DE1263755C2 - Verfahren zur herstellung von thiophosphorsaeure-o,o-dialkylesterchloriden - Google Patents
Verfahren zur herstellung von thiophosphorsaeure-o,o-dialkylesterchloridenInfo
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Description
P,SS + 4ROH
• 2'(RO)1P
SH
H1S
IO
in der R einen C1- bis Q-Alkylrest bedeutet, durch
Reaktion von Phosphorpentasulfid mit einem entsprechenden ..liphatischen Alkohol, Chlorierung
des Dithiophosphorsäure-O.O-dialkylesters bei
niedrigen Temperaturen, wobei ein Moiverhüitnis
von 1,25 bis 1,55: 1 einzuhalten ist, und Abtrennung des gebildeten Säurechlorids durch Destillation,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Chlorierungsgemisch mit Schwefelwasserstoff
behandelt.
25
Es ist bereits bekannt. Verbindungen der allgemeinen Formel
y
(RO)2P
Cl
nach einem Zweistufenverfahren herzustellen, das darin besteht, zunächst einen Dithiophosphorsäurc-Ο,Ο-dialkylester
gemäß der Gleichung
herzustellen und den Dithiophosphorsäure-O.O-dialkylester
zu chlorieren (USA.-Patentschrifl 26 92 893. deutsche Auslegeschrift 1191 369).
Gemäß einer Ausführungswcise arbeitet man hierbei mit äquimolaren Mengen an Reaktionskomponenten:
(RO)2PS-SH + Cl,- HCl + (RO)2PS-Cl 4 S
Die Reaktion erfolgt mit einer Ausbeute, die im allgemeinen unterhalb 75% der Theorie, bezogen auf
den Dithiophosphorsäure-O.O-dialkylester liegt. Das
Säurechlorid wird durch Destillation abgetrennt.
Die Nebenprodukte liegen im allgemeinen vermischt mit Schwefel in Form eines teerigen, übelriechenden
Destillationsrückstands vor.
Gemäß einer anderen Arbeitsweise führt man die
folgende Reaktion durch:
2(RO)2PS-SH + 3Cl2
2(RO)2PS-SH + 3Cl2
->2HC1 + 2(ROhPS--Cl + S1CI,
- -
Die Reaktion erfolgt mit besserer Ausbeute, jedoch ist die Entfernung des Dischwefeldichlorids problematisch.
Eine Destillation der Reaktionsmasse erniedrigt die Ausbeute, da Dischwefeldichlorid in der Wärme
mit dem Säürechlond reagiert; die Hydrolyse des Dischwefeldichlorids
durch Zugabe von Wasser führt zu einem gummiartigen Niederschlag, in welchem der
Schwefel in einer plastischen Form verteilt ist, was die Isolierung des Säurechlorids erheblich stört; die
Zerstörung des Dischwefeldichlorids durch ein Sulfit (deutsche" Patentschrift 9 51718) ermöglicht, gute
Ausbeuten zu erzielen, doch erfordert dies die Verwendung großer Reagensmengen. Außerdem treten
hierbei als Nebenprodukte Bisulfite, Thiosulfate und Polythionate auf, tieren Beseitigung Schwierigkeiten
bereitet. Man verliert so den durch die Erhöhung der Ausbeute erzielten Vorteil.
Aus Houben — Weyl, Methoden der organischen Chemie, XIi, 2 (1964), S. 613, ist bekannt.
daß bei der Chlorierung von Dithiophosphorsäure-O,O-diestern
im Molverhältnis 1,5:1 im wesentlichen als Nebenprodukt Dischwefeldichlorid entsteht:
dieses Verfahren weist jedoch technische Nachteile auf.
Es ist auch bekannt, das Säurechlorid direkt durch uleichzeitiges Zusammenbringen der folgenden drei
Reagenzien gemäß dem folgenden Schema herzustellen:
P2S5 + 4ROH + 3Cl2
P2S5 + 4ROH + 3Cl2
— 2(RO)2PS-Ci+4HCI + 3S
Dieses Verfahren ist zwar einfacher durchzuführen, doch sind die Ausbeuten ziemlich gering: sie liegen in
der Größenordnung von 60 bis 73%. bezogen auf Phosphor (V) - sulfid (deutsche Auslegeschrift
1191369).
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäure-O.O-dialkylesterchloriden
der allgemeinen Formel
40 (RO),P
Cl
in der R jeweils einen C1- bis C„-AIkylrest bedeutet,
durch Reaktion von Phosphorpentasulfid mit einem entsprechenden aliphatischen Alkohol, Chlorierung
des Dithiophosphorsäurc-O.O-dialkylesters bei niedrigen
Temperaturen, wobei ein Molverhältnis von 1,25 bis 1.55: 1 einzuhalten ist, und Abtrennung des
gebildeten Säurechlorids durch Destillation, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Chlorierungsgemisch mit Schwefelwasserstoff behandelt. Man erhält
unter diesen Bedingungen einen Niederschlag von Schwefel mit einem Minimum an Nebenprodukten.
Es genügt, die Masse im Vakuum zu destillieren und das Destillat mit Wasser zu waschen, um das
Säurechlorid sowohl in hoher Ausbeute als auch mit hohem Reinheitsgrad zu erhalten. Man führt die
Reaktionen im allgemeinen in einem Lösungsmittel durch.
Beispiele für brauchbare Lösungsmittel sind die aromatischen Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Benzol,
Toluol, Xylole) und die halogenieren Lösungsmittel (beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff).
Die Chlorierung wird in der Kälte, im allgemeinen zwischen —5 und +30 C. vorzugsweise zwischen O
und 10 C, durchgeführt. Der Mengenanteil an Chlor.
der die besten Ergebnisse liefert, entspricht nicht genau einem der Reaktionsschemas. Man erhält die
besten Ergebnisse bei Umsetzung von 1,25 bis 1,55
und insbesondere 1,30 bis 1,45 Mol Chlor je Mol Dithiophosphorsäure-0,0-dialkylester.
Diese Mengenanteile entsprechen der Bildung von einer kleinen Menge freien Schwefels ab dieser Stufe, die nicht
stört, und einem geringen Verbrauch an Chlor.
Die Reaktion des Schwefelwasserstoffs mit Dischwefelchlorid
H2S+ S2Cl2 ->
2HCl + 3 S
erfolgt bei mäßiger Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 30 und 40 C, und im
allgemeinen in Abwesenheit von Feuchtigkeit.
Nach Zersetzung des Dischwefelchlorids ergibt eine einfache Destillation im Vakuum einerseits das
Säurechlorid, gelöst in seinem Lösungsmittel, mit ein wenig Verunreinigungen, und andererseits einen
festen Rückstand, der im wesentlichen aus Schwefel besteht.
Durch Waschen des Destillats mit wäßriger alkalischer Lösung und anschließendes Trocknen erhält
man eine reine Lösung des Säurechlorids in seinem Lösungsmittel, das direkt weiter verarbeitbar ist.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
In einen mit Rührer, Heizung, Rückflußkühlcr und
Tropftrichter ausgestatteten 10-1 - Dreihalskolben bringt man 2,761 Xylol und 2,5 kg P2S5 ein. Man erwärmt
die Masse auf 90 C und läßt dann innerhalb von 2 Stunden 2,02 kg wasserfreies Äthanol einfließen,
wobei man die Masse auf 90C hält. Es entwickelt sich Schwefelwasserstoff.
Anschließend hält man die Masse unter einem schwachen Stickstoffstrom 3 Stunden bei 90 C, laßt
sie dann abkühlen und filtriert.
Man erhält 6,820 kg einer Lösung, die nach einer acidimetrischen Titration 4,092 kg Dithiophosphorsäure-O,O-diäthylester
enthält.
In einen Kolben mit einem Fassungsvermögen von 10 1 bringt man unter Kühlen die zuvor erhaltene
Xylollösung und 44 g Phosphortrichlorid ein. Sobald die Temperatur ungefähr 00C beträgt, leitet man in
den Kolben einen Chlorstrom in einer Menge von 360 g/h ein. Das zugeführte Chlorgas wird mit dem
durch die Reaktion gebildeten und im Kreislauf geführten Chlorwasserstoff verdünnt.
Während der gesamten Chlorierung wird die Temperatur
zwischen 0 und 2 C gehalten.
Wenn 2,187 kg Chlor absorbiert sind, überführt man die Reaktionslösung in einen 10-l-Dreihalskolben.
Dieser Kolben und al'e mit ihm in Verbindung stehenden Teile wurden zuvor mit Schwefelwasserstoff
gefüllt. Man bringt die P.eaktionslösung auf 35 C und führt Schwefelwasserstoffgas ein.
Der gebildete Chlorwasserstoff führt bei seiner Entwicklung einen beträchtlichen Mengenanteil H2S
mit sich. Das Gemisch der beiden Gase wird durch eine Kolonne geleitet, die mit siedendem Wasser gespeist
wird, das den Chlorwasserstoff selektiv absorbiert.
Der den Absorber verlassende feuchte Schwefelwasserstoff wird in einer Gegenstromkolonne mit
Hilfe einer gesättigten Calciumbromidlösung getrocknet und in die Reaktionsmasse zurückgeführt.
Die Absorption von Schwefelwasserstoff hört auf,
nachdem eine Menge Schwefelwasserstoff verbraucht ist, die praktisch der durch die Synthese des Dithiophosphorsäure-O,O-diäthylesters
erzeugten Menge äquivalent ist.
Man spült mit Stickstoff nach und destilliert die Reaktionsmasse dann unter 4 mm Hg bis zu einer
Rückstandstemperatur von 150 C.
Man erhält so einen Destillationsrückstand, der 1,385 kg wiegt und im wesentlichen aus Schwefel besteht,
und 6,380 kg Destillat.
Dieses Destillat wird 10 Minuten mit 3,5 1 Wasser.
das 220 g Na2CO3 enthält, durchgeschüttelt. Man
trennt die organische Schicht ab und trocknet sie über Natriumsulfat. Man erhält 6,1 kg einer Lösung.
die 3,950 kg Thiophosphorsäure-CXO-diäühylesterchlorid
und praktisch keine Verunreinigungen enthält.
Die Ausbeute beträgt somit 95,3%, bezogen auf eingesetzten Dithiophosphorsäure-O.O-diäthylester,
und 91,5%. bezogen auf eingesetztes P2S5.
Man arbeitet wie im Beispiel 1 und setzt so 2,5 kg P2S5 mit 1,4 kg Methanol in 2,65 1 Xylol um. Man erhält
5,575 kg Lösung, die nach ihrer acidimetrischen Titration 3,275 kg Dithiophosphorsäure-O.O-dimethylester
enthält.
Die erhaltene Reaktionsmasse wird mit 2,08 kg Chlor unter den gleichen Bedingungen wie im vorhergehenden
Beispiel behandelt.
Anschließend wird sie wie im Beispiel I mit dem Schwefelwasserstoff behandelt. In einer Stunde wird
praktisch die zu der Zusetzung des gebildeten Schwefelmonochlorids notwendige H2S-Menge absorbiert.
Nach Destillation und Waschen mit wäßriger
v> Alkalicarbonatlösung fallen 5,47 kg einer Lösung an,
die 3.07kg Thiophosphorsäurc-O.O-dimethylesterchlorid
und praktisch keine Verunreinigungen enthalten. Die Ausbeute beträgt somit 92,3%, bezogen
auf die titrierte Dithiophosphorsäure-O.O-dimethylester,
und 85.1%. bezogen auf eingesetztes P2S5.
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- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäure-O,O-dialkylesterch!oriden der allgemeinen Formel(RO),Cl
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