DE2454277A1 - METHOD FOR PRODUCING MERCAPTOBENZTHIAZOLE - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING MERCAPTOBENZTHIAZOLEInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Mercaptobenzthiazol. .The invention relates to an improved method for Manufacture of mercaptobenzothiazole. .
Mercaptobenzthiazol, welches als Beschleuniger bei der Vulkanisation von Kautschuk Verwendung findet, kann dadurch hergestellt werden, daß man Anilin, Schwefelkohlenstoff und Schwefel unter Druck erhitzt. Das auf diese Weise hergestellte Mercaptobenzthiazol enthält Verunreinigungen und ist für viele Zwecke ohne Reinigung nicht brauchbar. Die Erfindung betrifft nunmehr einMercaptobenzothiazole, which acts as an accelerator in vulcanization If rubber is used, it can be produced by it be that aniline, carbon disulfide and sulfur are heated under pressure. The mercaptobenzothiazole produced in this way contains impurities and cannot be used for many purposes without cleaning. The invention now relates to a
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leicht durchzuführendes Verfahren zur Herstellung von Mercaptobenzthiazol, welches eine für alle üblichen Anwendungen ausreichende Reinheit aufweist. Dieses Verfahren kann außerdem mit dem herkömmlichen Herstellungsverfahren kombiniert werden, wobei eine verbesserte Ausbeute an Mercaptobenzthiazol erhalten wird.easy to carry out process for the production of mercaptobenzothiazole, which is of sufficient purity for all common applications. This procedure can also can be combined with the conventional manufacturing process, with an improved yield of mercaptobenzothiazole is obtained.
Gemäß der Erfindung wird also ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Mercaptobenzthiazol als Salz in wäßriger Lösung vorgeschlagen, welches dadurch ausgeführt wird, daß man Anilin, Schwefelkohlenstoff und Schwefel in annähernd äquimolaren Verhältnissen unter einem Druck von mindestens HO Bar bei einer Temperatur zwischen 220 und 25O°C umsetzt, das Reaktionsprodukt mit einer ausreichenden Menge einer wäßrigen alkalischen Lösung in Berührung bringt, um das Mercaptobenzthiazol aufzulösen, die wäßrige alkalische Lösung mit Schwefelkohlenstoff rührt, die wäßrige Schicht und die Schwefelkohlenstoffschicht trennen läßt und die Schwefelkohlenstoff schicht abtrennt.According to the invention, an improved process for the preparation of mercaptobenzothiazole as a salt in aqueous solution is proposed, which is carried out by adding aniline, carbon disulfide and sulfur in approximately equimolar proportions under a pressure of at least HO bar at a temperature between 220 and 250 ° C, the reaction product is brought into contact with a sufficient amount of an aqueous alkaline solution to dissolve the mercaptobenzothiazole, the aqueous alkaline solution is stirred with carbon disulfide, the aqueous layer and the carbon disulfide layer can be separated and the carbon disulfide layer separates.
Die Umsetzung kann unter den herkömmlichen Bedingungen durchgeführt werden, die für die Herstellung von Mercaptobenzthiazol aus diesen Reagentien bekannt sind.The reaction can be carried out under the conventional conditions known for the preparation of mercaptobenzothiazole from these reagents.
Es wird bevorzugt, einen leichten Überschuß an Schwefelkohlenstoff, beispielsweise 1,2 Mol, und an Schwefel, beispielsweise 1,1 Mol, für jedes Mol Anilin zu verwenden.It is preferred to use a slight excess of carbon disulfide, for example 1.2 moles, and of sulfur, for example 1.1 moles, to be used for each mole of aniline.
Der bevorzugte Reaktionsdruck liegt oberhalb 50 Bar. Durch die Verwendung höherer Drücke als 80 Bar. wird nur ein geringer Vorteil erzielt.The preferred reaction pressure is above 50 bar the use of pressures higher than 80 bar. only a small advantage is achieved.
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Als wäßrige alkalische Lösung kann beispielsweise eine wäßrige Lösung von Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydroxyd, Natriumbicarbonat oder Ammoniak verwendet werden. Eine geeignete Konzentration für beispielsweise Natriumcarbonat ist 10 %. Die Lösung wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, daß das Natriumcarbonat in einem 5 bis 15 #igen molaren Überschuß gegenüber der theoretischen Ausbeute an Mercaptobenzthiazol vorliegt.An aqueous solution of sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, sodium bicarbonate or ammonia, for example, can be used as the aqueous alkaline solution. A suitable concentration for, for example, sodium carbonate is 10 %. The solution is preferably used in an amount such that the sodium carbonate is present in a 5 to 15 molar excess over the theoretical yield of mercaptobenzothiazole.
Das Reaktionsprodukt kann mit der wäßrigen alkalischen Lösung in irgendeiner Weise in Berührung gebracht werden, bei welcher eine im wesentlichen vollständige Auflösung des Mercaptobenzthiazols stattfindet. Es wird bevorzugt, das Reaktionsprodukt teilweise abzukühlen, so daß es noch einen fließfähigen·Zustand aufweist (wozu üblicherweise eine Temperatur oberhalb 1000C erforderlich ist) und das fließfähige Produkt zu der gerührten wäßrigen alkalischen Lösung zuzugeben. Die so erhaltene Lösung von Mercaptobenzthiazol enthält teerartige Nebenprodukte der Reaktion in Suspension. . ^The reaction product can be contacted with the aqueous alkaline solution in any manner which will result in substantially complete dissolution of the mercaptobenzothiazole. It is preferred to partially cool the reaction product so that it still has a flowable state (for which a temperature above 100 ° C. is usually required) and to add the flowable product to the stirred aqueous alkaline solution. The resulting solution of mercaptobenzothiazole contains tarry by-products of the reaction in suspension. . ^
Geeignete Mengen an Schwefelkohlenstoff für die Verwendung beim Extraktionsverfahren sind 1,1 bis 2,0 Mol je Mol der theoretischen Ausbeute an Mercaptobenzthiazol. Gegebenenfalls können aber auch größere Mengen verwendet werden. Es ist zweckmäßig, eine solche Menge zu verwenden, daß nach dem Trennverfahren eine geeignete Menge an Schwefelkohlenstoff für die Wiederverwendung beim Verfahren vorliegt.Suitable amounts of carbon disulfide for use in the extraction process are 1.1 to 2.0 moles per mole of the theoretical yield of mercaptobenzothiazole. If necessary, however, larger amounts can also be used. It it is desirable to use such an amount that after the separation process a suitable amount of carbon disulfide is used available for reuse in the process.
Die zuerst erhaltene wäßrige Mercaptobenzthiazollösung kann heiß sein, in welchem Fall sie entweder vor dem Rühren mit dem Schwefelkohlenstoff abgekühlt oder beim Rühren unter Druck gehalten werden soll, um SchwefelkohlenstoffVerluste durch Absieden zu vermeiden. Der Schwefelkohlenstoff löstThe aqueous mercaptobenzothiazole solution obtained first can be hot, in which case either it before stirring with the carbon disulfide should be cooled or kept under pressure while stirring to avoid carbon disulfide losses to be avoided by boiling. The carbon disulfide dissolves
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den Hauptteil der teerigen Nebenprodukte auf. Einige ungelöste Nebenprodukte können in der Schwefelkohlenstoffschicht suspendiert bleiben und davon entfernt werden. Jeglicher ungelöster zurückbleibenderTeer sollte vorzugsweise aus der wäßrigen Schicht durch ein herkömmliches Verfahren entfernt werden.most of the tarry by-products. Some undissolved by-products may be suspended in the carbon disulfide layer stay and be removed from it. Any remaining undissolved tar should preferably be removed from the aqueous Layer can be removed by a conventional method.
Die wäßrige Lösung des Mercaptobenzthiazolsalzes kann nach der Abtrennung der Schwefelkohlenstoffschicht in der Weise verwendet werden, wie es für die Herstellung von Mercaptobenzthiazolderivaten, wie z.B. Mercaptobenzthiazylsulfenamiden, üblich ist. Sie kann natürlich auch angesäuert werden, um Mercaptobenzthiazol selbst herzustellen.The aqueous solution of the mercaptobenzothiazole salt can after separation of the carbon disulfide layer in the manner used as it is for the production of mercaptobenzothiazole derivatives, such as mercaptobenzothiazylsulfenamides, is common. It can of course also be acidified in order to produce mercaptobenzothiazole itself.
Der Schwefelkohlenstoff, welcher Nebenprodukte enthält und bei der Trennstufe erhalten wird, kann als Reaktionsteilnehmer beim erfindungsgemäßen Verfahren wieder verwendet werden und ergibt eine Ausbeutezunähme an Mercaptobenzthiazol von ungefähr 10 bis 15 % gegenüber einem ähnlichen Verfahren, bei welchem frischer Schwefelkohlenstoff verwendet wird. Dieses Verfahren stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.The carbon disulfide, which contains by-products and is obtained in the separation step, can be reused as a reactant in the process of the invention and gives a mercaptobenzothiazole yield increase of about 10 to 15 % over a similar process in which fresh carbon disulfide is used. This method represents a preferred embodiment of the invention.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind, sofern nichts anderes angegeben ist.The invention will now be explained in more detail by the following examples, in which all parts and percentages are by weight are expressed unless otherwise specified.
55 Teile Anilin, 49 Teile Schwefelkohlenstoff und 20,5 Teile Schwefel werden 6 Std. in einem Autoklaven bei einem Druck zwischen 40 und 80 Bar bei 225 bis 24O°C umgesetzt. Nach dem Abkühlen auf ungefähr 1500C wird das Produkt einer gerührten Lösung von 34 Teilen Natriumcarbonat in 1 000 Teilen Wasser55 parts of aniline, 49 parts of carbon disulfide and 20.5 parts of sulfur are reacted in an autoclave at a pressure between 40 and 80 bar at 225 to 240 ° C. for 6 hours. After cooling to approximately 150 ° C., the product becomes a stirred solution of 34 parts of sodium carbonate in 1,000 parts of water
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zugegeben. Die Lösung wird nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur heftig mit 50 Teilen Schwefelkohlenstoff gerührt und dann absitzen gelassen, worauf die wäßrige Schicht von der Schwefelkohlenstoff schicht abgetrennt wird. Ansäuern der wäßrigen Schicht liefert 99,5 Teile Mercaptobenzthiazol mit einem Schmelzpunkt von 179,5 bis 18O,5°C. Prüfung durch Dünnschichtchromatographie zeigte die Abwesenheit bedeutender Mengen Verunreinigungen. Sowohl das Mercaptobenzthiazol als auch die vor dem Ansäuern erhaltene wäßrige Lösung des Mercaptobenzthiazolnatriumderivats kann in einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Mercaptobenzthiazolderivaten, wie z.B. Mercaptobenzthiazyldisulfid und Mercaptobenzthiazylsulfenamiden, in guten Ausbeuten und in hoher Qualität verwendet werden.admitted. The solution is after cooling to room temperature Vigorously stirred with 50 parts of carbon disulfide and then allowed to settle, whereupon the aqueous layer of the carbon disulfide layer is separated. Acidification of the aqueous layer gives 99.5 parts of mercaptobenzothiazole with a Melting point from 179.5 to 18O.5 ° C. Test by thin layer chromatography showed the absence of significant amounts of impurities. Both the mercaptobenzothiazole and the Aqueous solution of the sodium mercaptobenzothiazole derivative obtained before acidification can be used in a conventional process for the preparation of mercaptobenzothiazole derivatives, e.g. Mercaptobenzothiazyl disulfide and mercaptobenzothiazylsulfenamides, can be used in good yields and in high quality.
Mercaptobenzthiazol, welches durch ein ähnliches Verfahren erhalten worden ist, wobei jedoch die Schwefelkohlenstoffextraktionsstufe weggelassen worden ist, besitzt einen Schmelzpunkt von 177 bis 18O0C und enthält beträchtliche Mengen Verunreinigungen, wenn eine Prüfung durch Dünnschichtchromatographie vorgenommen wird. Außerdem liefert es Mercaptobenzthiazolderivate mit niedrigerer Reinheit als es bei Mercaptobenzthiazolderivaten der Fall ist, die aus einem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Mercaptobenzthiazol erhalten worden sind.Mercaptobenzothiazole which is obtained by a similar method, except that the carbon disulfide extraction step is omitted, has a melting point of 177 to 18O 0 C and contains considerable amounts of impurities, if a check is made by thin layer chromatography. In addition, it provides mercaptobenzothiazole derivatives with a lower purity than is the case with mercaptobenzothiazole derivatives which have been obtained from a mercaptobenzothiazole prepared by the process according to the invention.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch in der Reaktionsstufe Schwefelkohlenstoff verwendet wird, der Nebenprodukte enthält und aus der Extraktionsstufe von Beispiel 1 erhalten worden ist. Es werden 110 Teile Mercaptobenzthiazol erhalten, das eine ähnliche Qualität aufweist als dasjenige, welches bei der Herstellung gemäß Beir spiel 1 erhalten worden ist. Der als Extraktionsmittel inThe procedure of Example 1 is repeated, but using carbon disulfide in the reaction step, which contains by-products and from the extraction stage of Example 1 has been obtained. There are 110 parts of mercaptobenzothiazole obtained, which has a similar quality to that which is obtained in the manufacture according to Beir game 1 has been obtained. The extractant used in
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diesem Beispiel verwendete Schwefelkohlenstoff kann erneut beim obigen Verfahren verwendet werden, wobei Mercaptobenzthiazol ähnlicher Qualität und in ähnlicher Ausbeute erhalten wird.Carbon disulfide used in this example can be used again in the above procedure, using mercaptobenzothiazole of similar quality and in similar yield is obtained.
• PATENTANSPRÜCHE• PATENT CLAIMS
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