PL172872B1

PL172872B1 - Sposóbotrzyroywaniarozjaśniaca optycznychbędących cwiwkaka lub wiesoacicawi związków pachaCcych dis-(s-triaoycyla)-CiawicaCisulfastildecu

Info

Publication number: PL172872B1
Application number: PL30089093A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Zwierzynski; Andrzej Tarwacki; Ewa Wilkowska; Bogdan Ostrowski; Bogdan Gluchowski; Barbara Maleska; Wieslaw Intek; Krystyna Archacka
Original assignee: Inst Przemyslu Organiczego
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1997-12-31
Also published as: PL300890A1

Abstract

Sposóbotrzymywarnarozjaśniaczyoptycznychbędącychzwiązkamilub mieszaninami związków pochodnych bis-(s-tnazynylo)-diaminodisulfosulbenu, o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku, w którym Y1 oznacza resztę soli tnetanoloamomowej kwasu anilino-4-sulfonowego a Y1 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowej lub amoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego,lubYu Y2 oznaczająreszty soli tnetanoloamoniowej łub sodowo-trietanoloamoniowej lub amoniowo-tnetanoloamomowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego, lub Y1 oznacza resztę soli tnetanoloamoniowej lub sodowo-tnetanoloamoniowej lub amoniowo-tnetanoloamoniowej kwasu anihno-2,5-disulfonowego a Y2 oznacza resztę soli tnetanoloamoniowej lub sodowej lub amoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego lub anikno-3-sulfonowego, a M oznacza kation trietanoloamoniowy lub sodowy lub amoniowy, a X11 Xoznaczają odpowiednio, resztę dietanoloaminy lub resztę soli kwasu aminooctowego, lub Xi oznaczaresztęN-beta-(cyjanoetylo)-etanoloaminy a Χ2 resztę dietanoloaminy, lub Xi oznacza resztę soli kwasu aminooctowego a Χ2 resztę dietanoloaminy, a formie wysokostężonychroztworów, na drodze kondensacji chlorku cyjanimi z aminami w trzech etapach, znamienny tym, ze w pierwszymetapie chlorek cyjanuru kondensuje się z aminami wprowadzanymi w postaci soli trietanoloamoniowych lub sodowo-tnetanoloamoniowych lub amoniowo-trietanoloamoniowych lub wodoro-tnetanoloamomowych kwasów anilmo-4-sulfonowego lub anilino-2,5-disulfonowego w ilości od0,9 do 1,1 molana lmol wyjściowego chlorkucyjanuru lub kwasu amlino-2,5-disulfonowego i kwasu anihno-4-sulfonowego lub anilino-3-sulfonowego, zachowując stosunek sumy kondensowanych amin od 0,9 do 1,1 molana 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru, neutralizując wydzielającysię chlorowodór do zakończenia procesu kondensacji, po czym do produktów pierwszego etapu wprowadza się sól disodową kwasu 4,4'-diaminostilbeno2,2'-dlsulfomowegow ilości od 0,35 molado 0,5 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru i neutralizuje się wydzielający się chlorowodór do zakończenia procesu kondensacji, a następnie do tak otrzymanegoproduktu drugiego etapu dodaje się dietanoloaminę i/lub kwas aminooctowy lub dietanoloaminę i N-beta-(cyjanoetylo)-eta^olo^mnę w łącznej ilości sumy aminod 1,0do 1,3molana 1 molwyjściowego chlorku cyjanuru,neutralizując wydzielający się chlorowodóri kontynuuje się proces kondensacji do praktycznego zamku reakcji

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania rozjaśniaczy optycznych będących związkami lub mieszaninami związków pochodnych bis-(s-triazynylo)-diaminodisulfostilbenu, o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku, w którym Y1 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego a Y 2 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowej lub amoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego, lub Y1 i Y2 oznaczają reszty soli trietanoloamoniowej lub sodowo-trietanoloamoniowej lub amoniowo-trieianoloamoniowej kwasu anilino2,5-disulfonowego, lub Y1 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowo-trietanoloamoniowej lub amoniowo-trietanoloamoniowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego a Y 2 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowej lub amoniowej kwasu anilino4-sulfonowego lub anilino-3-sulfonowego, a M oznacza kation trietanoloamoniowy lub sodowy lub amoniowy, a Χ1 i Χ2 oznaczają odpowiednio: resztę dietanoloaminy lub resztę soli kwasu aminooctowego, lub Χ1 oznacza resztę N-beta-(cyjanoetylo)-etanoloaminy a Χ2 resztę dietano172 872 loaminy, lub Xi oznacza resztę soli kwasu aminooctowego a Χ2 resztę dietanoloaminy, w formie wysokostężonych roztworów.

Rozjaśniacze te mają zastosowanie głównie do podwyższania stopnia bieli papieru roz.jaśmonpffn uz maciw i/lnH acninnpnn w nrnppd#» 7flHHflTU9 nnwipnrhmnwAffn ”d7p nrpcc

Znane sposoby otrzymywania rozjaśniaczy optycznych do papieru i wyrobów z włókien celulozowych, będących związkami z grupy pochodnych kwasu 4,4'-his-(s-triazynylo-2)diaminostilbeno-2,2'-disulfonowego, polegają na kolejnych kondensacjach amin aromatycznych i alifatycznych z chlorkiem cyjanuru, prowadzonych w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, po zakończeniu których produkty wyodrębnia się przez wysolenie solami nieorganicznymi lub wykwaszenie kwasami, a następnie filtrację otrzymanych zawiesin. Wyodrębnione produkty przeprowadza się w formę użytkową poddając procesowi suszenia lub przekształcam skoncentrowane formy płynne przez dodanie środków hydrotropowych i rozpuszczalników pomocniczych. Procesy technologiczne oparte na tych metodach są długotrwałe, pracochłonne oraz dają w efekcie ubocznym duże ilości ścieków nie nadających się do dalszego wykorzystania technologicznego, o wysokim zasoleniu i znacznej toksyczności, uciążliwych dla dwuuwidk.a iiatutatiiego'.

Znany z polskiego opisu nr 163456 sposób wytwarzania, metodą ekologicznie bezpieczną, rozjaśniaczy optycznych do papieru, stanowiących mieszaniny związków pochodnych kwasu 4,4'-bis-(4-/2,5-disulfoanilino/-s-triazynylo-2)-diaminostilbeno-2,2'-disulfonowego, polega na stopniowej trzy etapowej kondensacji chlorku cyjanuru z aminami wprowadzanymi bezpośrednio lub w postaci roztworów soli sodowej kwasów sulfonowych, w środowisku wodnym oraz zakwaszeniu mieszaniny poreakcyjnej do pH poniżej 5 w celu uzyskania produktu w postaci skoncentrowanego roztworu lub bezpośrednim suszeniu mieszaniny poreakcyjnej, w celu uzyskania wysokorozpuszczalnego proszku. Sposobem tym otrzymuje się rozjaśniacze optyczne w postaci kwaśnego roztworu, o pH poniżej 5, powodującego korozję zbiorników w czasie transportu i magazynowania. Ponadto, standaryzacja produktów w postaci kwaśnych roztworów ogranicza się do pochodnych kwasu anilino-2,5-disulfonowego. Metodą tą nie można otrzymać produktów podnoszących efektywność rozjaśnienia papieru, szczególnie rozjaśnianego w masie. Konieczność stosowania kwaśnych roztworów, jako formy użytkowej, prowadzi również do łatwego wytrącania się obecnych w produkcie substancji ubocznych, obniżając jej trwałość na przechowywanie, zwłaszcza w temperaturach powyżej 30°C. Nie pozwala też na uzyskanie dostatecznie wysokich stężeń substancji czynnej, obniżając walory użytkowe produktu.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że jeżeli związki o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku i opisanym wyżej otrzyma się w drodze kondensacji chlorku cyjanuru z aminami wprowadzanymi w pierwszym etapie w postaci czwartorzędowych soli trietanoloamoniowych, to uzyska się rozjaśniacze optyczne w postaci wysokostężonych, stabilnych roztworów odpornych na przechowywanie, także w temperaturach powyżej 30°C i o odczynie neutralnym lub alkalicznym, nie powodujących korozji zbiorników w transporcie i magazynowaniu.

Sposób otrzymywania rozjaśniaczy optycznych będących związkami lub mieszaninami związków o wzorze przedstawionym na rysunku i opisanym wyżej polega na tym, że do zdyspergowanego w wodzie, wobec środka powierzchniowo czynnego, chlorku cyjanuru wprowadza się w pierwszym etapie aminy w postaci soli trietanoloamoniowych lub sodowo-trietanoloamoniowych lub amoniowo-trietanoloamoniowych lub wodoro-trietanoloamoniowych kwasów anilino-4-sulfonowego lub anilino-2,5-disulfonowego w ilości od 0,9 do 1,1 mola na 1 mol chlorku cyjanuru, lub kwasu anilino-2,5-disulfonowego i kwasu anilino-4-sulfonowego lub anilino-3-sułfonowego, zachowując stosunek sumy kondensowanych amin od 0,9 do 1,1 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru, neutralizując wydzielający się chlorowodór do zakończenia kondensacji, po czym do produktów pierwszego etapu procesu wprowadza się sól disodową kwasu 4,4'-diaminostilbeno-2,2'-disulfonowego w ilości od 0,35 do 0,5 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru, neutralizując wydzielający się chlorowodór do zakończenia kondensacji. Do tak otrzymanego produktu drugiego etapu procesu dodaje się dietanoloaminę i/lub kwas aminooctowy, lub dietanoloaminę i N-beta-(cyjanoetylo)-etanoloaminę, w łącznej ilości sumy amin od 1,0 do 1,3 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru, neutralizując wydzielający się chlorowodór i kontynuuje proces kondensacji do praktycznego zaniku reakcji.

172 872

Otrzymuje się stabilny, stężony roztwór o pH w zakresie od 6 do 10, dogodny do stosowania w przemyśle papierniczym.

Prowadzenie procesu sposobem według wynalazku umożliwia otrzymanie uniwersalnych rozjaśniaczy optycznych do papieru rozjaśnianego w masie i/lub rozjaśnianego powierzchniowo, w formie stabilnych, także w temperaturach powyżej 30°C, wysokostężonych roztworów wodnych neutralnych lub alkalicznych, dogodnych do stosowania w przemyśle papierniczym, zwłaszcza nie stwarzających trudności w czasie transportu i magazynowania.

Wprowadzanie do syntezy amin arylosulfonowych w postaci wysokorozpuszczalnych soli trietanoloamoniowych pozwala na stosowanie wysokich stężeń roztworów i mieszaniny reakcyjnej w procesach kolejnych kondensacji, przez co uzyskuje się wysokie wydajności z jednostkowej objętości aparatury. Dzięki własnościom buforowym roztworów soli trietanoloamoniowych możliwe jest skrócenie czasu prowadzenia pierwszego i drugiego etapu procesu oraz znaczne ograniczenie reakcji ubocznych, zwłaszcza hydrolizy chlorku cyjanuru, co poprawia jakość i czystość otrzymywanych produktów. Umożliwia to prowadzenie procesu całkowicie bez powstawania uciążliwych dla środowiska ścieków, bez konieczności wydzielania i odsalania produktów, jak również bez stwarzania innych zagrożeń technicznych i środowiskowych.

Produkty otrzymywane sposobem według wynalazku odznaczają się uniwersalnymi własnościami rozjaśniającymi w stosunku do papieru, przy zachowaniu wysokiej efektywności rozjaśniania zarówno w procesie zaklejania powierzchniowego size press, jak i rozjaśniania papieru w masie. Zmieniaj ąc przy tym wzajemne proporcje stechiometryczne użytych do syntezy amin arylosulfonowych t. j. kwasu anilino-2,5-disulfonowego i kwasów anilino-4-suIfonowego lub aniiino-3-sulfonowego, można regulować substantywność otrzymywanego rozjaśniacza optycznego, odpowiednio do wymagań jego stosowania w procesach wytwarzania wyrobów papierniczych. Rozjaśniacze optyczne otrzymywane sposobem według wynalazku, dzięki wysokiej czystości i obecności substancji czynnej w postaci wysokoaktywnych soli trietanoloamoniowych kwasów sulfonowych, wykazują efektywność rozjaśniania w odniesieniu do zawartości substancji czynnej, o około 30% wyższą od produktów wytwarzanych innymi metodami, co pozwala na obniżenie dawek użytkowych, przy zachowaniu stopnia bieli papieru, mierzonego w skali Berger, na nie zmienionym poziome. Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

Przykłady I. Do dyspersji, zawierającej 60 cz. wag. chlorku cyjanuru oraz dodatek oksyetylenowanego alkoholu tłuszczowego, ochłodzonej do temperatury 0 - 5°C, dozuje się, utrzymując temperaturę w zakresie 0-15°C w pH w granicach 1,5 - 3,0, jednocześnie lub kolejno roztwór wodny 18,6 cz. wag. soli trietanoloamoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego i roztwór wodny 111,5 cz. wag. soli sodowo-trietanoloamoniowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego. Po wdozowaniu amin arylosulfonowych pH mieszaniny podnosi się do wartości 3,5 - 4,0, przy użyciu wody amoniakalnej lub roztworu wodnego trietanoloaminy i roztworu wodnego wodorotlenku sodowego, podnosząc jednocześnie temperaturę do 20 - 25°C i miesza w tych warunkach do zakończenia kondensacji. Do otrzymanej mieszaniny wprowadza się następnie 61,5 cz. wag. soli disodowej kwasu 4,4'-diaminostilbeno-2,2'-disulfonowego, podnosi pH do wartości 5,0 - 7,0, przy użyciu wody amoniakalnej lub wodnego roztworu trietanoloaminy i/lub wodnego roztworu wodorotlenku sodowego i prowadzi kondensację podnosząc stopniowo temperaturę do 50 - 75°C oraz utrzymując pH na niezmienionym poziomie przez dodawanie czynnika neutrdizującego, do zakończenia reakcji.

Do masy reakcyjnej wprowadza się następnie 39,4 cz. wag. dietanoloaminy lub 19,7 cz. wag. dietanoloaminy i 19,1 cz. wag. N-beta-(cyjanoetylo)-etanoloaminy, lub 28 cz. wag. kwasu aminooctowego, lub 19,7 cz. wag. dietanoloaminy i 14 cz. wag. kwasu aminooctowego i ogrzewa do temperatury minimum 85°C, po czym wprowadza roztwór wodny zawierający 13 cz. wag. wodorotlenku sodowego oraz ilość uwzględniającą dodatkowo równomolowy dodatek do neutralizacji kwasu karboksylowego (w przypadku użycia kwasu aminooctowego) i miesza w ciągu 5 godzin do praktycznego zaniku postępu reakcji.

Otrzymany surowy roztwór klaruje się następnie przez filtrację od zmętnień i zanieczyszczeń mechanicznych, ochładza i dopełnia wodą do 900 cz. wag. Otrzymuje się trwałe na przechowywanie roztwory rozjaśniaczy optycznych.

172 872

Przykład II. Do wodnej dyspersji, zawierającej 60 cz. wag. chlorku cyjanuru oraz dodatek oksyetylowanego alkoholu tłuszczowego, ochłodzonej do temperatury 0 - 5°C, dozuje się, utrzymując temperaturę 0 - 15°C i pH w granicach 0,5 - 3,0, roztwór wodny 104,9 cz. wag.

ΑτηηηΐΛΐa/n-triptonnlnumnninu/Ri liw^cn onilinn_9 nnpnrm nU t m i » » V/ · · 'WJ xk. » , w4 mw ‘ 1|V7 n v_? |/V ^V£jj 111 pA A liii U/O Aj Uli IX 11 jf podnosi się do wartości 4,0 - 4,5 przy użyciu roztworu wodnego wodorotlenku sodowego, ogrzewając jednocześnie do temperatury 15 - 20°C i miesza w tych warunkach do zakończenia kondensacji. Postępując dalej jak w przykładzie I, z tym że w trzecim etapie procesu, po wprowadzeniu amin alifatycznych i dogrzaniu do temperatury minimum 85°C, wprowadza się wodny roztwór zawierający 8,8 cz. wag. wodorotlenku sodowego oraz ilość uwzględniającą dodatkowo równomolowy dodatek do neutralizacji kwasu karboksylowego (w przypadku użycia kwasu aminooctowego) i miesza w ciągu 10 godzin, do praktycznego zaniku postępu reakcji.

Postępując dalej jak w przykładzie I otrzymuje się 900 cz. wag. trwałego roztworu rozjaśniacza optycznego.

Przykład III. Do wodnej dyspersji 60 cz. wag. chlorku cyjanuru, sporządzonej jak w przykładzie I, dozuje się, utrzymując temperaturę w zakresie 0 - 15°C i pH w granicach 1,5 - 3,0,

I + »·« c+z ♦. w <-» a^ g·». « rz · D- »t»r<->ie l t a o » · . ~ i_ o w ~ i luiuiisjuuinf uivwvj ow^u mimio-t-dunuuuwcgu, pv u pH mieszaniny podnosi się do wartości 2,5 - 3,0, przy użyciu wody amoniakalnej, ogrzewając jednocześnie do temperatury 25 - 30°C i miesza w tych warunkach do zakończenia kondensacji. Postępując dalej jak w przykładzie I, z tym że w trzecim etapie procesu, po wprowadzeniu amin alifatycznych i dogrzaniu do temperatury minimum 85°C, wprowadza się wodny roztwór zawierający 17,6 cz. wag. wodorotlenku sodowego oraz ilość uwzględniającą dodatkowo równomolowy dodatek do neutralizacji kwasu karboksylowego (w przypadku użycia kwasu aminooctowego) i miesza w ciągu 2 godzin, do praktycznego zaniku postępu reakcji.

Przykład IV. Do wodnej dyspersji 60 cz. wag. chlorku cyjanuru, sporządzonej jak w przykładzie I, dozuje się w analogicznych warunkach, jednocześnie lub kolejno, roztwór wodny 10,3 cz. wag. soli trietanoloamoniowej kwasu anilino-3-sulfonowego i roztwór wodny 146 cz. wag. soli wodoro-trietanoloamoniowej kwasu anilino-2,5-disułfonowego, po czym pH mieszaniny podnosi się do wartości 2,0 - 2,5 przy użyciu roztworu wodnego wodorotlenku sodowego, ogrzewając jednocześnie do temperatury 30 - 35°C i miesza w tych warunkach do zakończenia kondensacji.

Postępując dalej jak w przykładzie I otrzymuje się 900 cz. wag. trwałego roztworu rozjaśniaczy optycznych.

172 872

WZÓR

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób otrzymywania rozjaśniaczy optycznych będących związkami lub mieszaninami związków pochodnych bis-(s-triazynylo)-diaminodisulfostilbenu, o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku, w którym Y1 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego a Y2 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowej lub amoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego, lub Y1 Y2 oznaczają reszty soli trietanoloamoniowej lub’sodowo-trietanoloamoniowej lub amoniowo-trietanoloamoniowej kwasu anilino-2,5-disulfonowego. lub Yi oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowo-trietanoloamoniowej lub amoniowo-trietanoioamoniowej kwasu aniimo-2,5-disuifonowego a Y2 oznacza resztę soli trietanoloamoniowej lub sodowej lub amoniowej kwasu anilino-4-sulfonowego lub anilino-3-sulfonowego, a M oznacza kation triet.anoloamomowy lub sodowy lub amoniowy, a Xii Χ2 oznaczają odpowiednio: resztę dietanoloaminy lub resztę soli kwasu aminooctowego, lub Xi oznacza resztę N-beta-(cyjanoetylo)-etanoloaminy aX 2 resztę dietanoloaminy, lub Xi oznacza resztę soli kwasu aminooctowego a Χ2 resztę dietanoloaminy, a formie wysokostężonych roztworów, na drodze kondensacji chlorku cyjanuru z aminami w trzech etapach, znamienny tym, że w pierwszym etapie chlorek cyjanuru kondensuje się z aminami wprowadzanymi w postaci soli trietanoloamoniowych lub sodowo-trietanoloamoniowych lub amoniowo-trietanoloamoniowych lub wodorotrietanoloamoniowych kwasów anilino-4-sulfonowego lub anilino-2,5-disulfonowego w ilości od 0,9 do i,1 mola na i mol wyjściowego chlorku cyjanuru lub kwasu anilino-2,5-disulfonowego i kwasu anilino-4-sulfonowego lub anilino-3-sulfonowego, zachowując stosunek sumy kondensowanych amin od 0,9 do 1,1 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru, neutralizując wydzielający się chlorowodór do zakończenia procesu kondensacji, po czym do produktów pierwszego etapu wprowadza się sól disodową kwasu 4,4'-diammostilbeno-2,2'-disulfonowego w ilości od 0,35 mola do 0,5 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru i neutralizuje się wydzielający się chlorowodór do zakończenia procesu kondensacji, a następnie do tak otrzymanego produktu drugiego etapu dodaje się dietanoloaminę i/lub kwas aminooctowy lub dietanoloaminę i N-beta-(cyjanoetylo)-etanoloaminę w łącznej ilości sumy amin od 1,0 do 1,3 mola na 1 mol wyjściowego chlorku cyjanuru, neutralizując wydzielający się chlorowodór i kontynuuje się proces kondensacji do pra^t^t^^<^^n^go zaniku reakcji.