Способ получения динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-4,6- дисульфокислоты

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИНАТРИЕВОЙ СОЛИ 2-МЕРКАПТОБЕНЗТИАЗОЛ-4,6-ДИСУЛЬФОТСИСЛОТЫ , отличающийся тем, что 2-меркаптобензтиазол подвергают последовательной обработке 40-45%-ным олеумом при 50-55°С, затем 60-65%-ным олеумом при 103105 С и полученную реакционную массу обрабатывают последовательно гидроокисью кальция до рН 9,0-9,5, углекислым газом до рН 6,3-6,5 и углекислым натрием до рН 7,8-8,2 и вьщеляют целевой продукт.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

И ЛЮ

РЕСПУБЛИК

6Э Ol) ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QlHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463819/23-04 (22) 18.03.82 (46) 23.08.84. Бюл. 9 31 (72) В.Е. Богачев, С.С. Смагин и Г.Г.Ушаков (53) 547 ° 789.6.07(088.8) (56) 1. Патент США Р 2593800, кл. 260-299, опублик. 1952. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИНАТРИЕВОЙ

СОЛИ 2-ИЕРКАПТОБЕНЗТИАЗОЛ-4,6-ДИСУЛЬФОКИСЛОТЫ, отличающийся тем, что 2-меркаптобензтиазол подвергают последовательной обработке 40-45Х-ным олеумом при 50-55 С, затем 60-653-ным олеумом при 103105 С и полученную реакционную массу обрабатывают последовательно гидроокисью кальция до рН 9,0-9,5, углекислым газом до рН 6,3-6,5 и углекислым натрием до рН 7,8-8,2 и выделяют целевой продукт.

395

Яйся

1 1109

Изобретение относится к способу получения нового химического соединения, а именно к способу получения динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-4,6-дисульфокислоты, которая может найти применение в качестве антивуалента при обработке фотоматериалов °

Известен способ получения динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-6- 10

-сульфокислоты формулы

S0 Na

15 который заключается в том, что 2-меркаптобензтиаэол подвергают сульфированию 40-45Х-ным олеумом при

110-120 С с последующей обработкой реакционной массы Са(ОН)2 и переводом полученной кальциевой соли 2-меркаптобензтиаэол-6-сульфокислоты в динатриевую соль взаимодействием с карбонатом натрия (1 ).

Однако известным способом нельзя получить динатриевую соль 2-меркаптобенэтиазол-4,6-дисульфокислоты,так как сульфирование 40-45 -ным олеумом приводит лишь к введению одной сульфогруппы в бензтиазольное кольцо, а

30 увеличение продолжительности сульфирования лишь незначительно повышает выход целевого продукта.

Целью изобретения является получение нового производного 2-меркаптобенэтиазолсульфокислоты, которое мо- З5 жет найти применение в производстве фотоматериалов.

Эта цель достигается тем, что согласно способу получения динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-4,6-дисуль40 фокислоты 2-меркаптобенэтиазол подвергают последовательной обработке

40-45 -ным олеумом при 50-55 С, зао тем 60-65Х-ным олеумом при 103-105 С

45 и полученную реакционную массу обрабатывают последовательно гидроокисью кальция до рН 9;0-9,5, углекислым газом до рН 6,3-6,5 и углекислым натрием до рН 7,8-8,2 и выделяют целевой продукт.

Обычно используют 40-45Х-ный олеум и 60-657.-ный олеум в весовом отношении к 2-меркаптобензтиазолу, равном

3,75:1 соответственно.

Согласно предлагаемому способу сульфирование 2-меркаптобензтиазола (каптакса) 40-457-ным олеумом осуществляется г1г степепным ггрибаллением каптакса к олеуму при ггеремешивании и течение 20-30 мин. Реакция начинается при комнатной температуре, и каптакс постепенно растворяется с разогреванием реакционной смеси до 5055 С. Дальнейшее прибавление каптакса производят при этой температуре после растворения предыдущей порции каптакса, причем реакционную колбу охлаждают холодной водой. Если температура реакционной смеси ниже 50 С, то растворение каптакса происходит медленнее, что вызывает увеличение времени прибавления каптакса (пример 4). При температуре выше 55 С начинается выделение серного ангидрида, что приводит к уменьшению концентрации олеума и вызывает неудобства в работе.

Последующее сульфирование 60-657ным олеумом осуществляется при 103105 С в течение 1 ч, Анализ продукта реакции показывает, что при сульфировании при температуре ниже 100 С продукт загрязнен промежуточным продуктом — 2-меркаптобензтиазол-6-сульфокислотой. При сульфировании при температуре выше 105 С наблюдается энергичное выделение из реакционной смеси серного ангидрида, что вызывает уменьшение концентрации олеума.

Таким образом, температура реакции 50-55ОС íà I стадии и 103-105 С на II стадии являются оптимальными для процесса сульфирования каптакса в указанных интервалах времени сульфирования и концентрации олеума.

Время взаимодействия каптакса с олеумом на I стадии сульфирования обусловлено тем, что эта реакция является экзотермической. Поэтому минимальное время прибавления каптакса даже при охлаждении реакционной смеси холодной водой и при энергичном перемешивании при оптимальной температуре реакции 50-55 С составляет 20 мин.

При увеличении загрузки исходных реагентов в 10 раз время прибавления каптакса возрастает до 60-70 мин (пример 5) .

При сульфировании каптакса íà II стадии 60-657-ным олеумом при оптимальной температуре 103-105 С в течении 45 мин образующийся продукт ре" акции содержит примесь 2 меркаптобенэтиаэол-6-сульфокислоты. При увеличении времени сульфирования (например, см.пример 3) до 3 ч при 103105 С достигается необходимая сте1109395 пень сульфирования, однако без значительного увеличения выхода целевого продукта.

Поэтому время реакции 20-30 мин на I стадии и 1 ч íà II стадии суль- 5 фирования являются оптимальными для сульфирования каптакса в укаэанных интервалах концентраций олеума и температур реакции.

Сульфирование каптакса 40-45Х-ным олеумом в весовом отношении 1:3 при

110-120 С в течение 20-30 мин привоо дит к смеси 2-меркаптобензтиазол-6-сульфокислоты и исходного каптакса с содержанием последнего до 50Х. При 15 сульфировании каптакса лишь 40-45Хным олеумом в весовом отношении 1:

:7,5 образуется смесь моно- и дисульфокислот. Сульфирование 60-65Х-ным олеумом создает неудобства в работе 20 на I стадии иэ-за энергичного выделения серного ангидрида, это затруд-. няет прибавление каптакса вследствие прилипания его к стенкам реакционного сосуда в результате реакции каптакса с парами серного ангидрида.

Таким образом, при сульфировании каптакса олеумом в укаэанных интервалах температур и времени реакции на I стадии требуется 40-45 .-ный оле- 30 ум в весовом отношении 1:3,75, а на

II стадии — 60-65 -ный олеум в весовом отношении 1:3,75.

Выделение целевого продукта при определенных значениях рН является необходимым условием для его получения с высокой степенью чистоты. Обработка реакционной смеси избытком гидроокиси кальция до рН=9,0-9,5 необходима для полноты удаления серной щ кислоты в виде сульфата кальция.

Обработкой углекислым газом до рН=

=6,3-6,5 избыток гидроокиси кальция переводят в углекислый кальций, а оставшуюся в водном растворе дикальциевую соль 2-меркаптобензтиазол-4,,6-дисульфокислоты обработкой углекислым натрием до pH=7,8-8,2 (до прекращения выделения углекислого кальция) превращают в соответствующую у1 динатриевую соль.

Пример 1. К100мл4045 ного олеума, приготовленного из

75 мл 60-65Х-ного олеума и 25 мл концентрированной серной кислоты, порциями по 2-3 г в течение 20 мин при 50-55 С прибавляют 50 г (0,3 моль) 2-меркаптобензтиазола, затем прибавляют еще 100 мл 60-65 ного олеума и нагревают при 103-105 С при перемешивании 1 ч. Реакционную смесь охлаждают, осторожно выливают в 800 мл дистиллированной воды и прн перемешивании при 80-90 С осторожно обрабатывают до рН=9,5 известковым молоком, приготовленным иэ

300 r окиси кальция и 1000 мл дистиллированной воды. Сульфат кальция отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и объединенный фильтрат насыщают углекислым газом до рН=6,4 до прекращения выделения углекислого кальция. Незначительный осадок отфильтровывают, фильтрат обрабатывают насыщенным водным раствором 35 г соды до рН=8;0 до прекращения выделения углекислого кальция. Осадок отфильтровывают, из фнльтрата упариванием на водяной бане выделяют желтоватые кристаллы. После высушивания в сушильном шкафу при 100 С получают

89,4 г (80,5Х от теории) динатриевой соли Х-меркаптобензтиаэол-4,6-дисульфокислоты.

Найдено, .: С 22,9; 22,9; Н 0,8, С. Н МИ О Я

Вычйслейо, .: С 22,64; Н 0,81, N 3,77.

Пример 2. К 100 мл 40 45 -ного олеума прибавляют 50 г 2-меркапто- -— бензтиазола в течение 30 мин при 5055 С затем прибавляют еще 100 мл

60-65 -ного олеума и нагревают при переиешивании 1 ч при 103-105 С.

Реакционную смесь обрабатывают как указано в примере 1 гидроокисью кальция до рН=9,0, углекислым газом до рН=6,5 и содой до рН=8,2 и выделяют

87,4 r (78,7Х от теории) динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-4,6-дисульфокислоты.

Пример 3. К 100 мл 40-45Хного олеума прибавляют 50 г 2-меркаптобензтиазола в течение 20 мин при

50-55 С, затем прибавляют еще 100 мл

60-65Х-ного олеума и нагревают 3 ч при 103-105 С. Реакционную смесь обрабатывают, как указано в примере 1, гидроокисью кальция до рН=9,0, углекислым газом до рН6,3 и содой до рН=7,8 и получают 94,8 (85,5 от теории) динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-4,6-дисульфокислоты.

Пример 4. 50 г каптакса прибавляют к 100 мл 40-45 -ного олеума при 40-45 С в течение 60-70 мин, лри95

Составитель Н.Капитанова

Редактор В.Данко Техред Л.Мартяшова Корректор С,Шекмар

Заказ 5995/16 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

5 11093 бавляют еще 100 мл 60-65Х-ного олеума, нагревают 1 ч при 103-105 С и после обработки аналогично примеру 1 выделяют 85,3 г (76,7Х от теории) динатриевой соли 2-меркаптобензтиазол-4,6-дисульфокислоты.

Пример 5. SOO r каптакса прибавляют к 1000 мл 40-45Х-ного олеума при 50-55 C в течение,60-70 мин, нагревают 1 ч при 103-105ОС. Пдсле 10 обработки гидроокисью кальция до рН=

9,0 углекислым газом до рН=6,5 и содой до рН 7,9 реакционный раствор упаривают на водяной бане досуха и высушивают в сушильном шкафу. Измель- tS ченный продукт кипятят с 1,5 л ацетона на водяной бане в течение 8-10 мин, отфильтровывают, промывают горячим ацетоном (дважды по 250 мл}, высушивают в сушильном шкафу при 100 С до постоянного веса н получают 870 г (78,3Х от теории) динатриевой соли

2-меркаптобеизтиазол-4,6-дисульфокислоты.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить с высоким выходом новое производное 2-меркаптобензтиазолсульфокислоты, которое может найти применение в производстве фотоматериалов.