DE2152971B2 - Process for the preparation of organic sulfonyl isocyanates - Google Patents
Process for the preparation of organic sulfonyl isocyanatesInfo
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Description
Die Herstellung organischer Sulfonylisocyanate durch Phosgenierung entsprechender Sulfonsäureamide ist bekannt. Gemäß GB-PS 692360 wird diese Reaktion bei Temperaturen von 160 bis 250° C durchgeführt.The production of organic sulfonyl isocyanates by phosgenation of corresponding sulfonic acid amides is known. According to GB-PS 692360, this reaction takes place at temperatures of 160 to 250.degree carried out.
Schonender läßt sich die Umsetzung von organischen Sulfonsäureamiden mit Phosgen entsprechend US-PS 3371 114 in Gegenwart eines Hydrocarbylisocyanats bei Temperaturen zwischen 60 und 200° C durchführen. Schließlich beschreibt US-PS 3379758 die Phosgenierung von N-Arylsulfonyl-N'-Alkyl-Harnstoffen zu Arylsulfonylisocyanaten bei Temperaturen zwischen 0 und 175 ° C. Sämtlichen Verfahren haftet der Mangel an, daß unter den beanspruchten Verfahrensbedingungen in erheblichem Maße Sulfonylchloride als unerwünschte Nebenprodukte entstehen. Organische SulfonyHsocylisocyanate und Sulfonylchloride zeigen hinsichtlich des Molgewichts und demzufolge der physikalischen Eigenschaften nur geringfügige Unterschiede und lassen sich nur unter erheblichem, d. h. kostspieligem Aufwand, voneinander trennen.The reaction of organic sulfonic acid amides with phosgene can accordingly be more gentle US Pat. No. 3,371,114 in the presence of a hydrocarbyl isocyanate Carry out at temperatures between 60 and 200 ° C. Finally, US Pat. No. 3,379,758 describes the phosgenation of N-arylsulfonyl-N'-alkyl ureas to arylsulfonyl isocyanates at temperatures between 0 and 175 ° C. All processes there is a lack of sulfonyl chlorides to a considerable extent under the claimed process conditions arise as undesirable by-products. Organic sulfonyl isocyanates and sulfonyl chlorides show only slight in terms of molecular weight and consequently physical properties Differences and can only be determined under considerable, i. H. costly effort, from each other separate.
Will man Sulfonylisocyanate eines hohen Reinheitsgrades gewinnen, so ist man gezwungen, durch entsprechende chemische Reaktionsführung die Bildung von Sulfonylchlorid zwecks Einsparung aufwendiger Reinigungsoperationen möglichst klein zu halten. If you want sulfonyl isocyanates of a high degree of purity win, one is forced to initiate the formation by appropriate chemical reaction to keep sulfonyl chloride as small as possible in order to save time-consuming cleaning operations.
Wie nun überraschend festgestellt wurde, gelingt die Herstellung von Sulfonylisocyanaten eines hohen Reinheitsgrades, wenn man bei der Reaktion zwischen Sulfonsäureamid und Phosgen katalytische Mengen an primären Aminen mitverwendet.As has now been found, surprisingly, sulfonyl isocyanates can be prepared to a high degree Degree of purity if catalytic amounts are used in the reaction between sulfonic acid amide and phosgene used on primary amines.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von organischen Sulfonylisocyanaten hohen Reinheitsgrades gemäß dem vorstehenden Anspruch.The present invention thus relates to a process for the preparation of organic sulfonyl isocyanates high degree of purity according to the preceding claim.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige primäre aliphatische, cycloaliphatische, araliphatisch^, aromatische und/oder heterocyclische Mono- und/oder Polyamine eingesetzt werden. Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren aliphatische, cycloaliphatische und araliphatische primäre Mono- und/oder Polyamine eingesetzt, insbesondere höhersiedende Vertreter dieser Stoffklasse mil 6 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül. Beispiele v<5ii für das crfindungs^cmäßc Verfahren geeigneten Aminen sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-, sck-, tort.-, Butyl-, Hexyl-, Oktyl-, Dodecyl-, Octa-In the process according to the invention, any primary aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic ^, aromatic and / or heterocyclic mono- and / or polyamines are used. Preferably become aliphatic, cycloaliphatic and araliphatic in the process according to the invention primary mono- and / or polyamines used, especially higher-boiling representatives of this class of substances with 6 to 18 carbon atoms in the molecule. Examples v <5ii suitable for the method of discovery Amines are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-, sck-, tort.-, butyl, hexyl, octyl, dodecyl, octa-
decyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexylamin, Benzylamin, Anilin p-Nitroanilin, p-Ethoxyanilin oder m-Bromanilin. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Polyaminen wie 1,6-Diaminohexan, 2,4-Diaminotoluol, 1,5-Naphthalin-diamin oder 4,4'-Diamino-diphenylmethan. decyl, cyclopentyl, cyclohexylamine, benzylamine, Aniline p-nitroaniline, p-ethoxyaniline or m-bromoaniline. It is also advantageous to use polyamines such as 1,6-diaminohexane, 2,4-diaminotoluene, 1,5-naphthalenediamine or 4,4'-diamino-diphenylmethane.
Als Ausgangsmaterialien zur Herstellung von organischen Sulfonylisocyanaten lassen sich aliphatische, cycloaliphatische und aromatische, gegebenenfalls substiuierte Mono- und Polysulfonsäureamide verwenden, beispielsweise Methansulfonamid, Ethansulfonamid, Butansulfonamid, Dodecansulfonamid, Hexadecansulfonamid, Oxtadecansulfonamid, Benzolsulfonamid, die isomeren Toluolsulfonamide, die isomeren Xylolsulfonamide, die isomeren Naphthalinsulfonamide, die isomeren Naphthalindisulfonamide sowie die isomeren Anthracensulfonamidebzw. -disulfonamide. Die entsprechenden Chlor- bzw. Brom-substituierten aromatischen Sulfonamide können beim erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls eingesetzt werden. Es werden beim erfindungsgemäßen Verfahren Alkansulfonamide mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bzw. aromatische Sulfonamide mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen eingesetzt.Aliphatic, use cycloaliphatic and aromatic, optionally substituted mono- and polysulfonic acid amides, for example methanesulfonamide, ethanesulfonamide, butanesulfonamide, dodecanesulfonamide, hexadecanesulfonamide, Oxtadecanesulfonamide, benzenesulfonamide, the isomeric toluenesulfonamides, the isomeric xylene sulfonamides, the isomeric naphthalene sulfonamides, the isomeric naphthalene disulfonamides and the isomeric anthracene sulfonamidebzw. -disulfonamides. The corresponding chlorine- or bromine-substituted aromatic sulfonamides can can also be used in the process according to the invention. There are in the invention Process alkanesulfonamides with 1 to 18 carbon atoms or aromatic sulfonamides with 6 up to 14 carbon atoms are used.
Als inerte Lösungsmittel empfehlen sich z. B. aliphatische und/oder aromatische, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffe, Ether oder Nitrile, wie Hexan, Testbenzin, Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Chlophen, Tetrachlorkohlenstoff, Nitrobenzol, Dioxan, Benzylcyanid oder Benzonitril.As inert solvents are recommended, for. B. aliphatic and / or aromatic, optionally substituted Hydrocarbons, ethers or nitriles such as hexane, white spirit, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, Dichlorobenzene, trichlorobenzene, chlophen, carbon tetrachloride, nitrobenzene, dioxane, benzyl cyanide or benzonitrile.
Bei der Herstellung von organischen Sulfonylisocyanaten wird vorzugsweise zunächst das Sulfonsäureamid, gegebenenfalls unter Erwärmen, in einem gegenüber Phosgen und Sulfonylisocyanaten inerten Lösungsmittel gelöst, das als Katalysator zu betrachtende Arniii in solchen Mengen hinzugefügt, daß pro VaI Sulfonamidgruppen weniger als 0,1, vorzugsweise 0,001 bis 0,099 VaI Amin vorliegen und bei Temperaturen zwischen 50 und 150° C, vorzugsweise 80 und 135° C, so lange Phosgen eingeleitet, bis das Sulfonsäureamid vollständig in Sulfonylisocyanat umgewandelt ist. Anschließend wird überschüssiges Phosgen und Chlorwasserstoffgas durch Einleiten von beispielsweise Stickstoff verdrängt, das Lösungsmittel abdestilliert und das zurückbleibende Sulfonylisocyanat im allgemeinen unter Verzicht auf eine Fraktionierung einer Destillation unterzogen.In the production of organic sulfonyl isocyanates, the sulfonic acid amide is preferably used first, optionally with heating, in an inert to phosgene and sulfonyl isocyanates Solvent dissolved, the Arniii to be regarded as a catalyst added in such amounts that per VaI sulfonamide groups are less than 0.1, preferably 0.001 to 0.099 VaI amine and at temperatures between 50 and 150 ° C., preferably 80 and 135 ° C., phosgene introduced until the sulfonic acid amide is completely converted to sulfonyl isocyanate. Excess phosgene is then used and displaced hydrogen chloride gas by introducing nitrogen, for example, the solvent distilled off and the remaining sulfonyl isocyanate generally with no fractionation subjected to distillation.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen organischen Sulfonylisocyanate sind wertvolle Zwischenprodukte, die beispielsweise zur Herstellung von Antidiabetika Verwendung finden. Auf dem Gebiet der Polyurethankunststoffe dienen sie als Hilfsmittel zum Trocknen von Lösungsmitteln, Lakken und Pigmenten. Näheres erläutern die folgenden Beispiele.The accessible by the method according to the invention Organic sulfonyl isocyanates are valuable intermediates, for example for the production of antidiabetic drugs are used. In the field of polyurethane plastics, they serve as Aid for drying solvents, paints and pigments. The following explain more Examples.
171 g (1 Mol) p-Toluolsulfonsäureamid und 0,57 g (0,049 Mol) Hexan- 1,6-diamin werden in 686 g Chlorbenzol unter Erwärmen gelöst. Die Sulfonamid-Konzentration der Lösung beträgt 20 Gew.-%. Unter Rühren leitet man bei 125° C so lange Phosgen ein, bis der Sulfonylisocyanat-Gehalt nicht mehr ansteigt. Überschüssiges Phosgen wird anschließend durch Einleiten von Stickstoff verdrängt, das Lösungsmittel destillativ abgetrennt und das rohe Sulfonylisocyanat durch Destillation unter vermindertem171 g (1 mole) of p-toluenesulfonic acid amide and 0.57 g (0.049 mol) of hexane-1,6-diamine are dissolved in 686 g of chlorobenzene with heating. The sulfonamide concentration of the solution is 20% by weight. Phosgene is passed in at 125 ° C. while stirring until the sulfonyl isocyanate content no longer increases. Excess phosgene is then added displaced by passing in nitrogen, the solvent is separated off by distillation and the crude sulfonyl isocyanate by distillation under reduced
Druck - ohne zu fraktionieren - gereinigt.Print - without fractionating - cleaned.
Man erhält ein Gemisch aus 183,5 g p-Toluolsulfonylisocyanat (97,7 Gew.-%) und 4,4 g p-Toluolsulfochlorid (2,3 Gew.-%).A mixture of 183.5 g of p-toluenesulfonyl isocyanate is obtained (97.7% by weight) and 4.4 g of p-toluenesulfonyl chloride (2.3 wt%).
Vergleichsbeispiel 1
(in Analogie zu US-PS 3379758)Comparative example 1
(in analogy to US-PS 3379758)
In eine 20%ige chlorbenzolische Lösung eines Bis-sulfonylharnstoffes, wie man ihn durch Umsetzung von 2 Mol p-Toluolsulfonsäureamid und 1 Mol Hexan-1,6-diisocyanat erhält, wird 5 Stunden lang Phosgen bei 100° C eingeleitet und anschließend das Reaktionsprodukt gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet.In a 20% chlorobenzene solution of a bis-sulfonylurea, as can be obtained by reaction of 2 moles of p-toluenesulfonic acid amide and 1 mole Hexane-1,6-diisocyanate is obtained, phosgene is passed in at 100 ° C. for 5 hours and then the Reaction product worked up according to Example 1.
Erhalten werden 176,3 g Gemisch aus 154 g p-Toluolsulfonylisocyanat (85,5 Gew.-%) und 22,3 g p-Toluolsulfochlorid (14,5 Gew.-%). Die Ausbeute an p-Toluolsulfonylisocyanat beträgt nur 78 % der Theorie. 176.3 g of a mixture of 154 g of p-toluenesulfonyl isocyanate are obtained (85.5% by weight) and 22.3 g of p-toluenesulfonyl chloride (14.5% by weight). The yield at p-Toluenesulfonyl isocyanate is only 78% of theory.
Zu einer 15 %igen Lösung von p-Toluolsulfonamid in Chlorbenzol - hergestellt aus 60 kg (350 Mol) p-Toluolsulfonsäureamid und 170 kg Chlorbenzol werden 0,25 kg (3,42 Mol) n-Butylamin hinzugefügt und sodann 12 Stunden lang bei 130° C Phosgen (3 kg/h) eingeleitet. Nach Aufarbeitung der Sulfonylisocyanat-Rohlösung - wie in Beispiel 1 beschrieben - erhält man ein Gemisch aus 31,6 kg p-Toluolsulfonylisocyanat (98,14 Gew.-%) und 0,595 kg p-Toluolsulfonylchlorid (1,86 Gew.-%). Die Ausbeute an p-Toluolsulfonylisocyanat beträgt 91,5% der Theorie.To a 15% solution of p-toluenesulfonamide in chlorobenzene - produced from 60 kg (350 mol) of p-toluenesulfonic acid amide and 170 kg of chlorobenzene 0.25 kg (3.42 mol) of n-butylamine were added and then phosgene for 12 hours at 130 ° C (3 kg / h) initiated. After working up the crude sulfonyl isocyanate solution - As described in Example 1 - a mixture of 31.6 kg of p-toluenesulfonyl isocyanate is obtained (98.14% by weight) and 0.595 kg of p-toluenesulfonyl chloride (1.86% by weight). The yield of p-toluenesulfonyl isocyanate is 91.5% of theory.
Vergleichsbeispiel 2
(in Analogie zu US-PS 3379758)Comparative example 2
(in analogy to US-PS 3379758)
Bei der Umsetzung einer 15%igen chlorbenzolischen Lösung von 270 g (1 Mol) N-(p-Toluolsulfonyl)-N'-(n-butyl)-harnstoff mit Phosgen bei 100° C werden 101 g p-Toluolsulfonylisocyanat (89,2 Gew.-%) vermischt mit 12,3 g p-ToIuolsulfonylchlorid (10,8 Gew.-%) erhalten.When implementing a 15% chlorobenzene Solution of 270 g (1 mol) of N- (p-toluenesulfonyl) -N '- (n-butyl) urea with phosgene At 100 ° C., 101 g of p-toluenesulfonyl isocyanate (89.2% by weight) are mixed with 12.3 g of p-toluenesulfonyl chloride (10.8% by weight).
Die Ausbeute an p-Toluolsulfonylisocyanat beträgt nur 51% der Theorie.The yield of p-toluenesulfonyl isocyanate is only 51% of theory.
Beispiele 3 bis 7Examples 3 to 7
Ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben wird jeweils 1 MoI p-Toluolsulfonamid in 20%iger Lösung in Chlorbenzol bei 125° C in Gegenwart von jeweils 0,01 Mol der tabellarisch angeführten Monoamine als Katalysatoren phosgeniert, wobei folgende Ergebnisse erhalten werden:In a manner similar to that described in Example 1, 1 mol of p-toluenesulfonamide in each case is in a 20% solution in Chlorobenzene at 125 ° C in the presence of 0.01 mol of each of the tabular monoamines as Phosgenated catalysts, the following results being obtained:
,ο Beispiel 8, ο example 8
Leitet man in eine 20%ige Lösung von 1 Mol p-Toluolsulfonamid in Xylol bei 130° C in Gegenwart von 0,005 Mol Diamino-diphenylmethan während 20 Stunden Phosgen ein, so erhält man nach der Auf- -') arbeitung62%derTheoriep-Toluolsulfonylisocyanat mit einem p-Toluolsulfonylchlorid-Gehalt von l,44Gew.-%.One passes into a 20% solution of 1 mol of p-toluenesulfonamide in xylene at 130 ° C in the presence of 0.005 mol of diamino-diphenylmethane for 20 hours of phosgene, so you get after the up- - ') Working 62% of the theory p-toluenesulfonyl isocyanate with a p-toluenesulfonyl chloride content of 1.44% by weight.
!» Ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben ergibt die Phosgenierung von p-Chlorbenzolsulfonamid in Gegenwart von 0,049 Mol Hexan-1,6-diamin pro Mol Sulfonamid das entsprechende Sulfonylisocyanat mit einer Ausbeute von 76% der Theorie. Der Gehalt an! » Similar to that described in Example 1, the result Phosgenation of p-chlorobenzenesulfonamide in the presence of 0.049 moles of hexane-1,6-diamine per mole of sulfonamide with the corresponding sulfonyl isocyanate a yield of 76% of theory. The content of
i'i p-Chlorbenzolsulfonchlorid beträgt 1,33%.i'i p-chlorobenzenesulphonic chloride is 1.33%.
171 g ortho-ToluoIsuIfonsäureamid werden in 700 g Dichlorbenzol gelöst und nach Zusatz von 0,5 g ■4» Hexan-1,6-diamin bei 121° C mit Phosgen behandelt. Man erhält 176,5 g ortho-Toluolsulfonylisocyanat (89,5% der Theorie), das nur geringfügig durch SuI-fochlorid verunreinigt ist.171 g of ortho-toluene-sulfonic acid amide are in Dissolved 700 g of dichlorobenzene and, after adding 0.5 g of 4 »hexane-1,6-diamine, treated with phosgene at 121 ° C. 176.5 g of ortho-toluenesulphonyl isocyanate are obtained (89.5% of theory), which is only marginally caused by suI-fochlorid is contaminated.
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