CS260786B1 - Method of n-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulphenamide preparation - Google Patents

Description

260 3

Vynález sa týká spósobu přípravy N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu vzorca

reakciou 2-merkaptobenztiazolu s chlorna-nem sodným v přebytku cyklohexylamínu. N-cyklohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidje všeobecne používaný ako bezpečný u-rýchlovač vulkanizácie kaučuku. Dávnejšie známe postupy přípravy N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu, podláktorých sa cyklohexylamónium-2-benzotia-zolylmerkaptid získá reakciou sodné], vápe-naté], alebo amóniovej soli 2-merkaptobenz-tiazolu s cyklohexylamínom a ipotom sa ná-sledkem oxiduje chlornanem, sodným, súspomenuté v stave techniky čs. AO 215 179a čs. AO 209 549.

Nedostatkom uvedených postupov sú od-padne kaly a znečistěné odpadové vody, při-padne nutnost prečisťovania získaného cyk-lobexylamónium-2-benzotiazolylmerkapti-du. čo znižuje výťažnosť procesu.

Vlastným predmetom čs. AO 215179 Jesposob přípravy N-cyklohexyl-2-benzotiazo-lylsulfénamidu reakciou nerafinovaného 2--merkaptobenztiazolu s cyklohexylamínoma chlórnanom sodným, pričom sa najprv při-praví cyklohexylamónium-2-benzotiazolyl-merkaptid reakciou 2-merkaptobenztiazolus cyklohexylamínom, který sa následné oxi-duje chlórnanom sodným pri teplote 20 až70 °C.

Iný postup Je predmetom čs. AO 225 046,ktoróho podstata spočívá v sposobe přípra-vy N-cyklohexyl-2-benzotiazolylsulfénami-du reakciou nerafinovaného 2-merkapto-benztiazolu, cyklohexylamínu a chlornanusodného bez predbežnej přípravy cyklo-hexylamónium-2-benzotiazolylmerkaptidu vjednej technologické] operácii pri teplote40 až 60 °C. Výťažnosť produktu sa pohybu-je na hranici 91 % teorie na 2-merkapto-benztiazol. V postupoch přípravy N-cyklohexyl-2-ben-zotiazolylsulfénamidu podlá čs. AO 215 179a v čs. AO 225 046 sa oxidačná premena cyk-lohexylamónium-2-benzotiazolylmerkaptiduna N-cyklohexyl-2-benzotiazolylsulfénamiduskutočňuje v koncentrovaném roztoku cyk-lohexylamónium-2-benzotiazolylmerkaptidv cyklohexylamíne pri súčasnej kryštalizá-cii finálnehO' produktu, čo má za následokrelativné zníženie stability aminickej zlož-ky matečných roztokov po separácii pevnejfázy v důsledku sekundárných vplyvov re-dox systému tvořeného radom róznych oxi-dačných stupňov merkaptidickej síry 2-sub-stituovaného benzotiazolu a v kontinuálnompřevedení postupnú tvorbu inkrustov na 86 4 teplovýmenných plochách chladených reak-torov.

Teraz sa zistilo, že N-cyklohexyl-2-benzo-tiazolylsulfénamid s vysokou čistotou, vqvyššom výtažku a s výhodnými fyzikálno·chemickými vlastnosťami suspenzie N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu v dvoj-fázovej kvapalnej sústave možno připravitreakciou 2-merkaptobenztiazolu vo formě ne-rafinovanej taveniny s chlórnanom sodným,pri molovom pomere 2-merkaptobenztiazo-lu ku chlornanu sodnému 1:1,2 až 1,3, vnadbytku 2,6 až 2,9 molu cyklohexylamínuna 1 mol 2-merkaptobenztiazolu v jednomreakčnom stupni súčasným dávkovánímvšetkých troch reakčných komponent spó-sobom podlá vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že oxi-dačná premena primárné vzniknutého cyk-lohexylamónium-2-benzotiazolylmerkapti-du na N-eyklohexyl-2-benzc'tiazolylsulfén-amid sa uskuteční v heterogénnej sústavepri teplote 10 až 50 °C a pri koncentráciivolného cyklohexylamínu v reakčnej zmesipo oxidácii 1,1 až 1,5 molu na 1 liter emul-govanej kvapalnej fázy. SPrednosť nového sposobu spočívá v tom,že znížením koncentrácie cyklohexylamínusa oxidačná premena primárné vzniknutéhocyklohexylamonium-2-benzotiazolylmér-kaptidu uskuteční v heterogénnej sústave,pričom koncentrácia volného cyklohexyl-amínu v heterogénnej sústave po oxidácii 1,2 až 1,5 molu na liter emulgovanéj kva-palnej fázy pri teplote 10 až 50 °C zabezpe-čí vyššiu stabilitu aminickej zložky v emul-govanej kvapalnej sústave matečných roz-tokov získaných odfiltrováním suspenzie N--cyklohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu, zktorej sa regeneráciou získává cyklohexyl-amín a opátovme používá k výrobě N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu.

Tiež výťažnosť procesu výroby N-cyklohe-xyl-2-benzotiszolylsulfénamidu podlá vyná-lezu je o 1,0 až 1,5 % vyššia. Výhodou sposobu přípravy N-cyklohexyl--2-benzotiazolylsulfénamidu podlá vynálezuje tiež zminimalizovanie možnosti tvorbyinkrustov na teplovýmenných plocháchchladených reaktorov pri diskontinuálnomi kontinuálnom převedení procesu.

Filtračný odpor suspenzie N-cyklohexyl-2--benzotiazolylsulfénamidu, připravenéhospósobom podlá vynálezu, zostáva optimál-ny (1,5.1012m~z), čím je zabezpečená rých-la a jednoduchá separácia vzniknutého pro-duktu. Výhodnost spósobu přípravy N-cyklohe-xyl-2-benzO'tiazolylsulfénamidu podlá vyná-lezu vyplývá zo zrovnania nasledujúcichpríkladov, ktoré objasňujú ale neobmedzujúpredmet vynálezu. Příklad 1

Do 500 ml reakčnej banky s miešadlom sa 5 6 260786 předloží 58 g (0,585 molu) Cyklohexylamínuvo formě 50 %-ného vodného roztoku. Povyhriatí na 50 °C sa v priebehu 1 hodiny zamiešania a chladenia reakčnej zmesi při-dává súbežne 36,3 g (0,20 molu) 2-merkapto-benztiazolu vo formě roztaveného nerafino-vaného produktu a 118 ml chlornanu sod-ného s obsahom 150 g aktívneho chlóru naliter technického roztoku. Teplota v celompriebehu reakcie sa udržuje v intervale 40až 47 °C. Za podmienok oxidácie primárnévznikajúceho cyklohexylamónium-2-benzo-tiazolylmerkaptidu iprebieha tvorba N-cyklo-hexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu v roztokua izolácia produktu sa móže uskutočniť ažpo kryštalizácií postupným ochladením zme-si na 15 °Č. Výsledná koncentrácia volnéhocyklohexylamínu je 1,80 molu na liter e-mulgovanej kvapalnej fázy finálně) reakč-nej zmesi. Po separácii pevnej fázy filtrá-ciou, premytí koláča 10 g cyklohexylamínuvo formě 10 %-ného vodného roztoku a 200mililitrov vody sa prdukt vysuší do kon-štantnej váhy. Získá sa 48,1 g N-cyklhexyl-2-benzotiazo-lylsulfénamidu, čo představuje 91 % teoriena vložený 2-merkaptobenztiazol.

Obsah účinnej látky je 98,8 %, teplota to-penia 101 až 102 °C. Obsah nerozpustnéhozvyšku v etanole 0,07 % hmot. Zo spojenýchmatečných roztokov sa destiláciou za nor-málneho tlaku získá 48,3 g cyklohexylamí-nu vo formě zriedeného vodného roztoku,ktorý sa po úpravě koncentrácie použije kpóvodnému účelu. Spotřeba cyklohexylamí-nu představuje 0,41 hmot. dielov na 1 hmot-nostný diel finálneho produktu.

Kontinualizáciou postupu přípravy N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu za pod-mienok uvedených v příklade 1 dochádza vcykle 240 hodin k zníženiu výťažnosti pro-cesu o 1 až 2 % vztahované na 2-merkapto-benztiazol pri postupnom náraste spotřebycyklohexylamínu až do 0,50 váhových, die-lov na 1 diel finálneho produktu ako dósle-dok chemických zmien v matečných rozto-kách vyvolaných sekundárnými v.plyvmi re-dox systému tvořeného radom róznych oxi-dačných stupňov merkaptidickej síry 2-sub-stituovaného benzotiazolu, pri zhoršenítechnologickej schodnosti oxidácie cyklohe-xylamónium-2-benzotiazolylmerkaptidu in-krustáciou teplovýmenných plóch chlade-ných reaktorov. To má za následok preru-šovanie kontinuálneho procesu, zbavovaniesa inkrustov rozpuštěním, resp. roztavenímza vyšších teplot. Čistenie teplosmennýchplóch má významný dopad na zníženie fon-du pracovnej doby a súčasne má dopad nadalší nárast spotřeby do reakcii vstupujú-cich surovin. Příklad 2

Do 500 ml reakčnej banky s miešadlomsa předloží 58 g (0,585 mólu) cyklohexylamí-nu vo formě 30 %-ného vodného roztoku. V priebehu 1 hodiny sa za miešania achladenia reakčnej zmesi přidává súbežne36,3 g (0,20 mólu) 2-merkaptobenztiazolu voformě roztaveného nerafinovaného produk-tu a 118 ml chlórňanu sodného s obsahom150 g aktívneho chlóru na liter technickéhoroztoku. Teplota v priebehu reakcie sa u-držuje v intervale 40 až 47 °C. Za podmie-hok oxidácie primárné vznikajúceho cyklo-hexylamónium-2-benzotiazolylmerkaptiduprebieha tvorba N-cyklohexyl-2-benzotiazo-lylsulfénamidu v suspenzii, takže následnéochladenie zmesi na 15 °C nie je pre stupeňkryštalizácie prvořadou podmienkou. Vý-sledná koncentrácia volného cyklohexyl-amínu je 1,36 mólu na liter emulgovanejkvapalnej fázy finálnej reakčnej zmesi. Poseparácii pevnej fázy filtráciou, premytí ko-láča 10 g cyklohexylamínu vo formě 10 %--ného vodného roztoku a následné 200 mlvody sa produkt vysuší do konštantnej váhy.Získá sa 48,7 g N-cyklohexyl-2-benzotiazo-lylsulfénamidu, čo představuje 92,1 % teo-rie na vložený 2-merkaptobenztiazol. Obsahúčinnej látky je 98,6 %. Teplota topenia 100až 102 qC. Obsah nerozpustného zvyšku vetanole 0,11 hmot.

Zo spojených matečných roztokov sa des-tiláciou za atmosférického tlaku získá 49,4gramov cyklohexylamínu vo formě zriede-ného vodného roztoku, ktorý sa po úpravěpužije k ipóvodnému účelu. Spotřeba cyklo-hexylamínu po přepočte představuje 0,38hmotnostných dielov na 1 hmotnostný dielfinálneho produktu. Příklad 3

Do 500 ml reakčnej banky s miešadlom sapředloží 58 g (0,585 mólu) cyklohexylamínuvo formě 30 %-ného vodného roztoku. Zapodmienok ako v příklade 2 sa přidá 90 mlchlornanu sodného s obsahom 197 g aktív-neho chlóru na liter technického roztoku.Teplota reakcie sa udržuje v intervale 20 až30 °C.

Za podmienok oxidácie primárné vznika-júceho cyklohexylamónium -2-benzotiazolyl-merkaptidu prebieha tvorba N-cyklohexyl-2--benzotiazolylsulfénamidu v suspenzii rov-nako ako v příklade 2. Výsledná koncentrá-cia volného cyklohexylamínu je 1,5 mol naliter emulgovanej kvapalnej fázy finálnejreakčnej zmesi. Suspenzia sa v ďalšom spra-cuje ako v příklade 2. Získá sa 48,9 g N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu, čo před-stavuje 92,5 % teórie na vložený 2-merkap-tobenztiazol. Obsah účinnej látky 98,6 %.Teplota topenia 100 až 102 °C. Obsah ne-rozpustného zvyšku v etanole 0,11 hmot.

Zo spojených matečných roztokov sa des-tiláciou za atmosférického tlaku získá 49,3gramu cyklohexylamínu vo formě zriede-ného vodného roztoku.

Spotřeba cyklohexylamínu je 0,38 hmot-

Claims (1)

1. 8 2B078B nostných dielov na 1 hmotnostný diel finál-neho produktu. Kontinualizáciou postupu přípravy N-cyk-lohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu za pod-mienok v ipríkladoch 2 a 3 nedochádza vcykle 240 hodin k merateínému zníženiu výťažnosti procesu vyjádřeného měrnouspotřebou 2-merkaptobenzotiazolu, resp.cyklohexylamínu ani k zjavnej inkrustáciíteplovýmenných plůch chladených reakto-rovu PKEDMET Spůsob přípravy N-cyklohexyl-2-benzoti-azolylsulfénamidu vzorca

   reakciou nerafinovanej taveniny 2-merkap-tobenztiazolu s chlórnanom sodným primolovom pomere 2-merkaptobenztiazolu ku VYNALEZU chlórnanu sodnému 1:1,2 až 1,3, v nadbyt-ku 2,6 až 2,9 mólu cyklohexylamínu na 1mol 2-merkaptobenztiazolu, v jedinom re-akčnom stupni súčasným dávkováním všet-kých troch reakčných komponent vyzna-Čujú sa tým, že primárné vzniknutý cyklo-hexylamónium-2-benzotiazolylmerkaiptid saoxiduje na N-cyklohexyl-2-benzotiazolylsul-íénamid v heterogénnej sústave pri teplo-tě 10 až 50 °C a pri koncentrácii 1,1 až 1,5mólu volného cyklohexylamínu v reakč-nej zmesi po oxidácii na liter emulgovanejkvapalnej fázy. Severografia, n. p. závod 7, Most Cena 2.40 KB*