Способ получения дистирилбифенильных соединений
Авторы патента:
Описывается новый способ получения дистирилбифенильных соединений, которые являются оптическими отбеливателями текстильного материала, бумаги и в моющих средствах. Отличие способа состоит в том, что конденсацию замещенного или незамещенного 4,4'-бис(диалкоксифосфонометил)-дифенильного соединения с замещенным или незамещенным бензальдегидом осуществляют в жидком аммиаке в присутствии сильно щелочного вещества. Технический результат заключается в легкой отделяемости продукта от побочных продуктов. 16 з.п.ф-лы.
Изобретение относится к новому способу получения дистирилбифенильных соединений.
Способы получения дистирилбифенильных соединений по реакции Виттига-Хорнера известны, например, из патента ФРГ DE-A-1793482. Из предложенных там реакционных растворителей на практике оказались пригодными только диметилформамид и диметилсульфоксид (европейский патент А-364403), а из предложенных оснований на сегодняшний день находит применение в основном только метилат натрия. Применение диметилформамида в качестве реакционного растворителя, однако, связано с большими недостатками. Так, например, диметилформамид в присутствии оснований, как известно, нестабилен. При используемых на практике реакционных условиях небольшая часть диметилформамида омыляется метилатом натрия. Образующийся при этом диэтиламин вызывает не только экологические проблемы, но и также придает выделенному дистирилбифенильному соединению неприятный, трудно удаляемый запах диметиламина. Кроме того, используемое основание /метилат натрия/ плохо растворимо в диметилформамиде, так что на практике основание используют в виде 30%-ного метанольного раствора метилата натрия. Этот способ работы связан с тем недостатком, что нужно регенерировать два растворителя /диметилформамид и метанол/. В качестве апротонного диполярного растворителя с высокой температурой кипения (154oC) на практике используется диметилформамид, который можно регенерировать только с потерей 5-10%. Применение диметилсульфоксида в качестве реакционного растворителя связано с подобными недостатками. Диметилсульфоксид, правда, в противоположность диметилформамиду в присутствии оснований стабилен и применяемое основание (метилат натрия) хорошо растворимо в диметилсульфоксиде. Однако диметилсульфоксид нестабилен в отношении окислительно-восстановительных реакций, причем образуются диметилсульфид, диметилдисульфид и особенно с очень неприятным запахом метилмеркаптан. Далее, диметилсульфоксид имеет температуру кипения 189oC и поэтому на практике может регенерироваться только с потерей 5-10%, причем в этом случае потери значительнее из-за вдвое высокой стоимости по сравнению с диметилформамидом. Проведение вышеуказанной реакции с помощью вышеупомянутых растворителей и метилата натрия также при обработке связано с большими недостатками. Согласно последующей регенерации используемого растворителя для того, чтобы можно было выделить продукт конденсации в достаточно чистом состоянии путем кристаллизации, продукт конденсации нужно сначала растворять в воде и затем фильтровать до осветления. Так как в случае реакций Виттига-Хорнера образуется не только желательный продукт конденсации, но также образуется эквимолекулярные количества соответствующей соли диалкилового эфира фосфорной кислоты, то вышеупомянутые операции из-за сильного эффекта высаливания этой соли фосфорной кислоты нужно осуществлять при сильном разбавлении. После выделения дистирилбифенильного соединения, таким образом, нужно удалять большие количества сильно разбавленных и содержащих диалкиловые эфиры фосфорной кислоты маточных растворов. В настоящее время найдено, что дистирилбифенильные соединения формулы (1)


m = 0 или 2 и
p = 0 или 1 при условии, что m + p = 2 или 4;
если конденсацию осуществляют в жидком аммиаке и в присутствии реагирующих как сильно щелочные веществ. В качестве остатков R1 принимают во внимание, например, водород, метил, этил, пропил, бутил, трет.-бутил, пропил, хлор или бром, причем предпочтительны водород, метил, этил и хлор. В качестве остатков R2 обычно применяют метил, этил, пропил, бутил, гексил или октил, причем предпочтительны метил, этил, пропил и бутил. В качестве катионов M принимают во внимание, например, катионы щелочных металлов, как натрий и калий; катионы щелочно-земельных металлов, как кальций и магний, а также катионы аммония. В качестве компонентов конденсации предпочтительно вводят соединения формул (4) и (5)


где R1 обозначает водород, C1-C5-алкил или галоген;
R2 обозначает C1-C8-алкил,
M обозначает солеобразующий бесцветный катион. В особенно предпочтительном способе конденсируют соединения формул (4) и (6)

где R1 обозначает водород, C1-C5-алкил или хлор; R2 обозначает C1-C8-алкил и M обозначает солеобразующий бесцветный катион. Исходные соединения формулы (2) известны, например, из патента ФРГ А-1793482 и в общем могут получаться по методу Арбузова путем взаимодействия 4,4'-бис-(хлорметил)-дифенил-производного с алкилфосфитами, как триметилфосфит. Соединения формулы (3) можно получать, например, путем взаимодействия хлорированных бензальдегидов с сульфатом натрия в воде и под давлением. Согласно предлагаемому в изобретении способу в особенности можно получать соединения формул (7)-(12)






Согласно изобретению конденсацию осуществляют в жидком аммиаке, например, при температурах от -40oC до 25oC, предпочтительно при 0-25oC и особенно предпочтительно при 10-20oC, в присутствии сильных оснований. Из температуры кипения аммиака, равной -33,35oC /760 торр/, следует, что нужно работать при вышележащих температурах под повышенным давлением. В качестве пригодных для реакции конденсации, реагирующих как сильно щелочные веществ пригодны, например, щелочные или щелочно-земельные металлы, как литий, натрий, калий, магний и кальций, а также их сильно основные соединения, например гидроксиды, амиды или алкоголяты, также как сильно основные ионообменники. В качестве алкоголятов применяют главным образом такие, которые производятся от открытоцепных, разветвленных или циклических низших алифатических спиртов с 1-8 C-атомами, предпочтительно с 1-4-мя С-атомами, как метанол, этанол, пропанол, бутанол, изопропанол и трет.-бутанол. Эти алкоголята используются предпочтительно в виде соответствующего спиртового раствора. Прежде всего в качестве реагирующих как сильно щелочные веществ применяют щелочные металлы или их сильно основные соединения, предпочтительно амиды, гидриды или алкоголяты щелочных металлов или их смеси, в особенности алкоголяты или амиды натрия и прежде всего амид натрия. Предпочтительно применяют натриевые или калиевые соединения, причем практическое значение имеют их гидроксиды, алкоголяты и амиды. Особенное значение имеет применение свежеполученного амида натрия. Для этой цели, например, натрий вносят в имеющийся жидкий аммиак, предпочтительно в присутствии пригодного катализатора, как хлорид железа-(III) или нитрат железа-(II). Указанные, реагирующие как сильно щелочные вещества применяют предпочтительно в безводном состоянии либо индивидуально, либо в виде смеси. Небольшие количества воды, такие, которые имеются в некоторых технических сильных основаниях, однако, не мешают конденсации. Сильные основания имеют сильно различающиеся растворимости в жидком аммиаке. Амиды, например, очень хорошо растворимы в жидком аммиаке, в то время как гидроксиды обладают только незначительными растворимостями. В зависимости от рода применяемого основания иногда имеет преимущество применение небольших количеств протонного растворителя в качестве вспомогательного растворителя. В качестве протонных растворителей применяют воду или предпочтительно открытоцепные, разветвленные или циклические низкомолекулярные алифатические спирты с 1-8 С-атомами. Особенное практическое значение, однако, имеет применение метанола в качестве вспомогательного растворителя, так как чаще всего используемые гидроксиды очень хорошо растворимы в метаноле. Вводимое количество оснований может колебаться в широких пределах. Однако предпочтительно используют по меньшей мере 2-3 эквивалента основания на один эквивалент соединения формулы (2). Для осуществления конденсации основание можно дозированно добавлять к находящемуся в реакционной емкости соединению формулы (2) во время или после добавления соединения формулы (3). Предпочтительно основание дозированно добавляют к находящимся в реакционной емкости соединениям формулы (2) и (3). Избыток основания после реакции конденсации можно нейтрализовать путем добавки кислых соединений. Примерами кислых соединения являются, например, хлористый водород, серная кислота и хлорид аммония. Соотношение эдуктов формул (2) и (3) при этом предпочтительно составляет 1:2 - 1:2,5 и особенно предпочтительно 1:2,1 - 1:2,2. Особое преимущество предлагаемого в изобретении способа заключается в легкой отделяемости продукта от побочных продуктов. Так, продукт конденсации формулы (1) находится в виде нерастворимой составной части и может отделяться путем фильтрования. Образующийся в качестве побочного продукта сложный фосфатный эфир, а также другие побочные продукты реакции, напротив, остаются растворенными в жидком аммиаке. Используемый в качестве растворителя жидкий аммиак затем можно очищать от всех примесей путем испарения и новой конденсации и снова использовать. Таким образом, полученные дистирилбифенильные соединения обычно применяют для оптического отбеливания текстильного материала, как хлопок, полиамид и шерсть, или для оптического отбеливания бумаги. Для этой цели их можно вносить в жидкие или твердые моющие средства, красильные ванны или растворы для мелования. Для этого, в общем, их разбавляют до оптимальной для соответствующего применения концентрации путем добавки других вспомогательных средств или воды. Таким образом, полученные формулировки дополнительно могут содержать обычные, вспомогательные для формулирования средства, как диспергаторы, структурообразователи, защитные коллоиды, стабилизаторы, консерванты, пигменты, ферменты, отдушки, а также пассиваторы. В качестве диспергаторов предпочтительно применяют неионные диспергаторы, как, например, жирные спирты, этоксилированные продукты жирных спиртов или жирных кислот, или анионные диспергаторы, как продукты конденсации ароматических сульфокислот с формальдегидом, так, например, таковые на основе дитолиловых (простых) эфиров сульфокислот или нафтилинсульфокислот, или лигнинсульфонаты. В качестве структурообразователей или защитных коллоидов принимают во внимание, например, модифицированные полисахариды, которые производятся от целлюлозы, или гетерополисахариды, как ксантан; карбоксиметилцеллюлозу, а также силикаты алюминия или магния. В качестве других вспомогательных средств для стабилизации можно добавлять, например, этиленгликоль, пропиленгликоль, а также другие диспергаторы. В качестве консервантов находят применение, например, такие соединения, как 1,2-бензизотиазолин-3-он, формальдегид или хлорацетамид. Следующие примеры поясняют изобретение, не ограничивая его объема охраны. Пример 1. Установленная в ряд аппаратура состоит в указанной последовательности
из первого стеклянного автоклава BUECHI


из второго стеклянного автоклава BUECHI


из автоклавного нутч-фильтра высокого давления LIGACON








Пример 2. Повторяют пример 1, причем вместо 10%-ного избытка натриевой соли бензальдегид-2-сульфокислоты используют только 7%-ный избыток, т.е. 144,8 г (80% активного вещества; 0,556 моль). Получают 154,8 г динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила в виде светло-желтого кристаллического порошка с т.пл. выше 300oC, который содержит 88,5% активного вещества (определено УФ-спектрофотометрически). Выход динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила составляет 93,7% от теории. Фильтратный остаток (79,1 г светло-желтого кристаллического гигроскопичного продукта) состоит в основном из натриевой соли диметилового эфира фосфорной кислоты. Пример 3. Повторяют пример 1, причем вместо 10%-ного избытка натриевой соли бензальдегид-2-сульфокислоты используют только 5%-ный избыток, т.е. 142,1 г (80% активного вещества; 0,546 моль). Получают 148,8 г динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила в виде светло-желтого кристаллического порошка с т.пл. выше 300oC, который содержит 89,0% активного вещества (определено УФ-спектрофотометрически). Выход динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила составляет 90,5% от теории. Фильтратный остаток (110,9 г светло-желтого кристаллического гигроскопичного продукта) состоит главным образом из натриевой соли диметилового эфира фосфорной кислоты. Пример 4. Установленную в виде каскада аппаратуру, состоящую из последовательности:
первого реакционного сосуда емкостью 0,75 л, оснащенного рубашкой для охлаждения /нагревания, мешалкой, термометром и вентилем в дне;
второго реакционного сосуда емкостью 1 л, оснащенного рубашкой для охлаждения /нагревания, мешалкой, термометром и вентилем в дне;
нутча под давлением SEITZ

третьего реакционного сосуда емкостью 0,75 л, оснащенного рубакой для охлаждения /нагревания, мешалкой, термометром и вентилем в дне;
охлаждают до -40oC. В первый реакционный сосуд помещают 140 г жидкого аммиака при -40oC. При этой температуре теперь при перемешивании после добавки одного кусочка весом примерно 0,5 г натрия и 0,4 г нонагидрата нитрата железа - (III) в течение 20 минут добавляют маленькими кусочками в целом 8,6 г (0,374 моль) натрия, причем из реакционного сосуда выделяется ток водорода. Образовавшуюся серо-черную суспензию амида натрия перемешивают далее при -40oC в течение 30 минут. Во второй реакционный сосуд помещают в последовательности: 67,9 г 4,4'-бис-/диметоксифосфонометил/-дифенила (88% активного вещества; 0,15 моль);
89,8 г натриевой соли бензальдегид-2-сульфокислоты (80% активного вещества; 0,345 моль) и
280 г жидкого аммиака и перемешивают. К этой желтого цвета суспензии в течение 5 минут при перемешивании добавляют суспензию амида из первого реакционного сосуда, причем реакционная температура повышается от -40oC до -34oC и образуется красного цвета суспензия. Реакционную смесь теперь перемешивают далее в течение 5 часов при -40oC, причем спустя примерно 2 часа образуется желтого цвета суспензия. Избыток амида натрия нейтрализуют путем добавки 4 г хлорида аммония (0,075 моль). Реакционную смесь вводят в нутч-фильтр под давлением и при -40oC отсасывают с помощью повышенного давления 1,5 бара азота через перекрытый веществом фильтр SEITZ

первого стеклянного автоклава BUECHI






67,8 г 4.4'-бис-/диметоксифосфонометил/-дифенила (88,1% активного вещества; 0,15 моль);
90,6 г натриевой соли бензальдегид-2-сульфокислоты (79,3% активного вещества; 0,345 моль) и
230 г жидкого аммиака и перемешивают при 9oC (6 бар). К этой бледн-ожелтой суспензии в течение 10 минут и при перемешивании добавляют 81,0 г метанольного 30%-ного раствора метилата натрия (0,45 моль), причем температура реакции повышается с 9oC (6 бар) до 20oC (6,6 бар) и образуется желтая кристаллическая суспензия реакционного продукта. Реакционную смесь перемешивают далее в течение часа при 20oC и избыток метилата натрия нейтрализуют путем добавки 6 г (0,15 моль) газообразного хлороводорода. Для обработки снижают давление в стеклянном автоклаве с 6,6 бар до атмосферного путем частичного испарения аммиака, причем внутренняя температура снижается с 20oC до -19oC. Реакционную смесь разбавляют с помощью 300 мл воды и полученную суспензию далее освобождают от аммиака путем медленного нагревания до +20oC. Мешалку останавливают и автоклав разгружают. Реакционную смесь, наконец, выпаривают досуха на ротационном испарителе под вакуумом, примерно при 90oC обрабатывают раствором 45 г хлорида натрия в 225 мл воды и охлаждают до комнатной температуры. Реакционный продукт отсасывают на нутче, промывают с помощью 150 мл 7,5%-ного раствора хлорида натрия, нагревают под вакуумом при 100oC и высушивают до постоянного веса. Получают 83,6 г динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила в виде светло-желтого кристаллического порошка с т.пл. выше 300oC, который содержит 94,0% активного вещества /определено УФ-спектрофотометрически/. Выход динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила составляет 93,1% от теории. Пример 12. Повторяют пример 11, причем вместо 15%-ного избытка натриевой соли бензальдегид-2-сульфокислоты используют только 10%-ный избыток, т.е. 86,6 г (79,3% активного вещества; 0,33 моль). Получают 83,2 г динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила в виде светло-желтого кристаллического порошка с т.пл. выше 300oC, который содержит 94,7% активного вещества /определено УФ-спектрофотометрически/. Выход динатриевой соли 4,4'-бис-/2-сульфостирил/-дифенила составляет 93,4% от теории.
Формула изобретения

конденсацией соединения формулы 2

с соединением формулы 3

где R1 - обозначает водород, C1 - C5-алкил или галоген;
R2 - обозначает C1 - C8-алкил;
M - обозначает солеобразующий бесцветный катион;
n - 2 или 4;
m - 0 или 2;
p - 0 или 1, при условии, что m + p = 2 или 4,
отличающийся тем, что конденсацию осуществляют в жидком аммиаке в присутствии сильно щелочного вещества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение формулы 4

конденсируют с соединением формулы (5):

где R1 - обозначает водород, C1 - C5-алкил или галоген;
R2 - обозначает C1 - C8-алкил и M - обозначает солеобразующий бесцветный катион. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что соединение формулы 4 конденсируют с соединением формулы 6:

где R1 - обозначает водород, C1 - C5-алкил или хлор, R2 - обозначает C1 - C8-алкил и M - обозначает солеобразующий бесцветный катион. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве сильно щелочного вещества используют щелочные металлы или их сильно основные соединения. 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве сильно основных соединений используют амиды, гидриды или алкоголяты щелочных металлов или их смеси. 6. Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве сильно основных соединений используют алкоголяты или амиды натрия. 7. Способ по пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве сильно основного соединения используют амид натрия. 8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что используемый амид натрия получают путем растворения натрия в жидком аммиаке в присутствии катализатора. 9. Способ по пп.1 - 8, отличающийся тем, что конденсацию осуществляют при температурах от - 40oC до 25oC. 10. Способ по пп.1 - 9, отличающийся тем, что конденсацию осуществляют при температурах 0 - 25oC. 11. Способ по пп.1 - 10, отличающийся тем, что конденсацию осуществляют при температурах 10 - 20oC. 12. Способ по пп.1 - 11, отличающийся тем, что соединение формулы 1 отделяют от побочных продуктов путем фильтрации из жидкого аммиака. 13. Способ по пп.1 - 12, отличающийся тем, что аммиак рециклируют. 14. Способ по пп.1 - 13, отличающийся тем, что соотношение соединений формулы 2 и 3 составляет 1 : 2 - 1 : 2,5. 15. Способ по пп.1 - 14, отличающийся тем, что соотношение соединений формул 2 и 3 составляет 1 : 2,1 - 1 : 2,2. 16. Способ по пп.1, 7 и 8, отличающийся тем, что для получения соединений формулы 7

проводят конденсацию соединения формулы 4

с соединением формулы 8

где R2 обозначает C1 - C8-алкил и M обозначает ион натрия, калия или аммония, причем натрий и катализатор добавляют в жидкий аммиак, полученную суспензию амида натрия добавляют к суспензии соединений формулы 4 и формулы 8 в жидком аммиаке, избыточный амид натрия нейтрализуют, целевой продукт формулы 7 отфильтровывают, и аммиак регенерируют путем испарения и конденсации. 17. Способ получения дистрилбифенильных соединений, по пп.1 - 16, обладающих свойствами оптического отбеливания текстильного материала, бумаги и в жидких моющих средствах.
Похожие патенты:
Бумага для печати, письма и копирования // 2027817
Упаковочная термосвариваемая бумага // 1701769
Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить качество бумаги
Люминесцентная бумага для почтовых марок // 279333
Флуоресцентные отбеливающие средства // 2198168
Изобретение относится к новым соединениям ряда 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфоновой кислоты, которые могут быть использованы в качестве флуоресцентных отбеливающих средств
Изобретение относится к составам для покрытия мелованной бумаги
Изобретение относится к флуоресцентному отбеливателю, содержащему смесь двух симметрично и одной асимметрично замещенной дисульфоновой кислоты триазиниламиностильбена новым асимметрично замещенным производным, способу их получения и применению смеси для отбеливания синтетических или природных органических материалов, в особенности бумаги, и для флуоресцентного отбеливания и улучшения солнцезащитных факторов текстильных материалов
Изобретение относится к новым амфотерным бис-триазиниламиностильбеновым флуоресцентным оптическим отбеливателям для флуоресцентного отбеливания органических материалов, в частности бумаги
Изобретение относится к флуоресцентным оптическим отбеливателям, предназначенным для отбеливания текстильных волокон и бумаги
Водные растворы оптических отбеливателей // 2375511
Изобретение относится к концентрированным водным растворам гексасульфонированного стильбена, применяемым как оптические отбеливатели