DE2211230A1 - Verfahren zur Sulfoxydation von Kohlenwasserstoffprodukten - Google Patents

Verfahren zur Sulfoxydation von Kohlenwasserstoffprodukten

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DE2211230A1
DE2211230A1 DE19722211230 DE2211230A DE2211230A1 DE 2211230 A1 DE2211230 A1 DE 2211230A1 DE 19722211230 DE19722211230 DE 19722211230 DE 2211230 A DE2211230 A DE 2211230A DE 2211230 A1 DE2211230 A1 DE 2211230A1
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Germany
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boron compound
reaction
boric acid
carried out
boron
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Pending
Application number
DE19722211230
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English (en)
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David John Kennington Ashford Kent Rees (Großbritannien)
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US Borax Inc
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United States Borax and Chemical Corp
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/14—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by sulfoxidation, i.e. by reaction with sulfur dioxide and oxygen with formation of sulfo or halosulfonyl groups
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Description

United States Borax & Chemical Corporation 3075 Wilshire Boulevard, Lo3 Angeles, Californien, TJSA
Verfahren zur SuIfOxydation von Kohlenwasserstoffprodukten
Die Torliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Alkansulfonsäuren.
Die SuIfOxydation aliphatischer Kohlenwasserstoffe wird im allgemeinen durch die durch UV-Licht ausgelöste Reaktion eines.
Kohlenwasserstoffs mit einem gasförmigen Gemisch von Sehwefel-
und Sauerstoff
dioxidYgemäß der Reaktionsgleichung (1) bewerkstelligt:
AIkH + SO2 + ^O2 >Alk'S02*0H (1)
s ist bekannt, daß die Reaktion gemäß Gleichung (1) über die Bildung'und Zerstörung freier Radikale verläuft, wie in den ieaktioiiügleichungen (2) bis (6) gezeigt:
AIkH ~>Alk* + H* (2)
Alk* + S0? > AIkS O9* (3)
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ORfGfNAL
AlkS0*2 + O2- ^AIkSO2-O-O* (4)
AIkSO2-O-O* + AIkII ^AIkSO2-O-OH + Alk* (5)
AIkSO2-O-OH + H2O + SO2 ;> AIkSO2OH + H2SO4 (6)
Die Reaktionen gemäß Gleichungen (2) bis (6) haben jedoch den Nachteil, daß v/eitere Ifebenreaktionen auf der Basis freier Radikale auftreten können, was zur Bildung unerwünschter Reaktionsprodukte wie Sulfone, Äther und Sulfonsäureester sowie Gemischen dieser Produkte mit entsprechender Verminderung dor Ausbeute an der gewünschten Sulfonsäure führt. Da außerdem die Bildung freier Schwefelsäure (Gleichung (6) ) die Reaktion beendet, ist es notwendig, die Menge der gebildeten Schwefelsäure auf einem Minimum zu halten, sofern eine gute Ausbeute an Sulfonsäure erzielt werden soll.
Es wurde nunmehr gefunden, daß die Zugabe von Borverbindungen zum Reaktionsgemisch verschiedene Vorteile bringt:
1. Die Menge der als Reaktionsprodukt gebildeten Schwefelsäure wird vermindert;
2. es wird ein klares oder nur schwach gefärbtes Reaktion3-gemisch erhalten, das die laufende, durch UV-Licht bewirkt0'' Auslösung des Verfahrens erleichtert;
3. bei Verwendung des gleichen Reaktionsgefäßes und der gleichen Lichtquelle wird die Reaktionsgeschwindigkeit in Anwesenheit der Borverbindungen erhöht;
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4· das Reaktionsgemisch trennt sich in swei Schichten auf; die untere Schicht enthält das Produkt und die obere Schicht enthält nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffe und den größten Teil der Borverbindung; das Reaktionssystem kann daher als kontinuierliches Verfahren ausgebildet und durchgeführt v/erden.
Die vorliegende Erfindung schafft somit ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Alkansulfonsäuren, das dadurch gekennzeichnet/ist, daß ein aliphatischer Kohlenwasserstoff in Anwesenheit gewisser Borverbindungen suifoxydiert wird.
Die Wirkung der Borverbindungen resultiert von der Spülwirkung der Borverbindung (dargestellt durch die Formel BX^) auf das AIkS02-0-0*-Radikal her, wie durch die Reaktionsgleichungen (7) bis (9) erläutert:
+ AIkSO2-O-O* + BX5 > AIkSO2OOBX5 (7)
AIkSO2OOBX5 > AIkSO2OBX2 + X* + -^O2 (8)
AIkSO2OBX + 77O2 + X* + AIkH + H2O-^AIkSO2OH + BX2+Alk*+
H2SO4 (9)
Die durch die Formel BX5 in den G-leichungen (7) bis (9) wiedergegebene Borverbindung ist ein Alkali- oder Erdalkaliborat, ein Metaborat, ein Boroxid, ein Borsäuretrialkylester, ein G-lycoldiboratester, ein Alkylpolyborat oder ein Kondensationsprodukt aus einem Polyol und Borsäure des LIQUIBORQ)- Typs.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine der vorgenannten Borverbindungen und ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Produkt zusammengemischt. Die Konzentration der Borverbindung beträgt erfindungsgemäß 0,5 bis 20 c/o des Gewichts des Kohlenwaaserstoff-Produkts, vorzugsweise 3 bis 8 <f0. Ein gasförmiges Gemisch aus Schwefeldioxid und Sauerstoff wird durch das Gemisch mehrere Stunden durchgeleitet. Dabei v/ird die Reaktionstemperatur bei 30 bis 50° C gehalten.
Das Reaktionsprodukt wird in üblicher V/eise abgetrennt und analysiert.
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren weiter:
Beispiel I
50 ml n-IIexadecan und 6,0 g Tri-n-butyiborat werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das eine Stickstoffatmosphäre aufweist und auf 40° C gehalten wird. 100 ml/Min. Schwefeldioxid und 10 ml/Min. Sauerstoff werden durch das Reaktionsgemisch für einen Zeitraum von 10 Stunden hindurchgeleitet. Während dieser Zeit wird das Reaktionsgefäß laufend UV-Licht ausgesetzt.
Hach 10 Stunden wurde das Produkt in das entsprechende Hatriumsalz durch Umsetzung mit Natriumhydroxid umgewandelt und nach üblichen Methoden extrahiert und gereinigt.
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Es wurden so 17 g des Natriumsalzes der Hexadecansulfonsäure der Formel C1 rH77S0o01Ia erhalten.
Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch keine Borverbindung zugegeben wurde. Die Ausbeute an Uatriumsalz der Hexadecansulfonsäure betrug 9j7 g.
Beispiel III
425 ml n-Hexadecan und 80 g Tri-n~butylborat wurden wie im Beispiel I beschrieben behandelt. Nach 10 Stunden begann sich das Reaktionsgemische in zwei Schichten zu trennen und nach 4-0 Stunden hatten sich insgesamt 220 ml der unteren Schicht gebildet. Im Verlauf der Reaktion wurde von Zeit zu Zeit diese untere Schicht in 50 ml-Anteilen abgezogen und entsprechende Mengen n-Hexadecan zugefügt.
Die Ausbeute betrug 350 g C16H75SO2ONa. Mehr als 80 $ des Borsäureesters wurden aus der oberen Schicht zurückgewonnen.
Beispiel IV
Beispiel III wurde wiederholt, wobei jedoch keine Borverbindung zugefügt wurde. Eine Auftrennung des Reaktionsgemisches wurde erst beabachtet, nachdem die Reaktion 20 Stunden durchgeführt worden war. Das Reaktionsgemisch und die V/ände des Reaktionsgefäßes waren stark geschwärzt und die Ausbeute betrug 19,5 g
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j
(
i		 B^ χ s'Xi. el Y bis IX C
"*"" V* """
* 		I beschrieben lTa2B407'4H20, 2211230
Beispiel
Nr.		 8 g
V ml eingesetzte
n-Hexadecan Borverbindung		 H5BO5, Ausbeute an
C16H55SO2OlTa(S)
50 8 g 25
YI BgO5,
50 8 g 16
YII Hexaciethylen-
glycolbiborat,
50 9 g 11
VIII Colemanit,
50 10 g 15
IX vmrden in der gleichen
50 durchgeführt. 12
Die Beispiel V bis IX Weise wie im
Beispiel
Patentansprüche:
Z_
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Claims (8)

  1. Patentansprüche:
    )Verfahren zur SuIfOxydation von aliphatischen O&rbonsäuren durch Umsetzung eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs mit einem Gemisch von Schwefeldioxid und Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Anwesenheit einer Borverhindung als Katalysator durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung ein Orthoborat oder ein Metaborat eines Alkali- oder Erdalkalimetalls ist.
  3. 3· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung ein Boroxid oder eine Borsäure ist.
  4. 4-. Verfahren gemäß Anspruch 1,' dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung ein Borsäureester eines ein- oder zweiwertigen Alkohols ist.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung Tri-n-btitylborat ist.
  6. 6» Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung ein Kondensationsprodukt aus einem Polyol und Borsäure ist.
  7. 7. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
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    daß day Verfahren kontinuierlich durchgeführt v/irdo
  8. 8. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis T5 dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren durch Anv.resenheit freier Radikale ausgelost wird.
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DE19722211230 1971-03-11 1972-03-08 Verfahren zur Sulfoxydation von Kohlenwasserstoffprodukten Pending DE2211230A1 (de)

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DE (1) DE2211230A1 (de)
FR (1) FR2129591A5 (de)
GB (1) GB1326501A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0185851A1 (de) * 1984-12-13 1986-07-02 Nippon Mining Company Limited Verfahren zur Herstellung von Alkansulfonsäuren

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0185851A1 (de) * 1984-12-13 1986-07-02 Nippon Mining Company Limited Verfahren zur Herstellung von Alkansulfonsäuren

Also Published As

Publication number Publication date
US3795599A (en) 1974-03-05
GB1326501A (en) 1973-08-15
FR2129591A5 (de) 1972-10-27

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