Способ получения 4-толуидин-3-сульфоната натрия

 

Использование: в химической промышленности, в частности в производстве поверхностно-активных веществ. Сущность изобретения: продукт - 4-толуидин-3-сульфонат натрия. Реагент 1: 4-толуидин. Реагент 2: конц. серная кислота. Реагент 3: гидроокись натрия. Условия реакции: сначала проводят сульфирование при 175 - 180С в среде полихлоридов бензола, затем сульфомассу обрабатывают смесью сточных вод с предыдущего процесса до объемного отношения к полихлорбензолу, равного 1 - 1,5, нейтрализуют до pH 8,5 - 9, разделяют реакционную массу на полихлорбензольный и водный слои при 80 - 100С и из последнего выделяют целевой продукт. 1 табл.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 4-толуидин-3-сульфоната натрия, который находит применение в качестве промежуточного продукта в синтезе органических красителей.

Известен способ получения 4-толуидин-3-сульфоната натрия сульфинированием 4-толуидина концентрированной серной кислотой в среде о-дихлорбензола при 175-180^оС и при эмульгирующем перемешивании с получением частиц твердой фазы размеров 20-40 мкм/с с последующей нейтрализацией сульфомассы водным раствором аммиака до рН 9,0-9,5 при 35-40^оС и азеотропной отгонкой воды с одновременной обработкой полученной соли 4-толуидин-3-сульфоксильты эквимолекулярным количеством водного раствора гидроокиси натрия. Полученную суспензию натриевой соли 4-толуидин-3-сульфоксилоты охлаждают до 20^оС и фильтруют от о-дихлорбензола. Осадок на фильтре промывают хлористым метиленом или хлороформом для удаления высококипящего растворителя. Фильтрат, представляющий собой смесь органических растворителей, регенерируют перегонкой и используют в технологическом цикле. Пасту целевого продукта сушат от низкокипящего растворителя [1] .

Недостатком данного способа является высокий расход растворителей, использование двух видов нейтрализующих реагентов (аммиака и щелочи) и двух видов растворителей (о-дихлорбензола и хлористого метилена или хлороформа), необходимость сложной системы газоочистки, регенерация и возврат в производства растворителей усложняет процесс и приводит к их значительным потерям, чем ухудшает состояние природной среды. Поэтому данный способ не нашел промышленного применения.

Целью изобретения являются сокращение потерь растворителей и упрощение процесса. Поставленная цель достигается тем, что сульфомассу, полученную после сульфирования 4-толуидина концентрированной серной кислотой в среде полихлорбензола при 175-180^оС, обрабатывают смесью сточных вод с предыдущего процесса (меточным раствором, реакционной водой и конденсатом) до объемного отношения водного к полихлоридному слою 1,0-1,5, нейтрализуют водным раствором едкого натра до величины рН 8,5-8,0, после нейтрализации осуществляют разделение водного и полихлоридного слоев при 80-100^оС и из водного слоя выделяют целевой продукт.

Технология способа заключается в следующем.

Сульфирование 4-толуидина концентрированной серной кислотой проводят при 175-180^оС в среде полихлоридов бензола (свежих и после отделения от предыдущей операции от водного слоя) с азеотропной отгонкой реакционной воды. По окончании сульфирования массу охлаждают до 120^оС и загружают маточный раствор, реакционную воду и конденсат с предыдущей операции до объемного отношения водного к полихлоридному слою 1,0-1,5, полученную смесь нейтрализуют 44% -ным раствором едкого натра до рН 8,5-9,0, устанавливают температуру 80-100^оС. Затем отключают размешивание и после расслаивания при этой же температуре водный слой по сифону передавливают в другой аппарат, где проводят очистку водного раствора продукта активированным углем, фильтруют. Фильтрат частично упаривают и охлаждают до 20-25^оС, выделившийся кристаллический целевой продукт отделяют. 4-Толуидин-3-сульфонат натрия, полученный по предлагаемому способу по техническим показателям соответствует существующим норма и красители, полученные на его основе, отвечают всем требованиям предъявленным к их качеству.

Выбранное отношение водного и полихлоридного слоев, температура и рН наиболее оптимальны. Уменьшение отношения водного к полихлорбензольному слою ниже 1,0 приводит к неполному растворению 4-толуидин-3-сульфоната натрия и полихлорбензольный слой загрязняется целевым продуктом (это приводит к неполному отделению целевого продукта от органического растворителя). А увеличение отношения выше 1,5 приводит к неполной экстракции из водного слоя непрореагировавшего 4-толуидина и увеличению расхода активированного угля для последующей очистки. Снижение величины рН нейтрализации ниже 8,5 приводит к неполному разложению бисульфатной соли 4-толуидина и загрязнению им целевого продукта, а увеличение рН выше 9,0 увеличивает расход едкого натра без улучшения показателей процесса. Снижение температуры разделения водного и полихлоридного слоев ниже 80^оС приводит к неполному выделению 4-толуидин-3-сульфоната натрия (неполному отделению целевого продукта от органического растворителя), а увеличение температуры выше 100^оС усложняет процесс из-за кипения воды без улучшения других показателей процесса.

П р и м е р 1. В реакционную колбу, содержащую 195 г (150 мл) поли хлоридов бензола с предыдущей операции, загружают 1 г полихлоридов бензола, 42,14 г (0,393 моль) 4-толуидина, размешивают до полного растворения и добавляют по каплям 44 г (0,4 моль) 92,5% -ной серной кислоты. Нагревают до температуры 175-180^оС и размешивают при этой температуре в течение 7 ч с непрерывной отгонкой реакционной воды в виде азеотропа и возвратом растворителя в реакционную колбу. По окончании выдержки массу охлаждают до 120^оС, приливают маточный раствор состава: вода 107; 4-толуидин-3-сульфонат натрия 11,45 г, сульфат натрия 2,81 г, гидроксид натрия 0,13 г, реакционную воду, конденсат с предыдущей операции - суммарное количество 242 г (225 мл) (объемное отношение водного и полихлорбензольного слоев - 1,5), нейтрализуют массу 44% -ным раствором едкого натра до рН 8,5 и размешивают при 80^оС до полного растворения осадка. Затем прекращают размешивание и после расслaивания при этой же температуре водный слой по сифону передавливают в другую колбу, в органический слой - полихлориды бензола используют в следующей операции. К водному слою загружают 2,2 г активированного угля, размешивают 1 ч при 90-95^о, фильтруют, фильтрат выпаривают до 211,3 г, охлаждают до 20-25^оС, выделившийся целевой продукт центрифугируют, конденсат и маточный раствор возвращают в реактор на следующую операцию нейтрализации. Получают 89,78 г пасты натриевой соли 4-толуидин-3-сульфоксилоты. Выход продукта 98% . Расход полихлоридов бензола 11,5 кг/т.

П р и м е р ы 2-8. Процесс проводят, как описано в примере 1 с тем отличием, что отношение объемов водного и полихлорбензольного слоев изменены в пределах 0,9-1,75, при нейтрализации массы раствором едкого натра изменяют величину рН в пределах 8,0-9,5, температуру расслаивания и разделения водного и полихлорбензольного слоев изменяют в пределах 70-100^оС. Полученные результаты приведены в таблице.

Таким образом при использовании предлагаемого способа уменьшается расход растворителей с 95 до 11,5 кг/т, упрощается технология за счет исключения стадий нейтрализации сульфомассы водным раствором аммиака, регенерации растворителей и аммиака, сушки продукта от низкокипящего растворителя и необходимости сложной системы газоочистки от легколетучего растворителя. (56) Авторское свидетельство СССР N 1143742, кл. С 07 С 309/46, 1983.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-ТОЛУИДИН-3-СУЛЬФОНАТА НАТРИЯ сульфированием 4-толуидина концентрированной серной кислоты при 175 - 180^oС в среде полихлоридов бензола, нейтрализацией сульфомассы водным раствором гидроокиси натрия и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что перед нейтрализацией сульфомассу обрабатывают смесью сточных вод с предыдущего процесса до объемного соотношения сточных вод к полихлорбензолу 1,0 - 1,5, нейтрализацию ведут до рН 8,5 - 9,0, а затем реакционную массу разделяют на водный и полихлорбензольный слои при 80 - 100^oС и из водного слоя выделяют целевой продукт.

РИСУНКИ

Рисунок 1