PL206453B1 - Sposób wytwarzania soli metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego - Google Patents

Description

Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 377646 (13) B1 (51) Int.Cl.

C07C 51/02 (2006.01) C07C 303/32 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 14.10.2005 (54) Sposób wytwarzania soli metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego

	(73) Uprawniony z patentu:
	INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
16.04.2007 BUP 08/07	(72) Twórca(y) wynalazku:
	PIOTR JANKOWSKI, Warszawa, PL GABRIEL ROKICKI, Warszawa, PL EWA KICKO-WALCZAK, Warszawa, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.08.2010 WUP 08/10	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Królikowska Anna Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego

PL 206 453 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania soli metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego.

Sole metali alkalicznych kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego zawierają, oprócz hydroksylowej grupy funkcyjnej, wiązanie nienasycone sprzyjające wielokierunkowości jego aplikacji. Sposób otrzymywania tej soli z 2-propin-1-olu został opisany w publikacji Ozawa T., Kwan T., J. Chem. Soc.

Chem. Commun. EN 1983, 2, 80-81. Proces przebiega w środowisku wodnym, w temperaturze pokojowej z wykorzystaniem soli ceru(IV) (Ce(NO₃)<2NH₄NO₂). Monomer ten otrzymywany jest również w reakcji NaOH z 2,3-dichloropropanosulfochlorkiem (CH2(Cl)CH(Cl)CH2SO2Cl), co zostało opisane w niemieckim opisie patentowym nr 2544729. Reakcję prowadzi się w środowisku zasadowym przy pH=9,5. Właściwy produkt jest wyodrębniany poprzez krystalizację z udziałem formamidu.

Znane dotychczas sposoby syntezy związków z ugrupowaniem sulfonianowym charakteryzowały się stosunkowo agresywnym środowiskiem prowadzenia reakcji i zastosowaniem trudno dostępnych surowców. Sposób według wynalazku otrzymywania alifatycznych monomerów, posiadających hydrofilowe ugrupowanie sulfonianowe, pozwala na ich wytworzenie metodą prostszą technicznie, przyjazną środowisku i bardziej efektywną, a ponadto przy użyciu łatwo dostępnych surowców.

Nieoczekiwanie okazało się, że sól metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego można, w prosty sposób, otrzymać w wyniku reakcji soli metalu alkalicznego kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego z alkoholanem metalu alkalicznego.

Sposób wytwarzania soli metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego według wynalazku polega na tym, że alkoholan C1-C5 metalu alkalicznego miesza się z solą metalu alkalicznego kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego i reakcję prowadzi się w temperaturze 30-80°C, w roztworze alkoholu C1-C5, po czym mieszaninę reakcyjną schładza się i oddziela otrzymany produkt, który ewentualnie poddaje się rekrystalizacji.

Korzystnie jest jako alkoholan C1-C5 metalu alkalicznego stosować izopropanolan sodu lub izopropanolan potasu.

Korzystnie jest jako alkoholan C1-C5 metalu alkalicznego stosować etanolan sodu lub etanolan potasu.

Korzystnie jest reakcję prowadzić w temperaturze 40-75°C.

Reakcję sposobem według wynalazku korzystnie prowadzi się w roztworze izopropanolu lub etanolu.

Sól będącą surowcem w procesie według wynalazku, którą jest sól metalu alkalicznego kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego, można otrzymać w reakcji epichlorohydryny z kwaśnym siarczynem metalu alkalicznego. Mieszaninę reakcyjną utrzymuje się w temperaturze 80-85°C przez 3-10 godzin. Siarczyn dodawany jest małymi porcjami w postaci wodnego roztworu przez 3-4 godziny. Po zakończeniu reakcji całość schładza się i oddziela otrzymaną sól.

Produkt - sól metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego - otrzymuje się sposobem według wynalazku z dużą wydajnością i w czystej postaci.

Sposób według wynalazku został przedstawiony w przykładach.

P r z y k ł a d 1. Do reaktora pojemności 500 cm³ wyposażonego w płaszcz grzejny, chłodnicę zwrotną, mieszadło mechaniczne, czujnik temperatury, wprowadzono 131,2 g (1,42 mola) epichlorohydryny, a następnie w temperaturze 80-85°C dodawano porcjami przez ok. 3 godziny 368,8 g 40% wodnego roztworu kwaśnego siarczynu sodowego (147,52 g, 1,42 mola NaHSO4). Reakcję prowadzono 6 godzin w temperaturze 80-85°C. Po tym czasie zawartość reaktora schłodzono do 5°C. Wykrystalizowany osad odfiltrowano i wysuszono w suszarce próżniowej w temperaturze 30°C przez 10 godzin. Uzyskano 264,8 g związku soli sodowej kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego w postaci białych kryształów z wydajnością 94,8%.

¹H NMR (400 MHz, D2O): δ (ppm) = 3,04 i 3,15 (2xdd, J = 7,2, J = 14,5, J = 5,0 i J = 14,5 Hz, 2H CH2SO3Na,), 3,64 i 3,70 (2xdd, J = 5,4, J = 11,8, J = 4,0 i J = 11,8 Hz, 2H, CH2Cl,), 4,26 (m, 1H, CHOH).

¹³C NMR (500 MHz, DMSO): δ (ppm) = 49,3 (CH₂SO₃Na), 54,8 (CH₂Cl), 67,6 (CHOH)

FTIR(KBr): 2900-3000, 1422, 1345, 1297, 1246, 1179, 1094, 1051, 860, 813, 728, 621, 544,

487 cm^-1.

W reaktorze pojemności 150 cm³ wyposażonego w płaszcz grzejny, chłodnicę zwrotną, mieszadło mechaniczne, czujnik temperatury, umieszczono 6,28 g (0,08 mol) izopropanolanu sodu

PL 206 453 B1 w roztworze alkoholowym alkoholu izopropanolowego. Nastę pnie do reaktora dodano 15,05 g (0,08 mol) soli sodowej kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego i prowadzono reakcję mieszając zawartość reaktora pod chłodnicą zwrotną w temperaturze 40-45°C. Po 13 godzinach reakcji osad oddzielono odparowując części lotne pod próżnią w temperaturze 30°C. Po wyodrębnieniu przez odparowanie części lotnych i oczyszczeniu poprzez rekrystalizację produktu formamidu otrzymano 10,42 g soli sodowej kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego. Wydajność 85,5%.

¹H NMR (500 MHz, DMSO-d₆, 25°C): δ (ppm) = 3,95 (m, 2H, CH₂OH,), 4,84 (t, J = 5,5Hz, 1H, CH₂OH,), 6,11 (dt, J= 4,5, i J = 15,3 Hz, 1H, CHSO₃Na), 6,17 (dt, J = 1,5, i J = 15,3 Hz, 1H, CHCH₂) ¹H NMR (500 MHz, D₂O, 25°C): δ (ppm)= 4,28 (q, J = 2,0 i J = 4,0 Hz, 2H, CH₂OH,), 6,53 (dt, J = 2,0, i J = 15,5 Hz, 1H, CHSO₃Na), 6,65 (dt, J = 4,0, i J = 15,5 Hz, 1H, CHCH₂)

P r z y k ł a d 2. Sól sodową kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego wytworzono z epichlorochydryny jak w przykładzie I, a następnie 17,62 g (0,09 mola) tej soli poddano reakcji z 6,09 g (0,09 mola) etanolanu sodu w roztworze alkoholowym etanolu. Reakcję prowadzono mieszając zawartość reaktora pod chłodnicą zwrotną w temperaturze 70-75°C. Po 8 godzinach reakcji osad oddzielono odparowując części lotne pod próżnią w temperaturze 30°C. Po wyodrębnieniu przez odparowanie części lotnych i oczyszczeniu przez rekrystalizację produktu otrzymano 11,2 g soli sodowej kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego.Wydajność 78,1%.

Sól sodową kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego wykorzystano jako substrat w reakcji z wyższymi kwasami tłuszczowymi (pochodzącymi z olejów roślinnych) do otrzymywania środków powierzchniowo czynnych. Mogą być one wykorzystane jako emulgatory, środki dyspergujące w przemyśle farb i lakierów, tworzyw sztucznych, papierowym oraz jako środki myjące i środki czyszczące.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania soli metalu alkalicznego kwasu 3-hydroksy-1-propenosulfonowego według wynalazku, znamienny tym, że alkoholan C1-C5 metalu alkalicznego miesza się z solą metalu alkalicznego kwasu 3-chloro-2-hydroksypropanosulfonowego i reakcję prowadzi się w temperaturze 30-80°C, w roztworze alkoholu C1-C5, po czym mieszaninę reakcyjną schładza się i oddziela otrzymany produkt, który ewentualnie poddaje się rekrystalizacji.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako alkoholan C1-C5 metalu alkalicznego stosuje się izopropanolan sodu lub izopropanolan potasu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako alkoholan C1-C5 metalu alkalicznego stosuje się etanolan sodu lub etanolan potasu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze 40-75°C.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w roztworze izopropanolu lub etanolu.