DE3918545A1

DE3918545A1 - Verfahren zur herstellung von trifluormethansulfensaeurechlorid

Info

Publication number: DE3918545A1
Application number: DE3918545A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr Bielefeldt; Rudolf Dr Braden; Albrecht Dr Marhold
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1990-12-13
Also published as: FR2648134A1; FR2648134B1; US5087747A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Trifluormethansulfensäurechlorid aus Bis-(trifluormethyl) -disulfan.

Trifluormethansulfensäurechlorid ist eine universell verwendbare Chemikalie, die beispielsweise für die Her stellung von organischen Zwischenprodukten eingesetzt wird (siehe Gmelin, Handbuch der anorganischen Chemie, Ergänzungswerk zur 8. Auflage, Band 9, Teil 1, Seite 165 (1973)).

Es ist bekannt (siehe J. C. S. (London) 1953, S. 3225), daß man aus Bis-(trifluormethyl)-disulfan und Chlor nach 10- bis 14-tägigem Bestrahlen mit UV-Licht Trifluorme thansulfensäurechlorid erhalten kann. Für eine Anwendung im technischen Maßstab sind so lange Reaktionszeiten prohibitiv. Es ist weiterhin bekannt (siehe DE-OS 37 41 309), daß man aus Bis-(trifluormethyl)-disulfan durch Umsetzung mit Chlor und Wasser, vorzugsweise in Gegenwart starker Säuren, Trifluormethansulfonsäurechlo rid erhält.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Trifluor methansulfensäurechlorid gefunden, das dadurch gekenn zeichnet ist, daß man Bis-(trifluormethyl)-disulfan in flüssiger Phase mit Chlor in Gegenwart einer starken Säure umsetzt.

Als starke Säure kommt beispielsweise in Frage: Schwe felsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Fluorsulfonsäure und Chlorsulfonsäure. Die starke Säure wird vorzugsweise in wasserfreier Form eingesetzt, geringe Mengen an Was ser können jedoch zugegen sein, beispielsweise in Schwe felsäure bis zu 10 Gew.-%, in Salpetersäure bis zu 5 Gew.-%, in Phosphorsäure bis zu 3 Gew.-% und in Fluor sulfonsäure und Chlorsulfonsäure bis zu 5 Gew.-%.

Das Chlor kann dem erfindungsgemäßen Verfahren in flüs siger oder gasförmiger Form zugesetzt werden. Stöchiome trisch werden zur Umsetzung von 1 Mol des Disulfans 1 Mol Chlor benötigt. Man setzt deshalb beispielsweise mindestens 0,8 Mol, vorzugsweise mindestens 1 Mol, Chlor pro Mol des Disulfans ein. Nach oben hin ist die Chlor menge nicht mehr kritisch. Man kann beispielsweise bis zu 10 Mol und mehr Chlor pro Mol des Disulfans einset zen.

Die starke Säure kann beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-Teilen Säure pro Gew.-Teil des Disulfans eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann man beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von -18 bis +120°C durchfüh ren. Bevorzugt sind Temperaturen im Bereich von 0 bis 80°C. Häufig ist es vorteilhaft, in geschlossenen Gefä ßen oder unter Druck (beispielsweise bis zu 100 bar) zu arbeiten, um ein Entweichen flüchtiger Bestandteile zu unterdrücken.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuier lich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Die Reaktionszeit kann beispielsweise 12 bis 48 Stunden be tragen.

Gegebenenfalls kann man das erfindungsgemäße Verfahren auch in Gegenwart eines Katalysators durchführen, bei spielsweise in Gegenwart eines Perfluoralkylsulfon säureamids.

Das nach der erfindungsgemäßen Umsetzung vorliegende Reaktionsgemisch kann beispielsweise aufgearbeitet werden, indem man gegebenenfalls zunächst noch vorhan denes Chlor abtrennt, z. B. durch Destillation oder Aus blasen mit Stickstoff, und dann destilliert.

Als Gefäßmaterialien zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens kommen beispielsweise Stahl, Hasteloy®, Glas, Teflon® und mit Blei oder Emaille ausgekleidete Gefäße in Frage.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es auf einfache Weise und in wesentlich kürze ren Reaktionszeiten als bisher die Herstellung von Tri fluormethansulfensäurechlorid gestattet. Dies ist ausge sprochen überraschend, denn gemäß dem Stand der Technik wurde eine Bestrahlung mit UV-Licht für erforderlich ge halten und beim Einsatz von starken wäßrigen Säuren ein anderes Reaktionsprodukt erhalten, nämlich Trifluor methansulfonsäurechlorid.

Beispiele Beispiel 1

404 g Bis-(trifluormethyl)-disulfan und 300 g wasser freie Schwefelsäure wurden in einem mit Teflon ausge kleideten Autoklaven vorgelegt und mit 5 bar Stickstoff beaufschlagt. Dann wurden zu dieser Lösung bei 40°C 100 ml flüssiges Chlor innerhalb von 2 Stunden zudosiert und das Reaktionsgemisch 48 Stunden bei 40°C nachge rührt. Die Reinigung des Reaktionsproduktes erfolgte durch Destillation. Dabei wurden 3,5 g Bis-(trifluor methyl) -disulfan zurückgewonnen und 482 g Trifluor methansulfensäurechlorid mit einem Siedepunkt von 0 bis 2°C bei Normaldruck isoliert.

Beispiel 2

404 g Bis-(trifluormethyl)-disulfan und 200 g wasser freie Trifluormethansulfonsäure wurden in einem mit Teflon ausgekleideten Autoklaven vorgelegt und mit 5 bar Stickstoff beaufschlagt. Zu dieser Lösung wurden bei 40°C 100 ml flüssiges Chlor innerhalb von 2 Stunden zudosiert und anschließend das Reaktionsgemisch bei 40°C 48 Stunden gerührt. Die Reinigung des Produktes erfolgte durch Destillation. Dabei wurden 48 g unumgesetztes Bis (trifluormethyl)-disulfon zurückgewonnen und 399 g Trifluormethansulfensäurechlorid mit einem Siedepunkt von 0 bis 2°C bei Normaldruck isoliert.

Beispiel 3

4040 g Bis-(trifluormethyl)-disulfan und 2000 g 96%ige Schwefelsäure wurden in einem 10 l Hasteloy Autoklaven vorgelegt und bei 18°C mit 5 bar Stickstoff beaufschlagt. Zu dieser Lösung wurden bei 40°C innerhalb von 2 Stunden 1000 ml flüssiges Chlor zugepumpt. Das Reaktionsgemisch wurde 12 Stunden bei 40°C und 14 bis 16 bar Druck nachgerührt und anschließend durch Destil lation gereinigt. Es wurden 4250 g Trifluormethan sulfensäurechlorid mit einem Siedepunkt von 0°C bei Normaldruck und 350 g nicht umgesetztes Bis-(trifluor methyl)-disulfan erhalten.

Beispiel 4 (zum Vergleich)

101 g Bis-(trifluormethyl)-disulfan und 200 ml 70%ige Schwefelsäure wurden in einem mit Teflon ausgekleideten Autoklaven vorgelegt. Zu dieser Lösung wurde im Tempera turbereich von 30 bis 40°C 20 g flüssiges Chlor zudo siert und das Reaktionsgemisch 8 Stunden nachgerührt. Nach der destillativen Aufarbeitung des Reaktionsge misches wurden erhalten:

83,7 Gew.-% unumgesetztes Bis-(trifluormethyl)-disul fan
14,0 Gew.-% Trifluormethansulfensäurechlorid und
2,3 Gew.-% Trifluormethylsulfonsäurechlorid.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Trifluormethansulfen säurechlorid, dadurch gekennzeichnet, daß man Bis (trifluormethyl)-disulfan in flüssiger Phase mit Chlor in Gegenwart einer starken Säure umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als starke Säure, Salpetersäure, Phosphor saure, Fluorsulfonsäure oder Chlorsulfonsäure ver wendet.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man mindestens 0,8 Mol Chlor pro Mol des Disulfans einsetzt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß man 0,1 bis 20 Gew.-Teile starke Säure pro Gew.-Teil des Disulfans einsetzt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei Temperaturen im Bereich -18 bis +120°C durchführt.