DE102009056566B4 - Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion Download PDF

Info

Publication number
DE102009056566B4
DE102009056566B4 DE102009056566.3A DE102009056566A DE102009056566B4 DE 102009056566 B4 DE102009056566 B4 DE 102009056566B4 DE 102009056566 A DE102009056566 A DE 102009056566A DE 102009056566 B4 DE102009056566 B4 DE 102009056566B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phosphoric acid
general structure
acid amide
reaction
chloroform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102009056566.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009056566A1 (de
Inventor
Dr. Hucke Andre
Dr. Niclas Hans-Joachim
Ute Radics
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Original Assignee
SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH filed Critical SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Priority to DE102009056566.3A priority Critical patent/DE102009056566B4/de
Publication of DE102009056566A1 publication Critical patent/DE102009056566A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009056566B4 publication Critical patent/DE102009056566B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/06Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/22Amides of acids of phosphorus
    • C07F9/26Amides of acids of phosphorus containing P-halide groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/06Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/22Amides of acids of phosphorus
    • C07F9/224Phosphorus triamides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (I) in der X = Sauerstoff oder Schwefel, R1und R2unabhängig voneinander Wasserstoff, C1C8-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl, COOR3mit R3= C1-C8-Alkyl, Benzyl bedeuten, in einer Eintopfreaktiondadurch gekennzeichnet, dass man zu einer Lösung eines Phosphorsäureamiddichlorids der allgemeinen Struktur (II) in Chloroform Triethylamin gibt, wobei das Molverhältnis Phosphorsäureamiddichlorid : Triethylamin bei 1 : 2 bis 1 : 4 liegt, und unter Normaldruck bei einer Temperatur von -10 bis 30 °C bis zur vollständigen Umsetzung Ammoniakgas einleitetund anschließend zur Entfernung des Ammoniumchlorids zum Sieden erhitzt wird und das ungelöst zurückbleibende Phosphorsäuretriamid von der Mutterlauge abfiltriert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für als Ureaseinhibitor geeignete Phosphorsäuretriamidderivate mit zwei unsubstituierten Amidgruppen.
  • Stand der Technik
  • Harnstoff ist ein ursprünglich biogenes Stoffwechselprodukt, das durch das Enzym Urease in Ammoniak und Kohlendioxid gespalten wird. Die Reaktion verläuft außerordentlich schnell und effektiv. Bei der Anwendung von harnstoffbasierten Düngemitteln kann es zu Stickstoffverlusten kommen, die besonders hoch sind, wenn der Boden nicht über eine ausreichende Sorptionskraft verfügt, um das frei gewordene Ammoniak in Form von Ammoniumionen zu binden. Dadurch gehen der Landwirtschaft jährlich beträchtliche Mengen an Stickstoff verloren, die auf diese Weise zur Umweltbelastung beitragen und andererseits einen erhöhten Düngemittelbedarf erfordern.
  • Der Einsatz von Ureaseinhibitoren ist eine effektive Möglichkeit, die unter Normalbedingungen außerordentlich schnell verlaufende enzymatische HarnstoffHydrolyse deutlich zu verlangsamen und so Harnstoff und harnstoffhaltige Dünger für leichte Bodenstandorte verlustfrei zur Anwendung zu bringen.
  • Aus der Literatur sind eine Reihe verschiedener Verbindungen als Ureaseinhinhibitoren beschrieben (vgl. S. Kiss, M. Simihäian, Improving Efficiency of Urea Fertilizers by Inhibition of Soil Urease Activity, Kluwer Academic Publishers (2002)).
  • Mit der Entdeckung der Phosphorsäureesterdiamide ( DD 122 177 A3 ) sind Verbindungen gefunden worden, die äußerst effektive Ureaseinhibitoren darstellen. Ähnlich wirksam ist eine Reihe von Derivaten des Phosphorsäuretriamids einschließlich des Grundkörpers (vgl. bspw. US 4 540 428 A , US 4 676 822 A , US 4 517 004 A , EP 0 119 487 A1 ), von denen als einziger Vertreter bisher das N-(n-Butyl)thiophosphorsäuretriamid (NBTPT) kommerzialisiert wurde (IMC AGRICO Corp., Produktbezeichnung Agrotain®).
  • Besonders gute Ureaseinhibitoren sind Phosphorsäuretriamide oder Thiophosphorsäuretriamide, bei denen zwei der drei Amidgruppen unsubstituiert sind ( EP 0 119 487 A1 ; WO 00/058317 A1 ; WO 2001/087898 A2 ; WO 2006/010389 A1 ) Die Synthese dieser Verbindungen geht gewöhnlich von Phosphorylchlorid (POCl3), Thiophosphorylchlorid (PSCl3) oder Phosphorpentachlorid (PCl5) und dem entsprechenden Amin aus. In einem ersten Syntheseschritt wird zunächst in einem inerten Lösungsmittel ein Phosphorsäureamiddichlorid hergestellt, welches man in einem zweiten Schritt mit Ammoniak zum Endprodukt umsetzt, wobei neben dem gewünschten Phosphorsäuretriamid Ammoniumchlorid entsteht (vgl. Liebigs Ann. Chem. 326 129, 172, 201 (1903); Z. Obšč. Chim. 30, 4048 (1960); Chem. Ber. 89, 1768 (1956)).
  • Für die Herstellung der Phosphorsäuretriamide im technischen Maßstab ist es erforderlich, dass die Synthese kostengünstig, mit geringem apparativen Aufwand und hohen Ausbeuten realisiert werden kann.
  • Im Fall des zweiten Syntheseschrittes bei der Herstellung der Phosphorsäuretriamide, der Umsetzung mit Ammoniak, bietet sich der Einsatz einer wässrigen Ammoniaklösung an. Dabei erfolgt aber auch als Nebenreaktion die Hydrolyse des in der ersten Synthesestufe hergestellten Phosphorsäureamiddichlorids, so dass erhebliche Ausbeuteeinbußen zu verzeichnen sind. Bei wasserlöslichen Phosphorsäuretriamiden kommt hinzu, dass die Abtrennung vom ebenfalls wasserlöslichen Ammoniumchlorid schwierig ist.
  • Gute Ausbeuten werden bei Einsatz von verflüssigtem Ammoniak erreicht. Allerdings muss dazu bei tiefen Temperaturen und/oder unter Druck gearbeitet werden, was apparativ anspruchsvoll ist und die Synthese verteuert ( US 5 770 771 A ).
  • Zur Ammonolyse kann auch gasförmiges Ammoniak in die Reaktionslösung mit dem Phosphorsäureamiddichlorid geleitet werden. Allerdings bindet der eingeleitete Ammoniak aber auch den frei werdenden Chlorwasserstoff, so dass es aufgrund von Ammoniakunterschuss zu ausbeutemindernden Folgereaktionen von Zielprodukt und noch nicht umgesetzten Phosphorsäureamiddichlorid kommt.
  • Alternativ kann das Phosphorsäureamiddichlorid zu einem mit Ammoniak gesättigten Lösungsmittel dosiert werden. Auch hier ist es zur Vermeidung von Nebenprodukten erforderlich, dass sich eine ausreichend große Menge an Ammoniak im Lösungsmittel löst, was aber bei den zur Synthese der Phosphorsäureamiddichloride eingesetzten inerten Lösungsmitteln (z.B. Ether, Toluol, Chloroform) nicht oder nur bei Einsatz sehr großer Lösungsmittelmengen gegeben ist. In Alkoholen ist Ammoniak zwar recht gut löslich, jedoch treten hier wiederum ausbeutevermindernde Reaktionen des Phosphorsäureamiddichlorids mit dem Alkohol auf.
  • Ein weiteres Problem ist, besonders bei wasserlöslichen Phosphorsäuretriamiden mit ähnlichen Löslichkeitseigenschaften wie Ammoniumchlorid, die Abtrennung des bei der Synthese anfallenden Ammoniumchlorids. Ein einfaches Auswaschen des ammoniumchloridhaltigen Rohproduktes mit Wasser ist nicht oder nur unter erheblichen Verlusten an Produkt möglich. Umgekehrt ist das Herauslösen des Phosphorsäuretriamids nicht möglich, da dessen Löslichkeit in geeigneten Lösungsmitteln zu gering ist oder auch wie beim Einsatz von Alkoholen größere Mengen Ammoniumchlorid mit extrahiert werden.
  • In US 5 872 293 A wird mit einem Überschuss an verflüssigtem Ammoniak gearbeitet. Die Reaktionsbedingungen sind so gewählt, dass der sich bildende Ammoniak-Ammoniumchloridkomplex in Ammoniak gelöst bleibt und eine separate anorganische Phase ausbildet. Die organische, das Phosphorsäuretriamid enthaltende Phase wird abgetrennt. Abgesehen davon, dass dieses Verfahren technisch aufwendig ist, wird auch vorausgesetzt, dass sich das Phosphorsäuretriamid in einem geeigneten Lösungsmittel löst, was in vielen Fällen nicht gegeben ist.
  • In DE 10 2005 053 541 A1 wird vorgeschlagen, pro Mol Phosphorsäureamiddichlorid nur 2 mol Ammoniak einzusetzen und zum Binden des entstehenden HCl eine Hilfsbase einzusetzen, um so die Bildung von Ammoniumchlorid zu vermeiden. Als Hilfsbase werden solche Verbindungen verwendet, deren Hydrochloride einen Schmelzpunkt unter 100 °C aufweisen (bestimmte Stickstoffheterocyclen oder Tributylamin). Die daraus entstehenden ionischen Flüssigkeiten sollen durch Phasentrennung von der Lösung des Phosphorsäuretriamids abgetrennt werden. Das Verfahren ist jedoch relativ aufwendig und mit geringen Produktausbeuten behaftet. Außerdem wird wiederum vorausgesetzt, dass das Phosphorsäuretriamid in einem für die Synthese geeigneten inerten Lösungsmittel löslich ist.
  • Viele wasserlösliche Phosphorsäuretriamide sind aber nur in protischen Lösungsmitteln wie Methanol oder Ethanol ausreichend löslich. Diese Lösungsmittel sind jedoch zur Ammonolyse des Phosphorsäureamiddichlorids ungeeignet, weil dieses ebenfalls mit dem Alkohol reagieren kann. Da das Phosphorsäureamiddichlorid in einem inerten Lösungsmittel hergestellt werden muss, ist es außerdem vorteilhafter die gesamte Reaktion einschließlich der Ammonolyse in diesem Lösungsmittel durchzuführen.
  • Bei wasserlöslichen Phosphorsäuretriamiden mit ähnlichen Löslichkeitseigenschaften wie Ammoniumchlorid muss das Ammoniumchlorid mittels einer Hilfsbase entfernt werden. Üblicherweise wird dazu das Gemisch aus Phosphorsäuretriamid und Ammoniumchlorid in Chloroform zusammen mit Diethylamin zum Sieden erhitzt (Chem. Ber. 87, 333 (1954)). Dabei bildet sich unter Ammoniakentwicklung Diethylaminhydrochlorid, welches in Lösung geht. Das ungelöste Phosphorsäuretriamid kann dann abfiltriert werden. Durch Reaktion des Triamids mit dem Diethylamin können aber Ausbeuteverluste entstehen.
  • Die Druckschrift DE 101 18 322 A1 betrifft heterocyclisch substituierte (Thio)Phosphorsäuretriamide, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung zur Regulierung bzw. zur Hemmung der enzymatischen Harnstoffhydrolyse.
  • Die Druckschrift WO 98/31 692 A1 beschreibt N-Hydrocarbylphosphorsäuretriamide und N-Hydrocarbylthiophosphorsäuretriamide als Ureaseinhibitioren für Harnstoff-basierte Düngemittelzusammensetzungen.
  • Klement, Robert; Koch, Otto: Phosphoroxy-triamid und Phosphorthio-triamid. In: Chemische Beriche, Vol 87, 1954, S. 333 - 340. - Online ISSN 1099-0682 beschreibt die Darstellung und Eigenschaften der Triamide der Phosphorsäure und der Monothiophosphorsäure.
  • Die Druckschrift WO 00/61 522 A1 betrifft chemische Zusammensetzungen enthaltend einen Ureaseinhibitor, einen Nitrifikationsinhibitor und 1,2,4-Triazol.
  • Die Druckschrift WO 2009/121 786 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Triamiden aus Ammoniak und Amidodichloriden.
  • Gegenstand der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ammonolyse von Phosphorsäureamiddichloriden zu finden, das mit Ammoniakgas an Stelle von Flüssigammoniak arbeitet, hohe Produktausbeuten aufweist, technisch einfach zu realisieren ist und sich besonders für die Herstellung wasserlöslicher Phosphorsäuretriamide eignet, bei denen die Abtrennung des Ammoniumchlorids Schwierigkeiten bereitet.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch nachstehend beschriebenes Verfahren gelöst, das sich zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (I), in der X = Sauerstoff oder Schwefel, R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C8-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl, COOR3 mit R3 = C1-C8-Alkyl, Benzyl bedeuten, in einer Eintopfreaktion eignet, die danach in besonders hoher Ausbeute und Reinheit hergestellt werden können.
    Figure DE102009056566B4_0003
  • Besonders geeignet ist das Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Phosphorsäuretriamide mit einer Wasserlöslichkeit von über 10 g/l und ähnlichen Löslichkeitseigenschaften wie Ammoniumchlorid, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
  • Als Ausgangsstoffe zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (I) werden Phosphorsäureamiddichloride der allgemeinen Struktur (II) eingesetzt wobei X, R1 - R2 die oben beschriebene Bedeutung besitzen. Phosphorsäureamiddichloride der allgemeinen Struktur (II) sind durch analoge Anwendung bekannter Verfahren zugänglich (vgl. Liebigs Ann. Chem. 326 129, 172, 201 (1903); Ž. Obšč. Chim. 30, 4048 (1960); Ž. Obšč. Chim. 29, 2256 (1959)).
    Figure DE102009056566B4_0004
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Lösung eines Phosphorsäureamiddichlorides der allgemeinen Struktur (II) in Chloroform mit Triethylamin versetzt, wobei das Molverhältnis Phosphorsäureamiddichlorid : Triethylamin bei 1 : 2 bis 1 : 4 liegt, und unter Normaldruck bei einer Temperatur von -10 bis 30 °C bis zur vollständigen Umsetzung Ammoniakgas eingeleitet. Zur Entfernung des Ammoniumchlorids wird anschließend zum Sieden erhitzt. Das ungelöst zurückbleibende Phosphorsäuretriamid wird von der Mutterlauge abfiltriert.
  • Das Verfahren hat den Vorteil, dass sowohl die Herstellung des Phosphorsäureamiddichlorids, als auch dessen Ammonolyse sowie die Abtrennung des Ammoniumchlorids als Eintopfreaktion in einem Reaktionsgefäß durchgeführt werden kann.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Anwesenheit des tertiären Amins in der Lösung ausbeutemindernde Nebenreaktionen, die üblicherweise aufgrund von Ammoniakunterschuss beim Einleiten von Ammoniakgas in Phosphorsäureamiddichloridlösungen auftreten, unterdrückt. Das freiwerdende HCl wird nicht durch Ammoniak sondern zunächst durch das Amin gebunden, so dass der eingeleitete Ammoniak vollständig zur Umsetzung des Phosphorsäureamiddichlorids und nicht zum Binden des HCl verbraucht wird.
  • Mit überschüssigem Ammoniak wird das Amin aus dem Hydrochlorid unter Bildung von Ammoniumchlorid wieder freigesetzt. Durch anschließendes Erhitzen wird diese Reaktion umgekehrt und es bildet sich unter Ammoniakentwicklung das Hydrochlorid des tertiären Amins.
  • Das Verfahren hat weiterhin den Vorteil, dass die Ammonolyse bei milden Reaktionsbedingungen realisiert werden kann. So ist weder die Anwendung von Druck noch tiefen Temperaturen erforderlich. Dementsprechend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Normaldruck und bei Temperaturen von -10 bis 30 °C durchgeführt.
  • Das bei der Ammolyse eingesetzte Triethylamin verhindert im erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur die Bildung ungewünschter Nebenprodukte, sondern dient gleichzeitig zur Entfernung des Ammoniumchlorids aus dem Reaktionsgemisch. Überraschend war, dass hierbei ebenfalls keine Ausbeuteeinbußen entstehen. Bei Diethylamin hingegen, dass üblicherweise zur Entfernung des Ammoniumchlorids aus Phosphorsäuretriamiden mit ähnlichen Löslichkeitseigenschaften wie Ammoniumchlorid eingesetzt wird, können ausbeutemindernde Reaktionen mit dem Phosphorsäuretriamid auftreten. Abgesehen davon, kann Diethylamin in dem erfindungsgemäßen Verfahren gar nicht eingesetzt werden, da es bereits bei der Ammonolyse des Phosphorsäureamiddichlorids mit diesem reagieren würde.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (III) aus Phosphorsäureamiddichloriden der allgemeinen Struktur (IV) entsprechend Gleichung 1, wobei R3 C1-C8-Alkyl, Benzyl bedeutet.
    Figure DE102009056566B4_0005
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäureamiddichloriden der allgemeinen Struktur (IV) entsprechend Gleichung 2. Dazu wird, gegebenenfalls unter Schutzgasatmosphäre, in einem inerten Lösungsmittel Phosphorpentachlorid (PCl5) mit einer äquimolaren Menge eines Carbamates umgesetzt. Dabei wird das Carbamat, gelöst in einem inerten Lösungsmittel zum Phosphorpentachlorid dosiert oder umgekehrt Phosphorpentachlorid zum Carbamat dosiert. Das in endothermer Reaktion entstandene Intermediat wird nicht isoliert, sondern anschließend unter Kühlung mit einer annähernd äquimolaren Menge eines Hydrolysemittels unter Bildung von IV hydrolysiert. Die Reaktion entsprechend Gleichung 2 wird im Temperaturbereich von -10°C bis 30 °C durchgeführt. Als Lösungsmittel wird bevorzugt Chloroform und als Hydrolysemittel bevorzugt Wasser, Ameisensäure oder Essigsäure eingesetzt.
    Figure DE102009056566B4_0006
  • Die erhaltene Lösung des Phosphorsäureamiddichlorids der allgemeinen Struktur (IV) wird ohne weitere Aufarbeitung oder Isolierung des Produktes direkt entsprechend den Ansprüchen 1-2 der vorliegenden Erfindung und wie oben beschrieben zu Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (III) umgesetzt (s. oben Gleichung 1). Die Phosphorsäuretriamide der allgemeinen Struktur (III) entstehen nach diesem Verfahren in sehr guten Ausbeuten von 80-90 % und hoher Reinheit (mind. 95 %).
  • Zur Verbesserung der Ökonomie des Verfahrens können nach beendeter Reaktion und Abtrennung des Zielproduktes Lösungsmittel und Amin aus der Mutterlauge regeneriert, und gegebenenfalls nach vorheriger Destillation, wieder verwendet werden. Zuvor wird das Amin aus dessen Hydrochlorid mittels Ammoniak oder einer wässrigen Natron- oder Kalilauge wie in den Beispielen 3 und 4 beschrieben freigesetzt.
  • Die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Phosphorsäuretriamide können zur Hemmung der ureasekatalysierten Harnstoffhydrolyse harnstoffbasierten mineralischen und/oder organischen Düngemitteln zur Senkung der Stickstoffverluste bei der Düngung, gegebenenfalls in Kombination mit Nitrifikationsinhibitoren, zugesetzt werden.
  • Gleichermaßen sind die nach den Ansprüchen 1-2 hergestellten Phosphorsäuretriamide zur Verminderung der Ammoniakbelastung aus dem Dung bzw. den tierischen Exkrementen in Tierställen geeignet.
  • Die vorliegende Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele erläutert werden.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Herstellung von Phosphorsäureamiden der allgemeinen Struktur (I) mit X = O, R1 = H, R2 = COOR3 und R3 = Alkyl, Benzyl.
    Figure DE102009056566B4_0007
  • In einem Kolben werden 0,1 mol Phosphorpentachlorid (PCl5) in 35 ml Chloroform unter Schutzgasatmosphäre suspendiert und bei 10 °C und unter Rühren 0,1 mol des entsprechenden Carbamates (R3OCONH2) gelöst in 35 ml Chloroform zugetropft. Nachdem die endotherme Reaktion beendet und eine klare Lösung entstanden ist, wird 30 min bei 10 °C nachgerührt und anschließend unter Kühlung 0,1 mol Wasser so zugetropft, dass die Temperatur nicht über 20 °C steigt.
    Anschließend werden 100 ml Chloroform und 0,3 mol Triethylamin zugegeben und 1 h bei 10-20°C Ammoniak eingeleitet. Es wird eine Stunde bei Raumtemperatur nachgerührt und dann 6 h unter Rückfluss erhitzt. Danach wird das Produkt abfiltriert, mit etwas Chloroform gewaschen und getrocknet.
    X = O, R1 = H, R3 = Methyl: 90 %
    X = O, R1 = H, R3 = Isopropyl: 87 %
  • Beispiel 2 (nicht erfindungsgemäß)
  • Herstellung von Phosphorsäureamiden der allgemeinen Struktur (I) mit X = O, R1 = H, R2 = COOR3 und R3 = Alkyl, Benzyl.
    Figure DE102009056566B4_0008
  • In einem Kolben werden 0,1 mol Phosphorpentachlorid (PCl5) in 35 ml Chloroform unter Schutzgasatmosphäre suspendiert und bei 10 °C und unter Rühren 0,1 mol des entsprechenden Carbamates (R3OCONH2) gelöst in 35 ml Chloroform zugetropft. Nachdem die endotherme Reaktion beendet und eine klare Lösung entstanden ist, wird 30 min bei 10 °C nachgerührt und anschließend unter Kühlung 0,1 mol Wasser so zugetropft, dass die Temperatur nicht über 20 °C steigt.
    Ammonolyse: In einem zweiten Reaktionsgefäß werden 100 ml Chloroform und 0,3 mol Triethylamin bei 10 °C mit Ammoniak gesättigt und die Lösung des Phosphorsäureamiddichlorids unter Kühlung so zugetropft, dass die Temperatur nicht über 20 °C steigt. Es wird eine Stunde bei Raumtemperatur nachgerührt und dann 6 h unter Rückfluss erhitzt. Anschließend wird das Produkt abfiltriert, mit etwas Chloroform gewaschen und getrocknet.
  • Ausbeuten:
    • X = O, R1 = H, R3 = Methyl: 91 %
    • X = O, R1 = H, R3 = Ethyl: 82 %
    • X = O, R1 = H, R3 = Isopropyl: 88 %
  • Beispiel 3
  • Recycling des Chloroforms und des Triethylamins aus Beispiel 1 oder 2:
    • In die nach Abtrennung des Produktes anfallende Chloroformlösung wird zur Freisetzung des Amins aus dessen Hydrochlorid Ammoniak eingeleitet. Das ausgefallene Ammoniumchlorid wird abfiltriert oder Chloroform und Triethylamin abdestilliert. Der Triethylamingehalt des Chloroforms wird durch Titration gegen 1 N Salzsäure bestimmt und zur erneuten Verwendung der Lösung bei der Ammonolyse gegebenenfalls eingestellt.
  • Beispiel 4
  • Recycling des Chloroforms und des Triethylamins aus Beispiel 1 oder 2:
    • Bei der nach Abtrennung des Produktes anfallenden Chloroformlösung werden Chloroform und überschüssiges Amin abdestilliert. Das zurückbleibende Aminhydrochlorid wird in eine äquimolare Menge Natriumhydroxid enthaltene 25%ige Natronlauge eingerührt und das sich abscheidende Amin durch Phasentrennung isoliert. Chloroform und Amin können, gegebenenfalls nach vorheriger Destillation, wieder bei der Ammonolyse verwendet werden, wobei der Triethylamingehalt des Chloroforms wie in Beispiel 3 beschrieben bestimmt werden kann.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (I) in der X = Sauerstoff oder Schwefel, R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1C8-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl, COOR3 mit R3 = C1-C8-Alkyl, Benzyl bedeuten, in einer Eintopfreaktion
    Figure DE102009056566B4_0009
    dadurch gekennzeichnet, dass man zu einer Lösung eines Phosphorsäureamiddichlorids der allgemeinen Struktur (II) in Chloroform Triethylamin gibt, wobei das Molverhältnis Phosphorsäureamiddichlorid : Triethylamin bei 1 : 2 bis 1 : 4 liegt, und unter Normaldruck bei einer Temperatur von -10 bis 30 °C bis zur vollständigen Umsetzung Ammoniakgas einleitet
    Figure DE102009056566B4_0010
    und anschließend zur Entfernung des Ammoniumchlorids zum Sieden erhitzt wird und das ungelöst zurückbleibende Phosphorsäuretriamid von der Mutterlauge abfiltriert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden der allgemeinen Struktur (III) aus Phosphorsäureamiddichloriden der allgemeinen Struktur (IV) entsprechend Gleichung 1, wobei R3 C1-C8-Alkyl, Benzyl bedeutet.
    Figure DE102009056566B4_0011
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphorsäureamiddichlorid der allgemeinen Struktur (IV) durch Umsetzung von Phosphorpentachlorid (PCl5) mit einer äquimolaren Menge eines Carbamates in einem inerten Lösungsmittel, ohne Isolierung des entstehenden Intermediates und anschließender partieller Hydrolyse mit einer annähernd äquimolaren Menge eines Hydrolysemittels entsprechend Gleichung 2 bei einer Temperatur von -10 °C bis 30 °C hergestellt wird.
    Figure DE102009056566B4_0012
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Chloroform und als Hydrolysemittel Wasser, Ameisensäure oder Essigsäure eingesetzt wird.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Synthese des Phosphorsäureamiddichlorids der allgemeinen Struktur (II) als auch die Synthese des Phosphorsäuretriamids der allgemeinen Struktur (I) sowie die Abtrennung des Ammoniumchlorids in einem Reaktionsgefäß durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Ammonolyse das tertiäre Amin aus dessen Aminhydrochlorid mittels Ammoniak oder einer wässrigen, äquimolaren Menge Natron- oder Kalilauge regeneriert wird und Lösungsmittel und Amin wieder verwendet werden.
DE102009056566.3A 2009-12-03 2009-12-03 Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion Expired - Fee Related DE102009056566B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009056566.3A DE102009056566B4 (de) 2009-12-03 2009-12-03 Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009056566.3A DE102009056566B4 (de) 2009-12-03 2009-12-03 Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009056566A1 DE102009056566A1 (de) 2011-06-09
DE102009056566B4 true DE102009056566B4 (de) 2021-11-04

Family

ID=43972159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009056566.3A Expired - Fee Related DE102009056566B4 (de) 2009-12-03 2009-12-03 Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009056566B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017008523A (es) 2014-12-23 2017-10-25 Basf Se Composiciones con efecto inhibidor de la ureasa mejorado que comprenden triamida del acido (tio) fosforico y otros compuestos, tales como aminas y colorantes.

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD122177A3 (de) 1972-06-28 1976-09-20
EP0119487A1 (de) 1983-03-16 1984-09-26 Allied Corporation N-Aliphatische und N,N-aliphatische Phosphorsäure-Triamide als Ureaseinhibitoren und Ureaseinhibitoren enthaltende Harnstoffdüngemittel
US4517004A (en) 1983-06-08 1985-05-14 Allied Corporation Aryl phosphoric triamide and aryl phosphorodiamidate urease and nitrification inhibitors and urease and nitrification inhibited urea and reduced nitrogen based fertilizer compositions
US4540428A (en) 1983-03-16 1985-09-10 Allied Corporation Phosphorotriamidate urease inhibitors and urease inhibited urea based fertilizer compositions
US4676822A (en) 1986-07-24 1987-06-30 Tennessee Valley Authority Fluid fertilizers containing thiophosphoryl triamide
US5770771A (en) 1997-01-21 1998-06-23 Albemarle Corporation Preparation of N-hydrocarbylthiophosphoric triamides
WO1998031692A1 (en) 1997-01-21 1998-07-23 Albemarle Corporation Separating ammonium chloride from n-hydrocarbyl(thio)phosphoric triamide
WO2000058317A1 (de) 1999-03-25 2000-10-05 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh (thio-) phosphorsäuretriamide, zur regulierung der enzymatischen harnstoff-hydrolyse
WO2000061522A1 (de) 1999-04-08 2000-10-19 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh Mittel zur verbesserung der n-ausnutzung mineralischer und/oder organischer harnstoffhaltiger düngemittel
WO2001087898A2 (de) 2000-05-18 2001-11-22 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh N- (2-pyrimidinyl) (thio)phosphorsäuretriamide, verfahren zu ihrer herstellung, und deren verwendung als mittel zur regulierung bzw. hemmung der enzymatischen harnstoff-hydrolyse
DE10118322A1 (de) 2001-04-12 2002-10-17 Piesteritz Stickstoff Heterozyklisch-substituierte (Thio)Phosphorsäuretriamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung als Mittel zur Regulierung bzw.Hemmung der enzymatischen Harnstoff-Hydrolyse
WO2006010389A1 (de) 2004-07-23 2006-02-02 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh N-phenylphosphorsäuretriamide, verfahren zu ihrer herstellung und deren verwendung als mittel zur regulierung bzw. hemmung der enzymatischen harnstoff-hydrolyse
DE102005053541A1 (de) 2005-11-08 2007-05-10 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäuretriamiden
WO2009121786A1 (de) 2008-04-02 2009-10-08 Basf Se Verfahren zur herstellung von triamiden aus ammoniak und amido-dichloriden

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD122177A3 (de) 1972-06-28 1976-09-20
EP0119487A1 (de) 1983-03-16 1984-09-26 Allied Corporation N-Aliphatische und N,N-aliphatische Phosphorsäure-Triamide als Ureaseinhibitoren und Ureaseinhibitoren enthaltende Harnstoffdüngemittel
US4540428A (en) 1983-03-16 1985-09-10 Allied Corporation Phosphorotriamidate urease inhibitors and urease inhibited urea based fertilizer compositions
US4517004A (en) 1983-06-08 1985-05-14 Allied Corporation Aryl phosphoric triamide and aryl phosphorodiamidate urease and nitrification inhibitors and urease and nitrification inhibited urea and reduced nitrogen based fertilizer compositions
US4676822A (en) 1986-07-24 1987-06-30 Tennessee Valley Authority Fluid fertilizers containing thiophosphoryl triamide
WO1998031692A1 (en) 1997-01-21 1998-07-23 Albemarle Corporation Separating ammonium chloride from n-hydrocarbyl(thio)phosphoric triamide
US5770771A (en) 1997-01-21 1998-06-23 Albemarle Corporation Preparation of N-hydrocarbylthiophosphoric triamides
US5872293A (en) 1997-01-21 1999-02-16 Albemarle Corporation Separating ammonium chloride from N-hydrocarbylphosphoric triamide or N-hydrocarbylthiophosphoric triamide
WO2000058317A1 (de) 1999-03-25 2000-10-05 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh (thio-) phosphorsäuretriamide, zur regulierung der enzymatischen harnstoff-hydrolyse
WO2000061522A1 (de) 1999-04-08 2000-10-19 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh Mittel zur verbesserung der n-ausnutzung mineralischer und/oder organischer harnstoffhaltiger düngemittel
WO2001087898A2 (de) 2000-05-18 2001-11-22 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh N- (2-pyrimidinyl) (thio)phosphorsäuretriamide, verfahren zu ihrer herstellung, und deren verwendung als mittel zur regulierung bzw. hemmung der enzymatischen harnstoff-hydrolyse
DE10118322A1 (de) 2001-04-12 2002-10-17 Piesteritz Stickstoff Heterozyklisch-substituierte (Thio)Phosphorsäuretriamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung als Mittel zur Regulierung bzw.Hemmung der enzymatischen Harnstoff-Hydrolyse
WO2006010389A1 (de) 2004-07-23 2006-02-02 Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh N-phenylphosphorsäuretriamide, verfahren zu ihrer herstellung und deren verwendung als mittel zur regulierung bzw. hemmung der enzymatischen harnstoff-hydrolyse
DE102005053541A1 (de) 2005-11-08 2007-05-10 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäuretriamiden
WO2009121786A1 (de) 2008-04-02 2009-10-08 Basf Se Verfahren zur herstellung von triamiden aus ammoniak und amido-dichloriden

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KLEMENT, Robert, KOCH, Otto: Phosphoroxytriamid und Phosphorthio- triamid, In: Chemische Berichte, Vol. 87, 1954, S. 333-340.- Online ISSN 1099-0682
Klement, Robert; Koch, Otto: Phosphoroxy-triamid und Phosphorthio-triamid. In: Chemische Beriche, Vol 87, 1954, S. 333 - 340. - Online ISSN 1099-0682
Liebigs Ann. Chem. 326 129, 172, 201 (1903); Z. Obšč. Chim. 30, 4048 (1960); Chem. Ber. 89, 1768 (1956)
Liebigs Ann. Chem. 326 129, 172, 201 (1903); Ž. Obšč. Chim. 30, 4048 (1960); Ž. Obšč. Chim. 29, 2256 (1959)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009056566A1 (de) 2011-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2857282T1 (de) Process for the production of d,l-2-amino-4-methylsulphosphino-butyric acid
DE1081459B (de) Verfahren zur Amidierung von Halogenphosphorverbindungen
DE1620694B2 (de) Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-7-diäthylamino-s-triazolo [1,5-a] pyrimidin und seinen Salzen mit Säuren
EP3655413B1 (de) Herstellung von glufosinat durch umsetzung von 3-[n-butoxy(methyl)phosphoryl]-1-cyanopropylacetat zu einer mischung aus n-butyl(3-amino-3-cyanopropyl)-methylphosphinat und (3-amino-3-cyanopropyl)-methylphosphinsäure ammoniumsalz
DE2147023B2 (de) Verfahren zur Herstellung von 1H- Tetrazol-Verbindungen
DE102009056566B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäuretriamiden in einer Eintopfreaktion
EP0370391A2 (de) Verfahren zur Herstellung von 4,5-Dichlor-6-ethylpyrimidin
DE102013200123A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Bendamustinhydrochlorid und verwandten Verbindungen
EP0635490B1 (de) Verfahren zur Herstellung von N-Ethylcarbazol
EP0543343A2 (de) Verfahren zur Herstellung von alpha-Hydroxy-beta-aminocarbonsäuren
EP3929177B1 (de) Verfahren zur herstellung von diisocyanaten auf basis von lysin
DE2602846C2 (de) Verfahren zur Herstellung von 2-(2-Thienyl)äthylaminen
DE102006015362B4 (de) N-(Pyrazolyalkyl)(thio)phosphorsäuretriamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung als Mittel zur Regulierung bzw. Hemmung der enzymatischen Harnstoff-Hydrolyse sowie der Nitrifikation
CH673279A5 (de)
DE2426977A1 (de) N,n'-disubstituierte amidine und verfahren zu ihrer herstellung
DE2558508A1 (de) Verfahren zur racematspaltung von dl-pantolacton
EP0078766A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Aminomethylphosphonsäure
EP0275470A1 (de) N-substituierte, Estergruppen enthaltende Acrylamide
DE1926857A1 (de) 6-Nitro-2-oximinohexansaeurederivate und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0034363B1 (de) Neue Steroidverbindung mit einer 20-Amino-Funktion und Verfahren zu ihrer Herstellung
DD258985A1 (de) Verfahren zur herstellung neuer benzoyl-triazolyl-essigsaeure oder -thioessigsaeurederivate
DE2345775C3 (de) Enaminsulfoxide und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2813287A1 (de) Verfahren zur herstellung von 2-benzoyl- 3,3-dimethyl-7-oxo-alpha-(4-benzyloxyphenyl) -4-thia-2,6-diazabicyclo-eckige klammer auf 3.2.0 eckige klammer zu heptan-6-essigsaeurebenzylester
AT206427B (de) Verfahren zur Herstellung von α-Chlor-β-aminocarbonsäurederivaten
DE102006015705B4 (de) 1,2-Bis-(azol-1-yl)-ethan-1,2-diol-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Nitrifikationsinhibitoren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee