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Herstellung von Ainidosulfosäure Für die Herstellung der
- Amidosulfosäure sind in den letzten Jahren verschiedene Verfahren bekanntgeworden.
Eines dieser Verfahren beruht wie die- vorliegende Fzfindung auf der Gewinnung von
Amidasulfpsäute aus Salzen dieser Sähre, und zwar wird nach dem genannten Verfahrf--n
die durch Hydrolyse von Amm(>nitimimid#osu-Ifat gebildete Lösung von Ammoniurnamidesulfat,
nachdem durch Zugabe von Antmoniak Ammc>iütin-isulfat ausgeschieden wurde, mit Schwefelsäure
versetzt, wchbei AmidoKsuilfosäure ausfällt. Die so erhaltene A-rnidosulfesäii-re
ist noch durch anhaftende Mutterlauge, die Schwefelsäure und Ammoniumsulfat enthält,
verunreinigt. Wegen der erheblichen Löslichkeit der Amidosulfosäu-re in Wasser kann
man diese Verunreini-' gung nicht -nüt Wasser in wirtschaftlicher Weist hera:uswaschen,
sondern muß aus Wasser umkristallisieren, wenn man reine Amidosulfosäu-re erhalten
will.
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Es wurde gefunden, daß man ohne Umkristallisieren sefoTt zu einer
chemisch reinen Amidosulfo-säure gelangen kann, wenn man feste oder gelöste Salze
der Amido!sulfosä-uTe oder Imi-dosulfosä-u#r-e mit einem überschuß an Salpetersäure
bestünmter Konzentrationderartig -umsetzt, daß nach beendeter Umsetzung in der Lösung
noch 5o bis 6o Gewichtsprozent freier Salpetersäure voTliegen.
Diese
Konzentration an freier Salpetersäure ist am wirtschaftlichsten. Sie ist einerseits
bedingt durch die Löslichkeit der Amidoz# stilfosäure in Salpetersäure, die, wie
gefunden wurde, um so gering-er ist, je konzentrierter C, die Salpetersäure ist;
andererseits wird oberhalb einer Konzentration von etwa 65(),/o freier Salpetersäure
die Zersetzung der Amidasulfosäure unerwünscht stark. Bei der Umsetzung, einer -esättigten
Lösung von Calciumamido#-b
b
sulfat mit Salpetersäure erhält man z.B. fol-!zende
Ausbeuten:
| Freie Salpetersäure h Ausbeute an |
| Amidosulfosäure |
| irn Real#tionsgemisc iii der Theorie |
| 10- 82,9 |
| 30 89,3 |
| 50 93,8 |
| 6o 94,2 |
| 70 94,3 |
Bei Verwendung der leichter zugänglichen Ammoniumverbindungen ist die Ausbeute etwas
niedriger. Die Begründung hierfür wurde. darin gefunden, daß Ammeniun-ü#onen die
Löslichkeit der Amidos#lfosäure in Salpetersäure stärker erhöhen als die äquivalenten
Mengen Calciutnionen. Auch hier ergab sich das Optimum der Ausbeute beieinem Gehalt
von 5o bis 6o% freier Salpetersäure im fertigen Reaktionsgemisch.
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Wird von Salzen der Imidusulfosäure ausgegangen, so findet beim Zusammentreffen
mit Salpetersäure bereits bei niedrigen Temperaturen eine sofortige vollständige
Hydrolyse zu, Ainidosulfaten, und bei genügender .Konzentration der Salpetersäure
Abscheidung feinkristalliner AmidastilfosäuTe statt. Die Konzentration der anzuwendenden
Salpetersäure -richtet sich nach dem Ausganggsprodukt; so kann man bei der Behandlung
gelöster Salze konzentrierte Salpetersäure von 98 bis -ioo% Gehalt anwenden,
bei festen Salzen empfiehlt sich das Arbeiten mit 5o- bis 68%i-"--r Salpetersäure.
Zur Vermeidung von Amidverlusten ist eine 1-hö-lichst nitro-sefreie Salpetersäure
anzuwenden.
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Es ist vorteilhaft, die bei der Umsetzung auftretende Reaktionswärme
abzuführen; wenn die Temperatur 600 nicht wesentlich überschreitet, so tritt
keine nennenswerte Zersetzuno- der Amidosulfesäure ein.
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Die abgeschiedene Amidosulfesäure wird von der Mutterlauge abgetrennt
und mit kalter Salpetersäure von etwa 6o% Gehalt salzfrei gewaschen, wobei nur sehr
geringe Men2,en Arnidc>slLi-Ifosäure von der Waschsäure Cye löst werden. Die salzfrei
gewaschene Amidosulfosäu,re wird bei mäßigen Temperaturen, z. B. bei 6o', getrocknet.
Die Trojcknung kann im Heißluftstroin oder im Vakuum geschehen, wobei die anbaftende
Salpetersäure vollständig ausgetrieben wird. Dies ist ein besonderer Vorzug des
Arbeitens mit Salpetersäure; bei allen anderen Verfahren von technischer Bedeutung
erhält man eine Amido,su-Ifosäu#re mit anhaftender Schwefelsäure, welche nur durch
Umkristallisieren daraus zu entfernen ist.
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Nach dem beanspruchten Verfahren kann in einem einfachen Arbeitsgang
sehr reine Amidosulfosäure mit 99,5 bis jooo/o Gehalt erhalten werden.
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Die saure Mutterlauge wird zweckmäßig auf Nitrate verarbeitet. Ealls
sie Sulfationen enthält, was stets der Fall ist, wenn das Ausgangsprodukt Iniidosulfate
enthielt, so werden sie zweckmäßig durch Zusatz von Kalksteinmehl in Cald-umsulfat
venvandelt und in dieser Form aus der Lösung entfernt. je nach der angewandten Kalksteinmenge
erhält man dabeieine Lösung von Ann:noniumnitrat in Salpetersäure, die durch Neutralisation
mit Ammoniak auf Ammoniumnitrat verarbeitet werden kann, oder eine: Lösung von Ammoniumnitrat
und Calciunmitrat, die zweckmäßig auf technischen Kalksalpeter verarbeitet wird.
Reines Calciumnitrat kann man erhalten, wenn- man das Ammoniumnitrat in der Hitze
durch Kalk zu Calciumnitrat und Ammaniak umsetzt. Sollten die geringen Mengen Amidosulfosäure,
die die saure Mutterlauge enthält, bei der weiteren Verwendung stören, so kann man
durch Aufkochen der Mutterlaugge die Amidesulfosäure zerstören.
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B ei sp iele i. Zu i ooo - Calci-tmiamidosulfatlösung mit 430/0
Ca(SO,3NH.), läßt man bei 2o' unter Kühlen und Rühren i64og nitrosefreie Salpetersäure
von 980i16 Gehalt langsam einlaufen. Bereits kurze Zeit nach Beginn der Zugabe der
Salpetersäure fällt Amidosulfosäure aus, die nach beendetem Zulauf bei 20' abfiltriert,
zweimal mit je 34o- Salpetersäure von 6o% Gehalt ausgewaschen und trockengesaugt
wird. Dann wird die anhaftende Salpetersäure im Vakuum bei 4o' vollständig ausgetrieben.
Ausbeute: 338 g Aniidosulfosaure mit iooo/o NH.,SO.3I-l; 940,lo der Theorie.
Die Amido,sulfosäure war völlig frei von Sulfationen.
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Das Filtrat enthielt 6o#!o freie Salpetersäure. Zur Verarbeitung auf
Kalksalpeter wird mit gepulvertein Caleiunicarbonat neutralisiert -, dabei fällt
eine geringe Menge Calciumsulfat aus, welches abfiltriert und ausgewaschen wird.
lii dem Filtrat wird durch
Hinzufügen von Caldunmitratlagge das
richtige Verhältnis von Calciumnitrat zu Ammo,-niumnitrat eingestellt, und das Filtrat-
ivivd in bekannter Weise auf technischen Kalksalpeter verarbeitet.
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2- 30kg eines Gemisches der Zusammen-Setzung 45,70/6 NH4SO3NH2, 48,6%
(NHISOS)2NH, 2,IO/o (NH4)2S04, 3,6% NH3 wird in 55kg Salpetersäure unter Rühren
eingetragen. Die Temperatur wird durch Kühlung auf -3o' gehalten. Nach beendetem
Eintragen wird die ausgeschiedene Amido,-sulfosäure abfiltriert. Dann wird sie zweimal
mit je i5kg 6o%iger Salpetersäume ausgewaschen, #rockengesaugt und das nutschenfeuchte
Produkt ineiner Trockentrommel mit wariner Luft deTart getrocknet, daß die Temperatur
des Triockengutes 6o' nicht Überschreitet. Ausbeute: i5kg Amidosulfosäure mit 99,8%
NI-'2SO3H -und o,2% NH4HS04, In dem Waschfiltrat sind 2011o der theoretischen, Ausbeue
= 0,36kg Amidesulfosäure enthalten; dieses Wasch-ältrat wird für den nächsten
Ansatz verwendet, dessen Ausbeute dann 840/0 'der Theerie beträgt. -
Die in
der Mutterlauge enthaltene Amidosulfosäure wird durch halbstündiges Kochen quantitativ
zerstört unter Bildung von S ch-wefelsäure bzw. Ammoniumbisulfat.
- Hierauf wird so viel Kalksteinmehl hinzugefügt, daß die vorhandenen SuNationen'
zu Calciumsul£at umgesetzt werden. Vom CalciumsuHat. wird abfiltriert; das Filtrat
ist leine Lösung von Ammoniumnitrat in Salpetersäure. Es wixd mit Ammoniak neutralisiert,
wobei man eine Ammoniumnitratlösung erhält.