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DE3504732A1 - Verfahren zur herstellung eines gemisches von phosphornitridchlorid-oligomeren - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines gemisches von phosphornitridchlorid-oligomeren

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DE3504732A1
DE3504732A1 DE19853504732 DE3504732A DE3504732A1 DE 3504732 A1 DE3504732 A1 DE 3504732A1 DE 19853504732 DE19853504732 DE 19853504732 DE 3504732 A DE3504732 A DE 3504732A DE 3504732 A1 DE3504732 A1 DE 3504732A1
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DE
Germany
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phosphorus pentachloride
chloride
compound
amount
reaction
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DE19853504732
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Tetsuhiko Okamoto
Hiroshi Hasuda Saitama Tanino
Shinichiro Tokio/Tokyo Ueyama
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Shin Nisson Kako Co Ltd
Original Assignee
Shin Nisson Kako Co Ltd
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Publication date
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/097Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing phosphorus atoms
    • C01B21/098Phosphonitrilic dihalides; Polymers thereof
    • C01B21/0986Phosphonitrilic dichlorides; Polymers thereof

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

Titel: Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Phosphornitridchlorid-Oligomeren
Beanspruchte Priorität: 24.Februar 1984, Japan, Anm.Nr.
32525/1984
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Phosphornitridchlorid-Oligomeren durch Umsetzung von Phosphorpentachlorid mit Ammoniumchlorid. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfaliren zur Herstellung von Phosphorhitridchlori*-Trimer in hoher Ausbeute / wobei die Bildung eines zyklischen Tetramers als Nebenprodukt im wesentlichen unterdrückt wird. Phosphornitridchlorid-Oligomere haben im allgemeinen die nachstehende Formel
(NPCl2)n
in welcher η eine ganze Zahl von 3 oder größer bedeutet, und diese Oligomeren sind ein wichtiges industriell herstellbares Pro- -
POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 501 75-800 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.Q. MÖNCHEN, LEOPOLDSTR. 71, KONTO-NR. 8005794 *
dukt ,weil viele Derivate undPolymere derselben ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf Wärmebeständigkeit, Kältebeständigkeit, Nicht-Entflammbarkeit, Eignung als elektrischer Isolierstoff und dgl. aufweisen. Unter den vorstehend genannten Oligomeren ist insbesondere ein zyklisches Phosphornitridchlorid-Trimeres der vorstehend angegebenen Formel, in welcher n=3f (nachstehend abgekürzt als 3PNC) wegen seines breiten Anwendungsspektrums von besonderer Bedeutung und es besteht daher eine große Nachfrage nach diesem Produkt. Demgemäß ist es erwünscht, dieses Oligomer 3PNC in hoher Ausbeute und mit hohem Reinheitsgrad herzustellen. Es ist jedoch bisher noch kein Verfahren bekannt, mit welchem es gelingt, 3 PNC allein herzustellen, sondern diese Verbindung wird immer in Form einer Mischung mit den verschiedensten anderen Oligomeren bei den üblichen Herstellungsverfahren für Phosphornitridchlorid erhalten. Demgemäß hat man versucht, die Gesamtausbeute bei der Herstellung von Oligomerengemischen von Phosphornitridchlorid zu verbessern und außerdem den Anteil an gebildetem 3 PNC zu erhöhen. Mehrere Beispiele solcher bekannter Verfahren gemäß dem Stand der Technik werden nachstehend diskutiert:
(1) In der US-Patentschrift Nr. 2788286 wird ein Verfahren zur Umsetzung von Phosphorpentachlorid mit Ammoniumchlorid in Anwesenheit eines Chinolins als Katalysator in einer Tetrachloräthan-Lösung beschrieben. Obwohl in dieser Literaturstelle angegeben ist, daß dabei 3 PNC und das Heptamere erhalten werden können ohne eine wesentliche Bildung von Tetramer als Nebenprodukt,(welches nachstehend gelegentlich abgekürzt wird als "4PNC"^ ist die Reaktionsausbeute bei diesem bekannten Verfahren niedrig.
(2) In den japanischen Patentveröffentlichungen Nr.3705/1982 und 77012/1982 wird ein Verfahren zur Umsetzung von Phosphorpentachlorid mit Ammoniumchlorid in Anwesenheit einer Verbindung eines mehrwertigen Metalls als Katalysator beschrieben, wobei die Lösung des Reaktionsproduktes in einem aliphatischen Kohlenwasserstoff oder einem Äther an-
schließend mit Wasser gewaschen und so ein Produkt, welches zyklische Phosphornitridchlorid-Oligomere enthält, in hoher Ausbeute gewonnen wird. Obwohl die Ausbeute an der Verbindung 3PNC bei diesen Verfahren relative hoch ist, hat es doch den Nachteil, daß auch der Gehalt an der Verbindung 4PNC im Reaktionsprodukt vor der Wasserwäsche hoch ist und daß die Reaktion eine lange Zeit für den vollständigen Ablauf benötigt.
(3) In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 19604/1983 wird ein Verfahren zur Umsetzung von Phosphortrichlorid mit Chlor zwecks Bildung von Phosphorpentachlorid mit anschließender Reaktion des so gebildeten Phosphorpentachlorids mit Ammoniumchlorid in Anwesenheit einer Verbindung eines mehrwertigen Metalls als Katalysator vorgeschlagen. Diese Veröffentlichung enthält jedoch keine Angaben über die gebildeten Mengen an 3 PNC und 4 PNC.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Phosphornitridchlorid-Oligomeren mit einem hohen Gehalt an der Verbindung 3PNC zur Verfügung zu stellen, für welche eine große Nachfrage besteht, während gleichzeitig die Menge an gebildetem 4 PNC gering ist, weil 4 PNC nur schwierig von 3 PNC getrennt werden kann und daher die Erzeugung eines reinen 3 PNC-Produktes erschwert.
Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Phosphornitridchlorid Oligomeren zur Verfügung zu stellen, welches mehr als 65% an der Verbindung 3 PNC und weniger als 10% an der Verbindung 4PNC enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Phosphornitridchlorid-Oligomeren durch Umsetzung bei erhöhter Temperatur von Phosphorpentachlorid mit Ammoniumchlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel und in Anwesenheit eines Katalysators in Form einer Verbindung eines mehrwertigen Metalles ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Anwesenheit einer synergistisch wirkenden zusätzlichen katalytischen
- l·
Menge an Pyridin und/oder eines alkylsubstituierten Pyridinderivates durchführt, welches zur Bildung von Chlorpyridiniumsalzen mit Phosphornitridchlorid befähigt ist.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete inerte organische Lösungsmittel kann ein beliebiges Lösungsmittel dieser Art sein, wie es auch bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Phosphornitridchlorid-Oligomeren aus Phosphorpentachlorid und Ammoniumchlorid verwendet wird. Geeignete organische Lösungsmittel sind zßJTetrachloräthan, Tetrachloräthylen, Monochlorbenzol, Dichlorbenzol und Nitrobenzol, wobei Tetrachloräthan und Monochlorbenzol bevorzugt sind.
Das Lösungsmittel wird in einer Menge angewendet, welche ausreicht, damit das Reaktionssystem gleichmäßig gerührt werden kann. Mit Vorteil werden 2 bis 5 ml des Lösungsmittels je Gramm Phosphorpentachlorid angewendet. Wenn die Menge an Lösungsmittel unzureichend ist, dann wird dadurch der Rührvorgang erschwert, während andererseits ein Überschuß an Lösungsmittel die Reaktionsgeschwindigkeit verringern kann, wodurch sich wirtschaftliche Nachteile ergeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Ammoniumchlorid zweckmäßig in einem äguimolaren Überschuß in bezug auf Phosphorpentachlorid eingesetzt und üblicherweise werden 1,1 bis 1,5 Mol Ammoniumchlorid je Mol Phosphorpentachlorid angewendet. Wenn die Menge an Ammoniumchlorid niedriger liegt,als dem vorstehend genannten Bereich entspricht, dann wird das eingesetzte Phosphorpentachlorid teilweise nicht umgesetzt. Andererseits werden keine zusätzlichen günstigen Effekte erzielt, wenn man die Menge an Ammoniumchlorid oberhalb des angegebenen Bereiches wählt.
Als Katalysator kann im erfindungsgemäßen Verfahren eine beliebige Verbindung eines mehrwertigen Metalles eingesetzt werden, welche geeignet ist, als Lewis-Säure zu wirken, so wie es auch bei den bereits bekannten Verfahren zur Herstellung von Phosphornitridchlorid-Oligomeren aus Phosphorpentachlorid und Ammoniumchlorid geschieht. Derartige Verbindungen können sich beispielsweise von Zink, Magnesium, Zinn, Titan, Bor, Aluminium,
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Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan,Chrom und Molybdän ableiten. Die betreffenden Verbindungen können als Oxide, Hydroxide, Carbonate, Chloride, Sulfate und Nitrate oder als Salze von organischen Säuren vorliegen, die mittels Chlorwasserstoff in die entsprechenden Chloride überführt werden können.
Zusätzlich zu den genannten Verbindungen können auch Kupfersalze als Katalysator eingesetzt werden.
Es ist nicht wesentlich, daß man die betreffenden Metallverbindungen als solche zu dem Reaktionssystem zusetzt, sondern je nach dem speziellen Fall kann auch das Metall als Element anwesend sein, welches dann im Verlauf der Reaktion im Reaktionssystem selbst in das entsprechende Chlorid überführt wird.
Aluminiumverbindungen und Eisenverbindungen sind besonders bevorzugte Katalysatoren, weil sie die Selektivität bezüglich der Bildung von 3 PNC wesentlich verbessern, wenn sie zusammen mit Pyridin oder einem alkylsubstitutierten Pyridinderivat gemäß der Erfindung eingesetzt werden.
Der Katalysator in Form einer Verbindung eines mehrwertigen Metalles wird in einer Menge von mehr als 1/200 Mol und vorzugsweise mehr als 1/100 Mol je Mol Phosphorpentachlorid verwendet. Wenn die Menge an der Verbindung des mehrwertigen Metalles unterhalb des angegebenen Bereichs liegt, wird kein merklicher katalytischer Effekt erhalten, während andererseits eine zu große Katalysatormenge den Anteil an gebildeten linearen Polymeren erhöht.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden Pyridin oder alkyl substi tuierte Pyridinderivate als Cokatalysatoren verwendet, beispielsweise, oc-picolin,(3-Picolin oder υ—Picolin, Lutidin oder Methyläthylpyridin. Insbesondere wenn man als Katalysator im Reaktionssystem eine Aluminium- oder Eisenverbindung einsetzt, aber nicht gemäß der Lehre der Erfindung Pyridin oder ein alkyl substituiertes Derivat desselben mitverwendet, dann bildet sich eine große Menge an Oligomeren der vorstehend ange-
-a-- "" 35ÖA732
gebenen Formel , in der η einen Wert von 5 oder darüber hat und es werden nur geringe 24engenanteile an der Verbindung 3 PNC erzeugt. Wenn andererseits gemäß der Lehre der Erfindung ein geringer Anteil Pyridin oder eines alkyl substituierten Pyridinderivates im Reaktionssystem anwesend ist, dann können Oligomergemische erhalten werden, deren Gehalt an der Verbindung 3PNC 90 % oder mehr beträgt. Auch wenn eine kleine Menge Pyridin oder eines alkyl substituierten Derivates desselben einem Reaktionssystem zugesetzt wird, welches andere Verbindungen mehrwertiger Metalle als Katalysator enthält, wird die Ausbeute an der Verbindung 3 PNC wesentlich verbessert und die Reaktionszeit läßt sich beträchtlich verringern. Man kann daher davon ausgehen, daß Pyridin oder dessen alkyl substituierte Derivate tatsächlich zusammen mit der Verbindung eines mehrwertigen Metalles eine synergistische katalytische Wirkung hat. Das Pyridin bzw. dessen alkyl substituierte Derivate können als solche oder in Form einer Mischung bei der Reaktion anwesend sein.
Die Menge an Pyridin und/oder der alkyl substituierten Derivate beträgt mindestens etwa 1/20 Mol und vorzugsweise zwischen 1/10 und 1 Mol je Mol eingesetztem Phophorpentachlorid.
Wenn die Menge an Pyridin oder einem alkyl substituierten Pyridinderivat zu klein ist, dann wird kein merklicher cokatalytischer Effekt beobachtet. Wenn andererseits zu viel des Cokatalysators vorhanden ist, dann kann die Reaktionstemperatur nicht auf diejenige Temperatur gebracht werden , welche erforderlich ist, um die gewünschte Ausbeute an zyklichen Oligomeren zu erhalten, wodurch auch die Ausbeute an 3 PNC verringert wird.
Einzelheiten über den Reaktionsmechanismus, gemäß welchem Pyridin und seine alkyl substituierten Derivate im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wirksam sind, wurden noch nicht erforscht. Da jedoch die Menge an Pyridin und seinen alkyl substituierten Derivaten außerordentlich klein ist, kann daraus der Schluß gezogen werden, daß die Wirkung
35Ö4732
-9.
sich deutlich von der eines Akzeptors für Chlorwasserstoff unterscheidet, der als Nebenprodukt bei der Umsetzung von Phosphorpentachlorid und Ammoniumchlorid gebildet wird. Diese Akzeptorwirkung wird beispielsweise von Dr. Meisetsu Kajiwara in "Gaisetsu Muki Kobunshi"(Abhandlung über anorganische Polymere) beschrieben (vgl. S. 69-71). Diese Veröffentlichung wurde herausgegeben von Chijin Shokan (10.April 1978).
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich beispielsweise wie folgt durchführen:
Ein Reaktionsgefäß wird mit einem inerten organischen Lösungsmittel, Ammoniumchlorid einer der vorstehend genannten Verbindungen eines mehrwertigen Metalls, sowie mit Pyridin und/oder einem alkylsubstituierten Pyridinderivat beschickt und dann wird tropfenweise unter Rühren und Erhitzen eine Lösung von Phosphorpentachlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel zugetropft. Anstelle einer solchen Lösung von Phosphorpentachlorid kann auch eine Lösung von Phosphortrichlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel tropfenweise zugesetzt werden und gleichzeitig wird dann gasförmiges Chlor getrennt mit einer Geschwindigkeit zugesetzt, welche der Zutropfrate der Phosphortrichloridlösung entspricht.
Die Reaktionstemperatur ist nicht besonders kritisch, liegt aber üblicherweise im Bereich von etwa 100 bis 2000C und vorzugsweise im Bereich von etwa 120 bis 1450C. Wenn die Reaktionstemperatur niedriger liegtj als demvorstehend genannten Bereich entspricht, dann läuft die Umsetzung nur sehr langsam ab. Es ist daher ZWeCkHIaBIgx ein solches inertes organisches Lösungsmittel zu verwenden, das einen Siedepunkt innerhalb des angegebenen Temperaturbereiches aufweist, so daß dann die Umsetzung unter Rückflußbedingungen des Lösungsmittels durchgeführt werden kann.
Die Reaktion ist beendet, sobald die Entwicklung von Chlor-
-AO-
wasserstoffgas aufhört. Die Reaktionsmischung wird dann vorzugsweise noch etwa 2 Stunden bei der gleichen Temperatur gealtert. Dann wird die Reaktionsmischung auf Zimmertemperatur abgekühlt und nach Abfiltrieren von überschüssigem Ammoniumchlorid wird das inerte organische Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert, wodurch sich ein Gemisch von Phosphornitridchlorid-Oligomeren mit einer hohen Ausbeute von im allgemeinen 90% und mehr erhalten läßt, bezogen auf die Menge an eingesetztem Phosphorpentachlorxd. Diese Mischung enthält mehr als 65% und in den meisten Fällen mehr als 70% an der Verbindung 3 PNC, während die Konzentration an der Verbindung 4 PNC in der Mischung meistens nicht über 10% liegt und sich üblicherweise im Bereich von 4 bis 5 % bewegt.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1
Ein Vierhals-Reaktionskolben mit 1 Liter Fassungsvermögen, der mit einem Rührer, einem Rückflußkondensator, einem Tropftrichter und einem Thermometer ausgestattet ist, wird mit 300 g Monochlorbenzol, 38,6 g(0,72 Mol)Ammoniumchlorid, 0,81 g (9,9/1000 Mol)Zinkoxid und 6,0 g(7,59/100 Mol) Pyridin beschickt. Der Kolbeninhalt wird unter Rühren erhitzt.bis das Monochlorbenzol siedet und unter Rückflußbedingungen eine Temperatur im Bereich von 125 bis 1320C aufrechterhalten wird. Dann wird eine Lösung von 125,0 g(0,6 Mol) Phosphorpentachlorid in 300 g Monochlorbenzol hergestellt und auf 80 bis 1000C vorerwärmt. Diese Lösung wird dann im Verlauf von 5 Stunden in den Reaktionskolben eingetropft. Anschließend rührt man noch weitere 2 Stunden unter Rückfluß. Der Kolbeninhalt wird dann abgekühlt und nicht umgesetztes Ammoniumchlorid wird abfiltriert. Aus dem Filtrat wird unter vermindertem Druck das Monochlorbenzol abdestilliert und man erhält so 65,2 g eines Gemisches von Phosphornitridchlorid-Oligomeren als Destillationsrückstand, was einer Ausbeute von 93,6 % entspricht(Berechnet als (NPC^)n bezogen auf eingesetztes Phosphorpenta-
_y_ ' 35D4732
Chlorid und unter der Annahme, daß die gesamten Oligomere als zyklische Verbindungen der vorstehend genannten Formel vorliegen). Durch Gas-Flüssig-Chromatographie(nachstehend abgekürzt als GLC) wurde festgestellt, daß diese Oligomermischung 73,9 % 3 PNC und nur 3,7% 4 PNC enthielt.
Vergleichsbeispiel 1
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch ohne Zusatz von Pyridin. Man erhielt so 66,4 g des Oligomergemisches(Ausbeute ; 95,4 %). mittels GLC-Analyse wurde jedoch festgestellt, daß diese Mischung nur 44,5 % 3 PNC,aber 16,9 % 4 PNC enthielt).
Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abänderung, .. daß die Menge an Zinkoxid auf 1,35 g(1,65/100 Mol) * erhöht wurde. Man erhielt so 65,6 g des Gemisches aus Phosphornitridchlorid-Oligomeren, was einer Ausbeute von 9 3,9 % entspricht. Dieses Gemisch enthielt 73,1 % 3 PNC und nur 4,2% 4 PNC.
Beispiel 3
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abänderung, daß die Menge an zugesetztem Pyridin erhöht wurde auf 18,0 g (2,28/10 Mol). Man erhielt 65,7 g des Oligomeren-Gemisches (Ausbeute: 94,4%), welches 72,8 % der Verbindung 3 PNC und nur 3,5 % der Verbindung 4 PNC enthielt.
Beispiel 4
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von 0,94 g(9,9/1 000 Mol) an wasserfreiem Magnesiumchlorid als Katalysator anstelle von Zinkoxid. Man erhielt 66,8 g eines Oligomeren-Gemisches (Ausbeute: 96,0 %), welches 80,2 % 3 PNC und 5,0 % 4 PNC enthielt. ,*
-W-
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Vergleichsbeispiel 2
Beispiel 4 wurde wiederholt, aber ohne Zusatz von Pyridin. In diesem Fall erhielt man das Reaktionsprodukt in einer Menge von 53,9 g (Ausbeute: 77,3 %), welches 53,5 % 3 PNC und 15,3 % 4 PNC enthielt.
Beispiele 5 bis 7
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von jeweils 1,29 g Kobaltchlorid bzw. 1,25 g Manganchlorid bzw. 1,28 g Nickelchlorid, was jeweils 9,9/1000 Mol an Katalysator entspricht. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I zusammengefaßt:
Tabelle I Reaktionsprodukt
Beispiel Metallkätaly- Ausbeute 3 PNC-Gehalt 4PNC-Gesator halt
5
6
7
CoCl, MnCl2 NiCl,
93 ,6 71 ,8 3 ,5
93 ,8 70 ,6 4 ,5
95 ,4 71 ,1 3 ,7
Vergleichsbeispiele 3 bis 5
Die Arbeitsweise von Beispiel 5 bis 7 wurde wiederholt, aber ohne Zusatz von Pyridin. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle II zusammengefaßt:
Tabelle II Reaktionsprodukt
Vergieichsbeispiel Metallkata- Ausbeute 3 PNC-Gehalt 4 PNC-
lysator Gehalt
3 CoCl2 94,3 60,1 19,7
4 MnCl2 95,1 59,6 18,4
5 NiCl2 93,8 52,0 16,7
Beispiel 8
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von 6,0 g eines Picolingemisches (bestehend aus 0,5 % - o-Picolin, 45,0/2-Picolin, 29,3 % ·Λ -Picolin und 25,2 % 2,6-Lutidin) anstelle von Pyridin. Man erhielt das Oligomeren-Gemisch in einer Menge von 63,8 g(Ausbeute: 91,7 %), welches 71,8 % 3 PNC und nur 2,3 % 4 PNC enthielt.
Beispiel 9
In einer Reaktionsvorrichtung, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine Mischung aus 300 g Monochlorbenzol, 38,6 g Ammoniumchlorid, 0,66 g (4,95/1000 Mol) an wasserfreiem Aluminiumchlorid und 6,0 g Pyridin gerührt und in diese Mischung wurde eine auf 80 bis 1000C vorerwärmte Lösung von 125 g Phosphorpentachlorid in 300 g Monochlorbenzol eingetropft. Zu Beginn des EintropfVorganges lag die Temperatur der Mischung bei 133°C und die niedrigste gemessene Temperatur während des Eintropfens lag bei 127,5 0C. Etwa 4 Stunden nach Beginn des Eintropfvorganges wurde die Entwicklung von Chlorwasserstoff gas außerordentlich heftig. Nach 7 Stunden war der ZutropfVorgang beendet und man rührte noch weitere 2 Stunden lang, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung auf 1330C gehalten wurde. Bei dieser Arbeitsweise sublimierte eine beträchtliche Menge an Phosphorpentachlorid aus dem Reaktionssystem ab und schlug sich auf den Wänden des Reaktors nieder. Diese absublimierte Menge
■-**-■■·■- 35Ö4732
war außerordentlich groß im Vergleich zu den Beispielen 1 bis 8. Die Reaktionsmischung wurde dann so behandelt, wie in Beispiel 1 beschrieben, und man erhielt 48,0 g eines Oligomer-Gemisches. Diese Mischung enthielt 90,5 % 3 PNC , 9,0 % 4 PNC und 0,5 % andere Oligomere.
Obwohl die insgesamt 48,0 g betragende Menge der Oligomer-Mischung nominell nur einer Ausbeute von 69,0 % entspricht, bezogen auf eingesetztes Phosphorpentachlorid, muß man doch davon ausgehen, daß die Ausbeute etwa 90 % betrug und zwar bezogen auf das in der Reaktion tatsächlich verbrauchte Phosphorpentachlorid, weil dem Reaktionssystem eine beträchtliche Menge an Phosphorpentachlorid durch den Sublxmierungsvorgang entzogen wurde.
Beispiel 10
Die Arbeitsweise von Beispiel 9 wurde wiederholt, wobei jedoch 1,61 g(9,9/1000 Mol) wasserfreies Ferrichlorid anstelle von Aluminiumchlorid als Katalysator verwendet wurde Bei dieser Arbeitsweise sublimierte weniger Phosphorpentachlorid ab als bei dem Beispiel mit Aluminiumchlorid. Es wurden 63,0 g Oligomer-Gemisch erhalten(Ausbeute: 90,5%) welches 76,8 % 3 PNC und 4,6 % 4 PNC enthielt.
Vergleichsbeispiele 6 und 7
Die Arbeitsweise von Beispiel 9 bzw.10 wurde ohne Zusatz von Pyridin wiederholt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle III wiedergegeben. In Tabelle III liegen die Ausbeuten wesentlich über 100%. Diese beruhte darauf, daß die Ausbeuten berechnet worden sind unter der Annahme, daß alle Reaktionsprodukte als zyklische Phosphornitridchloride der Formel (NPCl ~) vorliegen, obwohl lineare Oligomere die nachstehende Zusammensetzung haben:
/Cl3P=N
35ÖA732
46 ·
Tabelle III Reaktionsprodukt
Vergleichs
beispiel
Metallkata
lysator
Ausbeute 3PNC
halt
V-
-Ge-
h)
4 PNC-
Gehalt
6
7
AlCl3
FeCl3
109,4
106,5
22
26
,9
,1
5,3
7,9

Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Phosphornitridchlorid-Oligomeren durch Umsetzen bei erhöhter Temperatur von Phosphorpentachlorid mit Ammoniumchlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel und in Anwesenheit eines Katalysators in Form einer Verbindung einer mehrwertigen Metalles, dadurch gekennzeichnet daß man die Reaktion in Anwesenheit einer synergistisch wirkenden zusätzlichen katalytischen Menge an Pyridin und/oder eines alkyl substituierten Pyridinderivates durchführt, welches zur Bildung von Chlorpyridiniumsalzen mit Phosphorpentachlorid befähigt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1,1 bis 1,5 Mol Ammoniumchlorid je Mol Phosphorpentachlorid einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Anwesenheit einer zusätzlichen Menge an o£-Picolin,f3-Picolin, y-Picolin, Lutidin und/oder Methyläthylpyridin durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pyridin und/oder ein alkyl substituiertes Pyridinderivat in einer Menge von 1/20 bis 1 Mol, vorzugsweise von mindestens 1/10 Mol, je Mol Phosphorpentachlorid anwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes organisches Lösungsmittel Tetrachloräthan, , Tetrachloräthylen, Monochlorbenzol, Dichlorbenzol und/oder Nitrobenzol verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes organisches Lösungsmittel Tetrachloräthan und/ oder Monochlorbenzol verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das inerte organische Lösungsmittel in einer Menge von 2 bis 5 ml je g Phosphorpentachlorid einsetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verbindung eines mehrwertigen Metalls von Zink, Magnesium, Zinn, Titan, Bor, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom, Molybdän und/oder Kupfer ableitet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator eine Aluminium- oder Eisenverbindung einsetzt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung eines mehrwertigen Metalls ein Oxid, Hydroxid, Carbonat, Chlorid, Sulfat, Nitrat oder ein mit Chlorwasserstoff in ein Chlorid überführbares Salz einer organischen Säure eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daß man die Verbindung eines mehrwertigen Metalls in einer Menge von mindestens 1/200 Mol je Mol Phosphorpentachlorid einsetzt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung eines mehrwertigen Metalls in einer Menge von mindestens 1/100 Mol je rfol Phosphorpentachlorid einsetzt.
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