DE1191369B - Verfahren zur Herstellung von O, O-Dialkyl-thionophosphorsaeurechloriden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von O, O-Dialkyl-thionophosphorsaeurechloridenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. CL:
C07f
Deutsche Kl.: 12 ο - 23/03
Nummer. 1191 369
Aktenzeichen: K 50811IV b/12 ο
Anmeldetag: 13. September 1963
Auslegetag: 22. April 1965
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von O^-Dialkylthionophosphorsäurechloriden der
allgemeinen Formel
Verfahren zur Herstellung von O,O-Dialkylthionophosphorsäurechloriden
RO — P- OR
Cl
worin R einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Es ist bekannt, in einem Zweistufenverfahren O^-Diäthylthionophosphorsäurechlorid herzustellen,
wobei in einer ersten Verfahrensstufe Phosphorpentasulfid mit Äthanol gemäß der Gleichung
P2S5+ 4 C2H5OH
C2H5Ov
'C2H5O'
H2S I
zu Ο,Ο-Diäthyldithiophosphorsäure und Schwefelwasserstoff
umgesetzt wird, und in einer zweiten Verfahrensstufe die isolierte Ο,Ο-Diäthyldithiophosphorsäure
in einem geeigneten Lösungsmittel mit Chlorgas gemäß Gleichung II unter Bildung von
O,O - Diäthylthionophosphorsäurechlorid chloriert wird.
2 (C2H5O)2 — P(S)SH + 3 Cl2
> 2 (C2Hs)2PSCl + 2 HCl + S2Cl2 II
Das nach der bekannten Verfahrensweise hergestellte 0,0-Diäthylthionophosphorsäurechlorid wird
in einer maximalen Ausbeute von 70%, bezogen auf die in der ersten Verfahrensstufe entstandene Menge
an Ο,Ο-Diäthyldithiophosphorsäure, erhalten.
Vorerwähntes Verfahren besitzt verschiedene Nachteile, die darin bestehen, daß erstens der in der ersten
Verfahrensstufe als Nebenprodukt entstehende Schwefelwasserstoff durch Anwendung besonderer
Maßnahmen unschädlich gemacht werden muß, zweitens die Aufarbeitung des in der zweiten Verfahrensstufe
anfallenden Dischwefeldichlorids umständlich und aufwendig ist und drittens die ChIorierungsreaktion
gemäß Gleichung II stark exotherm und zuweilen explosionsartig verläuft, so daß stets
für eine gute Kühlung des Reaktionsgemisches gesorgt werden muß.
Die vorerwähnten Nachteile werden durch die Erfindung überwunden, indem eine Aufarbeitung
anfallender Nebenprodukte entfällt und auf eine Anmelder:
Knapsack-Griesheim Aktiengesellschaft,
Knapsack bei Köln
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Hermann Niermann, Brühl;
Dipl.-Chem. Dr. Joseph Cremer,
Hermülheim bei Köln;
Dipl.-Chem. Dr. Heinz Harnisch,
Lövenich bei Köln
besondere Kühlung des Reaktionsgemisches verzichtet werden kann. Außerdem erfolgt die Durchführung
des Verfahrens in einer Verfahrensstufe unter Verwendung von leicht zugänglichen Ausgangsprodukten.
Erfindungsgemäß läuft das Verfahren zur Herstellung von 0,0-Dialkylthionophosphorsäurechloriden
der allgemeinen Formel
RO-P —OR
Cl
worin R einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, vorwiegend nach folgender Reaktionsgleichung
P2S5 + 4 ROH + 3 Ck
> 2 (RO)2PSCl + 6 HCl + 3 S HI
ab und ist dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Suspension von Phosphorpentasulfid in einem inerten
Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen etwa O und etwa 1500C unter Zutropfen eines Alkohols mit 1
bis 6 Kohlenstoffatomen gleichzeitig einen Chlorstrom einleitet und nach beendeter Reaktion aus dem
Reaktionsgemisch das Ο,Ο-Dialkylthionophosphorsäurechlorid
durch Destillation gewinnt.
Bei Ermittlung der geeigneten Reaktionsbedingungen für das Verfahren der Erfindung wurde als
zweckmäßig erkannt, das als Ausgangsprodukt
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dienende Phosphorpentasulfid mit einem entsprechenden
Alkohol und Chlorgas in einem bestimmten Molverhältnis von 1 : 4 bis 4,4 : 2,8 bis 3,2 umzusetzen.
Hierbei kommt der vorbezeichneten Chlormenge von 2,8 bis 3,2 Mol pro Mol Phosphorpentasulfid
eine besondere Bedeutung zu, da außerhalb dieses Bereiches die Ausbeute an Ο,Ο-DiaIkylthionophosphorsäurechloriden
abfallt.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Ausbeute an Ο,Ο-DialkyIthionophosphorsäurechloriden von
der in der Zeiteinheit in die Phosphorpentasulfidsuspension zugegebenen Menge an Alkohol und
Chlor beeinflußt wird. Die besten Ausbeuten werden erzielt, wenn man das Chlorgas in dem Maße in die
Suspension einleitet, daß nach Zugabe der gesamten Alkoholmenge etwa die Hälfte der berechneten Chlormenge
zugeführt wurde. Die restliche Chlormenge wird im Anschluß daran ohne Unterbrechnung bei
gleichbleibender Einleitungsgeschwindigkeit in die Suspension eingebracht. Leitet man das Chlorgas entweder
nach Zugabe der gesamten Alkoholmenge in die Suspension ein oder gibt es ebenso schnell wie den
Alkohol zu, so werden die erzielten Ausbeuten geringer.
Schließlich wurde eine Temperaturabhängigkeit der erfindungsgemäßen Reaktion im Hinblick auf
die erzielbaren Ausbeuten erkannt, wobei in dem interessierenden Bereich von zwischen etwa 0 bis
etwa 1500C das Einhalten einer Reaktionstemperatur
von zwischen etwa 70 und 900C am vorteilhaftesten
ist.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung eines inerten Lösungsmittels zur Herstellung
der erforderlichen Suspension mit Phosphorpentasulfid. Als solches kommen z. B. Toluol,
Xylol, Tetrachlorkohlenstoff oder das als Verfahrensprodukt anfallendeC^O-Dialkylthionophosphorsäurechlorid
in Frage.
Als geeignete Alkohole zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens seien Methanol, Äthanol,
Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, Amylalkohol und Hexylalkohol genannt.
Die Durchführung des Verfahrens der Erfindung erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß man
Phosphorpentasulfid und das inerte Lösungsmittel in etwa gleichen Gewichtsmengen in ein geeignetes
Reaktionsgefäß einbringt und der durch Rühren gebildeten Suspension nach und nach einen entsprechenden
Alkohol und Chlorgas zuführt, wobei das Einleiten des Chlorgases in dem Maße erfolgt, s0
daß nach Zugabe der gesamten Alkoholmenge in die Suspension etwa die Hälfte der berechneten Chlormenge
zur Umsetzung gebracht wurde. Das Einleiten der restlichen Chlormenge erfolgt im Anschluß an
die Alkoholzugabe unter Beibehaltung der Ursprungliehen
Strömungsgeschwindigkeit. Die Reaktionstemperatur wird während der gesamten Reaktionszeit
durch schwaches Anheizen oder gegebenenfalls durch geringfügiges Kühlen auf beispielsweise 700C
gehalten. Nach beendeter Chlorzuführung wird aus dem Reaktionsgemisch zunächst das inerte Lösungsmittel
abgetrieben und anschließend das Ο,Ο-Dialkylthionophosphorsäurechlorid, vorzugsweise unter
vermindertem Druck, abdestilliert. Hierbei kann die Sumpftemperatur bis auf etwa 1500C ansteigen. Der
zurückbleibende flüssige Sumpf wird beim Abkühlen fest und besteht überwiegend aus elementarem
Schwefel.
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise bietet verschiedene charakteristische Vorzüge gegenüber den
bisher bekannten Verfahren: Einmal ist es möglich, die Verfahrensprodukte in einer Verfahrensstufe herzustellen,
wobei die erforderlichen Ausgangsprodukte leicht zugänglich sind. Außerdem verläuft die Umsetzung
des Phosphorpentasulfids mit Alkohol und Chlorgas schwach exotherm, so daß das Verfahren
ohne Kühlung und ohne Explosionsgefahr durchgeführt werden kann. Weiterhin kann auf eine
technisch aufwendige Aufarbeitung oder Vernichtung von Nebenprodukten verzichtet werden, indem der
als Destillationsrückstand anfallende Schwefel einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Schließlich
wird das hergestellte Dialkylthionophosphorsäurechlorid in einer Ausbeute von über 90%.
bezogen auf die als Zwischenprodukt entstehende Ο,Ο-Dialkyldithiophosphorsäure, erhalten und übertrifft
somit die Ausbeute der bekannten Verfahren beträchtlich.
1,11 kg Phosphorpentasulfid wurden in 1 1 Toluol,
das in einen 4-1-Vierhalskolben eingebracht wurde,
unter Rühren suspendiert und in die Suspension im Verlauf von 100 Minuten 1,285 Liter Äthanol sowie
532 g, das ist die Hälfte der erforderlichen Menge Chlorgas, eingeleitet. Nach beendeter Alkoholzugabe
wurden weitere 532 g Chlorgas mit dem inzwischen in Lösung gegangenen Phosphorpentasulfid umgesetzt.
Die Temperatur wurde während der gegesamten Reaktionszeit durch schwaches Erwärmen
oder gegebenenfalls durch geringfügiges Kühlen auf 700C eingestellt. Nach beendeter Chlorzugabe wurde
aus dem entstandenen Reaktionsgemisch das Toluol abgetrieben und anschließend im Vakuum bei 680C
und einem Druck von 8 mm Quecksilbersäule das Ο,Ο-Diäthylthionophosphorsäurechlorid abdestilliert.
Der verbleibende flüssige Destillationsrückstand wurde zunächst bis auf eine Sumpftemperatur von
1500C weitererhitzt und anschließend abgekühlt, wobei der aus überwiegend elementarem Schwefel
bestehende Rückstand erstarrte.
Es wurden 1360 g O.O-Diäthylthionophosphorsäurechlorid
mit einem Brechungsindex von nf — 1,4690 erhalten, was einer Ausbeute von 73%,
bezogen auf die verwendete Menge Phosphorpentasulfid, entspricht. Durch gaschromatographische
Analyse wurde für das Verfahrensprodukt ein Reinheitsgrad von 99,3% ermittelt.
Analog der Arbeitsweise im Beispiel 1 wurden 222 g Phosphorpentasulfid in einem 1-1-VierhalsrundkoIben
unter Rühren in 194 ml Toluol suspendiert und im Verlauf von 100 Minuten 178 ml Methanol zugetropft.
Während der Methanolzugabe wurden 107 g Chlorgas eingeleitet und anschließend in
weiteren 100 Minuten abermals 107 g Chlor zugeführt. Die Reaktionstemperatur betrug während der
Umsetzung etwa 70° C. Nachdem die erforderliche Menge Chlorgas eingeleitet war, wurde aus dem
Reaktionsgemisch das Toluol abgetrieben und anschließend unter einem Druck von 16 mm Quecksilbersäule
das Ο,Ο-Dimethylthionophosphorsäurechlorid bei einer Temperatur von 6I0C abdestilliert.
Es wurden 210 g Ο,Ο-Dimethylthionophosphorsäurechlorid,
entsprechend einer Ausbeute von 65%,
bezogen auf die verwendete Menge Phosphorpentasulfid,
erhalten. Das Verfahrensprodukt besaß einen Brechungsindex von ng = 1,4805.
Analog der Arbeitsweise im Beispiel 1 wurden 222 g Phosphorpentasulfid in einem l-l-Vierhalsrundkolben
unter Rühren in 194 ml Toluol suspendiert und im Verlauf von 100 Minuten 404 ml n-ButanoI
zugetropft. Während der Butanolzugabe wurden 107 g Chlorgas eingeleitet und anschließend in
weiteren 100 Minuten abermals 107 g Chlorgas zugeführt. Die Reaktionstemperatur betrug ungefähr
900C. Anschließend wurde aus dem Reaktionsgemisch das Toluol abgetrieben und danach das
0,0-Dibutylthionophosphorsäurechlorid bei einem Druck von 5 mm Quecksilbersäule und einer Siedetemperatur
von 107° C abdestilliert. Es wurden 293 g 0,0 - Dibutylthionophosphorsäurechlorid, entsprechend
einer Ausbeute von 60%, bezogen auf die verwendete Menge Phosphorpentasulfid, erhalten.
Das Verfahrensprodukt besaß einen Brechungsindex von n2D = 1,4670.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von O,O-DiaIkylthionophosphorsäurechloriden
der allgemeinen Formel
Il
RO — P — OR
Cl
worin R einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, durch Umsetzung von Phosphorpentasulfid
mit Alkoholen und Chlorierung des Reaktionsproduktes, dadurch gekennzeichnet,
daß man in eine Suspension von Phosphorpentasulfid in einem inerten Lösungsmittel
bei einer Temperatur zwischen etwa 0 und etwa 1500C unter Zutropfen eines Alkohols
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen gleichzeitig einen Chlorstrom einleitet und nach beendeter Reaktion
aus dem Reaktionsgemisch das Ο,Ο-Dialkylthionophosphorsäurechlorid
durch Destillation gewinnt.
ίο
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als inertes Lösungsmittel Toluol, Xylol, Tetrachlorkohlenstoff oder das als
Verfahrensprodukt anfallende Ο,Ο-Dialkylthionophosphorsäurechlorid
verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Phosphorpentasulfid
mit einem Alkohol und Chlorgas im Molverhältnis 1 : 4 bis 4,4 : 2,8 bis 3,2 umsetzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung
des Phosphorpentasulfids mit einem Alkohol und Chlorgas bei einer Temperatur von zwischen
etwa 70 und 90° C durchführt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man
das Chlorgas in dem Maße in die Suspension des Phosphorpentasulfids in einem inerten Lösungsmittel
einleitet, daß nach Zugabe der gesamten Alkoholmenge etwa die Hälfte der berechneten
Chlormenge der Suspension zugeführt wurde.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man
Phosphorpentasulfid und das inerte Lösungsmittel in etwa gleichen Gewichtsmengen verwendet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man
0,0-DiaIkylthionophosphorsäurechlorid aus dem
Reaktionsgemisch im Vakuum abdestilliert.
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| DE1191369B (de) * | 1963-09-13 | 1965-04-22 | Knapsack Ag | Verfahren zur Herstellung von O, O-Dialkyl-thionophosphorsaeurechloriden |
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1963
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1964
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- 1964-09-11 DK DK449964AA patent/DK114129B/da unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4078023A (en) * | 1975-08-28 | 1978-03-07 | Hoechst Aktiengesellschaft | Production of O,O-dialkylthionophosphoric acid chlorides |
Also Published As
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