JPS5932461B2 - p−トルエンスルホン酸クロリドの精製方法 - Google Patents

p−トルエンスルホン酸クロリドの精製方法

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JPS5932461B2
JPS5932461B2 JP57224824A JP22482482A JPS5932461B2 JP S5932461 B2 JPS5932461 B2 JP S5932461B2 JP 57224824 A JP57224824 A JP 57224824A JP 22482482 A JP22482482 A JP 22482482A JP S5932461 B2 JPS5932461 B2 JP S5932461B2
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acid chloride
toluenesulfonic acid
toluene
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昌求 尹
承姫 韓
道鉉 金
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KANKOKU KAGAKU GIJUTSU KENKYUIN
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KANKOKU KAGAKU GIJUTSU KENKYUIN
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶剤としてトルエンを選択的に使用しp−トル
エンスルホン酸クロリドを精製する方法に関するもので
ある。
サッカリンは主要な人工甘味料であるが、この原料とし
て使用するために製造される0−トリエンスルホン酸ク
ロリド(CH3C6H4SO2Cl)は、通常、トルエ
ンをクロルスルホン酸と反応させて得られる。
この時、多量の異性体が生成し、特にp−トルエンスル
ホン酸クロリドの分離が問題となる。従つて0−トルエ
ンスルホン酸クロリドから副産物であるp−トルエンス
ルホン酸クロリドを如何にして分離精製するかが現在ま
での関心事であり、数多くの研究と試験が継続されてき
た。p−トルエンスルホン酸クロリドは純度を上げると
その用途が多くなる。これは、例えばカルボン酸の塩素
化剤として、アルカリとアルコールで処理したエステル
はアルキル化剤として、またアンモニアで処理してアミ
ドとして、さらに種々の有機化合物の製造原料として使
用することができる。従来、p−トルエンスルホン酸ク
ロリドの精製は、適切な溶媒を選択し、再結晶法により
純度を向上させる方法が主に用いられた。
しかし、これらの方法には、溶媒の回収が技術的に困難
でありこれに伴いコストが高くなる等の問題があつた。
例えば、米国特許第1906761号には、粗p−トル
エンスルホン酸クロリドに酸化カルシウムまたは水酸化
カルシウムを加えて60〜70℃で攪拌した後、定置し
、酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムを沢過してp
−トルエンスルホン酸クロリドを分離・精製する方法が
記載されている。しかし、この方法はf過の際、60〜
70℃の温度に維持することが困難であり、このためp
一トルエンスルホン酸クロリドが固定化する傾向がある
。また、沢過時に酸化カルシウムまたは水酸化カルシウ
ムを完全に分離することが不可能であり、これらが問題
点として指摘されている。また、「化学と工業」(Ch
emistryandIndustryl米国、195
3年、1034)には、p−トルエンスルホン酸にクロ
ロホルムと石油エーテルを添加してp−トルエンスルホ
ン酸クロリドを溶解した後、不純物を沢過除去し、溶液
を減圧蒸留してp−トルエンスルホン酸クロリドを回収
する方法が記載されている。しかしこの方法に用いる前
記溶媒は我国では高価であり、また精製後のp−トルエ
ンスルホン酸クロリドには水分が相当量含まれており、
このため純度が良くない。本発明者らは、このような問
題点を解決するために鋭意研究の結果、従来の精製法と
は異なる新しい進歩したp−トルエンスルホン酸クロリ
ドの精製法を見出し完成させた。
本発明は、p−トルエンスルホン酸クロリドを有機溶媒
に溶解するとき、温度による溶解度の差を利用した点で
は従来の再結晶法と類似しているが、溶剤としてトルエ
ンを選び再結晶母液を再循環させて、再度p−トルエン
スルホン酸クロリドの溶液として使用するか、またはク
ロルスルホン化反応器に送り、クロルスルホン化反応の
原料として再使用することを特徴とする。
一般に、トルエンにクロルスルホン酸を作用させて得ら
れるo体の副産物である粗p−トルエンスルホン酸クロ
リドは、純度が80〜90%である。
不純物として水溶性の塩酸、硫酸、p−トルエンスルホ
ン酸、o−トルエンスルホン酸、油溶性の0−トルエン
スルホン酸クロリド等および水が含まれる。以下、本発
明を図面により詳細に説明する。
第1図はトルエンに対するp−トルエンスルホン酸クロ
リド(PTC)の溶解度を、温度の変化に対してプロツ
トしたグラフである。0℃ではトルエン100m1に対
しp−トルエンスルホン酸クロリドは30y溶解するが
、25℃では約90y溶解する。
このため温度の高い飽和溶液を冷却して、相対的に純粋
な結晶を得ることができ、不純物の大部分は母液中に残
留する。第2図は本発明方法の概略の工程を示す線図で
ある。
この工程は回分式または連続式で操業することができ、
主にトルエンとクロルスルホン酸を反応させる反応工程
、反応液を稀釈する稀釈工程、稀釈液から分離して得ら
れたp−トルエンスルホン酸クロリドをトルエンに溶解
抽出する溶解抽出工程、溶解抽出したp−トルエンスル
ホン酸クロリドを再結晶する再結晶工程および再結晶し
たp−トルエンスルホン酸クロリドを母液から分離する
分離程から成る。これら工程を第2図によつて段階的に
具体的に説明すると次の通りである。反応工程(1)で
はトルエンとクロルスルホン酸を反応させる。冷却装置
と攪拌機を備えた反応器にクロルスルホン酸を入れ、−
15備〜25℃に維持し、クロルスルホン酸とトルエン
のモル比が1〜5になるまでトルエンを添加する。トル
エンがクロルスルホン化した後、−15る〜25℃の温
度で30分〜4時間攪拌を続ける。稀釈工程(2)では
前記工程で得られた反応液に水を添加し、水溶液中の硫
酸濃度が5〜90%になるように、添加する水の量を加
減して、未反応のクロルスルホン酸を分解する。
このとき温度はO〜70℃になるようにする。分離工程
(3)では、稀釈液中に結晶化した粗pトルエンスルホ
ン酸クロリドを、母液の粗0−トルエンスルホン酸クロ
リド、硫酸、塩酸等を含有する混合溶液から分離する。
分離装置としては、遠心分離器またはその他沢過器を使
用することができる。分離された結晶状の粗p−トルエ
ンスルホン酸クロリドは、洗浄工程(4)で粗p−トル
エンスルホン酸クロリド1y当たり1〜100m1の水
を用いて洗浄する。
この後、=部残存する粗。一トルエンスルホン酸クロリ
ド等の油状物質、水溶性不純物および水を、分離工程(
5)でp−トルエンスルホン酸クロリドから分離する。
この場合にも分離装置としては、遠心分離器、沢過器等
を使用することができ、また沈降法を使用することがで
きる。溶解抽出工程(6)では、前記工程で得られた粗
p−トルエンスルホン酸クロリドを、17につき0.2
〜5m1のトルエンに溶解し、トルエンのO〜5倍の体
積の水を加え、20溶〜40℃で攪拌する。このときト
ルエンは、新しいトルエンと共に、最終の分離工程(9
)から一部返戻したものを使用する。攪拌によつて水溶
性不純物を再び水層に移し、p−トルエンスルホン酸ク
ロリドはトルエンに抽出される。定置脱水工程(7)で
は、前記工程で得られた有機層を定置脱水する。
この有機層を冷却装装を備えた再結晶工程(8)で−3
0層〜30℃に冷却すると、高純度のp−トリエンスル
ホン酸クロリドが再び結晶となつて生成する。結晶を含
む冷却された液は、分離工程(9)を経て、最終製品で
ある高純度の精製p−トルエンスルホン酸クロリドの結
晶と、不純物および少量の結晶化しなかつたp−トルエ
ンスルホン酸クロリドを含有する精製母液とに分離する
母液の一部は溶解抽出工程(6)に、残りは反応工程(
1)に返戻する。母液を繰返し使用してトルエン溶媒層
に溶解蓄積された不純物は、最後には粗0−トルエンス
ルホン酸クロリドと共に放出され平衡になる。このよう
な本発明の精製方法により、高純度のp−トルエンスル
ホン酸クロリドを生成することができ、また、この方法
は次のような長所を有する。
第一に、p−トルエンスルホン酸クロリドを結晶化した
後に、トルエン母液から蒸留等の方法によりトルエンを
回収する代りに、少量のp−トルエンスルホン酸クロリ
ドと大部分の不純物を含有したトルエン母液をそのまま
クロルスルホン化反応工程に再使用することによつて、
蒸留操作等に消費されるエネルギーと溶剤の損失を減ら
すことができる。
第二に、トルエン母液を反応工程に送り返すことによつ
て、粗p−トルエンスルホン酸クロリド中に含有される
o−トルエンスルホン酸クロリドを回収することができ
、さらにクロルスルホン化時に既に存在するp−トルエ
ンスルホン酸クロリドが新しいp−トルエンスルホン酸
クロリドの形成を多少抑制するため、生成されるo−ト
ルエンスルホン酸クロリド対p−トルエンスルホン酸ク
ロリドの比を上げる効果がある。
第三に、トルエンを用いて精製したp−トルエンスルホ
ン酸クロリドを直接反応器に送り、アミド化合物をつく
つても、トルエンが微量しか存在しないので、トルエン
がアミド化合物に悪い影響をもたらさない利点がある。
次に本発明を実施例につき説明するが、これは本発明を
充分に説明するためであり、本発明方法を限定するもの
ではない。
実施例 1 フラスコに一定量のクロルスルホン酸を入れ、ここにト
ルエン1/3.5倍(モル比)を1時間にわたつて添加
し、撹拌しながら温度を10℃に維持し、その後5℃に
て2時間熟成させた。
この反応液を水が人つている他のフラスコに徐々に滴下
して、最終の硫酸濃度が20%になるようにして、温度
を40℃に維持する。これを10℃に冷却して沢過し粗
p−トルエンスルホン酸クロリドの結晶を得る。ここで
再び、粗p−トルエンスルホン酸クロリド17:トルエ
ン1.25m1:水1.25m1の比率で、p−トルエ
ンスルホン酸クロリドにトルエンと水を同量入れ、25
℃で30分間攪拌後、約10分ぐらい経過すると、二層
に明確に分離する。このときの温度により多少第3層が
検出される場合があるが、作業や収率に影響をもたらす
ほどの量ではない。下層のトルエン層を分離してO℃で
30分間冷却した後、析出された結晶を沢過分離して、
純度98%の精製p−トルエンスルホン酸クロリドを得
るが、このときの収率は68%であり、トルエン損失は
精製p−トルエンスルホン酸クロリド17当たり0.1
8m1ぐらいである。実施例 2実施例1での精製母液
の再使使試験のため、そのうちの1.6m1に粗p−ト
ルエンスルホン酸クロリド1y、水1.6m1の比率で
加え、実施例1と同じ方法によつて精製し、純度98%
の精製p−トルエンスルホン酸クロリドを得る。
このときの収率は98%である。実施例 3 実施例2での精製母液1.6TfL1に粗p−トルエン
スルホン酸クロリド17、水1.6m1の比率で加え、
実施例1の方法で精製し、純度98%の精製pトルエン
スルホン酸クロリドを得る。
このときの収率は98%である。実施例 4 粗p−トルエンスルホン酸クロリド1yに新しいトルエ
ン0.5m11水0.57!11の比率で加え、実施例
1の方法で精製する。
溶解温度を40℃にすると、純度96%の精製p−トル
エンスルホン酸クロリド(0−トルエンスルホン酸クロ
リド含量2%)を得る。このときの収率は50%である
。実施例 5実施例4での精製母液1m1に粗p−トル
エンスルホン酸クロリド17、水1m1の比率で加え、
実施例4と同じ方法で40℃で溶解した後、0℃で再結
晶して純度91%の精製p−トルエンスルホン酸クロリ
ド(0−トルエンスルホン酸クロリド含量5%)を得る
このときの収率は96%である。実施例 6 実施例5での粗製母液1m!,に粗p−トルエンスルホ
ン酸クロリド1y、水1m1の比率で加え、実施例5と
同じ方法で40℃で溶解した後、0℃で再結晶して純度
91%の精製p−トルエンスルホン酸クロリド(0−ト
ルエンスルホン酸クロリド含量7%)を得た。
このときの収率は97%である。実施例 7 粗p−トルエンスルホン酸クロリドの精製に一回使用し
た母液をクロルスルホン化反応器に還流したときの効果
を、新しいトルエンの場合と比較して、その実験結果を
第1表に示した。
ここで精製母液は実施例1で生成したもので、p−トル
エンスルホン酸クロリド(PTC)2927/lと0−
トルエンスルホン酸クロリド(0TC)737/lを含
有する。クロルスルホン化方法は実施例1の方法と同じ
であるが、稀釈時の温度は10℃である。第1表かられ
かるように、精製母液中に含有するp−トルエンスルホ
ン酸クロリドとo−トルエンスルホン酸クロリドを除外
して、クロルスルホン化によつて新しく生成した量だけ
を考慮する場合、o−トルエンスルホン酸クロリドは少
量、p一トルエンスルホン酸クロリドは相当量が、各々
増加することを知ることができる。
ここに母液を通して回収される0−トルエンスルホン酸
クロリドまで加えると、総回収率の増加幅が少なくない
ことがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はトルエンに対するp−トルエンスルホン酸クロ
リド(PTC)の溶解度を、温度の変化に対してプロツ
トしたグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 トルエンとクロルスルホン酸を反応させてo−トル
    エンスルホン酸クロリドを製造し、副生するp−トルエ
    ンスルホン酸クロリドを回収、精製するに当たり、その
    工程が主としてトルエンとクロルスルホン酸を反応させ
    る反応工程、反応液を稀釈する稀釈工程、稀釈液からo
    −トルエンスルホン酸クロリドを分離して得られたp−
    トルエンスルホン酸クロリドをトルエンに溶解抽出する
    溶解抽出工程、溶解抽出したp−トルエンスルホン酸ク
    ロリドを再結晶する再結晶工程および再結晶したp−ト
    ルエンスルホン酸クロリドを母液から分離して精製した
    p−トルエンスルホン酸クロリドを得る分離工程から成
    り、トルエンを含む母液は回収して前記反応工程および
    溶解抽出工程の少なくとも一方に返戻することを特徴と
    するp−トルエンスルホン酸クロリドの精製方法。 2 反応工程において、トルエンに対するクロルスルホ
    ン酸のモル比が1〜5で構成されたトルエンとクロルス
    ルホン酸の混合液を−15°〜25℃で30分〜4時間
    反応させてトルエンをクロルスルホン化する特許請求の
    範囲第1項記載の方法。 3 稀釈工程において、水溶液層が5〜90重量%の硫
    酸濃度になるように、水を添加して未反応スルホン酸を
    分解する特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 溶解抽出工程において、粗p−トルエンスルホン酸
    クロリドと、粗p−トルエンスルホン酸クロリド1gに
    対して0.2〜5mlのトルエンと、トルエンの0〜5
    倍の体積の水とを20°〜40℃で混合して、p−トル
    エンスルホン酸クロリドを溶解抽出する特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 5 再結晶工程において、脱水したp−トルエンスルホ
    ン酸クロリドを含む有機層を、−30°〜30℃に冷却
    してp−トルエンスルホン酸クロリドを再結晶する特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 6 分離工程において、精製したp−トルエンスルホン
    酸クロリドを母液から分離すると同時に、トルエンを含
    む精製母液を反応工程または溶解抽出工程に返戻する特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
JP57224824A 1982-03-12 1982-12-21 p−トルエンスルホン酸クロリドの精製方法 Expired JPS5932461B2 (ja)

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JPS58162570A JPS58162570A (ja) 1983-09-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6153093A (ja) * 1984-08-22 1986-03-15 江本紙工品株式会社 アルバム等の製本方法

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JPS6153093A (ja) * 1984-08-22 1986-03-15 江本紙工品株式会社 アルバム等の製本方法

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