[发明专利]制备二硫化四烷基秋兰姆的无溶剂方法

说明书

本发明涉及一种在氧和金属催化剂存在下，用二硫化碳和仲胺反应制备二硫化四烷基秋兰姆的方法。

US4,468,526和US4,459,424公开了这种方法。然而，在这些现有技术的文献中所描述的方法必须在溶剂中进行。典型地，使用甲醇，在US4,459,424的第5栏，36-42行有所提及：在大多数情况下，如以二硫化四甲基秋兰姆为例，最终产物可立即从反应混合物中沉淀出来，并且能被过滤出来。另一方面，通过蒸馏或萃取，可将产品从所用的溶剂中分离出来。

使用溶剂的明显的缺点是对于要工业化的方法来说，溶剂的使用及其后处理大大地增加了最终产品的成本。并且，不得不使用溶剂对于环保来说也是一个负担。此外，为了将产品从所用溶剂中分离出来，需要对设备投入相当多的资金，例如，固-液分离设备，液-液分离器(当二硫化四烷基秋兰姆自身在室温也是液体时)(例如离心机)，和溶剂回收设备。

可喜的是，我们发现了一种新的方法，该方法克服了上述缺点。

根据本发明的方法，其特征在于不使用溶剂(所用仲胺与之相对应的二硫化四烷基秋兰姆在反应条件下时为液体)。

使用本发明的方法，至少能够以使用溶剂的方法同样的产率制得具有良好质量的二硫化四烷基秋兰姆。此外，本方法更经济，运行的成本更低，这是由于不需要溶剂处理和不需要对将最终产品从溶剂中分离出来的设备进行投资。并且，反应器容量增加了，这导致更高的时空产率。

很多种仲胺可以用于本发明的方法中。对这种胺的唯一的要求是在发明方法的反应条件下，特别是反应温度和压力下，相应的二硫化四烷基秋兰姆是液体。仲胺的适用性可以很容易地从下述任何一个实施例所述的反应操作中看出。根据本发明，能使用的仲胺可以用式R¹R²NH表示，其中，R¹和R²分别选直链或支链，饱和或不饱和C₂-C₂₄烷基，C₃-C₂₄环烷基，C₆-C₂₄芳基，C₇-C₂₄烷基芳基，和C₇-C₂₄芳烷基。从而，在根据本发明所述方法的反应条件下反应R¹R²NH得到的二硫化四烷基秋兰姆具有下式：R¹R²NC(S)SSC(S)NR¹R²。

优选地，R¹和R²分别选自直链或支链，饱和或不饱和的C₂-C₂₄烷基。

根据本发明的方法，典型地在室温(即大约20℃)到90℃时操作，优选地在45℃到75℃，更优选地在50℃到70℃。出于经济和安全考虑，反应通常不能在低于室温或高于90℃时进行。

本发明的方法在有氧条件下操作。可以使用氧气或者含氧的气体比如空气。本发明的方法在加压条件下操作。典型地，在至少0.1×10⁵Pa(即0.1bar)，优选地在0.5×10⁵Pa到4×10⁵Pa，更优选地在1.5×10⁵Pa到3×10⁵Pa的氧压或局部氧压下来对本方法进行操作。正如期望的那样，反应速率随氧压的增大而加快。由于方法在加压条件下操作，反应典型地在装有压力指示器和温度计，可选的混合设备和/或蒸馏设备的高压釜中进行。

反应时间取决于工艺条件，在优选的反应温度和局部氧压条件下，其范围可从几分钟到几小时。关于反应程度(在实施例中对其进行了描述)，典型地，当氧流量降到低于1.0ml/min时，反应停止。

在本发明的方法中，可以只使用一种仲胺，也可以使用仲胺的混合物。优选地，R¹和R²相同。当只使用一种仲胺作为反应物时，得到在两个氮原子上带有同种取代基的二硫化四烷基秋兰姆。当使用对称取代的仲胺时，得到带有四个相同取代基的二硫化四烷基秋兰姆。当使用两种不同的仲胺作为反应物时，取决于工艺条件，例如胺的碱性和/或摩尔比不同，得到带有两个不同取代氮原子的二硫化四烷基秋兰姆。

典型的能在本方法中使用的脂族，脂环族，芳族，烷芳族和芳脂族仲胺的例子可以从US4,459,424中第3栏，35行到第4栏，36行中所列的仲胺中选择。