JPS6411030B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、アルコール類及び/またはフエノー
ル類を触媒の存在で五硫化燐と反応させる方法に
関する。この際生成するO,O−ジアルキル−ジ
チオ燐酸、O,O−ジアリールジチオ燐酸または
O−アルキル−O−アリールジチオ燐酸は、殊に
殺虫剤、油−添加剤及び浮遊物捕収剤の製造に、
中間体として広範に使用される。 アルコール類またはフエノール類と五硫化燐と
の反応は主として下記の式により進行する: P4S10+8ROH→4(RO)2P(S)SH+2H2S しかしこの方法で製造されるいわゆる粗製酸は
約80〜90%の含有率しか有しない。反応におい
て、副生成物として下記の物質がある程度の量で
生じる: (RO)2P(S)SR、(RO)3PS、RO2P(S)H、 (RO)2P(S)OH、(RO)2P(S)SP(S)
(OR)2、 (RO)2P(S)SSP(S)(OR)2及び元素状硫黄 副生成物は合計約10〜20%におよび、原則とし
てこれらの不所望な副生成物を精製工程によつて
分離する必要がある。 精製には、粗精製を真空蒸留する方法及び塩と
して沈殿させ、その後強鉱酸によりジチオ酸を遊
離させる方法(ドイツ連邦共和国特許第2421462
号明細書)の2種が主として利用される。 蒸留は、五硫化燐と短鎖アルコール(メタノー
ル、エタノール、n−プロパノール、イソプロパ
ノール)との反応生成物にしか工業的に適当でな
い。元差熱分析による試験から判るように、O,
O−ジアルキルジチオ燐酸の熱負荷可能性は極め
て小さい。若干の誘導体では、約100℃の温度で
既に分解反応を起し、悪い場合には全反応混合物
が瞬間的に分解することがある。この理由から蒸
留は、低級成分、即ちO,O−ジメチル−から
O,O−ジプロピル−ジチル燐酸までの低級成分
の場合にだけ、比較的低沸点のため有意義に実施
されるが、その場合でも収率は単に80〜85%であ
る。更に、生ずる蒸留残渣は極めて悪臭を有し、
取り扱い難く、環境保護の理由から極めて高くつ
き、費用のかかる方法で廃棄される。 ドイツ連邦共和国特許第2421462号明細書によ
る方法では、まず粗製酸をアンモニアと反応させ
ることによつてアンモニウム塩を製造し、不純物
を去し、続いて鉱酸と反応させて純粋なO,O
−ジアルキル−またはO,O−ジアリールジチオ
燐酸にする。この方法は技術的に極めて複雑であ
り、殊に高い化学薬品費、装置費及び人件費を必
要とする。蒸留法も塩精製法も高い投資費を必要
とする。 長鎖O,O−ジアルキルジチオ燐酸及びO,O
−ジアリールジチオ燐酸は、蒸留によつても塩法
によつても工業的に精製できず、このような酸は
従来、好ましくない純度でしか利用されなかつ
た。 アルコール混合物及び/またはフエノール混合
物と五硫化燐を反応させることによつて、原則と
して異なるエステル基を有するジチオ燐酸を製造
することもできる。殊に、O−アルキル−O−ア
リールジチオ燐酸エステルは潤滑油添加物の中間
体として興味深い。しかしフエノールの反応性は
アルコールに比較して低いので、公知操作法によ
る混成エステルの収率は極めて低い。更に、O,
O−ジアルキルジチオ燐酸及びO,O−ジアリー
ルジチオ燐酸の等モル混合物を反応させることが
できる。しかしこの場合には比較的長い反応時間
後にも27〜29モル%の混成エステル収率しか生じ
ない(英国特許第1558956号明細書)。 従つて、精製工程を省略しうる程充分に、ジチ
オ燐酸の製造方法を改良するという課題があつ
た。即ち、五硫化燐のアルコーリシス及び/また
はフエノーリシスによつて90%以上、特に95%以
上の収率でO,O−ジアルキル−、O−アルキル
−O−アリール−またはO,O−ジアリールジチ
オ燐酸を製造することである。 この課題は、アルコール類またはフエノール類
と五硫化燐との反応速度を高めるばかりでなく、
ジチオ燐酸の収率を著しく高める新規触媒を見い
出すことにより解決された。 本発明によれば、このような触媒として下記の
化合物群に属する燐化合物及び窒素化合物を使用
する; (a) 一般式のホスホニウム塩 (b) 一般式のアンモニウム塩 (c) 一般式のホスフインオキシド (d) 一般式のホスフインスルフイド (e) 一般式のホスフイン酸誘導体 前記の一般式〜において、R1、R2、R3及
びR4は同一または異なる炭素原子数1〜22個の
アルキル基、アリール基、アルカリール基または
アラルキル基、特に炭素原子数1〜12個のアルキ
ル基を表わす。 Aは無機酸または有機酸、例えばハロゲン水素
酸、硫酸、硝酸、酢酸またはジアルキルジチオ燐
酸の残基を表わし、X及びYは酸素及び硫黄を表
わし、Mは1価の金属または水素を表わす。 触媒は、使用したアルコールまたはフエノール
の0.001〜5重量%の量で使用することができる。
しかし0.01〜1%の量が好ましい。 触媒の添加は、反応をその都度のアルコール
(フエノール)に溶かし、次にアルコール(フエ
ノール)を五硫化燐に添加してから連続的に反応
混合物中に加えることによつて行なうことができ
る。更に、触媒を固体または溶解した形で一度に
または少しずつ五硫化燐懸濁液に添加するか、ま
たは特にフエノールの場合に3種の成分、即ち五
硫化燐、触媒及びフエノールを直接計量すること
なく反応させることもできる。 五硫化燐のアルコーリシスまたはフエノーリシ
ス用の従来公知の触媒は、第一に単にアルコール
またはフエノールと五硫化燐との反応の反応速度
を高めるという目的を達成する(ドイツ連邦共和
国特許出願公告第2828721号公報、英国特許第
1228528号明細書)。 しかし生成する粗製酸の品質または酸の収率
は、そのような触媒を用いる下記の試験で示すよ
うに、部分的には悪化しさえする。 これに反して、新しく発見した触媒は反応速度
を高めるばかりでなく、殊に酸の収率を著しく高
める作用をする。このことは、特に混成アルキル
エステル、アリールエステル及びアルキル−アリ
ールエステルの製造にも該当する。酸の収率の増
加は、部分的には90%より高く、今や90%以上、
特に95%以上の粗製酸の品質を達成することがで
き、多くの場合に付加的な精製工程を省くことが
可能になる。このことは、五硫化燐のアルコーリ
シスまたはフエノーリシス法の経済性の著しい上
昇を意味する。更に別の利点は、最適な触媒活性
に必要な触媒量が著しく少ないことである。 下記の実施例は、本発明による触媒を使用した
場合の五硫化燐残留量が公知の触媒を含むかまた
は含まない対照バツチの場合より著しく少ないこ
とを示す。 従つて、五硫化燐のアルコーリシスまたはフエ
ノーリシスは、本発明による触媒によつて一層早
く進行するばかりでなく、一層完全になり、これ
により同時に設備容量は著しく増加する。このこ
とを更に下記の反応性試験によつて証明する。 五硫化燐の反応性を測定するため、ジユワー瓶
中でP2S550gを2−エチルヘキサノール125g中
で撹拌しながら反応させる。出発温度は30℃であ
る。1時間後に26℃の温度上昇が確認される。 26℃/時は、中程度〜高い反応性の五硫化燐に
関して典型的である温度上昇である。テトラブチ
ルホスホニウムブロミド0.06%(2−エチルヘキ
サノールに対して)を添加して試験を反復する
と、46℃の温度上昇が得られる。これは、反応性
の極めて高い五硫化燐によつて達成される数値で
ある。従つて、著しく少ない触媒量の添加によつ
て、五硫化燐の反応性を全く本質的に向上させる
ことができる。 更に下記の実施例によつて、本発明の触媒によ
れば粗製酸が著しく高い純度及び収率で得られる
ことを示す。純度及び収率はすべての場合に90%
以上、多くの場合に95%以上である。従つて、高
純度の長鎖O,O−ジアルキルジチオ燐酸も初め
て工業的規模で利用することができる。それとい
うのは蒸留または塩法による精製は工業的に可能
ではないからである。 例 1(触媒なし) 撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計及び
ガス導入管を有する1のガラスフラスコ中で五
硫化燐444gをトルエン140ml中に懸濁し、70℃で
激しく撹拌しながら2時間以内にCH3OH256g
と反応させる。生成する硫化水素を苛性ソーダ中
に吸収させる。後反応させるため、反応溶液を更
に30分70℃に保持する。その後、室温に冷却し、
1時間窒素気流を用いて粗製酸から残留する硫化
水素を除去する。未反応の五硫化燐を去する。 74.9%の含有率を有するトルエン含有0,0−
ジメチルジチオ燐酸721gが得られる。O,O−
ジメチルジチオ燐酸の収率は、反応した五硫化燐
に対して86.8%である。 五硫化燐残渣:7.3g(1.6%)。 例 1a(本発明による) 例1と同様に操作するが、反応前にメタノール
中で(CH3)4PCl0.13gを溶かす。81.3%の含有
率を有するトルエン含有粗製酸739gが得られる。
O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五
硫化燐に対して95.1%である。 五硫化燐残渣:0.5g(0.1%) 例1に比べて収率の増加:8.3%。 例 1b(本発明による) 例1と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にトリオクチルホスフインオキシド0.38gを溶
かす。80.0%の含有率を有するトルエン含有粗製
酸739gが得られる。O,O−ジメチルジチオ燐
酸の収率は、反応した五硫化燐に対して93.7%で
ある。 五硫化燐残渣:1.4g(0.3%) 例1に比べて収率の増加:6.9%。 例 1c(本発明による) 例1と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にテトラブチルアンモニウムヨージド0.74gを
溶かす。81.1%の含有率を有するトルエン含有粗
製酸741gが得られる。O,O−ジメチルジチオ
燐酸の収率は、反応した五硫化燐に対して95.2%
である。 五硫化燐残渣:0.9g(0.2%) 例1に比べて収率の増加:8.4%。 例 2(触媒なし) 五硫化燐444gをO,O−ジメチルジチオ燐酸
(96.0%)170g中に懸濁し、2時間以内に60℃で
CH3OH256gと反応させる。更に反応させるた
め、反応溶液を60℃に更に30分保持する。その
後、室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気流で除
去し、過する。86.7%の含有率を有する精製酸
776gが得られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸
の収率は、反応した五硫化燐に対して82.7%であ
る。 五硫化燐残渣:12.1g(2.7%)。 例 2a(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にテトラブチルホスホニウムブロミド0.68gを
溶かす。96.0%の含有率を有する粗製酸799gが
得られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は
反応した五硫化燐に対して95.4%である。 五硫化燐残渣:1.2g(0.3%)。 例2に比べて収率の増加:12.6%。 例 2b(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
にトリメチルホスフインスルフイド1.6gを溶か
す。92.8%の含有率を有する粗製酸784gが得ら
れる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は、反
応した五硫化燐に対して90.5%である。 五硫化燐残渣:6.2g(1.4%)。 例2に比べて収率の増加:7.7%。 例 2c(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
にジメチルジチオホスフイン酸ナトリウム1.6g
を溶かす。93.4%の含有率を有する粗製酸786g
が得られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率
は反応した五硫化燐に対して90.8%である。 五硫化燐残渣:2.7g(0.6%) 例2に比べて収率の増加:8.0% 例 2d(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
にテトラメチルアンモニウムクロリド1.6gを溶
かす。95.1%の含有率を有する粗製酸804gが得
られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は反
応した五硫化燐に対して95.2%である。 五硫化燐残渣:0.5g(0.1%)。 例2に比べて収率の増加:12.4%。 例 3(触媒なし) 五硫化燐111gをO,O−ジエチルジチオ燐酸
(85.3g)40g中に懸濁し、2時間以内に70℃で
エタノール92gと反応させる。更に反応させるた
め、反応溶液を30分70℃に保持する。次に、室温
に冷却し、窒素気流を用いて残留するH2Sを除去
し、過する。87.4%の含有率を有する精製酸
213gが得られる。O,O−ジエチルジチオ燐酸
の収率は反応した五硫化燐に対して84.9%であ
る。 五硫化燐残渣:4.2g(3.8%) 例 3a(本発明による) 例3と同様に操作するが、反応前にエタノール
にトリメチルドデシルホスホニウムブロミド0.22
gを溶かす。94.3%の含有率を有する粗製酸223
gが得られる。O,O−ジエチルジチオ燐酸の収
率は反応した五硫化燐に対して94.9%である。 五硫化燐残渣:0.4g(0.4%)。 例3に比べて収率の増加:10.0% 例 4(触媒なし) 五硫化燐222gをO,O−ジイソプロピルジチ
オ燐酸(92.6%)70g中に懸濁し、撹拌しながら
2時間以内に75℃でイソプロパノール240gと反
応させる。75℃で更に1時間反応させた後、室温
に冷却し、残留するH2Sを窒素気流により除去
し、過する。88.3%の含有率を有する精製酸
481gが得られる。O,O−ジイソプロピルジチ
オ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して87.8%
である。 五硫化燐残渣:9.5g(4.3%)。 例 4a(本発明による) 例4と同様に操作するが、反応前にイソプロパ
ノールにトリメチルホスフインオキシド0.5gを
溶かす。94.9%の含有率を有する粗製酸504gが
得られる。O,O−ジイソプロピルジチオ燐酸の
収率は反応した五硫化燐に対して96.6%である。 五硫化燐残渣:0.4g(0.2%) 例4に比べて収率の増加:8.3% 例 4b(本発明による) 例4と同様に操作するが、反応前にイソプロパ
ノールにテトラブチルホスホニウムブロミド0.34
gを溶かす。96.7%の含有率を有する粗製酸504
gが得られる。O,O−ジイソプロピルジチオ燐
酸の収率は反応した五硫化燐に対して98.7%であ
る。 五硫化燐残渣:0.1g(0.05%) 例4に比べて収率の増加:10.9% 例 5(触媒なし) O,O−ジイソブチルチオ燐酸(87.0%)208
g中の五硫化燐666gの懸濁液に80℃で撹拌しな
がら2時間以内にイソブタノール888gを添加す
る。更に10分間反応させた後、室温に冷却し、残
留するH2Sを窒素気流で除去し、過する。84.4
%の含有率を有する精製酸1625gが得られる。
O,O−ジイソブチルジチオ燐酸の収率は、反応
した五硫化燐に対して86.4%である。 五硫化燐残渣:31.8g(4.8%)。 例 5a(本発明による) 例5と同様に操作するが、反応前にイソブタノ
ール中にテトラブチルホスホニウムブロミド10g
を溶かす。96.0%の含有率を有する粗製酸1661g
が得られる。O,O−ジイソブチルジチオ燐酸の
収率は反応した五硫化燐に対して97.5%である。 五硫化燐残渣:1.3g(0.2%) 例5に比べて収率の増加:11.0% 例 6(触媒なし) O,O−ジ−2−エチルヘキシルジチオ燐酸
(92.1%)131g中の五硫化燐444gの懸濁液に80
℃で2時間以内に撹拌しながら2−エチルヘキサ
ノール1040gを加える。更に30分反応させた後、
室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気流で除去
し、過する。79.7%の含有率を有する精製酸
1420gが得られる。O,O−ジ−2−エチルヘキ
シルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対し
て87.1%である。 五硫化燐残渣:80.8g(18.2%) 例 6a(本発明による) 例6と同様に操作するが、反応前にエチルヘキ
サノール中にテトラブチルホスホニウムブロミド
1.36gを溶かす。95.7%の含有率を有する粗製酸
1540gが得られる。O,O−ジ−2−エチルヘキ
シルジチオ燐酸の収率は95.7%である。 五硫化燐残渣:0.5g(0.1%) 例6に比べて収率の増加:8.6% 例 7(触媒なし) n−オクタノール80g中の五硫化燐222gの懸
濁液に80℃で2時間以内にn−オクタノールを更
に440g加える。更に反応させるため、溶液を30
分80℃に保持する。次に、室温に冷却し、残留す
るH2Sを窒素気流で除去し、過する。81.6%の
含有率を有する精製酸672gが得られる。O,O
−ジ−n−オクチルジチオ燐酸の収率は反応した
五硫化燐に対して86.9%である。 五硫化燐残渣:24.2g(10.9%)、 例 7a(本発明による) 例7と同様に操作するが、反応前にn−オクタ
ノール中にテトラブチルホスホニウムブロミド
0.68gを溶かす。97.8%の含有率を有する粗製酸
706gが得られる。O,O−ジ−n−オクチルジ
チオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して97.7
%である。 五硫化燐残渣:0.8g(0.4%) 例7に比べて収率の増加:10.8% 例 8(触媒なし) n−ドデカノール33g中の五硫化燐55.5gの懸
濁液に80℃で2時間以内に更に153gのドデカノ
ールを加える。アルコールの凝固を回避するた
め、加熱可能の滴下ロートを使用する。更に反応
させたるため、溶液を30分80℃に保持する。次
に、室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気流で除
去し、去する。80.9%の含有率を有する精製酸
223gが得られる。O,O−ジ−n−ドデシルジ
チオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して88.8
%である。 五硫化燐残渣:7.2g(13.0%)、 例 8a(本発明による) 例8と同様に操作するが、反応前にn−ドデカ
ノール中にテトラブチルホスホニウムブロミド
0.47gを溶かす。95.0%の含有率を有する粗製酸
232gが得られる。O,O−ジ−n−ドデシルジ
チオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して95.1
%である。 五硫化燐残渣:0.4g(0.7%) 例8に比べて収率の増加:6.3% 例 9(触媒なし) n−オクタデカノール40g中の五硫化燐55.5g
の懸濁液に80℃で2時間以内に更に230gのn−
オクタデカノールを加える。アルコールの凝固を
回避するために、加熱可能の滴下ロートを使用す
る。更に反応させるため、溶液を80℃に30分保持
する。その後、室温に冷却し、残留するH2Sを窒
素気流で除去し、過する。78.8%の含有率を有
する精製酸306gが得られる。O,O−ジ−n−
オクタデシルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化
燐に対して89.7%である。 五硫化燐残渣:8.5g(15.3%) 例 9a(本発明による) 例9と同様に操作するが、反応前にn−オクタ
デカノール中にテトラオクチルホスホニウムクロ
リド0.63gを溶かす。94.4%の含有率を有する粗
製酸314gが得られる。O,O−ジ−n−オクタ
デシルジチオ燐酸の収率は、反応した五硫化燐に
対して95.1%である。 五硫化燐残渣:1.0g(1.8%) 例9に比べて収率の増加:5.4% 例 10(触媒なし) フエノール188gに80〜85℃で撹拌しながら10
分以内に五硫化燐111gを加える。その後、反応
混合物を50分間90℃に加熱し、熱時過し、残留
するH2Sを65℃で窒素気流で除去する。60.5%の
含有率を有する精製酸235gが得られる。O,O
−ジフエニルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化
燐に対して93.2%である。 五硫化燐残渣:51g(45.9%) 例 10(本発明による) 例10と同様に操作するが、反応前にフエノール
にエチル−トリオクチルホスホニウムブロミド
0.42gを加える。98.4%の含有率を有する粗製酸
281gが得られる。O,O−ジフエニルジチオ燐
酸の収率は、反応した五硫化燐に対して98.0%で
ある。 五硫化燐残渣:0.02g(0.02%) 例10に比べて収率の増加:4.8%
ル類を触媒の存在で五硫化燐と反応させる方法に
関する。この際生成するO,O−ジアルキル−ジ
チオ燐酸、O,O−ジアリールジチオ燐酸または
O−アルキル−O−アリールジチオ燐酸は、殊に
殺虫剤、油−添加剤及び浮遊物捕収剤の製造に、
中間体として広範に使用される。 アルコール類またはフエノール類と五硫化燐と
の反応は主として下記の式により進行する: P4S10+8ROH→4(RO)2P(S)SH+2H2S しかしこの方法で製造されるいわゆる粗製酸は
約80〜90%の含有率しか有しない。反応におい
て、副生成物として下記の物質がある程度の量で
生じる: (RO)2P(S)SR、(RO)3PS、RO2P(S)H、 (RO)2P(S)OH、(RO)2P(S)SP(S)
(OR)2、 (RO)2P(S)SSP(S)(OR)2及び元素状硫黄 副生成物は合計約10〜20%におよび、原則とし
てこれらの不所望な副生成物を精製工程によつて
分離する必要がある。 精製には、粗精製を真空蒸留する方法及び塩と
して沈殿させ、その後強鉱酸によりジチオ酸を遊
離させる方法(ドイツ連邦共和国特許第2421462
号明細書)の2種が主として利用される。 蒸留は、五硫化燐と短鎖アルコール(メタノー
ル、エタノール、n−プロパノール、イソプロパ
ノール)との反応生成物にしか工業的に適当でな
い。元差熱分析による試験から判るように、O,
O−ジアルキルジチオ燐酸の熱負荷可能性は極め
て小さい。若干の誘導体では、約100℃の温度で
既に分解反応を起し、悪い場合には全反応混合物
が瞬間的に分解することがある。この理由から蒸
留は、低級成分、即ちO,O−ジメチル−から
O,O−ジプロピル−ジチル燐酸までの低級成分
の場合にだけ、比較的低沸点のため有意義に実施
されるが、その場合でも収率は単に80〜85%であ
る。更に、生ずる蒸留残渣は極めて悪臭を有し、
取り扱い難く、環境保護の理由から極めて高くつ
き、費用のかかる方法で廃棄される。 ドイツ連邦共和国特許第2421462号明細書によ
る方法では、まず粗製酸をアンモニアと反応させ
ることによつてアンモニウム塩を製造し、不純物
を去し、続いて鉱酸と反応させて純粋なO,O
−ジアルキル−またはO,O−ジアリールジチオ
燐酸にする。この方法は技術的に極めて複雑であ
り、殊に高い化学薬品費、装置費及び人件費を必
要とする。蒸留法も塩精製法も高い投資費を必要
とする。 長鎖O,O−ジアルキルジチオ燐酸及びO,O
−ジアリールジチオ燐酸は、蒸留によつても塩法
によつても工業的に精製できず、このような酸は
従来、好ましくない純度でしか利用されなかつ
た。 アルコール混合物及び/またはフエノール混合
物と五硫化燐を反応させることによつて、原則と
して異なるエステル基を有するジチオ燐酸を製造
することもできる。殊に、O−アルキル−O−ア
リールジチオ燐酸エステルは潤滑油添加物の中間
体として興味深い。しかしフエノールの反応性は
アルコールに比較して低いので、公知操作法によ
る混成エステルの収率は極めて低い。更に、O,
O−ジアルキルジチオ燐酸及びO,O−ジアリー
ルジチオ燐酸の等モル混合物を反応させることが
できる。しかしこの場合には比較的長い反応時間
後にも27〜29モル%の混成エステル収率しか生じ
ない(英国特許第1558956号明細書)。 従つて、精製工程を省略しうる程充分に、ジチ
オ燐酸の製造方法を改良するという課題があつ
た。即ち、五硫化燐のアルコーリシス及び/また
はフエノーリシスによつて90%以上、特に95%以
上の収率でO,O−ジアルキル−、O−アルキル
−O−アリール−またはO,O−ジアリールジチ
オ燐酸を製造することである。 この課題は、アルコール類またはフエノール類
と五硫化燐との反応速度を高めるばかりでなく、
ジチオ燐酸の収率を著しく高める新規触媒を見い
出すことにより解決された。 本発明によれば、このような触媒として下記の
化合物群に属する燐化合物及び窒素化合物を使用
する; (a) 一般式のホスホニウム塩 (b) 一般式のアンモニウム塩 (c) 一般式のホスフインオキシド (d) 一般式のホスフインスルフイド (e) 一般式のホスフイン酸誘導体 前記の一般式〜において、R1、R2、R3及
びR4は同一または異なる炭素原子数1〜22個の
アルキル基、アリール基、アルカリール基または
アラルキル基、特に炭素原子数1〜12個のアルキ
ル基を表わす。 Aは無機酸または有機酸、例えばハロゲン水素
酸、硫酸、硝酸、酢酸またはジアルキルジチオ燐
酸の残基を表わし、X及びYは酸素及び硫黄を表
わし、Mは1価の金属または水素を表わす。 触媒は、使用したアルコールまたはフエノール
の0.001〜5重量%の量で使用することができる。
しかし0.01〜1%の量が好ましい。 触媒の添加は、反応をその都度のアルコール
(フエノール)に溶かし、次にアルコール(フエ
ノール)を五硫化燐に添加してから連続的に反応
混合物中に加えることによつて行なうことができ
る。更に、触媒を固体または溶解した形で一度に
または少しずつ五硫化燐懸濁液に添加するか、ま
たは特にフエノールの場合に3種の成分、即ち五
硫化燐、触媒及びフエノールを直接計量すること
なく反応させることもできる。 五硫化燐のアルコーリシスまたはフエノーリシ
ス用の従来公知の触媒は、第一に単にアルコール
またはフエノールと五硫化燐との反応の反応速度
を高めるという目的を達成する(ドイツ連邦共和
国特許出願公告第2828721号公報、英国特許第
1228528号明細書)。 しかし生成する粗製酸の品質または酸の収率
は、そのような触媒を用いる下記の試験で示すよ
うに、部分的には悪化しさえする。 これに反して、新しく発見した触媒は反応速度
を高めるばかりでなく、殊に酸の収率を著しく高
める作用をする。このことは、特に混成アルキル
エステル、アリールエステル及びアルキル−アリ
ールエステルの製造にも該当する。酸の収率の増
加は、部分的には90%より高く、今や90%以上、
特に95%以上の粗製酸の品質を達成することがで
き、多くの場合に付加的な精製工程を省くことが
可能になる。このことは、五硫化燐のアルコーリ
シスまたはフエノーリシス法の経済性の著しい上
昇を意味する。更に別の利点は、最適な触媒活性
に必要な触媒量が著しく少ないことである。 下記の実施例は、本発明による触媒を使用した
場合の五硫化燐残留量が公知の触媒を含むかまた
は含まない対照バツチの場合より著しく少ないこ
とを示す。 従つて、五硫化燐のアルコーリシスまたはフエ
ノーリシスは、本発明による触媒によつて一層早
く進行するばかりでなく、一層完全になり、これ
により同時に設備容量は著しく増加する。このこ
とを更に下記の反応性試験によつて証明する。 五硫化燐の反応性を測定するため、ジユワー瓶
中でP2S550gを2−エチルヘキサノール125g中
で撹拌しながら反応させる。出発温度は30℃であ
る。1時間後に26℃の温度上昇が確認される。 26℃/時は、中程度〜高い反応性の五硫化燐に
関して典型的である温度上昇である。テトラブチ
ルホスホニウムブロミド0.06%(2−エチルヘキ
サノールに対して)を添加して試験を反復する
と、46℃の温度上昇が得られる。これは、反応性
の極めて高い五硫化燐によつて達成される数値で
ある。従つて、著しく少ない触媒量の添加によつ
て、五硫化燐の反応性を全く本質的に向上させる
ことができる。 更に下記の実施例によつて、本発明の触媒によ
れば粗製酸が著しく高い純度及び収率で得られる
ことを示す。純度及び収率はすべての場合に90%
以上、多くの場合に95%以上である。従つて、高
純度の長鎖O,O−ジアルキルジチオ燐酸も初め
て工業的規模で利用することができる。それとい
うのは蒸留または塩法による精製は工業的に可能
ではないからである。 例 1(触媒なし) 撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計及び
ガス導入管を有する1のガラスフラスコ中で五
硫化燐444gをトルエン140ml中に懸濁し、70℃で
激しく撹拌しながら2時間以内にCH3OH256g
と反応させる。生成する硫化水素を苛性ソーダ中
に吸収させる。後反応させるため、反応溶液を更
に30分70℃に保持する。その後、室温に冷却し、
1時間窒素気流を用いて粗製酸から残留する硫化
水素を除去する。未反応の五硫化燐を去する。 74.9%の含有率を有するトルエン含有0,0−
ジメチルジチオ燐酸721gが得られる。O,O−
ジメチルジチオ燐酸の収率は、反応した五硫化燐
に対して86.8%である。 五硫化燐残渣:7.3g(1.6%)。 例 1a(本発明による) 例1と同様に操作するが、反応前にメタノール
中で(CH3)4PCl0.13gを溶かす。81.3%の含有
率を有するトルエン含有粗製酸739gが得られる。
O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五
硫化燐に対して95.1%である。 五硫化燐残渣:0.5g(0.1%) 例1に比べて収率の増加:8.3%。 例 1b(本発明による) 例1と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にトリオクチルホスフインオキシド0.38gを溶
かす。80.0%の含有率を有するトルエン含有粗製
酸739gが得られる。O,O−ジメチルジチオ燐
酸の収率は、反応した五硫化燐に対して93.7%で
ある。 五硫化燐残渣:1.4g(0.3%) 例1に比べて収率の増加:6.9%。 例 1c(本発明による) 例1と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にテトラブチルアンモニウムヨージド0.74gを
溶かす。81.1%の含有率を有するトルエン含有粗
製酸741gが得られる。O,O−ジメチルジチオ
燐酸の収率は、反応した五硫化燐に対して95.2%
である。 五硫化燐残渣:0.9g(0.2%) 例1に比べて収率の増加:8.4%。 例 2(触媒なし) 五硫化燐444gをO,O−ジメチルジチオ燐酸
(96.0%)170g中に懸濁し、2時間以内に60℃で
CH3OH256gと反応させる。更に反応させるた
め、反応溶液を60℃に更に30分保持する。その
後、室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気流で除
去し、過する。86.7%の含有率を有する精製酸
776gが得られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸
の収率は、反応した五硫化燐に対して82.7%であ
る。 五硫化燐残渣:12.1g(2.7%)。 例 2a(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にテトラブチルホスホニウムブロミド0.68gを
溶かす。96.0%の含有率を有する粗製酸799gが
得られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は
反応した五硫化燐に対して95.4%である。 五硫化燐残渣:1.2g(0.3%)。 例2に比べて収率の増加:12.6%。 例 2b(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
にトリメチルホスフインスルフイド1.6gを溶か
す。92.8%の含有率を有する粗製酸784gが得ら
れる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は、反
応した五硫化燐に対して90.5%である。 五硫化燐残渣:6.2g(1.4%)。 例2に比べて収率の増加:7.7%。 例 2c(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
にジメチルジチオホスフイン酸ナトリウム1.6g
を溶かす。93.4%の含有率を有する粗製酸786g
が得られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率
は反応した五硫化燐に対して90.8%である。 五硫化燐残渣:2.7g(0.6%) 例2に比べて収率の増加:8.0% 例 2d(本発明による) 例2と同様に操作するが、反応前にメタノール
にテトラメチルアンモニウムクロリド1.6gを溶
かす。95.1%の含有率を有する粗製酸804gが得
られる。O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は反
応した五硫化燐に対して95.2%である。 五硫化燐残渣:0.5g(0.1%)。 例2に比べて収率の増加:12.4%。 例 3(触媒なし) 五硫化燐111gをO,O−ジエチルジチオ燐酸
(85.3g)40g中に懸濁し、2時間以内に70℃で
エタノール92gと反応させる。更に反応させるた
め、反応溶液を30分70℃に保持する。次に、室温
に冷却し、窒素気流を用いて残留するH2Sを除去
し、過する。87.4%の含有率を有する精製酸
213gが得られる。O,O−ジエチルジチオ燐酸
の収率は反応した五硫化燐に対して84.9%であ
る。 五硫化燐残渣:4.2g(3.8%) 例 3a(本発明による) 例3と同様に操作するが、反応前にエタノール
にトリメチルドデシルホスホニウムブロミド0.22
gを溶かす。94.3%の含有率を有する粗製酸223
gが得られる。O,O−ジエチルジチオ燐酸の収
率は反応した五硫化燐に対して94.9%である。 五硫化燐残渣:0.4g(0.4%)。 例3に比べて収率の増加:10.0% 例 4(触媒なし) 五硫化燐222gをO,O−ジイソプロピルジチ
オ燐酸(92.6%)70g中に懸濁し、撹拌しながら
2時間以内に75℃でイソプロパノール240gと反
応させる。75℃で更に1時間反応させた後、室温
に冷却し、残留するH2Sを窒素気流により除去
し、過する。88.3%の含有率を有する精製酸
481gが得られる。O,O−ジイソプロピルジチ
オ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して87.8%
である。 五硫化燐残渣:9.5g(4.3%)。 例 4a(本発明による) 例4と同様に操作するが、反応前にイソプロパ
ノールにトリメチルホスフインオキシド0.5gを
溶かす。94.9%の含有率を有する粗製酸504gが
得られる。O,O−ジイソプロピルジチオ燐酸の
収率は反応した五硫化燐に対して96.6%である。 五硫化燐残渣:0.4g(0.2%) 例4に比べて収率の増加:8.3% 例 4b(本発明による) 例4と同様に操作するが、反応前にイソプロパ
ノールにテトラブチルホスホニウムブロミド0.34
gを溶かす。96.7%の含有率を有する粗製酸504
gが得られる。O,O−ジイソプロピルジチオ燐
酸の収率は反応した五硫化燐に対して98.7%であ
る。 五硫化燐残渣:0.1g(0.05%) 例4に比べて収率の増加:10.9% 例 5(触媒なし) O,O−ジイソブチルチオ燐酸(87.0%)208
g中の五硫化燐666gの懸濁液に80℃で撹拌しな
がら2時間以内にイソブタノール888gを添加す
る。更に10分間反応させた後、室温に冷却し、残
留するH2Sを窒素気流で除去し、過する。84.4
%の含有率を有する精製酸1625gが得られる。
O,O−ジイソブチルジチオ燐酸の収率は、反応
した五硫化燐に対して86.4%である。 五硫化燐残渣:31.8g(4.8%)。 例 5a(本発明による) 例5と同様に操作するが、反応前にイソブタノ
ール中にテトラブチルホスホニウムブロミド10g
を溶かす。96.0%の含有率を有する粗製酸1661g
が得られる。O,O−ジイソブチルジチオ燐酸の
収率は反応した五硫化燐に対して97.5%である。 五硫化燐残渣:1.3g(0.2%) 例5に比べて収率の増加:11.0% 例 6(触媒なし) O,O−ジ−2−エチルヘキシルジチオ燐酸
(92.1%)131g中の五硫化燐444gの懸濁液に80
℃で2時間以内に撹拌しながら2−エチルヘキサ
ノール1040gを加える。更に30分反応させた後、
室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気流で除去
し、過する。79.7%の含有率を有する精製酸
1420gが得られる。O,O−ジ−2−エチルヘキ
シルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対し
て87.1%である。 五硫化燐残渣:80.8g(18.2%) 例 6a(本発明による) 例6と同様に操作するが、反応前にエチルヘキ
サノール中にテトラブチルホスホニウムブロミド
1.36gを溶かす。95.7%の含有率を有する粗製酸
1540gが得られる。O,O−ジ−2−エチルヘキ
シルジチオ燐酸の収率は95.7%である。 五硫化燐残渣:0.5g(0.1%) 例6に比べて収率の増加:8.6% 例 7(触媒なし) n−オクタノール80g中の五硫化燐222gの懸
濁液に80℃で2時間以内にn−オクタノールを更
に440g加える。更に反応させるため、溶液を30
分80℃に保持する。次に、室温に冷却し、残留す
るH2Sを窒素気流で除去し、過する。81.6%の
含有率を有する精製酸672gが得られる。O,O
−ジ−n−オクチルジチオ燐酸の収率は反応した
五硫化燐に対して86.9%である。 五硫化燐残渣:24.2g(10.9%)、 例 7a(本発明による) 例7と同様に操作するが、反応前にn−オクタ
ノール中にテトラブチルホスホニウムブロミド
0.68gを溶かす。97.8%の含有率を有する粗製酸
706gが得られる。O,O−ジ−n−オクチルジ
チオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して97.7
%である。 五硫化燐残渣:0.8g(0.4%) 例7に比べて収率の増加:10.8% 例 8(触媒なし) n−ドデカノール33g中の五硫化燐55.5gの懸
濁液に80℃で2時間以内に更に153gのドデカノ
ールを加える。アルコールの凝固を回避するた
め、加熱可能の滴下ロートを使用する。更に反応
させたるため、溶液を30分80℃に保持する。次
に、室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気流で除
去し、去する。80.9%の含有率を有する精製酸
223gが得られる。O,O−ジ−n−ドデシルジ
チオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して88.8
%である。 五硫化燐残渣:7.2g(13.0%)、 例 8a(本発明による) 例8と同様に操作するが、反応前にn−ドデカ
ノール中にテトラブチルホスホニウムブロミド
0.47gを溶かす。95.0%の含有率を有する粗製酸
232gが得られる。O,O−ジ−n−ドデシルジ
チオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して95.1
%である。 五硫化燐残渣:0.4g(0.7%) 例8に比べて収率の増加:6.3% 例 9(触媒なし) n−オクタデカノール40g中の五硫化燐55.5g
の懸濁液に80℃で2時間以内に更に230gのn−
オクタデカノールを加える。アルコールの凝固を
回避するために、加熱可能の滴下ロートを使用す
る。更に反応させるため、溶液を80℃に30分保持
する。その後、室温に冷却し、残留するH2Sを窒
素気流で除去し、過する。78.8%の含有率を有
する精製酸306gが得られる。O,O−ジ−n−
オクタデシルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化
燐に対して89.7%である。 五硫化燐残渣:8.5g(15.3%) 例 9a(本発明による) 例9と同様に操作するが、反応前にn−オクタ
デカノール中にテトラオクチルホスホニウムクロ
リド0.63gを溶かす。94.4%の含有率を有する粗
製酸314gが得られる。O,O−ジ−n−オクタ
デシルジチオ燐酸の収率は、反応した五硫化燐に
対して95.1%である。 五硫化燐残渣:1.0g(1.8%) 例9に比べて収率の増加:5.4% 例 10(触媒なし) フエノール188gに80〜85℃で撹拌しながら10
分以内に五硫化燐111gを加える。その後、反応
混合物を50分間90℃に加熱し、熱時過し、残留
するH2Sを65℃で窒素気流で除去する。60.5%の
含有率を有する精製酸235gが得られる。O,O
−ジフエニルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化
燐に対して93.2%である。 五硫化燐残渣:51g(45.9%) 例 10(本発明による) 例10と同様に操作するが、反応前にフエノール
にエチル−トリオクチルホスホニウムブロミド
0.42gを加える。98.4%の含有率を有する粗製酸
281gが得られる。O,O−ジフエニルジチオ燐
酸の収率は、反応した五硫化燐に対して98.0%で
ある。 五硫化燐残渣:0.02g(0.02%) 例10に比べて収率の増加:4.8%
【表】
** 反応した五硫化燐に対する%
例 11(触媒としてピリジンを用いる比較例) 五硫化燐111gをトルエン35ml中に懸濁し、ピ
リジン0.6gを含むメタノール64gと60℃で2時
間以内に反応させる。後反応のため、溶液を30分
60℃に保持する。その後冷却し、残留するH2Sを
窒素気流で除去し、過する。75.6%の含有率を
有するトルエン含有率を有するトルエン含有精製
酸181.5gが得られる。O,O−ジメチルジチオ
燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して87.2%で
ある。 五硫化燐残渣:0.65g(0.6%) 例 12(触媒として尿素を用いる比較例) 例11と同様に操作するが、反応前にメタノール
に尿素0.6gを溶かす。76.3%の含有率を有する
トルエン含有粗製酸179gが得られる。O,O−
ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に
対して88.3%である。 五硫化燐残渣:2.5g(2.3%) 例 13(触媒としてアンモニアを用いる比較例) 例11と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にNH32mgを溶かす。70.2%の含有率を有する
トルエン含有粗製酸168gが得られる。O,O−
ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に
対して78.1%である。 五硫化燐残渣:5.0g(4.5%) 例 14(本発明による) 例11と同様に操作するが、反応前にメタノール
に0.17gの(C4H9)4PBrを溶かす。81.8%の含有
率を有するトルエン含有粗製酸184gが得られる。
O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五
硫化燐に対して95.6%である。 五硫化燐残渣:0.6g(0.5%) 収率の増加 例11に比べて:8.4% 例12に比べて:7.3% 例13に比べて:17.5% 例 15(比較例、アルキル−アリールエステル) トルエン35ml中の五硫化燐111gの懸濁液に90
℃で1時間以内にフエノール94g及びn−オクタ
ノール130gの混合物を滴加する。更に15分反応
させた後、室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気
流で除去し、過する。精製酸264gが得られ、
これは 31P−NMRスペクトルにより、 O,O−ジ−n−オクチルジチオ燐酸 94モル% O,O−ジフエニルジチオ燐酸 6モル% 及び O−n−オクチル−O−フエニルジチル燐酸
0モル% を含む、酸価(物質1g当りのKOHのmg数)は
71である(完全に反応する場合の理論値:161)。 五硫化燐残渣:66.0g(59.5%) 例 16(本発明による) 例15と同様に操作するが、反応前にn−オクタ
ノールとフエノールとの混合物中にエチルトリオ
クチルホスホニウムブロミド0.56gを溶かす。精
製酸344gが得られ、これは 31P−NMRスペク
トルにより、 O,O−ジ−n−オクチルジチオ燐酸 25モル% O,O−ジフエニルジチオ燐酸 25モル% 及び O−n−オクチル−O−フエニルジチル燐酸
50モル% を含む。酸価(物質1g当りのKOHのmg数)は
156である(完全に反応する場合の理論値:161)。 五硫化燐残渣:0.5g(0.5%)。
例 11(触媒としてピリジンを用いる比較例) 五硫化燐111gをトルエン35ml中に懸濁し、ピ
リジン0.6gを含むメタノール64gと60℃で2時
間以内に反応させる。後反応のため、溶液を30分
60℃に保持する。その後冷却し、残留するH2Sを
窒素気流で除去し、過する。75.6%の含有率を
有するトルエン含有率を有するトルエン含有精製
酸181.5gが得られる。O,O−ジメチルジチオ
燐酸の収率は反応した五硫化燐に対して87.2%で
ある。 五硫化燐残渣:0.65g(0.6%) 例 12(触媒として尿素を用いる比較例) 例11と同様に操作するが、反応前にメタノール
に尿素0.6gを溶かす。76.3%の含有率を有する
トルエン含有粗製酸179gが得られる。O,O−
ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に
対して88.3%である。 五硫化燐残渣:2.5g(2.3%) 例 13(触媒としてアンモニアを用いる比較例) 例11と同様に操作するが、反応前にメタノール
中にNH32mgを溶かす。70.2%の含有率を有する
トルエン含有粗製酸168gが得られる。O,O−
ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五硫化燐に
対して78.1%である。 五硫化燐残渣:5.0g(4.5%) 例 14(本発明による) 例11と同様に操作するが、反応前にメタノール
に0.17gの(C4H9)4PBrを溶かす。81.8%の含有
率を有するトルエン含有粗製酸184gが得られる。
O,O−ジメチルジチオ燐酸の収率は反応した五
硫化燐に対して95.6%である。 五硫化燐残渣:0.6g(0.5%) 収率の増加 例11に比べて:8.4% 例12に比べて:7.3% 例13に比べて:17.5% 例 15(比較例、アルキル−アリールエステル) トルエン35ml中の五硫化燐111gの懸濁液に90
℃で1時間以内にフエノール94g及びn−オクタ
ノール130gの混合物を滴加する。更に15分反応
させた後、室温に冷却し、残留するH2Sを窒素気
流で除去し、過する。精製酸264gが得られ、
これは 31P−NMRスペクトルにより、 O,O−ジ−n−オクチルジチオ燐酸 94モル% O,O−ジフエニルジチオ燐酸 6モル% 及び O−n−オクチル−O−フエニルジチル燐酸
0モル% を含む、酸価(物質1g当りのKOHのmg数)は
71である(完全に反応する場合の理論値:161)。 五硫化燐残渣:66.0g(59.5%) 例 16(本発明による) 例15と同様に操作するが、反応前にn−オクタ
ノールとフエノールとの混合物中にエチルトリオ
クチルホスホニウムブロミド0.56gを溶かす。精
製酸344gが得られ、これは 31P−NMRスペク
トルにより、 O,O−ジ−n−オクチルジチオ燐酸 25モル% O,O−ジフエニルジチオ燐酸 25モル% 及び O−n−オクチル−O−フエニルジチル燐酸
50モル% を含む。酸価(物質1g当りのKOHのmg数)は
156である(完全に反応する場合の理論値:161)。 五硫化燐残渣:0.5g(0.5%)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 アルコール類及び/またはフエノール類と五
硫化燐とを触媒の存在で反応させるため、触媒と
して (a) 一般式: のホスホニウム塩、または (b) 一般式: のアンモニウム塩、または (c) 一般式: のホスフインオキシド、または (d) 一般式: のホスフインスルフイド、または (e) 一般式 のホスフイン酸誘導体〔一般式〜において
R1、R2、R3及びR4は同一または異なる炭素原
子数1〜22個のアルキル基、アリール基、アル
カリール基またはアラルキル基を表わし、Aは
無機酸または有機酸の残基を表わし、X及びY
は酸素及び硫黄を表わし、Mは1価の金属また
は水素を表わす〕を使用することを特徴とする
アルコール類及び/またはフエノール類と五硫
化燐との反応方法。 2 R1、R2、R3及びR4が同一または異なる炭素
原子数1〜12個のアルキル基を表わす一般式〜
の触媒を使用する特許請求の範囲第1項記載の
方法。 3 Aがハロゲン水素酸、硫酸、硝酸、酢酸また
はジアルキルジチオ燐酸の酸残基を表わす一般式
またはの触媒を使用する特許請求の範囲第1
項または第2項記載の方法。 4 触媒をアルコールまたはフエノールに対して
0.001〜5重量%の量で使用する特許請求の範囲
第1項〜第3項の1に記載の方法。
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|---|---|
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| JP (1) | JPS56145296A (ja) |
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