WO2016079164A1 - Verfahren zur herstellung von methyldichlorophosphan - Google Patents

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WO2016079164A1
WO2016079164A1 PCT/EP2015/076921 EP2015076921W WO2016079164A1 WO 2016079164 A1 WO2016079164 A1 WO 2016079164A1 EP 2015076921 W EP2015076921 W EP 2015076921W WO 2016079164 A1 WO2016079164 A1 WO 2016079164A1
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pci3
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mol
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Hans-Joachim Ressel
Mark James Ford
Tim HAMMERER
Aurel Wolf
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Bayer Cropscience Aktiengesellschaft
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06—Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/08—Halides
    • B01J27/10—Chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/45—Compounds containing sulfur and halogen, with or without oxygen
    • C01B17/4561—Compounds containing sulfur, halogen and oxygen only
    • C01B17/4584—Thionyl chloride (SOCl2)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B17/45—Compounds containing sulfur and halogen, with or without oxygen
    • C01B17/4561—Compounds containing sulfur, halogen and oxygen only
    • C01B17/4592—Sulfuryl chloride (SO2Cl2)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50—Organo-phosphines
    • C07F9/52—Halophosphines

Definitions

  • the present invention relates primarily to a process for the preparation of methyldichlorophosphine (MDP) by reacting methane with PCI3 (phosphorus trichloride) in the presence of a catalytically effective amount of a compound of formula SO x Cb, wherein the index x is 1 (SOCb, thionyl chloride) or 2 (SO 2 Cl 2, sulfuryl chloride).
  • MDP methyldichlorophosphine
  • EP 0999216 A2 describes a process for preparing aliphatic alkyldihalophosphanes by reacting an aliphatic hydrocarbon with a phosphorus trihalide, wherein the reaction is initiated photochemically with a UV excimer radiation source.
  • US 2137792 relates to the reaction of alkanes with more than 5 carbon atoms with phosphorus trichloride using aluminum trichloride to the corresponding Alkyldihalogenphosphan- aluminum trichloride complexes, from which then the corresponding Alkyldihalogenphosphan can be released.
  • No. 3,210,418 describes the synthesis of alkyldihalophosphanes by reacting alkanes with phosphorus trihalides with the addition of catalytic amounts of atmospheric oxygen as initiator.
  • US 3709932 describes a process for the conversion of alkanes with phosphorus trihalides to alkyl dihalophosphanes in the presence of catalytic amounts of phosgene.
  • US 3974217 discloses a process for the synthesis of substituted phenylphosphoredihalides by reacting substituted phenylene with phosphorus trihalides in the presence of catalytic amounts of tin tetrachloride or titanium tetrachloride.
  • EP 0082350 Al relates to the preparation of methyldichlorophosphane by reacting methane with phosphorus trichloride in the presence of 2 to 7 mol% carbon tetrachloride, calculated on the phosphorus trichloride used, at temperatures of 500 to 650 ° C and a residence time of 0.1 to 0.9 s wherein the reaction is carried out at a pressure of 2 to 10 bar and with increasing pressure, the added amount of carbon tetrachloride is reduced.
  • CCLt carbon tetrachloride
  • the primary object of the present invention was to find an alternative to the use of carbon tetrachloride in the process for producing MDP from PCI3 and methane.
  • the invention therefore primarily relates to a process for the preparation of methyldichlorophosphine by reacting methane with phosphorus trichloride, characterized in that the reaction takes place in the presence of a compound of the formula SOxCb, where x is 1 or 2.
  • the method according to the invention can be represented schematically as follows, wherein the index x can assume the values 1 (one) or 2 (two): SO x CI 2
  • the process according to the invention is preferably carried out in the presence of a catalytically effective amount of a compound of the formula SO x Ck, where x is 1 or 2.
  • the process of the invention is preferably carried out in the presence of a catalytically effective amount of thionyl chloride and / or sulfuryl chloride.
  • the total amount of SOxCk is preferably in the range of 0.1 to 10 mol%, preferably in the range of 0.5 to 9 mol%, more preferably in the range of 1 to 8 mol%, particularly preferably in the range of 2 to 8 mol%, and most preferably in the range of 3 to 7 mol%, in each case based on the amount of PCI3 used.
  • the inventive method is preferably carried out at a temperature in the range of 400 ° C to 750 ° C, preferably at a temperature in the range of 420 ° C to 700 ° C, more preferably at a temperature in the range of 450 ° C to 650 ° C. ,
  • the molar ratio (mol / mol) of CH4 and PCI3 in the process according to the invention is preferably in the range from 12: 1 to 2: 1, preferably in the range from 10: 1 to 3: 1, and particularly preferably in the range from 8: 1 to 4: 1.
  • the inventive method is preferably carried out at a reaction pressure in the range of 500 mbar and 25 bar, preferably at a reaction pressure in the range of 700 mbar and 12 bar, more preferably at a reaction pressure in the range of 900 mbar and 10 bar.
  • the process according to the invention is preferably carried out in such a way that the conversion of CH 4 and PCI 3 to MDP takes place in a gas phase reaction.
  • the process according to the invention is preferably carried out by reacting a homogeneous mixture comprising CH4, PCI3 and SOxCk in a gas phase reaction to form MDP.
  • the average residence time of the reaction components CH4, PCI3 and SOxCk, preferably of the homogeneous mixture of CH4, PCI3 and SOxCk, in the reaction space is preferably in the range from 0.05 to 60 seconds, preferably in the range from 0.1 to 10 seconds, more preferably in Range of 0.5 to 5 seconds.
  • the inventive method is carried out in such a way that CH4, PCI3 and SOxCb, preferably in the above or below as preferred or particularly preferred specified amounts (ratios), are reacted in a flow tube. If CH4, PCI3 and SOxCL are reacted in a flow tube, this flow tube preferably has a diameter of at least 5 mm, preferably a diameter of at least 8 mm.
  • this flow tube preferably has a length of at least 10 cm, preferably a length of at least 15 cm.
  • this flow tube in a further preferred embodiment preferably has a length of at least 100 cm, preferably a length of at least 150 cm.
  • preference is given to using SO 2 Cl 2 (sulfuryl chloride) or a mixture of SO 2 Cl 2 (sulfuryl chloride) and SOCL (thionyl chloride) as the catalyst, since even higher yields of methyldichlorophosphane (MDP) can be achieved when using SO 2 Cl 2 (sulfuryl chloride) in the process according to the invention ,
  • the inventive method is carried out in such a way that no catalytically effective amounts of elemental oxygen (O2), elemental chlorine (CL), phosgene (COCL), carbon tetrachloride (CCL), nitrogen oxides and chlorinated hydrocarbons are used, and also preferably no UV excimer radiation source is used.
  • O2 elemental oxygen
  • CL elemental chlorine
  • COCL phosgene
  • CCL carbon tetrachloride
  • nitrogen oxides and chlorinated hydrocarbons are used, and also preferably no UV excimer radiation source is used.
  • catalysts SOCL thionyl chloride
  • SO 2 Cl 2 sulfuryl chloride
  • the present invention relates to the use of a compound of the formula SO x CL, wherein x is 1 or 2, for the preparation of methyldichlorophosphine (MDP), in particular in one of the preferred embodiments of the inventive method for producing methyldichlorophosphane (MDP ).
  • MDP methyldichlorophosphine
  • the present invention relates to mixtures comprising, essentially, consisting of or consisting of
  • (ii) SOxCL where x is 1 or 2, wherein the total amount of component (ii) SOxCh is preferably in the range of 0.1 to 10 mol%, preferably in the range of 0.5 to 9 mol%, more preferably in the range of 1 to 8 mol%, particularly preferably in the range of 2 to 8 mol%, and most preferably in the range of 3 to 7 mol%, in each case based on the amount of component (i) used PCI3.
  • a mixture according to the invention consisting essentially of (i) PCI3, and (ii) SOxCh, where x is 1 or 2, preferably refers to a mixture in which the sum of components (i) and (ii) total at least 85 % By weight, preferably at least 90% by weight in total, and particularly preferably at least 95% by weight in total, in each case based on the total weight of the mixture.
  • the present invention relates to mixtures comprising, essentially, consisting of or consisting of
  • the molar ratio (mol / mol) of component (iii) CH4 and component (i) PCI3 is preferably in the range from 12: 1 to 2: 1, preferably in the range from 10: 1 to 3: 1, and particularly preferably in Range of 8: 1 to 4: 1.
  • the total amount of component (ii) SOxCb is preferably in the range of 0.1 to 10 mol%, preferably in the range of 0.5 to 9 mol%, more preferably in the range of 1 to 8 mol%, more preferably in the range of 2 to 8 mol%, and most preferably in the range of 3 to 7 mol%, in each case based on the amount of component (i) used PCI3.
  • a mixture according to the invention consisting essentially of (i) PCI3, (ii) SOxCb, where x denotes the value 1 or 2, and (iii) CH 4 is preferably refers to a mixture in which the sum of the components (i), ( ii) and (iii) is at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight in total, and particularly preferably at least 98% by weight, in each case based on the total weight of the mixture.
  • the present invention relates to mixtures comprising, essentially, consisting of or consisting of
  • a mixture according to the invention consisting essentially of (i) PCI3, (ii) SOxCh, wherein x is 1 or 2, (iii) CH 4, and (iv) MDP (Methyldichlorophosphan) preferably refers to a mixture in which the sum the constituents (i), (ii) (iii) and (iv) is at least 80% by weight, preferably at least 90% by total, and particularly preferably at least 95% by weight, based in each case on the total weight of the mixture.
  • Measurement methods Measurement methods:
  • Hewlett Packard gas chromatograph column: Zebron ZB-624, 30m x 0.53 mm, 3 ⁇ , He, split 20: 1.
  • Detector WLD, injection volume: 10 ⁇ , 60 ° C, isothermal, 10 ° C / min , 230 ° C.
  • MDP methyldichlorophosphine
  • Example 3 The preparation of methyldichlorophosphine (MDP) was carried out according to Example 1, wherein a temperature of 600 ° C was set.
  • MDP methyldichlorophosphine
  • MDP methyldichlorophosphine
  • MDP methyldichlorophosphine

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft primär ein Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) durch Umsetzung von Methan mit PC13 (Phosphortrichlorid) in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge einer Verbindung der Formel SOxC12, wobei der Index x den Wert 1 (SOC12, Thionylchlorid) oder 2 (SO2C12, Sulfurylchlorid) annehmen kann. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung bestimmte Mischungen, die zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet sind bzw. bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen.

Description

Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan
Die vorliegende Erfindung betrifft primär ein Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) durch Umsetzung von Methan mit PCI3 (Phosphortrichlorid) in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge einer Verbindung der Formel SOxCb, wobei der Index x den Wert 1 (SOCb, Thionylchlorid) oder 2 (SO2CI2, Sulfurylchlorid) annehmen kann. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung bestimmte Mischungen, die zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet sind bzw. bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen.
Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (CH3PCI2) oder strukturell ähnlichen Verbindungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
EP 0999216 A2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von aliphatischen Alkyldihalogenphosphanen durch Umsetzung eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs mit einem Phosphortrihalogenid, wobei die Reaktion photochemisch mit einer UV-Excimer-Strahlungsquelle initiiert wird. US 2137792 betrifft die Umsetzung von Alkanen mit mehr als 5 C-Atomen mit Phosphortrichlorid unter Einsatz von Aluminiumtrichlorid zu den entsprechenden Alkyldihalogenphosphan- Aluminiumtrichlorid-Komplexen, aus welchen anschließend das entsprechende Alkyldihalogenphosphan freigesetzt werden kann.
US 3210418 beschreibt die Synthese von Alkyldihalogenphosphanen durch Umsetzung von Alkanen mit Phosphortrihalogeniden unter Zugabe von katalytischen Mengen Luftsauerstoff als Initiator.
US 3709932 beschreibt ein Verfahren zur Umwandlung von Alkanen mit Phosphortrihalogeniden zu Alkyldihalogenphosphanen in Gegenwart von katalytischen Mengen an Phosgen.
US 3974217 offenbart ein Verfahren zur Synthese von substituierten Phenylphosphordihalogeniden durch Umsetzung von substituierten Phenylen mit Phosphortrihalogeniden in Gegenwart von katalytischen Mengen an Zinntetrachlorid oder Titantetrachlorid.
US 4101573 und DE 2629299 beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan durch Umsetzung von Methan mit Phosphortrichlorid in Gegenwart von 2 bis 7 mol% Tetrachlorkohlenstoff, berechnet auf das eingesetzte Phosphortrichlorid, wobei bei konstanten Verweilzeiten von 0,1 bis 0,9 Sekunden durch Variieren der Reaktionstemperatur zwischen 550 und 650 °C der eingesetzte Tetrachlorkohlenstoff zu 50 bis 80 % umgesetzt wird. J. Org. Chem 1974, 39, 1303-1306 beschreibt die radikalische Chlorierung von Alkanen mit Thionylchlorid.
EP 0082350 AI betrifft die Herstellung von Methyldichlorophosphan durch Umsetzung von Methan mit Phosphortrichlorid in Gegenwart von 2 bis 7 mol% Tetrachlorkohlenstoff, berechnet auf das eingesetzte Phosphortrichlorid, bei Temperaturen von 500 bis 650 °C und einer Verweilzeit von 0,1 bis 0,9 s, wobei die Umsetzung bei einem Druck von 2 bis 10 bar durchgeführt und mit zunehmendem Druck die zugesetzte Menge Tetrachlorkohlenstoff vermindert wird.
Die Wiedergewinnung und Aufreinigung von Methyldichlorophosphan aus Reaktionsgemischen, die durch Umsetzung von Methan mit Phosphortrichlorid in Gegenwart von Tetrachlorkohlenstoff resultieren, ist beispielsweise in US 4101299 beschrieben.
Bei der Herstellung von MDP aus PCI3 und Methan (CH4) über eine homogene Gasphasenreaktion wird häufig Tetrachlorkohlenstoff (CCLt) als Katalysator eingesetzt. Die Verwendung von CCLt birgt dabei mehrere Nachteile: CCLt ist sehr giftig, ein Treibhausgas und bei dessen Einsatz bei Herstellung von MDP entstehen im Reaktor Ablagerungen, die eine regelmäßige Reinigung des Reaktors erfordern.
Primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Alternative zu der Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff in dem Verfahren zur Herstellung von MDP aus PCI3 und Methan zu finden.
Vorzugsweise sollte es mit diesem alternativen Verfahren möglich sein, einige oder sämtliche der vorstehend beschriebenen Nachteile, die mit der Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff einhergehen, zu vermeiden. Ferner sollten mit diesem alternativen Verfahren vorzugsweise vergleichbare oder bessere Ausbeuten an MDP erzielbar sein wie in dem Herstellungsverfahren von MDP in Gegenwart von Tetrachlorkohlenstoff.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von SOCb (Thionylchlorid) bzw. SO2CI2 (Sulfurylchlorid) in der Umsetzung von Methan mit Phosphortrichlorid. Die Erfindung betrifft daher primär ein Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan durch Umsetzung von Methan mit Phosphortrichlorid, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart einer Verbindung der Formel SOxCb erfolgt, wobei x 1 oder 2 bedeutet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann schematisch wie folgt dargestellt werden, wobei der Index x die Werte 1 (eins) oder 2 (zwei) annehmen kann: SOxCI2
CH4 + PCI3 CH3PCI2 + HCl
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge einer Verbindung der Formel SOxCk durchgeführt, wobei x 1 oder 2 bedeutet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge von Thionylchlorid und/oder Sulfurylchlorid durchgeführt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Gesamtmenge an SOxCk vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 mol%, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 9 mol%, weiter bevorzugt im Bereich von 1 bis 8 mol%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 mol%, und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 mol%, jeweils bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 400 °C bis 750 °C durchgeführt, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 420 °C bis 700 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 450 °C bis 650 °C.
Das molare Mengenverhältnis (mol/mol) von CH4 und PCI3 liegt in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise im Bereich von 12 : 1 bis 2 : 1, bevorzugt im Bereich von 10 : 1 bis 3 : 1, und besonders bevorzugt im Bereich von 8 : 1 bis 4 : 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei einem Reaktionsdruck im Bereich von 500 mbar und 25 bar durchgeführt, bevorzugt bei einem Reaktionsdruck im Bereich von 700 mbar und 12 bar, weiter bevorzugt bei einem Reaktionsdruck im Bereich von 900 mbar und 10 bar.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchgeführt, dass die Umsetzung von CH4 und PCI3 zu MDP in einer Gasphasenreaktion erfolgt.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchgeführt, dass ein homogenes Gemisch umfassend CH4, PCI3 und SOxCk in einer Gasphasenreaktion zu MDP umgesetzt wird.
Die mittlere Verweilzeit der Reaktionsbestandteile CH4, PCI3 und SOxCk, vorzugsweise des homogenen Gemisches von CH4, PCI3 und SOxCk, im Reaktionsraum liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 60 Sekunden, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 10 Sekunden, weiter bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 Sekunden.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchgeführt, dass CH4, PCI3 und SOxCb, vorzugsweise in den vorstehend oder nachstehend als bevorzugt bzw. besonders bevorzugt angegebenen Mengen( Verhältnissen), in einem Strömungsrohr zu Reaktion gebracht werden. Sofern CH4, PCI3 und SOxCL in einem Strömungsrohr zu Reaktion gebracht werden, weist dieses Strömungsrohr vorzugsweise einen Durchmesser von mindestens 5 mm auf, bevorzugt einen Durchmesser von mindestens 8 mm.
Sofern CH4, PCI3 und SOxCL in einem Strömungsrohr zu Reaktion gebracht werden, weist dieses Strömungsrohr vorzugsweise eine Länge von mindestens 10 cm auf, bevorzugt eine Länge von mindestens 15 cm.
Sofern CLL, PCL und SOxCL in einem Strömungsrohr zu Reaktion gebracht werden, weist dieses Strömungsrohr in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorzugsweise eine Länge von mindestens 100 cm auf, bevorzugt eine Länge von mindestens 150 cm. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise als Katalysator SO2CI2 (Sulfurylchlorid) oder eine Mischung von SO2CI2 (Sulfurylchlorid) und SOCL (Thionylchlorid) eingesetzt, da bei Verwendung von SO2CI2 (Sulfurylchlorid) in dem erfindungsgemäßen Verfahren noch höhere Ausbeuten an Methyldichlorophosphan (MDP) erzielt werden können.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchgeführt, dass keine katalytisch wirksamen Mengen von elementarem Sauerstoff (O2), von elementarem Chlor (CL), von Phosgen (COCL), von Tetrachlorkohlenstoff (CCL), von Stickstoffoxiden und von Chlorkohlenwasserstoffen eingesetzt werden, und auch vorzugsweise keine UV-Excimer- Strahlungsquelle verwendet wird.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden als Katalysatoren SOCL (Thionylchlorid) und/oder SO2CI2 (Sulfurylchlorid) eingesetzt, wobei vorzugsweise keine wirksame Menge eines weiteren Katalysators eingesetzt wird, und bevorzugt keine weiteren Katalysatoren eingesetzt werden und keine UV-Excimer-Strahlungsquelle verwendet wird.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Verbindung der Formel SOxCL, wobei x 1 oder 2 bedeutet, zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP), insbesondere in einer der als bevorzugt angegebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP).
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Mischungen umfassend, im Wesentlichen bestehend aus oder bestehend aus
(i) PCL,
und
(ii) SOxCL, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet, wobei die Gesamtmenge an Bestandteil (ii) SOxCh vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 mol% liegt, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 9 mol%, weiter bevorzugt im Bereich von 1 bis 8 mol%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 mol%, und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 mol%, jeweils bezogen auf die eingesetzte Menge an Bestandteil (i) PCI3. Eine erfindungsgemäße Mischung im Wesentlichen bestehend aus (i) PCI3, und (ii) SOxCh, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet, bezieht sich vorzugsweise auf eine Mischung, in der die Summe der Bestandteile (i) und (ii) insgesamt mindestens 85 Gew.-% beträgt, bevorzugt insgesamt mindestens 90 Gew.-% beträgt, und besonders bevorzugt insgesamt mindestens 95 Gew.-% beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Mischungen umfassend, im Wesentlichen bestehend aus oder bestehend aus
Figure imgf000006_0001
(ii) SOxCb, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet,
und
(iii) CH4,
wobei das molare Mengenverhältnis (mol/mol) von Bestandteil (iii) CH4 und Bestandteil (i) PCI3 vorzugsweise im Bereich von 12 : 1 bis 2 : 1 liegt, bevorzugt im Bereich von 10 : 1 bis 3 : 1, und besonders bevorzugt im Bereich von 8 : 1 bis 4 : 1. Vorzugsweise liegt dabei die Gesamtmenge an Bestandteil (ii) SOxCb vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 mol%, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 9 mol%, weiter bevorzugt im Bereich von 1 bis 8 mol%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 mol%, und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 mol%, jeweils bezogen auf die eingesetzte Menge an Bestandteil (i) PCI3.
Eine erfindungsgemäße Mischung im Wesentlichen bestehend aus (i) PCI3, (ii) SOxCb, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet, und (iii) CH4 bezieht sich vorzugsweise auf eine Mischung, in der die Summe der Bestandteile (i), (ii) und (iii) insgesamt mindestens 90 Gew.-% beträgt, bevorzugt insgesamt mindestens 95 Gew.-% beträgt, und besonders bevorzugt insgesamt mindestens 98 Gew.- % beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Mischungen umfassend, im Wesentlichen bestehend aus oder bestehend aus
SOxCb, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet, (iii) CH4,
und
(iv) MDP (Methyldichlorophosphan).
Eine erfindungsgemäße Mischung im Wesentlichen bestehend aus (i) PCI3, (ii) SOxCh, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet, (iii) CH4 und (iv) MDP (Methyldichlorophosphan) bezieht sich vorzugsweise auf eine Mischung, in der die Summe der Bestandteile (i), (ii) (iii) und (iv) insgesamt mindestens 80 Gew.- % beträgt, bevorzugt insgesamt mindestens 90 Gew.- % beträgt, und besonders bevorzugt insgesamt mindestens 95 Gew.-% beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung. Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung. Beispiele: Messmethoden:
Hewlett Packard Gaschromatograph, Säule: Zebron ZB-624, 30m x 0,53 mm, 3 μιη, He, Split 20: 1. Detektor: WLD, Injektionsvolumen: 10 μΐ, 60 °C, 5 min isotherm, 10°C/min, 230 °C. Rf (PCI3): 11.13 min, Rf (MDP): 11.92 min. Beispiel 1:
In einen auf 500 °C aufgeheizten Quarzrohrreaktor mit einem Durchmesser von 9 mm und einer Länge von 170 mm wurden 7.91 dm3/h Methan und 1.32 dm3/h PCI3 eingebracht, so dass das volumetrische Verhältnis von CH^PCh bei 6: 1 (v/v) lag. In dem PCI3 waren dabei 5 mol% SOCb (Thionylchlorid), bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3, als Katalysator gelöst. Der flüssige Strom der Mischung von PCI3 und SOCb wurde vor der Einleitung in den Reaktor über einen auf 250 °C aufgeheizten Vorverdampfer geleitet. Aus dem resultierenden Produktgasstrom wurde über Kondensation in einem auf -78 °C abgekühlten Bypass eine Probe geleitet und anschließend mittels Gaschromatographie (GC) analysiert. Die Ausbeute an MDP, bezogen auf die eingesetzte PCI3- Menge, ist in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 2:
Die Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) erfolgte entsprechend Beispiel 1 , wobei eine Temperatur von 550 °C eingestellt wurde.
Beispiel 3: Die Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) erfolgte entsprechend Beispiel 1 , wobei eine Temperatur von 600 °C eingestellt wurde.
Beispiel 4:
Die Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) erfolgte entsprechend Beispiel 1, wobei 5 mol% SO2CI2 (Sulfurylchlorid), bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3, als Katalysator verwendet wurde.
Beispiel 5:
Die Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) erfolgte entsprechend Beispiel 4, wobei eine Temperatur von 550 °C eingestellt wurde.
Beispiel 6:
Die Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) erfolgte entsprechend Beispiel 4, wobei eine Temperatur von 600 °C eingestellt wurde.
Die erhaltene Ausbeute an MDP, jeweils bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3, ist in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 : Resultate der MDP-Herstellung gemäß der vorstehenden Beispielen 1 bis 6
Figure imgf000008_0001
Vergleichsversuche mit CCI4:
Es wurden Vergleichsversuche analog zu den Beispielen 1 bis 6 durchgeführt, wobei Methan und PCI3 unter den in den Beispielen 1 bis 6 genannten Reaktionsbedingungen in Gegenwart von CCLt anstelle von SOCb bzw. SO2CI2 zu MDP umgesetzt wurden. Die in Gegenwart von CCI4 erreichten Ausbeuten an MDP waren dabei vergleichbar mit denen, die mit SO2CI2 in den Beispielen 4 bis 6 jeweils erreicht wurden.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP) durch Umsetzung von Methan (CH4) mit Phosphortrichlorid (PCI3), dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart einer Verbindung der Formel SOxCk erfolgt, wobei x 1 oder 2 bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge von SOCb und/oder SO2CI2 erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an SOxCb im Bereich von 0,1 bis 10 mol% liegt, bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an SOxCb im Bereich von 0,5 bis 9 mol% liegt, bezogen auf die eingesetzte Menge an
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an SOxCb im Bereich von 2 bis 8 mol% liegt, bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an SOxCb im Bereich von 3 bis 7 mol% liegt, bezogen auf die eingesetzte Menge an PCI3.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Mengenverhältnis von CH4 und PCI3 im Bereich von 12 : 1 bis 2 : 1 liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Mengenverhältnis von CH4 und PCI3 im Bereich von 10 : 1 bis 3 : 1 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Mengenverhältnis von CH4 und PCI3 im Bereich von 8 : 1 bis 4 : 1 liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 400 °C bis 750 °C erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung von CH4 und PCI3 zu MDP in einer Gasphasenreaktion erfolgt.
12. Verwendung einer Verbindung der Formel SOxCb, wobei x 1 oder 2 bedeutet, zur Herstellung von Methyldichlorophosphan (MDP).
13. Mischung umfassend, im Wesentlichen bestehend aus oder bestehend aus
Figure imgf000010_0001
und
(ii) SOxCb, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet,
wobei die Gesamtmenge an Bestandteil (ii) SOxCb, bezogen auf die eingesetzte Menge an Bestandteil (i) PCI3, vorzugsweise der in einem der Ansprüche 3 bis 6 definierten Gesamtmenge entspricht.
14. Mischung umfassend, im Wesentlichen bestehend aus oder bestehend aus
(i)
(ü) , wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet,
und
(iü) CH4, wobei
die Gesamtmenge an Bestandteil (ii) SOxCk, bezogen auf die eingesetzte Menge an Bestandteil (i) PCI3, vorzugsweise der in einem der Ansprüche 3 bis 6 definierten Gesamtmenge entspricht,
und/oder
das molare Mengenverhältnis von Bestandteil (iii) CH4 und Bestandteil (i) PCI3 vorzugsweise dem in einem der Ansprüche 7 bis 9 definierten Mengenverhältnis entspricht.
15. Mischung umfassend, im Wesentlichen bestehend aus oder bestehend aus
(ii) SOxCb, wobei x den Wert 1 oder 2 bedeutet,
Figure imgf000011_0001
und
(iv) MDP (Methyldichlorophosphan).
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