DEP0005471DA - Verfahren zur Herstellung von aliphatischen oder cycloaliphatischen Sulfonamid- bzw. Sulfonimidverbindungen - Google Patents

Description

Bei der Umsetzung von sulfonhalogenidartigen Verbindungen, die durch gleichzeitige Einwirkung von Halogen und Schwefeldioxyd auf gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Halogenkohlenwasserstoffe erhältlich sind, mit Ammoniak oder organischen Ammoniakabkömmlingen zu sulfonamidartigen Verbindungen ist man bisher immer bedacht gewesen, wasserfreie Ausgangsstoffe zu verwenden, da man sonst anstelle der amidartigen Verbindungen Ammoniumsalze erhielt. Diese Arbeitsweise bedingt die Anwendung von Druckgefässen.

Es wurde nun gefunden, dass man in technisch einfacher und billiger Weise sulfonamidartige Verbindungen dadurch erhält, dass man die durch gleichzeitige Einwirkung von Halogen und Schwefeldioxyd auf gesättigte aliphatische, gegebenenfalls durch Halogen- oder Arylreste substituierte oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe erhältlichen sulfohalogenidartigen Verbindungen mit hochkonzentriertem wässerigem Ammoniak bei niederen Temperaturen umsetzt.

Die Herstellung der als Ausgangsstoffe verwendeten sulfohalogenidartigen Stoffe durch gleichzeitige Einwirkung von Halogen, insbesondere Chlor, und Schwefeldioxyd auf die entsprechenden gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe ist vielfach in der Literatur beschrieben. Man arbeitet bekanntlich so, dass man Chlor und Schwefeldioxyd durch einen flüssigen, gegebenenfalls gelösten Kohlenwasserstoff bei mässig erhöhten Temperaturen, im allgemeinen unter Einwirkung von aktivem Licht, leitet.

Die Umsetzung der so gewonnenen sulfohalogenidartigen Verbindungen mit hochkonzentriertem wässrigen Ammoniak erfolgt erfindungsgemäss bei niederen Temperaturen. Man arbeitet zweckmässig in der Weise, dass man das hochkonzentrierte Ammoniak mit einem Gehalt von mehr als 25% NH(sub)2 bei Temperaturen unterhalb 0° langsam mit den sulfohalogenidartigen Verbindungen versetzt. Die Umsetzung erfolgt dann glatt und das Umsetzungsprodukt scheidet sich in meist öliger bis halbfester Form in quantitativer Ausbeute ab. Je nach dem Mengenverhältnis der angewandten Ausgangsstoffe erhält man Verbindungen, die die Sulfonamidgruppe bzw. die Disulfonamidgruppe enthalten. Setzt man Ausgangsstoffe ein, die die Sulfohalogenidgruppe mehrmals im Molekül enthalten, so erhält man Verbindungen, die auch die Sulfonamidgruppe bzw. Disulfonamidgruppe mehrmals im Molekül aufweisen. In wässerigen Laugen sind die neuen Verbindungen unter Salzbildung meist leicht löslich.

Es ist überraschend, dass die Umsetzung der aliphatischen und cycloaliphatischen Sulfohalogenide unter den erfindungsgemäss angewandten Bedingungen auch bei Gegenwart von Wasser zu Sulfonamiden bzw. Disulfonimiden führt und nicht zu Ammoniumsalzen der entsprechenden Sulfonsäuren. Als besonderer Vorteil ergibt sich dabei die Möglichkeit, ohne Druckgefässe arbeiten zu können. Die erhaltenen Verbindungen können entweder als Weichmacher oder als Textil- und Emulgierhilfsmittel verwendet werden. Sie können aber auch Verwendung als Zwischenprodukte für weitere chemische Umsetzungen finden.

Beispiel 1:

Ein Gemisch synthetischer Kohlenwasserstoffe vom mittleren Molekulargewicht 150, das bei der Benzin-Synthese aus Kohlenoxyd und Wasserstoff anfällt, wird in bekannter Weise durch gleichzeitiges Einleiten von Chlor und Schwefeldioxyd unter Belichten bei einer Temperatur von etwa 30-35° in Sulfochloride übergeführt. 200 g dieses Sulfochlorids werden langsam bei -10° in 350 g wässeriges Ammoniak von 45% NH(sub)3 (spez. Gew. 0,85) unter gutem Rühren eingetropft. Nach Beendigung der Zugabe rührt man noch einige Zeit weiter, lässt dann absitzen und gewinnt das in praktisch quantitativer Ausbeute abgeschiedene Umsetzungsprodukt, das ein schweres, dickflüssiges Oel darstellt, durch einfaches Abtrennen im Scheidetrichter. Man erwärmt das Oel gelinde unter gleichzeitigem Durchleiten eines Luftstromes, bis der Geruch nach Ammoniak verschwunden ist und filtriert gegebenenfalls vom abgeschiedenen Ammonchlorid. Die Verbindung hat einen Stickstoffgehalt von etwa 6,3% und entspricht der Durchschnittsformel C(sub)11H(sub)23SO(sub)2NH(sub)2.

Wählt man als Ausgangsstoffe die Einwirkungsprodukte von Chlor und Schwefeldioxyd auf Kohlenwasserstoffe anderer Kettenlänge, auf Chlorkohlenwasserstoffe, Phenylkohlenwasserstoffe oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Dekahydronaphthalin, so erhält man unter den gleichen Arbeitsbedingungen analoge Verbindungen mit ähnlichen Eigenschaften.

Beispiel 2

Eine gesättigte Kohlenwasserstoff-Fraktion aus der Benzinsynthese nach Fischer-Tropsch von der Durchschnittsformel C(sub)20H(sub)22 wird durch gleichzeitiges Einleiten von Chlor und Schwefeldioxyd bei Temperaturen von 30-35° unter Bestrahlen mit aktivem Licht in ein Gemisch der entsprechenden Sulfochloride übergeführt. Das Gemisch, das noch etwa 20% unumgesetztes Paraffin enthält, wird durch Wasserdampfdestillation im Vakuum vom Unverseifbaren befreit. 48,5 g des so gewonnenen Sulfochlorids werden tropfenweise zu 100 ccm konzentriertem Ammoniak, das auf -10° gekühlt ist, zugegeben, wobei gleichzeitig NH(sub)3-Gas eingeleitet wird. Nachdem die Hälfte des Sulfochlorids eingetragen ist, ist die Temperatur auf ca. +15° gestiegen. Hierauf wird das Eintragen des Sulfochlorids unterbrochen und nur Ammoniakgas bis zur Sättigung eingeleitet. Dann wird der Rest des Sulfochlorids hinzugefügt, wobei keine Temperaturerhöhung mehr auftritt.

Die sich unten absetzende hellgelb gefärbte ölige Schicht wird abgetrennt und, um das gelöste NH(sub)3 zu vertreiben, auf dem Dampfbad erwärmt. Danach wird mit konzentrierter Essigsäure angesäuert und die ölige Schicht abgetrennt und getrocknet. Man erhält das Gemisch der Sulfonamide als braunen Syrup, der in verdünnter Natronlauge klar wasserlöslich ist. Die Verbindung hat einen Stickstoffgehalt von etwa 6,13% und entspricht der Durchschnittsformel C(sub)10H(sub)21SO(sub)2NH(sub)2.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von aliphatischen oder cycloaliphatischen Sulfonamid- bzw. Sulfonimidverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass man die durch gleichzeitige Einwirkung von Halogen und Schwefeldioxyd auf gesättigte, gegebenenfalls durch Halogen- oder Arylgruppen substituierte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe erhältlichen sulfohalogenidartigen Verbindungen mit hochkonzentriertem wässrigem Ammoniak, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Einleiten von gasförmigem Ammoniak, bei niederen Temperaturen umsetzt.