CH644099A5 - Process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulphide by phase-transfer catalysis - Google Patents

Process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulphide by phase-transfer catalysis Download PDF

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CH644099A5
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sulfide
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CH768779A
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Peter Dr Baumgartner
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Ciba Geigy Ag
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Abstract

The process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulphide from 3-halobenzanthrone and alkali metal sulphides or alkali metal hydrogen sulphides is carried out using a phase-transfer catalyst. The product obtained is low in by-products and free from 3,3'-dibenzanthrone disulphide.

Description

       

  
 

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   PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von   3,3'-Dibenzanthronsul-    fid durch Reaktion von 2 Molen   3-Halogen-benz[d,    e]-anthron (1) mit 1 Mol Alkalisulfid oder Alkalihydrogensulfid (2), dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch in Gegenwart von 0,01 bis 40 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), einer quaternären Ammonium- oder Phosphoniumverbindung als Katalysator unter guter Durchmischung in neutralem bis alkalischem pH Bereich durchführt.



   2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion im Temperaturintervall zwischen Raumtemperatur und   100 0C    durchführt.



   3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel aliphatische und aromatische Chlorkohlenwasserstoffe, insbesondere Monochlorbenzol, Dichlorbenzol, Methylenchlorid oder Chloroform verwendet werden.



   4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysator Tetrabutylammoniumbromid oder -chlorid, Docecyltrimethylammoniumchlorid,   n-llexa-    decyltributylammoniumchlorid, Tetrapropylammoniuchlorid, n-Hexadecyltributylphosphoniumbromid, Benzyltri äthylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumbromid, Benzyltrihexylammoniumbromid, Benzyltrioctylammoniumbromid, Tetrabutylammoniumjodid, Trioctylme   thylammoniumchlorid,    N-Octylpyridiniumbromid, N-Dodecylpyridiniumbromid, Cyclohexyltriäthylammoniumbromid, n-Dodecyltriäthylammoniumbromid, n-Octyltributylammoniumbromid, n-Hexadecyltrimethylammoniumbromid, n-Hexadecyltriäthylammoniumbromid, n-Hexadexyltripropylammoniumbromid, Tetrabutylphosphoniumchlorid, Tetraphenylphosphoniumbromid, Trioctylmethylphosphoniumbromid, Trioctyläthylphosphoniumbromid,

   n   Dodecyl-bis-(t3-hydroxyäthyl)-benzylammom.umchlorid    oder   n-Hexadecyl-tri-(ss-hydroxyäthyl)-ammoniumchlorid    einsetzt.



   5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Katalysator in einer Menge von 1 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), verwendet.



   6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Alkalisulfid oder Alkalihydrogensulfid, Natriumsulfid oder Natriumhydrogensulfid einsetzt.



   7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindungen (2) in bis zu   15%dem    stöchiometrischen Überschuss in bezug auf Verbindung (1) einsetzt.



   8. Verfahren gemäss Anspruch 1 zur Herstellung von 3,3'-Dibenzanthronsulfid durch Reaktion von 2 Molen 3 Brom-benz[d,e]-anthron (1) mit 1 Mol Natriumsulfid oder Natriumhydrogensulfid (2), dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch aus der Reihe der aliphatischen oder aromatischen Chlorkohlenwasserstoffe in Gegenwart von 1 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), einer quarternären Ammoniumverbindung als Katalysator unter guter Durchmischung in alkalischem pH-Bereich durchführt.



   9. Das nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestellte   3, 3'-Dibenzanthronsulfid.   



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 3,3'-Dibenzanthronsulfid durch Reaktion von 2 Molen 3-Halogenbenz[d,e]-anthron (I) mit 1 Mol Alkalisulfid oder Alkalihydrogensulfid (2), dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch in Gegenwart von 0,01 bis 40 Molprozent, bevorzugt 1 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), einer quarternären Ammoniumoder Phosphoniumverbindung als Katalysator unter guter Durchmischung in neutralem bis alkalischem pH-Bereich durchführt.



   Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, dass ein möglichst reines Produkt erhalten wird, denn im technischen Massstab entstehen wechselnde Mengen an 3,3'-Dibenzanthrondisulfid. Die Problematik der bisher praktizierten Verfahren bestand offensichtlich darin, dass die Sulfidumsetzung nicht vollständig ablief.



   Zum Teil bildeten sich Mercaptane, die dann zu Disulfiden weiterreagierten.



   Eines der technisch wichtigsten Verfahren zur Herstellung ist die Umsetzung von Halogenbenzanthronen mit einer wässrigen, durch Erhitzen von Natriumsulfid, Schwefel und gegebenenfalls Soda bereiteten Polysulfidlösung entsprechend im Prinzip dem Verfahren des deutschen Patents 443 022.



   Um ein Zusammenschmelzen oder Zusammenbacken der Reaktionsprodukte, sowie das lästige Schäumen der Reaktionsmischung zu vermeiden, wird üblicherweise ein Alkohol, wie Isopropanol, zugesetzt. Das hat jedoch den   Nach-    teil, dass bei den erforderlichen, über   100 0C    liegenden Reak   tionstemperaturen,    nur in Druckgefässen gearbeitet werden kann. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die in grossem Überschuss verwendeten Polysulfide bei der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches unter grossem Ar beits- und Kostenaufwand beseitigt werden müssen.



   In der DE-AS 1 911 086 wird ein Verfahren zur Herstel lung von Dibenzanthronylsulfiden beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Bz-l-Halogenbenzanthrone mit Alkalisulfid in ein- oder mehrwertigen, wasserlöslichen Ätheralkoholen der allgemeinen Formel
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 in der R1 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R2 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und n die Zahlen 1 oder vorzugsweise 2 oder 3 bedeutet, umsetzt.



   Dieses Verfahren stellt zwar einen erheblichen Fortschritt dar, hat aber den Nachteil des hohen Energieaufwands in bezug auf die Reaktion selbst, sowie die Wiedergewinnung der Lösungsmittel.



   Es wurde nun gefunden, dass, wenn man die Reaktion von   3-Halogen-benz[d,e]-anthron    mit stöchiometrischen oder gering überstöchiometrischen Mengen Alkalisulfid  



  oder Alkalihydrogensulfid nach dem Prinzip der Phasentransferkatalyse durchführt, die Nachteile der Reaktionsführung unter Druck beziehungsweise bei höheren Temperaturen bis zu 160   "C,    vermieden werden können. Die Aufarbeitung der eingesetzten Lösungsmittel ist zudem erheblich erleichtert, da mittels Phasentrennung aufgearbeitet werden kann. Die Reaktionsbedingungen sind einfach und der Reaktionsablauf ist leicht unter Kontrolle zu halten.



   Erfindungsgemäss verwendbare Phasentransfer-Katalysatoren sind quaternäre Ammonium- oder Phosphoniumverbindungen, wie z.B. Tetrabutylammoniumbromid oder -chlorid, Dodecyltrimethylammoniumchlorid, n-Hexadecyltributylammoniumchlorid,   Tetrapropylammoninin-    chlorid, n-Hexadecyltributylphosphoniumbromid, Benzyltriäthylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumbromid, Benzyltrihexylammoniumbromid, Benzyltrioctylammoniumbromid, Tetrabutylammoniumjodid, Trioctylmethylammoniumchlorid, N-Octylpyridiniumbromid, N Dodecylpyridiniumbromid,   Cyclohexyltriäthyl ammonium-    bromid, n-Dodecyltriäthylammoniumbromid, n-Octyltributylammoniumbromid, n-Hexadecyltrimethylammoniumbromid, n-Hexadecyltriäthylammoniumbromid, n-Hexadecyltripropylammoniumbromid, Tetrabutylphosphoniumchlorid, Tetraphenylphosphoniumbromid, Trioctylmethylphosphoniumbromid,

   Trioctyläthylphosphoniumbromid, n   Dodecyl-bis-(ss-hydroxyäthyl)-benzylammoniumchlorid    und n-Hexadecyl-tri-(ss -hydroxyäthyl)-ammoniumchlorid.



   Zweckmässig ist es, wenn die Katalysatoren sowohl in Wasser als auch in den verwendeten organischen Lösungsmitteln löslich sind. Als mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel kommen vor allem z.B. aliphatische und aromatische Chlorkohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, insbesondere Methylenchlorid und chloroform, oder Mono- und Dichlorbenzol in Betracht.



   Die Reaktion wird in einfachen Reaktionsgefässen mit   Rückflusskühler    und Rührer durchgeführt.



   Die Reaktionstemperatur variiert im breiten Bereich, vorzugsweise im Bereich von Raumtemperatur bis 100   "C.   



   Die Reaktionskomponenten werden vorteilhaft im stöchiometrischen Verhältnis, das heisst pro 2 Mol Verbindung (1) wird 1 Mol des Sulfidierungsmittels (2), gegebenenfalls bis zu einem bis zu   15%gen    Überschuss, eingesetzt.



   Als Halogen-Benz[d,e]-anthrone kommen 3-Chlor-benz [d,e]-anthron und vor allem 3-Brom-benz[d,e]-anthron in Betracht. Aber auch entsprechende Alkyl- oder Aminosubstituierte Halogen-Benzanthrone können eingesetzt werden.



  Im einzelnen wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:
Die Ausgangskomponente (1) von mindestens 2 Mol äquivalenten wird in einer wässrigen Alkalilösung suspendiert. Nach Zugabe eines mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels wird der Katalysator zugegeben. Dieser kann in fester Form zugesetzt werden oder bereits im mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel gelöst sein. Es wird nun zum Sieden (ca. 97   "C)    erhitzt. Bei dieser Temperatur werden unter gutem Rühren des Zweiphasensystems mindestens 1 Moläquivalent des Sulfidierungsmittels in konzentrierter wässriger Lösung oder in Verdünnung mit Wasser zugetropft. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird während einer Dauer von 1 bis 4 Stunden zwischen Raumtemperatur und 100   "C    vorzugsweise bei Destillationsrückflusstemperatur von ca. 97   "C    gerührt. Nach Abkühlen auf ca.

  70   "C    wird das Produkt abfiltriert mit dem vorher verwendeten Lösungsmittel z. B. Chlorbenzol gewaschen, mittels Durchblasen von Wasserdampf vom Lösungsmittel befreit und getrocknet.



   Das Filtrat wird durch Phasentrennung aufgearbeitet.



   Das erhaltene Lösungsmittel kann sofort für einen nächsten Ansatz weiter verwendet, oder durch Wasserdampfdestilla tion gereinigt werden.



   Das so erhaltene 3,3'-Dibenzanthronsulfid und seine De rivate sind wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von Küpenfarbstoffen. Beispielsweise sind isomerenfreie Isodibenzanthrone (Isoviolanthronen oder Isothrene) nur durch Umsetzung solcher Verbindungen in einer alkoholischen Kaliumhydroxidschmelze herstellbar. Isodibenzanthron ergibt bei der Halogenierung oder Oxydation und anschliessenden Verätherung der entstandenen Hydroxylgruppe wertvolle violette und blaue Küpenfarbstoffe.



   Das neue Verfahren bietet neben rein verfahrenstechnischen insbesondere auch ökologische Vorteile und führt zu einem praktisch einheitlichen Endprodukt.



   Des weiteren zeigt z. B. ein aus dem Produkt des neuen Verfahrens hergestellter violetter Küpenfarbstoff, mindestens 10% mehr Farbstärke gegenüber bisher bekannten Verfahren.



   Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Verfahrens, ohne es auf diese Beispiele zu beschränken. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Teile (T) bedeuten Gewichtseinheiten.



   Beispiel 1
Ein Gemisch von 100 Teilen 3-Brombenzanthron (Gehalt 88%), 3,5 Teilen Tetrabutylammoniumbromid, 6 Teilen Natriumhydroxid 100%, 38 Teilen Wasser und 315 Teilen Chlorbenzol wird zum Sieden erhitzt (ca. 97   "C).    Bei dieser Temperatur werden innerhalb 3 Stunden 32 Teile einer 26%igen Natriumhydrogensulfidlösung zugetropft. Während 4 Stunden wird nun bei Destillations-Rückfluss-Temperatur gerührt, dann auf 70   "C    abgekühlt und filtriert. Das feste Produkt wird mit 400 Teilen ca. 50   "C    warmem Chlorbenzol gewaschen, dann mittels Durchblasen von Wasserdampf vom Lösungsmittel befreit und getrocknet. Man erhält 68 Teile 3,3'-Dibenzanthronsulfid, welches nur geringe Mengen Benzanthron und 3-Brombenzanthron und kein 3,3'-Dibenzanthrondisulfid enthält.

 

   Beispiel 2
Zu einer 70   "C    warmen Lösung von 19 Teilen Natriumsulfid 60%ig und 1,8 Teilen Tetrabutylammoniumbromid in 61 Teilen Wasser wird eine 100   "C    warme Lösung von 50 Teilen 3-Brombenzanthron in 160 Teilen Chlorbenzol über ein Klärfilter in 30 Minuten zulaufen gelassen. Nach 1 Stunde Reaktionszeit werden bei 70   "C    nochmals 1,8 Teile Tetrabutylammoniumbromid und weitere 50 Teile 3-Brombenzanthron in 160 Teilen Chlorbenzol bei 70   "C    heiss gelöst und über das Klärfilter in 1,5 Stunde zulaufen gelassen.



  Nach 3 Stunden Rückfluss-Reaktion wird wie im Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält 66 Teile 3,3'-Dibenzanthronsulfid von gleicher Qualität welches aber zusätzlich frei von Graphit ist, da die Eintragung des 3-Brombenzanthrons durch   Klärflltration    erfolgte. 



  
 

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   PATENT CLAIMS
1. A process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulfide by reaction of 2 moles of 3-halobenzene [d, e] anthrone (1) with 1 mole of alkali metal sulfide or alkali metal hydrogen sulfide (2), characterized in that the Reaction in a mixture of water and a water-immiscible organic solvent or solvent mixture in the presence of 0.01 to 40 mole percent, based on the amount of compound (1), of a quaternary ammonium or phosphonium compound as a catalyst with thorough mixing in neutral to alkaline pH range.



   2. The method according to claim 1, characterized in that one carries out the reaction in the temperature interval between room temperature and 100 0C.



   3. The method according to claim 1, characterized in that aliphatic and aromatic chlorinated hydrocarbons, in particular monochlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride or chloroform are used as water-immiscible organic solvents.



   4. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst used is tetrabutylammonium bromide or chloride, Docecyltrimethylammoniumchlorid, n-llexa- decyltributylammoniumchlorid, Tetrapropylammoniuchlorid, n-hexadecyltributylphosphonium bromide, benzyltri äthylammoniumchlorid, benzyltributylammonium bromide, Benzyltrihexylammoniumbromid, Benzyltrioctylammoniumbromid, tetrabutylammonium iodide, Trioctylme methylammonium, N-Octylpyridiniumbromid , N-dodecylpyridinium bromide, Cyclohexyltriäthylammoniumbromid, n-Dodecyltriäthylammoniumbromid, n-Octyltributylammoniumbromid, n-hexadecyl trimethyl ammonium bromide, n-Hexadecyltriäthylammoniumbromid, n-Hexadexyltripropylammoniumbromid, tetrabutylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium bromide, Trioctylmethylphosphoniumbromid, Trioctyläthylphosphoniumbromid,

   n Dodecyl-bis- (t3-hydroxyethyl) -benzylammom.umchlorid or n-hexadecyl-tri- (ss-hydroxyethyl) -ammonium chloride is used.



   5. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst is used in an amount of 1 to 20 mol percent, based on the amount of compound (1).



   6. The method according to claim 1, characterized in that one uses as alkali sulfide or alkali hydrogen sulfide, sodium sulfide or sodium hydrogen sulfide.



   7. The method according to claim 1, characterized in that the compounds (2) is used in up to 15% of the stoichiometric excess with respect to compound (1).



   8. The method according to claim 1 for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulfide by reaction of 2 moles of 3 bromo-benz [d, e] -anthrone (1) with 1 mole of sodium sulfide or sodium hydrogen sulfide (2), characterized in that the Reaction in a mixture of water and a water-immiscible organic solvent or solvent mixture from the series of aliphatic or aromatic chlorinated hydrocarbons in the presence of 1 to 20 mol percent, based on the amount of compound (1), of a quaternary ammonium compound as a catalyst with good Mixing in an alkaline pH range.



   9. The 3, 3'-dibenzanthrone sulfide produced by the process according to claim 1.



   The invention relates to a process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulfide by reaction of 2 moles of 3-halobenz [d, e] anthrone (I) with 1 mole of alkali sulfide or alkali hydrogen sulfide (2), characterized in that the reaction in a mixture of water and a water-immiscible organic solvent or solvent mixture in the presence of 0.01 to 40 mole percent, preferably 1 to 20 mole percent, based on the amount of compound (1), of a quaternary ammonium or phosphonium compound as a catalyst with good Mixing is carried out in a neutral to alkaline pH range.



   It is particularly important in this connection that a product that is as pure as possible is obtained, because changing amounts of 3,3'-dibenzanthrone disulfide are produced on an industrial scale. The problem with the previously practiced processes was obviously that the sulfide conversion did not take place completely.



   Mercaptans formed in part, which then reacted further to form disulfides.



   One of the technically most important processes for the production is the reaction of halobenzanthrones with an aqueous polysulfide solution prepared by heating sodium sulfide, sulfur and optionally soda, in principle in accordance with the process of German patent 443 022.



   In order to avoid melting or caking of the reaction products and the annoying foaming of the reaction mixture, an alcohol, such as isopropanol, is usually added. However, this has the disadvantage that at the required reaction temperatures above 100 0C, only pressure vessels can be used. Another disadvantage of this method is that the polysulfides used in large excess must be eliminated with great effort and expense when working up the reaction mixture.



   DE-AS 1 911 086 describes a process for the production of dibenzanthronyl sulfides, which is characterized in that Bz-1-halogenobenzanthrones with alkali sulfide in mono- or polyhydric, water-soluble ether alcohols of the general formula
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 in which R1 represents a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, R2 represents a hydrogen atom or a methyl group and n denotes the numbers 1 or preferably 2 or 3.



   Although this process represents a considerable advance, it has the disadvantage of high energy expenditure in relation to the reaction itself, as well as the recovery of the solvents.



   It has now been found that when considering the reaction of 3-halogeno-benz [d, e] -anthrone with stoichiometric or slightly over-stoichiometric amounts of alkali sulfide



  or carries out alkali hydrogen sulfide according to the principle of phase transfer catalysis, the disadvantages of carrying out the reaction under pressure or at higher temperatures up to 160 ° C. can be avoided. The processing of the solvents used is also considerably easier because the phases can be worked up. The reaction conditions are simple and the reaction process is easy to control.



   Phase transfer catalysts which can be used according to the invention are quaternary ammonium or phosphonium compounds, such as e.g. Tetrabutylammonium bromide or chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, n-Hexadecyltributylammoniumchlorid, Tetrapropylammoninin- chloride, n-hexadecyltributylphosphonium bromide, benzyltriethylammonium chloride, benzyltributylammonium bromide, Benzyltrihexylammoniumbromid, Benzyltrioctylammoniumbromid, tetrabutylammonium iodide, trioctylmethylammonium chloride, N-Octylpyridiniumbromid, N dodecylpyridinium bromide, ammonium bromide Cyclohexyltriäthyl, n-Dodecyltriäthylammoniumbromid, n-Octyltributylammoniumbromid , n-hexadecyltrimethylammonium bromide, n-hexadecyltriethylammonium bromide, n-hexadecyltripropylammonium bromide, tetrabutylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium bromide, trioctylmethylphosphonium bromide,

   Trioctylethylphosphonium bromide, n dodecyl bis (ss-hydroxyethyl) benzylammonium chloride and n-hexadecyl tri (ss-hydroxyethyl) ammonium chloride.



   It is expedient if the catalysts are soluble both in water and in the organic solvents used. Organic solvents which are immiscible with water are, for example, aliphatic and aromatic chlorinated hydrocarbons, such as carbon tetrachloride, trichlorethylene, in particular methylene chloride and chloroform, or mono- and dichlorobenzene.



   The reaction is carried out in simple reaction vessels with a reflux condenser and stirrer.



   The reaction temperature varies in a wide range, preferably in the range from room temperature to 100 "C.



   The reaction components are advantageously used in a stoichiometric ratio, ie 1 mole of the sulfidating agent (2) is used per 2 moles of compound (1), if appropriate up to a 15% excess.



   Suitable halogen-benz [d, e] -anthrones are 3-chloro-benz [d, e] -anthrone and especially 3-bromo-benz [d, e] -anthrone. Corresponding alkyl or amino-substituted halogen benzanthrones can also be used.



  For example, the procedure is as follows:
The starting component (1) of at least 2 mol equivalents is suspended in an aqueous alkali solution. After adding a water-immiscible solvent, the catalyst is added. This can be added in solid form or already dissolved in the water-immiscible solvent. The mixture is then heated to boiling (approx. 97 ° C.). At this temperature, at least 1 molar equivalent of the sulfidating agent in concentrated aqueous solution or in dilution with water is added dropwise with thorough stirring of the two-phase system. The reaction mixture obtained is stirred for a period of 1 to 4 Hours between room temperature and 100 "C, preferably at distillation reflux temperature of about 97" C. After cooling to about

  The product is filtered off at 70 ° C., washed with the previously used solvent, for example chlorobenzene, freed from the solvent by blowing through steam and dried.



   The filtrate is worked up by phase separation.



   The solvent obtained can immediately be used for a next batch, or can be purified by steam distillation.



   The 3,3'-dibenzanthrone sulfide thus obtained and its derivatives are important intermediates for the production of vat dyes. For example, isomer-free isodibenzanthrones (isoviolanthrones or isothrenes) can only be produced by reacting such compounds in an alcoholic potassium hydroxide melt. Isodibenzanthron produces valuable violet and blue vat dyes during halogenation or oxidation and subsequent etherification of the resulting hydroxyl group.



   In addition to purely process engineering, the new process also offers ecological advantages and leads to a practically uniform end product.



   Furthermore, z. B. a violet vat dye made from the product of the new process, at least 10% more color strength than previously known processes.



   The following examples illustrate the method of operation of the method according to the invention, without restricting it to these examples. The temperatures are given in degrees Celsius. Parts (T) mean units of weight.



   example 1
A mixture of 100 parts of 3-bromobenzanthrone (content 88%), 3.5 parts of tetrabutylammonium bromide, 6 parts of sodium hydroxide 100%, 38 parts of water and 315 parts of chlorobenzene is heated to boiling (approx. 97 ° C.) 32 parts of a 26% strength sodium hydrogen sulfide solution were added dropwise in the course of 3 hours and the mixture was then stirred at the reflux temperature for 4 hours, then cooled to 70 ° C. and filtered. The solid product is washed with 400 parts of approximately 50 ° C. warm chlorobenzene, then freed from the solvent by blowing through steam and dried. 68 parts of 3,3'-dibenzanthrone sulfide are obtained, which contain only small amounts of benzanthrone and 3-bromobenzanthrone and no 3rd , 3'-Dibenzanthrondisulfid contains.

 

   Example 2
A 100 ° C solution of 50 parts of 3-bromobenzanthrone in 160 parts of chlorobenzene is run in over a clarifying filter in 30 minutes to a 70 ° C. solution of 19 parts of 60% sodium sulfide and 1.8 parts of tetrabutylammonium bromide in 61 parts of water. After a reaction time of 1 hour, a further 1.8 parts of tetrabutylammonium bromide and a further 50 parts of 3-bromobenzanthrone are dissolved in 160 parts of chlorobenzene at 70 ° C. while hot and allowed to run in over the clarifying filter in 1.5 hours.



  After a reflux reaction of 3 hours, the mixture is worked up as in Example 1. This gives 66 parts of 3,3'-dibenzanthrone sulfide of the same quality but which is additionally free of graphite, since the 3-bromobenzanthrone was introduced by clarification.


    

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von 3,3'-Dibenzanthronsul- fid durch Reaktion von 2 Molen 3-Halogen-benz[d, e]-anthron (1) mit 1 Mol Alkalisulfid oder Alkalihydrogensulfid (2), dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch in Gegenwart von 0,01 bis 40 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), einer quaternären Ammonium- oder Phosphoniumverbindung als Katalysator unter guter Durchmischung in neutralem bis alkalischem pH Bereich durchführt.  PATENT CLAIMS 1. A process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulfide by reaction of 2 moles of 3-halobenzene [d, e] anthrone (1) with 1 mole of alkali metal sulfide or alkali metal hydrogen sulfide (2), characterized in that the Reaction in a mixture of water and a water-immiscible organic solvent or solvent mixture in the presence of 0.01 to 40 mole percent, based on the amount of compound (1), of a quaternary ammonium or phosphonium compound as a catalyst with thorough mixing in neutral to alkaline pH range. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion im Temperaturintervall zwischen Raumtemperatur und 100 0C durchführt.  2. The method according to claim 1, characterized in that one carries out the reaction in the temperature interval between room temperature and 100 0C. 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel aliphatische und aromatische Chlorkohlenwasserstoffe, insbesondere Monochlorbenzol, Dichlorbenzol, Methylenchlorid oder Chloroform verwendet werden.  3. The method according to claim 1, characterized in that aliphatic and aromatic chlorinated hydrocarbons, in particular monochlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride or chloroform are used as water-immiscible organic solvents. 4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysator Tetrabutylammoniumbromid oder -chlorid, Docecyltrimethylammoniumchlorid, n-llexa- decyltributylammoniumchlorid, Tetrapropylammoniuchlorid, n-Hexadecyltributylphosphoniumbromid, Benzyltri äthylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumbromid, Benzyltrihexylammoniumbromid, Benzyltrioctylammoniumbromid, Tetrabutylammoniumjodid, Trioctylme thylammoniumchlorid, N-Octylpyridiniumbromid, N-Dodecylpyridiniumbromid, Cyclohexyltriäthylammoniumbromid, n-Dodecyltriäthylammoniumbromid, n-Octyltributylammoniumbromid, n-Hexadecyltrimethylammoniumbromid, n-Hexadecyltriäthylammoniumbromid, n-Hexadexyltripropylammoniumbromid, Tetrabutylphosphoniumchlorid, Tetraphenylphosphoniumbromid, Trioctylmethylphosphoniumbromid, Trioctyläthylphosphoniumbromid,  4. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst used is tetrabutylammonium bromide or chloride, Docecyltrimethylammoniumchlorid, n-llexa- decyltributylammoniumchlorid, Tetrapropylammoniuchlorid, n-hexadecyltributylphosphonium bromide, benzyltri äthylammoniumchlorid, benzyltributylammonium bromide, Benzyltrihexylammoniumbromid, Benzyltrioctylammoniumbromid, tetrabutylammonium iodide, Trioctylme methylammonium, N-Octylpyridiniumbromid , N-dodecylpyridinium bromide, Cyclohexyltriäthylammoniumbromid, n-Dodecyltriäthylammoniumbromid, n-Octyltributylammoniumbromid, n-hexadecyl trimethyl ammonium bromide, n-Hexadecyltriäthylammoniumbromid, n-Hexadexyltripropylammoniumbromid, tetrabutylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium bromide, Trioctylmethylphosphoniumbromid, Trioctyläthylphosphoniumbromid, n Dodecyl-bis-(t3-hydroxyäthyl)-benzylammom.umchlorid oder n-Hexadecyl-tri-(ss-hydroxyäthyl)-ammoniumchlorid einsetzt.  n Dodecyl-bis- (t3-hydroxyethyl) -benzylammom.umchlorid or n-hexadecyl-tri- (ss-hydroxyethyl) -ammonium chloride is used. 5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Katalysator in einer Menge von 1 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), verwendet.  5. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst is used in an amount of 1 to 20 mol percent, based on the amount of compound (1). 6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Alkalisulfid oder Alkalihydrogensulfid, Natriumsulfid oder Natriumhydrogensulfid einsetzt.  6. The method according to claim 1, characterized in that one uses as alkali sulfide or alkali hydrogen sulfide, sodium sulfide or sodium hydrogen sulfide. 7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindungen (2) in bis zu 15%dem stöchiometrischen Überschuss in bezug auf Verbindung (1) einsetzt.  7. The method according to claim 1, characterized in that the compounds (2) is used in up to 15% of the stoichiometric excess with respect to compound (1). 8. Verfahren gemäss Anspruch 1 zur Herstellung von 3,3'-Dibenzanthronsulfid durch Reaktion von 2 Molen 3 Brom-benz[d,e]-anthron (1) mit 1 Mol Natriumsulfid oder Natriumhydrogensulfid (2), dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch aus der Reihe der aliphatischen oder aromatischen Chlorkohlenwasserstoffe in Gegenwart von 1 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), einer quarternären Ammoniumverbindung als Katalysator unter guter Durchmischung in alkalischem pH-Bereich durchführt.  8. The method according to claim 1 for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulfide by reaction of 2 moles of 3 bromo-benz [d, e] -anthrone (1) with 1 mole of sodium sulfide or sodium hydrogen sulfide (2), characterized in that the Reaction in a mixture of water and a water-immiscible organic solvent or solvent mixture from the series of aliphatic or aromatic chlorinated hydrocarbons in the presence of 1 to 20 mol percent, based on the amount of compound (1), of a quaternary ammonium compound as a catalyst with good Mixing in an alkaline pH range. 9. Das nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestellte 3, 3'-Dibenzanthronsulfid.  9. The 3, 3'-dibenzanthrone sulfide produced by the process according to claim 1. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 3,3'-Dibenzanthronsulfid durch Reaktion von 2 Molen 3-Halogenbenz[d,e]-anthron (I) mit 1 Mol Alkalisulfid oder Alkalihydrogensulfid (2), dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch in Gegenwart von 0,01 bis 40 Molprozent, bevorzugt 1 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung (1), einer quarternären Ammoniumoder Phosphoniumverbindung als Katalysator unter guter Durchmischung in neutralem bis alkalischem pH-Bereich durchführt.  The invention relates to a process for the preparation of 3,3'-dibenzanthrone sulfide by reaction of 2 moles of 3-halobenz [d, e] anthrone (I) with 1 mole of alkali sulfide or alkali hydrogen sulfide (2), characterized in that the reaction in a mixture of water and a water-immiscible organic solvent or solvent mixture in the presence of 0.01 to 40 mole percent, preferably 1 to 20 mole percent, based on the amount of compound (1), of a quaternary ammonium or phosphonium compound as a catalyst with good Mixing is carried out in a neutral to alkaline pH range. Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, dass ein möglichst reines Produkt erhalten wird, denn im technischen Massstab entstehen wechselnde Mengen an 3,3'-Dibenzanthrondisulfid. Die Problematik der bisher praktizierten Verfahren bestand offensichtlich darin, dass die Sulfidumsetzung nicht vollständig ablief.  It is particularly important in this connection that a product that is as pure as possible is obtained, because changing amounts of 3,3'-dibenzanthrone disulfide are produced on an industrial scale. The problem with the previously practiced processes was obviously that the sulfide conversion did not take place completely. Zum Teil bildeten sich Mercaptane, die dann zu Disulfiden weiterreagierten.  Mercaptans formed in part, which then reacted further to form disulfides. Eines der technisch wichtigsten Verfahren zur Herstellung ist die Umsetzung von Halogenbenzanthronen mit einer wässrigen, durch Erhitzen von Natriumsulfid, Schwefel und gegebenenfalls Soda bereiteten Polysulfidlösung entsprechend im Prinzip dem Verfahren des deutschen Patents 443 022.  One of the technically most important processes for the production is the reaction of halobenzanthrones with an aqueous polysulfide solution prepared by heating sodium sulfide, sulfur and optionally soda, in principle in accordance with the process of German patent 443 022. Um ein Zusammenschmelzen oder Zusammenbacken der Reaktionsprodukte, sowie das lästige Schäumen der Reaktionsmischung zu vermeiden, wird üblicherweise ein Alkohol, wie Isopropanol, zugesetzt. Das hat jedoch den Nach- teil, dass bei den erforderlichen, über 100 0C liegenden Reak tionstemperaturen, nur in Druckgefässen gearbeitet werden kann. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die in grossem Überschuss verwendeten Polysulfide bei der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches unter grossem Ar beits- und Kostenaufwand beseitigt werden müssen.  In order to avoid melting or caking of the reaction products and the annoying foaming of the reaction mixture, an alcohol, such as isopropanol, is usually added. However, this has the disadvantage that at the required reaction temperatures above 100 0C, only pressure vessels can be used. Another disadvantage of this method is that the polysulfides used in large excess must be eliminated with great effort and expense when working up the reaction mixture. In der DE-AS 1 911 086 wird ein Verfahren zur Herstel lung von Dibenzanthronylsulfiden beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Bz-l-Halogenbenzanthrone mit Alkalisulfid in ein- oder mehrwertigen, wasserlöslichen Ätheralkoholen der allgemeinen Formel EMI1.1 in der R1 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R2 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und n die Zahlen 1 oder vorzugsweise 2 oder 3 bedeutet, umsetzt.  DE-AS 1 911 086 describes a process for the production of dibenzanthronyl sulfides, which is characterized in that Bz-1-halogenobenzanthrones with alkali sulfide in mono- or polyhydric, water-soluble ether alcohols of the general formula EMI1.1  in which R1 represents a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, R2 represents a hydrogen atom or a methyl group and n denotes the numbers 1 or preferably 2 or 3.   Dieses Verfahren stellt zwar einen erheblichen Fortschritt dar, hat aber den Nachteil des hohen Energieaufwands in bezug auf die Reaktion selbst, sowie die Wiedergewinnung der Lösungsmittel.  Although this process represents a considerable advance, it has the disadvantage of high energy expenditure in relation to the reaction itself, as well as the recovery of the solvents. Es wurde nun gefunden, dass, wenn man die Reaktion von 3-Halogen-benz[d,e]-anthron mit stöchiometrischen oder gering überstöchiometrischen Mengen Alkalisulfid **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  It has now been found that when considering the reaction of 3-halogeno-benz [d, e] -anthrone with stoichiometric or slightly over-stoichiometric amounts of alkali sulfide ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114213226A (en) * 2021-12-29 2022-03-22 赤峰市恒祥化工有限公司 Preparation method of isoviolanthrone

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