PL209228B1 - Sposób wytwarzania estrów tetraalkilowych kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania estrów tetraalkilowych kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.

Estry tetraalkilowe kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego znajdują zastosowanie jako stabilizatory substancji organicznych narażonych na degradację przez czynniki utleniające, termiczne lub światło, a także jako substraty do wytwarzania kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.

Dotychczas znany z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5137951 jest jedynie sposób wytwarzania estru dibenzylowego kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego, który polega na reakcji paraformu z fosfonianem dibenzylowym i chlorowodorkiem hydroksyloaminy.

Sposób wytwarzania estrów tetraalkilowych kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego o wzorze ogólnym 1, w którym A oznacza podstawnik alkilowy, według wynalazku polega na tym, że jedną część molową soli heksahydro-1,3,5-trihydroksy-1,3,5-triazyny, korzystnie chlorowodorku, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową fosforynu trialkilowego o wzorze ogólnym 2, w którym A oznacza podstawnik alkilowy, przy czym reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, korzystnie dioksanie, tetrahydrofuranie, eterze lub alkoholu o grupie alkilowej identycznej jak w zastosowanym fosforynie trialkilowym, w temperaturze 273-373 K, aż do przereagowania substratów, po czym z mieszaniny usuwa się lotne składniki przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymuje się w wyniku ester tetraalkilowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.

W wariancie sposobu według wynalazku, zamiast fosforynu trialkilowego stosuje się równomolową ilość fosfonianu dialkilowego o wzorze ogólnym 3, w którym A oznacza podstawnik alkilowy.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1. Do zawiesiny chlorowodorku heksahydro-1,3,5-trihydroksy-1,3,5-triazyny (1,7 g, 0,010 mola) w dioksanie (25 ml) dodaje się fosforynu tributylowego (2,5 g, 0,010 mola) i ogrzewa temperaturze około 373 K przez 2 godziny. Następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury około 293 K, sączy się nierozpuszczalny osad i przemywa go dioksanem (3x5 ml). Z przesączu oddestylowuje się lotne składniki pod zmniejszonym ciśnieniem około 20 hPa w temperaturze 333-338 K i otrzymuje się ester tetrabutylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (2,5 g, teor. 2,2 g), którego identyczność potwierdzają widma [WG7414]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 24,1 (I=100); oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,94 d (12 H, CH2CH3, J=7,4), 1,43 sekstet (8 H, CH2CH3, J=7,4), 1,66 q (8 H, CH2CH3, J=7,4), 3,38 d (4 H, CH2, J=11,8), 4,09 dt (8 H, OCH2, J=6,7, J=13,3), 7,2 bs (1 H, OH), który zawiera fosfonian dibutylowy [przy 9,6 ppm (I=50)] oraz niezidentyfikowany związek [przy 22,1 ppm (I=8)]. Identyczność estru potwierdza dodatkowo hydroliza do kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego. W tym celu do produktu dodaje się 6 M kwas solny (25 ml) i ogrzewa w temperaturze 330-353 K przez około 48 godzin. Następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury około 293 K, oddestylowuje lotne składniki pod ciśnieniem około 20 hPa w temperaturze 330-353 K i w wyniku otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy (1,6 g, teor. 1,1 g), którego identyczność potwierdzają widma ³¹P NMR {¹H} (D2O, δ [ppm]): 9,9 (I=100); oraz ¹H NMR (D2O, δ [ppm], J [Hz]): 3,58 d (4H, CH2, J=12,4); który zawiera kwas iminobismetylofosfonowy [przy 11,1 ppm (I=11)], kwas fosfonowy [przy 6,7 ppm (I=31)] oraz kwas fosforowy [przy 0,8 ppm (I=10)].

P r z y k ł a d 2. Postępuje się jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że zamiast fosforynu tributylowego stosuje się fosforyn triizopropylowy (2,2 g, 0,010 mola), i otrzymuje się w wyniku ester tetraizopropylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (2,3 g, teor. 1,95 g), którego identyczność potwierdzają widma [WG7414]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 22,1 (I=100); oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,33 d (6H, CHCH3, J=6,2), 1,34 d (6 H, CHCH3, J=6,2), 1,35 d (12 H, CHCH3, J=6,1), 3,32 d (4 H, CH2, J=12,0), 4,75 m (4 H, OCH), 7,5 bs (1 H, OH), który zawiera fosfonian diizopropylowy [przy 6,2 ppm (I=29)] oraz niezidentyfikowany związek [przy 23,2 ppm (I=34)]. Identyczność estru potwierdza dodatkowo hydroliza do kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (1,8 g, teor. 1,1 g), którego identyczność potwierdzają widma ³¹P NMR {¹H} (D2O, δ [ppm]): 9,9 (I=100); oraz ¹H NMR (D2O, δ [ppm], J [Hz]): 3,58 d (4H, CH2, J=12,4), który zawiera kwas iminobismetylofosfonowy [przy 11,1 ppm (I=26)], kwas fosfonowy [przy 6,7 ppm (I=18)] oraz kwas fosforowy [przy 0,8 ppm (I=22)].

P r z y k ł a d 3. Do zawiesiny chlorowodorku heksahydro-1,3,5-trihydroksy-1,3,5-triazyny (1,7 g, 0,010 mola) w dioksanie (25 ml) dodaje się fosfonian diizopropylowy (1,65 g, 0,010 mola) i ogrzewa w temperaturze około 333 K przez 12 godzin. Następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury około 293 K, sączy się nierozpuszczalny osad i przemywa go dioksanem (3x5 ml). Z przesączu oddestyloPL 209 228 B1 wuje się lotne składniki pod zmniejszonym ciśnieniem około 20 hPa w temperaturze 333-338 K i otrzymuje ester tetraizopropylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (1,90 g, teor. 1,95 g), którego identyczność potwierdzają widma [WG6014D]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 21,5 (I=100); oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,34 d (24H, CHCH3, J=6,2), 4,00 d (4 H, CH2, J=13,2), 4,80 dxheptet (4 H, OCH, J=6,2, J=12,6), 7,5 bs (1 H, OH), który zawiera fosfonian diizopropylowy (7,3 ppm, I=13) Do surowego estru tetraizopropylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego dodaje się 6 M kwas solny (25 ml) i ogrzewa w temperaturze 330-353 K przez około 48 godzin. Następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury około 293 K, oddestylowuje się lotne składniki pod ciśnieniem około 20 hPa w temperaturze 330-353 K i otrzymuje się w wyniku surowy kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy, który zadaje się mieszaniną metanolu i acetonu (3+3 ml) i pozostawia do krystalizacji na 24 godziny w temperaturze poniżej 273 K. Osad sączy się pod zmniejszonym ciśnieniem, przemywa mieszaniną metanolu i acetonu (1:1, 3x2 ml) i suszy na powietrzu, w wyniku czego otrzymuje się krystaliczny kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy (0,75 g, 68% wydajności), którego identyczność potwierdzają widma: ³¹P NMR {¹H} (D2O, δ [ppm]): 9,30; oraz ¹H NMR (D2O, δ [ppm], J [Hz]): 3,58 d (4H, CH2, J=12,4).

P r z y k ł a d 4. Postępuje się jak w przykładzie 3, z tą różnicą, że zamiast fosfonianu diizopropylowego stosuje się fosfonian dimetylowy (1,1 g, 0,010 mola), a reakcję prowadzi się przez 12 godzin w temperaturze około 333 K, otrzymuje się w wyniku ester tetrametylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (0,7 g, 50%), którego identyczność potwierdzają widma [WG6014F]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 26,5 (I=100); oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 3,35 d (4 H, CH2, J=11,8), 3,75 d (12 H, OCH3, J=10,8), 8,02 bs (1H, OH), który zawiera jako zanieczyszczenie fosfonian dimetylowy (I=32), fosfonian metylowy (I=57) i kwas fosfonowy (I=30); z którego w wyniku hydrolizy otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy identyczny jak w przykładzie 3.

P r z y k ł a d 5. Postępuje się jak w przykładzie 3, z tą różnicą, że zamiast fosfonianu diizopropylowego stosuje się fosfonian dietylowy (1,4 g, 0,010 mola), a reakcję prowadzi się przez 5 godzin w temperaturze około 333 K, otrzymuje się w wyniku ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (1,9 g, teor. 1,7 g), którego identyczność potwierdzają widma [WG5048D]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 23,85; oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,30 d (12 H, OCH2CH3, J=7,0), 3,34 d (4 H, CH2, J=11,7), 4,11 m (8 H, OCH2), 7,06 s (1 H, OH), który zawiera jako zanieczyszczenie fosfonian dietylowy [przy 8,9 ppm (I=12)] i fosfonian etylowy [przy 8,6 ppm (I=9)], a z którego w wyniku hydrolizy otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy identyczny jak w przykładzie 3.

P r z y k ł a d 6. Postępuje się jak w przykładzie 3, z tą różnicą, że zamiast fosfonianu diizopropylowego stosuje się fosfonian dietylowy (2,8 g, 0,020 mola), a reakcję prowadzi się przez 5 godzin w temperaturze okoł o 333 K, otrzymuje się w wyniku ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (3,0 g, 91%), którego identyczność potwierdzają widma [WG5048D2]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 23,90; oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,30 d (12 H, OCH2CH3, J=7,0), 3,34 d (4 H, CH2, J=11,7), 4,11 m (8 H, OCH2), 7,06 s (1 H, OH), który zawiera jako zanieczyszczenie fosfonian dietylowy [przy 9,0 ppm (I=43)], a z którego w wyniku hydrolizy otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy identyczny jak w przykładzie 3.

P r z y k ł a d 7. Postępuje się jak w przykładzie 3, z tą różnicą, że zamiast fosfonianu diizopropylowego stosuje się fosfonian dietylowy (2,1 g, 0,015 mola), a reakcję prowadzi się przez 5 godzin w temperaturze około 333 K, otrzymuje się w wyniku ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego, identyczny jak w przykładzie 6 (I=100), który zawiera jako zanieczyszczenie fosfonian dietylowy [przy 8,9 ppm (I=43)] i fosfonian etylowy [przy 8,6 ppm (I=13)], a z którego w wyniku hydrolizy otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy identyczny jak w przykładzie 3.

P r z y k ł a d 8. Postępuje się jak w przykładzie 3, z tą różnicą, że zamiast fosfonianu diizopropylowego stosuje się fosfonian diizopropylowy (3,3 g, 0,020 mola), a reakcję prowadzi się przez 36 godzin w temperaturze około 333 K, otrzymuje się w wyniku ester tetraizopropylowy (4,1 g, teor. 3,9 g, I=100) [WG5094F], identyczny jak w przykładzie 3, zawierający jako jedyne zanieczyszczenie fosfonian izopropylowy [przy 6,0 ppm (I=40)], z którego w wyniku hydrolizy i krystalizacji otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy (1 g, 45% wydajności) identyczny jak w przykładzie 3.

P r z y k ł a d 9. Postępuje się jak w przykładzie 3, z tą różnicą, że zamiast fosfonianu diizopropylowego stosuje się fosfonian diimetylowy (2,2 g, 0,020 mola), a reakcję prowadzi się przez 12 godzin w temperaturze około 333 K, otrzymuje się w wyniku ester tetrametylowy (2,1 g, I=100) [WG5094E], identyczny jak w przykładzie 4, zawierający jako jedyne zanieczyszczenie fosfonian di4

PL 209 228 B1 metylowy [przy 12,1 ppm (I=101)] i fosfonian metylowy [przy 10,5 ppm (I=67)], z którego w wyniku otrzymuje się kwas [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowy (I=100) identyczny jak w przykładzie 3, zawierający jako zanieczyszczenia kwas fosfonowy (I=136) i kwas fosforowy (I=38).

P r z y k ł a d 10. Zawiesinę utartego chlorowodorku hydroksylaminy (6,95 g, 0,10 mola) i paraformaldehydu (3,0 g, 0,10 mola) w dioksanie (100 ml) ogrzewa się pod chłodnicą zwrotną przez 2 godziny. Następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury około 293 K, a do otrzymanego roztworu surowego chlorowodorku heksahydro-1,3,5-trihydroksy-1,3,5-triazyny (0,033 mola) dodaje się fosfonian dietylowy (4,6 g, 0,033 mola) i ogrzewa w temperaturze około 333 K przez 2 godziny. Następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury około 293 K, sączy się nierozpuszczalny osad i przemywa go dioksanem (3x5 ml). Z przesączu oddestylowuje się lotne składniki pod zmniejszonym ciśnieniem około 20 hPa w temperaturze 333-338 K, pozostałość rozpuszcza się w nasyconym roztworze NaHCO3 (150 ml), a po zaprzestaniu wydzielania się dwutlenku węgla, mieszaninę przemywa się chlorkiem metylenu (3x25 ml). Fazę organiczną suszy się nad bezwodnym siarczanem sodu i oddestylowuje się lotne składniki pod zmniejszonym ciśnieniem około 20 hPa w temperaturze 333-338 K, i otrzymuje się w wyniku ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (3,6 g, 66% wydajności, I=100) [WG5062D] identyczny jak w przykładzie 5, zawierający jako jedyne zanieczyszczenie fosfonian dietylowy [przy 9,0 ppm (I=75)].

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania estrów tetraalkilowych kwasu [(hydroksyimino)bis-(metyleno)]bisfosfonowego o wzorze ogólnym 1, w którym A oznacza podstawnik alkilowy, znamienny tym, że jedną część molową soli heksahydro-1,3,5-trihydroksy-1,3,5-triazyny poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową fosforynu trialkilowego o wzorze ogólnym 2, w którym A oznacza podstawnik alkilowy, przy czym reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, w temperaturze 273-373 K, aż do przereagowania substratów, po czym z mieszaniny usuwa się lotne składniki przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymuje się w wyniku ester tetraalkilowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnik organiczny jest w postaci dioksanu, tetrahydrofuranu, eteru lub alkoholu z grupą alkilową identyczną jak w zastosowanym fosforynie trialkilowym.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako fosforyn trialkilowy stosuje się równomolową ilość fosfonianu dialkilowego o wzorze ogólnym 3.