DE1010503B

DE1010503B - Verfahren zur Herstellung von Fluorsulfonaten

Info

Publication number: DE1010503B
Application number: DEF19497A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Jonas
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1956-02-10
Filing date: 1956-02-10
Publication date: 1957-06-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Fluorsulfonaten h'luorsulfoiiate können durch Unisetzung @-on Chloriden finit Uluorsulfonsäure oder Fluoriden finit Chlorsulfonsäure oder Fluorsulfonsäure hergestellt werden. Dir unmittelbare Vereinigung von Metallfluoriden mit Scliwefeltriox\,d läßt sich ebenfalls durchführen. und zwar derart, daß inan mit Inertgas verdünnte"; dainpfföriniges Schwefeltrioxyd auf feste Fluoride cinwirk.:u läßt. Man verfährt dabei so, daß man in einem geschlmsenen Gefäß S03 und das betreffende Fluorid, beide örtlich voneinander getrennt, eine zeitlang aufbewahrt, so daß das SO, allmählich in das Fluorid eindiffundieren kann. Dieses Verfahren erfordert naturgemäß große Reaktionsräume und lange Reaktionszeiten und ist daher technisch nicht durchführbar. Auf der anderen Seite verläuft die Umsetzung von dampfförmigem oder flüssigem konzentriertem S03 mit Fluoriden so heftig unter hoher Wärmeentwicklung, daß infolge von Nebenreaktionen nur eine mäßige Ausbeute erzielt wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fluorsulfonaten aus Fluoriden und Schwefeltrioxyd, das darin besteht, daß die Umsetzung in flüssigem Schwefeldioxyd durchgeführt wird.
Schwefeldioxyd ist gegenüber den Reaktionspartnern inert. Es hat zudem den Vorteil, Schwefeltrioxyd zu lösen, und besitzt günstige physikalische Konstanten. @Iar. kann etwa so arbeiten, daß man das Fluorid in dem flüssigen Schwefeldioxyd suspendiert und unter Rühren und Kühlen flüssiges Schwefeltrioxyd eintropfen läßt. Eine andere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man das Schwefeltrioxyd aus Oleum durch Erhitzen verdampft und dampfförmig in: den Gasraum eines mit einem Rückflußkühler ausgerüsteten Reaktionsgefäßes einleitet, in dem sich eine gerührte Suspension des Fluorids in Schwefeldioxyd befindet. Das dampfförmige SO, mischt sich mit dem gleichfalls dampfförmigen SO.. wird mit diesem zusammen im Rückflußkühler kondensiert und fließt als verdünnte Lösung in flüssigem Schwefeldioxyd in das Reaktionsgemisch zurück. Dort kann es sich in gemäßigter Reaktion mit dem Fluorid umsetzen. Die Reaktionswärme wird auf diese Weise am besten durch verdampfendes und im Rückflußkühler wieder kondensiertes Schwefeldioxyd abgeführt. Es ist möglich, bei Normal- oder überdruck zii arbeiten.
Man erhält so eine Suspension des betreffenden Fluorsulfonats im flüssigen Schwefeldioxyd, die man auf bekannte Weise aufarbeiten kann, entweder in-(lern man das feste Salz von der Flüssigkeit durch Filtration trennt und die anhaftende Flüssigkeit durch Verdampfen entfernt, oder indem man unmittelbar (las gesamte Lösungsmittel durch Erwärmen austreibt. Es hinterbleibt dann das Fluorsulfonat in ausgezeichneter Ausbeute und hoher Reinheit. Beispiel 1 Eine Suspension von =12g 'i\TaF in 200g flüssigem SO2 wird in einem Glaskolben von etwa 0,51 vorgelegt und lebhaft gerührt. Auf dem Kolben befindet sich ein mit festem Kohlendioxyd gespeister, oben offener Rückflußkühler. In den Dampfraum des IZeaktionsgefäßes läßt man 80 g SO, einströmen, das in einem zweiten Glaskolben durch Erwärmen von 130 g Ofeum mit 651/o SO.-Gehalt entwickelt wird. Das S O3 mischt sich mit dem dampfförmigen SO., und tritt in den Rückflußkühler ein. Es wird dort kondensiert und läuft als Lösung in flüssigem SO., in die Fluoridsuspension zurück. Dort reagiert es unter starker Wärmeentwicklung und Wiederverdampfung von SO., Nach der Umsetzung destilliert man das S 02 ab und erhält als Rückstand 125g Natriunifluorsulfonat, das man zur Homogenisierung und Entfernung der letzten Spuren an Schwefeldioxyd in einem Metall- oder Graphitgefäß einmal durchschmilzt.
Beispiel 2 In dem unter Beispiel 1 beschriebenen Apparat läßt inan eine Suspension von 69 g Ba F.., in 200 g flüssigem- S 02 mit 80 g SO, reagieren. Nach dem Abdestillieren des SO, erhält man 150 g Bariumfluorsulfonat guter Reinheit. Beispiel 3 In einem druckfesten verschlossenen Stahlgefäß von 5 1 Inhalt legt man eine Suspension von 600 g KF in 2 1 flüssigem S O, vor und rührt diese lebhaft. Aus einem darüber angeordneten Vorratsbehälter, der mit dem Reaktionsgefäß durch ein Druckausgleichrohr verbunden ist, läßt man 800 g flüssiges S 03, dessen Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes gehalten wird, allmählich in die Fluoridsuspension einlaufen. wobei man durch Berieseln der Außenwand des Re aktionsgefäßes die Reaktionstemperatur auf -1-40 bis -h50° hält. Das Reaktionsgemisch wird nach dem Eintragen der gesamten Menge an S O;, durch ein Bodenventil auf ein Druckfilter gegeben und das Salz von der Flüssigkeit getrennt. Nach dem Abdampfen der Reste von Schwefeldioxyd erhält man 1400 g Kaliumfluorsulfonat, das man -aus mit K OH schwach alkalisch gemachtem Wasser mit praktisch quantitativer Ausbeute zu einem chemisch reinen Produkt unikristallisieren kann.

Claims

PATENTAN11'RL'CIIE: 1. Verfahren zur Herstellung von Fluorsulfonaten durch Unisetzung von Fluoriden mit Schwefeltrioxyd, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in flüssigem Schwefeldioxyd durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefeltrioxvd dampfförmig in den Dampfraum eines Reaktionsgefäßes geleitet wird, in dem Fluorid in Schwefeldioxyd suspendiert vorgelegt ist und das Schwefeltrioxyd zusammen mit dem Schive-feldioxyd in einem Rückflußkü'hler kondensiert und dem flüssigen Reaktionsgemisch zugeführt wird.