专利名称：制备甲磺酸的方法
技术领域：
本发明涉及制备甲磺酸的方法。
甲磺酸是一种熔点为20℃无色的物质，是一种有腐蚀作用但没有氧化作用的强酸。
甲磺酸用于电镀工业和有机合成，特别是作为催化剂用于烷化、酯化、和聚合反应中。此外，甲磺酸作为原料用于制备甲磺酰氯。
甲磺酸主要通过使用硝酸、过氧化氢、氯气氧化甲硫醇或二甲基二硫化物或通过使用电化学方法制备。
此外，亚硫酸钠与硫酸二甲酯进行反应是已知的；参看UllmannsEncyklopdie der technischen Chemie,Vol.16,1965,pp.576/550。
从本发明人的USSR335240(1972年5月25日公告)号证书的发明专利的说明书中，可以知道一种获得甲磺酸的方法，其中，通过在大约20分钟的期间内将硫酸二甲酯加入到一种硷式亚硫酸盐饱和溶液里，同时将反应物质加热到97～99℃，使等摩尔量的硷式亚硫酸盐与硫酸二甲酯反应，得到的反应物可以放置不超过35分钟的一段时间，随后用浓硫酸处理并真空蒸馏，并且用在该领域熟知的方法纯化产物。
这里，硫酸二甲酯与亚硫酸钠的反应用下列反应方程表示这个方法的不利之处在于仅仅利用了硫酸二甲酯的一个甲基基团而副产物-硫酸甲酯-在pH值小于7时形成游离甲硫酸，所说的甲硫酸与硫酸以及在毒物学上成问题的硫酸二甲酯处于平衡状态。
由此，本发明的目的是开发一种从硫酸二甲酯和以硫酸二甲酯为基的亚硫酸钠出发制备甲磺酸的方法，具有高的产率、不形成可能再形成硫酸二甲酯并在以后废水中难于控制的副产物。
本发明的目的通过具有权利要1的特征的方法达到了。
在本发明的方法中，亚硫酸盐离子和硫酸二甲酯在较高的温度下在一种含水体系里进行反应，亚硫酸盐离子与硫酸二甲酯的摩尔比为1.5～2.5∶1，优选2∶1，反应物料在上述高温度下至少保持2小时，优选4小时，甲磺酸通过其后与一种强酸的反应被游离出来。
本发明的方法的反应方程如下
本发明的方法通过增大亚硫酸盐离子对硫酸二甲酯之比并显著增加反应时间，实现了将二个甲基从硫酸二甲酯转移到亚硫酸盐离子上。
除了以硫酸二甲酯为主理论产率是双倍之外，此方法形成的副产物游离硫酸盐，因呈其盐的形式，例如硫酸钠，在毒物学上是安全的。
优选地，将反应物料的pH值保持在大于或等于6，并可任选地通过加入一种碱例如NaOH调节到这一范围。
在本发明的方法中，亚硫酸盐离子可以以一种亚硫酸盐的形式提供，例如亚硫酸纳、钾或铵，或在反应物料中作为形成亚硫酸离子的物质，例如焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。
优选的反应温度为大约60℃，更优选大约95℃，从而使得反应过程通过回流特别简单地实施。如果需要的话，反应可以在加压下进行，例如2～5bar。不过，为了经济和安全的原由，优选使用常压甚至略微减压。
随后通过与一种强酸例如硫酸进行反应继续本发明的方法，并通过例如蒸馏纯化甲磺酸。
下文的实施例将具体说明本发明的方法。
在一个装设了搅拌器、内温度计、滴液漏斗和回流器的2l的三颈瓶中，将300g(2.38mol)亚硫酸钠于1.1l水中的悬浮液加热至95～100℃。在这一温度下出现澄清的溶液。在30分钟内滴加135g(1.07mol)硫酸二甲酯。然后将溶液在90～100℃搅拌4小时。在这个期间监视溶液的pH值。若pH值减小到低于6，滴加20％亚硫酸钠溶液直至pH值超过7.0时为止。次后将450g浓硫酸加入到反应物料中，然后在低于3kPa的压力下小心地蒸馏反应物料。
在最高为5bar的压力下重复进行这个反应，同样获得基于硫酸二甲酯的良好的高产率，即75～85％。
权利要求
1.通过亚硫酸盐离子和硫酸二甲酯在较高的温度下在一种含水体系里进行反应并随后加入一种强酸制备甲磺酸的方法，其特征在于，亚硫酸盐离子与硫酸二甲酯的摩尔比为1.5～2.5∶1，优选2∶1，反应物料在上述高温度下至少保持2小时，优选4小时。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过加入一种碱将反应物料的pH值保持在大于或等于6的范围内。
3.根据权利要求1～2中至少一个权利要求的方法，其特征在于，亚硫酸盐离子是以焦亚硫酸钠的形式提供的。
4.根据权利要求1～3中至少一个权利要求的方法，其特征在于，反应是在大于或等于95℃的温度下进行的。
全文摘要
通过亚硫酸盐离子和硫酸二甲酯在较高的温度下在一种含水体系里进行反应并随后加入一种强酸制备甲磺酸的方法,其中,亚硫酸盐离子与硫酸二甲酯的摩尔比为1.5～2.5∶1,反应物料在上述温度下至少保持2小时,优选4小时。
文档编号C07C303/02GK1218040SQ9812058
公开日1999年6月2日 申请日期1998年10月3日 优先权日1997年10月4日
发明者I·比尔廷佩尔, K·德里梅尔, J·范德弗里尔德特, D·M·M·罗赫 申请人:格里罗工厂股份公司