KR810000912B1 - Process for the preparation of pure dialkyl phosphorochloridothionate - Google Patents

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KR810000912B1
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grams
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KR7803006A
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버어톤 머어비스 스탠리
미카엘 본 레에만 토마스
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로이드 엘. 마혼
스타우퍼 케미칼 캄파니
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/06Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/16Esters of thiophosphoric acids or thiophosphorous acids
    • C07F9/165Esters of thiophosphoric acids
    • C07F9/20Esters of thiophosphoric acids containing P-halide groups

Abstract

Title compds. (I; R1,R2 = C1-12 alkyl-substituted group), useful intermediates for insecticide, plasticizer, rubbercuring agent, flame retardant, etc., were prepd. as follows. Bis(phosphorotioic)sulfide(II) or pirmary thioic acid(III; M1 = H, NH3, alkali earth metal, alkali metal) were chlorinated with chlorinating agent to give crude thionate compds., which were distilled and reacted with secondary thioic acid(IV; M2 = H, NH3, alkali earth metal, alkali metal) to give half-pure thionate compds. The obtained thionates were contacted with H2O to form org. and water phase compds. and then the org. phase was eliminated by distillation.

Description

순수한 디알킬 포스포로클로리도티오네이트의 제조법Preparation of pure dialkyl phosphorochloridothionate

본 발명은 실제로 순수한 포스포로클로리도티오네이트(여기에서 앞으로는 "티오네이트"라 함)를 높은 수득량으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention actually relates to a process for producing pure phosphorochloridothionate (hereafter referred to herein as "thiionate") in high yields.

본 발명 방법에 의해 만들어지는 티오네이트는 다음의 일반적인 구조식을 갖는다.The thionate made by the method of the present invention has the following general structural formula.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

여기에서, R1과 R2는 각각 탄소원자 1-12개를 갖는 알킬치환체이다.Wherein R 1 and R 2 are each alkyl substituents having 1-12 carbon atoms.

티오네이트는 살충제, 부유제, 가소제, 윤활유부가제, 고무경화물질, 불꽃지연제와 그밖의 많은 유용한 화학용품 제조시의 귀중한 중간생성물이다.Thionates are valuable intermediates in the manufacture of pesticides, suspending agents, plasticizers, lubricant additives, rubber hardeners, flame retardants and many other useful chemicals.

여러가지의 방법들이 앞서 말한 티오네이트의 제조와 정제에 사용되어져 왔는데 예를 들면,Several methods have been used for the preparation and purification of thionates described above.

(1) 소스토크(Sorstokke)의 미국특허 제3,897,523호(1) US Patent No. 3,897,523 to Sorstokke

(2) 백(Beck) 등의 미국특허 제3,794,703호(2) US Pat. No. 3,794,703 to Beck et al.

(3) 앵글라렛(Anglaret)의 미국특허 제3,502,750호(3) United States Patent No. 3,502,750 to Anglaret

(4) 니르만(Niermann) 등의 미국특허 제3,356,774호(4) U.S. Patent No. 3,356,774 to Niermann et al.

(5) 디바인(Divine)의 미국특허 제3,098,866호(5) US Patent No. 3,098,866 to Divine

(6) 취프(Chupp) 등의 미국특허 제3,089,800호(6) US Pat. No. 3,089,800 to Chupp et al.

(7) 보겔(Vogel) 등의 미국특허 제2,900,406호(7) US Patent No. 2,900,406 to Vogel et al.

(8) 토이(Toy) 등의 미국특허 제2,715,136호(8) US Pat. No. 2,715,136 to Toy et al.

(9) 헤켄블라이크너(Hechenbleikner)의 미국특허 제2,692,893호(9) US Patent No. 2,692,893 to Hechenbleikner

(10) 헤켄블라이크너(Hechenbleikner)의 미국특허 제2,482,063호(10) US Patent No. 2,482,063 to Hechenbleikner

(11) 헤켄블라이크너(Hechenbleikner)의 영국특허 제646,188호(11) Hechenbleikner, British Patent No. 646,188

(12) 허클즈회사(Hercules, Inc)의 영국특허 제1,289,396호(12) British Patent No. 1,289,396 to Hercules, Inc.

(13) 크납삭회사(Knapsack, Ag)의 독일특허 제1,801,432호(13) German Patent No. 1,801,432 to Knapsack, Ag

들이 바로 그것이다.That is it.

위에 언급한 모든 참고문헌을 참고로 여기에 엮어 넣었다.All references mentioned above are incorporated here by reference.

일반적으로 여러가지 판매용의 티오네이트들은 초기반응물을 염소화제로 염소화시켜 얻어지는데 반응물에는 m이 정수(특히 2)일 때 일반 구조식이In general, various commercial thionates are obtained by chlorination of the initial reactant with a chlorinating agent, which has a general structural formula when m is an integer (particularly 2).

Figure kpo00002
Figure kpo00002

인 비스(포스포로티오익) 술파이드 또는 M이 수소, 암모늄, 알칼리토금속이나 알칼리금속일 때 일반구조식General formula when the phosphorus bis (phosphothioic) sulfide or M is hydrogen, ammonium, alkaline earth metal or alkali metal

Figure kpo00003
Figure kpo00003

을 갖는 티오산이나 그것의 염인 화합물중 최소한 하나의 화합물이 포함되어야 한다.At least one of the compounds having thio acids or salts thereof should be included.

염소화 단계에서는 티오네이트와 불순물을 포함하는 조(粗) 티오네이트 반응혼합물이 만들어지는데 그 조반응혼합물은 보통 정제된다. 사용되는 염소화제에는 염소, 이염화항, 일염화항, 염화술푸릴과 오염화인이 포함된다.In the chlorination step, a crude thionate reaction mixture is formed comprising thionate and impurities, which is usually purified. Chlorinating agents used include chlorine, dichloride, monochloride, sulfuryl chloride and phosphorus pentachloride.

비스(포스포로티오익) 술파이드를 염소화시켜 티오네이트를 제조하는 방법은 예를 들어 앞에 언급한 헤켄블라이크너의 미국특허 제2,482,063호에 더 자세히 설명되어 있다.The process for the preparation of thionates by chlorination of bis (phosphothioic) sulfides is described, for example, in more detail in previously mentioned US Pat. No. 2,482,063 to Hekenblickner.

티오산이나 그것의 염을 염소화시켜 티오네이트를 제조하는 방법은 앞에 언급한 헤켄블라이크너의 미국특허 제2,692,893호와 영국특허 제646,188호에 더 자세히 설명되어 있다.Methods for preparing thionates by chlorinating thioacids or salts thereof are described in more detail in previously mentioned US Pat. Nos. 2,692,893 and UK 646,188.

앞에 지적한 바와 같이 앞에 언급한 제법에서는 부산물인 불순물이 생성되어진다. 티오네이트를 제조하는데 사용되어진 제법의 설명에서 부산물인 불순물은 M이 앞에 정의된 것과 같고 X가

Figure kpo00004
인 그룹일 때 다음과 같다.As noted earlier, the above-mentioned manufacturing process produces by-product impurities. Impurities that are by-products in the description of the recipe used to prepare the thionate are as defined above for M and X is
Figure kpo00004
When the group is as follows.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

예를 들어서, (K) 반응의 전형적인 형태에서 비스(0,0-디에틸 포르포로티오익) 디술파이드는 다음과 같이 염소와 반응하여 0,0-디에틸클로로티오포스페이트를 생성한다.For example, in a typical form of the (K) reaction, bis (0,0-diethyl phosphorothioic) disulfide reacts with chlorine to produce 0,0-diethylchlorothiophosphate as follows.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

이 반응에서는 부산물인 불순물로 일염화황이 생성된다.In this reaction, sulfur monochloride is produced as a byproduct of impurities.

(1) 반응의 전형적인 형태에서는 0,0-디에틸디티오포스포스포르산은 다음과 같이 염소와 반응하여 0,0-디에틸클로로티오포스페이트를 생성한다.(1) In a typical form of the reaction, 0,0-diethyldithiophosphoric acid reacts with chlorine to produce 0,0-diethylchlorothiophosphate as follows.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

이 반응은 부산물인 불순물로 일염화황과 염산이 생성된다. 만일 티오네이트가 이(2)단계 반응에서 생성되어진다면 추가의 불순물이 생길 수 있다.This reaction produces sulfur monochloride and hydrochloric acid as byproducts. If thionate is produced in a two-stage reaction, additional impurities may be produced.

대표적인 이 단계반응은 알코올을 황화인 화합물과 반응시켜 조티오산물질을 생성하는 것을 포함한다.Representative two-step reactions include reacting an alcohol with a phosphorus sulfide compound to produce a crude thioacid.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

여기에서, 예를 들어 R은 탄소원자 1-12개를 갖는 알킬치환체이다. 조티오산 반응혼합물은 정제하기가 어렵다. 그것은 원티오네이트 반응혼합물을 생성하기 위해 직접 염소화시키는 초기반응물로서 일반적으로 사용된다.Here, for example, R is an alkyl substituent having 1-12 carbon atoms. Crude acid reaction mixtures are difficult to purify. It is commonly used as an initial reactant to direct chlorination to produce a wonthionate reaction mixture.

이러한 이단계 반응으로부터 만들어진 조티오네이트 반응혼합물은 염소화 단계에서 생성된 부산물인 불순물을 가질뿐만 아니라 또한 그 속에 황화수소, 반응하지 않은 알코올, 또는 그것으로부터 염소화된 생성물을 포함하기도 한다. 이리하여 앞에서 보여진 것과 같이 조티오네이트 반응혼합물은 그 속에 MCl, S2Cl2, S, SO2, (X)2S2, 알코올과 반응하지 않은 H2S, H2S의 염소화된 생성물, 그리고 티오네이트가 반드시 분리되어져야 하는 반응하지 않은 알코올, 반응하지 않은 XSM, 그리고 반응하지 않은 염소화제와 같은 부산물인 불순물의 많은 양을 포함하기도 한다. 조티오네이트 반응혼합물에서 불순물의 실제적 부분은 보통 일염화황이다.The crude zionate reaction mixture made from this two-step reaction not only has impurities, which are by-products produced in the chlorination step, but also contains hydrogen sulfide, unreacted alcohol, or chlorinated products therefrom. Thus, as shown above, the zionionate reaction mixture contains MCl, S 2 Cl 2 , S, SO 2 , (X) 2 S 2 , the chlorinated product of H 2 S, H 2 S that did not react with alcohol, It may also contain a large amount of impurities, such as by-products such as unreacted alcohol, unreacted XSM, and unreacted chlorinating agent, which must be separated. The actual part of the impurity in the joionate reaction mixture is usually sulfur monochloride.

또한, 반응의 조건과 반응물 즉 염소화된 비스(포스포로티오익) 술파이드나 티오산 또는 그것의 염의 순도뿐만 아니라 염소화제의 형태난 양에 기인하는 양을 변화시켜 형성되는 부반응 불순물이 많이 생기는데 그것은 원티오네이트 반응혼합물을 한층 더 불순하게 하는 것이다.In addition, there are many side reaction impurities formed by varying the conditions of the reaction and the reactants, i.e. the chlorinated bis (phosphothioic) sulfides or thio acids or salts thereof, as well as the amount due to the form of the chlorinating agent. It makes the wonthionate reaction mixture even more impure.

예를 들어서 조티오네이트 반응혼합물은 n이 0이나 1이고, R이 R1이나 R2일때 다음 구조식을 충족시키는 부반응불순물로 더욱더 불순해질 수도 있다.For example, the zionionate reaction mixture may become even more impure with side reaction impurities that satisfy the following structural formula when n is 0 or 1 and R is R 1 or R 2 .

Figure kpo00009
Figure kpo00009

예를 들어, 이러한 부반응 불순물은 잔여원자가 R1과 R2또는 둘중의 하나에 의해 채워질 때For example, these side reaction impurities may be filled when the remaining atoms are filled by R 1 and R 2 or one of them.

Figure kpo00010
Figure kpo00010

를 갖는 화합물을 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.It may include one or more compounds having a.

조티오네이트 반응혼합물의 질을 향상시킬 필요성은 같은 것을 사용한 다음의 반응과 그것으로부터 유도된 생성물에서 쉽게 명백해진다.The need to improve the quality of the zionate reaction mixture is readily apparent in the following reactions using the same and the products derived therefrom.

실제로 순수한 티오네이트가 사용되지 않는 한 유도체를 제조하는데 사용된 방법의 효과는 실제로 저하된다. 예를 들어, 염소화과정으로부터 실제량에서 얻어질 수 있는 불순물은Indeed, unless pure thionate is used, the effectiveness of the method used to prepare the derivatives is in fact reduced. For example, impurities that can be obtained in actual amounts from chlorination

Figure kpo00011
Figure kpo00011

(여기에서 잔여원자가는 R1이나 R2로 채워진다.)(The remaining atoms are filled with R 1 or R 2 here.)

원하는 티오네이트 보다 2배나 많은 활성그룹(즉 염소치환체)를 포함한다. 또한, 이 불순물은 상응하는 티오네이트 유도체의 바람직한 성질을 갖지 못하는 생성물과 반응하는

Figure kpo00012
그룹을 포함한다.It contains twice as many active groups (ie chlorine substituents) as desired thionates. In addition, these impurities react with products that do not have the desired properties of the corresponding thionate derivatives.
Figure kpo00012
Include a group.

더 순수한 티오네이트 생성물을 만들기 위해 조티오네이트 반응혼합물에서 불순물을 제거하기 위한 많은 시도들이 행해졌는데, 예를 들면 다음과 같다.Many attempts have been made to remove impurities from the jothionate reaction mixture to produce purer thionate products, for example:

[용매 추출 방법][Solvent extraction method]

유기용매와 함께 조티오네이트 반응혼합물의 추출은 불순물을 제거하려고 이용되어 왔다. 본 발명은 티오네이트와 그와 관련된 불순물의 유사한 용해도 성질에 기인하여 상업적인 견지에는 만족치 못하다. 이러한 기술에 의한 불순물로부터 원하는 티오네이트 생성물의 만족스러운 분리는 티오네이트의 유실을 초래하는 여러가지 추출을 필요로 한다.Extraction of the jothionate reaction mixture with an organic solvent has been used to remove impurities. The present invention is unsatisfactory for commercial reasons due to the similar solubility properties of thionate and related impurities. Satisfactory separation of the desired thionate product from impurities by this technique requires various extractions resulting in loss of thionate.

[물 접촉/가수분해][Water contact / hydrolysis]

조티오네이트 반응혼합물이나 증류된 조티오네이트 반응혼합물로부터 일염화황의 분리는 물가수분해에 의해 달성될 수 있다. 가수분해는 조티오네이트 반응혼합물을 물과 함께 천천히 섞음으로써 수행되어질 수 있다. 일염화황은 수용성산-즉 염산이나 티오황산-그리고 다른 생성물로 가수분해되어진다.Separation of sulfur monochloride from either the crude zionate reaction mixture or the distilled crude zionate reaction mixture can be accomplished by hydrolysis. Hydrolysis can be carried out by slowly mixing the zionate reaction mixture with water. Sulfur monochloride is hydrolyzed to aqueous acids-hydrochloric or thiosulfate-and other products.

그러나 티오네이트 반응혼합물에서 일염화황의 가수분해는 유리된 황을 생성한다. 그 황은 결정체, 클로이드입자, 또는 시럽의 플라스틱의 반고체의 많은 형태를 가질 수 있다. 특히, 상업적인 공정에서는 그러한 물질은 티오네이트를 포함하는 유기층의 분리와 회수에 상당한 어려움을 야기시킨다.However, hydrolysis of sulfur monochloride in the thionate reaction mixture produces free sulfur. The sulfur may have many forms of crystals, clad particles, or semisolid plastics of syrup. In particular, in commercial processes such materials create significant difficulties in the separation and recovery of organic layers comprising thionate.

또한 물접촉/가수분해 방법은 모든 일염화황을 포함한 모든 불순물을 실제로 제거하지 못한다.In addition, the water contact / hydrolysis method does not actually remove all impurities, including all sulfur monochloride.

[증류][distillation]

인을 포함해서 황이 아닌 것들을 포함한 불순물의 제거는 분별증류로 시도되어 왔다. 이러한 방법은 불순물과 티오네이트의 끓는 점이 대단히 접근되어 있어서 상업적인 면에서는 만족스럽지 못하다. 증류에 의해서 불순물로부터 티오네이트를 충분히 분리하는 것은 여러번 계속하지 않는한 불가능하다. 티오네이트의 수율은 고온에서 증류하면 티오네이트와 일염화황이 반응하기 때문에 줄어들 수 있다. 또한, 온도를 올려가며 증류하면 다른 부반응이 일어날 수 있는데 이것은 증류장치를 더럽히는 황의 형성을 초래하게 된다.Removal of impurities, including phosphorus and non-sulfur, has been attempted by fractional distillation. This method is unsatisfactory commercially because the boiling point of impurities and thionate is very close. Full separation of thionate from impurities by distillation is impossible unless continued several times. The yield of thionate can be reduced because the reaction of thionate and sulfur monochloride when distilled at high temperature. In addition, distillation at elevated temperatures can cause other side reactions, which can lead to the formation of sulfur that contaminates the distillation apparatus.

[티오산 처리방법][Tioic acid treatment method]

조티오네이트 반응혼합물을 정제하기 위한 다른 방법은 디알킬 포스포로 디티오산을 조티오네이트 반응 혼합물과 한데 섞고 반응시켜서 부가의 티오네이트를 형성하도록 얼마의 불순물과 반응하게 하는 것이다.Another method for purifying the jothionate reaction mixture is to mix and react the dialkyl phosphoric dithio acid with the jothionate reaction mixture to react with some impurities to form additional thionate.

이러한 방법은 반응물이 티오산과 반응하지 않은 불순물의 실제량을 포함하기 때문에 완전히 만족스럽지는 못하다. 또한, 티오산의 전체량에 근거한 티오네이트의 수율은 적게 된다. 왜냐하면 티오네이트로 변환하지 않은 티오산이 회수되지 않기 때문이다. 본 처리방법은 앞에 언급된 백(Beck)의 문헌에 자세하게 설명되어 있다.This method is not completely satisfactory because the reactants contain the actual amount of impurities that do not react with the thio acid. Moreover, the yield of thionate based on the total amount of thio acid becomes small. This is because thio acid which is not converted to thionate is not recovered. This treatment is described in detail in the above-mentioned Beck literature.

조티오네이트 반응혼합물을 처리하는 앞에 언급한 방법과 그것의 알려진 콤비네이숀의 어떤것도 실제로 순수한 티오네이트의 높은 수율을 생성하는데는 완전히 만족스럽지 못하다.None of the aforementioned methods of treating the zionate reaction mixture and its known combinations are actually completely satisfactory for producing high yields of pure thionate.

그러므로 실제로 순수한 티오네이트의 높은 수율을 얻기 위한 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적인 것이다. 본 발명에서의 또 다른 목적과 이점은 다음의 발표로부터 이 기술면에서 숙련된 사람에게는 명백해질 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a process for obtaining high yields of pure thionate in practice. Still other objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following publication.

본원 방법은 (1) 하기 구조식(II)의 비스(포스포로티오익) 술파이드 및 구조식( III)의 1차 티오산 또는 그 염으로 구성되는 그루우프에서 선택된 최소한 1개의 화합물을 함유하는 시초의 반응조성물을 염소화제로 염소화 함에 의하여 티오네이트 및 불순물을 함유하는 조(粗) 티오네이트 반응혼합물을 생성하고, (2) 상기의 조티오네이트 반응혼합물을 증류하여 티오네이트 및 적은 양의 불순물을 함유하는 시초의 티오네이트 유출액을 생성하며, (3) 하기 구조식(IV)의 2차 티오산 또는 그 염을 시초의 티오네이트 유출액과 혼합 및 반응시킴에 의하여 반(半) 순수한 티오네이트 반응혼합물을 생성하고, (4) 반순수한 티오네이트 반응혼합물을 물과 접촉시킴으로써 유기상 및 수상을 형성하며, (5) 유기상을 증류함에 의하여 실질적으로 순수한 티오네이트의 최종 티오네이트 유출액을 생성하는 5단계의 공정으로 이루어지는 하기 구조식(I)을 가진 다알킬 포스포로클로리도티오네이트의 제조법에 관한 것이다.The process of the present invention comprises (1) an initial composition containing at least one compound selected from the group consisting of bis (phosphothioic) sulfide of formula (II) and primary thio acid or salt thereof of formula (III) Chlorination of the reaction composition with a chlorinating agent produces a crude thionate reaction mixture containing thionate and impurities, and (2) distillation of the crude thionate reaction mixture to contain thionate and a small amount of impurities. Produces an initial thionate effluent, and (3) produces a semi-pure thionate reaction mixture by mixing and reacting a secondary thio acid or a salt thereof with the initial thionate effluent. (4) contacting the semi-pure thionate reaction mixture with water to form an organic phase and an aqueous phase, and (5) distilling the organic phase to obtain the most substantially pure thionate. The thio-alkyl phosphorothioate claw with the carbonate to made by the process of step 5, the structural formula (I) to produce a distillate Lido relates to a process of the thiocyanate.

Figure kpo00013
Figure kpo00013

식중, R1및 R2는 각각 탄소원자 1개에서 12개 까지를 갖는 알킬치환제이다.Wherein R 1 and R 2 are each alkyl substituents having from 1 to 12 carbon atoms.

Figure kpo00014
Figure kpo00014

Figure kpo00015
Figure kpo00015

식중, M1이 수소, 암모늄, 알칼리토금속, 알칼리금속으로 이루어진 그룹중에서 선택된다.Wherein M 1 is selected from the group consisting of hydrogen, ammonium, alkaline earth metals and alkali metals.

Figure kpo00016
Figure kpo00016

식중, M2는 수소, 암모늄, 알칼리토금속 그리고 알칼리금속으로 이루어진 그룹에서 선택된다.Wherein M 2 is selected from the group consisting of hydrogen, ammonium, alkaline earth metals and alkali metals.

본 공정에서는 뜻밖에도 (4)의 접촉단계 동안에 황의 침전이 생기지 않는다. 오히려 본 공정은 한층 더 나아가서 잔재유분을 초기 반응물질의 전부나 일부로 사용하고자 재순환 시키고 최소한 1)단계와 2)단계 즉 초기반응물질을 염소화시키고 그것으로부터 생성된 조반응혼합물을 증류시키는 단계를 반복하는 것을 포함하게 된다.Unexpectedly, in this process, no sulfur precipitation occurs during the contacting step (4). Rather, the process further goes to recycling the residual fraction as part or all of the initial reactant and repeating at least steps 1) and 2) chlorination of the initial reactant and distillation of the crude reaction mixture resulting therefrom. It will include.

한층 더 나아가서 시초의 반응물질의 전부나 일부로 사용하기 위해 잔재유분을 재순환시키며 실제로 순수한 티오네이트 수율의 최종티오네이트 유출액을 얻기 위해 반응단계 1)에서 5)까지를 되풀이하는 것으로 이루어진 공정이 특히 더 좋다.Furthermore, the process consisting of recirculating the resid fraction for use as all or part of the initial reactants and actually repeating the reaction steps 1) to 5) to obtain the final thionate effluent in pure thionate yield is particularly preferred. .

이것은 연속적인 공정으로 수행되는 공정이 특히 더 좋은 것이다. 여기에서 사용된 "수율"이나 "퍼센트 수율"이란 말은 비스(포스포로티오익) 술파이드나 1차 티오산과 2차 티오산의 모두가 티오네이트로 변화됐을 때 생성되어지는 티오네이트의 이론치에 대한 생성되어지는 티오네이트의 실제량의 분률이나 퍼센트를 의미한다.This is especially better for processes carried out in continuous processes. The term “yield” or “percent yield” used here is based on the theory of thionate produced when bis (phosphothioic) sulfide or both primary and secondary thio acids are converted to thionates. The fraction or percentage of the actual amount of thionate to be produced.

"알킬 치환제"란 말은 n이 정수일 때 일반식 CnH2n+1을 갖고 직쇄나 분지쇄를 가진 포화탄화수소에서 수소원자 하나를 제거함으로써 유도된 1가의 라디칼을 의미한다.The term " alkyl substituent " means a monovalent radical derived by removing one hydrogen atom from a saturated or straight chain branched hydrocarbon having the general formula CnH 2 n +1 when n is an integer.

"암모늄"이란 말은 1가의 기(基)인 -NH4를 의미하고, "알칼리토금속"은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 라듐원소를 의미한다.The term "ammonium" means -NH 4 which is a monovalent group, and "alkaline earth metal" means magnesium, calcium, strontium, barium, or radium elements.

또한 "알칼리금속"은 리튬, 소듐, 칼륨, 루비튬, 세슘, 프랑슘원소를 의미하는데 그중에서 나트륨과 칼륨이 특히 좋다.In addition, "alkali metal" means lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium element, of which sodium and potassium are particularly preferred.

앞에 지적한 바와 같이 염소화제는 염소, 이염화황, 일염화황, 염화술푸릴, 오염화인이며 그중 염소화제로 특히 좋은 것은 염소이다. 오히려 R1과 R2는 같은 알킬치환체인데 각각 탄소원자 1개에서 8개를 갖는 같은 알킬치환체가 특히 좋다.As pointed out earlier, the chlorinating agents are chlorine, sulfur dichloride, sulfur monochloride, sulfuryl chloride, phosphorus pentachloride, of which chlorine is particularly good. R 1 and R 2 are the same alkyl substituents, with the same alkyl substituent having 1 to 8 carbon atoms each.

티오산과 그것의 염은 2차티오산과 그것의 염과 같은데 M1과 M2가 모두 산소일때 즉 1차 티오산과 2차 티오산이 모두 같을때가 특히 좋다. 시초의 티오네이트 유출액에서의 불순물의 양에 대한 2차 티오산과 그것의 염의 양의 몰비가 적어도 대략 0.5 : 1, 가급적 약 2 : 1 보다는 크지 않도록 취한다. 특히 몰비가 약 1 : 1일 때가 좋다.Thioic acid and its salts are the same as secondary thioacids and their salts, especially when both M 1 and M 2 are oxygen, ie both primary and secondary thio acids are equal. The molar ratio of the amount of secondary thio acid and salt thereof relative to the amount of impurities in the initial thionate effluent is taken not to be greater than at least approximately 0.5: 1, preferably about 2: 1. Especially when the molar ratio is about 1: 1.

몰비가 약 0.5 : 1 보다 적을 때에는 접촉단계 4)에서 황의 침전이 일어나게 된다는 것을 알았다.It was found that when the molar ratio was less than about 0.5: 1, precipitation of sulfur occurred in the contacting step 4).

또한 몰비가 약 2 : 1 보다 클 경우에는 본 발명이 효력이 있지만 경제적으로 비실용적이며 불필요하게 된다.In addition, when the molar ratio is greater than about 2: 1, the present invention is effective but economically impractical and unnecessary.

앞에 지적한 바와 같이 일염화황은 조티오네이트 반응혼합물에서 실제로 전체불순물중 일부를 차지하며 시초의 티오네이트 유출액으로 운반되어 시초의 티오네이트 유출액 속의 일염화황 불순물의 양에 대한 2차 티오산과 그것의 염의 양의 비는 최소한 대략 0.5 : 1이 되며, 특히 약 2 : 1 보다는 커지지 않게 된다. 몰비가 약 1 : 1일 때가 특히 좋다.As noted earlier, sulfur monochloride actually accounts for some of the total impurity in the jothionate reaction mixture and is transported to the initial thionate effluent to determine the amount of secondary thioacid and its salts relative to the amount of sulfur monochloride impurities in the initial thionate effluent. The amount ratio is at least approximately 0.5: 1, in particular no greater than about 2: 1. It is especially good when the molar ratio is about 1: 1.

본원 발명의 특히 바람직한 실시양태는 (1) 하기 구조식(II)의 비스(포스포로티오익) 술파이드 및 구조식(III)의 티오산으로 구성되는 그루우프에서 선택된 최소한 1개의 화합물을 함유하는 시초의 반응조성물을 염소로 염소화항에 의하여 티오네이트 및 일염화황을 함유하는 조티오네이트 반응 혼합물을 생성하고, (2) 상기의 조티오네이트 반응 혼합물을 증류하여 티오네이트 및 일염화황을 함유하는 시초의 티오네이트 유출액을 생성하며, (3) 최소한 일염화황의 일부와 반응하기에 충분한 양의 티오산을 시초의 티오네이트 유출액과 혼합 및 반응시킴에 의하여 반(半) 순수한 티오네이트 반응혼합물을 생성하고, (4) 반순수한 티오네이트 반응혼합물을 물과 접촉시킴으로써 유기상 및 수상을 형성하며, (5) 유기상을 증류함에 의하여 실질적으로 순수한 티오네이트의 최종 티오네이트 유출액을 생성하고, (6) 시초의 반응조성물로서 사용하기 위하여 잔재유분을 재순환시키고, 그리고 최소한 (1) 및 (2)단계공정을 반복하는 하기 구조식(I)을 가진 높은 수율의 실질적으로 순수한 티오네이트의 제조법이다.Particularly preferred embodiments of the invention comprise (1) an initial containing at least one compound selected from the group consisting of bis (phosphothioic) sulfides of formula (II) and thio acids of formula (III) Chlorination of the reaction composition with chlorine yields a crude reaction mixture containing thionate and sulfur monochloride, and (2) an initial reaction containing thionate and sulfur monochloride by distillation of the crude reaction mixture. To produce a semi pure thionate reaction mixture by (3) mixing and reacting at least a sufficient amount of thio acid with the initial thionate effluent to react with at least a portion of sulfur monochloride. (4) contacting the semipure thionate reaction mixture with water to form an organic phase and an aqueous phase, and (5) distilling the organic phase to substantially pure To produce the final thionate effluent of the onate, (6) recycle the residual fraction for use as the initial reaction composition, and at least repeat the steps (1) and (2) Production of substantially pure thionate in yield.

Figure kpo00017
Figure kpo00017

식중, R3은 탄소원자 1개에서 8개까지를 갖는 알킬치환체이다.Wherein R 3 is an alkyl substituent having from 1 to 8 carbon atoms.

Figure kpo00018
Figure kpo00018

Figure kpo00019
Figure kpo00019

또한 한층 더 나아가서 높은 수율의 실제로 순수한 티오네이트의 최종티오네이트 유출액을 얻기 위해 3)에서 5)의 단계를 반복하는 것을 포함한 공정이 특히 좋다. 또 그 공정이 연속되는 것일때 특히 더 좋은 것이다.It is also particularly good to further go through the steps 3) to 5) in order to obtain a high yield of actually pure thionate final thionate effluent. It is also better when the process is continuous.

그 속에 포함된 일염화황의 양에 대해 시초의 티오네이트 유출액과 섞고 반응시킨 티오산의 양의 몰비가 적어도 대략 0.5 : 1이며 약 2 : 1이 넘지 않는 것이 좋다. 특히 좋은 것은 몰비가 약 1 : 1인 것이다.The molar ratio of the amount of thio acid reacted with the initial thionate effluent with respect to the amount of sulfur monochloride contained therein is preferably at least about 0.5: 1 and not more than about 2: 1. Especially good is a molar ratio of about 1: 1.

본 발명의 공정은 높은 수율의 실제로 순수한 디메틸과 디에틸포스포로클로리도티오네이트를 생성하는데 특히 적합하다. 특히 시초의 반응물질을 염소화하는 것은 이 기술면에서 잘 알려진 방법에 의해 이루어지는데 예를 들면 앞에서 언급된 헤켄블라이크너의 문헌에 설명되어 있다.The process of the present invention is particularly suitable for producing high yields of substantially pure dimethyl and diethylphosphorochloridothionate. In particular, the chlorination of the initial reactants is accomplished by methods well known in the art, for example described in the aforementioned Hekenblinder literature.

적당한 불황성유기용매가 본 공정에 사용되어질 수 있다. 그러한 용매에는 사염화탄소, 클로로포름, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 테트라클로로에탄, 염화메틸렌, 이염화에틸렌들이 있다. 그러나 어떠한 용매도 염소화도 중에는 사용되지 않는 것이 좋다.Suitable sulfur-free organic solvents can be used in the present process. Such solvents include carbon tetrachloride, chloroform, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, tetrachloroethane, methylene chloride, ethylene dichloride. However, no solvent should be used during chlorination.

염소화는 대략 0℃~80℃의 온도범위이내에서 이루어지는 것이 좋다. 그러나 이 범위 밖의 온도는 사용된 반응물 형태에 따라 사용될 수도 있다. 반응이 특히 조기단계에는 어느 정도 발열반응이기 때문에 냉각수단이 필요할 수도 있다.The chlorination is preferably performed within the temperature range of approximately 0 ° C to 80 ° C. However, temperatures outside this range may be used depending on the type of reactant used. Cooling means may be necessary because the reaction is somewhat exothermic, especially in the early stages.

실제로 순수한 티오네이트 생성물의 높은 수율을 유지하면서 4)의 접촉단계동안 황의 침전이 생김이 없이 낮은 염소화 온도, 즉 약 40℃나 그 아래의 온도가 사용되어질 수도 있다는 것이 뜻밖에 발견되었다. 조티오네이트 반응혼합물(단계 2)과 유기상(단계 5)의 증류는 이 기술면에서 알려진 방법에 의해 이루어진다. 이 증류는 일반적으로 감압하에서 이루어진다.Indeed it was unexpectedly found that low chlorination temperatures, i.e. temperatures of about 40 ° C. or below, may be used without the precipitation of sulfur during the contacting step 4) while maintaining a high yield of pure thionate product. Distillation of the zionionate reaction mixture (step 2) and organic phase (step 5) is by any method known in the art. This distillation is generally carried out under reduced pressure.

조티오네이트 반응혼합물의 증류는 티오네이트와 적은 양의 불순물을 포함하는 시초의 티오네이트 유출액을 만들기 위해 조티오네이트의 반응 혼합물에서 불순물을 분리시킨다. 앞에 지적한 바와 같이 시초의 티오네이트 유출액속의 불순물의 실제적 부분은 일염화황이다. 증류한 후의 잔재는 더 높은 온도에서 끓는 불순물로 이루어진다.Distillation of the jothonate reaction mixture separates the impurities from the reaction mixture of the jothonate to make an initial thionate effluent containing thionate and a small amount of impurities. As noted earlier, the actual part of the impurities in the initial thionate effluent is sulfur monochloride. The residue after distillation consists of impurities boiling at higher temperatures.

반 순수한 티오네이트 반응혼합물을 물과 접촉시켜 얻어진 유기상의 증류는 티오네이트로부터 불순물과 물을 분리시켜 실제로 순수한 티오네이트의 최종 유출액을 만든다. 비등점이 불순물을 포함하는 잔재유분은 1)의 염소화단계로 재순환시킬 수 있다. 잔재의 실제 부분은 (2)의 비스(포스포로티오익) 술파이드가 될 것이다.The distillation of the organic phase obtained by contacting the semi-pure thionate reaction mixture with water separates the impurities and water from the thionate to actually produce the final effluent of the pure thionate. Residue fractions containing impurities with boiling points can be recycled to the chlorination step 1). The actual part of the residue will be the bis (phosphothioic) sulfide of (2).

특히 조티오네이트 반응혼합물이나 유기상은 특별한 염소화반응(단계 1)이나 혼합 및 반응)단계 3)의 특성을 나타내는 낮은데서 끓는 물질, 즉 원하는 티오네이트의 끓는 점보다 낮은데서 끓는 염화수소, 황화수소, 이산화황, 염화알킬, 불활성유기용매, 그리고 그와 비슷한 것을 제거하기 위해 증류되어진다. 다음에 티오네이트 유출액은 감압하에서 나머지것들을 증류함으로써 얻어진다.In particular, the jothionate reaction mixture or organic phase is a low boiling material which exhibits the characteristics of a particular chlorination reaction (step 1) or mixing and reaction), i.e. hydrogen chloride, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, which is boiling below the boiling point of the desired thionate. Distilled to remove alkyl chlorides, inert organic solvents, and the like. The thionate effluent is then obtained by distilling the others under reduced pressure.

증류는 와이프드 필름(wiped film) 증발장치로 행해지기도 하는데 그 속에서 티오네이트를 포함하는 증발기가 많은 부분이 상대적으로 비활성인 물질을 포함하는 잔재유분으로부터 형성되며 분리되어진다. 증발기가 많은 유분은 증발장치로부터 냉각기로 방출된다. 잔재는 액체로써 증발장치로부터 배출되어진다.Distillation may also be carried out with a wiped film evaporator, in which a large part of the evaporator containing thionate is formed and separated from the remnant fraction containing the relatively inert material. The evaporator-rich fraction is released from the evaporator to the cooler. The residue is discharged from the evaporator as a liquid.

2)의 증류단계에서의 잔재(5)의 증류단계에서의 잔재는 예를 들어서, 잔재물질이 인산이나 황과 같은 유용한 생성물로 전환될 수 있는 부산물회수장치로 옮겨질 수 있다.Residue in the distillation stage of the distillation step 5) can be transferred to a by-product recovery device, for example, in which the residue material can be converted into a useful product such as phosphoric acid or sulfur.

선택적으로 5)의 증류단계에서 잔재유분은 그 속에서 비스(포스포로티오익) 술파이드와 티오산 또는 그 어느 한쪽이 티오네이트로 전환되어지는 염소화시키기 위한 시초의 반응물질로 사용될 수 있게 재순환되어질 수도 있다.Optionally, the residual fraction in the distillation step 5) can be recycled for use as an initial reactant for chlorination where bis (phosphothioic) sulfides and thio acids or either are converted to thionates. It may be.

조티오네이트 반응혼합물을 증류하면 다음에 티오산과 그것의 염을 혼합하고 반응시킬(단계 3) 시초의 티오네이트 유출액을 얻게 된다.The distillation of the jothionate reaction mixture gives the initial thionate effluent, which is then mixed and reacted with thio acid and its salt (step 3).

시초의 티오네이트 유출액을 티오산과 그것의 염의 양과 혼합하고 반응시키는 단계는 티오산과 그것의 염을 시초의 티오네이트 유출액을 가하고 온도 약 10℃에서 약 80℃까지에서 최소한 1분동안 혼합하여 달성될 수 있다.Mixing and reacting the initial thionate effluent with the amount of thio acid and its salt can be accomplished by adding the initial thionate effluent and mixing for at least one minute at a temperature of about 10 ° C. to about 80 ° C. have.

2차티오산과 그것의 염의 알킬치환체는 만들어지는 티오네이트의 알킬치환체와 일치해야 한다는 것이 대단히 중요하다. 따라서 예를 들면 만일 그 공정이 디메틸포스포로클로리도티오네이트를 생성키 위해 이용되어진다면 디메틸포스포로디티오산이나 그것의 염이 사용되어진다는 것이다. 이와 비슷하게 그 공정이 디에틸 포스포로클로리도티오네이트를 생성키 위한 것이라면 디에틸포스포로디티오산이나 그것의 염이 사용되어진다.It is of great importance that the alkyl substituents of the secondary thio acids and their salts should be consistent with the alkyl substituents of the thionate made. Thus, for example, if the process is used to produce dimethylphosphorochloridionate, then dimethylphosphorodithioic acid or a salt thereof is used. Similarly, if the process is intended to produce diethyl phosphorochloridothionate, diethylphosphorodithioic acid or a salt thereof is used.

티오산이나 그것의 염의 충분한 양이 반순수한 티오네이트 반응혼합물을 만들기 위하여 시초위 티오네이트 증류액속에 있는 최소한 얼마의 불순물과 반응토록 가해진다.A sufficient amount of thio acid or its salt is added to react with at least some impurities in the initial thionate distillate to produce a semipure thionate reaction mixture.

뜻밖에도 반순수한 티오네이트 반응혼합물을 물과 접촉시킴으로써 그러한 접촉에 의례히 수반되는 황의 침전물이 제거된다는 것이 발견되었다.Unexpectedly, it has been found that by contacting a semi-pure thionate reaction mixture with water, the sulfur deposits ritually involved in such contact are removed.

일반적으로 2차티오산과 그것의 염은 시초의 티오네이트 유출액속의 불순물 양에 대한 몰비가 적어도 0.5 : 1이며 오히려 2 : 1이 넘지 않도록 초기 티오네이트 유출액에 가해질 수 있다. 몰비가 대략 1 : 1이 되는 것이 특히 좋다.In general, the secondary thioacid and its salts may be added to the initial thionate effluent such that the molar ratio of the impurity amount in the initial thionate effluent is at least 0.5: 1 and more than 2: 1. It is especially preferable that the molar ratio is approximately 1: 1.

시초의 티오네이트 유출액 속의 불순물의 양과 형태는 이 기술면에서 잘 알려진 방법 즉 일염화황을 결정하는 KI방법(예를 들어 "1953년 인디안 아카데미 오브싸인언스 화보의 17-22페이지에 있는 몇개의 황화합물의 화학적 성질에 대한 연구"를 볼것) 등에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 일염화황이 시초의 티오네이트 유출액속에 포함된 불순물중 주요소를 이룬다는 것이 밝혀졌다. 일염화황의 양은 필요한 2차 티오산이나 이것의 염의 양을 결정하는데 사용될 수 있다. 시초의 티오네이트 유출액에 있는 일염화황에 대한 티오산이나 그것의 염의 몰비는 최소한 0.5 : 1이며 오히려 2 : 1 넘지 않아야 한다. 특히 더 좋은 것을 몰비가 1 : 1인 것이다.The amount and type of impurities in the initial thionate effluent is a well known technique for this technique, namely the KI method for determining sulfur monochloride (for example, some sulfur compounds on pages 17-22 of the Indian Academy of Science pictorials in 1953). Can be easily determined. It has been found that sulfur monochloride is a major component of the impurities contained in the initial thionate effluent. The amount of sulfur monochloride can be used to determine the amount of secondary thio acid or salt thereof required. The molar ratio of thioacid or its salt to sulfur monochloride in the initial thionate effluent should be at least 0.5: 1 and rather not more than 2: 1. Especially better is a molar ratio of 1: 1.

일반적으로, 티오산과 그것의 염을 시초의 티오네이트 유출액과 혼합하는 시간은 여러가지 요소, 즉 한번치 분량의 크기, 혼합과정, 불순물, 온도 그리고 그와 비슷한 것들에 의존한다. 그러나 티오산과 그것의 염이 최소한 얼마의 불순물과 반응하는데는 대략 1분에서 1시간 정도의 시간이면 충분하다고 알려졌다.In general, the time to mix thio acid and its salt with the initial thionate effluent depends on several factors: the size of the batch, the mixing process, the impurities, the temperature and the like. However, it is known that about 1 minute to 1 hour is sufficient for thio acid and its salt to react with at least some impurities.

티오산이나 그것의 염을 시초의 티오네이트 유출액에 가하는 것은 대략 10℃에서 80℃ 정도에서 이루어진다. 그러나 약 20℃에서 45℃ 정도까지가 좋다.The addition of thio acid or its salt to the initial thionate effluent occurs at approximately 10 ° C. to 80 ° C. However, from about 20 to 45 ℃ is good.

티오산이나 그것의 염을 시초의 티오네이트 유출액과 혼합하여 반응시키면 그 다음에 단계 4)에서 물로 접촉되어질 반 순수한 티오네이트 반응혼합물이 만들어진다.The reaction of thio acid or its salt with the initial thionate effluent yields a semi pure thionate reaction mixture which is then contacted with water in step 4).

반 순수한 티오네이트 반응혼합물을 물과 접촉시키는 단계는 가수분해과정과, 액체-액체 추출과정 둘 모두이다. 접촉단계에는 물과 반 순수한 반응혼합물을 접촉시키는 것과 그것으로부터 유기상과 수상을 분리시키는 것을 포함한다. 물과 접촉시키는 온도는 5℃에서 75℃까지 폭넓게 변화될 수 있지만 대략 10℃에서 50℃ 정도의 범위에서 행해지는 것이 좋다. 접촉시키는 시간과 사용되어지는 물의 양도 또한 불순물의 양, 질의 개선이나 원하는 향상정도, 이용할 수 있는 장치, 접촉율이나 접촉형태(예를 들면, 단순히 흔드는 것, 조성물 속으로 물을 부글부글 끓이는 것, 같은 쪽으로 또는 반대편으로 흐르게 하는 것, 기계적 교반, 접촉온도 등에 의존하여 변화한다. 달리 말하면 물과 반 순수한 티오네이트 반응혼합물 사이에 접촉하는 시간이나 주기와 사용되어지는 물의 양은 제조업자의 고안에 의해 지시된다. 일반적으로 접촉시간은 원하는 향상도를 달성키 위해 필요한 것과 같이 짧아야 한다. 또한 사용되어지는 물의 양은 반 순수한 티오네이트 반응혼합물의 각 부피에 대해 물의 부피가 0.1에서 10의 범위가 된다.Contacting the semi-pure thionate reaction mixture with water is both a hydrolysis process and a liquid-liquid extraction process. The contacting step includes contacting the water and the semi-pure reaction mixture and separating the organic and water phases therefrom. The temperature in contact with water can vary widely from 5 ° C. to 75 ° C., but is preferably in the range of approximately 10 ° C. to 50 ° C. The time of contact and the amount of water to be used also include the amount of impurities, the quality or degree of improvement desired, the equipment available, the contact rate or type of contact (e.g., simply shaking, boiling water into the composition, Depending on the same or opposite flow, mechanical stirring, contact temperature, etc. In other words, the time or period of contact between water and the semi-pure thionate reaction mixture and the amount of water used are indicated by the manufacturer's design. In general, the contact time should be as short as necessary to achieve the desired improvement, and the amount of water used will range from 0.1 to 10 for each volume of the semi-pure thionate reaction mixture.

일단계 접촉공정에서는 반 순수한 티오네이트 반응혼합물의 각 부피에 대한 물의 부피가 대략 0.25에서 2.5 정도가 만족스러운 비로 구성된다.In the one-stage contact process, the volume of water for each volume of the semi-pure thionate reaction mixture consists of a satisfactory ratio of about 0.25 to 2.5.

불순물의 일부가 수용성일 때의 물은 수상(水相)을 형성하고 티오네이트는 유기상에 포함된다. 이러한 두가지 상은 분리되지만 수상은 예를 들어 부산물회수장치에 옮겨진다. 그 다음에 유기상이 증류되어진다(단계 5). 유기상의 증류는 앞에서 설명한 것과 같이 이 기술면에서 잘 알려져 있는 방법에 의해 달성되어진다.When some of the impurities are water soluble, water forms a water phase and thionate is included in the organic phase. These two phases are separated but the aqueous phase is transferred to, for example, a by-product recovery system. The organic phase is then distilled off (step 5). Distillation of the organic phase is accomplished by methods well known in the art as described above.

높은 수율의 실제로 순수한 티오네이트를 제조하기 위해서 5)의 증류단계로부터의 잔재유분을 염소화단계와 최소한 뒤따라서 행해지는 증류단계에서 초기반응물질로 사용토록 재순환시키는 것이 특히 좋다. 증류단계로부터의 유출액은 혼합반응단계, 접촉단계 그리고 증류단계로 들어가게 된다.It is particularly good to recycle the residual fraction from the distillation step 5) to be used as an initial reactant in the distillation step at least subsequent to the chlorination step in order to produce a high yield of actually pure thionate. The effluent from the distillation stage enters the mixing reaction stage, the contacting stage and the distillation stage.

염소화단계에서 사용된 시초의 반응물질은 5)단계로부터 재순환된 잔재유분으로 이루어질뿐만 아니라 비스(포스포로티오익) 술파이드나티오산 또는 그것의 염의 추가량으로 구성될 수 있다.The initial reactants used in the chlorination step consist not only of the resid fraction recycled from step 5) but may also consist of an additional amount of bis (phosphothioic) sulfidenathioic acid or salts thereof.

연속 공정에서는 단계 5)의 증류단계로부터의 잔재유분을 시초의 반응물질로 사용하도록 계속해서 재순환시키며 비스(포스포로티오익) 술파이드나 티오산 또는 그것의 염의 추가량을 거기에 가할 수 있다. 앞에서 지적한 바와 같이 2차 티오산이나 그것의 염을 초기티오네이트 증류액에 가하면 잔재유분이 재순환될때 티오네이트의 최종 수율이 증가할 뿐만 아니라 물접촉/가수분해 처리에 의례히 수반되는 황의 침전이 제거된다는 것이 뜻밖에 발견되었다.In a continuous process, the residual fraction from the distillation step of step 5) can be continuously recycled to use as a starting reactant and an additional amount of bis (phosphothioic) sulfide or thio acid or salt thereof can be added thereto. As noted earlier, the addition of secondary thioacid or its salts to the initial thionate distillate not only increases the final yield of the thionate when the resid fraction is recycled, but also removes the precipitation of sulfur, which is typically associated with water contact / hydrolysis treatment. Was unexpectedly discovered.

더 나아가서 본 발명의 공정은 접촉단계 4)에서 황의 침전이 없이 그리고 순도를 저하시키거나 수득량을 줄임이 없이 염소화 단계의 전부나 일부가 낮은 온도 즉 40℃와 그 아래에서 완료될 수가 있다는 점에서 종전기술의 공정에 비해 향상된 것이다.Furthermore, the process of the present invention is that all or part of the chlorination step can be completed at a low temperature, i.e. 40 ° C and below, without the precipitation of sulfur in contacting step 4) and without reducing the purity or reducing the yield. This is an improvement over the prior art process.

낮은 온도는 일염화황의 형성과 염소화 동안에 황의 침전을 줄이는데 유리하나 다른 부산물인 불순물의 형성에는 불리하다.Low temperatures are advantageous for reducing sulfur precipitation during the formation of sulfur monochloride and chlorination, but disadvantageous for the formation of other byproducts, impurities.

단지 티오산 처리방법과만 결합한 낮은 온도에서 염소화(그리하여 증가된 양의 일염화황이 생성됨)는 일염화황과 반응하기에 많은 양의 티오산의 사용을 필요로 한다. 티오산의 그러한 많은 양은 반응하거나 반응하지 않은 티오산을 재순환시키지 않고 소비되는 것이 필수적이다. 단지 물접촉/가수분해 처리방법만과의 결합에 있어서 낮은 온도에서의 염소화는 물과 일염화황의 반응에 기인하는 많은 양의 황침전을 초래하게 된다.Chlorination (and thus an increased amount of sulfur monochloride) at low temperatures combined only with thioacid treatment requires the use of large amounts of thio acid to react with sulfur monochloride. It is essential that such large amounts of thio acids be consumed without recycling the reacted or unreacted thio acids. In combination with only water contact / hydrolysis treatment methods, chlorination at low temperatures results in large amounts of sulfur precipitation due to the reaction of water with sulfur monochloride.

놀랍고 뜻밖에도 티오산이나 그것의 염과 초기티오네이트 유출액을 혼합하여 반응시키면 일염화황 불순물이 물과 접촉하여 황의 침전을 일으키지 않고 원하는 티오네이트로 염소화하고자 재순환시킬 수 있는 비스(포스포로티오익) 술파이드로의 전환이 이루어지게 된다.Surprisingly and unexpectedly, bis (phosphothioic) liquor, which reacts by mixing thio acid or its salt with an initial thionate effluent, allows sulfur monochloride impurities to contact water and recycle to chlorinated to the desired thionate without causing sulfur precipitation. The transition to feed is made.

이리하여 전술한 바와 같이 본 발명 공정은 더 유리한 공정반응조건하에서 티오네이트 수율과 순도가 증가한다는 점에서 종전 기술의 공정들에 비해 특히 유리한 것이다.Thus, as described above, the process of the present invention is particularly advantageous over prior art processes in that thionate yield and purity increase under more favorable process reaction conditions.

다음에 나오는 것은 본 발명과 이것의 이점을 더 명확히 설명하는데 좋은 그러나 범위를 제한하지는 않는 공정의 예들이다.The following are examples of processes that are good for describing the invention and its advantages more clearly, but do not limit the scope thereof.

[실시예 1]Example 1

[디메틸 포스포로클로리도티오네이트][Dimethyl phosphorochloridothionate]

500밀리리터 플라스크에 디메틸 포스포로디티오산 158그램(1몰)을 채워 넣는다. 그 티오산을 60℃로 가열하고 77그램(1.08몰)의 염소를 가해 혼합물 안에서 부글부글 2시간 동안 거품이 일게하여 조티오네이트 반응혼합물을 만든다.Fill a 500 milliliter flask with 158 grams (1 mole) of dimethyl phosphorodithioic acid. The thioic acid is heated to 60 ° C. and 77 grams (1.08 mole) of chlorine is added to bubbling for 2 hours bubbling in the mixture to form a crude zionate reaction mixture.

그 조반응혼합물을 5밀리미터 Hg 진공하에서 표면 온도가 90-95℃ 와이프드 필름증발장치에서 증류시킨다. 만들어진 초기 티오네이트 유출액(135.7그램)을 KI적정방법으로 분석하여 일염화황 무게가 6.9%(0.070몰) 포함된 것을 알게 된다.The crude reaction mixture is distilled on a wipe film evaporator with a surface temperature of 90-95 ° C. under 5 mm Hg vacuum. The initial thionate effluent (135.7 grams) was analyzed by KI titration method and found to contain 6.9% (0.070 mol) of sulfur monochloride.

교반한 초기 티오네이트 유출액 134그램에 45℃의 온도를 유지하면서 13.0그램의 디메틸 포스포로디티오산(0.082몰)을 서서히 가한다. 결과의 다소 순수한 티오네이트 반응혼합물을 15분 동안 교반하고 그 다음에 105밀리리터의 증류수에 흔들면서 서서히 가한다. 유기층을 분리하고 재증류하여 최종 티오네이트 유출액을 만든다.To 134 grams of the stirred initial thionate effluent was slowly added 13.0 grams of dimethyl phosphorodithioic acid (0.082 mol) while maintaining a temperature of 45 ° C. The resulting rather pure thionate reaction mixture is stirred for 15 minutes and then slowly added while shaking in 105 milliliters of distilled water. The organic layer is separated and distilled to form the final thionate effluent.

102.1그램의 그 유출액을 분석하여 99%보다 더 높은 디메틸포스포로 클로리도티오네이트가 포함된 것을 알아낸다. 이때 19.5그램의 잔재 유분은 갈색의 기름이다.102.1 grams of the effluent are analyzed to find that chlorinated thionate contains dimethylphospho higher than 99%. 19.5 grams of residue oil is brown oil.

그 다음 500밀리리터의 플라스크에 158그램(1몰)의 디메틸 포스포로디티오산과 16.2그램의 갈색잔재를 채워 넣는다. 이 용액을 60℃-65℃에서 교반하는 동안 81.3그램(1.14몰)의 염소를 가해 용액속에서 2시간 동안 부글부글 거품이 일게하여 조티오네이트 반응 혼합물을 만든다. 이 조티오네이트 반응 혼합물을 증류하여 6.2%의 S2Cl2(0.064몰)를 포함하는 144그램의 시초의 티오네이트 유출액을 생성시킨다. 141.5그램의 이 유출액에 12.0그램(0.76몰)의 디메틸 포스포로디티오산을 가한다. 결과의 혼합물을 120그램의 물로 가수분해하고 재증류한다. 113.0그램의 최종 티오네이트 유출액을 분석하여 99% 보다 높은 디메틸 포스포로클로리도티오네이트가 포함된 것을 알아낸다. 16.7그램의 잔재는 재순환시키고자 그대로 둔다.A 500 milliliter flask is then charged with 158 grams (1 mole) of dimethyl phosphorodithioic acid and 16.2 grams of brown residue. 81.3 grams (1.14 moles) of chlorine is added to the solution while stirring at 60 ° C.-65 ° C. to bubbling in the solution for 2 hours to form the jothonate reaction mixture. This jothonate reaction mixture is distilled to produce 144 grams of initial thionate effluent containing 6.2% S 2 Cl 2 (0.064 moles). To this 141.5 grams of this effluent is added 12.0 grams (0.76 moles) of dimethyl phosphorodithioic acid. The resulting mixture is hydrolyzed with 120 grams of water and redistilled. An analysis of 113.0 grams of the final thionate effluent reveals higher than 99% dimethyl phosphorochloridothionate. 16.7 grams of residue are left to recycle.

[실시예 2]Example 2

[디에틸 포스포로클로리도티오네이트][Diethyl Phosphorochloridionate]

500밀리리터의 플라스크에 186그램(1몰)의 디에틸 포스포로디티오산을 넣는다. 그 티오산을 60℃로 가열하고 77그램(1.08몰)의 염소를 넣어 혼합물이 2시간 동안 부글부글 거품이 일게 하여 조티오네이트 반응 혼합물을 만든다.186 grams (1 mole) of diethyl phosphorodithioic acid is placed in a 500 milliliter flask. The thioic acid is heated to 60 ° C. and 77 grams (1.08 mole) of chlorine is added to cause the mixture to bubbling for 2 hours to form a crude reaction mixture.

그 조티오네이트 반응 혼합물을 실시예 1에서와 같이 증류하여 순수하지 못한 디에틸 포스포로클로리도티오네이트를 포함하는 시초의 티오네이트 유출액 161.6그램을 생성한다. 주의의 온도하에서 교반한 159그램의 유출액에 9.5그램의 디에틸 포스포로디티오산(0.051몰)을 가한다. 결과의 혼합물을 126그램의 물에 서서히 가한다.The crude thionate reaction mixture was distilled as in Example 1 to yield 161.6 grams of the initial thionate effluent containing diethyl phosphorochloridothionate which was not pure. 9.5 grams of diethyl phosphorodithioic acid (0.051 mol) is added to 159 grams of the effluent, which is stirred under a careful temperature. The resulting mixture is slowly added to 126 grams of water.

두가지 상을 분리한 후에 유기질상을 증류하여 99% 보다 높은 순수한 디에틸 포스포로클로리도티오네이트 138.0그램을 얻는다. 잔재유분은 13.1그램의 갈색기름이다.After separating the two phases, the organic phase is distilled to obtain 138.0 grams of higher than 99% pure diethyl phosphorochloridothionate. The residue fraction is 13.1 grams of brown oil.

다른 186그램의 디에틸 포스포로디티오산을 11.4그램의 잔재에 가하고 그 혼합물을 위에서와 같이 81그램(1.41몰)의 염소로 염소화시킨다. 이것을 증류하여 170.8그램의 초기 티오네이트 유출액을 얻는다. 이 유출액에는 2.1%의 S2Cl2(0.027몰)가 포함되게 된다. 다음에 9.9그램의 디에틸 포스포로디티오산(0.053몰)을 가하고 물로 씻어서 증류하여 순도 99%가 넘는 145.5그램의 디에틸 포스포로클로리도티오네이트와 13.1그램의 재순환시킬 수 있는 잔재유분을 얻는다. 염소화된 티오산에 근거된 전체 수율은 74.4%이다.Another 186 grams of diethyl phosphorodithioic acid is added to 11.4 grams of residue and the mixture is chlorinated with 81 grams (1.41 mole) of chlorine as above. This is distilled off to obtain 170.8 grams of the initial thionate effluent. This effluent will contain 2.1% S 2 Cl 2 (0.027 moles). Next, 9.9 grams of diethyl phosphorodithioic acid (0.053 mol) is added, washed with water and distilled to obtain 145.5 grams of diethyl phosphorochloridothionate having a purity of 99% and 13.1 grams of recyclable residue. The overall yield based on chlorinated thio acid is 74.4%.

[실시예 3]Example 3

[디메틸 포스포로클로리도티오네이트(DMPCT)-일염화황의 물세척][Dimethyl Phosphorochloridothionate (DMPCT) -Washing of Sulfur Monochloride]

S2Cl2무게의 10%를 포함하는 3개의 DMPCT 용액을 제조한다. 한 용액(용액 1)은 물로 씻고 증류하며 그 이상의 처리를 하지 않는다. 다른 두 용액(용액 2와 3)은 실시예 1에서 설명한 것과 같이 디메틸 포스포로디티오산(DMPTA)으로 처리한다. 아래 표에 나타난 결과는 처리된 예에서 얻어진 DMPTC가 증가되고 물접촉단계에서 황의 침전이 제거된다는 것을 증명한다.Three DMPCT solutions containing 10% of the weight of S 2 Cl 2 are prepared. One solution (solution 1) is washed with water, distilled and no further treatment. The other two solutions (solutions 2 and 3) are treated with dimethyl phosphorodithioic acid (DMPTA) as described in Example 1. The results shown in the table below demonstrate that the DMPTC obtained in the treated example is increased and sulfur precipitation is removed in the water contacting step.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00020
Figure kpo00020

[실시예 4]Example 4

[디메틸 포스포로클로리도티오네이트][Dimethyl phosphorochloridothionate]

500밀리리터 플라스크에 158그램(1몰)의 디메틸 포스포로디티오산을 넣는다. 티오산을 60℃로 가열하고 56그램(0.788몰)의 염소를 가하여 1.5시간동안 부글부글 거품이 일도록 하여 반응 혼합물을 만들고 35℃로 식힌 다음 26그램(0.366몰)의 염소를 추가로 가해 0.5시간 혼합물이 부글부글 거품이 일도록 하여 조티오네이트 반응 혼합물을 만든다.158 grams (1 mole) of dimethyl phosphorodithioic acid is placed in a 500 ml flask. Heat the thio acid to 60 ° C and add 56 grams (0.788 mole) of chlorine to bubble bubbling for 1.5 hours to form a reaction mixture, cool to 35 ° C. and add another 26 grams (0.366 mole) of chlorine to 0.5 The temporal mixture is bubbled up to give the jothionate reaction mixture.

조티오네이트 반응 혼합물을 5밀리리터 Hg 진공하에서 표면온도 90-95℃로 와이프드 필름 증발장치를 통해 증류한다. 얻어진 초기 티오네이트 유출액은 162.8그램인데 이것을 KI 적정방법으로 분석하여 일염화황무게가 11.5%(0.14몰)이 포함됨을 알게 된다. 초기 티오네이트 유출액 160그램을 교반하고 45℃이하의 온도를 유지하면서 여기에 25그램의 디메틸 포스포로디티오산(0.16몰)을 서서히 가한다. 결과의 반 순수한 티오네이트 반응혼합물을 15분 동안 교반한 다음 150밀리리터의 증류수에 흔들면서 서서히 가한다. 유기층을 분리하고 증류시켜 최종 티오네이트 유출액을 만든다.The zionionate reaction mixture is distilled through a wiped film evaporator at a surface temperature of 90-95 ° C. under 5 milliliters Hg vacuum. The initial thionate effluent obtained is 162.8 grams, and it is analyzed by KI titration method to find that the sulfur monochloride weight contains 11.5% (0.14 mol). Stir 160 grams of initial thionate effluent and slowly add 25 grams of dimethyl phosphorodithioic acid (0.16 mole) while maintaining the temperature below 45 ° C. The resulting semi-pure thionate reaction mixture is stirred for 15 minutes and then slowly added while shaking in 150 milliliters of distilled water. The organic layer is separated and distilled to form the final thionate effluent.

유출액 114.1그램을 분석하여 디메틸 포스포로클로리도티오네이트가 99% 이상 포함됨이 밝혀진다. 이때 41.8그램의 잔재유분은 갈색의 기름이다. 다음에 500밀리리터 플라스크에 158그램(1몰)의 티오산과 38그램의 갈색잔재를 넣는다. 이 용액을 60-65℃에서 교반하는 동안 58그램(0.816몰)의 염소를 가해 1.5시간 동안 용액 속에서 부글부글 거품이 일게 하여 반응혼합물을 만들고 이 혼합물을 35℃로 냉각시켜 30.7그램(0.432몰)의 염소를 추가로 가해 0.5시간 동안 용액속에서 부글부글 거품이 일게하여 조티오네이트 반응 혼합물을 만든다. 이 조티오네이트 반응 혼합물을 증류하여 S2Cl211.6%(0.16몰)를 포함하는 초기 티오네이트 유출액 179.5그램을 얻는다. 이 유출액 178그램에 29그램(0.18몰)의 디메틸 포스포로디티오산을 가한다. 결과의 혼합물을 150그램의 물로 가수분해하고 증류시킨다. 최종 티오네이트 유출액 121그램을 분석하여 디메틸 포스포로클로리도티오네이트가 99% 이상 포함되는 것이 밝혀진다. 잔재는 53.8그램인데 더욱 재순환시키고자 보존해 둔다.Analysis of 114.1 grams of the effluent reveals more than 99% of dimethyl phosphorochloridothionate. At this time, 41.8 grams of residual oil is brown oil. Next, add 158 grams (1 mole) of thio acid and 38 grams of brown residue to a 500 milliliter flask. While stirring the solution at 60-65 ° C, 58 grams (0.816 mole) of chlorine was added to bubbling bubbles in the solution for 1.5 hours to form a reaction mixture and the mixture was cooled to 35 ° C. to 30.7 grams (0.432 mole). Chlorine) is added to bubbling bubbling in the solution for 0.5 hours to form the jothonate reaction mixture. This jothonate reaction mixture is distilled off to give 179.5 grams of an initial thionate effluent containing 11.6% (0.16 mole) S 2 Cl 2 . To 178 grams of this effluent is added 29 grams (0.18 mole) of dimethyl phosphorodithioic acid. The resulting mixture is hydrolyzed and distilled with 150 grams of water. Analysis of 121 grams of the final thionate effluent reveals that 99% or more of dimethyl phosphorochloridothionate is included. Residue is 53.8 grams, but preserved for further recycling.

Claims (1)

본문에 상술한 바와 같이, (1) 하기 구조식(II)의 비스(포스포로티오익) 술파이드 및 구조식(III)의 1차 티오산 또는 그 염으로 구성되는 그루우프에서 선택된 최소한 1개의 화합물을 함유하는 시초의 반응조성물을 염소화제로 염소화 함에 의하여 티오네이트 및 불순물을 함유하는 조(粗) 티오네이트 반응 혼합물을 생성하고, (2) 상기의 조티오네이트 반응 혼합물을 증류하여 티오네이트 및 적은 양의 불순물을 함유하는 시초의 티오네이트 유출액을 생성하며, (3) 하기 구조식(IV)의 2차 티오산 또는 그 염을 시초의 티오네이트 유출액과 혼합 및 반응시킴에 의하여 반(半) 순수한 티오네이트 반응 혼합물을 생성하고, (4) 반순수한 티오네이트 반응 혼합물을 물과 접촉시킴으로써 유기상 및 수상을 형성하며, (5) 유기상을 증류함에 의하여 실질적으로 순수한 티오네이트의 최종 티오네이트 유출액을 생성하는 5단계의 공정으로 이루어지는 하기 구조식(I)을 가진 디알킬 포스포로클로리도티오네이트의 제조법.As described above in the text, (1) at least one compound selected from the group consisting of bis (phosphothioic) sulfide of formula (II) and primary thio acid or salt thereof of formula (III) By chlorination of the initial reaction composition containing with a chlorinating agent, a crude thionate reaction mixture containing thionate and impurities is produced, and (2) the above zionionate reaction mixture is distilled off to obtain a thionate and a small amount of the reaction mixture. A crude thionate effluent containing an impurity is produced, and (3) a semi pure thionate reaction by mixing and reacting a secondary thio acid or salt thereof with the initial thionate effluent. Forming a mixture, (4) forming an organic phase and an aqueous phase by contacting the semipure thionate reaction mixture with water, and (5) substantially pure by distilling the organic phase. O di-alkyl phosphorothioate claw Lido preparation of thiocyanate with a final thiocyanate made to a 5-step process that generates the effluent of carbonate structural formula (I).
Figure kpo00021
Figure kpo00021
식중, R1및 R2는 각각 탄소원자 1개에서 12개까지를 갖는 알킬 치환체이다.Wherein R 1 and R 2 are each alkyl substituents having from 1 to 12 carbon atoms.
Figure kpo00022
Figure kpo00022
Figure kpo00023
Figure kpo00023
식중, M1이 수소, 암모늄, 알칼리토금속, 알칼리금속으로 이루어진 그룹중에서 선택된다.Wherein M 1 is selected from the group consisting of hydrogen, ammonium, alkaline earth metals and alkali metals.
Figure kpo00024
Figure kpo00024
식중, M2는 수소, 암모늄, 알칼리토금속 그리고 알칼리금속으로 이루어진 그룹에서 선택된다.Wherein M 2 is selected from the group consisting of hydrogen, ammonium, alkaline earth metals and alkali metals.
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