一种用基础化工原料制备obsc的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用基础化工原料制备OBSC的方法，步骤如下：（1）将氯气在三氯化铁的催化作用下，经过光照均裂成氯自由基；（2）利用硫磺在空气中燃烧制备二氧化硫气体；（3）将二苯醚投入反应釜中，将经步骤（1）处理的氯气和步骤（2）制备的二氧化硫气体通入反应釜中，在温度55-90℃条件下与二苯醚先反应3-5小时，之后在温度30-60℃下反应2-4小时；（4）再向反应釜中通入氯气，在35-50℃条件下进行反应，当氧化还原电位突然升高时，停止通入氯气，然后继续在35-50℃条件下反应1-3小时，反应完毕即得到4,4-氧代双苯磺酰氯。该方法所得产品的生产成本较低，收率和纯度较高，无液体废液产生，收率和纯度都优于传统制备方法。
【专利说明】一种用基础化工原料制备OBSC的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用基础化工原料制备OBSC的方法。
【背景技术】
[0002]目前，以OBSC为原料制备各种高中低温发泡剂和工程塑料等多种产品，广泛的应用在化工、航空、电气绝缘等领域，是一种在高端塑料、橡胶行业应用广泛的关键中间体。
[0003]合成4，4’ -氧代双苯磺酰氯(OBSC)的传统工艺多是液态磺化剂和氯化剂三氯氧磷。例如，目前的OBSC生产大多采用氯磺酸或浓硫酸对二苯醚进行磺化，消耗的磺化剂原料过量很多，且不能回收，造成很大的浪费，产品后处理复杂，后续处理需要消耗大量的水，同时会产生大量的酸性废水，而且容易造成产物水解，造成多种异构体及亚砜类副产物的大量生成，产品收率和纯度不高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用氯化亚砜制备4，4’-氧代双苯磺酰氯(OBSC)的方法。
[0005]本发明采用包含以下步骤的制备方法来达到本发明的目的:
(1)将氯气在三氯化铁的催化作用下，经过光照均裂成氯自由基；
(2)利用硫磺在空气中燃烧制备二氧化硫气体；
(3)将二苯醚投入反应釜中，将经步骤(1)处理的氯气和步骤(2)制备的二氧化硫气体通入反应釜中，在温度55-90°C条件下与二苯醚先反应3-5小时，之后在温度30-60°C下反应2-4小时；(4 )再向反应釜中通入氯气，在35-50 V条件下进行反应，当氧化还原电位突然升高时，停止通入氯气，然后继续在35-50°C条件下反应1-3小时，反应完毕即得到4，4-氧代双苯磺酰氯。
[0006]所述步骤(1)中三氯化铁的用量为氯气质量的1%_3%。
[0007]所述步骤(3)中，二氧化硫气体的用量为二苯醚质量的0.8-1.1倍，氯气的用量为二苯醚质量的0.9-1.2倍。
[0008]所述步骤(3)中的反应在搅拌下进行，搅拌速率为100_300r/min。
[0009]所述步骤(3)中的反应在0.5-5KPa的压力条件下进行。
[0010]所述步骤(4)中，氯气通入过程中维持反应体系压力为0.05-0.15MPa。
[0011]本发明方法反应机理与三氯氧磷方法不同，硫酸和三氯氧磷方法的反应机理是芳烃的亲电取代反应，而二氧化硫和氯气方法是氯自由基引发的一系列链传递和链终止反应。首先，氯气在光照下变成氯自由基Cr，夺取二苯醚R-O-R (R为苯环)对位上的氢，得到自由基_R-0-R_.然后再与二氧化硫发生链的传递反应，生成_02SR-0-RS02_，最后，与氯气发生反应，生成 C102SR-0-RS02Cl 即 0BSC。
[0012] 本发明步骤(4)中，利用氧化还原电位计对反应体系的氧化还原电位进行实时监控，而“氧化还原电位的突然升高”是指氧化还原电位计的显示值突然升高，或从负值变成正值且持续上升。
[0013]本发明步骤(1)中所述光照采用的光波长为378.5纳米以下的光线，一般采用紫外光。
[0014]本发明所述步骤(3)中的反应在搅拌下进行，搅拌的目的是为了防止温度骤升。若搅拌速率过低不但不能防止温度骤升，而且也影响反应的充分进行；若搅拌速率过高虽然能防止温度骤升，但是对反应充分进行的帮助意义不大，况且还无谓增加了能耗和设备的磨损，因此将搅拌速率定为100-300r/min是比较合适的。
[0015]本发明是利用基础化工原料硫磺及氯气制备4，4-氧代双苯磺酰氯，生产的产物为单一的固体，无其他副产物产生，产品与原料分离极其简单，无需溶剂和相关其他单元操作，未反应的二氧化硫和氯气，循环使用，无三废产生。
[0016]本发明完全革除了传统生产工艺中大量排放酸性污水和废气的弊端，使得生产方法绿色环保，同时，由于使用的是基础化工原料，因而成本大幅降低。同时避免过多的原料消耗和废水排放，操作也变得简便安全，收率由传统法的75%提高到90%以上。
[0017]综上所述，本发明所得产品的生产成本较低，收率和纯度较高，无液体废液产生，收率和纯度都优于传统制备方法。
【具体实施方式】
[0018]以下通过实施例进一步说明本发明技术方案，这些实施例仅是用来详细展现本发明的技术构思及其可实施性，并不是对本发明保护范围的限制，利用本发明技术构思做出的等效替换和变通仍然在本发明的保护范围之内。
[0019]实施例1
(I)将氯气在三氯化铁的催化作用下，经过光照均裂成氯自由基；催化剂三氯化铁的用量为氯气质量的1%。
[0020](2)利用硫磺在空气中燃烧制备二氧化硫气体。
[0021](3)将二苯醚投入反应釜中，将经步骤(1)处理的0.9倍于二苯醚质量的氯气和步骤(2)制备的且0.8倍于二苯醚质量的二氧化硫气体通入反应釜中，在温度55°C、压力
0.5KPa和搅拌速率为100 r/min的条件下与二苯醚先反应5小时，之后保持压力和搅拌条件不变并在温度30°C条件下反应4小时。
[0022](4)再向反应釜中通入氯气，在温度35°C和0.05MPa的压力条件下进行反应，当氧化还原电位突然升高时停止通入氯气，然后继续在温度35°C和0.05MPa压力条件下反应3小时，反应完毕即得到4，4-氧代双苯磺酰氯。
[0023]实施例2
(I)将氯气在三氯化铁的催化作用下，经过光照均裂成氯自由基；催化剂三氯化铁的用量为氯气质量的2%。
[0024](2)利用硫磺在空气中燃烧制备二氧化硫气体。
[0025](3)将二苯醚投入反应釜中，将经步骤(1)处理的1.1倍于二苯醚质量的氯气和步骤(2)制备的0.95倍于二苯醚质量的二氧化硫气体通入反应釜中，在温度70°C、压力3KPa和搅拌速率为200 r/min的条件下与二苯醚先反应4小时，之后保持压力和搅拌条件不变并在温度45°C条件下反应3小时。
[0026](4)再向反应釜中通入氯气，在温度45°C和0.09MPa的压力条件下进行反应，当氧化还原电位突然升高时停止通入氯气，然后继续在温度45°C和0.09MPa压力条件下反应2小时，反应完毕即得到4，4-氧代双苯磺酰氯。
[0027]实施例3
(I)将氯气在三氯化铁的催化作用下，经过光照均裂成氯自由基；催化剂三氯化铁的用量为氯气质量的3%。
[0028](2)利用硫磺在空气中燃烧制备二氧化硫气体。
[0029](3)将二苯醚投入反应釜中，将经步骤(1)处理的1.2倍于二苯醚质量的氯气和步骤(2)制备的1.1倍于二苯醚质量的二氧化硫气体通入反应釜中，在温度90°C、压力5KPa和搅拌速率为300 r/min的条件下与二苯醚先反应3小时，之后保持压力和搅拌条件不变并在温度60°C条件下反应2小时。
[0030](4)再向反应釜中通入氯气，在温度50°C和0.15MPa的压力条件下进行反应，当氧化还原电位突然升高时停止通入氯气，然后继续在温度50°C和0.15MPa压力条件下反应I小时，反应完毕即得到4，4-氧代双苯磺酰氯。
[0031]上述实施例制得的0BSC，经检测而得的物性参数见表1。
[0032]表1 OBSC物性参数表
【权利要求】
1.一种用基础化工原料制备OBSC的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将氯气在三氯化铁的催化作用下，经过光照均裂成氯自由基； (2)利用硫磺在空气中燃烧制备二氧化硫气体； (3)将二苯醚投入反应釜中，将经步骤(1)处理的氯气和步骤(2)制备的二氧化硫气体通入反应釜中，在温度55-90°C条件下与二苯醚先反应3-5小时，之后在温度30-60°C下反应2-4小时； (4)再向反应釜中通入氯气，在35-50°C条件下进行反应，当氧化还原电位突然升高时，停止通入氯气，然后继续在35-50°C条件下反应1-3小时，反应完毕即得到4，4-氧代双苯磺酰氯。
2.根据权利要求1所述的用基础化工原料制备OBSC的方法，其特征在于所述步骤(1)中三氯化铁的用量为氯气质量的1%_3%。
3.根据权利要求1所述的用基础化工原料制备OBSC的方法，其特征在于所述步骤(3)中，二氧化硫气体的用量为二苯醚质量的0.8-1.1倍，氯气的用量为二苯醚质量的0.9-1.2倍。
4.根据权利要求1所述的用基础化工原料制备OBSC的方法，其特征所述步骤(3)中的反应在搅拌下进行， 搅拌速率为100-300r/min。
5.根据权利要求1所述的用基础化工原料制备OBSC的方法，其特征所述步骤(3)中的反应在0.5-5KPa的压力条件下进行。
6.根据权利要求1所述的用基础化工原料制备OBSC的方法，其特征在于所述步骤(4)中，氯气通入过程中维持反应体系压力为0.05-0.15MPa。
【文档编号】C07C309/87GK104072393SQ201410319295
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】鞠有国, 孙跃明, 邢晓华, 赵奔腾 申请人:山东天一化学股份有限公司