Способ получения дибензтиазолилдисульфида

 

Изобретение относится к способу получения дибензтиазолилдисульфида окислением щелочного раствора 2-меркаптобензтиазола кислородом в присутствии катализатора - производного фталоцианина кобальта при 50^oС, при этом процесс проводят при 3-10-кратном избытке 2-меркаптобензтиазола по растворимости, в слабощелочной среде, где концентрация гидроокиси щелочного металла составляет 0,35-1,0 вес.%, в присутствии дисульфофталоцианина кобальта в качестве катализатора в количестве (3-5)х10^-4 моль на 1 моль 2-меркаптобензтиазола. Технический результат: упрощение способа получения.

Изобретение относится к способу получения дибензтиазолилдисульфида (альтакса), который находит применение как ускоритель вулканизации в резиновой промышленности.

Известен способ получения альтакса окислением водного раствора 2-меркаптобензтиазола (каптакса) кислородом воздуха в присутствии катализатора-дисульфокислоты 29,31-металл-28,5-14,19-ди-(дитиациклогексено [a, i]-7,12-21,26-дибензо[h, s] тетраазопорфина (авторское свидетельство СССР 595334, С 07 F 15/02, 1978 г. ). Процесс осуществляют при 50^oС в 10%-ном щелочном растворе, при этом выход целевого продукта составляет 40%.

Недостатком способа является низкий выход целевого продукта и высокая щелочность процесса, способствующая разложению целевого продукта и требующая дополнительного подкисления для его выделения.

Задача изобретения - создание такого способа получения дибензтиазолилдисульфида, который бы обеспечил повышение выхода целевого продукта и упрощение самого процесса.

Задача решается тем, что процесс проводят при 3-10-кратном избытке 2-меркаптобензтиазола (2-МБТ) по растворимости в слабощелочной среде (концентрация гидроокиси натрия 0,35-1,0 вес.%) при температуре 50^oС в присутствии катализатора - дисульфофталоцианина кобальта, который берут в количестве (3÷5)х10^-4 моль на 1 моль 2-меркаптобензтиазола. Нижний предел по щелочности реакционного раствора определяется растворимостью каптакса, верхний предел определяется разложением альтакса. Нижний предел по концентрации катализатора определяется неэффективностью процесса, нарушение верхнего предела приводит к ухудшению избирательности процесса по дибензтиазолилдисульфиду. Применение менее 3-кратного избытка каптакса приводит к снижению выхода целевого продукта, а использование более 10-кратного избытка - не технологично. Окисляющим агентом является молекулярный кислород или кислород воздуха. Количество образовавшегося альтакса определяют по весу осадка на фильтре, убедившись предварительно, что в нем не осталось примеси непрореагировавшего каптакса (по спектру в УФ области в хлороформе). Выход целевого продукта составляет до 85%.

Пример 1.

Смешивают в реакторе 0,91,г (0,00544 моль) 2-МБТ (что составляет 8-кратный избыток по растворимости) и 6,7 мл водного раствора NaOH (0,5 вес.%), вносят 1,799х10^-6 мoль дисульфофталоцианина кобальта. Реакцию проводят при 50^oС в атмосфере кислорода при интенсивном перемешивании в течение 4 ч. Альтакс отфильтровывают, промывают последовательно 1%-ным водным раствором NaOH и водой, сушат при 60^oС. Выход альтакса (Тпл.=168^oС), считая на прореагировавший 2-меркаптобензтиазол, 97,8% при конверсии 2-меркаптобензтиазола 87,1%. Выход альтакса, считая на количество загруженного каптакса, составил 85,2%.

Пример 2.

0,91 г (0,00544 моль) 2-МБТ (что составляет 10-кратный избыток по растворимости) и 6,7 мл водного раствора NaOH (0,35 вес.%) вносят в реактор, добавляют 2,620х10^-6 моль катализатора - дисульфофталоцианина кобальта. Через 3,5 ч интенсивного перемешивания реакционной смеси в атмосфере кислорода при 50^oС процесс прекращают, образовавшийся альтакс отфильтровывают, промывают последовательно 1%-ным водным раствором NaOH и водой и сушат при 60^oС. Конверсия 2-меркаптобензтиазола составила 76,3%. Получено альтакса 0,68 г (Тпл. = 168^oС). Выход альтакса, считая на прореагировавший каптакс, 98,5%. Выход альтакса, считая на количество загруженного каптакса, составил 75,1%.

Пример 3.

Смешивают в реакторе 0,91 г (0,00544 моль) 2-МБТ и 6,7 мл 0,5%-го водного раствора NaOH, вносят 1,820х10^-6 моль дисульфофталоцианина кобальта. В течение 7,5 ч при 50^oС подают воздух со скоростью 2 л/ч, затем процесс прекращают, образовавшийся альтакс отфильтровывают, промывают последовательно 1%-ным водным раствором NaOH и водой и сушат при 60^oС. Выход альтакса, считая на прореагировавший каптакс, 96,3% при конверсии каптакса 74,2%. Выход альтакса, считая на количество загруженного 2-меркаптобензтиазола, составил 71,5%.

Пример 4.

Смешивают в реакторе 0,91 г (0,00544 моль) 2-МБТ (что составляет 3-кратный избыток по растворимости) и 6,7 мл водного раствора NaOH (1,0 вес.%), вносят 1,744х10^-6 мoль дисульфофталоцианина кобальта. Реакцию проводят при 50^oС в атмосфере кислорода при интенсивном перемешивании в течение 5 ч. Альтакс отфильтровывают, промывают последовательно 1,5%-ным водным раствором NaOH и водой, сушат при 60^oС. Выход альтакса (Тпл.=168^oС), считая на прореагировавший 2-меркаптобензтиазол, 90,1% при конверсии 2-меркаптобензтиазола 68,9%. Выход альтакса, считая на количество загруженного 2-меркаптобензтиазола составил 62,0%.

Таким образом, разработанный способ обеспечивает значительное повышение выхода целевого продукта (85% против 40% по прототипу) при одновременном упрощении процесса за счет значительного снижения щелочности реакционной среды.

Формула изобретения

Способ получения дибензтиазолилдисульфида окислением щелочного раствора 2-меркаптобензтиазола кислородом в присутствии катализатора - производного фталоцианина кобальта при 50^oС, отличающийся тем, что процесс проводят при 3-10-кратном избытке 2-меркаптобензтиазола по растворимости, в слабощелочной среде, где концентрация гидроокиси щелочного металла составляет 0,35-1,0 вес.%, в присутствии дисульфофталоцианина кобальта в качестве катализатора в количестве (3-5)х10^-4 моль на 1 моль 2-меркаптобензтиазола.