DE810504C

DE810504C - Verfahren zur Herstellung von Sulfamid und Ammonfluorid

Info

Publication number: DE810504C
Application number: DEP24776A
Authority: DE
Inventors: German Dr Broja; Friedrich Dr Schubert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1948-12-14
Filing date: 1948-12-14
Publication date: 1951-08-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Sulfamid und Ammonfluorid Es ist bereits bekannt, daß gasförmiges Sulfurylfluorid mit wässerigem konzentrierten Ammoniak unter Bildung von Sulfamid reagiert. Wesentliche Nachteile dieses Verfahrens sind, daß einmal die Reaktionsgeschwindigkeit sehr gering ist und zum anderen die Ausbeute an Sulfamid, bezogen auf Sulfurylfluorid, nur 5.t°/, beträgt. Eine Ausbeutesteigerung kann allerdings erzielt werden, wenn dem wässerigen Ammoniak C a C 03 zugesetzt wird.
Bekannt ist auch eine direkte Umsetzung zwischen gasförmigem Sulfurylfluorid und gasförmigem Ammoniak unter normalem Druck, bei dem die äußerst geringe Reaktionsgeschwindigkeit sich etwas steigern läßt, wenn man die beiden Gase über das Ammoniakat des Sulfamids streichen läßt.
Es wurde nun gefunden, daß sich bei der Umsetzung zwischen Sulfurylfluorid und Ammoniak die Reaktionsgeschwindigkeit tatsächlich steigern läßt, wenn man die Konzentrationen der Reaktionspartner erhöht. Dies kann einmal geschehen, indem man Sulfurylfluorid und Ammoniak gasförmig, aber unter erhöhtem Druck aufeinander einwirken läßt, wobei als obere Temperaturgrenze +9o ° einzuhalten ist. Die Konzentration der Reaktionsteilnehmer läßt sich weiterhin wesentlich erhöhen, wenn man entweder das Ammoniak oder Ammoniak und Sulfurylfluorid in verflüssigtem Zustand zur Reaktion bringt; hierbei kann man die Umsetzung bei Atmosphärendruck und Temperaturen von -78' bis annähernd +30' oder unter erhöhtem Druck bei Temperaturen bis 9o ° durchführen.
Da es bei der Reaktion zwischen gasförmigen Komponenten unter erhöhtem Druck schwierig ist, die Reaktionswärme abzuführen, so daß die maximale Temperatur von +9o ° nicht überschritten wird, kann diese Reaktion zur besseren Wärmeabführung in einem Lösungsmittel unter erhöhtem Druck vorgenommen werden. Diese Reaktion zwischen gasförmigem Ammoniak und gasförmigem Sulfurylfluorid in einem indifferenten Lösungsmittel kann aber auch bei normalem Druck mit genügend großer Reaktionsgeschwindigkeit stattfinden, wenn man vorzugsweise bei der Wahl des Lösungsmittels darauf achtet, daß es indifferent gegen die Reaktionskomponenten ist, ein gutes Lösungsvermögen sowohl für Ammoniak als auch für Sulfurylfluorid besitzt, dagegen das bei der Reaktion gebildete Ammonfluorid nicht löst.
Bei der Einwirkung von Sulfurylfluorid auf flüssiges Ammoniak kann auf ein Verdünnungsmittel verzichtet werden, ohne daß schlechte Ausbeuten eintreten, wie es bei der Reaktion zwischen Sulfurylchlorid und flüssigem Ammoniak ohne ein Verdünnungsmittel der Fall ist.
Diese Verfahren können durch stete Zuführung von Ammoniak und Sulfurylfluorid und Abführung der festen Reaktionsprodukte, die im wesentlichen nur aus Sulfamid und Ammonfluorid bestehen, kontinuierlich gestaltet werden. Beispiel i In einem Eisenautoklaven werden getrennt 75 g gasförmiges Ammoniak und 102 g gasförmiges Sulfurylfluorid gedrückt. Zur besseren Durchmischung der Gase werden sie mit einer Rührvorrichtung durcheinandergewirbelt. Die bei der sofort eintretenden Reaktion zwischen den beiden Komponenten auftretende Wärme wird durch Wasserkühlung weitgehend abgeführt, so daß die Temperaturgrenze von 9o ° nicht überschritten wird. Der Druck im Reaktionsraum kann auf io atü gehalten werden.
Aus dem Reaktionsprodukt, bestehend aus Sulfamid und Ammonfluorid, wird das Sulfamid durch Extraktion mit Methanol oder anderen geeigneten Lösungsmitteln herausgelöst. Die Sulfamidausbeute beträgt 85 bis go%, bezogen auf eingesetztes Sulfurylfluorid.
Beispiel 2 In einen Eisenautoklaven werden 200 g flüssiges Ammoniak vorgelegt und unter Rühren 153 g gasförmiges Sulfurylfluorid gedrückt. Durch Kühlung des Reaktionsgefäßes mit Eiswasser wird die Temperatur auf 2o bis 40' gehalten. Der Druck übersteigt nicht 7 atü.
Nach beendeter Reaktion wird das überschüssige Ammoniak abgedampft und das aus Ammonfluorid und Sulfamid bestehende Reaktionsprodukt wie in Beispiel i aufgearbeitet. Die Sulfamidausbeute ist 98o/.-Beispiel 3 ioo g flüssiges Ammoniak werden in einem Glasgefäß, das in ein Kohlensäure-Alkohol-Kühlbad eintaucht, kondensiert, und unter Rühren werden 75 g gasförmiges Sulfurylfluorid in das Ammoniak eingeleitet bzw. 75 g durch Kondensation verflüssigtes Sulfurylfluorid eingetropft. Die Temperatur im Reaktionsgefäß wird unterhalb -40' gehalten. Wie in Beispiel 2 wird nach Beendigung der Umsetzung das überschüssige Ammoniak abgedampft und das Reaktionsprodukt aufgearbeitet. Die Ausbeute an Sulfamid, bezogen auf Sulfurylfluorid, ist nahezu ioo 0/0. Beispiel 4 In einen Absorptionsturm, der mit wasserfreiem ammoniakgesättigtenÄthylenchlorid gefüllt ist, werden von unten getrennt gasförmiges Sulfurylfluorid und gasförmiges Ammoniak im Molverhältnis 1:4,5 tangential eingeleitet.
Zur Erhöhung der Verweilzeit und Zerteilung der Gasblasen wird intensiv gerührt. Die Reaktionstemperatur wird durch Wasserkühlung auf 2o bis 30' gehalten. Da während der Reaktion gebildetes Ammonfluorid und Sulfamid im Äthylenchlorid nicht löslich sind, werden die ausfallenden Reaktionsprodukte kontinuierlich abgeführt. Die festen Produkte werden zur Aufarbeitung auf Sulfamid mit Methanol oder anderen geeigneten Lösungsmitteln extrahiert. Die Ausbeute an Sulfamid ist ungefähr 900/0.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Sulfamid und Ammonfluorid aus Sulfurvlfluorid und Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden Komponenten gasförmig unter erhöhtem Druck aufeinan,ler bei Temperaturen bis höchstens + 9o° einwirken läßt.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man gasförmiges oder flüssiges Sulfurylfluorid mit flüssigem Ammoniak ohne Verdünnungsmittel bei normalem Druck und Temperaturen von -78 ` bis annähernd +30 ° oder unter erhöhtem Druck bei Temperaturen bis höchstens +9o ° umsetzt.
3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung von Sulfurylfluorid mit Ammoniak in für die Reaktionskomponenten indifferenten Lösungsmitteln durchführt.
4. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden Komponenten gasförmig unter normalem Druck in einem Lösungsmittel, außer in Wasser, reagieren läßt.
5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verfahren kontinuierlich durchführt.