[发明专利]N-叔丁基双次磺酰亚胺的制备方法

说明书

本发明属于精细化工技术领域，具体地说是高纯度橡胶硫化促进剂(N-叔丁基双(2-苯骈噻唑)次磺酰亚胺)TBSI的制备方法。 

TBSI是美国孟山都公司于1991年向橡胶加工界推出的新型橡胶硫化促进剂，其结构式为： 

该品种促进剂使用时不会产生致癌的N-亚硝胺，而仲胺类促进剂如N-氧二乙撑基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(NOBS)、N，N-二环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(DZ)、N，N-二异丙基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(DIBS)，等在橡胶硫化过程中易产生N-亚硝胺，在国外已被禁止使用，理想的替代品则有伯胺类促进剂NS、TBSI、N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰亚胺(CBBS)，这些促进剂具有后效性好、安全、无毒的特点。但使用NS时一般和防焦剂CTP合用，增加了橡胶生产的成本，而TBSI则可单独使用。 

与制备TBSI相关的专利报道有以下几种： 

1.US 5286870报道：以促进剂M为原料，直接氧化，收率约65％；以促进剂DM、NS为原料，进行氧化反应，收率约72％。 

2.US 6180795报道：以NS、苯甲醛为原料，在溶剂正庚烷中反应，反应时需20小时，收率约68％。 

3.Brit 1288701报道：以NS、大量酸酐为原料，在100℃下反应，收率可达96％。 

4.US 2873277报道：先将DM在苯溶液中氯化，再加入叔丁胺反应，处理纯化得成品。 

5.EP 0574369报道：把NS加入到无水庚烷中打成浆状，于25～30℃之间通无水HCl气体，冷却到24～26℃过滤，用庚烷洗涤，干燥的浆料用水溶解后，离析出固体，过滤、洗涤、干燥得成品，纯度95.5％，收率91.4％。 

6.美国富莱克斯公司于1999年审请的专利US 6184385报道：将NS与无水正庚烷加入到树脂反应釜中，混合物在25～35℃下于1.25小时内通无水HCl气体，维持10～ 20分钟后，真空除去残余的HCl气体或加入苏打除去HCl气体。然后把混合物升温到50℃，加入水进行共沸蒸馏，45～50℃下过滤，并用50℃的水洗涤二次，产物于50℃下干燥至恒重。产品纯度大于90％，初熔点大于122℃，收率达94％。 

主反应方程式： 

主要副反应方程式： 

US 6184385介绍的方法是目前富莱克斯公司生产TBSI所采用的，优点是缩短了反应流程，提高了收率，缺点是产品纯度不高。 

7.CN200310104841.9介绍了NS与酸酐反应制备TBSI；CN200510044835.8介绍的制备TBSI的方法与US6184385介绍的方法基本相同，唯一不同点是NS的加入方法。 

文献未见以甲苯作溶剂加入HCl气体与NS反应制备TBSI的相关报道，未见用溶剂打浆的相关报道。 

发明内容：本发明的目的在于提供高纯度TBSI的一种制备方法。 

本发明用甲苯作溶剂加入HCl气体反应，反应液中和后分出有机相，蒸发回收套用甲苯溶剂，粗品加入乙醇打浆，过滤、干燥得成品。 

本发明是这样来实现的：把N—叔丁基—2—苯骈噻唑次磺酰亚胺(NS)溶解在甲苯里，通入无水的HCl气体，摩尔比NS：HCl＝1：0.5～0.55，在20～35℃反应生成TBSI；反应液中和后，分出有机相，蒸发浓缩有机相，再加入乙醇打成泥浆状，过滤、干燥得高纯度的产物TBSI。 

具体地说就是在反应器中加入甲苯和NS，甲苯中水占的重量百分比小于0.05，搅拌溶解后慢慢连续通入无水HCl气体，时间为55～80分钟，反应结束后加入2～5％NaOH溶液中和成pH值为7～8，分出有机相，蒸发浓缩有机相，待有机相基本蒸干时，加入乙醇打成泥浆状，过滤干燥后得高纯度的成品TBSI，有机溶剂可回收套用。因叔丁胺与水混溶，叔丁胺基本上都在水相中，常压下蒸馏水相，收集气温在43.5～44.5℃的馏份 得副产叔丁胺。 

本发明与现有专利相比有以下优点： 

1.所用反应溶剂是甲苯，能溶解NS，使反应体系开始时成均相。而脂肪烃类溶剂如正庚烷不能溶解NS。 

2.反应液用浓度为2～5％的NaOH中和，如果碱的浓度高，会使NS余量分解，增加杂质含量。US 6184385介绍的方法是用真空抽除余下的HCl或加入苏打中和；CN200510044835.8介绍的方法是加入3％的NaOH中和。