DE1568546A1 - Verfahren zur Herstellung von aliphatischen und eveloalipbatischen Sulfonsaeuren - Google Patents

Description

FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: P 15 68 5^6.0 - Fw 5120

Datum: lö. April 1969

Verfahren zur Herstellung von aliphatischen und cycloaliphatiachen Sulfonsäuren

Aus der deutschen Patentschrift 1 139 Üb ist bekannt, Sulfonsäuren durch ständige Einwirkung von ^-Strahlen auf ein Gemisch von Paraffinkohlenwasserstoffen, die 10 bis 30 C-Atoae enthalten, und ein Gasgemisch aus Schwefeldioxid und Sauerstoff herzustellen. Nach F. Asinger, Chemie und Technologie der Paraffinkohlenwasaerstoffe, Berlin 1956, unterscheidet man zwei Gruppen von Paraffinkohlenwasserstoffen; die eine umfaßt Kohlenwasserstoffe, deren Umsetzung mit Schwefeldioxid und Sauerstoff zu Sulfonsäuren selbsttätig weitergeht, sobald sie durch Belichten, Eingasen von Ozon oder Zugabe von Persäuren eingeleitet worden ist; zu dieser Gruppe gehören Cyclohexan, Methylcyclohexan und Heptan. Die andere Gruppe, zu der insbesondere die höhermolekularen Paraffinkohlenwasserstoffe gehören, bedarf zur Umsetzung mit Schwefeldioxid und Sauerstoff ständig einer der oben angeführten Maßnahmen.

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Es wurde bereite vorgeschlagen, die Reaktion zwischen Paraffinkohlenwasserstoffen und Schwefeldioxid und Sauerstoff durch Bestrahlung der gesamten Reaktionsmischung zu starten und dann ohne Strahieneinwirkung zu Ende zu führen (F k$ 131 IVb/l2c -Fw 4695). Ferner wurde bereite vorgeschlagen, das Gasgemisch aus SO₂ und 0 »it energiereicher Strahlung zu bestrahlen und dieses Gasgemisch ohne weitere Bestrahlung eines» aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff mit 10 bic 30 C-Atomen zuzuführen, um die entsprechendes Sulfonsäuren darzustellen (F 45 953 IVb/12 ο - Fw 4761).

Ee wurda nun ein Verfahren zur Herstellung von aliphatischen und cycloaliphatischen Sulfonsäuren du*ch Umsetzen von aliphatischen und cycloaliphetischen kohlenwasserstoffen, die 10 bis 30 C-Atome enthalten, mit Schwefeldioxid und Sauerstoff jefundati, daa dadurch gekennzeichnet ist,daß man auf das Gasge-

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aisch von Schwefeldioxid und Sauerstoff UV-Strahlung einwirken läßt und da« so aktivierte Gasgemisch anschließend alt den aliphatischen Kohlenwasserstoffen ohne weitere Bestrahlung zur Reaktion bringt.

Zur Erzeugung der UV-Strahlung können alle handelsüblichen UV-Brenner verwendet werden. Vorteilhaft werden Tauchbrenner verwendet, die in ein Gefäß eingesetzt und vom Synthesegas umströmt werden.

Die Herstellung von Sulfonsäuren der obengenannten kohlenwasserstoffe kann bei Temperaturen zwischen -20 und +100 C₁ vorzugsweise bei solchen zwischen 0 und 30 C durchgeführt werden. Drucke »wischen 0 und 50 atü, in besonderen Fällen auch darüber, werden verwendet, vorzugsweise zwischen 0 und 5 atü. Das Gasgemisch aus Schwefeldioxid und Sauerstoff wird zweckmäßig in großen Überschuß eingesetzt, wobei das Volumen der pro Stunde durchgeleiteten Gasaischung das 10- bis 1000-fache des Volumens der verwendeten Paraffinkohlenwasserstoffe betragen kann} vorzugsweise wird das 50- bis 500-fache Voluaea verwendet. Das Verhältnis Schwefeldioxid zu Sauerstoff muß gesiäß der Reaktionsgleichung Mindestens 2 : 1 sein; vorteilhaft werden Gasmiechungen nit höhere« Schwefeldioxid-Gehalt im Verhältnis zwischen % : 1 und 20 : 1 verwendet; besonders vorteilhaft sind Mischungsverhältnis·· zwischen 6 s 1 und 15 '· 1· Als Ausgangsmaterial können Kohlenwasserstoff· wie Cetan, Petroöl oder Paraffinschnitte der Raffinerien verwendet werden.

Als sauerstoffhaltiges Gas kann insbesondere bei diskontinuierlicher Reaktionsführung Luft verwendet werden. Die Gaseiechung wird zweckmäßig in feiner Verteilung, z.B. mit Hilfe «ines Begasungaringes, in die Keaktionsmischung eingeleitet.

Da· Verfahren gemäß der Erfindung lann auch durch Bestrahlen der Gasmiachung vorgenommen werden, wenn diese durch «ine inerte Flüssigkeit geleitet wird. Man erreicht hierbei eine Verdichtung de· Gases, «in· längere Verwexlieit in lies trahlungsraua und damit eine Anreicherung aktivierter Teilchen. Als Flüssig-

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koit kenn z.U. eine Mischung hochverzweigter Kohlenwasserstoffe dienen, die der Suif on; «rungsreaktioii nur in sehr geringem Malle unterliegt.

Grundsätzlich kann aas Verfahren gemaü der Erfindung diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Im diskontinuierlichen Verfahren wird die durch Energiezufuhr gestartete Reaktion unter weiterer Einleitung der aktivierten Koalitionspartner hie zur vollständigen Umsetzung der vorgelegten Paraffinkohlenwasserstoffe fortgesetzt. Kontinuierlich kann das Verfahren als Kinkessel- oder Zwcikesselreaktion durchgeführt werden. Dabei ist es vorteilhaft, die gebildet« SuIfonsaure dauernd aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen, wobei man mit Absetzbehältern arbeitet, mechanische Zentrifugierverfehren oder Extraktionsverfahren anwendet, die mit selektiven Lösungsmitteln, z.B. mit V&bmt oder flüssigem Schwefeldioxid arbeiten, Die Reaktionsffiischung kann mittels Pumpen von den Reaktionsbohältern über Trennsysteme, z.B. Zentrifugen, geführt werden, wobei die gebildete Sulfonsäure als hochkonzentriertes, fast farblose« Ul abgeschieden wird, das zur weiteren Aufarbeitung z.B. in Wasser oder in ein Gemisch von Wasser und anderen Lösungsmitteln wie Methanol oder Aceton eingeleitet werden kann. Man erhält so eine farblose hochkonzentrierte Sulfonsäure, die auf die entsprechenden Salze weiterverarbeitet werden kann.

Se ist überraschend, daß das Verifilirdi gemäß der brfindung unter den angegebenen Bedingungen durch Einwirkung "von UV Strai, ^n allein auf die Gasmischung von Schwefeldioxid und ό .erst Ί durchgeführt werden kann. Dies steht im Widerspruch ur herrschenden Meinung, wonach die Aktivierung des Kohlenwasserstoffs der wesentliche Schritt in der Kettenreaktion ist.

Die Salze der läiigerkettigen Sulfonsäuren finden z.B. als haologisch abbaufähige Waschmittel Verwendung.

Beispiel 1

Eine Mischung von Schwefeldioxid und Ä...i'irs'off im Vt-rhaltuia

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Stunde durch ein liestrahlungs&efäß von 5 1 Inhalt geleitet, das bei 25 C mit UV-Strahlung einer Lampe der Firma Heraeus bestrahlt wird. Das so bestrahlte Gasgemisch wird anschließend in ein 10 1-Reaktionsgefäü, in dem sich bei 25 C 8 1 eines Gemisches geradkettig©!* Kohlenwasserstoffe mit Kohlenstoffzahlen Von 10 bis 20 befinden, eingeleitet. Nach einiger Zeit beginnt die Bildung von Sulfonsäuren, die sich zunächst am Boden des Gefäßes abscheiden. Nach etwa 48 Stunden Betriebszeit werden ■-ca. 100 g einer öligen Flüssigkeit pro Stunde abgeschieden. Das in Wasser aufgefangene Ol enthält 68 bis 77 % SuIfonsäure und 6 bis 10 % Schwefelsäure.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   l) Verfahren zur Herstellung von aliphatischen und cycloaliphatischen Sulfonsäuren durch Umsetzen von aliphatischen und cycloaliphatxschen Kohlenwasserstoffen, die 10 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten, mit Schwefeldioxid und Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Gasgemisch von Schwefeldioxid und Sauerstoff UV-Strahlung einwirken läßt und das so aktivierte Gasgemisch anschließend mit den Kohlenwasserstoffen ohn« weitere Bestrahlung zur Reaktion bringt.
2. 2) Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der stündlich zugeführten Gasmenge das 10 bis 1000-fache des Volumens der Flüssigkeit beträgt·
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas Schwefeldioxid und Sauerstoff in einen Verhältnis zwischen 2 : 1 und 20 : 1 enthält.

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