專利名稱：制備甲磺酸的方法
技術領域：
本發明涉及制備甲磺酸的方法。
甲磺酸是一種熔點為20℃無色的物質，是一種有腐蝕作用但沒有氧化作用的強酸。
甲磺酸用于電鍍工業和有機合成，特別是作為催化劑用于烷化、酯化、和聚合反應中。此外，甲磺酸作為原料用于制備甲磺酰氯。
甲磺酸主要通過使用硝酸、過氧化氫、氯氣氧化甲硫醇或二甲基二硫化物或通過使用電化學方法制備。
此外，亞硫酸鈉與硫酸二甲酯進行反應是已知的；參看UllmannsEncyklopdie der technischen Chemie,Vol.16,1965,pp.576/550。
從本發明人的USSR335240(1972年5月25日公告)號證書的發明專利的說明書中，可以知道一種獲得甲磺酸的方法，其中，通過在大約20分鐘的期間內將硫酸二甲酯加入到一種鹼式亞硫酸鹽飽和溶液里，同時將反應物質加熱到97～99℃，使等摩爾量的鹼式亞硫酸鹽與硫酸二甲酯反應，得到的反應物可以放置不超過35分鐘的一段時間，隨后用濃硫酸處理并真空蒸餾，并且用在該領域熟知的方法純化產物。
這里，硫酸二甲酯與亞硫酸鈉的反應用下列反應方程表示這個方法的不利之處在于僅僅利用了硫酸二甲酯的一個甲基基團而副產物-硫酸甲酯-在pH值小于7時形成游離甲硫酸，所說的甲硫酸與硫酸以及在毒物學上成問題的硫酸二甲酯處于平衡狀態。
由此，本發明的目的是開發一種從硫酸二甲酯和以硫酸二甲酯為基的亞硫酸鈉出發制備甲磺酸的方法，具有高的產率、不形成可能再形成硫酸二甲酯并在以后廢水中難于控制的副產物。
本發明的目的通過具有權利要1的特征的方法達到了。
在本發明的方法中，亞硫酸鹽離子和硫酸二甲酯在較高的溫度下在一種含水體系里進行反應，亞硫酸鹽離子與硫酸二甲酯的摩爾比為1.5～2.5∶1，優選2∶1，反應物料在上述高溫度下至少保持2小時，優選4小時，甲磺酸通過其后與一種強酸的反應被游離出來。
本發明的方法的反應方程如下
本發明的方法通過增大亞硫酸鹽離子對硫酸二甲酯之比并顯著增加反應時間，實現了將二個甲基從硫酸二甲酯轉移到亞硫酸鹽離子上。
除了以硫酸二甲酯為主理論產率是雙倍之外，此方法形成的副產物游離硫酸鹽，因呈其鹽的形式，例如硫酸鈉，在毒物學上是安全的。
優選地，將反應物料的pH值保持在大于或等于6，并可任選地通過加入一種堿例如NaOH調節到這一范圍。
在本發明的方法中，亞硫酸鹽離子可以以一種亞硫酸鹽的形式提供，例如亞硫酸納、鉀或銨，或在反應物料中作為形成亞硫酸離子的物質，例如焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)。
優選的反應溫度為大約60℃，更優選大約95℃，從而使得反應過程通過回流特別簡單地實施。如果需要的話，反應可以在加壓下進行，例如2～5bar。不過，為了經濟和安全的原由，優選使用常壓甚至略微減壓。
隨后通過與一種強酸例如硫酸進行反應繼續本發明的方法，并通過例如蒸餾純化甲磺酸。
下文的實施例將具體說明本發明的方法。
在一個裝設了攪拌器、內溫度計、滴液漏斗和回流器的2l的三頸瓶中，將300g(2.38mol)亞硫酸鈉于1.1l水中的懸浮液加熱至95～100℃。在這一溫度下出現澄清的溶液。在30分鐘內滴加135g(1.07mol)硫酸二甲酯。然后將溶液在90～100℃攪拌4小時。在這個期間監視溶液的pH值。若pH值減小到低于6，滴加20％亞硫酸鈉溶液直至pH值超過7.0時為止。次后將450g濃硫酸加入到反應物料中，然后在低于3kPa的壓力下小心地蒸餾反應物料。
在最高為5bar的壓力下重復進行這個反應，同樣獲得基于硫酸二甲酯的良好的高產率，即75～85％。
權利要求
1.通過亞硫酸鹽離子和硫酸二甲酯在較高的溫度下在一種含水體系里進行反應并隨后加入一種強酸制備甲磺酸的方法，其特征在于，亞硫酸鹽離子與硫酸二甲酯的摩爾比為1.5～2.5∶1，優選2∶1，反應物料在上述高溫度下至少保持2小時，優選4小時。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，通過加入一種堿將反應物料的pH值保持在大于或等于6的范圍內。
3.根據權利要求1～2中至少一個權利要求的方法，其特征在于，亞硫酸鹽離子是以焦亞硫酸鈉的形式提供的。
4.根據權利要求1～3中至少一個權利要求的方法，其特征在于，反應是在大于或等于95℃的溫度下進行的。
全文摘要
通過亞硫酸鹽離子和硫酸二甲酯在較高的溫度下在一種含水體系里進行反應并隨后加入一種強酸制備甲磺酸的方法,其中,亞硫酸鹽離子與硫酸二甲酯的摩爾比為1.5～2.5∶1,反應物料在上述溫度下至少保持2小時,優選4小時。
文檔編號C07C303/02GK1218040SQ9812058
公開日1999年6月2日 申請日期1998年10月3日 優先權日1997年10月4日
發明者I·比爾廷佩爾, K·德里梅爾, J·范德弗里爾德特, D·M·M·羅赫 申請人:格里羅工廠股份公司