Сульфохлорированиеароматических углеводородов

Замена атома водорода в молекуле ароматического соединения на группу –SO₂Cl с помощью хлорсульфоновой кислоты является сложным процессом. Считают, что сначала образуются соответствующие сульфокислоты, которые затем превращаются в сульфохлориды.

В качестве побочных продуктов при сульфохлорировании образуются сульфоны и аренсульфокислоты:

Для увеличения выхода целевого продукта и уменьшения избытка хлорсульфоновой кислоты предлагают добавлять к сульфомассе хлорид натрия, который частично связывает серную кислоту, образующуюся в ходе реакции, что в некоторых производствах привело к увеличению выхода сульфохлорида и уменьшению количества сульфокислот:

Другие способы связывания серной кислоты и замены хлорсульфоновой кислоты практического применения не нашли.

В большинстве случаев реакцию ведут при 40—50 °С и 5—6 кратном избытке хлорсульфоновой кислоты.

Процесс сульфохлорирования можно вести как непрерывным, так и периодическим способом. Периодический метод применяется значительно чаще.

Выделение сульфохлоридов, как правило, осуществляют разбавлением сульфомассы при выливании ее на лед или воду, охлаждаемую льдом или рассолом. Сульфохлориды не растворяются или плохо растворяются в холодной воде и выпадают в осадок. Процесс выделения следует проводить при низкой температуре и возможно более быстро, т.к. перегрев может привести к гидролизу сульфохлорида:

Технологический режим выделения сульфохлорида из сульфомассы может быть непрерывным в аппарате колонного типа с мешалкой. Через штуцеры, находящиеся в нижней части аппарата, непрерывно подаются сульфомасса и холодная вода (рис. 3). Скорость смешения регулируется таким образом, чтобы температура суспензии не превышала 20—25 °С, и сульфохлорид выделялся в виде гранул.

Рис. 3. Аппарат для непрерывного выделения сульфохлоридов

Это ускоряет фильтрацию и промывку осадка в 3—4 раза и приводит к увеличению выхода сульфохлорида на 5 % за счет уменьшения потерь при гидролизе. Кроме того, гранулированный продукт более стабилен при хранении, так как имеет меньшую влажность и лучше отмыт от кислоты.

Выделяющийся в процессе реакции хлороводород улавливают водой в поглотительной системе. Для более полной утилизации отходов производства процесс разложения сульфомассы можно вести в две стадии:

1. Разложение избытка хлорсульфоновой кислоты до серной кислоты. Эту операцию можно проводить непосредственно в сульфураторе после охлаждения сульфомассы. Хлороводород полностью улавливают с получением соляной кислоты.

2. Разбавление полученного раствора сульфохлорида в серной кислоте и выделение сульфохлорида.

Этот способ позволяет почти полностью утилизировать хлористый водород. Выход сульфохлорида при этом не снижается.

Сульфохлорирование фенилуретилана и ацетанилида имеет наибольшее промышленное значение (синтез сульфаниламидных и др. препаратов):

Реакцию проводят при температуре 42—45 °С и избытке хлорсульфоновой кислоты в 5,3—5,5 раза. Выход сульфохлорида составляет 82—83 %.

о- и п- Толуолсульфохлориды используются в производствах сахарина и лекарственного препарата этамид.