CS235626B1 - Způsob přípravy methansulfonamidu - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy methansulfonamidu reakcí methansulfonylchloridu s plynným čpavkem tak, že se reakce uskuteční v prostředí toluenu při 40 až 50 °C'a vzniklý methansulfonamid se oddělí od doprovodného NH4CI v soustavě toluen-ethanol a po oddestilování rozpouštědel toluen-ethanol na 30 až 50 % původního objemu se izoluje sulfonamid při teplotě 0 až 5 °C. Methansulfonamid je žádaný meziprodukt při syntéze vývojek pro barevnou fotografii.

Description

Vynález se tyká způsobu přípravy methansulfonamidu působením plynného čpavku na methansulfonylchlorid. Methansulfonylamid a jeho deriváty jsou důležité meziprodukty při přípravě chemikálií, které se používají jako léčiva, pesticidy, barviva a v barevné fotografii.

Dosud známé způsoby přípravy methylsulfonamidu jsou popsány pro laboratorní měřítko a jsou založeny na reakci methansulfonylchloridu s plynným čpavkem v prostředí benzenu, dietyléteru nebo nitroalkánů. Reakce má probíhat v přebytku amoniaku, aby se zabránilo tvorbě disulfonamidů.

Methansulfonamid se může získat i tepelným rozkladem 3-sulfolenu v alkalickém prostředí NaOH, z amidu kyseliny methansulfonové reakcí NaBH^ v soustavě voda-dioxan nebo trismethansulfonylmelaminu. Všechny tyto postupy dávají výtěžky 40 až 60 % a nehodí se ze surovinových důvodů pro průmyslový proces.

Cílem vynálezu je vyřešení jednoduchého principu přípravy, který by bylo možno propracovat jako průmyslový proces. Pro tento účel byl vybrán principiálně klasický postup podle Dutta /J. Chem. Soc. 1924, 1463/, který je založen na sycení chladného benzenového roztoku methansulfonylchloridu suchým čpavkem. Obě suroviny představují technicky dostupné chemikálie. Výtěžek této reakce je udán ve výši 57 %. Pro průmyslovou praxi má však postup následující nevýhody:

a/ vlastní reakce se uskutečňuje v toxickém benzenovém prostředí; b/ konec reakce se pozná jen obtížně, takže nejde proces automatizovat? c/ nízký výtěžek reakce;

d/ obtížná regenerace rozpouštědel, nebot soustava benzenethanol tvoří azeotrop s obsahem 32 % ethanolu a nelze je tak odděleně recyklovat.

Nyní bylo zjištěno, že lze jmenované nevýhody zmírnit nebo odstranit postupem podle vynálezu a tím významně zlepšit technologické parametry procesu.

Způsobem podle vynálezu se připraví téměř čistý krystalický methansulfonamid při teplotě reakce 40 až 50 °C v prostředí bezvodého toluenu v molárním poměru CH^ SO2 Cl : NH^ - 1 : 2 až 3. Sycení čpavkem probíhá tak dlouho, dokud nepoklesne teplota. Sledováním reakční teploty lze automaticky regulovat množství vstupního čpavku do reakce a její pokles prokazatelně indikuje konec exotermní reakce. Nutnou podmínkou pro separaci čistého methansulfonamidu a oddělení doprovodného NII^Cl je zabezpečení minimálního potřebného množství ethanolu v soustavě v izolační fázi procesu. Tato hranice se pohybuje v rozmezí 250 až 300 g ethanolu/mol methansulfonamidu. Po vlastní reakcí se odfiltruje při 40 °C chlorid amonný, který doprovází produkt a filtrát se zahustí. Po ochlazení filtrátu na 0 až 5 °C vypadává methansulfonamid. Výtěžek procesu se pohybuje kolem 90 %.

Vynález využívá s výhodou uvolnění tepla při reakci, které naopak umožňuje vedení reakce a poznatku, že k separaci methansulfonamidu a jeho oddělení od NH^Cl lze využít přídavku soustavy toluen-ethanol, která odpadá ve formě destilátu z matečných louhů. K regeneraci tak přichází jen soustava toluen-ethanol, kterou lze již při procesu recyklovat a tím významně snížit množství odpadajících látek.

Jako výchozí surovinu lze použít čistý nebo technický methansulfonylchlorid, suchý plynný čpavek a čistý nebo technický toluen. Bylo zjištěno, že je nutno zabezpečit bezvodé reakční prostředí, jinak probíhá v přítomnosti vody přednostně hydrolýza methansulfonylchloridu za vzniku methansulfonanu amonného. Pro vlastní izolaci methansulfonamidu lze použít denaturovaný ethanol s obsahem vody cca 5 % regenerovanou soustavou toluen-ethanol.

Methansulfonamid je bílá krystalická látka o teplotě tání 89 až 91 °C a zejména je využívána při syntéze vývojek pro barevnou fotografii.

Níže uvedený příklad ilustruje provedení podle vynálezu.

Přikladl

V míchaném reaktoru se smíchá 92 g methansulfonylchloridu s 435 g toluenu. Do soustavy se za míchání uvádí plynný čpavek tak dlouho, dokud nezačne klesat reakční teplota. Doba reakce se pohybuje kolem 8 hodin. Po skončení vlastní reakce se k soustavě přidá 215 g 95% denatur. ethanolu a směs se vaří 1,5 h pod zpětným chladičem. Pevný NH^Cl se odfiltruje při 40 °C a filtrát se předloží do vařáku na destilaci rozpouštědel. Po oddestilování asi 60 % objemu rozpouštědel se zahuštěný filtrát ochladí směsí led-voda na 0-5 °C. Získá se bílý krystalický methansulfonamid o čistotě vyšší než 97 % podle NMR, b.t. 88 až 90 °C. Výtěžek 90,5 %.

Příklad 2

Vlastní amidace se vede stejným způsobem jako v příkladu 1. Po jejím skončení se přidá k soustavě oddestilovaná směs toluen-ethanol, získaná z předchozího pokusu v množství, které zabezpečuje koncentraci 270 g ethanolu/mol methansulfonamidu. Soustava se vaří 1,5 h pod zpětným chladičem a při 40 °C se oddělí pevný NH^Cl na nuči. Filtrát se zahustí na 40 % původního objemu oddestilováním rozpouštědel a po ochlazení na 0 až 5 °C vypadne krystalický methansulfonamid. Čistota produktu je 95 % podle NMR, b.t. 86 až 88 °C.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob přípravy methansulfonamidu reakcí methansulfonylchloridu s plynným čpavkem, vyznačený tím, že se reakce uskutečňuje v prostředí toluenu při 40 až 50 °C a vzniklý methansulfcnamid se oddělí od doprovodného NH^Cl v soustavě toluen-ethanol a po oddestilování rozpouštědel toluen-ethanol na 30 až 50 % původního objemu se izoluje methansulfonamid při teplotě 0 až 5 °C.