JPH032859B2 - - Google Patents
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- JPH032859B2 JPH032859B2 JP56118896A JP11889681A JPH032859B2 JP H032859 B2 JPH032859 B2 JP H032859B2 JP 56118896 A JP56118896 A JP 56118896A JP 11889681 A JP11889681 A JP 11889681A JP H032859 B2 JPH032859 B2 JP H032859B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔〕 発明の背景
技術分野
本発明は、3,3′−チオジプロピオン酸の製造
法に関する。さらに具体的には、本発明は、アク
リロニトリルと水硫化ソーダまたは硫化ソーダと
の反応および生成するニトリル中間体の加水分解
による3,3′−チオジプロピオン酸の製造法の改
良に関する。
3,3′−チオジプロピオン酸およびその誘導体
は合成樹脂、ゴム、油脂などの安定剤として効果
があり、特にそのジアルキルエスチル類はポリプ
ロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などの
熱及び光に対する安定化剤として用られている。
先行技術
従来より3,3′−チオジプロピオン酸の製造は
アクリル酸と硫化水素または硫化ソーダとを原料
とする方法が知られている。例えば、特公昭40−
15170号公報にはアクリル酸と硫化水素とをトリ
トンBまたは苛性ソーダを触媒として反応させる
方法が記載され、また英国特許第571628号明細書
にはアクリル酸と硫化ソーダ9水塩との反応から
の方法が記載されており、これらはいずれも簡便
な製造法であるということができる。
しかし、アクリル酸を原料とする製造方法は、
その方法が簡便であるにもかかわらず、本邦では
アクリル酸が工業用原料として高価格であること
から経済的に有利な方法でない。上記の方法に代
る方法としてアクリル繊維原料として多量に製造
されていて、アクリル酸より安価なアクリルニト
リルを原料とする方法が最も適した方法といえ
る。
アクリロニトリルを原料とする方法において
は、硫化水素または硫化ソーダとの反応、すなわ
ちシアノエチル化反応によつて、ニトリル中間
体、すなわち3,3′−チオジプロピオニトリル、
が製造されることが知られており、例えば米国特
許2163176号明細書、独国特許2104911号明細書、
Org.React、5、111(1952)等多数の報告があ
る。
アクリロニトリルを原料として得られた3,
3′−チオジプロピオニトリルの苛性ソーダを用い
る加水分解法については、例えば松田ら、石油学
会誌、9巻、38(1966)の報告がある。この方法
は、アクリロニトリルと硫化ソーダとを原料とし
て3,3′−チオジプロピオニトリルを製造し、そ
のニトリル化合物を単離しないでそのまま加熱し
て加水分解を行なつて、3,3′−チオジプロピオ
ン酸を得ることからなるものである。加水分解反
応に必要な苛性ソーダは硫化ソーダから由来した
ものをそのまま用いるため、反応が簡便でかつ経
済的であり、この方法は優れた製造方法である。
しかし、この方法は、3,3′−チオジプロピオン
酸の収率(アクリロニトリル基準)が70.1〜76.1
%と低収率であるので、工業的方法としては経済
的な面で問題を残している。
〔〕 発明の概要
このような実情に鑑み、本発明者等は3,3′−
チオジプロピオン酸を工業的に有利に製造する方
法を開発するため鋭意研究した結果、3,3′−チ
オジプロピオニトリルまたは3,3′−チオジプロ
ピオン酸は、苛性ソーダ水溶液中で加熱によつて
その一部が逆マイケル反応を起して、次の式に示
すように3−メルカプトプロピオン酸とアクリル
酸およびポリアクリル酸とを生成すること、その
結果として3,3′−チオジプロピオン酸の収率が
低下すること、を明らかにした。
そして、発発明者らは、上記の逆マイケル反応
を防ぐ対策として、加水分解反応系に触媒量の硫
黄ないし含硫黄化合物類またはキノン化合物類を
添加することによつて、逆マイケル反応を大巾に
低下させて3,3′−チオジプロピオン酸を高収率
で取得できることを見い出した。
本発明はこれらの知見に基づいてなされたもの
であり、従つて本発明によ3,3′−チオジプロピ
オン酸の製造法は、アクリロニトリルと水硫化ソ
ーダまたは硫化ソーダとの反応によつて得られた
3,3′−チオジプロピオニトリルを、これをこの
反応生成物から単離することなく実質的に化学量
論量の苛性ソーダと触媒量の硫黄ないし含硫黄化
合物類またはキノン化合物類との存在下に加熱し
て加水分解させることからなり、該硫黄ないし硫
黄含有化合物類が硫黄、二硫化ソーダ、四硫化ソ
ーダ、多硫化ソーダ、チオフエノール、テトラメ
チルチウラムジスルフイド、2−ベンゾチアゾリ
ルジスルフイド、2−(4−モルホリニルジチオ)
ベンゾチアゾール、テトラエチルチウラムジスル
フイド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフ
イド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾ
ールスルフエンアミド、N−シクロヘキシル−2
−ベンゾチアゾールスルフエンアミドおよび4,
4′−ジチオモルホリンからなる群から選ばれた少
なくとも一種であり、該キノン化合物類がベンゾ
キノンオキシム、p,p′−ジベンゾイルベンゾキ
ノンオキシム、ハイドロキノンおよびハイドロキ
ノンモノメチルエーテルからなる群から選ばれた
少なくとも一種であること、を特徴とするもので
ある。
〔〕 発明の具体的説明
1 アクリロニトリルと水硫化ソーダまたは硫化
ソーダとの反応
この反応自体は前記の松田らの文献によつて公
知であり、本発明ではその目的に反しない限りこ
の公知の方法に従つてこのシアノエチル化反応を
実施すればよい。なお、本発明での実施の詳細に
関しては後記したところである。
本発明では、この公知のシアノエチル化反応物
からニトリル中間体を単離することなく本発明に
よる接触加水分解を実施する。ここで「反応生成
物から単離することなく」ということは、このニ
トリルを蒸留、抽出その他の手段で反応生成物か
ら回収しないことを意味する。従つて、このニト
リル中間体以外の成分の一部を除去ないし分離す
ることは本発明の範囲内である。
この反応によつて生成するニトリル中間体は硫
化ソーダから由来する苛性ソーダによつて加水分
解されて対応する3,3′−チオジプロピオン酸と
なるのであるが、本発明ではこの苛性ソーダが実
質的に化学量論量で存在するように配慮する。こ
こで化学量論量とはNa/ANモル比が1:1で
あることを意味する(ANはアクリロニトリル)
とともに、この場合のNaは水硫化ソーダまたは
硫化ソーダのNaをも包含するものである。従つ
て、硫化ソーダを原料とする場合には苛性ソーダ
の添加は理論上は不要であり、水硫化ソーダを原
料とする場合に理論上それと等モルの苛性ソーダ
が必要ということになる。なお、水硫化ソーダを
原料とする場合は、追加分の苛性ソーダはシアノ
エチル化工程終了後に添加してもよい。
2 触媒
逆マイケル反応阻害剤として使用する化合物
は、硫黄または含硫黄化合物あるいはキノン化合
物である。
これらの化合物がどのような操作でニトリル中
間体の加水分解時に逆マイケル反応を阻害するの
かは必ずしも明らかではないが、本発明ではこれ
らの化合物を触媒と呼ぶことにする。また、従つ
て、その使用量をもそれが後記のように比較的多
量の場合であつても触媒量と呼ぶことにする。
これらの化合物のうち、含硫黄化合物類は無機
化合物系と有機化合物系に分けられ、無機系とし
ては二硫化ソーダ、四硫化ソーダ、多硫化ソーダ
等が挙られ、有機系としてはチオフエノール、テ
トラメチルチウラムジスルフイド、2−ベンゾチ
アゾリルジスルフイド、2−(4−モルホリニル
ジチオ)ベンゾチアゾール、テトラエチルチウラ
ムジスルフイド、ジペンタメチレンチウラムテト
ラスルフイド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾ
チアゾールスルフエンアミド、4,4′−ジチオジ
モルホリン等が、またキノン化合物類としては例
えばベンゾキノンオキシム、p,p′−ジベンゾイ
ルベンゾキノンオキシム、ハイドロキノン、ハイ
ドロキノンモノメルエーテル等が挙られる。本発
明はこれらの化合物類種類を適宜混合して用いる
こともできる。
これらの化合物の使用量には特に制限はない
が、原料のアクリロニトリルに対し重量比で約1
〜5%程度、好ましくは2〜4%程度、とするの
がよい。
3 反応の具体的内容
本発明方法を実施するに当り、3,3′−チオジ
プロピオン酸の収率を高めるには、まず前反応の
3,3′−チオジプロピオニトリルの製造方法にお
いて最適条件での安定した収率を得ることが大切
である。
1 シアノエチル化反応−ニトリル中間体の合成
3,3′−チオジプロピオニトリル製造反応に用
られるアクリロニトリルと水硫化ソーダ+苛性ソ
ーダまたは硫化ソーダと水との割合は、モル比で
Na/S/H2O/AN=1.1〜1.3/0.53〜0.57/5
〜10/1の範囲、好ましくは1.2/0.56/7〜
8/1の範囲がよい。反応温度は、20〜50℃の範
囲、好ましくは30〜40℃の範囲、がよい。反応温
度が20℃より低い場合は生成した3,3′−チオジ
プロピオニトリルが結晶化する場合があり、また
硫化ソーダ九水塩が析出して反応を阻害するため
好ましくない。一方、50℃超過では生成した3,
3′−チオジプロピオニトリルの加水分解が起り易
く、発熱するため好ましくない。反応は硫化ソー
ダまたは水硫化ソーダ+苛性ソーダの水溶液にア
クリロニトリルを添加するのが好ましい。反応時
間は、アクリロニトリルの添加時間をも含めて3
〜5時間とするのがよい。
上記の反応条件で得られた3,3′−チオジプロ
ピオニトリルは淡黄色の油状を呈し、アルカリ水
溶液の上部に分液する。生成した3,3′−チオジ
プロピオニトリルの一部は加水分解されてアミド
体およびカルボン酸体に変るが、それらを3,
3′−チオジプロピオニトリルに換算した収率は97
〜98%(ANベース)である。
2 加水分解反応
次の加水分解反応は、生成した3,3′−チオジ
プロピオニトリルを単離することなく逆マイケル
阻害剤を添加して加熱することからなる。加水分
解温度は112〜115℃(還流)で、反応時間は2〜
6時間程度である。このような条件で加熱する
と、アンモニアと少量の硫化水素とが系内から放
出されて、加水分解が完了する。反応終了後は、
反応液が70〜80℃の温度になつた時点で塩酸また
は稀硫酸を加えて生成した3,3′−チオジプロピ
オン酸−Na塩を酸性化する。その際、反応液中
に生じた白濁の物質をセラミツクフイルターまた
はケイソウ土を用いて熱時過して除去する。
得られた母液を5℃に十分冷却し、析出した
3,3′−チオジプロピオン酸を遠心分離器で別
すれば、粗製の湿結晶が得られる。この湿結晶に
は4〜6重量%の塩が混入しているから、湿結晶
に1〜3倍重量の水を加えて80℃に加温して溶解
し、再度5℃に冷却して再結晶化させ、遠心分離
器で白色結晶を別すれば精製された3,3′−チ
オジプロピオン酸を得ることができる。なお、再
結晶過液は次回の3,3′−チオジプロピオニト
リルの反応溶媒として再使用することができる。
得られた3,3′−チオジプロピオン酸の湿結晶を
60〜80℃で2〜3時間熱風乾燥すれば、水分含有
量0.1重量%以下の3,3′−チオジプロピオン酸
(融点130〜131℃)を高収率で得ることができる。
このようにして製造した3,3′−チオジプロピ
オン酸は、色相、融点、中和価、硫酸根、硫化物
等の規格値をすべて満足するものである。
なお、加水分解によつて生成する3,3′−チオ
ジプロピオン酸−Na塩は、上記のように酸性化
して遊離の酸にして回収する代りに、塩の形で回
収することもでき、そのような実施態様も本発明
の範囲内である。
4 実施例
以下の実験例において、「部」とあるのは「重
量部」を意味する。
実施例 1
撹拌器、温度計、滴下槽、および冷却器を装備
した1リツトルの反応槽に、純度73.0重量%(残
りは水)の水硫化ソーダ84.4部と水172.9部と48
重量%苛性ソーダ108.3部とを仕込み、撹拌して
溶解し、液温を35℃に保つた。滴下槽にアクリロ
ニトリル106.5部を仕込み、反応槽内をよく撹拌
しながらアクリロニトリルを3時間で滴下した。
アクリロニトリルの滴下中は、このシアノエチル
化反応は若干の発熱反応のため、時々反応槽を冷
却しながら反応温度を35℃に保ち、滴下終了後は
同温度で2時間熟成反応を行なつた。
熟成反応後、反応液に硫黄粉末を0.4部添加し
て徐々に加熱すると、70℃を越えた時点で急速に
加水分解が始まり、反応温度が90〜100℃に達し、
アンモニアガスの激しい放出が見られた。急激な
加水分解をコントロールするため、反応槽を僅か
に冷却して反応温度が100℃を越えないように管
理した。約30分程度で急激な加水分解がおさまる
と、反応液を加熱して115〜117℃(還流)で4時
間反応を行なつた。放出されたアンモニアガス
は、稀硫酸中に捕集した。
反応槽を冷却して反応液が70〜80℃になつたと
き、26重量%硫酸を滴下槽から加えて酸析を行な
い、反応液のPH=1.8を終点とした。この酸析で
放出された硫化水素ガスは、苛性ソーダ水溶液で
捕集した。酸析後の反応液は僅かに白濁し、この
白濁物を80℃に保温した状態でセラミツクフイル
ターを通して別して除去した(通常は脱色の処
理は不用であるが、必要ならば母液を活性炭槽を
通して脱色する)。このようにして得た酸析母液
をよく撹拌しながら5℃に冷却すると、多量の白
色結晶が析出した。この結晶を遠心分離機で十分
振り切つて、湿結晶215.5gを得た。得られた湿
結晶に165部の水を加え、撹拌しながら80℃に加
温して結晶を完全に溶解し、そののち5℃に冷却
して再結晶を行ない、晶析した結晶を遠心分離器
で別すると、湿結晶184.2部と液196.0部
(3,3′−チオジプロピオン酸7.2部、芒硝15.0部
を含有)とを得た。得られた湿結晶を80℃の熱風
乾燥室中で3時間乾燥すると、精製3,3′−チオ
ジプロピオン酸(融点129〜131℃)が156.6部
(収率88.0%(AN基準))得られた。
再結晶液は、次の実施例2の原料仕込水とし
て用いた。
実施例 2
実施例1と同様の装置を用い、反応槽に実施例
1の再結晶液180部と73重量%水硫化ソーダ
84.4部と48重量%苛性ソーダ108.3部とを仕込み、
撹拌しながら35℃に保つた。滴下槽にアクリロニ
トリル106.5部を仕込み、反応槽内部をよく撹拌
しながらアクリロニトリルを3時間で滴下した。
アクリロニトリル滴下中は若干の発熱を伴なうた
め時々反応槽を冷却しながら反応温度を35℃に保
ち、滴下終了後、同温度で2時間熟成反応を行な
つた。熟成反応後撹拌を止めて、二層分離した上
層の3,3′−チオジプロピオニトリルを分液し、
滴下槽に仕込んだ。下層部のアルカリ水層部に四
硫化ソーダ0.4部を添加し、撹拌しながら加熱し、
90℃に達した時点で滴下槽から3,3′−チオジプ
ロピオニトリルを約1時間かけて滴下した。反応
液は発熱するが激しいものでなく、NH3ガスの
放出も徐々に進んだ。反応温度を約100℃に保つ
た。3,3′−チオジプロピオニトリルの滴下後、
更に加熱して115〜117℃(還流)下に4時間加水
分解反応を行なつた。
硫酸酸析法および3,3′−チオジプロピオン酸
再結晶取得方法等は実施例1の方法に準じて行な
つた。精製3,3′−チオジプロピオン酸(融点
129.5〜131℃)が163.8部(収率92.0%(AN基
準))得られた。
実施例3〜7および比較例1〜2
実施例3以後の実施例および比較例を次の表1
にまとめた。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [] BACKGROUND TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing 3,3'-thiodipropionic acid. More specifically, the present invention relates to an improved process for producing 3,3'-thiodipropionic acid by reaction of acrylonitrile with sodium bisulfide or sodium sulfide and hydrolysis of the resulting nitrile intermediate. 3,3'-thiodipropionic acid and its derivatives are effective as stabilizers for synthetic resins, rubbers, oils and fats, etc., and their dialkyl esters are particularly effective as stabilizers for polypropylene, ethylene-propylene copolymers, etc. against heat and light. It is used as a curing agent. Prior Art Conventionally, 3,3'-thiodipropionic acid has been produced by a method using acrylic acid and hydrogen sulfide or sodium sulfide as raw materials. For example, special public relations
Publication No. 15170 describes a method of reacting acrylic acid and hydrogen sulfide using Triton B or caustic soda as a catalyst, and British Patent No. 571628 describes a method of reacting acrylic acid with sodium sulfide nonahydrate. are described, and all of these can be said to be simple manufacturing methods. However, the manufacturing method using acrylic acid as a raw material is
Although this method is simple, it is not economically advantageous in Japan because acrylic acid is expensive as an industrial raw material. As an alternative to the above method, the most suitable method is to use acrylonitrile, which is produced in large quantities as a raw material for acrylic fibers and is cheaper than acrylic acid, as a raw material. In the method using acrylonitrile as a raw material, a nitrile intermediate, i.e., 3,3'-thiodipropionitrile,
is known to be manufactured, for example, US Pat. No. 2,163,176, German Patent No. 2,104,911,
There are many reports such as Org.React, 5 , 111 (1952). 3, obtained using acrylonitrile as a raw material
Regarding the hydrolysis method of 3'-thiodipropionitrile using caustic soda, for example, there is a report by Matsuda et al., Journal of the Japan Petroleum Institute, Vol. 9, 38 (1966). In this method, 3,3'-thiodipropionitrile is produced using acrylonitrile and sodium sulfide as raw materials, and the nitrile compound is hydrolyzed by heating without isolating the 3,3'-thiodipropionitrile. It consists of obtaining dipropionic acid. Since the caustic soda necessary for the hydrolysis reaction is directly derived from sodium sulfide, the reaction is simple and economical, and this method is an excellent production method.
However, this method has a yield of 3,3'-thiodipropionic acid (based on acrylonitrile) of 70.1 to 76.1.
Since the yield is as low as %, there remains an economical problem as an industrial method. [] Summary of the Invention In view of the above circumstances, the inventors have proposed the 3,3′-
As a result of intensive research to develop an industrially advantageous method for producing thiodipropionic acid, we found that 3,3'-thiodipropionitrile or 3,3'-thiodipropionic acid can be produced by heating in an aqueous solution of caustic soda. Then, a part of it undergoes a reverse Michael reaction to produce 3-mercaptopropionic acid, acrylic acid, and polyacrylic acid as shown in the following formula, and as a result, 3,3'-thiodipropionic acid It was revealed that the yield of As a measure to prevent the above-mentioned reverse Michael reaction, the inventors added a catalytic amount of sulfur or sulfur-containing compounds or quinone compounds to the hydrolysis reaction system, thereby drastically reducing the reverse Michael reaction. It has been found that 3,3'-thiodipropionic acid can be obtained in high yield by reducing the amount of 3,3'-thiodipropionic acid. The present invention has been made based on these findings, and therefore, the method for producing 3,3'-thiodipropionic acid according to the present invention is a method for producing 3,3'-thiodipropionic acid obtained by reacting acrylonitrile with sodium hydrogen sulfide or sodium sulfide. The resulting 3,3'-thiodipropionitrile is reacted with a substantially stoichiometric amount of caustic soda and a catalytic amount of sulfur or sulfur-containing compounds or quinone compounds without isolating it from the reaction product. The sulfur or sulfur-containing compounds are hydrolyzed by heating in the presence of sulfur, sodium disulfide, sodium tetrasulfide, sodium polysulfide, thiophenol, tetramethylthiuram disulfide, 2-benzothiazoli disulfide, 2-(4-morpholinyldithio)
Benzothiazole, tetraethylthiuram disulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide, N-oxydiethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-2
-benzothiazole sulfenamide and 4,
The quinone compound is at least one selected from the group consisting of 4'-dithiomorpholine, and the quinone compound is at least one selected from the group consisting of benzoquinone oxime, p,p'-dibenzoylbenzoquinone oxime, hydroquinone, and hydroquinone monomethyl ether. It is characterized by certain things. [] Detailed Description of the Invention 1 Reaction of Acrylonitrile with Sodium Hydrogen Sulfide or Sodium Sulfide This reaction itself is known from the above-mentioned document by Matsuda et al., and the present invention does not use this known method unless it conflicts with the purpose. Therefore, this cyanoethylation reaction may be carried out. Note that details of implementation of the present invention will be described later. In the present invention, the catalytic hydrolysis according to the present invention is carried out without isolating the nitrile intermediate from this known cyanoethylation reaction product. Here, "without isolation from the reaction product" means that the nitrile is not recovered from the reaction product by distillation, extraction, or other means. Therefore, it is within the scope of the present invention to remove or separate some of the components other than the nitrile intermediate. The nitrile intermediate produced by this reaction is hydrolyzed by caustic soda derived from sodium sulfide to the corresponding 3,3'-thiodipropionic acid, but in the present invention, this caustic soda is substantially Ensure that it is present in stoichiometric amounts. Here, stoichiometric means that the Na/AN molar ratio is 1:1 (AN is acrylonitrile)
In addition, Na in this case includes sodium hydrosulfide or sodium sulfide. Therefore, when using sodium sulfide as a raw material, it is theoretically unnecessary to add caustic soda, and when using sodium hydrogen sulfide as a raw material, an equimolar amount of caustic soda is theoretically required. In addition, when sodium hydrosulfide is used as a raw material, an additional amount of caustic soda may be added after the cyanoethylation step is completed. 2 Catalyst The compound used as a reverse Michael reaction inhibitor is sulfur or a sulfur-containing compound or a quinone compound. Although it is not necessarily clear how these compounds inhibit the reverse Michael reaction during hydrolysis of the nitrile intermediate, these compounds will be referred to as catalysts in the present invention. Furthermore, the amount used will also be referred to as the catalytic amount even if it is a relatively large amount as described below. Among these compounds, sulfur-containing compounds are divided into inorganic compounds and organic compounds.Inorganic compounds include sodium disulfide, sodium tetrasulfide, and polysulfide, while organic compounds include thiophenol and tetrasulfide. Methylthiuram disulfide, 2-benzothiazolyl disulfide, 2-(4-morpholinyldithio)benzothiazole, tetraethylthiuram disulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide, N-cyclohexyl-2- Examples of the quinone compounds include benzoquinone oxime, p,p'-dibenzoylbenzoquinone oxime, hydroquinone, and hydroquinone monomer ether. In the present invention, these types of compounds can also be used by appropriately mixing them. There are no particular restrictions on the amount of these compounds used, but the weight ratio of these compounds to the raw material acrylonitrile is approximately 1.
It is good to set it to about 5%, preferably about 2 to 4%. 3. Specific details of the reaction In carrying out the method of the present invention, in order to increase the yield of 3,3'-thiodipropionic acid, first, the most suitable method for producing 3,3'-thiodipropionitrile in the pre-reaction is selected. It is important to obtain a stable yield under the conditions. 1 Cyanoethylation reaction - Synthesis of nitrile intermediate The ratio of acrylonitrile and sodium hydrogen sulfide + caustic soda or sodium sulfide and water used in the reaction for producing 3,3'-thiodipropionitrile is expressed as a molar ratio.
Na/S/ H2O /AN=1.1~1.3/0.53~0.57/5
~10/1 range, preferably 1.2/0.56/7 ~
A range of 8/1 is good. The reaction temperature is preferably in the range of 20 to 50°C, preferably in the range of 30 to 40°C. If the reaction temperature is lower than 20°C, the produced 3,3'-thiodipropionitrile may crystallize, and sodium sulfide nonahydrate precipitates, which is undesirable since it inhibits the reaction. On the other hand, above 50℃, 3,
Hydrolysis of 3'-thiodipropionitrile is likely to occur and heat is generated, which is undesirable. The reaction is preferably carried out by adding acrylonitrile to an aqueous solution of sodium sulfide or sodium hydrogen sulfide + caustic soda. The reaction time is 3 times including the addition time of acrylonitrile.
It is best to set it to 5 hours. The 3,3'-thiodipropionitrile obtained under the above reaction conditions appears as a pale yellow oil and is separated on top of the alkaline aqueous solution. A part of the generated 3,3'-thiodipropionitrile is hydrolyzed and converted into an amide form and a carboxylic acid form, which are converted into 3,3'-thiodipropionitrile.
The yield calculated as 3'-thiodipropionitrile is 97
~98% (AN basis). 2 Hydrolysis Reaction The next hydrolysis reaction consists of adding a reverse Michael inhibitor and heating without isolating the 3,3'-thiodipropionitrile produced. The hydrolysis temperature is 112-115℃ (reflux), and the reaction time is 2-115℃ (reflux).
It takes about 6 hours. When heated under these conditions, ammonia and a small amount of hydrogen sulfide are released from the system, and hydrolysis is completed. After the reaction is complete,
When the temperature of the reaction solution reaches 70 to 80°C, hydrochloric acid or dilute sulfuric acid is added to acidify the generated 3,3'-thiodipropionic acid-Na salt. At this time, the cloudy substance produced in the reaction solution is removed by heating using a ceramic filter or diatomaceous earth. The obtained mother liquor is sufficiently cooled to 5°C, and the precipitated 3,3'-thiodipropionic acid is separated using a centrifuge to obtain crude wet crystals. These wet crystals contain 4 to 6% salt by weight, so add 1 to 3 times the weight of water to the wet crystals, dissolve by heating to 80°C, and cool to 5°C again. By crystallizing and separating white crystals using a centrifuge, purified 3,3'-thiodipropionic acid can be obtained. Incidentally, the recrystallized filtrate can be reused as the next reaction solvent for 3,3'-thiodipropionitrile.
The obtained wet crystals of 3,3'-thiodipropionic acid were
By drying with hot air at 60-80°C for 2-3 hours, 3,3'-thiodipropionic acid (melting point 130-131°C) with a water content of 0.1% by weight or less can be obtained in high yield. The 3,3'-thiodipropionic acid thus produced satisfies all standard values for hue, melting point, neutralization value, sulfate radicals, sulfides, etc. Note that the 3,3'-thiodipropionic acid-Na salt produced by hydrolysis can be recovered in the form of a salt instead of being acidified and recovered as a free acid as described above. Such embodiments are also within the scope of this invention. 4 Examples In the following experimental examples, "parts" means "parts by weight." Example 1 In a 1-liter reaction tank equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping tank, and a condenser, 84.4 parts of sodium hydrogen sulfide with a purity of 73.0% by weight (the remainder is water), 172.9 parts of water, and 48 parts of water were added.
108.3 parts by weight of caustic soda was added, stirred and dissolved, and the liquid temperature was maintained at 35°C. A dropping tank was charged with 106.5 parts of acrylonitrile, and the acrylonitrile was added dropwise over 3 hours while stirring the inside of the reaction tank well.
During the dropwise addition of acrylonitrile, the cyanoethylation reaction was a slightly exothermic reaction, so the reaction temperature was maintained at 35° C. while occasionally cooling the reaction vessel, and after the completion of the dropwise addition, the aging reaction was carried out at the same temperature for 2 hours. After the aging reaction, 0.4 part of sulfur powder was added to the reaction solution and heated gradually. Hydrolysis started rapidly when the temperature exceeded 70℃, and the reaction temperature reached 90-100℃.
Vigorous release of ammonia gas was observed. In order to control rapid hydrolysis, the reaction tank was slightly cooled so that the reaction temperature did not exceed 100°C. When the rapid hydrolysis subsided in about 30 minutes, the reaction solution was heated and the reaction was carried out at 115-117°C (reflux) for 4 hours. The released ammonia gas was collected in dilute sulfuric acid. When the reaction tank was cooled and the reaction liquid reached 70 to 80°C, 26% by weight sulfuric acid was added from the dropping tank to perform acid precipitation, and the end point was PH = 1.8 of the reaction liquid. The hydrogen sulfide gas released by this acid precipitation was collected with a caustic soda aqueous solution. The reaction solution after acid precipitation became slightly cloudy, and this cloudy substance was separated and removed through a ceramic filter while keeping the temperature at 80℃ (Normally, decolorization is not necessary, but if necessary, the mother liquor can be decolorized by passing it through an activated carbon bath. do). When the acid precipitation mother liquor thus obtained was cooled to 5° C. with thorough stirring, a large amount of white crystals were precipitated. The crystals were thoroughly shaken off using a centrifuge to obtain 215.5 g of wet crystals. Add 165 parts of water to the obtained wet crystals, heat to 80°C with stirring to completely dissolve the crystals, then cool to 5°C to perform recrystallization, and centrifuge the crystallized crystals. When separated in a vessel, 184.2 parts of wet crystals and 196.0 parts of liquid (containing 7.2 parts of 3,3'-thiodipropionic acid and 15.0 parts of Glauber's salt) were obtained. The obtained wet crystals were dried in a hot air drying chamber at 80°C for 3 hours to obtain 156.6 parts (yield 88.0% (AN standard)) of purified 3,3'-thiodipropionic acid (melting point 129-131°C). It was done. The recrystallization liquid was used as raw material water in the following Example 2. Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, 180 parts of the recrystallization solution of Example 1 and 73% by weight of sodium hydrogen sulfide were added to the reaction tank.
84.4 parts and 108.3 parts of 48% by weight caustic soda,
The temperature was maintained at 35°C with stirring. A dropping tank was charged with 106.5 parts of acrylonitrile, and the acrylonitrile was added dropwise over 3 hours while stirring the inside of the reaction tank well.
Since some heat was generated during the dropwise addition of acrylonitrile, the reaction temperature was maintained at 35° C. while occasionally cooling the reaction vessel, and after the completion of the dropwise addition, an aging reaction was carried out at the same temperature for 2 hours. After the aging reaction, stop stirring and separate the upper layer of 3,3'-thiodipropionitrile into two layers.
It was placed in a drip tank. Add 0.4 part of sodium tetrasulfide to the lower alkaline water layer, heat while stirring,
When the temperature reached 90°C, 3,3'-thiodipropionitrile was added dropwise from the dropping tank over a period of about 1 hour. The reaction solution generated heat, but not violently, and NH 3 gas was gradually released. The reaction temperature was maintained at approximately 100°C. After dropping 3,3′-thiodipropionitrile,
The mixture was further heated to carry out a hydrolysis reaction at 115-117°C (reflux) for 4 hours. The sulfuric acid precipitation method and the method for recrystallizing 3,3'-thiodipropionic acid were carried out in accordance with the methods of Example 1. Purified 3,3'-thiodipropionic acid (melting point
129.5-131°C) was obtained (163.8 parts of yield 92.0% (AN standard)). Examples 3 to 7 and Comparative Examples 1 to 2 Examples and comparative examples after Example 3 are shown in Table 1 below.
summarized in. 【table】
Claims (1)
ソーダとの反応によつて得られた3,3′−チオジ
プロピオニトリルを、これをこの反応生成物から
単離することなく実質的に化学量論量の苛性ソー
ダと触媒量の硫黄ないし含硫黄化合物類またはキ
ノン化合物類との存在下に加熱して加水分解する
ことからなり、該硫黄ないし硫黄含有化合物類が
硫黄、二硫化ソーダ、四硫化ソーダ、多硫化ソー
ダ、チオフエノール、テトラメチルチウラムジス
ルフイド、2−ベンゾチアゾリルジスルフイド、
2−(4−モルホリニルジチオ)ベンゾチアゾー
ル、テトラエチルチウラムジスルフイド、ジペン
タメチレンチウラムテトラスルフイド、N−オキ
シジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフエン
アミド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾ
ールスルフエンアミドおよび4,4′−ジチオモル
ホリンからなる群から選ばれた少なくとも一種で
あり、該キノン化合物類がベンゾキノンオキシ
ム、p,p′−ジベンゾイルベンゾキノンオキシ
ム、ハイドロキノンおよびハイドロキノンモノメ
チルエーテルからなる群から選ばれた少なくとも
一種であることを特徴とする、3,3′−チオジプ
ロピオン酸の製造法。1. 3,3'-thiodipropionitrile obtained by the reaction of acrylonitrile with sodium bisulfide or sodium sulfide in substantially stoichiometric amounts without isolating it from the reaction product. It consists of hydrolyzing by heating in the presence of caustic soda and a catalytic amount of sulfur or sulfur-containing compounds or quinone compounds, and the sulfur or sulfur-containing compounds are sulfur, sodium disulfide, sodium tetrasulfide, polysulfide. Soda, thiophenol, tetramethylthiuram disulfide, 2-benzothiazolyl disulfide,
2-(4-morpholinyldithio)benzothiazole, tetraethylthiuram disulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide, N-oxydiethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide At least one selected from the group consisting of phenamide and 4,4'-dithiomorpholine, and the quinone compound is selected from the group consisting of benzoquinone oxime, p,p'-dibenzoylbenzoquinone oxime, hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether. A method for producing 3,3'-thiodipropionic acid, characterized in that at least one type of 3,3'-thiodipropionic acid is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56118896A JPS5821662A (en) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | Preparation of 3,3'-thiodipropionic acid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56118896A JPS5821662A (en) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | Preparation of 3,3'-thiodipropionic acid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5821662A JPS5821662A (en) | 1983-02-08 |
| JPH032859B2 true JPH032859B2 (en) | 1991-01-17 |
Family
ID=14747836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56118896A Granted JPS5821662A (en) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | Preparation of 3,3'-thiodipropionic acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821662A (en) |
-
1981
- 1981-07-29 JP JP56118896A patent/JPS5821662A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5821662A (en) | 1983-02-08 |
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