DE2450083A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AROMATIC SULFONYL ISOCYANATES - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AROMATIC SULFONYL ISOCYANATESInfo
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Description
HOECHST
AktiengesellschaftMAXIMUM
Corporation
Aktenzeichen ί HOE 74/F 309File number ί HOE 74 / F 309
Datum: 21. Oktober 1974 Dr.GM/WDate: October 21, 1974 Dr.GM/W
Die Herstellung organischer Sulfonylisocyanate durch Umsetzung von Sulfosäureamiden mit Phosgen ist bekannt. Gemäß der DT-PS 817^602 benötigt man beim Arbeiten in Abv/esenheit eines Katalysators Temperaturen von 160° C und höher, wobei Produkte mit einem hohen Anteil an dem entsprechenden organischen Sulfonsäurechlorid erhalten werden.The preparation of organic sulfonyl isocyanates by reacting sulfonic acid amides with phosgene is known. According to the DT-PS 817 ^ 602 is required when working in the absence of a catalytic converter Temperatures of 160 ° C and higher, with products with a high proportion of the corresponding organic sulfonic acid chloride can be obtained.
Gemäß der ÜS-PS 3,371,114 gelingt die Phosgenierung bereits bei Temperaturen um 100° G, wenn man sie in Gegenwart von 1Ό - 80According to ÜS-PS 3,371,114, the phosgenation is already successful Temperatures around 100 ° G if you use them in the presence of 1Ό - 80
eines Hydrocarbylisocyanates durchführt. Aber auch die nach diesem Verfahren erhältlichen Sulfonylisocyanate enthalten immer einen relativ hohen Anteil an dem entsprechenden Sulfochlorid. Darüber hinaus soll man nach diesem Verfahren in gewissen Fällen sogar mit geringeren Mengen als 10 bis 80 Mol$ Hydrocarbylisocyanat zu der gewünschten Umsetzung gelangen können, jedoch sind dabei weder eine Verminderung der SuIfochloridbildung im Reaktionsgemisch noch sonstige Vorteile beobachtet worden.of a hydrocarbyl isocyanate. But also after Sulfonyl isocyanates obtainable by this process always contain a relatively high proportion of the corresponding sulfochloride. In addition, in certain cases, this process should even use less than 10 to 80 mol of hydrocarbyl isocyanate can achieve the desired reaction, but there is neither a reduction in sulfochloride formation in the reaction mixture other benefits have also been observed.
Die als Nebenprodukte anfallenden SuIfochloride lassen sich infolge der sehr ähnlichen Siedepunktslage nur schwer und gegebenenfalls nur unter erheblichem destillativem Aufwand von den SuI-fonylisocyanaten abtrennen, so daß eine nachträgliche Reinigung der letzteren auf einfache Weise nicht möglich ist. Zur Erzielung von Sulfonylisocyanaten mit einem nur geringen Gehalt an SuIfochloriden erscheint es daher zweckmäßig , bereits die Entstehung dieser unerwünschten Nebenprodukte während der Phos- The sulfochlorides obtained as by-products can be as a result the very similar boiling point position of the sulfonyl isocyanates only with difficulty and possibly only with considerable effort by distillation separate, so that a subsequent cleaning of the latter is not possible in a simple manner. To achieve of sulfonyl isocyanates with only a low content of sulfochlorides, it therefore appears expedient to prevent the formation of these undesirable by-products during the phosphate
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genierungsreaktion zu verhindern.to prevent generation reaction.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man Sulfonylisocyanate in sehr guten Ausbeuten mit einem nur geringen Gehalt an Sulfochloriden erhält,Surprisingly, it has now been found that sulfonyl isocyanates obtained in very good yields with only a low content of sulfochlorides,
wenn man die Phosgenierung der Sulfonamide in Gegenwart von nur geringen, katalytischen Mengen an aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Isocyanaten durchführt.if the phosgenation of the sulfonamides in the presence of only small, catalytic amounts of aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic isocyanates.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur katalytischen Herstellung von aromatischen Sulfonylisoeyanaten mit einem nur geringen Gehalt an Sulfochloriden durch Phosgenierung der entsprechenden Sulfonamide in einem inerten lösungsmittel in Gegenwart von aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Isocyanaten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die als Katalysator verwendeten Isocyanate in Mengen von weniger als 10 MoI^, vorzugsweise 0,1 bis 1 Mol$, bezogen auf das Sulfonamid, einsetzt.The present invention thus provides a process for the catalytic production of aromatic sulfonyl isoeyanates with only a low content of sulfochlorides due to phosgenation the corresponding sulfonamides in an inert solvent in the presence of aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic isocyanates, which is characterized in that the isocyanates used as a catalyst in amounts of less than 10 moles, preferably 0.1 to 1 moles, based on the sulfonamide, begins.
Typische Isocyanate, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Katalysatoren Verwendung finden können, sind beispielsweise Ithylisocyanat, Butylisocyanat, Hexylisocyanat, Dodecylisocyanat, Tetradecylisocyanat, Hexadecylisocyanat, Octadecylisocyanat, Hexamethylendiisoeyanat, Cyclohexylisocyanat, Bis-(3-methyl-4-isocyanato-cyclohexyl)-methan oder Benzylisocyanat. Bevorzugt sind Hexadecylisocyanat und Octadecylisocyanat.Typical isocyanates which can be used as catalysts in the process according to the invention are, for example Ethyl isocyanate, butyl isocyanate, hexyl isocyanate, dodecyl isocyanate, Tetradecyl isocyanate, hexadecyl isocyanate, octadecyl isocyanate, hexamethylene diisocyanate, Cyclohexyl isocyanate, bis (3-methyl-4-isocyanato-cyclohexyl) methane or benzyl isocyanate. Hexadecyl isocyanate and octadecyl isocyanate are preferred.
Als aromatische Sulfonamide, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in aromatische Sulfonylisocyanate umgewandelt werden können, kommen "beispielsweise die Sulfamide des Benzols und Naphthalins, die auch substituiert sein können, infrage, wie z.B. Benzolsulfamid, chlor-und/oder bromsubstituierte Benzolsulf amide, o-, m-, p-Toluolsulfamid, die isomeren Xylolsulfamide, Jiaphthalinsulfamide sowie die gegebenenfalls substituierten Disulfamide des Benzols und des Naphthalins.As aromatic sulfonamides that are obtained by the process according to the invention can be converted into aromatic sulfonyl isocyanates, for example, the sulfamides of benzene and Naphthalene, which can also be substituted, such as e.g. benzenesulfamide, chlorine- and / or bromine-substituted benzenesulf amides, o-, m-, p-toluenesulfamide, the isomeric xylene sulfamides, Jiaphthalinsulfamides and the optionally substituted disulfamides of benzene and naphthalene.
Die Umsetzung wird zweckmäßig in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt. Dabei werden im allgemeinen das aromatische Ausgangssulfonamid und das alsThe reaction is expediently carried out in an inert organic solvent carried out. In general, the aromatic starting sulfonamide and the as
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Katalysator verwendete IsocyanaO zusammen mit dem inerten Lösungsmittel vorgelegt und bei der Reaktionstemperatur unter fortgesetzter guter !Durchmischung, wie z.B. Rühren, solange mit Phosgen "behandelt, bis die Reaktion beendet ist. Das Verfahren kann diskontinuierlich oder auch kontinuierlich, z.B. in einer Kaskaden-Rührapparatur, durchgeführt werden. Als inerte organische Lösungsmittel werden beispielsweise insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe, die auch substituiert sein können, oder aromatische, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Toluol, Xylol, Chlorbenzol oder Dichlorbenzol, oder auch Mischungen aus solchen Verbindungen, eingesetzt.Catalyst used IsocyanaO along with the inert solvent submitted and at the reaction temperature under continued thorough mixing, such as stirring, treated with phosgene until the reaction has ended. The process can be carried out discontinuously or continuously, e.g. in a cascade stirring apparatus. As an inert organic Solvents are, for example, in particular aliphatic hydrocarbons, which can also be substituted, or aromatic, optionally substituted hydrocarbons, such as toluene, xylene, chlorobenzene or dichlorobenzene, or mixtures of such compounds, are used.
Es können aber auch andere, bei Phosgenierungsreaktionen gebräuchliche Lösungsmittel, wie Butylacetat oder Dioxan verwendet werden. Bevorzugtes inertes Lösungsmittel ist jedoch Chlorbenzol. But there can also be other ones commonly used in phosgenation reactions Solvents such as butyl acetate or dioxane are used will. However, the preferred inert solvent is chlorobenzene.
Die Mengen der zu verwendenden inerten LösungsmittelThe amounts of inert solvents to be used
richten sich nach den praktischen Erfordernissen. Im allgemeinen werden sie bis zur etwa 10-fachen Gewichtsmenge, bezogen auf das aromatische Sulfonamid, eingesetzt. Auch größere Mengen sind möglich, wobei deren Einsatz durch Wirtschaf tiichkeitsfaktoren begrenzt wird.are based on practical requirements. In general, they are used up to about 10 times the amount by weight, based on the aromatic sulfonamide used. Larger amounts are also possible, whereby their use by economy is limited.
Die Reaktionstemperaturen für das erfindungsgemäße Verfahren liegen zwischen etwa 70 und 150° C, vorzugsweise zwischen 90 und 130 C. Man leitet bei der gewünschten Temperatur so lange Phosgen in die Lösung oder Suspension des Gemisches aus Sulfon-. amid und Katalysator in dem inerten Lösungsmittel ein, bis kein Phosgen mehr verbraucht wird. Anschließend werden überschüssiges Phosgen und Chlorwasserstoff in üblicher Weise entfernt und das aromatische Sulfonylisocyanat durch einfache Destillation in hoher Reinheit isoliert.The reaction temperatures for the process according to the invention are between about 70 and 150 ° C., preferably between 90 and 130 ° C. One conducts at the desired temperature for so long Phosgene in the solution or suspension of the mixture of sulfone. amide and catalyst in the inert solvent until none Phosgene is consumed more. Excess phosgene and hydrogen chloride are then removed in the usual way and that aromatic sulfonyl isocyanate isolated in high purity by simple distillation.
Die Verwendung von aufwendigen Fraktioniereinrichtungen zur Trennung der Sulfonylisocyanate von SuIfochloriden erübrigt sich infolge der bereits überraschend hohen Reinheit der erfindungsgemäß erhaltenen rohen Sulfonylisocyanate.The use of expensive fractionation devices to separate the sulfonyl isocyanates from sulfochlorides is unnecessary due to the already surprisingly high purity of the invention obtained crude sulfonyl isocyanates.
B η 9 R 1 B / 1 η «; /, ■ .B η 9 R 1 B / 1 η «; /, ■.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt damit, vergleichsweise zum relevanten Stand der Technik, zusammen mit den deutlich
"besseren Ausbeuten und den nur geringen Katalysatormengen im Reaktionsgemisch eine ausgezeichnete technische Fortschrittlichkeit
zu.In comparison to the relevant prior art, the method according to the invention thus comes along with the clearly
"Better yields and the only small amounts of catalyst in the reaction mixture result in excellent technical progress.
Als "besonders überraschend muß jedoch der völlig unerwartete Reaktionsverlauf bei Verwendung der erfindungsgemäß niedrigen Katalysatormengen erscheinen, wobei die gewünschten Verfahrensprodukte zweifelsfrei nicht nur in höheren Ausbeuten, sondern darüber hinaus auch in entscheidend besseren Qualitäten erhalten werden, was deren Weiterverwendung als Zwischenprodukte ohneHowever, the completely unexpected must be "particularly surprising The course of the reaction when using the low amounts of catalyst according to the invention appear, with the desired process products undoubtedly not only in higher yields, but rather in addition, also obtained in significantly better quality be what their re-use as intermediates without
. aufwendige Reinigungsoperationen ermöglicht.. allows complex cleaning operations.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen aromatischen
Sulfonylisocyanate sind wertvolle Zwischenprodukte für
Pharmazeutika und Kunststoffe.The aromatic sulfonyl isocyanates obtainable by the process according to the invention are valuable intermediates for
Pharmaceuticals and plastics.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples.
6 0 9 8 18/1 05/,6 0 9 8 18/1 05 /,
Ein Gemisch aus 78,5 g (0,5 Mol) Benzolsulfamid, 470 g Chlorbenzol und 1,5 g Octadecylisocyanat (mit 0,005 Mol NCO-Gruppen, entspr. 1 Mol$ bez. auf Benzolsulfamid) wird unter fortlaufendem Rühren auf 120° C erhitzt und bei dieser Temperatur so lange mit Phosgen "behandelt, bis an einem auf -20° C gehaltenen Rückflußkühler starker Phosgenrücklauf eintritt. Auf diese Weise v/erden etwa 13Og Phosgen eindosiert. Nun läßt man ohne weitere Phosgenzufuhr noch etwa 1 Std. bei gleicher Temperatur rühren, ersetzt dann den Tiefkühler durch einen mit V/asser betriebenen Kühler und läßt so den Hauptteil des überschüssigen Phosgens sowie den Chlorwasserstoff abgasen. Anschließend destilliert man das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck auf, wobei nach dem Lösungsmittel das Benzolsulfon.ylisocyanat übergeht. A mixture of 78.5 g (0.5 mole) benzenesulfamide, 470 g chlorobenzene and 1.5 g of octadecyl isocyanate (with 0.005 mol of NCO groups, corresponding to 1 mole based on benzenesulfamide) is given under continuous Stirring heated to 120.degree. C. and treated with phosgene at this temperature until one was kept at -20.degree Reflux condenser strong phosgene reflux occurs. In this way, about 130 g of phosgene are metered in. Now one leaves without further supply of phosgene for about 1 hour at the same temperature stir, then replace the freezer with a water-operated cooler, leaving most of the excess Gas off phosgene and the hydrogen chloride. The reaction mixture is then distilled under reduced pressure, the Benzolsulfon.ylisocyanat passes over after the solvent.
Man erhält 82,3 g Benzolsulfonylisocyanat (= 90,0 # der Theorie, bezogen auf Benzolsulfamid) mit einem Gehalt von 0,3 i° Benzolsulf ochlorid·This gives 82.3 g of benzenesulfonyl isocyanate (90.0 = # of theory, based on Benzolsulfamid) containing 0.3 i ° Benzolsulf ochlorid ·
Verwendet man anstelle der' in Beispiel 1 eingesetzten Menge von 1 Mo1% Octadecylisocyanat 2o Mol%, dann erhält man in etwa 85 %iger Ausbeute ein Berizolsulfonylisocyanat, welches mit 1,2% Bsnzolsulfochlorid verunreinigt ist.Is used instead of the 'used in Example 1 amount of 1 Mo1% octadecyl isocyanate 2o mol%, then you get about 85 % yield of a berizolsulfonyl isocyanate, which is 1.2% Bsnzenesulfochlorid is contaminated.
Setzt man analog Beispiel 1 anstelle von Benzolsulfamid 85,5 g (0,5 Mol) o-Toluolsulfamid mit Phosgen um, dann erhält man nach der destillativen Aufarbeitung des Reaktionsgemisches 89,0 g o-Toluolsulfonylisocyanat (= 90,2 $> d. Theorie) mit einem Gehalt von 0,3 ^ o-Toluolsulfochlorid.If, as in Example 1, 85.5 g (0.5 mol) of o-toluenesulfamide are reacted with phosgene instead of benzenesulfamide, 89.0 g of o-toluenesulfonyl isocyanate (= 90.2 $> d. Theory) with a content of 0.3 ^ o-toluene sulfochloride.
609818/10 5/*609818/10 5 / *
Verwendet man anstelle der in Beispiel 2 eingesetzten Menge von 1 Mol% Octadecylisocyanat 2o Mol%, dann erhält man in 88,6 %iger Ausbeute ein o-Toluolsulfonylisocyanat mit einem Gehalt von 2,2% o-Toluolsulfochlorid.If, instead of the amount of 1 mol% octadecyl isocyanate used in Example 2, 20 mol% is used, the result is 88.6% strength Yield of an o-toluenesulfonyl isocyanate containing 2.2% o-toluenesulfochloride.
Ein Gemisch aus 85,5 g (0,5 Mol) p-Toluolsulfamid, 500 g Chlorbenzol und 0,95 g Hexadecylisocyanat (mit 0,0035 Mol Isocyanatgruppen, entspr. 0,7 Mol$ "bez. auf p-Toluolsulfamid) wird, wie in Beispiel T beschrieben, bei 120° C mit Phosgen behandelt, wobei etwa 140 g Phosgen aufgenommen werden. Nach destillativer Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erhält man 93,2 g p-Toluolsulfonylisocyanat (= 94,7 f° d. Theorie), das praktisch frei von p-Toluolsulfochlorid ist.A mixture of 85.5 g (0.5 mol) of p-toluenesulfamide, 500 g of chlorobenzene and 0.95 g of hexadecyl isocyanate (with 0.0035 mol of isocyanate groups, corresponding to 0.7 mol $ "based on p-toluenesulfamide) is used treated with phosgene, as described in Example T, with about 140 g of phosgene being taken up at 120 ° C. After working up the reaction mixture by distillation, 93.2 g of p-toluenesulfonyl isocyanate (= 94.7 ° of theory) are obtained, the is practically free of p-toluenesulfonyl chloride.
Führt man die Phosgenierung von Beispiel 3 unter Zusatz von 18,7 g Hexadecylisocyanat in 300 g Chlorbenzol durch, dann erhält man in 85,2 $iger Ausbeute ein p-Toluolsulfonylisocyanat mit einem Gehalt von 1,8 $ p-Toluolsulfochlorid.If the phosgenation of Example 3 is carried out with the addition of 18.7 g of hexadecyl isocyanate in 300 g of chlorobenzene, then this is obtained a p-toluenesulfonyl isocyanate is obtained in 85.2% yield with a content of $ 1.8 p-toluenesulfonyl chloride.
In den folgenden Beispielen 4, 5 und 6 werden jeweils 85,5 g (0,5 Mol) p-Toluolsulfamid in 500 g Chlorbenzol bei ca. 125° C mit Phosgen analog Beispiel 1 umgesetzt. In der nachstehenden Tabelle I sind Art, Menge und NCO-Gruppen-Anteil in Mol$ (bezogen auf eingesetztes p-Toluolsulfamid) des jeweils verwendeten Katalysators, ferner die Reinausbeuten an p-Toluolsulfonylisocyanat und dessen Gehalt an p-Toluolsulfochlorid (TSC) wiedergegeben. In the following Examples 4, 5 and 6, 85.5 g (0.5 mol) of p-toluenesulfamide are in each case in 500 g of chlorobenzene at about 125.degree reacted analogously to Example 1 with phosgene. In Table I below, the type, amount and proportion of NCO groups in mol $ (based on on p-toluenesulfamide used) of each used Catalyst, and also the pure yields of p-toluenesulfonyl isocyanate and its p-toluenesulfonyl chloride (TSC) content.
In analoger Weise gibt die Tabelle I auch die Ergebnisse der entsprechenden Vergleichsversuche 4a, 5a und 6a wieder, die, gemäß dem bekannten Stand der Technik, vergleichsweise mit jeweils der 20-fachen Katalysatormenge durchgeführt wurden.In an analogous manner, Table I also gives the results of the corresponding comparative tests 4a, 5a and 6a, which according to the known prior art, were carried out comparatively with in each case 20 times the amount of catalyst.
6098 18/10546098 18/1054
OOco
OO
I-j
I.
+) bezogen auf p-Toluolsulfamid.
++) bestehend aus etwa gleichen Gew.-Teilen Octadecyl- und Hexadecylisocyanat.+) based on p-toluenesulfamide.
++) Consists of approximately equal parts by weight of octadecyl and hexadecyl isocyanate.
CD O OOCD O OO
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |