DE60312646T2

DE60312646T2 - Verfahren zur herstellung von 2,4'-dihydroxydiphenyl sulfon

Info

Publication number: DE60312646T2
Application number: DE60312646T
Authority: DE
Inventors: Gou Fukui-shi YOSHINO; Yuichi Fukui-shi TOMODA; Norihiro Fukui-shi TANIGUCHI; Kazuaki Fukui-shi IGARASHI; Takeo Fukui-shi HASEGAWA
Original assignee: Nicca Chemical Co Ltd
Current assignee: Nicca Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: EP1468987A1; EP1468987A4; WO2003062194A1; JP2003212839A; DE60312646D1; JP4124319B2; US7189880B2; EP1468987B1; CN100393697C; CN1620428A; US20050049437A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, welches das wirkungsvolle Abtrennen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von einer Mischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, und die wirkungsvolle Verwendung von Phenolsulfonsäure, enthaltend in der Reaktionsmischung, als das Ausgangsmaterial, umfasst.
Stand der Technik
Eine Mischung von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon kann durch Kondensation mit Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure erhalten werden. 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon ist als Ausgangsmaterial für Polyethersulfon bekannt, welches ein verarbeitbarer Kunststoff ist, der eine hervorragende Wärmebeständigkeit aufweist, und ein Monomer zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit von Polycarbonaten ist. 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon ist eine verwendbare Verbindung, welche als Entwickler für wärmeempfindliche Aufnahmematerialien verwendet wird, und stellt insbesondere ein hervorragendes wärmesensitives Aufnahmepapier mit hervorragenden Farbeigenschaften, mit geringer Schleierbildung im Hintergrund und hoher Lagerstabilität zur Verfügung.
Das Produkt der Kondensation mit Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure ist eine Mischung aus 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon. Daher ist es zum Erhalt von hoch reinem 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon oder 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erforderlich, dass diese Verbindungen voneinander getrennt werden. Verschiedene Verfahren zur Abtrennung wurden untersucht.
Als Verfahren zum Abtrennen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wird zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Showa 57(1982)-77667 als Verfahren zum Abtrennen von hoch reinem 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von einer Mischung der Isomeren ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem eine Mischung der Isomere von Dihydroxydiphenylsulfon in Phenol durch Erwärmen gelöst wird, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon allein durch Kristallisation als eine Additionsverbindung mit Phenol durch Kühlen abgetrennt wird und dann die Kristalle von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch eine Wärmebehandlung erhalten werden. In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Showa 50(1975)-106936 wird als Verfahren zum Herstellen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon mit einem geringen Gehalt des Isomers ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem ein Produkt der Reaktion zwischen Phenol und Schwefelsäure mit einer wässrigen Lösung von Phenol mit einer Konzentration von 3 bis 35 Gew.-% in Kontakt gebracht wird und 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation abgetrennt wird. Allerdings ist es mit diesen Verfahren schwierig, das 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von der restlichen Mischung, welche nach der Abtrennung von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird, abzutrennen.
In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Heisei 10(1998)-25277 wird als das Verfahren zum industriell vorteilhaften Herstellen einer Kombination von hoch reinem 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem Phenol und ein Sulfonierungsreagenz zur Reaktion in einem Lösemittel von o-Dichlorbenzol gebracht werden, der Gehalt des nicht reagierten Phenols in der Reaktionsmischung auf 2 bis 20 Gew.-%, basierend auf den Gesamtmengen von nicht-reagiertem Phenol und o-Dichlorbenzol, eingestellt wird, und die Gesamtmengen von nicht reagiertem Phenol und o-Dichlorbenzol auf die 2- bis 7fache Menge der theoretischen Ausbeute an Dihydroxydiphenylsulfonen eingestellt werden, wenn die Reaktion vervollständigt ist, so dass 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation aus der Reaktionsmischung abgetrennt wird und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon aus dem Filtrat isoliert wird. Allerdings benötigt dieses Verfahren eine Vorrichtung zur Zurückgewinnung des Lösemittels und neigt dazu, Umweltprobleme zu erzeugen, da dieses Verfahren auf Chlor basierende organische Lösemittel verwendet.
In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Heisei 9(1997)-40635 wird als das Verfahren zum effizienten Herstellen von hoch reinem 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem in einer wässrigen Lösung einer Mischung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon als ein Dialkalimetallsalz gelöst und 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon als ein Monoalkalimetallsalz in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids abgetrennt wird. Allerdings werden gemäß diesem Verfahren große Mengen an Natriumhydroxid und Schwefelsäure für die Abtrennung benötigt und der Wirkungsgrad ist unter dem Gesichtspunkt der Kosten gering.
EP-A1-0 627 41 5 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von reinem 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon unter Verwendung von gemischten Lösemitteln (Alkohole/aromatische Kohlenwasserstoffe, Ketone/aromatische Kohlenwasserstoffe, Essigsäureester/aromatische Kohlenwasserstoffe) ausgehend von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon/4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon-Mischungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur wirkungsvollen und wirtschaftlich vorteilhaften Abtrennung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von einer Reaktionsmischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, bereitzustellen und in der Reaktionsmischung enthaltende Phenylsulfonsäure als Ausgangsmaterial effizient zu verwenden.
Offenbarung der Erfindung
Als Ergebnis intensiver Untersuchungen durch die vorliegenden Erfinder, um die genannten Probleme zu lösen, wurde herausgefunden, dass, wenn eine Mischung der Isomere einen Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon aufwies, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon selektiv durch Kristallisation aus einem Lösemittel, enthaltend Phenol und Wasser in Mengen, so dass das Verhältnis der Gewichtsmengen von Phenol zu Wasser in dem Bereich von 10:90 bis 90:10 lag, abgetrennt werden konnte und das Filtrat, welches nach Abtrennung der Kristalle durch Filtration erhalten wurde, effizient als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Dihydroxydiphenylsulfonen verwendet werden konnte. Die vorliegende Erfindung wurde auf Basis dieser Erkenntnis vervollständigt.
Die vorliegende Erfindung stellt zur Verfügung:

(1) Ein Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, welches umfasst das Abtrennen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation aus einer Mischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol, welche erhalten wird durch Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure oder Phenolsulfonsäure, so dass eine Mischung mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird, Kristallisieren von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Einstellung einer Zusammensetzung eines Lösemittels einer erhaltenen Mischung, so dass ein Verhältnis der Gewichtsmenge an Phenol zu einer Gewichtsmenge an Wasser in einem Bereich von 10:90 bis 90:10 vorliegt, und Abtrennen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration; und
(2) ein Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, beschrieben in (1), welches das Zugeben von Phenol und Schwefelsäure zu einem bei der Abtrennung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration erhaltenen Filtrat, Durchführen der Dehydratisierung unter Verwendung einer resultierenden Mischung, Abtrennen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation von einem Produkt der Dehydratisierung, umfassend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol, so dass eine Mischung mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als einem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird, Kristallisieren von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Einstellen einer Zusammensetzung eines Lösemittels einer erhaltenen Mischung, so dass ein Verhältnis von einer Gewichtsmenge an Phenol zu einer Gewichtsmenge an Wasser in einem Bereich von 10:90 bis 90:10 erhalten wird, und Abtrennen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Diagramm, welches eine Löslichkeitskurve einer Mischung von Isomeren von Dihydroxydiphenylsulfon zeigt.
2 zeigt ein Diagramm, welches eine Löslichkeitskurve einer Mischung von Isomeren von Dihydroxydiphenylsulfon darstellt.
Die am meisten bevorzugte Ausführungsform zum Durchführen der Erfindung
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wird 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation aus einer Mischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenoisulfonsäure und Phenol abgetrennt, welche durch Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure oder Phenolsulfonsäure erhalten wird, und eine Mischung mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wird erhalten. 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wird durch Einstellen der Zusammensetzung des Lösemittels der erhaltenen Mischung, so dass das Verhältnis der Gewichtsmenge an Phenol zu der Gewichtsmenge an Wasser in dem Bereich von 10:90 bis 90:10 liegt, auskristallisiert und die Kristalle von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon werden durch Filtration abgetrennt. Eine Reaktionsmischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, kann durch Mischen von Phenol und Schwefelsäure und/oder Phenolsulfonsäure, gefolgt von Erwärmen der resultierenden Mischung und Entfernen des gebildeten Wassers durch Destillation als ein Azeotrop erhalten werden. Es ist bevorzugt, dass die Reaktion unter einem reduzierten Druck durchgeführt wird. Es ist bevorzugt, dass, wenn erforderlich, Phenol während der Reaktion zugegeben wird, um Phenol, welches aus dem System durch die azeotrope Destillation mit Wasser entfernt wird, zu ergänzen. Im Allgemeinen wird 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in einer größeren Menge als 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon gebildet.
In der Reaktion von Phenol und Schwefelsäure kann eine Phosphor-Verbindung wie Phosphonsäure, Phosphinsäure und Phosphorsäure zugegen sein. Wenn die Phosphor-Verbindung zugegen ist, kann der Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in der gebildeten Mischung der Isomere von Dihydroxydiphenylsulfon erhöht sein. Im Allgemeinen enthält die Reaktionsmischung, welche durch Reaktion von Phenol und Schwefelsäure erhalten wird, Phenolsulfonsäure in einer Menge, welche einer Ausbeute von 10 bis 30 %, basierend auf dem Gehalt an Schwefelsäure, entspricht.
Hinsichtlich der Löslichkeit einer Mischung der Isomere von Dihydroxydiphenylsulfon mit einem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in einem gemischten Lösemittel von Phenol und Wasser oder in Phenol, ist die Löslichkeit von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon geringer als die Löslichkeit von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, wenn das Verhältnis der Gewichtsmenge an Phenol zu der Gewichtsmenge an Wasser 70:30 oder größer ist. 1 zeigt ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Temperatur und den Löslichkeiten der Isomere in Phenol verdeutlicht, wenn 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in Mengen zugegen sind, so dass das Verhältnis der Gewichtsmengen 50:50 ist. Daher kann 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon selektiv durch Kristallisationsbehandlung der Reaktionsmischung, welche durch Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure und/oder Phenolsulfonsäure erhalten wird, unter Verwendung eines gemischten Lösemittels, enthaltend Phenol und Wasser in Mengen, so dass das Verhältnis der Mengen 70:30 oder größer ist, oder unter Verwendung von Phenol abgetrennt werden.
Da annähernd kein Wasser in der Reaktionsmischung enthalten ist, ist es bevorzugt, dass 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation unter Zugabe von Phenol zu der Reaktionsmischung abgetrennt wird. Der Gehalt an kristallisiertem 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon zur Sicherstellung des Gehalts an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von größer als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in dem Filtrat, welches durch Kristallisation von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, gefolgt von Filtration erhalten wird, kann berechnet werden und der Gehalt an zugegebenem Phenol kann basierend auf der Löslichkeit unter Verwendung der durch Berechnung erhaltenen Menge erhalten werden. Das Filtrat mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon kann wie folgt erhalten werden: Phenol wird zu der Reaktionsmischung gegeben; die resultierende Mischung wird erwärmt, bis die gesamte Flüssigkeit homogen wird; die erwärmte Flüssigkeit wird abgekühlt und die Kristalle von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon werden ausreichend wachsen gelassen und dann durch Filtration abgetrennt. Da die Kristalle von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, welche durch Filtration abgetrennt werden, Phenol und Phenolsulfonsäure enthalten, ist es bevorzugt, dass die Kristalle mit heißem Wasser gewaschen und getrocknet werden. Das erhaltene 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon weist eine Reinheit von 95 Gew.-% oder mehr auf.
In dem Filtrat mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, welches durch die Filtration erhalten wird, wird das Lösemittel angepasst um solch eine Zusammensetzung aufzuweisen, dass das Verhältnis der Gewichtsmenge an Phenol zu der Gewichtsmenge an Wasser in dem Bereich von 10:90 bis 90:10 liegt. 2 zeigt ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Zusammensetzung des Lösemittels und der Löslichkeiten der Isomere bei 30 °C darstellt, wenn 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in Mengen zugegen sind, so dass das Verhältnis der Gewichtsmengen 50:50 ist. Die Zusammensetzung und die erforderliche Menge an Lösemittel zum selektiven Kristallisieren von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon kann durch Berechnung basierend auf dem Verhältnis zwischen der Zusammensetzung des Lösemittels und der Löslichkeiten der Isomere erhalten werden. Es ist bevorzugt, dass das Verhältnis der Gewichtsmengen von Phenol und Wasser so ausgewählt wird, dass das Lösemittel eine Zusammensetzung aufweist, welche eine geringe Löslichkeit von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und einen großen Unterschied zwischen den Löslichkeiten von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon bewirkt. Im Allgemeinen kann die Zusammensetzung und die Menge an Lösemittel durch Entfernen von in dem Filtrat enthaltenem Phenol durch Destillation und Zugabe von Wasser eingestellt werden. Es ist bevorzugt, dass das Entfernen von Phenol aus dem Filtrat durch Destillation unter einem reduzierten Druck bei einer Temperatur von 120 °C oder niedriger erfolgt. Wenn die Temperatur 120 °C übersteigt, besteht die Möglichkeit, dass die Dehydratisierung zwischen Phenol und Phenolsulfonsäure stattfindet und 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon gebildet wird.
Nachdem die Zusammensetzung und der Gehalt des Lösemittels durch Entfernen von Phenol durch Destillation und Zugabe von Wasser eingestellt wurden, wird die Mischung erwärmt, bis die gesamte Flüssigkeit homogen wird und die Kristalle von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon werden dann selektiv durch Kühlen abgetrennt, gefolgt von Filtration. Es ist bevorzugt, dass die bei dem Kühlen erreichte Temperatur ungefähr Raumtemperatur ist. Wenn die Temperatur während der Durchführung der Filtration übermäßig niedrig ist, besteht die Möglichkeit, dass 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon auskristallisiert und die Reinheit der Kristalle von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon abnimmt, und die Filtration wird aufgrund der schlammartigen Eigenschaft der Mischung schwierig. Es ist bevorzugt, dass die durch Kristallisation abgetrennten Kristalle mit Wasser gewaschen und getrocknet werden, da die Kristalle Phenol und Phenolsulfonsäure enthalten. Das erhaltene 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon weist eine Reinheit von 85 Gew.-% oder mehr auf.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Filtrat, welches durch Filtration zur Abtrennung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird, als das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Dihydroxydiphenylsulfon verwendet. Da das Filtrat, welches durch Filtration zur Abtrennung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird, Phenol, Phenolsulfonsäure und Wasser enthält, wird Phenolsäure, das schwer abzutrennen ist, als das Ausgangsmaterial verwendet und die Menge an Ausgangsmaterial, welches zur Herstellung von Dihydroxydiphenylsulfon verwendet wird, kann reduziert werden. Das Filtrat kann für die Dehydratisierung verwendet werden, nachdem Wasser durch Destillation entfernt wurde und dann Phenol und Schwefelsäure zugegeben wurden. Alternativ kann Phenol und Schwefelsäure zu dem Filtrat hinzugegeben werden und die resultierende Mischung wird erwärmt, um in dem Filtrat enthaltendes Wasser durch Destillation zusammen mit während der Dehydratisierung gebildetem Wasser zu entfernen.
Die Mischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol, welche durch Zugabe von Phenol und Schwefelsäure zu dem durch Filtration von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhaltenem Filtrat, gefolgt von der Dehydratisierung der resultierenden Mischung, erhalten wird, kann auf dieselbe Weise behandelt werden wie die Behandlungen der Mischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol, welche durch Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure erhalten wird. 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wird durch Kristallisation abgetrennt, um eine Mischung mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon zu ergeben, welcher größer ist als der Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon. 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wird durch Einstellen der Zusammensetzung der Mischung, so dass das Verhältnis der Gewichtsmengen an Phenol zu Wasser in dem Bereich von 10:90 bis 90:10 liegt, kristallisiert; und die gebildeten Kristalle werden durch Filtration abgetrennt. Das wie oben durch Filtration gebildete und Phenol und Phenolsulfonsäure enthaltende Filtrat kann erneut als das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Dihydroxydiphenylsulfon durch Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure und/oder Phenolsulfonsäure verwendet werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, welche industriell verwertbar sind, aus der Reaktionsmischung ohne Verwendung von spezifischen Lösemitteln oder Chemikalien abgetrennt werden und die nicht-reagierte Phenolsulfonsäure, welche in der Reaktionsmischung enthalten ist, kann als das Ausgangsmaterial für die Dehydratisierung und somit effizient verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine zusätzlichen Vorrichtungen zum Zurückgewinnen oder Reinigen und kann auf wirtschaftliche Weise durchgeführt werden, da in dem erfindungsgemäßen Verfahren Phenol, welches eines der Lösemittel ist, welche zum Abtrennen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon verwendet werden, das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Dihydroxydiphenylsulfon ist und Wasser, welches das andere Lösemittel ist, ein Nebenprodukt darstellt, welches in der Herstellung von Dihydroxydiphenylsulfon gebildet wird.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Die Gehalte an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol wurden gemäß der Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) bestimmt.
Beispiel 1
In einen Reaktor wurden 1296 g Phenol, 529 g Schwefelsäure und 38 g Phosphonsäure gegeben und die Dehydratisierung wurde unter einem reduzierten Druck von 74,6 bis 34,7 kPa bei 150 bis 165 °C für 6 Stunden durchgeführt. Die Menge des Destillats einer Mischung, welche sich aus Phenol und Wasser während der Reaktion bildete, war 547 g.
In den Reaktor wurden 267 g Phenol gegeben und die Dehydratisierung wurde unter einem reduzierten Druck von 34,7 bis 13,3 kPa für 2 Stunden durchgeführt.
Die Menge des gesamten Destillats betrug 675 g. Dann wurden 267 g Phenol in den Reaktor gegeben und die Dehydratisierung wurde unter einem reduzierten Druck von 34,7 bis 13,3 kPa für 2 Stunden durchgeführt. Die Menge des gesamten Destillats betrug 806 g. Dann wurden 267 g Phenol in den Reaktor gegeben und, nachdem die Dehydratisierung unter einem reduzierten Druck von 34,7 bis 13,3 kPa für 2 Stunden durchgeführt wurde, war die Reaktion vervollständigt. Die Menge des gesamten Destillats betrug 913 g.
Die Menge der erhaltenen Reaktionsmischung betrug 1751 g und die Gehalte der nicht flüchtigen Bestandteile in der erhaltenen Reaktionsmischung waren wie folgt: 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon: 44 Gew.%, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon: 20 Gew.-%; Phenolsulfonsäure: 10 Gew.-%; Phenol: 24 Gew.-%; und andere Bestandteile: 2 Gew.-%. Die Ausbeute an Dihydroxydiphenylsulfonen, bezogen auf die als Ausgangsmaterial verwendete Schwefelsäure, betrug 82 %.
Zu 1751 g der Reaktionsmischung, welche wie oben durch Dehydratisierung erhalten wurde, wurden 683 g Phenol gegeben und die resultierende Mischung wurde auf 1 20 °C erwärmt, so dass die gesamte Flüssigkeit homogen wurde. Die Temperatur der Mischung in dem homogenen Zustand wurde langsam auf 60 °C erniedrigt. Die Mischung wurde bei 60 °C für 1 Stunde gerührt und Kristalle von 4,4'- Dihydroxydiphenylsulfon wurden wachsen gelassen. Die gebildeten Kristalle wurden durch Filtration abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet und 629 g an Kristallen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wurden erhalten. Die Reinheit der erhaltenen Kristalle betrug 95 Gew.-%. Bei der Filtration wurden 1 767 g eines Filtrats erhalten. Das Verhältnis der Gewichtsmengen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon zu 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon betrug 35:65.
Nachdem 865 g Phenol aus dem Filtrat unter einem reduzierten Druck bei 120 °C oder weniger entfernt waren, wurden 515 g Wasser zugegeben und das Verhältnis der Gewichtsmengen von Phenol zu Wasser wurde auf 30:70 eingestellt. Die resultierende Mischung wurde auf 90 °C erwärmt, so dass die gesamte Flüssigkeit homogen wurde. Die Temperatur der Mischung in dem homogenen Zustand wurde langsam auf 30 °C erniedrigt und Kristalle von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wurden gebildet. Die gebildeten Kristalle wurden durch Filtration abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, und 274 g an Kristallen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wurden erhalten. Die Reinheit der erhaltenen Kristalle betrug 85 Gew.-%. Ein Filtrat in einer Menge von 1034 g wurde durch Filtration erhalten.
Beispiel 2
Das durch Abtrennung der Kristalle von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration in Beispiel 1 in einer Menge von 1034 g erhaltene Filtrat wurde durch Entfernen von 497 g einer Mischung von Wasser und Phenol durch Destillation unter einem reduzierten Druck bei 120 °C oder niedriger aufkonzentriert. Die Konzentration von Phenol in dem Destillat betrug 12 Gew.-%. Die Menge des aufkonzentrierten Filtrats betrug 538 g und die Gehalte an nicht flüchtigen Bestandteilen in dem aufkonzentrierten Filtrat waren wie folgt: 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon: 25 Gew.-%; 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon: 13 Gew.-%; Phenolsulfonsäure: 25 Gew.-%; Phenol: 25 Gew.-%; und weitere Bestandteile: 12 Gew.-%. In einen Reaktor wurden 359 g des oben erhaltenen aufkonzentrierten Filtrats, 1200 g Phenol, 432 g Schwefelsäure und 16 g Phosphonsäure gegeben und die Dehydratisierung wurde unter einem reduzierten Druck von 74,6 bis 34,7 kPa bei 150 bis 165 °C für 6 Stunden durchgeführt. Die Menge des Destillats einer Mischung, welche sich aus Phenol und Wasser während der Reaktion bildete, war 547 g.
In den Reaktor wurden 267 g Phenol gegeben und die Dehydratisierung wurde unter einem reduzierten Druck von 34,7 bis 13,3 kPa für 2 Stunden durchgeführt. Die Menge des gesamten Destillats betrug 671 g. Dann wurden 267 g Phenol in den Reaktor gegeben und die Dehydratisierung wurde unter einem reduzierten Druck von 34,7 bis 13,3 kPa für 2 Stunden durchgeführt. Die Menge des gesamten Destillats war 810 g. Dann wurden 267 g Phenol in den Reaktor gegeben und, nachdem die Dehydratisierung unter einem reduzierten Druck von 34,7 bis 13,3 kPa für 2 Stunden durchgeführt wurde, war die Reaktion vervollständigt. Die Menge des gesamten Destillats war 960 g.
Die Menge der erhaltenen Reaktionsmischung betrug 1846 g und die Gehalte an nicht flüchtigen Bestandteilen in der erhaltenen Reaktionsmischung waren wie folgt: 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon: 43 Gew.-%; 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon: 19 Gew.-%; Phenolsulfonsäure: 8 Gew.-%; Phenol: 27 Gew.-%; und andere Bestandteile: 3 Gew.-%.
Die in der Dehydratisierung in einer Menge von 1846 g erhaltene Reaktionsmischung wurde mit derselben Verfahrensweise wie in Beispiel 1 durchgeführt behandelt und 601 g an Kristallen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon mit einer Reinheit von 95 Gew.-% und 223 g an Kristallen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon mit einer Reinheit von 90 Gew.-% wurden erhalten.
Beispiel 3
Dieselben Verfahrensweisen wie diejenigen, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, wurden durchgeführt und Kristalle von 4,4'- Dihydroxydiphenylsulfon wurden durch Filtration abgetrennt. Ein Filtrat, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon in solchen Mengen, dass das Verhältnis der Gewichtsmenge 35:65 betrug, wurde in einer Menge von 1 758 g erhalten.
Nachdem 718 g Phenol durch Destillation unter einem reduzierten Druck bei 120 °C oder niedriger aus dem erhaltenen Filtrat entfernt wurden, wurden 368 g Wasser zugegeben, um die Zusammensetzung des Lösemittels in der Mischung so einzustellen, dass das Verhältnis der Gewichtsmengen an Phenol zu Wasser 50:50 war. Die resultierende Mischung wurde auf 90 °C erwärmt, so dass die gesamte Flüssigkeit homogen wurde. Die Temperatur der Mischung in dem homogenen Zustand wurde langsam auf 30 °C erniedrigt und Kristalle von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wurden gebildet. Die gebildeten Kristalle wurden durch Filtration abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet und 262 g an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon wurden erhalten. Die Reinheit der erhaltenen Kristalle betrug 86 Gew.-%.
Industrielle Anwendbarkeit
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann hoch reines 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon aus einer Mischung von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon leicht mit einer hohen Ausbeute ohne Verwendung organischer Lösemittel oder einer großen Menge an Säure oder an Alkali erhalten werden. Nicht reagierte Phenolsulfonsäure, welche in dem durch Filtration von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhaltenen Filtrat erhalten wird, kann als Teil des Ausgangsmaterials in der nächsten Reaktion verwendet werden und die Menge an Ausgangsmaterialien in der Herstellung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon kann reduziert werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, welches umfasst das Abtrennen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation aus einer Mischung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol, welche erhalten wird durch Dehydratisierung von Phenol und Schwefelsäure oder Phenolsulfonsäure, so dass eine Mischung mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als dem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird, Kristallisieren von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Einstellen einer Zusammensetzung eines Lösemittels einer erhaltenen Mischung, so dass ein Verhältnis von einer Gewichtsmenge an Phenol zu einer Gewichtsmenge an Wasser in einem Bereich von 10:90 bis 90:10 vorliegt, und Abtrennen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration.
Verfahren zum Herstellen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon gemäß Anspruch 1, welches umfasst das Zugeben von Phenol und Schwefelsäure zu einem Filtrat, erhalten durch Abtrennung von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration, Durchführen der Dehydratisierung unter Verwendung einer resultierenden Mischung, Abtrennen von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Kristallisation aus einem Produkt der Dehydratisierung, enthaltend 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Phenolsulfonsäure und Phenol, so dass eine Mischung mit einem Gehalt an 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon von mehr als einem Gehalt an 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon erhalten wird. Kristallisieren von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Einstellen einer Zusammensetzung eines Lösemittels einer erhaltenen Mischung, so dass ein Verhältnis von einer Gewichtsmenge an Phenol zu einer Gewichtsmenge an Wasser in einem Bereich von 10:90 bis 90:10 vorliegt, und Abtrennen von 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon durch Filtration.