickém rozpouštědle technologie značně zkomplikuje a selektivita znovu není dostatečná (92 % při 20 °C), což v praxi, např. při výrobě 1-naftolu, vede k nutnosti nedotavovat směs 1- a 2-naftalensulfonanů sodných,

- 2 čímž ale dochází k produkčním ztrátám. _{227 g4(J}

Ani známé separační metody neskýtají řešení problému# tak například krystalizaoe vodných roztoků sodných solí vede buž k velkým ztrátám produktu nebo vyžaduje vynaložení značného množství energie k uspořádání do bezztrátového krystalizačniho cyklu. Produkt však ani tak není při jednostupňové krystalizaci zcela čistý.

Podle vynálezu postačí však filtrační kóláč naftalen-1-sulfonové kyseliny, získaný odfiltrováním reakční směsi po sulfonaci naftalenu nadbytkem kyseliny sírové, promýt kyselinou sírovou o koncentraci 79 až 100 #, čímž se získá zcela čistý 1-izomer naftalensulfonové kyseliny.

Z hlediska účinnosti odstraňování naftalen-2-sulfonové kyseliny a hlediska výtěžku naftalen-l-sulfonové kyseliny je nejvýhodnější pro promývání 88# kyselina sírová. Z technologického hlediska, k umožnění zpětného využití filtrátu, je však lepší vzít kyselinu sírovou koncentrovanější. Kyselina sírová o koncentraci pod 79 % není již vhodná, neboí vytvářející se hydráty sulfokyselin znesnadňují svou fyzikální povahou filtraci.

Přestože i při jednoduchém uspořádání jsou výsledky preparace uspokojivé, umožňuje povaha látek po izolaci produktu prakticky úplné využití filtrátů. Piltrát po promývání je totiž tvořen koncentrovanou kyselinou sírovou s malým množstvím rozpuštěných naftalenmonosulfonových kyselin, který je možno dokoncentrovat oleem a navrátit zpět. Piltrát po první filtraci reakční směsi je naopak možno podrobit desulfonaci, oož se provádí destilací s vodní parou. Rozkladem naftalen-l-sulfonové kyseliny vzniklý naftalen těká s vodní parou a z předlohy je možné jej izolovat a po vysušení navrátit zpět. Ochlazením hydrolyzované směsi se ze zředěné 70# kyseliny sírové kvantitativně vyloučí naftalen-2-sulfonová kyšelina, kterou je možno použít například při výrobě 2-naftolu. Využití naftalenu je tedy až na manipulační ztráty prakticky stoprocentní.

Naftalen-l-sulfonová kyselina je surovinou pro výrobu 1-naftolu alkalickým tavením. 1-Naftol sám je pak důležitým meziproduktem pro přípravu oelé řady dalších organickýoh sloučenin

-3 sloužících k přípravě především organických barviv· ²²⁷ 540

Způsob dle vynálezu je blíže popsán v následujících příkladech·

Příklad 1

Do 260 g 100% kyseliny sírové bylo během dvou hodin postup ně přidáno 128 g jemně rozdrceného naftalenu· Reakční teplota byla během dá-fování a pak ještě tři hodiny udržována na teplotě 20 °C· Po vnesení 60 g naftalenu byla iniciována krystalizace naftalen-l-sulfokyseliny přídavkem 0,5 g čisté naftalen-l-sulfokyseliny· Po třech hodinách míchání při 20 °C obsahovala reakční směs podle analýzy 46,08 % naftalen-l-sulfokyseliny a 6,33 % naftalen-2-sulfokyseliny· Test na volný naftalen byl negativní· K filtraci bylo vzato 360 g získané směsi, čímž se získalo 269 g filtračního koláče a 91 g filtrátu· Filtrační koláč obsahoval dle analýzy 57,9 % naftalen-l-sulfonové kyseliny a

4,8 % naftalen-2-sulfonové kyseliny· Filtrát obsahoval 6,3 a 8,05 % obou izomerů ve stejném pořadí· Filtrační koláč byl promyt ve dvou dávkách 100 a 150 g 96% kyseliny sírové· Po prvním promytí bylo získáno 122 g filtrátu, po druhém 202 g. Filtrační koláč po dvojnásobném promytí vážil 197 g a obsahoval 74,9 % naftalen-l-sulfonové kyseliny· 2-Izomer se nepodařilo metodou vysokotlaké kapalinové ohromatografie vůbec dokázat, relativně k naftalen-l-sulfonové kyselině jej tedy bylo maximálně 0,02 %. Výtěžek preparace vztažený na naftalen vzatý k sulfonaci byl 76,45 %♦

Příklad 2

Pokus dle příkladu 1 byl reprodukován s tím rozdílem, že k sulfonaci bylo vzato namísto 260 g 100% kyseliny sírové 278 g kyseliny získané smíšením 192 g filtrátu po druhém promytí filtračního koláče z příkladu 1, 25 g filtrátu z prvního promytí filtračního koláče a 54 g 60% olea· Roztok mimo 260 g kyseliny sírové obsahoval 8 g naftalen-l-sulfonové kyseliny a 3 g nafta· len-2-sulfonové kyseliny· Po sulfonaci, filtraci a dvojnásobném promytí podle postupu popsaného v příkladu 1 bylo získáno 212 g filtračního koláče, který obsahoval l6l g naftalen-1-sulfonové kyseliny, aniž by se opět podařilo prokázat přítomnost naftalen-2-sulfonové kyseliny· 119 g filtrátu po prvním promytí filtračního koláče a 101 g filtrátu z filtrace bylo

- 4 227 smíšeno se 60 g vody a destilováno s vodní parou tak, aby teplota v reakční bance byla v rozmezí 145 až 150 °C. Hydrolýzou naftalen-l-sulfonové kyseliny se tvořící naftalen destiloval s vodní parou a byl zachycován v předloze. Po ukocení destilace bylo z předlohy izolováno 13 g naftalenu. Destilační zbytek byl za míchání ochlazen na 20 °C, čímž se vyloučila kyselina naftalen-2-sulfonová, která za daných reakčních podmínek vzdoruje hydrolýze. Filtrací bylo získáno 125 g pasty, která vedle 70% kyseliny sírové obsahovala 25 g naftalen-2-sulfonové kyseliny a 0,075 g naftalen-l-sulfonové kyseliny.

Výtěžek naftalen-l-sulfonové kyseliny na zreagovaný naftalen byl 86,1 $, výtěžek separovaných monosulfokyselin na zreago· váný naftalen byl 99,7 $·

Příklad 3

Pokus dle příkladu 1 byl opako.ván, namísto 98% kyseliny sírové k promývání filtračního koláče získaného po filtraci reakční směsi bylo vzato k promytí ve dvou stejných dávkách celkem 200 g 100$ kyseliny sírové. Byl získán filtrační koláč, který obsahoval 141,5 g naftalen-l-sulfonové kyseliny a žádnou naftalen-2-sulfonovou kyselinu.

Příklad 4

Pokus dle příkladu 1 byl opakován, namísto kyseliny sírové o koncentraci 98 $ bylo však k promývání koláče vzato 300 g 80$ kyseliny. Výsledný filtrační koláč obsahoval 166 g kyseliny naftalen-l-sulfonové a 0,12 g naftalen-2-sulfonové kyseliny.

Claims (4)

1. - 5 PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   227 540

   1. Způsob přípravy Čisté naftalen-l-sulfonové kyseliny sulfonací naftalenu 100% kyselinou sírovou, vyznačený tím, že se surový produkt po odfiltrování kapalných podílů sulfonační směsi promyje kyselinou sírovou o koncentraci 79 až 100 %·
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že filtrát po promytí filtračního koláče se dokoncentruje oleem a recykluje se.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že filtrát získaný po filtraci sulfonační směsi a/nebo po promývání se podrobí desulfonací a získaný naftalen se recykluje.
4. 4. Způsob podle bodu 1 a 3, vyznačený tím, že zbytek po desulfonaci filtrátů a po oddělení naftalenu se ochladí a vyloučená naftalen-2-sulfonová kyselina se izoluje filtrací.