CS265354B1 - Způsob výroby sodné soli kyseliny nitriltrimethylenfosfonové - Google Patents

Abstract

Řešení představuje způsob výroby kyseliny nitriltrimethylenfosfonové a její sodné soli Manniohovou syntézou z amoniaku, kyseliny chlorovodíkové, formaldehydu a odpadu na bázi monomethylesteru kyseliny fosforité. Navrhovaný způsob se liší od známýoh postupů tím, ze 100 %ní nadbytek formaldehydu používaný dříve je nahrazen přebytkem pouze 10%ním a množství HCl v přebytku je poloviční oproti dosahovanému používanému množství. V uvedeném způsobu je používán jako výchozí produkt odpadni monomethylester kyseliny fosforité. Tento ester se hydrolyzuje pouze vodou při teplotš 70 až 75 6C a uvolněný methylalkohol se oddestilovává při tlaku 4 az 5 kPa a při teplotě 104 až 106 °C. Do vzniklého roztoku kyseliny fosforité se přidá amoniak, HCl a formaldehyd. Neutralizací vodného roztoku kyseliny fosforité 40%ním hydroxidem sodným vznikne sodná sůl.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kyseliny nitriltrimethylenfofonové a její sodné soli Mannichovou syntézou z amoniaku, kyseliny chlorovodíkové, formaldehydu a odpadu na bázi monomethylesteru kyseliny fosforité, který vzniká při výrobě příslušného dimethylesteru. Roztok sodné soli se získává po neutralizaci připravené kyseliny roztokem hydroxidu sodného.

Způsobípřípravý kyseliny nitriltrimethylenfosfonové je v odborné literatuře popsána celá řada. Nejpoužívanější způsob je Mannichová syntéza v prostředí kyseliny chlorovodíkové, při které se vychází z chloridu fosforitého nrbo kyseliny fosforité, amoniaku a formaldehydu (J.Org.Chem. 31» 1603, 1966), Stejný princip se využívá i v řadě patentů, kde jsou amoniak nebo formaldehyd nahrazeny jinými výchozími látkami. Jsou to hexamethylentetramin (SU 960 184), oxazolidin (US 4 235 809), formami d (Be 764 270). Ve všech případech sď používá chlorid fosforitý nebo kyselina fosforitá. Další možností je použít uvedenou syntézu v neutrálním prostředí a vyjít z dimethylesteru kyseliny fosforité (SU 684 038). Ve všech uvedených případech se vychází z chloridu fosforitého, nebo kyseliny fosforité a nebo jejich dimethylesteru. Pouze v případě RO 81724 se využívá odpadu na bázi monoethylesteru kyseliny fosforité z výroby přísluš ného dimethylesteru. I v tomto případě se však do reakční směsi opět přidává chlorid fosforitý.

265 354

Způsob výroby sodné soli kyseliny nitritrimethylenfosfonové podle vynálezu spočívá v tom, že odpadní monomethylester kyseliny fosforite se po zahřátí na teplotu 70 až 75 °C hydrolyzuje pouze vodou, uvoln*ěný methanol se odvádí destilací za tlaku 4 až 5 Kpa při teplotě 104 až 106 °C. Do takto vzniklého roztoku kyseliny fosforité se uvádí amoniak, kyselina chlorovodíková a formaldehyd v 10%ním nadbytku· Neutralizací 40%ním roztokem hydroxidu sodného vznikne sůl kyseliny nitri1trimethylenfosfonové. 100 % nadbytek formaldehydu uváděný v předešlých případech je snížen na 10 % a uváděné množství kyseliny chlorovodíkové je sníženo o více jak o polovinu. Použitím pdpadního monomethylesteru kyseliny fosforité a snížením nadbytků reakčních složek se samozřejmě snižují výrobní náklady.

Schopnost kyseliny nitriltrimethylenfosfonové krystalizovat z nasyceného roztoku je dána řadou faktorů. Navrhovaným postupem se získá volný roztok, který obsahuje 43 až 47 % hmot. produktu a neobsahuje formaldehyd a ve větší míře nadbytečnou ky selinu chlorovodíkovou. Uvedený roztok je stálý od několika dnů po několik měsíců, kdy se kyselina nitriltrimethylfosfonová nezačne vylučovat v krystalické formě. Tato skutečnost odpovídá její schopnosti tvořit přesycené roztoky. Aby se mohl používat přímo získaný roztok je zapotřebí jej zředit a nebo neutralizovat hydroxidem sodným ha pH 7 což ve stechiometrii odpovídá tri až tera sodné soli. Vzniklý neutrální roztok je stálý a příslušná látka z něho nekrystálizuje ani při dlouhodobém ochlazení na teplotu -20 °C.

Studium složení roztoku metodou ^J P NMR ukázalo, že za zvolených experimentálních podmínek je stupeň konverze na kyselinu nitriltrimetylenfosfonovou 80 %, Vedlejším produktem je kyselina iminodi-methylfosfonová. Ve směsi jsou dále zastoupe ny nezreagovaná kyselina fosforitá a meziprodukt reakce kyselina hydroxomethylfosfonová a dále látky, které jsou dány nečistotami ve výchozích chemikáliích. I přes uvedené vedlejší příměsi má výsledný produkt v porovnání s čistou kyselinou nitriltrimethylenfosfonovou stejné účinky jako inhibitor koroze.

265 354

Dále uvedené příklady dokreslují způsob provádění podle vynálezu, aniž by jej vymezovaly nebo omezovaly. Pokud není uvedeno jinak, díly jsou míněny objempvě.

Příklad 1

Do trojhrdlé baňky, která byla opatřena míchadlem, teploměrem a zpětným chladičem a dělící nálevkou, bylo vpraveno 100g monoraethylesteru kyseliny fosforité a 125 ml vody. Roztok byl vyhříván asi 1/2 hodiny na teplotu 70 až 75 °C pod zpětným chladičem. Vzniklý methanol byl ve směsi s vodou oddestílován. Když teplota roztoku stoupla nad teplotu 100 °C byly zbytky methanolu spolu s vodou oddestilovány při tlaku 4 až 5 kPa. Po ochlazení bylo do baňky přidáno 26 ml 25%ního roztoku amoniaku, 150 ml 38%ní HCI a 100 ml vody. Směs byla opět zahřáta pod zpětným chladičem a při teplotě refluxu 105 °C bylo postupně přikapáno 250 ml 38$ního roztoku formaldehydu. Roztok byl pak ještě 1 hodí nu zahříván a pak vakuově při tlaku 4 až 5 kPa zahuštěn na objem asi 200 ml. Po ochlazení byl produkt zneutralizován 90 g hydroxidu sodného, který byl rozpuštěn ve 130 ml. vody.

Příklad 2

Do reakční nádoby opatřené zpětným chladičem, míchadlem, teploměrem a dělící nálevkou byly vpraveny 4 díly monomethylesteru kyseliny fosforité a 5 dílů vody. Za stejných ppdmínek jako v předešlém případě byl roztok zahříván a byl z něho oddestilován methanol. K takto vzniklému zahuštěnému roztoku kyseliny fosforité bylo pak po ochlazení přidáno 1,35 dílu 25%ního roztoku amoniaku a 5 dílů 31%ní HCI. Po zahřátí na teplotu refluxu 104 až 106 °C bylo během jedné hodiny přidáno 5 dílů 38 % roztoku formaldehydu. Roztok byl pak ještě 1 hodinu zahříván a pak vakuově při tlaku 10 kPa a teplotě 70 až 80 °C zahuštěn na polovinu. Neutralizace roztoku byla provedena 40 % roztokem NaOH v molárním poměru 1 : 3 tak, že na 10 hmotnostních dílů produktu bylo bráno 7,3 hmotnostních dílů hydroxidu.

Claims (1)

1. Způsob výroby sodné soli kyseliny nitriltrimethylenfosfonové vyznačený tím, Že monomethyleáter kyseliny fosforité, získaný rozdestiiováním směsi monomethylfosfitu a dimethylfosfitu se po zahřátí na teplotu 70 až 75 °C hydrolyžuje vodou a uvolněný methanol se oddestilovává za tlaku 4 až 5 kPa při teplotě 104 až 106 °C, do vzniklého roztoku kyseliny fosforité se přidá čpavek, kyselina chlorovodíková a formaldehyd v 10%ním stechiometrickém nadbytku a následnou neutralizací 40%ním vodným roztokem hydroxidu sodného vznikne sodná sůl kyseliny nitrilotrimethylfosfonové.