DE10033580A1

DE10033580A1 - Verfahren zur Herstellung von Ditaurin und seinen Salzen

Info

Publication number: DE10033580A1
Application number: DE10033580A
Authority: DE
Inventors: Lutz Heuer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2001-10-11

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Ditaurin und seinen Salzen aus Taurin oder seinen Salzen oder Gemischen davon durch Erhitzen auf Temperaturen im Bereich 130 DEG C bis 300 DEG C in Gegenwart eines Reaktionsmediums.

Description

Ditaurin (= 2,2'-Imino-bis-sulfonsäure) und seine Salze wurden als Produkt in eini gen Reaktionen beobachtet. Verfahren zur gezielten Herstellung sind keine bekannt. So kann etwas Ditaurinat aus Taurin und Bariumhydroxid bei langem Erhitzen auf 220°C gewonnen werden (Chem. Ber. 7, 117 (1874)). Auch entsteht Ditaurinat bei der Reaktion von Hydroxyethylsulfonat mit Ammoniak unter Druck und bei Tempe raturen von 195 bis 245°C in 3 bis 5 Stunden Reaktionszeit (DRP 612.994, DRP 646.707 und DD-A 219 023). Hierbei entstehen bis zu 33,7% Ditaurinat neben 21,1% Taurinat. Es wurde auch die Reaktion von Taurin mit Hydroxyethylsulfonat zu Ditaurin beschrieben (JP-A 50-149 706) und mit Halogenethylsulfonat (Anal Sci. 1996 (12), 515 und JP-A 07-053 503).

Bei diesen Verfahren ist nachteilig, dass sie entweder zu geringe Ausbeuten an Ditaurin bzw. dessen Salzen erbringen oder Mischungen aus Ditaurinat und Hydroxy- oder Halogenethylsulfonat anfallen, die schwer trennbar sind und deshalb nur als Mischung in Folgereaktionen Verwendung finden kann, was häufig zu Störungen führt.

Es wurde nun ein überraschend einfaches Verfahren gefunden, das gezielt und mit hoher Ausbeute Ditaurinat aus Taurin zugänglich macht. Das Verfahren zur Herstel lung von Ditaurin und seinen Salzen gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekenn zeichnet dadurch, dass man Taurin oder seine Salze oder Gemische davon auf Tem peraturen im Bereich 130 bis 300°C in Gegenwart eines Reaktionsmediums erhitzt.

Die Reaktion verläuft in Gegenwart eines Reaktionsmediums überraschend schnell und es verbleiben nur geringe Mengen an Taurin und/oder dessen Salzen in der Mischung.

Bevorzugte Temperaturen, auf die erfindungsgemäß erhitzt wird, sind solche im Be reich 150 bis 270°C, insbesondere solche im Bereich 190 bis 230°C.

Der entstehende Ammoniak kann z. B. mit Wasser destillierend abgetrennt werden. Soweit man erfindungsgemäß Ditaurinatsalze herstellt, handelt es sich vorzugsweise um Alkali- oder Ammoniumsalze, insbesondere um Natrium-, Ammonium- oder Kaliumsalze.

Bei dem Reaktionsmedium kann es sich beispielsweise um Wasser, geschmolzene Alkalihydroxide oder geschmolzene sonstige Elektrolyte wie Natriumsulfat oder Ge mische davon handeln. Vorzugsweise gelangt Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, wässrige Natronlauge oder wässrige Kalilauge zum Einsatz. Beim Einsatz von Natrium- oder Kaliumhydroxid kann man diesem gegebenenfalls eine kleine Menge Wasser hinzufügen, beispielsweise auf 100 g festes Hydroxid 0,1 bis 10 ml Wasser.

Setzt man in das erfindungsgemäße Verfahren Taurin ein, so muss dem Reaktions gemisch Alkalihydroxid in fester Form oder als wässrige Lösung zugegeben werden, beispielsweise pro Mol eingesetztem Taurin 0,1 bis 15 Molen Alkalihydroxid. Setzt man in das erfindungsgemäße Verfahren Taurinsalze, beispielsweise Natrium- oder Kaliumsalze ein, so ist ein Zusatz von Alkalihydroxid nicht zwingend erforderlich, aber vorteilhaft.

Überschüsse von Alkylihydroxiden oder wässrigen Alkalilaugen stören den Reakti onsverlauf im allgemeinen nicht. Unterschüsse an Alkalihydroxiden oder wässrigen Alkalilaugen sind möglich, verringern aber die Ausbeute, da dann im Produkt freies Taurin vorhanden ist.

Als Variante kann das erfindungsgemäße Verfahren auch nur bis zu einem Teilum satz von Taurin von z. B. 1 bis 70% durchgeführt werden. Da die Gleichgewichts reaktion durch das Entfernen des entstehenden Ammoniaks produktseitig verschoben werden kann, ist der Umsatz unter anderem vom Ammoniakgehalt im Reaktionsge misch abhängig.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei verschiedenen Drucken durchgeführt werden. Beispielsweise kann man, wenn außer dem entstehenden Ammoniak keine niedrigsiedenden (d. h. bei Normaldruck unter der Reaktionstemperatur siedenden) Bestandteile vorhanden sind, im offenen Gefäß bei atmosphärem Druck arbeiten. Man kann auch, insbesondere beim Vorhandensein von niedrig siedenden Bestand teilen, im geschlossenen Gefäß unter dem sich bei Reaktionstemperatur von selbst einstellendem Druck arbeiten. Man kann auch bei anderen Drucken, z. B. solchen im Bereich von 0,9 bis 40 bar arbeiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durch geführt werden, ebenso die Entfernung des entstehenden Ammoniaks, die während oder nach der Reaktion erfolgen kann.

Die Zeit für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispiels weise im Bereich von 10 Minuten bis 24 Stunden variieren.

Nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Abtrennung des gebil deten Ammoniaks liegt im allgemeinen ein Gemisch vor, das Ditaurinat, Taurinat, gegebenenfalls überschüssiges Alkalihydroxid, gegebenenfalls Wasser, gegebenen falls freies Taurin und gegebenenfalls sonstige Bestandteile in kleinen Mengen (z. B. unter 5 Gew.-%) enthält. Man kann das Reaktionsgemisch, insbesondere wenn es keine größeren Mengen Alkalihydroxid enthält, häufig als solches verwenden, z. B. als Hilfsstoff in Waschmitteln, für Detergentien und als Zwischenprodukt für diverse Folgeprodukte.

Man kann das Reaktionsgemisch auch reinigen, z. B. neutralisieren oder sauer ein stellen, wobei z. B. Mineralsäuren wie Salzsäure und Schwefelsäure, Essigsäure und Taurin in Frage kommen. Wenn man Alkalihydroxide oder wässrige Alkalilaugen im Unterschuß eingesetzt hat, kann man z. B. mit Alkalihydroxid oder Ammoniak neutralisieren und gegebenenfalls alkalisch einstellen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist vorteilhaft, dass sich mit ihm gezielt und auf einfache Weise Ditaurin und seine Salze in guten Ausbeuten herstellen lassen, wobei Produkte anfallen, die kein Hydroxy- oder Halogensulfonat enthalten.

Beispiele Beispiel 1

200 g Taurin wurden in 300 g 35 gew.-%iger wässriger Natronlauge gelöst und in einem Autoklaven auf 210°C erhitzt. Nach Abkühlung, Zugabe von 160 g Wasser und destillativer Abtrennung des Ammoniaks wurde das Reaktionsgemisch analysiert. Einzelheiten sind aus der Tabelle 1 ersichtlich. Die Ditaurinatgehalte wurden auf Basis der Primär- und Gesamtstickstoffgehalte errechnet bzw. mittels HPLC gemessen.

Beispiel 2

Es wurde verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wurden zusätzlich 114 g festes Natriumhydroxid eingesetzt. Einzelheiten sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Beispiel 3

Es wurde verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wurde 23,5 gew.-%ige wässrige Natronlauge eingesetzt. Einzelheiten sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Beispiel 4

Es wurde verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wurde auf 190°C erhitzt. Einzelheiten sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Beispiel 5

Es wurde verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wurden nur 50 g Taurin und keine wässrige Natronlauge, sondern 16,8 g festes Natriumhydroxid und 1 ml Wasser ein gesetzt und auf 215°C erhitzt. Einzelheiten sind aus der Tabelle 1 ersichtlich.

Beispiel 6

Es wurde verfahren wie in Beispiel 1, jedoch nur 150 g 35 gew.-%iger wässrige Natronlauge eingesetzt. Einzelheiten sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Tabelle 1

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Ditaurin und seinen Salzen, dadurch gekenn zeichnet, dass man Taurin oder seine Salze oder Gemische davon auf Tempe raturen im Bereich von 130°C bis 300°C in Gegenwart eines Reaktions mediums erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man es bis zu einem Umsatz an Taurin von 1 bis 70% durchführt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Natrium hydroxid, Kaliumhydroxid, wässrige Natronlauge oder wässrige Kalilauge als Reaktionsmedium verwendet wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ent stehende Ammoniak während oder nach der Reaktion mit Wasser destillie rend abgetrennt wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man pro Mol Taurin 0,1 bis 15 Mole Alkalihydroxid einsetzt.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als Reaktionsmedium Wasser, geschmolzene Alkalihydroxide, geschmolzene sonstige Elektrolyte oder Gemische davon verwendet.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man es bei Drucke im Bereich von 0,9 bis 40 bar durchführt.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reak tionszeit im Bereich von 10 Minuten bis 24 Stunden liegt.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man nach der Reaktion das Reaktionsgemisch neutralisiert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Neutrali sation Mineralsäuren, Essigsäure oder Taurin einsetzt.