RU2231524C2 - Method for preparing alkanesulfochlorides - Google Patents
Method for preparing alkanesulfochlorides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231524C2 RU2231524C2 RU2002114315/04A RU2002114315A RU2231524C2 RU 2231524 C2 RU2231524 C2 RU 2231524C2 RU 2002114315/04 A RU2002114315/04 A RU 2002114315/04A RU 2002114315 A RU2002114315 A RU 2002114315A RU 2231524 C2 RU2231524 C2 RU 2231524C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alkanes
- reaction
- sulfochlorination
- tert
- conversion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения алкансульфохлоридов жидких н-алканов преимущественно состава C12-C18 (RH) под воздействием смеси газов - сернистого ангидрида (SO2) и хлора (Cl2) - при мольном соотношении 1,1:1 в присутствии органических перекисей как инициаторов процесса.The invention relates to a method for producing alkanesulfonyl chlorides of liquid n-alkanes of predominantly composition C 12 -C 18 (RH) under the influence of a mixture of gases - sulfur dioxide (SO 2 ) and chlorine (Cl 2 ) - in a molar ratio of 1.1: 1 in the presence of organic peroxides as initiators of the process.
Свободнорадикальное сульфохлорирование алканов нормального строения реализуется в технике с целью получения сульфонатов - важных ионогенных ПАВ (эмульгирующих, моющих и смачивающих веществ):The free-radical sulfochlorination of alkanes of normal structure is implemented in the technique with the aim of obtaining sulfonates - important ionic surfactants (emulsifying, washing and wetting substances):
Сульфохлориды лабильны при нагревании (выделяется SO2), отсюда температура как инициатор процесса не применима. Промышленным активатором процесса при температуре 30-35°С является ультрафиолетовый (УФ) свет [Н.Н Лебедев. Химия и технология основного органического нефтехимического синтеза. М., "Химия", 1988, с.323-326].Sulfochlorides are labile when heated (SO 2 is released ), hence the temperature as a process initiator is not applicable. The industrial activator of the process at a temperature of 30-35 ° C is ultraviolet (UV) light [N.N Lebedev. Chemistry and technology of basic organic petrochemical synthesis. M., "Chemistry", 1988, S. 323-326].
Известно применение органических перекисей для инициирования свободнорадикальной реакции. Перекиси ацилов, например бензоила, лаурила и др., в процессе сульфохлорирования не эффективны. Хорошо зарекомендовали себя ацетилциклогексилсульфонилперекись, тримерная перекись ацетона, диоксиперекись пропаналя [Ф.Азингер. Химия и технология парафиновых углеводородов. М., Гостоптехиздат, 1959, с.369]. В их присутствии достигается высокая скорость замещения в ряду н-алканов состава С10-C18, однако указанные инициаторы требуют особых условий хранения или работы с ними в связи с наблюдаемой потерей активного кислорода (Оакт) и высокой чувствительностью к удару и трению.The use of organic peroxides to initiate a free radical reaction is known. Acyl peroxides, for example benzoyl, lauryl, etc., are not effective in the process of sulfochlorination. Acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, trimeric acetone peroxide, propanal dioxide peroxide have proven themselves [F. Azinger. Chemistry and technology of paraffin hydrocarbons. M., Gostoptekhizdat, 1959, p. 369]. In their presence, a high substitution rate is achieved in the series of n-alkanes of composition C 10 -C 18 , however, these initiators require special storage conditions or work with them in connection with the observed loss of active oxygen (O act ) and high sensitivity to shock and friction.
Известно применение совершенно безопасной в обращении диоксиперекиси хлораля для переработки углеводородов состава C12-C18 темных тонов (и так называемых “неомыляемых”) до сульфохлоридов [Авт. свид. №186459, кл. 120 23/03, 1966]. Однако детальная проверка ее инициирующей способности показала, что результаты сульфохлорирования чистых парафинов по глубине замещения (по накоплению Сlомыл во времени), по достигнутой конверсии RH и газов, по выходу алкансульфохлоридов в целом хуже показателей процесса при освещении.It is known to use chloral dioxide completely safe to handle for processing hydrocarbons of the composition C 12 -C 18 dark tones (and so-called “unsaponifiable”) to sulfochlorides [Auth. testimonial. No. 186459, cl. 120 23/03, 1966]. However, a detailed check of its initiating ability showed that the results of sulfonation of pure paraffins by the depth of substitution (by accumulation of Cl washed over time), by the achieved conversion of RH and gases, by the yield of alkanesulfonyl chlorides as a whole are worse than the performance of the process under illumination.
Известна высокая эффективность инициирования процесса сульфохлорирования алканов нормального строения в присутствии оксиметил-трет-бутилперекиси (СН3)3С-ОО-СН2OН. Оксиперекись обеспечивает высокую скорость замещения и позволяет получать практически чистые моносульфохлориды при сульфохлорировании, например, пентана или гексана при подаче газов на 20% и более (даже 100% в среде ССl4), конверсию RH при температуре 5-30°С и расходе инициатора 0,01-0,2% от RH [Авт. свид. №516683 С 07 С 143/70, 1976].The high efficiency of initiating the process of sulfonation of alkanes of normal structure in the presence of oxymethyl-tert-butyl peroxide (CH 3 ) 3 C-OO-CH 2 OH is known. Oxyperoxide provides a high substitution rate and allows one to obtain practically pure monosulfonyl chlorides by sulfochlorination, for example, pentane or hexane with a gas supply of 20% or more (even 100% in CCl 4 medium), RH conversion at a temperature of 5-30 ° С and initiator flow rate 0 , 01-0.2% of RH [Aut. testimonial. No. 516683 C 07 C 143/70, 1976].
Реакционная способность н-алканов состава C10-C18 и выше и, как результат, образование побочных продуктов, особенно нежелательных для производства ПАВ дисульфохлоридов, возрастает. Так, при УФ-свете практически невозможно вести процесс при конверсии RH 25% и выше, так как при подаче газов на 22-24% превращение RH в конечном продукте содержится более 25% дисульфохлоридов.The reactivity of n-alkanes of the composition C 10 -C 18 and higher and, as a result, the formation of by-products, especially undesirable for the production of surfactants disulfochlorides, increases. So, under UV light, it is practically impossible to carry out the process with an RH conversion of 25% or higher, since when supplying gases by 22-24%, the RH conversion in the final product contains more than 25% disulfochlorides.
Наиболее близким к заявленному является способ получения алкансульфохлоридов реакцией сульфохлорирования н-алканов состава C12-C18 под воздействием смеси газов SO2 и Cl2 в соотношении 1,1:1, поданных в расчете на 30% превращение RH в присутствии указанной оксиметил-трет-бутилперекиси 0,1% от RH [А.И.Рахимов. Химия и технология органических перекисных соединений. М., "Химия", 1979, с.340]. Глубина сульфохлорирования (по величине гидролизуемого хлора Сlомыл) додекана за одно и то же время взаимодействия превосходит результаты, полученные при освещении лампой ПРК-2, при этом доля дисульфохлоридов меньше.Closest to the claimed is a method of producing alkanesulfonyl chloride by the reaction of sulfochlorination of n-alkanes of the composition C 12 -C 18 under the influence of a mixture of gases SO 2 and Cl 2 in a ratio of 1.1: 1, filed per 30% conversion of RH in the presence of the indicated hydroxymethyl-tert -butyl peroxides 0.1% of RH [A.I. Rakhimov. Chemistry and technology of organic peroxide compounds. M., "Chemistry", 1979, p. 340]. The depth of sulfochlorination (in terms of the hydrolyzable chlorine Сl washed ) of dodecane for the same interaction time exceeds the results obtained under illumination with a PRK-2 lamp, while the fraction of disulfochlorides is less.
Однако диапазон эффективной работы инициатора при использовании синтина оказался ограниченным. При больших расходах газов, например около 4×10-3 г Cl2/г RH в мин оксиперикись уступает УФ-свету. Т.е. использовать ее для цели интенсификации производства алкансульфохлоридов проблематично. В противоточной колонне при времени пребывания реагентов около 20-25 мин ее воздействие на систему незначительно.However, the range of effective operation of the initiator when using synthine was limited. At high gas flow rates, for example about 4 × 10 -3 g Cl 2 / g RH per min, oxyperoxide is inferior to UV light. Those. using it for the purpose of intensifying the production of alkanesulfonyl chlorides is problematic. In a countercurrent column with a reagent residence time of about 20-25 minutes, its effect on the system is negligible.
Применение перекисей в качестве инициаторов процесса сульфохлорирования алканов требует затрат на их производство и обязательную очистку, которая в ряде случаев довольно специфична. Упростить стадию инициирования за счет использования реакционной смеси производства инициатора (без его выделения) не представляется возможным. Например, указанные перекиси на основе карбонильных соединений (в том числе окси- и диоксиперекиси) получают, используя водную перекись водорода (30% Н2O2) или формалин (40% Н2СО). Наличие воды в сульфохлораторе недопустимо.The use of peroxides as initiators of the process of sulfonation of alkanes requires the cost of their production and mandatory purification, which in some cases is quite specific. It is not possible to simplify the initiation stage by using the reaction mixture of initiator production (without isolating it). For example, these peroxides based on carbonyl compounds (including hydroxy and dioxiperoxides) are prepared using aqueous hydrogen peroxide (30% H 2 O 2 ) or formalin (40% H 2 CO). The presence of water in the sulfochlorrator is unacceptable.
Отсутствие простого и доступного и в то же время эффективного, превосходящего УФ-свет химического инициатора является важной задачей поиска. Изложенное выше, вероятно, ограничивает внедрение органических перекисей в практику процесса сульфохлорирования н-алканов состава C12-C18. В технике отдано предпочтение УФ-свету [Пат. ГДР №220583, С 07 С 139/02, 143/70, 1985], в том числе в каскаде реакторов [Пат. ГДР №147844, С 07 С 139/02, 143/70, 1981].The lack of a simple and affordable and at the same time effective, superior UV light chemical initiator is an important search task. The foregoing, probably, limits the introduction of organic peroxides into the practice of the process of sulfochlorination of n-alkanes of the composition C 12 -C 18 . In the technique, UV light is preferred [US Pat. GDR No. 220583, C 07 C 139/02, 143/70, 1985], including in the cascade of reactors [US Pat. GDR No. 147844, C 07 C 139/02, 143/70, 1981].
При всех достоинствах фотохимический процесс имеет ряд серьезных недостатков. Он ограничен в возможностях создания аппаратов большой единичной мощности с равномерным фотоэффектом по всему объему, требует применения сырья только светлых тонов (загрязнение увеличивает оптическую плотность раствора и снижает фотоэффект), увеличивается пожароопасность. Даже при относительно большом времени контакта реагентов в противоточном непрерывном реакторе (около 75 минут) степень превращения хлора около 90%, около 30% исходного углеводорода не участвует в процессе получения сульфохлоридов. Качество эмульгатора крайне низкое (из-за большого содержания дисульфохлоридов).With all its advantages, the photochemical process has a number of serious drawbacks. It is limited in the possibilities of creating devices of large unit power with a uniform photoelectric effect throughout the volume, it requires the use of raw materials only in light colors (pollution increases the optical density of the solution and reduces the photoelectric effect), and fire hazard increases. Even with a relatively long contact time of the reactants in a countercurrent continuous reactor (about 75 minutes), the degree of chlorine conversion is about 90%, about 30% of the initial hydrocarbon is not involved in the process of producing sulfonyl chlorides. The quality of the emulsifier is extremely low (due to the high content of disulfochlorides).
Известен способ получения алкансульфохлоридов из н-алканов C12-C18 в присутствии УФ-света с добавкой 0,5×10-3% иода [Авт. свид. №1685929, С 07 С 309/80, 1991]. Такое совершенствование фотохимического процесса приводит к определенному росту конверсии RH до моносульфохлоридов, но принципиально никак не решает проблему химического инициирования реакции.A known method of producing alkanesulfonyl chloride from n-alkanes C 12 -C 18 in the presence of UV light with the addition of 0.5 × 10 -3 % iodine [Auth. testimonial. No. 1685929, C 07 C 309/80, 1991]. Such an improvement in the photochemical process leads to a certain increase in the conversion of RH to monosulfochlorides, but does not fundamentally solve the problem of the chemical initiation of the reaction.
Неприемлем для получения алкансульфохлоридов способ [Авт. свид. №1558900, С 07 С, 1990] из-за соотношения Сl2:SO2:RH, равного 2,2-6,5:1:1, и высокой температуры 50-90°С в присутствии или в отсутствие диметиформамида (ДМФА) с использованием УФ-света или ДАК. Следует иметь в виду, что известны также способы получения алкансульфохлоридов близкого состава с использованием одного из признаков, например газообразного Cl2 [Авт. свид. №1563591, С 07 С 309/00, 309/70, 1990], но хлорированию подвергают дитиокарбонаты в водной среде, т.е. используют реакцию и исходные вещества, отличные от реакции сульфохлорирования алканов.Unacceptable for alkanesulfonyl chloride method [Auth. testimonial. No. 1558900, C 07 C, 1990] due to a Cl 2 : SO 2 : RH ratio of 2.2-6.5: 1: 1, and a high temperature of 50-90 ° C in the presence or absence of dimethylformamide (DMF ) using UV light or DAC. It should be borne in mind that there are also known methods for producing alkanesulfonyl chlorides of similar composition using one of the features, for example, gaseous Cl 2 [Auth. testimonial. No. 1563591, C 07 C 309/00, 309/70, 1990], but dithiocarbonates are chlorinated in the aquatic environment, i.e. use a reaction and starting materials other than the alkane sulfochlorination reaction.
Предлагаемый способ получения алкансульфохлоридов позволяет решить проблемы, сопровождающие процесс сульфохлорирования н-алканов типа синтина и парафина усредненного состава С12-С18.The proposed method for producing alkanesulfonyl chlorides allows us to solve the problems that accompany the process of sulfochlorination of n-alkanes such as synthine and paraffin with an average composition of C 12 -C 18 .
Задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента эффективных инициаторов процесса перекисной природы, обеспечивающих интенсификацию производства, высокое качество сульфонатов и одновременно существенно упрощающих стадию инициирования.The objective of the invention is to expand the range of effective initiators of the process of peroxide nature, ensuring the intensification of production, high quality sulfonates and at the same time significantly simplifying the initiation stage.
Технический результат достигается тем, что получение алкансульфохлоридов путем сульфохлорирования н-алканов состава C12-C18 под воздействием смеси газов SO2 и Cl2 при мольном соотношении 1,1:1 в присутствии инициатора - органической перекиси - ведут в присутствии моно- и дипероксиацеталей структуры или или The technical result is achieved by the fact that the production of alkanesulfonyl chlorides by sulfochlorination of n-alkanes of the composition C 12 -C 18 under the influence of a mixture of gases SO 2 and Cl 2 in a molar ratio of 1.1: 1 in the presence of an initiator — organic peroxide — is carried out in the presence of mono- and di-oxyacetals the structure or or
где R′=-СН3, -С2Н5, n=3,4,where R ′ = - CH 3 , -C 2 H 5 , n = 3.4,
которые вносят в алкан в количестве 0,05-0,15% до начала процесса или получают непосредственно внутри сульфохлоратора (in situ) при температуре 25-35°С, при удельном расходе (1,54-4,33)х10-3 г Cl2/г RH в мин периодически или непрерывно при времени пребывания реакционной массы от 75 до 25 мин при подаче смеси газов SO2 и Cl2 на 22-30% конверсию алкана.which are added to the alkane in an amount of 0.05-0.15% before the start of the process or obtained directly inside the sulfochlorinator (in situ) at a temperature of 25-35 ° C, at a specific flow rate (1.54-4.33) x10 -3 g Cl 2 / g RH in min periodically or continuously during a residence time of the reaction mixture from 75 to 25 min when a mixture of SO 2 and Cl 2 gases is supplied at 22-30% alkane conversion.
Если алкансульфохлориды получают в присутствии пероксиацеталей, образующихся внутри сульфохлоратора (in situ), то процесс сульфохлорирования ведут с использованием растворов гидроперекиси трет-бутила в простом алифатическом или циклическом эфире, например тетрагидрофуране, в количестве 0,5% от алкана.If alkanesulfonyl chlorides are obtained in the presence of peroxyacetals formed inside the sulfonyl chloride (in situ), then the process of sulfonyl chloride is carried out using solutions of tert-butyl hydroperoxide in simple aliphatic or cyclic ether, for example tetrahydrofuran, in the amount of 0.5% of alkane.
Моно- и дипероксиацетали устойчивы при хранении, перегоняются в вакууме при умеренных температурах без каких-либо осложнений. Инициируют свободнорадикальное сульфохлорирование алканов в широком диапазоне по времени контакта реагентов и удельному расходу газов.Mono- and di-hydroxyacetals are storage stable and are distilled in vacuo at moderate temperatures without any complications. Initiate free radical sulfonation of alkanes in a wide range of contact time of the reagents and the specific consumption of gases.
Могут получаться различными способами, но наиболее доступный и быстрый способ синтеза пероксиацеталей базируется на реакции простых эфиров с гидроперекисями под воздействием хлористого сульфурила по схеме, например, для ди-трет-бутилпероксиацеталя ацетальдегида (1,1-ди-трет-бутилпероксиэтан) с выходом 90% при пониженной температуре:They can be obtained in various ways, but the most affordable and fastest method for synthesizing peroxyacetals is based on the reaction of ethers with hydroperoxides under the influence of sulfuryl chloride according to the scheme, for example, for di-tert-butyl peroxy acetal of acetaldehyde (1,1-di-tert-butyl peroxyethane) with a yield of 90 % at low temperature:
При пропускании испаренного хлора через раствор гидроперекиси трет-бутила в эфире преимущественно образуется монопероксиацеталь (наряду с диперекисью) согласно схеме, например, для 1-этокси-1-трет-бутилпероксиэтана:When evaporated chlorine is passed through a solution of tert-butyl hydroperoxide in ether, monoperoxy acetal (along with di-peroxide) is predominantly formed according to the scheme, for example, for 1-ethoxy-1-tert-butyl peroxyethane:
В расчете на монопероксиацеталь выход продукта около 70-80% в диапазоне температур от 0 до 25°С [Авт. свид. №1796621, С 07 С 407/00, 409/20, 1993]. В течение часа взаимодействия определенная часть гидроперекиси не конвертируется.Based on monoperoxyacetal, the product yield is about 70-80% in the temperature range from 0 to 25 ° C [Auth. testimonial. No. 1796621, C 07 C 407/00, 409/20, 1993]. Within an hour of interaction, a certain part of hydroperoxide is not converted.
Без раскрытия кольца тетрагидрофуран и другие циклические эфиры реагируют с гидроперекисью и хлористым сульфурилом или хлором.Without opening the ring, tetrahydrofuran and other cyclic ethers react with hydroperoxide and sulfuryl chloride or chlorine.
Однако более целесообразным оказался способ получения пероксиацеталей с использованием смеси Сl2 и SO2 в соотношении 1:1. В мягких условиях, при умеренной температуре, с высокой конверсией гидроперекиси быстро с высоким выходом получают из простых эфиров дипероксиацетали, а из простых циклических эфиров - пероксиацетали [Авт. свид. №1668361, С 07 Д 307/20, 1991], например 2-трет-бутилперокситетрагидрофуран, согласно схеме:However, the method for preparing peroxyacetals using a mixture of Cl 2 and SO 2 in a 1: 1 ratio turned out to be more appropriate. Under mild conditions, at a moderate temperature, with a high conversion, hydroperoxides are rapidly obtained in high yield from diperoxyacetal ethers and peroxyacetal from simple cyclic ethers [Auth. testimonial. No. 1668361, C 07 D 307/20, 1991], for example 2-tert-butyl peroxytetrahydrofuran, according to the scheme:
Изложенный путь синтеза пероксиацеталей удачно сочетается с процессом сульфохлорирования алканов по реагентам и температуре. За счет большей скорости взаимодействия эфира с гидроперекисью в смеси с SO2Cl2 (или смесью газов SO2 и Сl2) инициатор образуется внутри сульфохлоратора (in situ) с последующим воздействием на свободнорадикальное замещение по конечным результатам, не уступающим очищенным пероксиацеталям.The described way for the synthesis of peroxyacetals is successfully combined with the process of sulfonation of alkanes by reagents and temperature. Due to the higher rate of interaction of the ester with hydroperoxide mixed with SO 2 Cl 2 (or a mixture of SO 2 and Cl 2 gases), the initiator is formed inside the sulfochlorator (in situ) with the subsequent effect on free radical substitution according to the final results, which are not inferior to purified peroxy acetals.
Пероксиацетали обеспечивают интенсивное ведение процесса сульфохлорирования н-алканов с высокой конверсией всех реагентов, достаточно близкой теоретически возможной, при этом алкансульфохлориды получают с высокими показателями качества.Peroxyacetals provide intensive management of the process of sulfochlorination of n-alkanes with a high conversion of all reagents, which is quite close to theoretically possible, while alkanesulfonyl chlorides are obtained with high quality indicators.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами по сульфохлорированию синтина (синтетического парафина со средней молекулярной массой 198 состава C12-C18) в периодических и непрерывных условиях в присутствии предлагаемых пероксиацеталей в сравнении с УФ-светом, оксиметил-трет-бутилперекисью и др. добавками.The invention is illustrated by the following examples on sulfonation of synthine (synthetic paraffin with an average molecular weight of 198 composition C 12 -C 18 ) under periodic and continuous conditions in the presence of the proposed peroxyacetals in comparison with UV light, oxymethyl tert-butyl peroxide and other additives.
Пример 1. В затемненный реактор из стекла, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 97,50 г (127,3 мл) синтина с добавкой свежеприготовленного (97,8%, по Оакт иодометрией) ди-трет-бутилпероксиацеталя ацетальдегида в количестве 0,1286 г, что соответствует 0,13% от RH и [Jnc2]=0,0048 моль/л.Example 1. In a darkened glass reactor equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, 97.50 g (127.3 ml) of synthine are added with the addition of freshly prepared (97.8%, O act iodometry) di-tert-butyl peroxy acetal acetaldehyde in the amount of 0.1286 g, which corresponds to 0.13% of RH and [Jnc 2 ] = 0,0048 mol / L.
В раствор синтина с инициатором, поддерживая температуру реакции 30±2°С, подают по барботеру смесь газов SO2 и Cl2, испаренных из баллонов, в количестве 0,15 г/мин каждого по реометру в течение 71 мин до мольного соотношения RH:SO2:Cl2, равного 3,28:1,1:1 (1:0,33:0,30). Удельный расход Cl2 при этом составлял 1,54×10-3 г/г RH в минуту. Глубина сульфохлорирования оценивалась по величине Сlомыл (по Фольгарду) за время полупревращения (τ1/2) и конца процесса (см. таблицу 1).A mixture of SO 2 and Cl 2 gases vaporized from cylinders in an amount of 0.15 g / min each by rheometer for 71 min to a molar ratio of RH is fed into a synthine solution with an initiator, maintaining the reaction temperature of 30 ± 2 ° С: SO 2 : Cl 2 equal to 3.28: 1.1: 1 (1: 0.33: 0.30). The specific consumption of Cl 2 was 1.54 × 10 -3 g / g RH per minute. The sulfochlorination depth was estimated by the value of Сl washed (according to Folhard) during the half-transformation (τ 1/2 ) and the end of the process (see table 1).
После отдувки азотом реакционная масса (без расслоения) имела показатели: Сlомыл 4,03%, n
Примеры 2-6. Сульфохлорирование синтина вели аналогично примеру 1 в присутствии монопероксиацеталя 1-этокси-1-трет-бутилпероксиэтана (пр.2) и для сравнения добавок: оксиметил-трет-бутилперекиси (пр.3), гидроперекиси трет-бутила (пр.4), ДАК (пр.5), а также в присутствии УФ-света лампы сверхвысокого давления ОКН-11 на расстоянии 10 см от стенки сульфохлоратора (пр.6).Examples 2-6. Sulfin chlorination was carried out analogously to example 1 in the presence of monoperoxy acetal 1-ethoxy-1-tert-butyl peroxyethane (pr. 2) and to compare additives: oxymethyl-tert-butyl peroxides (pr. 3), tert-butyl hydroperoxide (pr. 4), DAK (D.5), as well as in the presence of UV light from an OKN-11 ultrahigh pressure lamp at a distance of 10 cm from the wall of the sulfochlorrator (D.6).
Глубина сульфохлорирования во всех примерах (см. таблицу 1) приведена для образцов инициатора чистотой 98-100%.The depth of sulfochlorination in all examples (see table 1) is given for initiator samples with a purity of 98-100%.
Пример 7. Сульфохлорирование синтина в количестве 73 г (95,5 мл) вели при подаче газов SO2 и Cl2 по 0,30 г/мин каждого при температуре 30±2°С в течение 30 мин при освещении лампой ОКН-11 (10 см от стенки) до мольного соотношения RH:SO2:Сl2, равного 2,9:1,1:1 (1:0,38:0,34). При этом удельный расход каждого из газов составлял 4,10×10-3 г/г RH в мин.Example 7. Sulfochlorination of synthine in an amount of 73 g (95.5 ml) was carried out with the supply of gases SO 2 and Cl 2 at 0.30 g / min each at a temperature of 30 ± 2 ° C for 30 min under illumination with a OKN-11 lamp ( 10 cm from the wall) to a molar ratio of RH: SO 2 : Cl 2 equal to 2.9: 1.1: 1 (1: 0.38: 0.34). In this case, the specific consumption of each of the gases was 4.10 × 10 -3 g / g RH per min.
После отдувки азотом реакционная масса имела показатели: Сlомыл 3,77%, n
При хранении в течение суток масса расслоилась, декантацией выделено 1,47 г (1,8% от общей массы с Сlомыл 14,5%) дисульфохлоридов, плохо растворимых в углеводороде.During storage during the day, the mass exfoliated, 1.47 g (1.8% of the total mass with Cl omel 14.5%) of disulfochlorides poorly soluble in hydrocarbon were separated by decantation.
Примеры 8-13. При аналогичном расходе сырья, как в примере 7, в затемненном реакторе, как в примере 1, оценена глубина (см. таблицу 1) сульфохлорирования без инициатора (пр.8), в присутствии оксиметил-трет-бутилперекиси (пр.9), а также в присутствии пероксиацеталей структуры 1,1-ди-трет-бутилпероксипропана (пр.10), 2-трет-бутилперокситетрагидрофурана (пр.11), трет-бутил-пероксидиоксана-1,4 (пр.12), 1,1-ди-трет-бутилпероксиэтана (пр.13).Examples 8-13. At a similar feed rate, as in example 7, in a darkened reactor, as in example 1, the depth (see table 1) of sulfochlorination without initiator (pr. 8), in the presence of oxymethyl-tert-butyl peroxide (pr. 9), and also in the presence of peroxyacetals of the structure of 1,1-di-tert-butylperoxypropane (pr.10), 2-tert-butylperoxytetrahydrofuran (pr.11), tert-butyl peroxydioxane-1,4 (pr.12), 1,1- di-tert-butyl peroxyethane (D.13).
В условиях проведения процесса, аналогичных примеру 9 (по [Jnc2]), конверсия RH и Cl2 в присутствии гидроперекиси трет-бутила или ДАК была хуже, чем при использовании оксиметил-трет-бутилперекиси.Under process conditions similar to Example 9 (according to [Jnc 2 ]), the conversion of RH and Cl 2 in the presence of tert-butyl hydroperoxide or DAC was worse than when using oxymethyl tert-butyl peroxide.
Пример 14. Сульфохлорирование синтина в количестве 106 г (138,4 мл) вели аналогично примеру 1, в присутствии пероксиацеталя структуры 2-трет-бутилперокситетрагидрофурана чистотой 98,9% (по Оакт иодометрией) в количестве 0,1485 г (что соответствует 0,14% от RH и [Jnc2]=0,0067 моль/л), подавая смесь газов SO2 и Cl2 по 0,30 г/мин каждого в течении 33 мин до мольного соотношения RH:SO2:Cl2, равного 3,85:1,1:1 (1:0,30:0,26). Удельный расход каждого из газов составлял 2,83×10-3 г/г RH в мин.Example 14. Sulfochlorination of synthine in an amount of 106 g (138.4 ml) was carried out analogously to example 1, in the presence of peroxyacetal structure of 2-tert-butyl peroxytetrahydrofuran with a purity of 98.9% (O act iodometry) in an amount of 0.1485 g (which corresponds to 0 , 14% of RH and [Jnc 2 ] = 0.0067 mol / L), feeding a mixture of SO 2 and Cl 2 gases at 0.30 g / min each for 33 minutes to a molar ratio of RH: SO 2 : Cl 2 , equal to 3.85: 1.1: 1 (1: 0.30: 0.26). The specific consumption of each gas was 2.83 × 10 -3 g / g RH per min.
После отдувки азотом реакционная масса (без расслоения) имела показатели: Сlомыл. 3,83%, n
Пример 15. Сульфохлорирование синтина в количестве 72,0 г (94 мл) в присутствии пероксиацеталя структуры 2-трет-бутилперокситетрагидрофурана, получаемого внутри (in situ) сульфохлоратора, вели аналогично примеру 1 (см. также пр.11) с добавкой 0,062 г гидроперекиси трет-бутила (70% чистоты, иодометрией) в 0,5 мл тетрагидрофурана при подаче газов SO2 и Сl2 по 0,28 г/мин каждого до мольного соотношения RH:SO2:Cl2, равного 3,07:1,1:1 (1:0,36:0,32). Время реакции 30 мин.Example 15. Sulfo chlorination of synthine in an amount of 72.0 g (94 ml) in the presence of peroxyacetal of the structure of 2-tert-butyl peroxytetrahydrofuran obtained inside the in situ sulfochlorator was carried out analogously to example 1 (see also pr.11) with the addition of 0.062 g of hydroperoxide tert-butyl (70% purity, iodometry) in 0.5 ml of tetrahydrofuran when applying SO 2 and Cl 2 gases at 0.28 g / min each to a molar ratio of RH: SO 2 : Cl 2 equal to 3.07: 1, 1: 1 (1: 0.36: 0.32). The reaction time is 30 minutes
Удельный расход каждого из газов составлял 3,88×10-3 г/г RH в мин. Концентрация инициатора (расчетная) 0,0051 моль/л или 0,1% от RH, считая на 100% чистоту.The specific consumption of each gas was 3.88 × 10 -3 g / g RH per min. Initiator concentration (calculated) 0.0051 mol / L or 0.1% of RH, assuming 100% purity.
После отдувки азотом реакционная масса имела показатели: Сlомыл 4,98%, n
При хранении в течение двух суток из реакционной массы декантацией выделено 0,94 г плохо растворимых в синтине продуктов.When stored for two days from the reaction mass, 0.94 g of poorly soluble in synthine products were isolated by decantation.
Пример 16. Сульфохлорирование синтина вели аналогично примеру 15 с использованием 0,062 г технической гидроперекиси трет-бутила с содержанием основного вещества 70% (без ТГФ). Концентрация гидроперекиси в углеводороде 0,06% от RH или 0,00513 моль/л, считая на 100% чистоту.Example 16. Sulfonation of synthine was carried out analogously to example 15 using 0.062 g of technical tert-butyl hydroperoxide with a basic substance content of 70% (without THF). The concentration of hydroperoxide in the hydrocarbon is 0.06% of RH or 0.00513 mol / L, assuming 100% purity.
Получено после отдувки азотом 75,86 г массы с Сlомыл 2,42%, n
Пример 17. Сульфохлорирование с запредельным удельным расходом газов вели аналогично примеру 1, подавая в 84 мл (64,36 г) синтина с добавкой 0,0772 г 1,1-ди-трет-бутилпероксиэтана смесь газов SO2 и Сl2 по 0,30 г/мин до мольного соотношения RH:SО2:Сl2, равного 3,6:1,1:1 (1:0,30:0,27). Время реакции 21 мин. Удельный расход каждого из газов составлял 4,67×10-3 г на 1 г RH в мин. Концентрация инициатора 0,12% от RH или 0,00446 моль/л.Example 17. Sulfochlorination with a prohibitive specific gas flow rate was carried out analogously to example 1, feeding in 84 ml (64.36 g) of synthine with the addition of 0.0772 g of 1,1-di-tert-butyl peroxyethane, a mixture of gases SO 2 and Сl 2 at 0, 30 g / min to a molar ratio of RH: SO 2 : Cl 2 equal to 3.6: 1.1: 1 (1: 0.30: 0.27). The reaction time is 21 minutes The specific consumption of each of the gases was 4.67 × 10 -3 g per 1 g of RH per min. The initiator concentration is 0.12% of RH or 0.00446 mol / L.
Получено после отдувки азотом 70,44 г массы с Сlомыл 2,48%, n
Пример 18. Непрерывное сульфохлорирование осуществляли в противоточной колонне с рубашкой высотой 300 мм, внутренним диаметром 20 мм. Коэффициент заполнения не превышал 0,7. Подача углеводорода осуществлялась непрерывно дозатором через верх колонны со скоростью (4,6 мл/мин), зависимой от времени пребывания и соотношения реагентов. Вниз колонны подавалась смесь газов. Отбор продуктов производился с низа колонны по перетоку, установленному на уровне реакционной массы в сульфохлораторе. Температура реакции 30°С поддерживалась ультратермостатом УТ-15.Example 18. Continuous sulfochlorination was carried out in a countercurrent column with a jacket 300 mm high, with an inner diameter of 20 mm. The fill factor did not exceed 0.7. The hydrocarbon was supplied continuously by the dispenser through the top of the column at a rate (4.6 ml / min), depending on the residence time and the ratio of reagents. A mixture of gases was fed down the column. The selection of products was carried out from the bottom of the column at the crossflow established at the level of the reaction mass in the sulfochlorinator. The reaction temperature of 30 ° C was maintained by an UT-15 ultra-thermostat.
“Затравка” процесса производилась путем подачи SO2 и Cl2 по 0,38 г/мин каждого из газов через 114 мл синтина, содержащего 0,15% от RH чистого дипероксиацеталя структуры 1,1-ди-трет-бутилпероксиэтана, в течение 25 мин до мольного соотношения RH:SO2:Cl2, равного 3,29:1,1:1 (1:0,33:0,30). Удельный расход каждого из газов составлял 4,33×10-3 г/г RH в мин. Показатели массы при “затравке” Сlомыл 4,10%, n
Поддерживая указанное соотношение в течение нескольких часов, со временем пребывания углеводорода в сульфохлораторе 25 мин (при контроле приведенных показателей в течении каждого часа) получена реакционная масса с общими показателями Сlомыл 4,28%, Сlобщ 6,67%, n
Для сравнения в аналогичных условиях процесса (без добавки перекиси) только на рассеянном свету показатели реакционной массы: n
Калориметрическое определение состава продуктов сульфохлорирования при конверсии RH, близкой к величине 24±05%, достигнутой в ходе эксперимента, приведено в таблице 2.The calorimetric determination of the composition of sulfochlorination products at RH conversion close to 24 ± 05% achieved during the experiment is shown in Table 2.
Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что пероксиацетали при расходе 0,1±0,05% от RH являются эффективными инициаторами сульфохлорирования синтина в широком диапазоне изменения условий реакции, при удельном расходе каждого из газов от 1,54×10-3 до 4,33×10-3 г/г RH в мин или времени контакта реагентов от 75 до 25 мин включительно.The experimental results indicate that peroxyacetals at a flow rate of 0.1 ± 0.05% of RH are effective initiators of synthine chlorochlorination in a wide range of reaction conditions, with a specific flow rate of each gas from 1.54 × 10 -3 to 4.33 × 10 -3 g / g RH per min or contact time of reagents from 75 to 25 min inclusive.
Обсуждать воздействие инициатора при меньшем удельном расходе газов с позиции интенсификации процесса не имеет смысла. Возрастание [SO2] и [Сl2] способствует возрастанию скорости замещения. Но при расходе SO2, большем чем 4,33×10-3 г/г RH в мин, в присутствии пероксиацеталя наблюдается заметное снижение эффективности инициирования. Результаты (см. пр.17, время 21 мин), по-видимому, обусловлены непроизводительным ионным распадом перекиси. Сернистый ангидрид, как известно, является восстановителем O-O-связи. Следует иметь в виду, что интенсификация процесса в направлении уменьшения времени контакта реагентов (меньше 25 мин) вряд ли целесообразна из-за высокой экзотермичности процесса (возникают проблемы с теплосъемом.)It makes no sense to discuss the effect of the initiator with a lower specific gas flow rate from the point of view of process intensification. An increase in [SO 2 ] and [Cl 2 ] contributes to an increase in the rate of substitution. But at a SO 2 flow rate greater than 4.33 × 10 −3 g / g RH per min, a noticeable decrease in the initiation efficiency is observed in the presence of peroxy acetal. The results (see pr.17, time 21 min) are apparently due to the unproductive ionic decomposition of peroxide. Sulfuric anhydride is known to be an OO bond reductant. It should be borne in mind that the intensification of the process in the direction of reducing the contact time of the reagents (less than 25 min) is hardly advisable due to the high exothermicity of the process (there are problems with heat removal.)
Эффект воздействия пероксиацеталя на систему подтверждается и при проведении процесса в противоточной колонне (см. пр.18, в незатемненном реакторе). Все другие добавки (оксиперекись, ДАК, перекись лаурила, гидроперекись) заметного влияния на глубину сульфохлорирования в колонне, в том числе при времени пребывания 40 мин, не оказывают (результаты близки влиянию рассеянного света).The effect of peroxyacetal on the system is also confirmed during the process in a countercurrent column (see pr. 18, in an unshaded reactor). All other additives (oxyperoxide, DAC, lauryl peroxide, hydroperoxide) do not significantly affect the depth of sulfochlorination in the column, including at a residence time of 40 min, (the results are close to the effect of scattered light).
Особую ценность имеет возможность получения инициатора внутри сульфохлоратора (in situ) из доступных технических продуктов, например, продемонстрированном в пр. 15 из гидроперекиси трет-бутила и тетрагидрофурана (ТГФ). В данном случае не прореагировавший ТГФ, взятый в небольшом избытке к гидроперекиси, никак не будет способствовать загрязнению конечного продукта - сульфоната ввиду хорошей растворимости ТГФ в воде в процессе переработки алкансульфохлоридов.Of particular value is the possibility of obtaining the initiator inside the sulfochlorinator (in situ) from available technical products, for example, demonstrated in Project 15 from tert-butyl and tetrahydrofuran (THF) hydroperoxides. In this case, unreacted THF, taken in a small excess of hydroperoxide, will not contribute in any way to contamination of the final product, the sulfonate, due to the good solubility of THF in water during the processing of alkanesulfonyl chlorides.
Определяющее влияние на состав продуктов свободнорадикального замещения имеет соотношение реагирующих веществ и достигнутая степень превращения алкана. При близкой конверсии RH (см. таблицу 2) органические перекиси указанной структуры, несомненно, более предпочтительны как инициаторы процесса, чем УФ-свет. В их присутствии реакционная масса содержит заметно меньше нежелательных продуктов дизамещения (как и параллельно образующихся продуктов хлорирования, на что указывает характер изменения хлора цепи по Сlобщ, пр.18). Визуально расслоение реакционной массы (выделение дисульфохлоридов) наблюдается при конверсии RH более 28%, тогда как при освещении (особенно в противоточной колонне) даже при конверсии 22%.The ratio of reacting substances and the degree of alkane conversion achieved has a decisive influence on the composition of free radical substitution products. With a close conversion of RH (see table 2), organic peroxides of the indicated structure are undoubtedly more preferred as initiators of the process than UV light. In their presence, the reaction mass contains significantly less undesirable disubstitution products (as well as the products of chlorination formed in parallel, as indicated by the nature of the change in the chlorine of the chain according to Cl total , pr. 18). Visually, separation of the reaction mass (separation of disulfochlorides) is observed at an RH conversion of more than 28%, while under illumination (especially in a countercurrent column) even at a conversion of 22%.
Сравнительные данные по сульфохлорированию предельных углеводородов нормального строения состава C12-C18, заявленного и известного способов, наиболее близких по целям и задачам, приведены в таблице 3.Comparative data on sulfochlorination of saturated hydrocarbons of normal structure with a composition of C 12 -C 18 , the claimed and known methods that are closest in goals and objectives, are shown in table 3.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114315/04A RU2231524C2 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Method for preparing alkanesulfochlorides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114315/04A RU2231524C2 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Method for preparing alkanesulfochlorides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002114315A RU2002114315A (en) | 2003-12-27 |
RU2231524C2 true RU2231524C2 (en) | 2004-06-27 |
Family
ID=32845698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002114315/04A RU2231524C2 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Method for preparing alkanesulfochlorides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231524C2 (en) |
-
2002
- 2002-05-31 RU RU2002114315/04A patent/RU2231524C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Walling | Some properties of radical reactions important in synthesis | |
EP0209768A1 (en) | Liquid phase chlorination of chlorinated methanes | |
JP3954608B2 (en) | Synthesis of pentafluorosulfuranyl arylene | |
Sheldon et al. | Photolysis of peresters. Reactions of alkoxy-alkyl radical pairs in solution | |
RU2231524C2 (en) | Method for preparing alkanesulfochlorides | |
US4997535A (en) | Method of manufacturing methanesulfonyl chloride | |
EP1553072B1 (en) | Method for producing chlorinated hydrocarbon having chlorinated tertiary carbon | |
CA1337558C (en) | Process for the oxidation of diphenylmethanes to benzophenones | |
US7335796B2 (en) | Process for the preparation of ketones by ozonolysis | |
EA010381B1 (en) | Method for preparing methyl 2-diphenylmethylsulfinylacetate | |
EP0005296B1 (en) | Process for the manufacture of dichloromethane | |
RU2118308C1 (en) | Method for production of 1,1,1-trichlorotrifluoroethane | |
RU2087469C1 (en) | Method of preparing multicomponent peroxide polymerization initiator | |
EP0004496A1 (en) | Production of monochloroacetyl chloride and, possibly, of monochloroacetic acid by hydration of trichloroethylene | |
US3937739A (en) | Hydrocarbon conversion | |
US4036887A (en) | Preparation of 3-bromobenzaldehyde | |
US4070396A (en) | Sulfite ion catalysis of bisulfite addition to higher molecular weight detergent range olefins | |
US4579978A (en) | Bibenzyl hydroperoxide synthesis | |
EP0234637A1 (en) | Process for the liquid phase dehydrochloration of halogenoalkanes in the presence of an organic chlorinated product as initiator | |
US3963751A (en) | Chlorination of butadiene sulfone to 3,3,4,4-tetrachlorotetrahydrothiophene-1,1-dioxide | |
EP0478417B1 (en) | Process for the synthesis of monohalogeno-alkyl-ferrocenes | |
JP2805358B2 (en) | Method for producing hexafluoropropylene oxide | |
US3419486A (en) | Photochemical production of beta-chloroethane sulfochloride | |
SU1018351A1 (en) | Method of producing vinyl chloride | |
SU979347A1 (en) | Process for producing 2-vinyl-1,4-dioxane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150601 |