DE625660C

DE625660C - Process for the production of condensation products from hydrogen sulfide and acetylene

Info

Publication number: DE625660C
Application number: DEI50293D
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Nicolai; Dr Walter Reppe
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1934-08-03
Filing date: 1934-08-03
Publication date: 1936-02-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Schwefelwasserstoff und Acetylen Es wurde gefunden, daß man wertvolle Kondensationsprodukte aus Schwefelwasserstoff und Acetylen erhält, wenn man das Acetylen, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur und gegebenenfalls unter Zusatz von Katalysatoren, in Gegenwart flüssiger Lösungsmittel auf Schwefelwasserstoff einwirken läßt. Es kann sowohl reines als mit indifferenten Gasen, wie Stickstoff, verdünntes Acetylen Verwendung finden.Process for the production of condensation products from hydrogen sulfide and acetylene It has been found that valuable condensation products from hydrogen sulfide can be obtained and acetylene is obtained when the acetylene is obtained, preferably at an elevated temperature and optionally with the addition of catalysts, in the presence of liquid solvents lets act on hydrogen sulfide. It can be both pure and indifferent Gases such as nitrogen and dilute acetylene are used.

Je nachdem man das Acetylen unter Druck auf gelösten Schwefelwasserstoff einwirken läßt oder ein Gemisch von Acetylen und Schwefelwasserstoff durch ein hochsiedendes Lösungsmittel leitet, in dem ein Katalysator gelöst ist, erhält man verschiedene Reaktionsprodukte.Depending on the acetylene under pressure on dissolved hydrogen sulfide lets act or a mixture of acetylene and hydrogen sulfide through a high-boiling one Solvents in which a catalyst is dissolved leads to various Reaction products.

Läßt man z. B. Acetylen unter Druck bei 6o bis zoo° äuf eine wäßrige Kaliumhydrosülfidlösung einwirken, so erhält man hauptsächlich Polymerisationsprodukte des Thioacetaldehyds, vorzugsweise den a-Trithioaldehyd. Das gleiche Produkt erhält man bei Verwendung von Dioxan statt Wasser.If you let z. B. acetylene under pressure at 6o to zoo ° äuf an aqueous If potassium hydrosulfide solution acts, then mainly polymerization products are obtained of thioacetaldehyde, preferably α-trithioaldehyde. Receives the same product when using dioxane instead of water.

Leitet man dagegen Schwefelwasserstoff in Mischung mit Acetylen durch ein hochsiedendes Lösungsmittel, in dem eine kleine Menge Kaliumhydrosulfid als Katalysator gelöst ist, so erhält man je nach den angewandten Mengenverhältnissen vorzugsweise flthylmercaptan oder Vinyläthylsulfid oder Äthandithioldiäthyläther oder Gemische dieser drei Produkte.If, on the other hand, hydrogen sulfide is passed through in a mixture with acetylene a high-boiling solvent in which a small amount of potassium hydrosulfide is used as The catalyst is dissolved, depending on the proportions used preferably flthyl mercaptan or vinyl ethyl sulfide or ethanedithiol diethyl ether or mixtures of these three products.

Der Reaktionsverlauf dürfte so zu erklären sein, daß primär aus z Mol Acetylen und. r Mol Schwefelwasserstoff das bisher noch nicht bekannte Viny lmercaptan gebildet wird. Dieses Vinylmercaptan lagert sich nun im ersten Falle, A, um in Monothioacetaldehyd, mit dem es isomer ist. Da Monothioacetaldehyd sehr unbeständig ist und sich leicht polymerisiert, so findet man als Reaktionsprodukt hauptsächlich a-Trithioacetaldehyd.The course of the reaction should be explained in such a way that primarily from z Moles of acetylene and. r mole of hydrogen sulfide is the previously unknown vinyl mercaptan is formed. This vinyl mercaptan is now stored in the first case, A to turn into monothioacetaldehyde, with which it is isomeric. Because monothioacetaldehyde very much is unstable and polymerizes easily, one finds as a reaction product mainly a-trithioacetaldehyde.

Im zweiten Falle, B; wird das primär entstehende Vinylmercaptan duich ein zweites Mol Schwefelwasserstoff zu Äthylmercaptan reduziert (der dabei entstehende Schwefel wird zum Teil zur Polysulfidbildung verbraucht). Das Äthylmercaptan wird durch überschüssiges Acetylen in Äthylvinylsulfid übergeführt. Dieses lagert ein weiteres Molekül Mercaptan an unter Bildung von Äthandithioldiäthyläther. Dieser Reaktionsverlauf ist aus folgenden Gleichungen ersichtlich: A. CH=-::CH + H2 S - CH, - CH- CH- SH ' CH2 - CH # SH ---@- CH,CHS 3 CH3CHS I (CH3CHS)3 B. CH-=CH = CH2 = CH- SH CH" `CH#SH+H.,S=CH3-CH2#SH+S CH3#CHz#SH+CH=CH=CH,CH2.S#CH=CH2 CH3#CH2#S.CH=CHy,.-#GH3#CH2#SH=CH3#CH2#S#CH2#CH?#S#CH2#CH3 Als Katalysatoren sind vorzugsweise die Sulfide und Polysulfide der Alkalien, Erdalkalien, des Ammoniaks und der Schwermetalle geeignet bzw. solche Verbindungen bzw. Salze von Metallen und Ammoniak, die wie die Salze des Kupfers, Eisens oder Nickels bei der Einwirkung von Schwefelwasserstoff in Sulfide verwandelt werden.In the second case, B; the vinyl mercaptan that is primarily formed is reduced to ethyl mercaptan by a second mole of hydrogen sulfide (some of the sulfur generated is used to form polysulfides). The ethyl mercaptan is converted into ethyl vinyl sulfide by excess acetylene. This stores another molecule of mercaptan with the formation of ethandithiol diethyl ether. This course of the reaction can be seen from the following equations: A. CH = - :: CH + H2 S - CH, - CH- CH- SH 'CH2 - CH # SH --- @ - CH, CHS 3 CH3CHS I (CH3CHS) 3 B. CH- = CH = CH2 = CH- SH CH "` CH # SH + H., S = CH3-CH2 # SH + S CH3 # CHz # SH + CH = CH = CH, CH2.S # CH = CH2 CH3 # CH2 # S.CH = CHy, .- # GH3 # CH2 # SH = CH3 # CH2 # S # CH2 # CH? # S # CH2 # CH3 The preferred catalysts are the sulfides and polysulfides of alkalis, alkaline earths and ammonia and heavy metals or those compounds or salts of metals and ammonia which, like the salts of copper, iron or nickel, are converted into sulphides when exposed to hydrogen sulphide.

Als hochsiedende Lösungsmittel kommen insbesondere mehrwertige Alkohole und freie Hydroxylgruppen enthaltende Äther in Betracht, in denen die genannten Katalysatoren löslich sind, also z. B. Mono-, Di- und Triäthylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, i, 3-Butylenglylrol, Glycerin und Polyglycerin, Diäthylenglykolmonoäthyläther.Polyhydric alcohols in particular are used as high-boiling solvents and ethers containing free hydroxyl groups, in which the named Catalysts are soluble, so z. B. mono-, di- and triethylene glycol, propylene glycol, Trimethylene glycol, i, 3-butylene glycol, glycerine and polyglycerine, diethylene glycol monoethyl ether.

Die nach diesem Verfahren hergestellten schwefelhaltigen Kondensationsprodukte finden praktische Verwendung bei. der Herstellung von Farbstoffen, Vulkanisationsbeschleunigern und pharmazeutischen Produkten.The sulfur-containing condensation products produced by this process find practical use at. the production of dyes, vulcanization accelerators and pharmaceutical products.

Es ist bereits bekannt, Acetylen oder acetylenhaltige Gase zusammen mit flüchtigen Schwefelverbindungen, u. a. Schwefelwasserstoff, und gegebenenfalls unter Zusatz von Sauerstoff bei erhöhter Temperatur über feste Katalysatoren, vor allein Metalle der Eisengruppe oder ihre oxydischen Verbindungen, zweckmäßig unter Zusatz von Hydraten, z. B. Bauxit, zu leiten. Hierbei entstehen insbesondere Thiophen, Äthylthiophen, Äthylmercaptan und Diäthylsulfid. Die neue, außerordentlich einfache Arbeitsweise bietet die Möglichkeit, einheitlichere Produkte herzustellen, und führt zum Teil zu Verbindungen, die bei der bekannten Umsetzung gar nicht gewonnen werden können. Beispiel i Läßt man auf eine wäßrige Lösung von Schwefelwasserstoff, die Zoo Gewichtsteile Schwefelwasserstoff auf 75o Gewichtsteile Wasser enthält und in der außerdem io Ge-Wichtsteile Kaliumhydrosulfid gelöst sind, unter einem Druck von 1o bis 2o at bei ioo° Acetylen einwirken, so erhält man bei izstündiger Reaktionsdauer eine Acetylenaufnahme von i20 Gewichtsteilen. Das braun gefärbte ölige Reaktionsprodukt besteht in der Hauptsache aus o:-Trithioaldehyd vom Schmelzpunkt ioi°.It is already known to combine acetylene or acetylene-containing gases with volatile sulfur compounds, i.a. Hydrogen sulfide, and optionally with the addition of oxygen at elevated temperature over solid catalysts only metals of the iron group or their oxidic compounds, expediently under Addition of hydrates, e.g. B. bauxite to conduct. This produces thiophene in particular, Ethylthiophene, ethyl mercaptan and diethyl sulfide. The new, extremely simple one The way of working provides the opportunity to produce more uniform products and leads partly to compounds that are not even obtained in the known implementation can. Example i Leaves on an aqueous solution of hydrogen sulfide, the Zoo contains parts by weight of hydrogen sulfide to 75o parts by weight of water and in In addition, 10 parts by weight of potassium hydrosulphide are dissolved under pressure act from 10 to 20 atm at 100 ° acetylene, this is obtained with a reaction time of izhour an acetylene uptake of 20 parts by weight. The brown colored oily reaction product consists mainly of o: -trithioaldehyde with a melting point of ioi °.

Das gleiche Produkt erhält man, wenn man statt Wasser Dioxan als Lösungsmittel für den Schwefelwasserstoff verwendet. Arbeitet man ohne Verwendung von Kaliumhydrosulfid als Katalysator, so erhält man ebenfalls den a-Trithioaldehyd, jedoch ist die Acetylenaufnahme hierbei verlangsamt. Beispiel 2 Leitet man durch ein senkrecht stehendes Eisenrohr von etwa 4 1 Fassungsraum, das eine Auflösung von 9o g Kaliumhydrosulfid in 3 k- Diäthylenglykol enthält, bei einer Temperatur von 12o bis 13o° eine Mischung von gleichen Volumteilen Schwefelwasserstoff und Acetylen mit einer Gasgeschwindigkeit von 441 pro Stunde, so erhält man nach 13stündiger Versuchsdauer in den auf - 5o° abgekühlten Vorlagen 154 g Äthylmercaptan.The same product is obtained if, instead of water, dioxane is used as the solvent used for the hydrogen sulfide. One works without the use of potassium hydrosulphide as a catalyst, the α-trithioaldehyde is also obtained, but the acetylene uptake is lower slowed down here. Example 2 It is passed through a vertical iron pipe of about 4 1 capacity, which dissolves 90 g of potassium hydrosulphide in 3 k- Diethylene glycol contains a mixture of at a temperature of 12o to 13o ° equal parts by volume of hydrogen sulfide and acetylene at a gas velocity of 441 per hour, after a test duration of 13 hours one obtains in the range of - 50 ° cooled templates 154 g of ethyl mercaptan.

Ändert man unter sonst gleichen Bedingungen das Verhältnis von Schwefelwasserstoff zu Acetylen so, daß pro Stunde 221 Schwefelwasserstoff und 5o 1 Acetylen durch die Reaktionsflüssigkeit hindurchgehen, so erhält man nach 40stündiger Versuchsdauer als Reaktionsprodukt 5o5 g Äthylmercaptan -[- 81 g Vinyläthylsulfid vom Siedepunkt 91°.If the hydrogen sulfide ratio is changed under otherwise identical conditions to acetylene so that per hour 221 hydrogen sulfide and 5o 1 acetylene through the Reaction liquid pass through it is obtained after 40 hours of experimentation as a reaction product 505 g of ethyl mercaptan - [- 81 g of vinyl ethyl sulfide at the boiling point 91 °.

Verwendet man ein Gasgemisch, das zu 85 bis 9o Volumprozent aus Acetylen und zu 15 bis io Volumprozent aus Schwefelwasserstoff besteht, so erhält man ein Gemisch, das zu rund 7 °/o aus Äthylmercaptan, 27 °4 Vinyläthylsulfid und 64. % .4thandithioldiäthyläther besteht.If you use a gas mixture that is 85 to 90 percent by volume of acetylene and 15 to 10 percent by volume consists of hydrogen sulphide, one obtains a Mixture consisting of around 7% of ethyl mercaptan, 27 ° 4 of vinyl ethyl sulfide and 64% .4thandithiol diethyl ether consists.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of condensation products from hydrogen sulfide and acetylene, characterized in that acetylene is in Allowing the presence of liquid solvents to act on hydrogen sulfide.