DEP0013316DA - Verfahren zur Herstellung von am Stickstoff substituierten Disulfonimiden - Google Patents

Description

Es wurde gefunden, dass man zu am Stickstoff substituierten Disulfonimiden kommt, wenn man Disulfonimidgruppen enthaltende Verbindungen der allgemeinen Formel R-SO(sub)2-N-SO(sub)2-R, in der R und R' beliebige organische Reste bedeuten, gegebenenfalls in Gegenwart von säurebindenden Mitteln, mit alkylierend oder aralkylierend wirkenden Mitteln umsetzt.

Die als Ausgangsstoffe verwandten Disulfonimide können durch Umsetzung von Sulfonamiden mit Sulfochloriden gewonnen werden. Besonders geeignet sind diejenigen Disulfonimide, die aus den in bekannter Weise durch gemeinsame Einwirkung von Schwefeldioxyd und Halogen in Gegenwart von aktivem Licht auf Kohlenwasserstoffe gewonnenen Sulfochloriden hergestellt sind.

Als alkylierend wirkende Mittel kommen insbesondere Alkylhalogenide in Betracht. Genannt seinen Methylchlorid, Äthylbromid, Isopropyl- chlorid, Isobutyljodid, (Beta)-Äthyl-hexylbromid, Cyclohexylbromid, Octylchlorid,(Alpha)-Hexyl-n-caprylchlorid, Dodecylchlorid, Oleylchlorid, (Beta)-Methoxy-äthylchlorid, (Beta)-(Beta')-Dichlor-diäthyläther u.a.

Auch Ester anderer Säuren als Salzsäure, z.B. Ester der Schwefelsäure, der Phosphorsäure und von organischen Sulfonsäuren können eingesetzt werden. Genannt seinen folgende: Dimethylsulfat, Diäthylsulfat, tetradecyl-schwefelsaures Natrium, dodecyl-phosphorsaures Natrium, p-Toluol-sulfonsäure-methylester, p-Toluol-sulfonsäure-n-hexylester, Benzolsulfonsäure-(Beta)-chloräthylester usw.

Die alkylierend wirkenden Verbindungen können auch weitere Substituenten tragen. Besonders vorteilhaft sind diejenigen, die eine wasserlöslichmachende Gruppe, z.B. die Sulfonsäuregruppe oder die Carboxylgruppe besitzen oder eine solche, die die Einführung einer wasserlöslichmachenden Gruüüe erlauben, z.B. die Hydroxyl-Gruppe, die Amino-Gruppe, die Cyan-Gruppe und andere. Zu diesen Stoffen werden auch die Sultone gezählt; das sind innere Ester von Oxysulfonsäuren, die unter Aufspaltung des Ester-Ringes mit den Disulfonimiden reagieren. Als Beispiele seien folgende Verbindungen genannt: Äthylenchlorhydrin, (Beta)-Diäthylamino-äthylchlorid, 3-Chlor-2-oxy-propansulfonsäure, (Beta)-chloräthylschwefelsaures Natrium, Monochloressigsäure, (Alpha)-Bromlaurinsäure, Ester oder Amide der Monohalogenfettsäuren, wie z.B. Monochloressigsäure-dodecylamid.

Schliesslich seien als alkylierend wirkende Mittel noch Verbindungen genannte, wie Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Epichlor- hydrin, Glycid und deren Analoge, z.B. Äthylenimin. Die alkylierend wirkenden Verbindungen können auch aromatische oder heterocyclische Gruppen enthalten, die gegebenenfalls wieder substituiert sind, z.B. Benzylchlorid, sowie dessen Kernsubstitutionsprodukte, die Halogenatome, Nitro-, Methoxy- oder hydrophile Gruppen enthalten, z.B. Benzylchlorid-4-sulfonsäure, Benzylchlorid-1-carbonsäure und andere. Weiterhin seien genannt: (Alpha)-Menaphthylchlorid, Tetrahydrofurfurylchlorid, (Beta)-Phenyl-äthylchlorid, (Beta)-Phenyloxy-äthylchlorid, (Beta)-Phenyl-mercapto-äthylchlorid, (Beta)-Chloräthyl-p-tolyl-sulfon.

Die Herstellung der neuen Verbindungen wird durch Vereinigen der Reaktionspartner, zweckmässigerweise bei Anwesenheit von Wasser oder organischen Lösungsmitteln vorgenommen. Sofern die Reaktion dabei nicht einsetzt, kann sie durch Erwärmen des Gemisches eingeleitet oder vervollständigt werden. Zur Neutralisation evtl. bei der Reaktion entstehender Säuren gibt man säurebindende Mittel, z.B. Alkalien, Erdalkalien, organische Basen oder andere, zu der Mischung. Der Zusatz säurebindender Mittel kann sich erübrigen, wenn man die Disulfonimidgruppen enthaltenden Verbindungen in Form ihrer Metallsalze anwendet.

Die erfindungsgemäss erhaltenen Produkte lassen sich je nach der Anwesenheit oder Abwesenheit löslichmachender Gruppen als Wasch-, Netz-, Schaum-, Dispergier- oder Emulgiermittel bzw. als Weichmacher verwenden.

Beispiel 1

Ein durch Kohlenoxyd-Hydrierung nach Fischer-Tropsch hergestellter Kohlenwasserstoff der mittleren Kettenlänge C(sub)10ß - C(sub)11 wird in an sich bekannter Weise durch Einleiten eines Gemisches gleicher Teile Chlor und Schwefeldioxyd unter Bestrahlung mit aktivem Licht bei Temperaturen von 30-35° so lange sulfochloriert, bis die Gewichtszunahme 0,3 - 0,4 Mol SO(sub)2Cl auf 1 Mol Kohlenwasserstoff entspricht. Das so erhaltene Alkylsulfochlorid wird durch Vakuum-Wasserdampfdestillation vom Unverseifbaren getrennt und hat dann eine VZ von 476.

Ein Teil dieses Alkylsulfochlorids wird durch langsames Eintropfenlassen in einen grossen Überschuss von hochkonzentriertem wässrigem Ammoniak bei -10° in das entsprechende Alkylsulfonamid umgewandelt und nach Abtrennen von der wässrigen Lösung und vom ausgeschiedenen Ammoniumchlorid und nach Durchsaugen von Luft bis zur Entfernung des Ammoniakgeruches als dickflüssiges Öl mit einem Stickstoffgehalt von 6,3 Gewichtsprozent erhalten.

199 Gewichtsteile dieses Alkylsulfonamids werden in der Lösung von 36 Gewichtsteilen Ätznatron in 900 Gewichtsteilen Wasser gelöst. In diese Lösung lässt man unter Rühren 254 Gewichtsteile eines Alkylsulfochlorids, dessen Herstellung oben beschrieben wurde, einfliessen. Die Lösung erwärmt sich und wird durch Kühlung auf 35-40° gehalten. Nach Beendigung des Einfliessens gibt man 36 Gewichtsteile Ätznatron, in 1200 Gewichtsteile Wasser gelöst, hinzu und rührt noch einige Zeit weiter, gegebenenfalls unter Zugabe weiterer Mengen von Natronlauge, bis die ätzalkalische Reaktion dauern bestehen bleibt. Das Umsetzungsprodukt hat sich nunmehr in Form eines schweren, gelben dickflüssigen Öles abgesetzt und wird durch Aufnehmen in Äther und Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen. Die Ausbeute beträgt 375 Gewichtsteile. Das Produkt enthält 2,84% N und 5% Wasser.

234 Gewichtsteile Natriumsalze des Disulfimidgemisches, dessen Herstellung vorstehend beschrieben wurde, werden unter Rühren mit 300 Gewichtsteilen Wasser vermischt und bei Zimmertemperatur die Lösungen von 47,3 Gewichtsteilen Chloressigsäure in 100 Gewichtsteile Wasser und 20 Gewichtsteile Ätznatron in 100 Gewichtsteile Wasser gleichzeitig zugetropft. Das Gemisch erwärmt sich schwach unter gleichzeitiger Bildung eines gelben Öls. Zur Vervollständigung der Reaktion wird noch 1 - 2 Stunden auf dem Wasserbad erwärmt. Nach Abtrennen der wässrigen Schicht wird das Öl im Vakuum getrocknet, wobei 219 Gewichtsteile erhalten werden. Das Reaktionsprodukt ist in Wasser löslich und gibt stark schäumende Lösungen; es enthält 2,75% N.

Beispiel 2

58,5 Gewichtsteile der Natriumsalze des in Beispiel 1 verwendeten Disulfimidgemisches werden unter Erwärmen in 100 Gewichtsteilen Xylol gelöst, worauf 1 Gewichtsteil Natriumjodid und bei etwa 85° 15,9 Gewichtsteile Benzylchlorid unter Rühren hinzugegeben werden. Das Gemisch wird zunächst 3 Stunden bei 90 - 120° gerührt und schliesslich noch 10 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Hierauf wird mit 100 Gewichtsteilen Wasser verrührt und die von der Salzlösung abgetrennte Xylollösung im Vakuum zur Trockne eingedampft, wobei das N-Benzyl-disulfimid als zähflüssige Masse in einer Ausbeute von 60 Gewichtsteilen anfällt.

Beispiel 3

58,5 Gewichtsteile der Natriumsalze des obigen Disulfimidgemisches werden in 150 Gewichtsteilen Xylol unter Erwärmen gelöst und 2 Gewichtsteile Natriumjodid zugesetzt. Unter Rühren werden bei 100° 25,6 Gewichtsteile n-Dodecylchlorid zugetropft, das Gemisch 4 Stunden bei 100° nachgerührt und schliesslich weitere 15 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Beim Aufarbeiten analog Beispiel 2 wird das Reaktionsprodukt in Form eines gelben, zähflüssigen Öls gewonnen. Die Ausbeute beträgt 70 Gewichtsteile.

Beispiel 4

117 Gewichtsteile der Natriumsalze des in den obigen Beispielen verwendeten Disulfimidgemisches werden in 120 Gewichtsteilen Alkohol (96%ig) gelöst und 23 Gewichtsteile Äthylenchlorhydrin unter Rühren bei 45° zugetropft. Nach 5-stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Gemisch allmählich auf 60° erwärmt und schliesslich noch 2 Stunden bei 60-70° nachgerührt. Hierauf wird der Alkohol abdestilliert und der Rückstand in 225 Gewichtsteile Benzin (Kp: 80-100°) gelöst, mit 200 Gewichtsteilen Wasser verrührt und bis zum Eintritt der Schichtentrennung NaCl zugegeben. Nach Trocknung der Benzinlösung und Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man eine zähe, harzartige Masse in einer Ausbeute von 100 Gewichtsteilen.

Beispiel 5

58,5 Gewichtsteile der Natriumsalze des Disulfimidgemisches werden in 100 Gewichtsteilen Xylol aufgenommen. Bei 95 - 100° werden unter Rühren 17 Gewichtsteile Butansulton zugetropft und das Gemisch noch 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach Abdestillieren des Xylols erhält man 70 Gewichtsteile einer bräunlichen, zähflüssigen Masse. Diese ist in Wasser löslich und gibt stark schäumende Lösungen.

Claims (3)

1.) Verfahren zur Herstellung von am Stickstoff substituierten Disulfonimiden, dadurch gekennzeichnet, dass man Disulfonimidgruppen enthaltende Verbindungen der allgemeinen Formel R-SO(sub)2-NH-SO(sub)2-R', in der R und R' beliebige organische Reste bedeuten, gegebenenfalls in Anwesenheit säurebindender Mittel, mit alkylierend oder aralkylierend wirkenden Mitteln umsetzt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Disulfonimidgruppen enthaltenden Verbindungen mit alkylierend wirkenden Mitteln umsetzt, die wasserlöslichmachende Gruppen enthalten oder solche Gruppen, vermittels derer wasserlöslichmachende Gruppen eingeführt werden können.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Disulfonimidgruppen enthaltenden Verbindungen mit aralkylierend wirkenden Mitteln umsetzt, die wasserlöslichmachende Gruppen enthalten.