178180. lajstromszámú szabadalom • Eljárás amidoszulfonsavak előállítására
3 178180 4 a szubsztituált karbamid-vegyületet, legalább kétszeres egyenértéksúlynyi kén-trioxiddal, szerves oldószer jelenlétében reagáltatják. Hangsúlyozzák, hogy egy mól karbarrridhoz általában 2—4, előnyösen 3 mól kén-trioxidot alkalmaznak. A művelet végez- 5 hető két lépésben, ilyenkor a reakció mindkét szakaszában kén-trioxidot kell a reakciód egybe vezetni. Az eljárás kitermelése nem kielégítő (<60%). Ennek az eljárásnak az a legnagyobb hátránya, hogy a kén-trioxid kezelése műszakilag nagyon10 bonyolult. A 3 555 081 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ugyanezt az eljárásváltozatot ismerteti az N-ciklohexil-amidoszulfonsav szintéziséhez, és ugyancsak rámutat arra, hogy a végtermék15 a kénsav alkalmazása miatt szennyezett. A szabadalmi leírás útmutatása (3. oszlop, 45—54. sor) szerint döntő tényező, hogy a reakciód egyben ne legyen kénsav. Kétlépéses eljárásváltozat esetében a kénsav kén-trioxiddal együtt - oleumként - az20 eljárásnak csak a második szakaszában alkalmazható. A 24 24 371 számú német szövetségi köztársasági nyilvánosságrahozatali irat kétlépéses eljárást ismertet, az eljárás első szakaszában, szerves oldó-25 szer jelenlétében a szubsztituált karbamid-vegyületet egy mól kiindulási anyagra számítva 1—1,9 mól kén-trioxiddal, majd a kapott reakcióelegyet a második szakaszban 1 mól kiindulási anyagra számítva 1 — 1,5 mól kénsavval reagáltatják. Az 30 idézett nyilvánosságrahozatali iratban kifejezetten utalnak arra. hogy olyan anyagok, amelyek kénsavat tartalmaznak - például az oleum - a kén-trid helyett nem alkalmazhatók. Ennek az eljárásnak döntő hátránya, hogy a kén-trioxid kezelése 35 technikai szempontból bonyolult és költséges. A nagyüzemi előállításnál a kén-trioxidot általában egy külön berendezésben, oleumból való desztillálással kell előállítani, vagy egy közömbös gázzal, például szén-dioxiddal vagy nitrogénnel, hossza- 40 dalmas eljárással, speciális edényekben kell kihajtani a kén-trioxidot, illetve fűtött vezetékeken vagy drága, speciális tartályokon keresztül a kénsavgyártásból kell elvezetni. A nyilvánosságrahozatali irat nyomatékosan kiemeli azt, hogy azokban az eljá- 45 rásváltozatokban, amelyekben eleve vagy az első lépésben oleumot alkalmaznak, a kitermelés lényegesen rosszabb (<55%). Az optimális kitermeléssel és a végtermék tisz- 50 taságával párosuló, egyszerű, biztonságos és gazdaságos üzemmód követelményét - különösen nagyüzemi termelés esetében — egyik ismert eljárás sem elégíti ki. Megállapítottuk, hogy az 1 általános képletű 55 amido-szulfonsavak - ebben a képletben R 1—4 szénatomos alkil-csoportot jelent — szerves oldószer jelenlétében karbamid és oleum reagáltatásával előnyösen előállíthatok úgy, hogy egy II általános képletű szubsztituált karbamidot - ebben a képlet- 60 ben R jelentése a fentiekkel megegyező -, 1 mól II általános képletű kiindulási anyagra számítva 1—2,5 mól kén-trioxidot és 1—1,5 mól kénsavat tartalmazó oleummal az első lépésben —20 és +50 °C közötti hőmérsékleten, a második lépésben 65 50 ®C és 140 °C közötti hőmérsékleten reagáltatunk. A reakciót N,N’-dimetil-karbamid felhasználása esetében az [A] reakcióvázlat szemlélteti. Az elsőként említett, ismert eljáráshoz képest a találmány szerinti eljárással egyszerűbben és gazdaságosabban, jobb kitermeléssel és tisztább minőség ben állíthatók elő az amidoszulfonsavak. A re agáitatást egy készülékben, de két lépésben végezzük. A találmány szerinti eljárás egyik lényeges jellemzője, hogy a második lépésben sem kén-trioxidot, sem oleumot nem adunk a reakcióelegyhez, az oleumot kizárólag az első lépésben alkalmazzuk. A 24 24 371 számú német szövetségi köztársasági nyilvánosságrahozatal iratban ismertetett eljárással összehasonlítva a találmány szerinti eljárás egyszerűbb, üzembiztosabb és gazdaságosabb, az eljárás során nem kell nagyobb mennyiségű kén-trioxidot kezelni és különleges berendezések üzemeltetése is elkerülhető. A találmány szerinti eljárásnak ezek az előnyei az ismert műszaki szint szempontjából meglepők. Alkalmas II állalános képletű kiindulási anyagok például a következő karbamidok: N,N’-dimetil-karbamid, N,N’-di-(izopropil)-karbamid, N,N’-di-(n-butil)-karbamid, N,N’-di-(szek-butil)-karbamid, N,N’-di-(terc-butil)-karbamid, N,N’-dietil-karbamid, N,N’-di-(n-propil)-karbamid. A reagáltatást már az első lépésben — és így a teljes reakció alatt — egy mól II általános képletű kiindulási anyagra számítva 1—2,5 mól, előnyösen 1—1,5 mól, különösen 1-1,1 mól kén-trioxiddal és 1—1,5 mól, előnyösen 1—1,2 mól, különösen 1—1,1 mól kénsavval végezzük. Előnyös elegyítési arány körülbelül 1 mól kén-trioxid és 1 mól kénsav, az elegyítésnél a sztöchiometrikus mennyiségtől való eltérés előnyösen 10 súlyszázaléknál kisebb. Különösen előnyös a 45 súlyszázalékos oleum (pirokénsav) alkalmazása a megadott súlyarányban, különösen 178—195 súlyszázalék oleum alkalmazása célszerű, 1 mól II általános képletű kiindulási anyagra vonatkoztatva. Oleum — előnyösen 45 súlyszázalékos oleum — helyett alkalmazhatjuk töményebb oleumnak és/vagy kén-trioxidnak, hígabb oleummal, kénsavval és/vagy vízzel készített elegyeit is, ha az elegyeket a találmány szerinti kén-trioxid- és kénsav-mennyiségnek megfelelő oleum-tartalomra állítjuk be. Az oleum előállításához a kénsavat általában 100 súly%-os kénsav (monohidrát) formájában alkalmazzuk, adott esetben az oleum előállításához használhatunk 96—100 súlyszázalékos, vizet tartalmazó kénsavat is. Az oleum előállításához a kén-trioxidot szilárd vagy — célszerűen - folyékony vagy gáz alakban alkalmazzuk, az oleumot előnyösen 100 súly százalékos kén-trioxidból - amit adott esetben közömbös gázzal, például széndioxiddal vagy nitrogénnel hígíthatunk - állítjuk elő. Az oleum előállításához alkalmazhatunk olyan vegyületeket is, amelyek elegyítés közben kén-trioxidot fejlesztenek, így a kén-trioxid addíciós vegyületeit például éterekkel, így tetrahidrofuránnal, di-(/3-klór-etil)-éterrel, 1,4-dioxánnal, N,N-diszubsztituált karbonsavamidokkal, így N.N-dimetil-formamiddal, tercier aminokkal, például piri mi dinnel, trietil-aminnal, trimetil-amin-7
