DE1070623B - Verfahren zur Herstellung oberflächenaktiver fremdsalzarmer Sulfonsäure- oder Sulfonatgemische - Google Patents
Verfahren zur Herstellung oberflächenaktiver fremdsalzarmer Sulfonsäure- oder SulfonatgemischeInfo
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Description
DEUTSCHES
Üblicherweise wird die Sulfonierung alkylierter aromatischer Kohlenwasserstoffe oder ihrer Derivate,
wie sie zur Gewinnung oberflächenaktiver Sulfonate A^erwendung finden, insbesondere der einkernigen
aromatischenKohlenwasserstoffemit höhermolekularen Alkylsubstituenten, mit hochprozentiger Schwefelsäure
oder mit Oleum mit etwa 20 bis 25 °/o freiem S O3
durchgeführt. Zur Erreichung der gewünschten Sulfonierungsgrade ist die Anwendung beträchtlicher Überschüsse
der sulfonierendeu Mittel erforderlich, die im Verlaufe des Sulfonierungsprozesses mit dem hierbei
entstehenden Reaktionswasser eine sich nach Beendigung der Reaktion absetzende hochprozentige wasserhaltige
Schwefelsäure— die sogenannte Abfallsäure — bilden. Es verbleiben aber auch beträchtliche Mengen
der überschüssigen Schwefelsäure in-der Rohsulfonsäure, aus der sie auch durch weitere Auschwaschprozesse
nur unvollständig zu entfernen sind. Der verhältnismäßig hohe Verbrauch an Sulfonierungsmitteln,
der erhöhte Bedarf an Neutralisierungsmitteln für die Abbindung der freien Schwefelsäure in der
rohen Sulfonsäure, die zeitlichen und apparativen Anforderungen für die Abscheidung der Abfallsäure,
etwa erforderlich werdende weitere Auswaschprozesse und schließlich die schwierige Verwertung der dunklen
wasserhaltigen Abfallschwefelsäure selbst belasten diese Verfahrenstechnik in erheblichem Maße.
Man hat aus diesem Grunde vorgeschlagen, an Stelle der Schwefelsäure oder der mäßig konzentrieten Olea
Schwefeltrioxyd in vergaster oder verflüssigter Form für derartige Sulfonierungen einzusetzen. Abgesehen
davon, daß eine Verflüssigung von Schwefeltrioxyd einen zusätzlichen Arbeitsprozeß und Chemikalienaufwand
bedeutet, stellt die Arbeitsweise mit Schwefeltrioxyd außerordentlich hohe apparative Anforderungen,
welche nur von größeren Betrieben erfüllt werclen können. Auch bilden sich bei diesem
Verfahren Sulfonsäureanhydride als Nebenprodukte, die im Neutralisät zu Trübungen und unerwünschtem
Sauerwerden (Säuredrift) Anlaß geben.
Die Anwendung der in der Sulfierungstechnik vielfach verwendeten Chlorsulfonsäure ist bei aromatischen
Kohlenwasserstoffen bekanntlich nicht möglich, weil diese durch Chlorsulfonsäure in erster Stufe
zwar iii Sulfonsäuren, in zweiter Stufe durch Reaktion der entstehenden Sulfonsäure mit weiterer Chlorsulfonsäure
in die entstehenden Sulfonsäurechloride umgewandelt werden. Diese beiden Stufen überlagern
sich, so daß bereits bei Anwendung von 1 Mol Chlorsulfonsäure auf 1 Mol des aromatischen Kohlenwasserstoffes
ein Gemisch aus Sulfonsäure, Sulfochlorid und unverändertem Kohlenwasserstoff anfällt.
Dies gilt sowohl für die niedrigmolekularen Aromaten wie Benzol, Toluol, Xylol usw. wie auch für die
Verfahren zur Herstellung
oberflächenaktiver fremdsalzarmer
Sulfonsäure- oder Sulfonatgemische
Anmelder:
Dr. Kurt Lindner,
Berlin-Lichterfelde 2, Mariannenstr. 46
höhermolekularen Alkylierungspfodukte,' wie man: sie
zur Herstellung oberflächenaktiver Sulfonate verwendet, beispielsweise Dodecylbenzol, Dodecyltoluol;
Tetradecylbenzol, Tetradecylxylol, Hexadecylbenzol, Octylnaphthalin, Dibutylnaphthalin usw. Eine Übertragung
der beliebten Sulfierungstechnik aÜphatischer Verbindungen, wie sie die Behandlung von" Fettalkoholen,
Rizinusöl od. dgl. mit Chlorsulfonsäure darstellt, auf aromatische Verbindungen etwa nach
Art des Dodecylbenzols istclaher nicht möglich;"
Es Wurde nun gefunden, daß märt oberflächenaktive
fremdsalzarme Sulfonsäure- oder Sulfonatgemische dadurch herstellen kann, daß man alkylierte ein- oder
zweikernige aromatische Kohlenwasserstoffe, welche auch durch Hydroxylgruppen substituiert sein'können
und wenigstens insgesamt 8 Kohlenstoff atome in der oder in den Alkylseitenketten enthalten, im Gemisch
mit einkernigen Benzolkohlenwasserstoffen, welche auch durch Hydroxylgruppen substituiert sein können
und 1 bis 3 Kohlenstoffatome in der. oder in den Seitenketten enthalten, oder mit mehrkernigen aromatischen gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituierten
Kohlenwasserstoffen, welche entweder' nicht alkyliert sind oder höchstens 2 Kohlenstoffatome in der
Alkylseitenkette enthalten, mit Chlorsulfonsäure umsetzt
und gegebenenfalls neutralisiert. :
So ist es möglich, höhermolekulare Alkylaromäten
wie Dodecylbenzol, Hexadecylbenzol, Tetradecyltoluol oder Dibutylnaphthalin mit niederen aromatischen
Kohlenwasserstoffen wie Toluol, Xylol, Äthylbenzol, Propylbenzol oder auch mit mehrkernigen1 niederen
Aromaten wie Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Diphenyl oder Äthylnaphthalin zu mischen und anschließend
mit Chlorsulfonsäure zu sulfonierenj'wobei
beide Komponenten lediglich in Sulfonsäuren ümge-
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wandelt werden. Die Sülfonierungstemperaturen sind
die bei Anwendung von Chlorsulfonsäure üblichen. Wendet man an Stelle der aufgeführten niederen substituierten
einkernigen oder an Stelle der mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzol an, so verläuft
die Reaktion in der bekannten und erwarteten Weise unter gleichzeitiger Bildung von Sulfonsäure
und Sulfochlorid.
Eine besonders geeignete Durchführungsform des Verfahrens sieht den Einsatz von Mischungen vor,
welche auf 1 Mol der höhermolekularen Verbindung 0,8 bis 1 Mol der niedermolekularen Verbindung enthält.
Es sind jedoch auch mit wesentlich geringeren Anteilen an niedermolekularer Verbindung noch klar
in Wasser lösliche Sulfonate erhältlich. Die Chlorsulfonsäure wird vorteilhaft so dosiert, daß pro Mol
der aromatischen Kohlenwasserstoffe 1,1 bis 1,2MoI des Sulfonierungsmittels zur Anwendung kommen.
Auf diese Weise läßt sich eine vollständige Sulfonierung ohne nennenswerte Sulfochloridbildung erreichen.
Die Reaktionsprodukte sind bereits in saurem Zustand klar in Wasser löslich und können als solche
Verwendung finden. Sie liefern auch völlig wasserlösliche Neutralisationsprodukte, wobei die üblichen
Neutralisiermittel wie Alkalilaugen, Alkalicarbonate oder -bicarbonate sowie die bekannten Stickstoffbasen
anorganischer Natur, insbesondere Ammoniak, sowie organischer Natur angewandt werden können.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht
den gleichzeitigen Einsatz von höhermolekularen Alkoholen aliphatischer Natur mit wenigstens 8 bis
höchstens 20 Kohlenstoffatomen, in dem für die Sulfonierung bestimmten Gemisch vor. Die wertvollen
Eigenschaften der Sulfonate werden auf diese Weise noch erheblich gesteigert.
An Stelle der höhermolekularen bzw. niedermolekularen Kohlenwasserstoffe können auch die entsprechenden
Phenole bzw. Naphthole Verwendung finden, doch werden im allgemeinen die Grundkohlenwasserstoffe
bevorzugt.
Die Verfahrensprodukte finden in an sich bekannter Weise als Netz-, Wasch-, Dispergier-, Emulgier- und
Solubilisiermittel Verwendung. Bei Einsatz solcher Alkylaromaten oder höhermolekularen Alkohole,
welche in der aliphatischen Kette 16 Kohlenstoffatome und mehr enthalten, kommen auch die avivierenden
und ,weichmachenden Wirkungen zur Geltung.
Das Verfahren ist fortschrittlich, weil es gegenüber der bekannten Sulfonierungstechnik mit Schwefelsäure
oder schwachem Oleum das Entstehen der Abfallschwefelsäure und die damit verbundenen betrieblichen
Belastungen vermeidet. Es besitzt auch nicht die Nachteile der SO3-Sulfonierung (Anhydridbildung;
Säuredrift) und ist apparativ viel weniger aufwendig. Die Verfahrensprodukte sind salzarm und — bezogen
auf ihren Anteil an hochmolekularen Sulfonaten bzw. Sulfonat-Sulfat-Gemischen — den auf übliche Weise
hergestellten Sulfonaten auch waschtechnisch überlegen. Die Wasserlöslichkeit besonders in Gegenwart
höhermolekularer Fettalkohole wird verbessert. Die anwesenden niedermolekularen Sulfonate üben also
synergistische Effekte aus, welche Löslichkeit und Waschkraft über das erwartete Maß hinaus steigern.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Neutralfette, Fettsäuren oder fettähnliche Verbindungen im Gemisch
mit aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Phenolen unter Verwendung von Schwefelsäurehalogenhydrinen
einer kondensierenden und sulfonierenden Behandlung zu unterziehen. Als aromatische
Verbindungen sind lediglich die niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol,
Xylol, Naphthalin bzw. Phenol oder Naphthol, vorgeschlagen worden. Die Arbeitsbedingungen dieses
älteren Verfahrens sind auf die Herstellung von Phenolsulfonsäuren abgestellt. Die in der vorliegenden
Erfindung obligatorische Anwendung von hochmolekularen alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen
oder Phenolen findet in dem älteren Verfahren keine Erwähnung. Die erfindungsgemäßen Produkte
ίο sind in bezug auf Farbe und Eigenschaften den nach dem älteren Verfahren erhältlichen Erzeugnissen
erheblich überlegen.
Einige Beispiele sollen das Verfahren näher erläutern.
1. Eine Mischung molarer Mengen von Tetrapropylenbenzol und Toluol wird unter guter Kühlung
und Rührung mit Chlorsulfonsäure umgesetzt, wobei pro Mol der aromatischen Kohlenwasserstoffe
je 1,15 Mol Chlorsulfonsäure zur Anwendung gelangen. Unter Innehaltung einer Höchsttemperatur
von 30° C entsteht hierbei eine klarlösliche Sulfonsäure, welche nach Beendigung der
Reaktion noch etwa 1 Stunde zwecks Entfernung von Salzsäuregas nachgerührt wird. Anschließend
wird die Sulfonsäure auf Eis gegeben und unter Innehaltung einer Temperatur von höchstens
28° C mit Natronlauge neutralisiert. Es entsteht ein weißes salzarmes Sulfonat in Pastenform.
2. 1 Mol Dodecylbenzol wird mit 0,1 Mol Toluol gut vermischt und mit 1,27 Mol Chlorsulfonsäure
bei etwa 30|C C sulfoniert, wobei eine klar in
Wasser lösliche Sulfonsäure entsteht. Zur Beendigung der Reaktion wird noch etwa 1 Stunde nachgerührt,
wobei auch das gebundene Salzsäuregas entfernt wird. Anschließend oder nach Belieben
auch später wird die Sulfonsäure auf Eis gegeben und unter Innehaltung einer Temperatur
von möglichst nicht über 30'° C mit Natronlauge bis zur schwachalkalischen Reaktion (pH 7,8 bis 8)
eingestellt. Es entsteht eine hellfarbige Paste, welche klar in Wasser löslich ist.
3. Je 1 Mol Dodecylbenzol, Toluol und technisches Gemisch aus Lauryl- und Myristylalkohol werden
sorgfältig gemischt und unter Kühlung und Rührung mit Chlorsulfonsäure sulfoniert, wobei eine
Höchsttemperatur von 30'° C nicht überschritten werden soll. Bis zur völligen Wasserlöslichkeit
werden pro Mol der drei eingesetzten Komponenten je 1,1 bis 1,2 Mol Chlorsulfonsäure verbraucht.
Die Neutralisation mit Natronlauge erfolgt unter guter Kühlung in üblicher Weise,
wobei das Endprodukt auf 30 bis 50°/o- wirksame Substanz eingestellt werden kann.
4. In einer Mischung von Tetradecylbenzol und Xylol wird technischer Cetylalkohol unter leichtem
Erwärmen aufgelöst. Das Molverhältnis Tetradecylbenzol zu Xylol zu Cetylalkohol ist
1:1: 0,5. Die Sulfonierung erfolgt wiederum mit 1,15 Mol Chlorsulfonsäure pro Mol eingesetzter
aromatischer oder aliphatischer Verbindung. Der Sulfonierungsprozeß sowie die Neutralisation
werden in der bereits beschriebenen Weise durchgeführt.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung oberflächenaktiver
fremdsalzarmer Sulfonsäure- oder Sulfonatgemische, dadurch gekennzeichnet, daß man alkylierte
ein- oder zweikernige aromatische Kohlen-
Wasserstoffe, welche auch durch Hydroxylgruppen substituiert sein können und wenigstens insgesamt
8 Kohlenstoffatome in der oder in den Alkylseitenketten enthalten, im Gemisch mit einkernigen
Benzolkohlenwasserstoffen, welche auch durch Hydroxylgruppen substituiert sein können und
1 bis 3 Kohlenstoffatome in der oder in den Seitenketten enthalten, oder mit mehrkernigen
aromatischen, gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituierten Kohlenwasserstoffen, welche
entweder nicht alkyliert sind oder höchstens zwei Kohlenstoffatome in der Alkylseitenkette enthalten,
mit Chlorsulfonsäure umsetzt und gegebenenfalls neutralisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der höhermolekulare und der nieder-
molekulare Anteil der aromatischen Ausgangskomponenten in einem Molverhältnis von etwa
1 : 0,8 bis 1 zur Anwendung kommen.
3. Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mischung der höhermolekularen und niedermolekularen aromatischen Ausgangskomponenten vor
der Sulfonierung aliphatische Alkohole mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise in einem
Mischungsverhältnis von 0,5 bis 1 Mol Alkohol pro Mol der niedermolekularen aromatischen
Komponente, zugesetzt werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 438 061, 583 686;
USA.-Patentschrift Nr. 2 615 847.
Deutsche Patentschriften Nr. 438 061, 583 686;
USA.-Patentschrift Nr. 2 615 847.
Bei der Auslegung wurde der Untersuchungsbericht vom 16. Oktober 1957 mit ausgelegt.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1070623B true DE1070623B (de) | 1959-12-10 |
Family
ID=595485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1070623D Pending DE1070623B (de) | Verfahren zur Herstellung oberflächenaktiver fremdsalzarmer Sulfonsäure- oder Sulfonatgemische |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1070623B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1185599B (de) * | 1961-03-10 | 1965-01-21 | Basf Ag | Verfahren zur Gewinnung von reinem p-Xylol und m-Xylol aus diese enthaltenden Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe |
DE2538279A1 (de) * | 1975-08-28 | 1977-03-10 | Zschimmer & Schwarz Chemische | Verfahren zur herstellung von fettungsmitteln fuer leder und pelzfelle und deren verwendung |
-
0
- DE DENDAT1070623D patent/DE1070623B/de active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1185599B (de) * | 1961-03-10 | 1965-01-21 | Basf Ag | Verfahren zur Gewinnung von reinem p-Xylol und m-Xylol aus diese enthaltenden Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe |
DE2538279A1 (de) * | 1975-08-28 | 1977-03-10 | Zschimmer & Schwarz Chemische | Verfahren zur herstellung von fettungsmitteln fuer leder und pelzfelle und deren verwendung |
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