CH622524A5 - Process for the preparation of alkanephosphonic esters - Google Patents

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CH622524A5
CH622524A5 CH1436176A CH1436176A CH622524A5 CH 622524 A5 CH622524 A5 CH 622524A5 CH 1436176 A CH1436176 A CH 1436176A CH 1436176 A CH1436176 A CH 1436176A CH 622524 A5 CH622524 A5 CH 622524A5
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alkanephosphonic
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monoalkyl
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CH1436176A
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Hans-Jerg Dr Kleiner
Manfred Dr Schmidt
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Hoechst Ag
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    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
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Description

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert. The invention is illustrated by the following examples.

Beispiel 1 example 1

200 g (2,47 Mol) phosphorige Säure und 268 g (2,47 Mol) Dimethylphosphit werden gemischt und unter Stickstoffatmo-sphäre auf 170°-175°C erhitzt. Nun wird unter lebhaftem Rühren ein Gemisch aus 545 g (4,87 Mol) Okten-1 und 6 g Di-tert.-butyl-peroxid während 2,25 Stunden eingetropft. 1 Stunde wird bei dieser Temperatur nachgerührt. In einer nachgeschalteten Kühlfalle sammeln sich 12 g Dimethyläther, 5,5 g Methanol und 1,5 g Okten-1. Es verbleiben 1000 g Oktan-phosphonsäurederivate, die aufgrund einer gaschromatogra-phischen Analyse aus 13 Gew.-% Oktanphosphonsäuredime-thylester, 55 Gew.-% Mono-methylester und 29 Gew.-% Oktanphosphonsäure bestehen und nur 0,5 Gew.-% Telomeri-sat enthalten. 200 g (2.47 mol) of phosphorous acid and 268 g (2.47 mol) of dimethyl phosphite are mixed and heated to 170 ° -175 ° C. under a nitrogen atmosphere. A mixture of 545 g (4.87 mol) of octene-1 and 6 g of di-tert-butyl peroxide is then added dropwise with vigorous stirring over a period of 2.25 hours. The mixture is stirred at this temperature for 1 hour. In a downstream cold trap, 12 g of dimethyl ether, 5.5 g of methanol and 1.5 g of octene-1 collect. There remain 1000 g of octane-phosphonic acid derivatives which, based on a gas chromatographic analysis, consist of 13% by weight of dimethyl octanephosphonate, 55% by weight of mono-methyl ester and 29% by weight of octanephosphonic acid and only 0.5% by weight. Telomeri-sat included.

Die Ausbeute beträgt somit fast 100% der Theorie an Oktanphosphonsäurederivaten. The yield is thus almost 100% of theory of octanephosphonic acid derivatives.

Beispiel 2 Example 2

250 g (3,05 Mol) phosphorige Säure, 450 g n-Butanol und 250 g (3.05 mol) of phosphorous acid, 450 g of n-butanol and

345 g Toluol werden unter Rühren zum Rückfluss erhitzt, wobei mit Hilfe eines Wasserabscheiders in etwa 4 Stunden 65 ml (3,62 Mol) Wasser abgetrennt werden. Dann wird bei 100-120 Torr bis zu einer Innentemperatur von 150°C destilliert. Der Rückstand stellt rohes Mono-n-butylphosphit dar. Er wird unter Stickstoffatmosphäre auf 180°C erhitzt. Nun wird unter lebhaftem Rühren ein Gemisch aus 342 g (3,05 Mol) Okten-1 und 3,5 g Di-tert.-butylperoxid während 3 Stunden eingetropft. 1 Stunde wird bei dieser Temperatur nachgerührt. In einer nachgeschalteten Kühlfalle sammeln sich etwa 5 g Buten-1. 345 g of toluene are heated to reflux with stirring, 65 ml (3.62 mol) of water being separated off in about 4 hours with the aid of a water separator. Then distilled at 100-120 torr to an internal temperature of 150 ° C. The residue is crude mono-n-butyl phosphite. It is heated to 180 ° C. under a nitrogen atmosphere. A mixture of 342 g (3.05 mol) of octene-1 and 3.5 g of di-tert-butyl peroxide is then added dropwise with vigorous stirring over a period of 3 hours. The mixture is stirred at this temperature for 1 hour. About 5 g of butene-1 collect in a cold trap.

Anschliessend wird das Reaktionsprodukt nach dem Verfahren der deutschen Patentanmeldung P 24 41 783.2 bei 200°C mit Wasser umgesetzt. Man erhält 592 g Oktanphosphonsäure, die nur 2 Gew.-% Telomerisat enthält. Das entspricht einer Ausbeute von 100% an Alkanphosphonsäurede-rivaten. The reaction product is then reacted with water at 200 ° C. using the process of German patent application P 24 41 783.2. 592 g of octanephosphonic acid are obtained, which contains only 2% by weight of telomerizate. This corresponds to a yield of 100% of alkanephosphonic acid derivatives.

Beispiel 3 Example 3

120 g (0,618 Mol) Di-n-butylphosphit und 50,6 g (0,618 Mol) phosphorige Säure werden gemischt und unter Stickstoffatmosphäre auf 180°C erhitzt. Nun wird unter lebhaftem Rühren während 2,5 Stunden ein Gemisch aus 139 g (1,24 Mol) Okten-1 und 1,4 g Di-tert.-butylperoxid eingetropft und das Gemisch 1 Stunde bei dieser Temperatur nachgerührt. Anschliessend wird bis zu einer Innentemperatur von 150 °C bei 1 Torr destilliert. Als Rückstand verbleiben 295 g eines Gemisches aus Oktanphosphonsäuredibutylester, Oktan-phosphonsäuremonobutylester und Oktanphosphonsäure, etwa in dem Verhältnis wie in Beispiel 1 beschrieben. 120 g (0.618 mol) of di-n-butyl phosphite and 50.6 g (0.618 mol) of phosphorous acid are mixed and heated to 180 ° C. under a nitrogen atmosphere. A mixture of 139 g (1.24 mol) of octene-1 and 1.4 g of di-tert-butyl peroxide is then added dropwise with vigorous stirring over a period of 2.5 hours, and the mixture is subsequently stirred at this temperature for 1 hour. Then distilled to an internal temperature of 150 ° C at 1 Torr. 295 g of a mixture of octanephosphonic acid dibutyl ester, octanephosphonic acid monobutyl ester and octanephosphonic acid remain in the residue, approximately in the ratio as described in Example 1.

Beispiel 4 Example 4

162 g (1,975 Mol) phosphorige Säure und 217 g (1,975 Mol) Dimethylphosphit werden gemischt und auf 155°C-160°C erhitzt. Nun wird unter Stickstoffatmosphäre unter lebhaftem Rühren während 3 Stunden ein Gemisch aus 775 g (3,95 Mol) Tetradecen-1 und 8 g Di-tert.-butylperoxid eingetropft und die Mischung bei dieser Temperatur 1 Stunde nachgerührt. In einer nachgeschalteten Kühlfalle sammeln sich 19 g Dimethyläther und Methanol. Bei Abkühlen des Reak-tionsgmisches tritt Erstarrung ein. Das erhaltene Produkt hat einen Erstarrungspunkt von 35°C. 162 g (1.975 mol) of phosphorous acid and 217 g (1.975 mol) of dimethyl phosphite are mixed and heated to 155 ° C-160 ° C. A mixture of 775 g (3.95 mol) of tetradecene-1 and 8 g of di-tert-butyl peroxide is then added dropwise under a nitrogen atmosphere with vigorous stirring and the mixture is stirred at this temperature for 1 hour. 19 g of dimethyl ether and methanol collect in a downstream cold trap. When the reaction mixture cools down, solidification occurs. The product obtained has a solidification point of 35 ° C.

Anschliessend wird das Reaktionsprodukt nach dem Verfahren der deutschen Patentanmeldung P 24 41 878.8 bei 175°C mit Wasser umgesetzt. Man erhält 1080 g Tetradecan-phosphonsäure vom Erstarrungspunkt 74° C. Das entspricht einer Ausbeute von 98,5 % der Theorie an Tetradecanphos-phonsäure. The reaction product is then reacted with water at 175 ° C. using the process of German patent application P 24 41 878.8. 1080 g of tetradecane-phosphonic acid with a solidification point of 74 ° C. are obtained. This corresponds to a yield of 98.5% of theory of tetradecane-phosphonic acid.

Beispiel 5 Example 5

200 g (2,44 Mol) phosphorige Säure und 268 g (2,44 Mol) Dimethylphosphit werden gemischt und auf 155°—160°C erhitzt. Nun wird unter Stickstoffatmosphäre unter lebhaftem Rühren während 2 Stunden ein Gemisch aus 545 g (4,87 Mol) Okten-1 und 6 g Di-tert.-butylperoxid eingetropft. 200 g (2.44 mol) of phosphorous acid and 268 g (2.44 mol) of dimethyl phosphite are mixed and heated to 155-160 ° C. A mixture of 545 g (4.87 mol) of octene-1 and 6 g of di-tert-butyl peroxide is then added dropwise under nitrogen atmosphere with vigorous stirring for 2 hours.

Es wird 1 Stunde bei dieser Temperatur nachgerührt. In einer nachgeschalteten Kühlfalle sammeln sich 8 g Dimethyläther und 1,5 g Methanol. The mixture is stirred at this temperature for 1 hour. 8 g of dimethyl ether and 1.5 g of methanol collect in a downstream cold trap.

Anschliessend wird das Reaktionsprodukt nach dem Verfahren der deutschen Patentanmeldung P 24 41 878.8 bei 170°C mit Wasser umgesetzt. Man erhält 941 g Oktanphosphonsäure vom Erstarrungspunkt 80,6°C. Das entspricht einer Ausbeute von 99% der Theorie an Oktanphosphonsäure. The reaction product is then reacted with water at 170 ° C. using the process of German patent application P 24 41 878.8. 941 g of octanephosphonic acid with a solidification point of 80.6 ° C. are obtained. This corresponds to a yield of 99% of theory of octane phosphonic acid.

s io s io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

B B

Claims (5)

622 524 622 524 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in Gegenwart von UV-Licht umsetzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in the presence of UV light. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäure-monoalkylestern der Formel I PATENT CLAIMS 1. Process for the preparation of alkanephosphonic acid monoalkyl esters of formula I. OR2 «\ OR2 «\ O OH O OH in der R1 Alkylgruppen mit 4 bis 22 C-Atomen und R2 Alkyl-gruppen mit 1 bis 22 C-Atomen bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man Monoalkylphosphite der Formel II in which R1 is an alkyl group with 4 to 22 C atoms and R2 is an alkyl group with 1 to 22 C atoms, characterized in that monoalkyl phosphites of the formula II OR2 OR2 HP HP »\ O OH "\ O OH in der R2 die obengenannte Bedeutung hat, mit schwefelfreien oder nahezu schwefelfreien a-Olefinen, die 4 bis 22 C-Atome enthalten, in Gegenwart von Radikalbildnern bei Temperaturen von 150 bis 200°C umsetzt. in which R2 has the meaning given above, with sulfur-free or virtually sulfur-free a-olefins which contain 4 to 22 carbon atoms, in the presence of free-radical formers at temperatures of 150 to 200 ° C. 3 3rd 622524 622524 durch Vermischen äquimolarer Mengen von phosphoriger Säure mit dem entsprechenden Dialkylphosphit. Aufgrund des oben genannten Gleichgewichtes bei dem Ausgangsprodukt der Formel II erhält man bei dessen Umsetzung mit einem a-Olefin ein Gemisch von Alkanphosphonsäure-Derivaten, bestehend aus Alkanphosphonsäuremono- und -dialkylestern sowie Alkanphosphonsäure, welches sich in an sich bekannter Weise, z. B. durch Destillation oder chromatographisch trennen lässt und dessen Hauptkomponente der gewünschte Alkanphosphonsäure-monoalkylester ist. Die Aufarbeitung eines derartigen Gemisches kann aber insbesondere auch in der Weise erfolgen, dass man das Reaktionsgemisch zunächst unter Kühlung mit Alkalien neutralisiert. Die Bestandteile des neutralisierten Gemisches sind im wesentlichen die Alkalisalze der Alkanphosphonsäuren und der Alkanphosphonsäuremo-noester, ferner die Alkanphosphonsäurediester. Hieraus können die Alkanphosphonsäurediester grundsätzlich durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel abgetrennt werden. Die Alkalisalze der Alkanphosphonsäuren und der Alkanphosphonsäuremonoester können sodann aufgrund ihrer unterschiedlichen Löslichkeiten in Alkoholen, vorzugsweise in Methanol, isoliert werden. by mixing equimolar amounts of phosphorous acid with the corresponding dialkyl phosphite. Because of the above-mentioned equilibrium in the starting product of the formula II, a mixture of alkanephosphonic acid derivatives consisting of alkanephosphonic acid mono- and dialkyl esters and alkanephosphonic acid, which can be obtained in a manner known per se, e.g. B. by distillation or chromatographically separated and the main component of which is the desired alkanephosphonic acid monoalkyl ester. Such a mixture can also be worked up, in particular, by first neutralizing the reaction mixture with alkalis while cooling. The constituents of the neutralized mixture are essentially the alkali metal salts of the alkanephosphonic acids and the alkanephosphonic acid monoesters, furthermore the alkanephosphonic acid diesters. The alkanephosphonic diesters can in principle be separated from this by extraction with an organic solvent. The alkali metal salts of the alkanephosphonic acids and the alkanephosphonic acid monoesters can then be isolated on account of their different solubilities in alcohols, preferably in methanol. Erfindungsgemäss ist es nicht erforderlich, von reinen «Monoalkylphosphiten» auszugehen, also von Produkten gemäss Formel II, in denen im Durchschnitt auf ein Molekül exakt eine Estergruppe kommt. Es sind als Monoalkylphosphite vielmehr auch Gemische verwendbar, in denen mehr phoshorige Säure oder mehr Dialkylphosphit enthalten sein können, als einem «Monophosphit» entspricht. Da jedoch die phosphorige Säure unter den Reaktionsbedingungen schwieriger umsetzbar ist, geht man vorteilhaft von solchen Gemischen aus, die auf ein Molekül 0,9 bis 1,5, insbesondere 1,1 bis 1,3 Estergruppen enthalten. According to the invention, it is not necessary to start from pure “monoalkyl phosphites”, that is to say from products of the formula II in which exactly one ester group per molecule comes on average. Rather, mixtures can also be used as monoalkyl phosphites in which more phosphoric acid or more dialkyl phosphite can be contained than corresponds to a “monophosphite”. However, since the phosphorous acid is more difficult to convert under the reaction conditions, it is advantageous to start from mixtures which contain 0.9 to 1.5, in particular 1.1 to 1.3, ester groups to one molecule. Als Monoalkylphosphite für das erfindungsgemässe Verfahren kommen z.B. in Betracht: Monomethylphosphit, Mono-äthylphosphit, Mono-n-propylphosphit, Monoisobutylphos-phit, Mono-n-butylphosphit, Mono-n-hexylphosphit, Mono-n-dodecylphosphit, Mono-n-eicosylphosphit. Bevorzugt sind niedere (Ci-C4)-Alkylphospite. Examples of suitable monoalkyl phosphites for the process according to the invention are into consideration: monomethyl phosphite, mono-ethyl phosphite, mono-n-propyl phosphite, monoisobutyl phosphite, mono-n-butyl phosphite, mono-n-hexyl phosphite, mono-n-dodecyl phosphite, mono-n-eicosyl phosphite. Lower (Ci-C4) alkyl phosphites are preferred. Die beim vorliegenden Verfahren eingesetzten a-Olefine enthalten 4 bis 22 C-Atome, vorzugsweise 4 bis 12 C-Atome. Beim vorliegenden Verfahren können nicht nur geradkettige a-Monoolefine verwendet werden, sondern auch isomere a-Monoolefine mit verzweigter Kette. The a-olefins used in the present process contain 4 to 22 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms. In the present process, not only straight-chain a-monoolefins can be used, but also isomeric a-monoolefins with a branched chain. Beispiele für solche Olefine sind Buten-(l), Hexen-(l), Octen-(l), Dodecen-(l), Tetradecen-(l), Hexadecen-(l), Octadecen-(l), Heneicosen-(l), Docosen-(l), 2-Methyl-penten-(l) und 2-Äthylhexen-(l). Auch Gemische solcher Olefine können eingesetzt werden. Sie werden im allgemeinen vorzugsweise in stöchiometrischer Menge oder in geringem Überschuss, bis zu 10 Gew.%, bezogen auf die stöchiometrisch erforderliche Menge, eingesetzt. Examples of such olefins are butene (1), hexene (1), octene (1), dodecene (1), tetradecene (1), hexadecene (1), octadecene (1), heneicose ( l), Docosen- (l), 2-methyl-pentene (l) and 2-ethylhexene (l). Mixtures of such olefins can also be used. They are generally preferably used in a stoichiometric amount or in a slight excess, up to 10% by weight, based on the stoichiometric amount required. Für den Erfolg des erfindungsgemässen Verfahrens ist es entscheidend, dass das eingesetzte a-Monoolefin schwefelfrei oder nahezu schwefelfrei ist, worunter ein Gehalt an gebundenem Schwefel von weniger als 0,002% zu verstehen ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bereits ein Gehalt von etwa 0,02% an gebundenem Schwefel zu erheblichen Ausbeuteminderungen führt. For the process according to the invention to be successful, it is crucial that the a-monoolefin used is sulfur-free or almost sulfur-free, which means a bound sulfur content of less than 0.002%. It has been shown that even a content of about 0.02% of bound sulfur leads to considerable reductions in yield. Beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet man vorteilhaft solche a-Olefine, die aufgrund ihres Herstellungsverfahrens von vornherein schwefelfrei sind. Ein solches Verfahren ist beispielsweise das sogenannte Ziegler- oder Mühlheimer-Verfahren, bei dem man Äthylen in Gegenwart von Katalysatoren, vor allem Aluminiumtriäthyl, zu geradkettigen a-Olefinen dimerisiert bzw. oligomerisiert. Nach der gleichen Arbeitsweise können auch verzweigte a-Olefine, wie beispielsweise 2-Methyl-penten-(l) und 2-Äthylhexen-(l) hergestellt werden, In the process according to the invention, use is advantageously made of those α-olefins which are sulfur-free from the outset due to their production process. Such a process is, for example, the so-called Ziegler or Mühlheimer process, in which ethylene is dimerized or oligomerized in the presence of catalysts, especially aluminum triethyl, to give straight-chain a-olefins. Branched α-olefins, such as, for example, 2-methylpentene (1) and 2-ethylhexene (1), can also be prepared by the same procedure. indem man beispielsweise Propen oder Isobutylen dimerisiert (vgl. F. Asinger «Chemie und Technologie der Monoolefine» [1957], besonders Seiten 178-180). Die Dimerisierung kann auch in anderer Weise vorgenommen werden, z.B. durch Katalyse mit Hilfe von Alkalimetallen. Es können natürlich auch a-Olefine als Ausgangsverbindungen eingesetzt werden, welche nach anderen bekannten Verfahren erhalten worden sind, beispielsweise durch Cracken von Erdöldestillaten oder Wachsen, durch Chlorwasserstoffabspaltung von endständig chlorierten Paraffinen oder durch Dehydratisierung von endständigen Alkoholen. Wesentlich ist lediglich, dass diese Olefine schwefelfrei oder praktisch schwefelfrei sind. Andernfalls muss der Schwefel durch geeignete Massnahmen, beispielsweise durch katalytische Entschwefelungen, vorzugsweise vollständig oder nahezu vollständig entfernt werden. for example by dimerizing propene or isobutylene (cf. F. Asinger “Chemistry and Technology of Monoolefins” [1957], especially pages 178-180). The dimerization can also be carried out in other ways, e.g. by catalysis with the help of alkali metals. It is of course also possible to use α-olefins as starting compounds which have been obtained by other known processes, for example by cracking petroleum distillates or waxes, by hydrogen chloride elimination from terminally chlorinated paraffins or by dehydration of terminal alcohols. It is only essential that these olefins are sulfur-free or practically sulfur-free. Otherwise, the sulfur must be removed completely or almost completely by suitable measures, for example by catalytic desulfurization. Als Radikalbildner können beim vorliegenden Verfahren alle bekannten Radikalbildner verwendet werden. Beispiele hierfür sind Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, 2,5-Dimethyl-bis-2,5-(peroxybenzoat), tert.-Butylhydropero-xid, Dicumylperoxid und Benzoylperoxid. All known radical formers can be used as radical formers in the present process. Examples include di-tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, 2,5-dimethyl-bis-2,5- (peroxybenzoate), tert-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide and benzoyl peroxide. Die Radikalbildner kommen zur Anwendung, indem sie in der oder den Reaktionskomponente(n) gelöst werden, die in den Reaktionsraum eingegeben wird (werden). Es kann sich als notwendig erweisen, als Lösungsvermittler ein inertes Lösungsmittel zusätzlich einzusetzen. The radical formers are used by dissolving them in the reaction component (s) which are (are) introduced into the reaction space. It may prove necessary to additionally use an inert solvent as solubilizer. Es kann aber auch der Radikalbildner zwar nicht im Olefin, aber im Monoalkylphosphit löslich sein. In diesem Falle kann ein Teil des gesamten Monoalkylphosphits, in dem der Radikalbildner gelöst ist, getrennt neben dem Olefin eingesetzt werden. Weiterhin kann unter Umständen auch das Monoalkylphosphit als Lösungsvermittler für den Radikalbildner im Olefin Verwendung finden. However, the radical generator may not be soluble in the olefin, but it may be soluble in the monoalkyl phosphite. In this case, part of the total monoalkyl phosphite in which the radical generator is dissolved can be used separately next to the olefin. Furthermore, the monoalkyl phosphite can also be used as a solubilizer for the radical generator in the olefin. Die Radikalbildner werden in katalytischen Mengen eingesetzt. Zweckmässig verwendet man 0,1 bis 5 Mol.%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Mol. %, bezogen auf die eingesetzte Menge Olefin. Bevorzugt kommt Di-tert.-butylperoxid zur Anwendung. The radical formers are used in catalytic amounts. It is expedient to use 0.1 to 5 mol%, preferably 0.5 to 3 mol%, based on the amount of olefin used. Di-tert-butyl peroxide is preferably used. Verwendet man UV-Licht-Bestrahlung zur Anregung der Reaktion, so muss die Reaktionslösung einer direkten Bestrahlung durch eine UV-Lampe ausgesetzt werden. If UV light radiation is used to excite the reaction, the reaction solution must be exposed to direct radiation from a UV lamp. Die erfindungsgemässe Umsetzung wird zweckmässig in der Weise durchgeführt, dass zu dem Monoalkylphosphit das Olefin, gegebenenfalls mit katalytischen Mengen eines Radikalbildners vermischt, langsam zugegeben wird. Dabei werden niedrigsiedende Olefine vorteilhaft so zugegeben, dass das Ausflussrohr eines Tropftrichters bis unter die Oberfläche des Monoalkylphosphits führt. Monoalkylphosphit und Olefin werden dabei vorzugsweise im Molverhältnis von etwa 1:1 eingesetzt. Es ist natürlich auch möglich, dass man einen der Reaktionspartner im Überschuss verwendet. Daraus erwächst jedoch im allgemeinen kein Vorteil bei der Verwendung von Radikalbildnern. The reaction according to the invention is expediently carried out in such a way that the olefin, optionally mixed with catalytic amounts of a radical generator, is slowly added to the monoalkyl phosphite. Low-boiling olefins are advantageously added in such a way that the outflow pipe of a dropping funnel leads below the surface of the monoalkyl phosphite. Monoalkyl phosphite and olefin are preferably used in a molar ratio of about 1: 1. It is of course also possible to use one of the reactants in excess. However, this does not generally result in an advantage when using radical formers. Die Umsetzung kann auch in Gegenwart von inerten Lösungsmitteln durchgeführt werden. Beispiele hierfür sind Alkohole, Ester und Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol. Vorzugsweise wird jedoch in Abwesenheit von Lösungsmitteln gearbeitet. The reaction can also be carried out in the presence of inert solvents. Examples include alcohols, esters and hydrocarbons, such as. B. Benzene. However, it is preferred to work in the absence of solvents. Bevorzugt wird die Umsetzung unter Inertgasatmosphäre durchgeführt. Als Inertgase kommen vor allem Argon und Stickstoff in Betracht. The reaction is preferably carried out under an inert gas atmosphere. Argon and nitrogen are particularly suitable as inert gases. Infolge der oben geschilderten möglichen Zersetzungsreaktionen können entsprechende Zersetzungsprodukte, wie z.B. Äther, Alkohole, Olefine, beispielsweise Dimethyläther, Methanol, Buten-1 sich in geringen Mengen während der Umsetzung bilden. Solche Zersetzungsprodukte können beispielsweise bei Durchführung der Reaktion unter Inertgasatmosphäre vorteilhaft mit Hilfe des Inertgases aus dem Reaktionsraum geführt und z.B. in einer anschliessenden Kühlfalle As a result of the possible decomposition reactions described above, corresponding decomposition products, e.g. Ethers, alcohols, olefins, for example dimethyl ether, methanol, butene-1 are formed in small amounts during the reaction. Such decomposition products can, for example, advantageously be carried out from the reaction space with the aid of the inert gas when the reaction is carried out under an inert gas atmosphere and e.g. in a subsequent cold trap 5 5 10 10th 15 15 20 20th 25 25th 30 30th 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 60 65 65 622524 622524 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Temperaturen von 160 bis 180°C umsetzt. 3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that the reaction is carried out at temperatures of 160 to 180 ° C. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Monoalkylphosphite verwendet, die auf ein Molekül 0,9 bis 1,5, insbesondere 1,1 bis 1,3, Estergruppen enthalten. 4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that monoalkyl phosphites are used which contain 0.9 to 1.5, in particular 1.1 to 1.3, ester groups to one molecule. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die a-Olefine in stöchiometrischer Menge oder in geringem Überschuss, bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf die stöchiometrische Menge, einsetzt. 5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the a-olefins are used in a stoichiometric amount or in a slight excess, up to 10% by weight, based on the stoichiometric amount. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung unter Inertgasatmosphäre durchführt. 6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that one carries out the reaction under an inert gas atmosphere. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysator Di-tert.-butylperoxid verwendet. 7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that di-tert-butyl peroxide is used as the catalyst. 8. Verwendung der Alkanphosphonsäure-monoalkylester der Formel I, hergestellt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Reaktionsgemisch hydrolytisch in Alkanphosphonsäure überführt. 8. Use of the alkanephosphonic acid monoalkyl ester of the formula I, prepared according to claim 1, characterized in that the reaction mixture obtained is converted hydrolytically into alkanephosphonic acid. werden. Eine Erweiterung dieses Verfahrens auf Monoalkylphosphite oder gar die phosphorige Säure erschien angesichts der erforderlichen hohen Temperaturen nicht möglich, nachdem zu erwarten war, dass Monoalkylphosphite und phospho-s rige Säure, im Gegensatz zu Dialkylphosphiten, bei Temperaturen ab 150°C disproportionieren bzw. sich zersetzen (vgl. will. An extension of this process to monoalkyl phosphites or even the phosphorous acid did not appear possible in view of the high temperatures required, after it was expected that, unlike dialkyl phosphites, monoalkyl phosphites and phosphorous acid would disproportionate or decompose at temperatures above 150 ° C (see. (I), z.B. DE-OS 2.121.832, US-Patent 2.834.797, L. Hackspill et al., Chim. Ind. 27 [1932], 453-473), z.B. unter Bildung von Alkyläthern und Gemischen von Kohlenwasserstoffen, wie io dies auch von sauren Estern der Phosphorsäure (vgl. D.E. Pearson, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1974, 397) bekannt ist. (I), e.g. DE-OS 2,121,832, U.S. Patent 2,834,797, L. Hackspill et al., Chim. Ind. 27 [1932], 453-473), e.g. with formation of alkyl ethers and mixtures of hydrocarbons, as is also known from acidic esters of phosphoric acid (cf. D.E. Pearson, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1974, 397). Insbesondere aber war zu erwarten, dass die als Radikalbildner eingesetzten Peroxide in dem sauren Reaktionsmedium ls und in Gegenwart der als reduzierend bekannten phosphorigen Säure bei Temperaturen oberhalb 150°C schnell zerstört wür- In particular, however, it was to be expected that the peroxides used as radical formers in the acidic reaction medium ls and in the presence of the phosphorous acid known as reducing would be rapidly destroyed at temperatures above 150 ° C. (II), den und damit ihre initiierende Wirksamkeit nicht würden entfalten können (vgl. Houben-Weyl, Methoden der Org. Chemie, Bd. VIII [1952], S. 66-67,73-74). (II), which and thus their initiating effectiveness would not be able to develop (cf. Houben-Weyl, Methods of Org. Chemistry, Vol. VIII [1952], pp. 66-67, 73-74). 20 Diesem Stand der Technik gegenüber war es daher um so überraschender, dass sich Monoalkylphosphite auch und gerade bei Temperaturen oberhalb 150°C und mit weit besserem Erfolg mit Olefinen zu Alkanphosphonsäure-monoalkyl-estern umsetzen lassen. 20 It was therefore all the more surprising compared to this prior art that monoalkylphosphites can be reacted with olefins to give alkanephosphonic acid monoalkyl esters even and especially at temperatures above 150 ° C. and with far better success. 25 Gegenstand der Erfindimg ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäure-monoalkylestern der Formel I The subject of the invention is thus a process for the preparation of alkanephosphonic acid monoalkyl esters of the formula I. OR2 OR2 30 / 30 / R3-p' R3-p ' (I), (I), O X)H O X) H 35 in der R1 Alkylgruppen mit 4 bis 22 C-Atomen und R2 Alkylgruppen mit 1 bis 22 C-Atomen bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Monoalkylphosphite der Formel II 35 in which R1 denotes alkyl groups with 4 to 22 C atoms and R2 alkyl groups with 1 to 22 C atoms, which is characterized in that monoalkyl phosphites of the formula II OR2 OR2 Hpf Hpf H\ H\ O OH O OH (II), (II), 45 45 Die Anlagerung von a-Olefinen an Dialkylphosphite, Monoalkylphosphite und auch phosphorige Säure in Gegenwart von Radikalbildnern ist bekannt, beispielsweise aus dem US-Patent 2.957.931. Dieses Verfahren, das bei Reaktionstemperaturen um 100° bis etwa 150°C durchgeführt wird, benötigt lange Reaktionszeiten und führt zu unbefriedigenden Ausbeuten. Diese betragen für die Phospite 70 bis 75% an Alkanverbindungen, für die phosphorige Säure jedoch nur etwa 25% an reiner Alkanphosphonsüare. The addition of α-olefins to dialkyl phosphites, monoalkyl phosphites and also phosphorous acid in the presence of radical formers is known, for example from US Pat. No. 2,957,931. This process, which is carried out at reaction temperatures around 100 ° to about 150 ° C., requires long reaction times and leads to unsatisfactory yields. These are 70 to 75% of alkane compounds for the phosphites, but only about 25% of pure alkane phosphonic acid for the phosphorous acid. Insgesamt sind diese Ausbeuten für technische Zwecke unzureichend, insbesondere führen sie bei der Aufarbeitung der Reaktionsprodukte zu Trennproblemen. Overall, these yields are insufficient for technical purposes, in particular they lead to separation problems when working up the reaction products. Es ist bereits beschrieben (vgl. DOS 1.963.014), die Ausbeuten - bei gleichzeitiger Verkürzung der Reaktionszeiten -dadurch zu erhöhen, dass man schwefelfreie Olefine einsetzt und bei Temperaturen zwischen 150° und 200°C arbeitet. Dieses Verfahren bezieht sich jedoch nur auf Dialkylphosphite, aus denen Alkanphosphonsäurediester erhalten in der R2 die obengenannte Bedeutung hat, mit schwefelfreien oder nahezu schwefelfreien a-Olefinen, die 4 bis 22 C-Atome enthalten, in Gegenwart von Radikalbildnern, beispielsweise UV-Licht, bei Temperaturen von 150° bis 200°C, vorzugsweise so 160° bis 180°C, umsetzt. It has already been described (cf. DOS 1.963.014) to increase the yields - while simultaneously shortening the reaction times - by using sulfur-free olefins and working at temperatures between 150 ° and 200 ° C. However, this process only relates to dialkyl phosphites, from which alkanephosphonic diesters in which R2 has the meaning given above, with sulfur-free or virtually sulfur-free α-olefins which contain 4 to 22 C atoms, in the presence of free radical formers, for example UV light Temperatures of 150 ° to 200 ° C, preferably 160 ° to 180 ° C, implemented. Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgt die Addition der a-Olefine in mindestens 95 %iger Ausbeute zu den 1-Isomeren, während die 2-Isomeren nur in untergeordnetem Masse gebildet werden. Ebenso werden die bei analogen 55 Reaktionen oft in grösserer Menge entstehenden Telomerisate hier im allgemeinen nur in untergeordneten Mengen von maximal 1 bis 2 Gew.% gebildet. In the process according to the invention, the a-olefins are added to the 1-isomers in at least 95% yield, while the 2-isomers are formed only to a minor extent. Likewise, the telomerizates which often arise in large quantities in the case of analogous reactions are generally formed here only in minor quantities of at most 1 to 2% by weight. Es ist für das erfindungsgemässe Verfahren ohne Bedeutung, dass die Monoalkylphosphite bei den angewandten 60 Reaktionstemperaturen und auch schon bei Raumtemperatur im allgemeinen nicht ausschliesslich als solche, sondern in einem Gleichgewicht mit den entsprechenden Dialkylphosphiten und phosphoriger Säure vorliegen. Man kann diese «Monophosphite» z.B. in an sich bekannter Weise durch Ver-«5 estern von phosphoriger Säure mit einem entsprechenden Alkanol erhalten, vorzugsweise in einem als Schleppmittel für die destillative Entfernung des sich bildenden Wassers geeigneten Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Xylo], oder einfacher It is of no importance for the process according to the invention that the monoalkylphosphites are generally not exclusively as such at the 60 reaction temperatures used and also at room temperature, but are in equilibrium with the corresponding dialkylphosphites and phosphorous acid. You can use these monophosphites e.g. obtained in a manner known per se by esterifying phosphorous acid with a corresponding alkanol, preferably in a solvent suitable as an entrainer for the distillative removal of the water which forms, such as benzene, toluene, xylo], or more simply 4 4th zur Kondensation gebracht werden. Sie können aber auch nach beendeter Reaktion destillativ aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden. to be brought to condensation. However, they can also be removed from the reaction mixture by distillation after the reaction has ended. Die Umsetzungsdauer beim vorliegenden Verfahren ist wesentlich kürzer als bei den bisher bekannten Arbeitsweisen. The implementation time in the present method is considerably shorter than in the previously known working methods. Die Umsetzungsdauer beträgt im allgemeinen etwa bis zu 6 Stunden. Häufig liegt sie bei etwa 3 bisThe reaction time is generally up to about 6 hours. It is often around 3 to 5 Stunden. 5 hours. Nur bei der Verwendung von UV-Lichtbestrahlung ist es zur Erzielung einer hohen Ausbeute zweckmässig, die Reaktionszeiten auf etwa 7 Stunden auszudehnen. Only when using UV light irradiation is it expedient to achieve a high yield by extending the reaction times to about 7 hours. Die Umsetzung verläuft mit sehr guten Ausbeuten. The implementation proceeds with very good yields. Das Verfahren kann bevorzugt auch kontinuierlich gestaltet werden. Dabei kann der Anteil an Telomerisaten im Reaktionsprodukt geringfügig ansteigen. The method can preferably also be designed continuously. The proportion of telomerizates in the reaction product can increase slightly. Das erfindungsgemäss erhältliche Gemisch von Alkanphosphonsäuren, Alkanphosphonsäuremonoestern und Alkanphos-phonsäurediestern ist für sich bereits ein interessantes Zwischenprodukt. The mixture of alkanephosphonic acids, alkanephosphonic acid monoesters and alkanephosphonic acid diesters obtainable according to the invention is in itself an interesting intermediate product. Bevorzugt dient dieses Gemisch als Vorprodukt für die Herstellung von Alkanphosphonsäuren, die z.B. als Merceri-sierungs- oder Flotationshilfsmittel Bedeutung erlangt haben. This mixture preferably serves as a precursor for the production of alkanephosphonic acids, which e.g. have gained importance as a mercerization or flotation aid. Die Gemische können selbstverständlich auch, wie vorstehend bereits beschrieben, in die einzelnen Bestandteile getrennt und die Alkanphosphonsäuremonoester isoliert werden. As already described above, the mixtures can of course also be separated into the individual constituents and the alkanephosphonic acid monoesters can be isolated. Zur Herstellung von Alkanphosphonsäuren können diese Gemische z.B. in an sich bekannter Weise einer Acidolyse unterworfen werden. Bevorzugt ist jedoch die Hydrolyse nach dem Verfahren der DE-OSen 2441783 und 2441878 durch Umsetzung des erfindungsgemäss erhaltenen Reaktionsgemisches, welches im wesentlichen aus Alkanphosphonsäuremonoester, Alkanphosphonsäurediester und Alkanphosphonsäure besteht, mit Wasser bei Temperaturen von 160° bis 300°C unter Verwendung von mindestens der stöchiometrisch benötigten Menge an Wasser und Abdestillieren - gegebenenfalls zusammen mit Wasser - des gebildeten Alkanols. For the preparation of alkanephosphonic acids, these mixtures can e.g. be subjected to acidolysis in a manner known per se. However, hydrolysis by the process of DE-OSes 2441783 and 2441878 by reaction of the reaction mixture obtained according to the invention, which essentially consists of alkanephosphonic acid monoester, alkanephosphonic acid diester and alkanephosphonic acid, with water at temperatures of 160 ° to 300 ° C. using at least the stoichiometric is preferred required amount of water and distilling off - if appropriate together with water - the alkanol formed. Das erfindungsgemässe Verfahren zeigt somit einen wirtschaftlich sehr vorteilhaften Weg zur Herstellung der technisch wichtigen Alkanphosphonsäuren, der über eine Teilveresterung von phosphoriger Säure verläuft, wobei letztere ohne Schwierigkeit auch in solchen Qualitäten eingesetzt werden kann, wie sie als Nebenprodukt bei einer Anzahl von Verfahren anfällt und bisher technisch praktisch keine Verwendung finden konnte. The process according to the invention thus shows an economically very advantageous route for the preparation of the technically important alkanephosphonic acids, which proceeds via a partial esterification of phosphorous acid, the latter also being able to be used without difficulty in such qualities as are obtained as a by-product in a number of processes and to date technically could not be used.
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