RU2131870C1 - Method of preparing halogen- and/or alkyl substituted diaryl-sulfones - Google Patents
Method of preparing halogen- and/or alkyl substituted diaryl-sulfones Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131870C1 RU2131870C1 RU98111713A RU98111713A RU2131870C1 RU 2131870 C1 RU2131870 C1 RU 2131870C1 RU 98111713 A RU98111713 A RU 98111713A RU 98111713 A RU98111713 A RU 98111713A RU 2131870 C1 RU2131870 C1 RU 2131870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- sulfones
- reaction
- arenesulfonyl
- chloride
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения галоген- и/или алкилзамещенных диарилсульфонов. The invention relates to an improved method for producing halogen and / or alkyl substituted diaryl sulfones.
Эти соединения находят применение в качестве мономеров и полупродуктов для получения термостойких полимерных материалов, полупродуктов для синтеза красителей, дубильных веществ и фармацевтических материалов. These compounds are used as monomers and intermediates for the preparation of heat-resistant polymer materials, intermediates for the synthesis of dyes, tannins and pharmaceutical materials.
Известны способы получения диарилсульфонов при воздействии аренсульфокислот на ароматические углеводороды. Аренсульфокислоты в данном процессе часто получают in situ, действием различных сульфирующих агентов на ароматические углеводороды. Выделяющуюся в реакции воду отгоняют в виде азеотропной смеси, либо связывают каким-либо химическим методом. Для получения 4,4'-дихлордифенилсульфона этим методом применяются сильные сульфирующие агенты: хлорсульфоновая кислота, олеум, жидкий серный ангидрид и фторсульфоновая кислота, а в качестве водоотнимающих средств пятиокись фосфора, пятихлористый и треххлористый фосфор, хлорокись фосфора, хлористый тионил. Реакцию проводят при 150-200oC, выход продукта достигает 65% [Пат. США N 3579590, 12.12.67; Пат. Японии N 24662, 27.05.66; Заявка Японии N 56-131561, 03.03.80] . Недостатком этих способов является наличие высококоррозионной среды, образование значительных количеств кислых отходов.Known methods for producing diaryl sulfones by the action of arenesulfonic acids on aromatic hydrocarbons. Arensulfonic acids in this process are often obtained in situ by the action of various sulfonating agents on aromatic hydrocarbons. The water liberated in the reaction is distilled off in the form of an azeotropic mixture, or is bound by some chemical method. To obtain 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone by this method, strong sulfonating agents are used: chlorosulfonic acid, oleum, liquid sulfuric anhydride and fluorosulfonic acid, and phosphorus pentaoxide, phosphorus pentachloride and phosphorus trichloride, phosphorus oxychloride, thionyl chloride are used as water-absorbing agents. The reaction is carried out at 150-200 o C, the product yield reaches 65% [US Pat. U.S. N 3579590, 12.12.67; Pat. Japan N 24662, 05.27.66; Japanese Application N 56-131561, 03.03.80]. The disadvantage of these methods is the presence of a highly corrosive environment, the formation of significant amounts of acidic waste.
Другим способом получения сульфонов является метод, основанный на реакции Фриделя-Крафтса. По этому методу ароматические углеводороды сульфонилируются аренсульфонилхлоридами в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса (AlCl3, FeCl3 и др.). Реакцию проводят при 0-140oC в растворе сульфонилируемого соединения или в таких растворителях как нитробензол, нитрометан, хлористый метилен и др. [Сьютер Ч. Химия органических соединений серы. - М.: Изд. ин. лит., 1951. - Ч. 1-3; Olah G.A., Kobayaski S., Nishimura J/J. Am. Chem. Soc. - 1973. - Vol. 95. N 2. - P. 564-569; Jensen F.R., Goldman G. Sulfonylation // Friedel-Crafts and related reactions. - N.Y. - L. - Sydney: Academic Press, 1964. - Vol. 2. - P. 1319-1347]. Имеется сообщение об использовании в качестве катализатора в реакции сульфонилирования хлорбензола 4-хлорбензолсульфонилхлоридом FeCl3 [Пат. США N 3334146, 19.08.74]. Реакцию проводят при 90oC, молярном соотношении хлорбензол: 4-хлорбензолсульфонилхлорид 1: 1.2, в присутствии 1 мас.% FeCl3. Для отмывки от катализатора реакционную массу промывают HCl до отрицательной реакции на ионы железа при 70-90oC, чтобы предотвратить кристаллизацию. Затем реакционную массу охлаждают, выпавшие кристаллы 4,4'-дихлордифенилсульфона отделяют от маточного раствора. Для очистки от изомеров продукт кристаллизуют из хлорбензола. Выход 4,4'-дихлордифенилсульфона составляет 86%. При использовании в качестве катализатора FeCl3 образуются комплексы с исходным сульфонилхлоридом и образующимся сульфоном, но эти комплексы обладают меньшей прочностью, чем комплексы с AlCl3, и распадаются в условиях реакции с регенерацией катализатора, поэтому FeCl3 можно использовать в каталитических количествах (1-3%).Another method for producing sulfones is a method based on the Friedel-Crafts reaction. According to this method, aromatic hydrocarbons are sulfonylated by arenesulfonyl chlorides in the presence of Friedel-Crafts catalysts (AlCl 3 , FeCl 3 , etc.). The reaction is carried out at 0-140 o C in a solution of sulfonylated compounds or in such solvents as nitrobenzene, nitromethane, methylene chloride and others. [Suter C. Chemistry of organic sulfur compounds. - M.: Publishing. in. lit., 1951. - Ch. 1-3; Olah GA, Kobayaski S., Nishimura J / J. Am. Chem. Soc. - 1973. - Vol. 95. N 2. - P. 564-569; Jensen FR, Goldman G. Sulfonylation // Friedel-Crafts and related reactions. - NY - L. - Sydney: Academic Press, 1964. - Vol. 2. - P. 1319-1347]. There is a report on the use as catalyst in the sulfonylation reaction of chlorobenzene 4-chlorobenzenesulfonyl chloride FeCl 3 [US Pat. USA N 3334146, 08.19.74]. The reaction is carried out at 90 o C, a molar ratio of chlorobenzene: 4-chlorobenzenesulfonyl chloride 1: 1.2, in the presence of 1 wt.% FeCl 3 . To wash off the catalyst, the reaction mass is washed with HCl until a negative reaction for iron ions at 70-90 o C to prevent crystallization. Then the reaction mass is cooled, the precipitated crystals of 4,4'-dichlorodiphenylsulfone are separated from the mother liquor. For purification from isomers, the product is crystallized from chlorobenzene. The yield of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone is 86%. When FeCl 3 is used as a catalyst, complexes are formed with the starting sulfonyl chloride and the resulting sulfone, but these complexes are less durable than complexes with AlCl 3 and decompose under reaction conditions with catalyst regeneration; therefore, FeCl 3 can be used in catalytic amounts (1-3 %).
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сульфона взаимодействием 4-метилбензолсульфонилхлорида с ксилолом в присутствии AlCl3 [Пат. США N 2781402, 12.02.57]. Реакцию проводят при 45-60oC, в качестве растворителя используется избыток ксилола. Сульфонилхлорид вступает в реакцию с ароматическим углеводородом только в виде комплекса с катализатором. Образующийся сульфон также образует с катализатором комплекс. Поэтому в данном способе используется не менее 1 моль катализатора на 1 моль сульфонилхлорида. Для разложения каталитических комплексов и отмывки от катализатора реакционную массу промывают соляной кислотой, водой, 10% NaOH и 15% NaCl. Для очистки от следов катализатора сульфон перегоняют. Выход 4,3'4'-триметилдифенилсульфона по этому методу составляет 92%.Closest to the proposed is a method of producing sulfone by the interaction of 4-methylbenzenesulfonyl chloride with xylene in the presence of AlCl 3 [US Pat. US N 2781402, 12/02/57]. The reaction is carried out at 45-60 o C, an excess of xylene is used as a solvent. Sulfonyl chloride reacts with an aromatic hydrocarbon only as a complex with a catalyst. The resulting sulfone also forms a complex with the catalyst. Therefore, in this method, at least 1 mol of catalyst per 1 mol of sulfonyl chloride is used. For the decomposition of catalytic complexes and washing from the catalyst, the reaction mass is washed with hydrochloric acid, water, 10% NaOH and 15% NaCl. To remove traces of catalyst, the sulfone is distilled. The yield of 4.3'4'-trimethyldiphenyl sulfone by this method is 92%.
Методы, основанные на реакции Фриделя-Крафтса, хотя и позволяют получать сульфоны с высокими выходами (до 95%), однако в процессе часто образуется трудноразделимая смесь изомеров, необходима стадия очистки от следов катализатора, производство связано со значительным количеством кислых отходов, катализатор как правило не регенерируется. Although the methods based on the Friedel-Crafts reaction make it possible to obtain sulfones with high yields (up to 95%), the process often forms a difficult to separate mixture of isomers. not regenerated.
Задача изобретения - снижение количества кислых отходов, упрощение выделения и очистки целевых продуктов, повышение качества сульфонов. The objective of the invention is to reduce the amount of acidic waste, simplifying the isolation and purification of target products, improving the quality of sulfones.
Предлагается способ получения галоген- и/или алкилзамещенных диарилсульфонов путем взаимодействия соответствующих ароматических углеводородов и аренсульфонилхлоридов в присутствии гетерогенного алюмооксидного катализатора, содержащего 1-2 мас.% оксида кремния. Катализатор используется в количестве 10-30 мас.% от реакционной массы. Процесс осуществляют при 140-180oC и соотношение ароматический углеводород: аренсульфонилхлорид 2-10:1.A method for producing halogen and / or alkyl substituted diaryl sulfones by reacting the corresponding aromatic hydrocarbons and arenesulfonyl chlorides in the presence of a heterogeneous alumina catalyst containing 1-2 wt.% Silicon oxide is proposed. The catalyst is used in an amount of 10-30 wt.% Of the reaction mass. The process is carried out at 140-180 o C and the ratio of aromatic hydrocarbon: arenesulfonyl chloride 2-10: 1.
Указанный катализатор получают обработкой оксида алюминия тетраэтоксисиланом, а затем азотной кислотой с последующим прокаливанием при 550oC. При этом получают катализатор с размером частиц 0,1-0,5 мм.The specified catalyst is obtained by treating alumina with tetraethoxysilane and then nitric acid, followed by calcination at 550 ° C. This gives a catalyst with a particle size of 0.1-0.5 mm.
Взаимодействие ароматического углеводорода и аренсульфонилхлорида осуществляют в реакторе периодического действия, время реакции 16-22 ч. The interaction of aromatic hydrocarbon and arenesulfonyl chloride is carried out in a batch reactor, the reaction time is 16-22 hours
Отличием предлагаемого способа от прототипа является использование нового катализатора при указанных параметрах процесса. Катализатор, являясь гетерогенным, может использоваться многократно. Кроме того, в процессе значительно снижается количество кислых отходов, упрощается выделение и очистка целевых продуктов. The difference of the proposed method from the prototype is the use of a new catalyst with the specified process parameters. The catalyst, being heterogeneous, can be used repeatedly. In addition, the process significantly reduces the amount of acidic waste, simplifies the selection and purification of target products.
Пример 1. 4,8 г (20 мас.%) Катализатора оксида алюминия, содержащего 1,2 мас. % оксида кремния, 20 г (0,18 моль) хлорбензола и 3,8 г (0,018 моль) 4-хлорбензольсуфонилхлорида (молярное соотношение хлорбензол: 4-хлорбензолсульфонилхлорид 10:1) загружают в реактор. Температуру реакционной смеси при постоянном перемешивании поднимают до 180oC и выдерживают смесь при этой температуре в течение 21 ч. Затем реакционную массу выгружают из реактора, отделяют катализатор, отгоняют избыток хлорбензола. Полученный 4,4'-дихлордифенилсульфон перекристаллизовывают из уксусной кислоты. Выход 65%, Tпл = 149-152oC.Example 1. 4.8 g (20 wt.%) Of an Alumina catalyst containing 1.2 wt. % silica, 20 g (0.18 mol) of chlorobenzene and 3.8 g (0.018 mol) of 4-chlorobenzenesulfonyl chloride (molar ratio of chlorobenzene: 4-chlorobenzenesulfonyl chloride 10: 1) are loaded into the reactor. With constant stirring, the temperature of the reaction mixture was raised to 180 ° C. and the mixture was kept at this temperature for 21 hours. Then the reaction mass was discharged from the reactor, the catalyst was separated off, and excess chlorobenzene was distilled off. The obtained 4,4'-dichlorodiphenylsulfone is recrystallized from acetic acid. Yield 65%, T mp = 149-152 o C.
Пример 2. 4 г (10 мас.%) Катализатора оксида алюминия, содержащего 1,0 мас. % оксида кремния, 20 г (0,19 моль) 1,4-диметилбензола и 19,9 г (0,09 моль) 4-хлорбензолсульфонилхлорида (молярное соотношение 1.4-диметилбензол: 4-хлорбензолсульфонилхлорид 2:1) загружают в реактор. Температуру реакционной смеси при постоянном перемешивании поднимают до 160oC и выдерживают смесь при этой температуре в течении 16 ч. Реакционную смесь обрабатывают аналогично примеру 1. Выход 4-хлор-2',5'-диметилдифенилсульфона 65%, Tпл = 129-132oC.Example 2. 4 g (10 wt.%) Of an Alumina catalyst containing 1.0 wt. % silica, 20 g (0.19 mol) of 1,4-dimethylbenzene and 19.9 g (0.09 mol) of 4-chlorobenzenesulfonyl chloride (molar ratio of 1.4-dimethylbenzene: 4-chlorobenzenesulfonyl chloride 2: 1) are loaded into the reactor. The temperature of the reaction mixture with constant stirring was raised to 160 o C and the mixture was kept at this temperature for 16 hours. The reaction mixture was treated analogously to example 1. Yield of 4-chloro-2 ', 5'-dimethyldiphenyl sulfone 65%, T mp = 129-132 o C.
Пример 3. 2,7 г (10 мас.%) Катализатора оксида алюминия, содержащего 2,0 мас. % оксида кремния, 20 г (0,017 моль) 1,3,5-триметилбензола, 7 г (0,003 моль) 4-хлорбензолсульфонилхлорида (молярное соотношение 1,3,5-триметилбензол:4-хлорбензольсульфонилхлорид 5:1) загружают в реактор. При постоянном перемешивании температуру реакционной смеси поднимают до 140oC и выдерживают смесь при этой температуре 22 ч. Реакционную смесь обрабатывают аналогично примеру 1. Выход 4-хлор-2',4',5'-триметилдифенилсульфона 75%, температура плавления 132-135oC.Example 3. 2.7 g (10 wt.%) Of an Alumina catalyst containing 2.0 wt. % silica, 20 g (0.017 mol) of 1,3,5-trimethylbenzene, 7 g (0.003 mol) of 4-chlorobenzenesulfonyl chloride (molar ratio of 1,3,5-trimethylbenzene: 4-chlorobenzenesulfonyl chloride 5: 1) is loaded into the reactor. With constant stirring, the temperature of the reaction mixture was raised to 140 ° C. and the mixture was kept at this temperature for 22 hours. The reaction mixture was treated as in Example 1. Yield 4-chloro-2 ', 4', 5'-trimethyl diphenyl sulfone 75%, melting point 132-135 o C.
Пример 4. 8 г (30 мас.%) Катализатора оксида алюминия, содержащего 1,5 мас. % оксида кремния, 20 г (0,019 моль) 1,4-диметилбензола, 6,7г (0,004 моль) бензолсульфонилхлорида (молярное соотношение 1,4-диметилбензол : бензолсульфонилхлорид 5: 1), загружают в реактор и при постоянном перемешивании температуру реакционной смеси повышают до 180oC. Реакционную смесь выдерживают при этой температуре 20 ч и обрабатывают аналогично примеру 1. Выход 2,5-диметилдифенилсульфона 70%, Tпл = 103 - 105oC.Example 4. 8 g (30 wt.%) Of an Alumina catalyst containing 1.5 wt. % silica, 20 g (0.019 mol) of 1,4-dimethylbenzene, 6.7 g (0.004 mol) of benzenesulfonyl chloride (molar ratio of 1,4-dimethylbenzene: benzenesulfonyl chloride 5: 1), charged to the reactor and the temperature of the reaction mixture was increased with constant stirring up to 180 o C. The reaction mixture was kept at this temperature for 20 hours and treated analogously to example 1. The yield of 2,5-dimethyldiphenyl sulfone 70%, T PL = 103 - 105 o C.
Пример 5. 3,7 г (10 мас.%) Катализатора оксида алюминия, содержащего 2,0 мас. % оксида кремния, 20 г (0,18 моль) хлорбензола, 17,2 г (0,09 моль) 4-метилбензолсульфонилхлорида (соотношение хлорбензол: 4-метилбензолсульфонилхлорид 2:1) загружают в реактор и при постоянном перемешивании поднимают температуру в реакторе до 140oC. При этой температуре реакционную смесь выдерживают в течении 18 ч и обрабатывают аналогично примеру 1. Выход 4-хлор-4'-метилдифенилсульфона 85%, Tпл = 120-122oC.Example 5. 3.7 g (10 wt.%) Of an Alumina catalyst containing 2.0 wt. % silica, 20 g (0.18 mol) of chlorobenzene, 17.2 g (0.09 mol) of 4-methylbenzenesulfonyl chloride (ratio of chlorobenzene: 4-methylbenzenesulfonyl chloride 2: 1) is loaded into the reactor and the temperature in the reactor is raised to constant 140 o C. At this temperature, the reaction mixture was incubated for 18 hours and treated analogously to example 1. The yield of 4-chloro-4'-methyl diphenyl sulfone 85%, T PL = 120-122 o C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98111713A RU2131870C1 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Method of preparing halogen- and/or alkyl substituted diaryl-sulfones |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98111713A RU2131870C1 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Method of preparing halogen- and/or alkyl substituted diaryl-sulfones |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2131870C1 true RU2131870C1 (en) | 1999-06-20 |
Family
ID=20207464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98111713A RU2131870C1 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Method of preparing halogen- and/or alkyl substituted diaryl-sulfones |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131870C1 (en) |
-
1998
- 1998-06-17 RU RU98111713A patent/RU2131870C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO1992006935A1 (en) | Sulfonating agent and process | |
RU2131870C1 (en) | Method of preparing halogen- and/or alkyl substituted diaryl-sulfones | |
KR100195843B1 (en) | A process for preparing dinitrotoluene | |
JPH02108661A (en) | Production of aromatic sulfonyl chlorides | |
JP2590246B2 (en) | Process for producing 3-trifluoromethylbenzenesulfonyl chlorides | |
JP2884189B2 (en) | Sulfonating agent and sulfonation method | |
US3829525A (en) | Catalyst composition and isoparaffinic-olefin alkylation utilizing strong acid with a sulfonamide | |
WO2020064573A1 (en) | Catalysts for the synthesis of alkanesulfonic acids | |
US5387711A (en) | Process for preparing 3-sulfobenzoic acid and alkali metal salts thereof | |
RU2061671C1 (en) | Method of separation of acid impurity from solution and method of separation of nitric acid from solution | |
HU196349B (en) | Process for producing chlorobenzotrifluoride compounds | |
US5891819A (en) | Catalyst comprising hydrogen halide, sulfone, and a promoter | |
US4713489A (en) | Preparation of N-substituted arylsulfonamides | |
JPWO2002022535A1 (en) | Method for producing 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane | |
JPS6238346B2 (en) | ||
US3499054A (en) | Purification of detergent alkylates | |
CA1120944A (en) | Isocyanatoaryl sulphochlorides, a process for their preparation and their use in the preparation of polyisocyanate polyaddition products | |
JPH035453A (en) | Production of alkylbiphenyldisulfonic acid salt | |
Gutch et al. | N, N-Dichloro poly (styrene-co-divinylbenzene) sulfonamide beads as an efficient, selective and reusable reagent for oxidation of thiols to disulfides | |
JP2808696B2 (en) | Method for producing thiophosgene | |
RU2243966C1 (en) | Method for preparing aromatic sulfones | |
CA1205491A (en) | Process for the preparation of 4- chlorobenzenesulfonyl chloride | |
JPS6029703B2 (en) | Method for producing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone | |
JPS63172703A (en) | Continuous sulfonation of polystyrene | |
JPS6310149B2 (en) |