DE1518010C

DE1518010C - Verfahren zur Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von aroma tischen Kohlenwasserstoffsulfonsauren

Info

Publication number: DE1518010C
Application number: DE19651518010
Authority: DE
Inventors: Robert Phschke LeMoyne Wilfred Pensacola Fla Johnson (V St A )
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1964-02-26
Filing date: 1965-02-25
Publication date: 1973-02-15

Description

R¹ —N —R³
R⁴

(R⁵)„

in welcher R¹, R², R³ und R⁴ einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, R⁵ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und η eine Zahl von 1 bis 4 bedeuten, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in den (R⁵)„-Alkylresten 1 bis 20 beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aromatisches Alkylsulfonat mit einer wäßrigen 20- bis 50gewichtsprozentigen Lösung eines Trialkylamins in molarem Überschuß umsetzt und aus der wäßrigen Salzlösung nicht umgesetztes Trialkylamin durch Verdampfen entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Trialkylamin in einem molaren Überschuß von mehr als 5% einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Trimethylamin oder Triäthylamin durchführt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von quaternären Alkylammoniumsalzen von bestimmten aromatischen Sulfonsäuren und besonders auf ein Verfahren zur Herstellung von quaternären Alkylammoniumsalzen von aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren in wäßriger Lösung.

Quaternäre Alkylammoniumsulfonate stellen eine Verbindungsklasse dar, welche im allgemeinen wasserlösliche kristalline Feststoffe umfaßt. Diese Salze sind für eine Reihe von technischen und landwirtschaftlichen Zwecken brauchbar, beispielsweise als Dispergiermittel in der Textilfärbe- und Textilverarbeitungs- oder Textilbehandlungsindustrie, allgemein als biologische toxische Mittel und Bactericide und als Virenbekämpfungsmittel (Viricide). Sie können auch in vorteilhafter Weise in wäßriger Lösung für elektrolytische Verfahren oder Behandlungsweisen, bei welchen organische Verbindungen mit beschränkter Wasserlöslichkeit vorhanden sind, zur Anwendung gelangen.

Es sind Arbeitsweisen zur Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren bekannt, bei welchen ein Alkylester einer benzoiden Kohlenwasserstoffsulfonsäure mit einem Trialkylamin umgesetzt wird; jedoch werden diese bekannten Arbeitsweisen unter wasserfreien Bedingungen in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels ausgeführt. Wenn außerdem Versuche zur Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von aromatischen einkernigen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren aus Alkylbenzolsulfonaten und Trialkylaminen aemäß dieser bekannten Arbeitsweisen unter wasserfreien Bedingungen ausgeführt werden, ergeben sich dabei viele Schwierigkeiten. Die Reaktionsgeschwindigkeiten sind niedrig; 5 bis 10 Gewichtsprozent des Esters bleiben im allgemeinen unumgesetzt in dem 5 organischen Lösungsmittel zurück, selbst wenn auch ein großer Überschuß an Amin in der Reaktionsmasse vorhanden ist. Die organischen Lösungsmittel besitzen < außerdem ein niedriges Lösungsvermögen für Tetfaalkylammoniumsalze, wodurch deren Kristallisation in der Reaktionsvorrichtung veranlaßt wird. Eine derartige Kristallisation bringt Verfahrensschwierigkeiten mit sich, z. B. Verstopfung der Leitungen und Bildung von Kristallen an Kühlflächen.
Bei elektrolytischen Verfahren zur Synthese von bestimmten organischen Verbindungen, bei welchen wäßrige Elektrolyte verwendet werden, gelangen quaternäre Alkylammoniumsulfonate zur Anwendung, um die Löslichkeit von organischen Verbindungen in . dem wäßrigen Elektrolyten zu erhöhen. Bei der Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von benzolaromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren gemäß der bekannten Arbeitsweisen für den Gebrauch in · wäßrigen Elektrolyten, müssen die Salze zuerst aus dennicht wäßrigen Lösungen durch Kristallisation oder Filtration gewonnen und dann weiterbehandelt werden, um Salze mit der zum Gebrauch in der Herstellung von geeigneten wäßrigen Elektrolyten erforderlichen, hohen Reinheit zu erhalten. Diese Gewinnungs- und Reinigungsstufen sind nicht allein unbequem und zeitraubend, sondern sie sind auch kost-. spielig und bewirken eine Produktionserniedrigung. Obgleich es allgemein bekannt ist, daß Triälkylamine wasserlöslich sind, war die erfolgreiche Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren unmittelbar in wäßriger Lösung mit praktisch theoretischen Ausbeuten völlig unerwartet. Es ist allgemein bekannt, daß Wasser Alkylester von aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren hydrolysiert. Daher wird im all-

gemeinen und normalerweise Wasser". bei jeglicher Reaktion, bei welcher diese Verbindungen- vorhanden sind, ausgeschlossen.

Die Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Tetraalkylammoniumr' salzen von aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren in wäßriger Lösung mit praktisch theoretischen Ausbeuten zur Verfügung zu stellen, das es" ermöglicht, die erhaltenen- wäßrigen Lösungen direkt als Elektrolyte für elektrolytisch^ Verfahren zu verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäuren der allgemeinen Formel ■

R²

Il —s

Il ο

(R⁵)„

in welcher R¹, R², R^J und R⁴ einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, R⁵ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und π eine Zahl von 1 bis 4 bedeuten, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in den (R³)„-Alkylresten 1 bis 20 beträgt, besteht darin, daß man ein aromatisches Alkylsulfonat mit einer wäßrigen 20- bis 50gewichtsprozentigen Lösung eines Trialkylamins in molarem

Überschuß umsetzt und aus der wäßrigen Salzlösung nicht umgesetztes Trialkylamin durch Verdampfen entfernt.

Vorzugsweise wird die Umsetzung mit Trimethylamin oder Triäthylamin durchgeführt. .·

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Tetraalkylammoniumsulfonats einer aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäure aus einem Trialkylamin und einem Alkylester der aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäure kann so ausgeführt werden, daß man den Ester mit einer wäßrigen Lösung von Trialkylamin bei Raumtemperatur, erniedrigten oder erhöhten Temperaturen umsetzt, bis die Addition des Sulfonats an das Amin nahezu vollständig ist. Kein inertes organisches Lösungsmittel, wie Äthanol, Isopropanolbenzol, Dichlorbenzol, Hexan, Dioxan oder Äther, ist erforderlich. Das aromatische Alkylkohlenwasserstoffsulfonat kann der wäßrigen Trialkylaminlösüng unter Rühren und bei einer Geschwindigkeit und unter solchen Bedingungen von Temperatur und Druck zugegeben werden, daß der Dampfdruck des Systems nicht übermäßig hoch wird. Die Menge an Trialkylamin in der wäßrigen Lösung soll größer als die für die Umsetzung erforderliche theoretische Menge sein. Vorzugsweise wird ein molarer überschuß von Amin von wenigstens 5% . angewandt. Die Reaktion verläuft sehr rasch und ist nahezu vollständig, wenn die Zugabe des Esters zu der wäßrigen Lösung von Amin aufhört. Die Reaktionstemperatur wird von dem Trialkylamin bestimmt. Die Reaktion ist im allgemeinen exotherm. Bei übermäßig hohen Temperaturen findet eine Verdampfung des Alkylamins statt; dann muß entweder gekühlt oder unter Druck gearbeitet werden. Beispielsweise reagiert Trimethylamin bei 0° C, es wäre jedoch erfprderlich, eine Kühleinrichtung vorzusehen: Bei 100⁰C wäre bei Verwendung von Trimethylamin ein Druckgefäß erforderlich, um die Verdampfung der reagierenden Substanzen zu verhindern. Temperaturen bei oder in Nähe 'von Raumtemperaturen sind im Fall von Trimethylamin zweckmäßig. Triäthylamin erfordert im allgemeinen die Anwendung von Wärme, um die Reaktion einzuleiten, und in einigen Fällen wird eine erhöhte Temperatur beibehalten.

Eine Änderung der Temperatur der-wäßrigen Lösung von Amin zwischen 20 und 60° C besitzt nur wenig oder gar keinen Einfluß auf die Ausbeute von Tetramethylammoniumbenzolsulfonat, das durch die Zugäbe von Methylbenzolsulfonat zu einer wäßrigen Lösung mit einem ^Gehalt an 10% theoretischem Überschuß von Trimethylamin hergestellt wird. Die Herstellung von Tetraäthylammonium-toluolsulfonat aus Triäthylamin und Äthyl-p-toluolsulfonat kann zweckmäßig bei einer Reaktionstemperatur von 70 bis 90° C durchgeführt werden.

Nach der Zugabe des Esters zu der wäßrigen Lösung wird überschüssiges Amin aus der Lösung verflüchtigt und für die Wiederverwendung durch Absorption in Wasser oder in irgendeinem anderen geeigneten Mittel zurückgewonnen. Die Konzentration der verbleibenden wäßrigen Lösung von quaternärem Alkylammoniumsulfonat der aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonsäure kann bedarfsmäßig in Abhängigkeit von der jeweiligen Verwendung eingeregelt werden. Es findet in gewissem Ausmaß eine Phasenbildung statt, wenn Triäthylamin mit einem Sulfonat umgesetzt wird, das als reaktionsfähigen Alkylrest eine Äthylgruppe aufweist. Wenn die reaktionsfähige Alkylgruppe eine Methylgruppe ist, ist die Reaktion so rasch, daß keine unterscherdbare Phasenbildung vorhanden¹ ist. Bei Anwendung von Hitze auf eine Phasen aufweisende Lösung verschwinden im allgemeinen die Phasen bei Fortschreiten der Reaktion! -.','- ; ~ =-■ -.->.. - ^; ··

Gemäß einem Anwendungsbeispiel der wäßrigen, · quaternären Alkylammoniumsalzlösung als Lösungsmittel und Elektrolyt bei der Elektrohydrodimeri- ,:■:■■ sation von Acrylnitril zu Adipinsäuredinitril kann \ eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung her- , gestellte 70%ige Salzlösung, bezogen, auf Gewicht, unmittelbar ohne eine weitere Reinigung oder Behandlung zur Anwendung gelangen. Eine 7OgCWiCMs-" prozentige Salzlösung entspricht etwa der.für das Elektrohydrodimerisationsverfahren benötigten Konzentration. Bei niedrigen Wasserkonzentrationen findet die Reaktion gemäß der Erfindung noch statt Um jedoch ein wirksames Fortschreiten der Reaktion zu erhalten, muß ausreichend Wasser für die Bildung einer gesättigten oder nicht vollständig gesättigten Lösung vorhanden sein. Andererseits bewirkt ~* eine zu große Menge Wasser die Erzeugung von Ver^¹ unreinigungen. Wie vorstehend -angegeben, gehen ..>■ aromatische Alkylsulfonate die Hydrolyse ein, wie j^; dies nachstehend erläutert ist: ·

Il -

S —O —CH₃ + H₂O

Il ■ . s

S — OH + CH,OH

In Gegenwart eines Amins, beispielsweise von

CH₃

findet dann die folgende Umsetzung statt:

S-¹OHH-N-CH₃

S-O-N-CH₃"

CH₃

Bei Zunahme der Menge oder Konzentration, des Wassers findet die vorstehend angegebene Umsetzung bis zu einem unerwünschten Ausmaß statt. Die Kon-

zentration des Trialkylamins in wäßriger Lösung hängt von der Menge oder Konzentration an Verunreinigung,-welche im Endreaktionsprodukt annehmbar ist und von der Menge an Salz, welche in'der Produktlösung gewünscht oder verlangt wird, ab. Zweckmäßig wird eine Konzentration von 20 bis 50 Gewichtsprozent Trialkylamin in Wasser verwendet. . .

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist sowohl kontinuierlich als auch ansatzweise ausführbar. Bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise können Amin und Wasser in einem Absorber in Berührung gebracht werden, und die sich ergebende wäßrige Aminlösung kann mit einem gewählten Ester in einem Reaktor zur Erzeugung des Salzes umgesetzt werden. Das Salzprodukt wird dann einem Verdampfer, zugeführt, um überschüssiges Amin zu entfernen und erneut im Kreislauf dem Aminabsorber zurückzuführen. Abänderungen der kontinuierlichen Arbeitsweise, wie die kontinuierliche Entfernung und Rückführung von Amin in einer Reaktionsapparatur, können vorgenommen werden. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Beispiele näher erläutert.

B ei s ρ ie 1 1 .

Eine 29,6%ige wäßrige Lösung von Trimethylamin wurde durch Zusatz von 325 g (5,50 Mol) Trimethylamin zu 771 g Wasser hergestellt. Zu dieser wäßrigen Aminlösung wurden 861 g (5,0 Mol) Methylbenzolsulfonat unter stetem Rühren während einer Dauer von 3,3 Stunden zugegeben. Die wäßrige Aminlösung ergab einen molaren Trimethylaminüberschuß von 10%. Während der Zugabe des Methylbenzolsulfonats zu der wäßrigen Aminlösung wurde die Temperatur der Aminlösung bei 20° C mittels eines Eisbades beibehalten.

Nach der Zugabe des Methylbenzolsulfonats wurde die sich ergebende wäßrige Lösung bei einer Rückflußtemperatur von etwa 107⁰C, um den Überschuß oder das nicht umgesetzte Amin abzutreiben. Die verbleibende Salzlösung enthielt 1156g Tetramethylammoniumbenzolsulfonat' entsprechend einer Konzentration von 58,7% und einer Reaktionsausbeute von 99,8%. Lediglich 0,08% Trimethyjammoniumbenzolsulfonat, gemessen auf Trockenbasis, wurden in dem Produkt als Verunreinigung festgestellt.

Eine Probe des so hergestellten Tetramethylammoniumbenzolsulfonats wurde aus der wäßrigen Lösung durch Verdampfen des Wassers unter vermindertem Druck in einem Niederdruckverdampfer gewonnen. Diese Salzprobe ergab einen Schmelzpunkt zwischen 209,0 und 210,2⁰C im Vergleich mit 212 bis 213⁰C für eine Standardprobe von Tetramethylammoniumbenzolsulfonat. '

Beispiel 2

Eine wäßrige Lösung mit einer Trimethylaminkonzentration von 29,6% wurde gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt. Zu dieser Lösung würden 861 g (5,0 Mol) Methylbenzolsulfonat unter stetem Rühren während einer Dauer von 1,1 Stunden zugegeben. Die wäßrige Aminlösung ergab einen molaren Trimethylaminüberschuß von 10%. Die Temperatur der Lösung wurde bei etwa 30° C während der Zugabe des Methylbenzolsulfonats zu der wäßrigen Aminlösung beibehalten. Nach der Zugabe des Methylbenzolsulfonats wurde die erhaltene Lösung während weiterer 30 Minuten gerührt und dann bei einer Rückflußtemperatur von etwa 108⁰C erhitzt, um den Überschuß oder nicht umgesetztes Amin abzutreiben. Die verbleibende wäßrige. Salzlösung ergab einen Gehalt von 1155g Tetramethylammoniumbenzolsulfonat, entsprechend einer Konzentration von 59,9% und einer Ausbeute von 99,8%. Das so hergestellte Salz enthielt 0,10% Trimethylammoniumbenzolsulfonat, gemessen auf Trokkenbasis. .

' ' B β i s ρ i e 1 3

Eine wäßrige Lösung mit einer Konzentration von 37,9% Triäthylamin wurde durch Zusatz von 445 g (4,40 Mol) Triäthylamin mit einer Reinheit von 99,9% zu 729 g Wasser hergestellt. Zu dieser wäßrigen Lösung wurden 689 g (4,00 Mol) Methylbenzolsulfonat unter stetem Rühren der Lösung während einer Dauer von 20 Minuten zugegeben. Die wäßrige Aminlösung ergab einen molaren Überschuß von Triäthylamin von 10%. Die Temperatur der wäßrigen Lösung wurde bei etwa 6O⁰C während der Zugabe des Sulfonats gehalten, und die Lösung wurde während weiterer 15 Minuten nach der-Beendigung der Sulfonatzugabe gerührt. Der Überschuß oder nicht umgesetztes Triäthylamin wurden aus der sich ergebenden Lösung durch Destillation· in Form eines azeotropen Gemisches mit Wasser entfernt, und dann wurde weiteres Wasser der verbleibenden wäßrigen Salzlösung zugegeben, um die Wassermenge, welche während der Destillation entfernt worden war,-^zu ersetzen. Die verbleibende wäßrige Lösung enthielt 1100 g Methyltriäthylammoniumbenzolsulfonat, entsprechend einer Salzkonzentration von 62,06% und einer Ausbeute von 96,8%. Das so hergestellte Salz enthielt 3,82% Verunreinigungen, berechnet als Triäthylammoniumbenzolsulfonat, und gemessen auf Trockenbasis. ->

B ei spit 14; '

Eine wäßrige Lösung mit einer Konzentration von 31,5% Trimethylamin wurde durch Zugabe von 2254 g (38,14 Mol) Trimethylamin zu 4907 g Wasser hergestellt. Methyltoluolsulfonat in einer Menge von . 5587 g (30,0 Mol) wurde zu der bereiteten wäßrigen Aminlösung unter. stetem Rühren während einer Dauer von 45 Minuten zugegeben. Die .,wäßrige Aminlösung lieferte einen molaren Überschuß an ~ Trimethylamin von 27,1%. Die Temperatur der wäßrigen Lösung wurde bei etwa 20⁰C während der Zugabe von Methyltoluolsulfonat gehalten; nach der Zugabe des Sulfonats wurde die sich ergebende Lösung bei einer Rückflußtemperatur von etwa 108⁰C erhitzt, um den Überschuß oder nicht umgesetztes Trimethylamin abzutreiben. Die verbleibende wäßrige Lösung enthielt 7284 g Tetramethylammoniumtoluolsulfonat, entsprechend einer wäßrigen Lösungskonzentration von 60,1% und einer Reaktionsausbeute von 98,8%. Das Tetramethylammoniumtoluolsulfonatsalz enthielt 0,14% Trimethylammoniumtoluolsulfonat als Verunreinigung, gemessen auf Trokkenbasis.

B e i s ρ i e 1 5'

Eine wäßrige Lösung von Trimethylamin mit einer Konzentration von etwa 30% wurde durch Auflösung von Trimethylamingas in kaltem Wasser erhalten. Eine

I OlöUIU

Reihe von Versuchen wurde ausgeführt, wobei eine abgemessene oder bestimmte Uberschußmenge der wäßrigen Lösung von Trimethylamin in einen 300-ml-Reaktor, der mit einem magnetischen Rührer, einem von der Lösung bedeckten Thermoelement und Kühlschlangen ausgestattet war, eingebracht wurde. Bei jedem Versuch wurden etwa 100 g Methyltoluolsulfonat rasch zu der Aminlösung in dem Reaktor während einer Dauer von 4 bis 5 Minuten zugegeben, während die Lösung in dem Reaktor gerührt wurde. Die Temperatur der Lösung innerhalb des Reaktors wurde genau auf eine Reihe von bestimmten Temperaturen eingestellt, indem das Durchströmen von Kühlwasser durch die Kühlschlangen geregelt wurde. Beijedem Versuch wurde 15' die Arbeitstemperatur während des Versuchs für eine Dauer von 15 Minuten unter Rühren nach der Zugabe von Ester beibehalten; dann wurde die Lösung innerhalb des Reaktors rasch auf 25° C gekühlt und analysiert. Die Ergebnisse von vier auf diese Weise ausgeführten Versuchen sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt, worin Trimethylamin abgekürzt als TMA und Trimethylammoniumtoluolsulfonat abgekürzt als Verunreinigung angegeben sind. ■

Tabelle I

Ver	Molarer Überschuß	Reaktions
such	TMA	temperatur
	%	⁰C
1	10	30
2	10	40
3	20	30
4	20	40

Reaktionsdruck

atmosphärisch
atmosphärisch
atmosphärisch
atmosphärisch

Verunreinigung

0,03
0,03
0,03
0,04

Aus der vorstehenden Tabelle I ist ersichtlich, daß Tetramethylammoniumtoluolsulfonatsalz, welches bei 30 und 40⁰C hergestellt wurde, sowohl mit 10 als auch mit 20% Überschuß an Trimethylamin im wesentlichen die gleichen Mengen an Verunreinigungen, nämlich an Trimethylammoniumtoluplsulfonatsalz, darin enthielt.

B e i s ρ i e 1 6

Es wurden vier Versuche ausgeführt, wobei bei zwei Versuchen Methyltoluolsulfonat und bei den anderen beiden Versuchen Methylbenzolsulfonat mit Trimethylamin umgesetzt wurde. Hierbei wurde das Verfahren und die Vorrichtung, wie vorstehend im Beispiel 5 beschrieben wurde, mit der Abänderung angewendet, daß die Reaktionstemperatur auf 6O⁰C eingeregelt wurde und der autogene Druck maximal 2,11 atü betrug. Die Ergebnisse dieser vier Versuche sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengestellt. In den nachstehenden Versuchen 1 und 2 war der mit Trimethylamin (TMA in Tabelle II) umgesetzte Ester Methyltoluolsulfonat, und die Verunreinigung, welche bestimmt wurde, bestand aus Trimethylammoniumtoluolsulfonat. In den Versuchen 3 und 4 bestand der mit TMA umgesetzte lister aus Methylbenzolsulfonat, wobei die bestimmte Verunreinigung Trimethylammoniumbcnzolsulfonat Will".

Tabelle II

Ver	Molarer Überschuß	Reaktions	Reaktionsdruck	Verunreini
such	TMA	temperatur		gung
	O/ /0	⁰C	atü	%
1	10	60	2,04 (29)	0,06
2	30	60	2,11 (30)	0,06
3	10	60	2,04 (29)	0,08
4	30	60	2,04 (29)	0,08

Wie aus den vorstehenden Tabellen I und II ersichtlich ist, besitzen erhöhter Druck, erhöhte Temperatur und erhöhter Überschuß von Trimethylamin im wesentlichen keinen Einfluß auf die Reinheit des Tetramethylammoniumtoluolsulfonäts und Tetramethylammoniumbenzolsulfonatsalzes, welche jeweils nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurden. Die Salze besaßen in allen Fällen eine Reinheit von oberhalb 99,9%. J_

Beispiel 7

Eine wäßrige Lösung mit einer Konzentration von 34,5% Triäthylamin wurde durch Zugabe von 212 g (2,09 Mol) Triäthylamin zu 402 g Wasser hergestellt. Äthyl-p-toluolsulfonat wurde in einer Menge von 393 g (1,96 Mol) zu der hergestellten wäßrigen Aminlösung unter stetem Rühren während einer Dauer von 20 Minuten zugegeben. Die wäßrige Aminlösung ergab einen molaren Überschuß an Triäthylamin von 6,6%. Die Temperatur der wäßrigen Lösung wurde bei 25 bis 28° C während der Zugabe des Äthyl-p-toluolsulfonats gehalten. Bei Vervollständigung der Zugabe des Äthyl-p-toluolsulfonats zu der wäßrigen Lösung, von Triäthylamin wurde die Lösung während 3 Stunden bei 75 bis 8^⁰C erhitzt. Zu Beginn waren zwei Phasen vorhanden. Nach einer Stunde blieb nur eine Phase zurück. Nicht umgesetztes Triäthylamin wurde durch Destillation in Form eines azeotropen Gemisches mit Wasser entfernt. Dann wurde Wasser zugegeben, um den Verlust" durch „"' Destillation zu ersetzen. Die verbleibende wäßrige·- Lösung besaß eine Konzentration von 59,70% und enthielt 598,6 g Salz. Tetraäthylammonium-p-toluolsulfonat wurde in Form einer wäßrigen Lösung erhalten, welche 12,8% Triäthylammonium-p-toluolsulfonat, bezogen auf Trockensalzbasis, enthielt. Eine derartige hohe Konzentration an Verunreinigungen war wahrscheinlich auf den ungenügenden über- .· schüß an Triäthylamin zurückzuführen.;

Das Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Lösungen von quaternären Ammoniumsalzen gemäß der Erfindung weist eine Anzahl von Vorteilen auf. Die Umsetzung zwischen einem gewünschten Trialkylamin und einem benzoiden Kohlenwasserstoffsulfonsiiurealkylester verläuft bei einer Reaktionsgeschwindigkeit oder einem Reaktionsausmaß in wäßriger Lösung, welche wesentlich rascher als irgendeine der früher erhaltenen " Reaktionsgeschwindigkeiten, wobei die Salze in organischer Lösung hergestellt wurden, ist. Die Ausbeute an dem gewünschten Salz ist sehr hoch. Durch die Verwendung von Wasser als Reaktionsmedium werden Verfahrensschwierigkeiten, wie /.. B. Kristallisation von Salzprodukt aus der Lösung, welche bei den bekannten Arbeitsweisen

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unter Anwendung von organischen Lösungsmitteln als Reaktionsmedium auftreten, vermieden, überdies erlaubt die Verwendung von Wasser die Anwendung von tieferen Reaktionstemperaturen. Die hohe Ausbeute an Reaktionsprodukt macht eine Reinigung, Kristallisation oder Rückführung im Kreislauf des Salzproduktes unnötig, wobei die Verbesserung hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gemäß der - Erfindung durch die Ausschaltung derartiger Stufen offensichtlich ist. Die Verwendung von Wasser an Stelle von organischen Materialien und die ein-

fachen und billigen Mittel zur Rückgewinnung des überschüssigen Amins, das ohne weitere Reinigung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung erneut -verwendet werden kann, stellen klar erkennbare Verfahrensvorteiledar. Außerdem können die wäßrigen Lösungen der^Tquaternären Alkylammoniumsalze von benzoiden Kohlenwasserstoffsulfonsäuren, welche gemäß der Erfindung hergestellt werden, unmittelbar als wäßrige Elektrolyte bei organischen elektrochemisehen Reaktionen ohne weitere Reinigung oder Behandlung zur Anwendung gelangen.

Claims

1 ΟΙΟ UlU Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tetraalkylammoniumsalzen von aromatischen Kohlenwasserstofisulfonsäuren der allgemeinen Formel

R²