DE1193942B - Process for the production of tertiary phosphines - Google Patents

Process for the production of tertiary phosphines

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DE1193942B DES80694A DES0080694A DE1193942B DE 1193942 B DE1193942 B DE 1193942B DE S80694 A DES80694 A DE S80694A DE S0080694 A DES0080694 A DE S0080694A DE 1193942 B DE1193942 B DE 1193942B
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Ulrich Hasserodt
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50Organo-phosphines
    • C07F9/505Preparation; Separation; Purification; Stabilisation
    • C07F9/509Preparation; Separation; Purification; Stabilisation by reduction of pentavalent phosphorus derivatives, e.g. -P=X with X = O, S, Se or -P-Hal2

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Description

Verfahren zur Herstellung von tertiären Phosphinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von tertiären Phosphinen, durch Reduktion der entsprechenden Phosphinoxyde, welche z. B. als Nebenprodukte bei der Vitamin-A-Herstellung durch Carbonyl-Olefinierung nach Mittig anfallen (vgl.Process for the preparation of tertiary phosphines The invention relates to refer to a process for the production of tertiary phosphines, by reduction the corresponding phosphine oxides, which z. B. as by-products in vitamin A production incurred by carbonyl olefination towards the center (cf.

Angew. Chemie, 72 [1960], S. 811).Angew. Chemie, 72 [1960], p. 811).

Wie von J.N.Collic und F. Reynolds (J. Chem. Soc., 107 [1915], S. 367) beschrieben wurde, ist Triäthylphosphinoxyd äußerst widerstandsfähig gegen eine Reihe von Reduktionsmitteln. Dennoch gelang es diesen Autoren das Phosphinoxyd in umständlicher Weise in Triäthylphosphin umzusetzen. As described by J.N. Collic and F. Reynolds (J. Chem. Soc., 107 [1915], p. 367), triethylphosphine oxide is extremely resistant to a range of reducing agents. Nevertheless, these authors succeeded in the phosphine oxide to implement in a complicated manner in triethylphosphine.

Neuerdings sind z. B. von L. H o rn er und Mitarbeitern (Chem. Ber., 91 [1958], S. 1583) und von G. Hamprecht und M. Schwarzmann (deutsche Auslegeschrift 1122 952) Verfahren bekanntgegeben worden, nach denen Phosphinoxyde mit Hilfe von Alanaten reduziert wurden. Ein Nachteil dieser Verfahren ist unter anderem, daß verhältnismäßig kostspielige Reduktionsmittel zur Anwendung gebracht werden sollen.Recently z. B. by L. H o rn er and co-workers (Chem. Ber., 91 [1958], p. 1583) and by G. Hamprecht and M. Schwarzmann (German interpretation 1122 952) procedure has been announced, after which phosphine oxides with the help of Alanates were reduced. A disadvantage of this method is, among other things, that relatively expensive reducing agents are to be used.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht nunmehr die Herstellung von tertiären Phosphinen durch Reduktion der entsprechenden Phosphinoxyde mittels wohlfeiler Reduktionsmittel, welche außerdem völlig beständig und lagerfähig sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch gekennzeichnet, daß man ein Phosphinoxyd der allgemeinen Formel R(R') (R")P = O 0 in der R, R' und R" gleiche oder verschiedene Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aryl-, o-Anisyl-, Aralkyl- oder Alkarylreste bedeuten, wobei R und R' zusammen mit dem Phosphoratom den gegebenenfalls durch die Methylgruppe substituierten Phospholinring der allgemeinen Formel bilden können, init einer organischen Siliciumverbindung, welche eine oder mehrere Si-H-Bindungen enthält, bei erhöhter Temperatur umsetzt.The present invention now enables the production of tertiary phosphines by reducing the corresponding phosphine oxides by means of cheaper reducing agents, which are also completely stable and storable. The process according to the invention is characterized in that a phosphine oxide of the general formula R (R ') (R ") P = O 0 in which R, R' and R" are identical or different alkyl, alkenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl , Aryl, o-anisyl, aralkyl or alkaryl radicals, where R and R 'together with the phosphorus atom denote the phospholine ring of the general formula which is optionally substituted by the methyl group can form, with an organic silicon compound which contains one or more Si-H bonds, reacted at elevated temperature.

Zwar haben S.Nitsche und M.Wick schon beschrieben (Ang. Chem., 69 [1957], S. 96), daß solche Siliciumverbindungen in Anwesenheit eines Katalysators (eine organische Zinnverbindung) zur Reduktion organischer Verbindungen, wie z. B. Carbonyl- oder Nitroverbindungen, geeignet sind, wobei die Reduktion vorzugsweise in Anwesenheit eines Wasserstoffdonators wie z. B. Alkohol, vorgenommen wird. Es war jedoch nicht vorauszusehen, daß diese Silicium-Wasserstoff-Verbindungen auch zur Reduktion von den bekannterweise schwer reduzierbaren Phosphinoxyden brauchbar sein würden. Tatsächlich hat der Erfinder gefunden, daß unter den von N i ts c h e und Wick beschriebenen Bedingungen, d. h. in Anwesenheit des Katalysators und Wasserstoffdonators, keine Reduktion des Phosphinoxyds stattfindet. Offensichtlich liegt ein anderer Reaktionsmechanismus vor, wie auch aus der von dem Erfinder gefundenen Tatsache hervorgeht, daß z. B. Ketone sich mit Hilfe von Methylwasserstoffpolysiloxanen allein, d. h. in Abwesenheit des Katalysators und Wasserstoffdonators, nicht reduzieren lassen. Although S. Nitsche and M. Wick have already described (Ang. Chem., 69 [1957], p. 96) that such silicon compounds in the presence of a catalyst (an organic tin compound) for reduction organic compounds, such as. B. Carbonyl or nitro compounds are suitable, with the reduction being preferred in the presence of a hydrogen donor such as. B. alcohol is made. It However, it was not foreseeable that these silicon-hydrogen compounds would also useful for the reduction of the phosphine oxides which are known to be difficult to reduce would be. In fact, the inventor has found that among the N i ts c h e and Wick described conditions, d. H. in the presence of the catalyst and Hydrogen donor, no reduction of the phosphine oxide takes place. Apparently there is a different reaction mechanism, as well as that found by the inventor The fact that z. B. ketones with the help of methyl hydrogen polysiloxanes alone, d. H. in the absence of the catalyst and hydrogen donor, do not reduce permit.

Die Erfindung ist insbesondere von Bedeutung für die Reduktion von Triarylphosphinoxyden, wie z. B. The invention is particularly important for the reduction of Triarylphosphine oxides, e.g. B.

Triphenylphosphinoxyd. Die Reduktion der Phosphinoxyde wird vorgenommen mit organischen Siliciumverbindungen, welche eine oder mehrere Si-H-Bindungen enthalten. Vorzugsweise verwendet man Wasserstoffpolysiloxane, insbesondere Methylwasserstoffpolysiloxan. Diese Polysiloxane enthalten eine Mehrzahl von R - Si - O-Gruppierunger H (R = H oder ein Kohlenwasserstoffrest, z. B. der Methylrest). Diese Gruppierungen können entweder in Form einer ununterbrochenen Polysiloxankette vorliegen: oder unterbrochen sein, z. B. durch Glykolreste: -Si-O-C-C-O-Si-O-Die Reduktion des Phosphinoxyds wird bei erhöhten Temperaturen vorgenommen, d. h., die Temperatur wird im allgemeinen oberhalb 100"C liegen, vorzugsweise oberhalb 200"C. Bei Anwendung von Methylwasserstoffpolysiloxan wurde gefunden, daß man vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 200 und 350"C arbeitet. Eine Reaktionszeit von 1 bis 3 Stunden reicht im allgemeinen aus. Die Reduktion kann sowohl mit einem inerten als auch ohne Lösungsmittel vorgenommen werden. Als geeignete, inerte Lösungsmittel seien z. B. erwähnt: Naphthalin, Benzol, Toluol, Glykoldiäthyläther, Diäthylenglykoldimethyläther und Diphenyläther.Triphenylphosphine oxide. The phosphine oxides are reduced with organic silicon compounds which contain one or more Si-H bonds. Hydrogen polysiloxanes, in particular methyl hydrogen polysiloxane, are preferably used. These polysiloxanes contain a plurality of R. - Si - O groupers H (R = H or a hydrocarbon radical, e.g. the methyl radical). These groupings can either be in the form of an uninterrupted polysiloxane chain: or be interrupted, e.g. B. by glycol residues: -Si-OCCO-Si-O-The reduction of the phosphine oxide is carried out at elevated temperatures, ie the temperature will generally be above 100.degree. C., preferably above 200.degree. When using methylhydrogen polysiloxane, it has been found that temperatures between 200 and 350 ° C. are advantageously used. A reaction time of 1 to 3 hours is generally sufficient. The reduction can be carried out either with an inert or without a solvent Examples of solvents are: naphthalene, benzene, toluene, glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and diphenyl ether.

Beispiel 1 14 g Triphenylphosphinoxyd (0,05 Mol) und 10 g Methylwasserstoffpolysiloxan werden 2 Stunden auf 280 bis 3000 C gehalten, wobei ständig mit einem Vibromischer durchmischt wird. Das Reaktionsgemisch wird mit Hilfe eines Soxhlet 1 Stunde mit Benzol extrahiert, das Benzol wird abdestilliert und der Rückstand aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 11,4 g, entspricht 860/o der Theorie. F.79"C. Example 1 14 g triphenylphosphine oxide (0.05 mole) and 10 g methyl hydrogen polysiloxane are held for 2 hours at 280 to 3000 C, with a vibromixer constantly is mixed. The reaction mixture is with the help of a Soxhlet for 1 hour Benzene extracted, the benzene is distilled off and the residue from methanol recrystallized. Yield 11.4 g, corresponds to 860% of theory. F.79 "C.

Beispiel 2 28 g Triphenylphosphinoxyd (0,1 Mol) werden zusammen mit 24g Methylwasserstoffpolysiloxan und 50 g Naphthalin 2 Stunden am Rückfluß gehalten. Example 2 28 g of triphenylphosphine oxide (0.1 mol) are together with Refluxed 24 g of methyl hydrogen polysiloxane and 50 g of naphthalene for 2 hours.

Die Hauptmenge des Naphthalins wird an der Ölpumpe abdestilliert und der Rückstand aus Äthanol umkristallisiert. Ausbeute 17 g Triphenylphosphin, entspricht 6501o der Theorie.Most of the naphthalene is distilled off at the oil pump and the residue recrystallized from ethanol. Yield 17 g triphenylphosphine, corresponds 6501o of theory.

Beispiel 3 14 g Triphenylphosphinoxyd und 10 g Methylwasserstoffpolysiloxan wurden mit 50 ml Diäthylenglykoldimethyläther 3 Stunden unter Rückfluß gekocht. Example 3 14 g of triphenylphosphine oxide and 10 g of methyl hydrogen polysiloxane were refluxed with 50 ml of diethylene glycol dimethyl ether for 3 hours.

Anschließend wurde mit 30 ml 300/, Natronlauge versetzt und mit 500 mol Wasser verdünnt. Die ausgefallenen Kristalle wurden abgesaugt und aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 7,5 g, entspricht 57% o/<> der Theorie an Triphenylphosphin.Then 30 ml 300% sodium hydroxide solution were added and 500 ml mol of water diluted. The precipitated crystals were suctioned off and off Methanol recrystallized. Yield 7.5 g, corresponds to 57% o / <> theory of triphenylphosphine.

Beispiel 4 14 g Triphenylphosphinoxyd und 10 g Methylwasserstoffpolysiloxan werden mit 25 ml Diphenyloxyd 3 Stunden am Rückfluß gehalten. Anschließend wird mit 50 ml 300/o Natronlauge versetzt, die organische Phase mit Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet, das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 10,1 g, entspricht 76,5 °/o der Theorie an Triphenylphosphin. Example 4 14 g of triphenylphosphine oxide and 10 g of methyl hydrogen polysiloxane are refluxed with 25 ml of diphenyl oxide for 3 hours. Then will 50 ml of 300 / o sodium hydroxide solution are added, the organic phase is washed with water, dried with MgSO4, the solvent was distilled off and the residue from methanol recrystallized. Yield 10.1 g, corresponds to 76.5% of the theory of triphenylphosphine.

Beispiel 5 6,4 g Tri-o-tolylphosphinoxyd (0,02 Mol) und 6 g Methylwasserstoffpolysiloxan werden 2 Stunden unter Rühren mit einem Vibromischer auf 300"C gehalten. Example 5 6.4 g tri-o-tolylphosphine oxide (0.02 mole) and 6 g methyl hydrogen polysiloxane are kept at 300 ° C. for 2 hours while stirring with a vibromixer.

Das Reaktionsprodukt wird mit Benzol extrahiert, das Benzol abdestilliert und der Rückstand aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute an Tri-o-tolylphosphin 6,1 g, entspricht 990/o der Theorie.The reaction product is extracted with benzene and the benzene is distilled off and the residue is recrystallized from methanol. Yield of tri-o-tolylphosphine 6.1 g, corresponds to 990 / o of theory.

Beispiel 6 19,2 g 1-Oxo-l-phenyl-3-methylphospholin (0,1 Mol) und 20 g Methylwasserstoffpolysiloxanwerden2 Stunden unter Rühren mit einem Vibromischer auf 2400 C erhitzt. Anschließend wird mit Benzol extrahiert und fraktioniert destilliert. Ausbeute an l-Phenyl-3-methylphospholin: 15,5 g entspricht 880/o der Theorie, Kp.,,,,, 79 bis 80"C. Example 6 19.2 g of 1-oxo-1-phenyl-3-methylphospholine (0.1 mol) and 20 g of methyl hydrogen polysiloxane are added for 2 hours while stirring with a vibromixer heated to 2400 C. Then it is extracted with benzene and fractionally distilled. Yield of l-phenyl-3-methylphospholine: 15.5 g corresponds to 880 / o of theory, bp ,,,,, 79 to 80 "C.

Analyse: Berechnet... C 75,9, H 7,39, P 17,6; gefunden ... C 74,7, H 7,1, P 17,5.Analysis: Calculated ... C 75.9, H 7.39, P 17.6; found ... C 74.7, H 7.1, P 17.5.

Zur Identifizierung wurde diese Verbindung mit CH3J umgesetzt und ergibt l-Phenyl-l-methylphospholiniumjodid der Formel Analyse: Berechnet ... C 45,3, H 5,07, P 9,76; gefunden ... C45,1, H5,1, P9,9.For identification, this compound was reacted with CH3J to give l-phenyl-l-methylphospholinium iodide of the formula Analysis: Calculated ... C 45.3, H 5.07, P 9.76; found ... C45.1, H5.1, P9.9.

Beispiel 7 7,6 g Tri-o-anisyl-phosphinoxyd (F. 222"C), 5 g Methylwasserstoffpolysiloxan und 50 ml Diphenyläther werden 3 Stunden auf 220 bis 260"C erwärmt. Example 7 7.6 g of tri-o-anisylphosphine oxide (M.p. 222 "C), 5 g of methylhydrogen polysiloxane and 50 ml of diphenyl ether are heated to 220 to 260 ° C. for 3 hours.

Anschließend wird mit Benzol extrahiert, das Benzol abdestilliert. Im Rückstand fielen 2,6 g Trianisylphosphin aus. F. 204° C, entspricht 33,5 0/, der Theorie.It is then extracted with benzene, and the benzene is distilled off. 2.6 g of trianisylphosphine precipitated in the residue. F. 204 ° C, corresponds to 33.5 0 /, the theory.

Beispiel 8 11 g Tri-n-butylphosphinoxyd (0,05 Mol) und 10 g Methylwasserstoffpolysiloxan werden unter Rühren mit einem Vibromischer 1,5 Stunden auf 200"C erhitzt. Example 8 11 g of tri-n-butylphosphine oxide (0.05 mole) and 10 g of methyl hydrogen polysiloxane are heated to 200 ° C. for 1.5 hours while stirring with a vibromixer.

Tri-n-butylphosphin wird bei 113 bis 121°C/14 Torr abdestilliert. Ausbeute 6,6 g 65°/o der Theorie.Tri-n-butylphosphine is distilled off at 113 to 121 ° C / 14 Torr. Yield 6.6 g, 65% of theory.

Zur Identifizierung wurde diese Verbindung mit Methyljodid zum Tri-(n-butyl)-methylphosphonium jodid, F. 135"C, umgesetzt. This compound was identified with methyl iodide to form tri- (n-butyl) methylphosphonium iodide, F. 135 "C.

Beispiel 9 15 g Tricyclohexylphosphinoxyd (0,05 Mol) und 10 g Methylwasserstoffpolysiloxan werden unter Rühren mit einem Vibromischer 1 Stunde auf 270 bis 3000 C erhitzt. Anschließend wird mit heißem Petroläther extrahiert, vom polymeren Siloxan abgesaugt und die Petrolätherlösung mit Schwefelkohlenstoff versetzt. Es fallen rote Kristalle des Tricyclohexylphosphin - Schwefelkohlenstoff- Adduktes aus. Example 9 15 g of tricyclohexylphosphine oxide (0.05 mole) and 10 g of methyl hydrogen polysiloxane are heated to 270 to 3000 C for 1 hour while stirring with a vibromixer. It is then extracted with hot petroleum ether and suctioned off from the polymeric siloxane and carbon disulfide is added to the petroleum ether solution. Red crystals fall of the tricyclohexylphosphine - carbon disulfide adduct.

Diese wurden abgesaugt und mehrmals mit Petroläther gewaschen. Ausbeute 12 g, entspricht 65°/o der Theorie. F. 117"C (aus Methanol).These were filtered off with suction and washed several times with petroleum ether. yield 12 g, corresponds to 65% of theory. M.p. 117 "C (from methanol).

Beispiel 10 20,85 g (0,075 Mol) Triphenylphosphinoxyd und 5,4 g Phenylsilan (0,05 Mol) werden 2 Stunden auf 120"C erhitzt. Anschließend wird aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 16 g Triphenylphosphin, entspricht 82°/o der Theorie. F. 78"C. Example 10 20.85 g (0.075 mole) triphenylphosphine oxide and 5.4 g phenylsilane (0.05 mol) are heated to 120 ° C. for 2 hours. It is then recrystallized from methanol. Yield 16 g triphenylphosphine, corresponds to 82% of theory. F. 78 "C.

Beispiel 11 Zu Triphenoxysilan, welches durch Zutropfen von 13,5 g Silicochloroform zu einer benzolischen Lösung von 28,2 g Phenol und abdestillieren des Benzols erhalten wurde, wurden 14,0 g Triphenylphosphinoxyd gegeben. Nach 2stündigem Erwärmen auf 2500 C wurde die Reaktionsmischung in 400/,ige NaOH gegossen. Das ausgefallene Triphenylphosphin wurde abgesaugt, mit Wasser gewaschen und aus Äthanol umkristallisiert. Ausbeute 11,2 g (840/o). F. 78"C. Example 11 To triphenoxysilane, which by dropwise addition of 13.5 g of silicochloroform to a benzene solution of 28.2 g of phenol and distill off of benzene was obtained, 14.0 g of triphenylphosphine oxide were added. After 2 hours The reaction mixture was heated to 2500 ° C. and poured into 400% strength NaOH. The unusual one Triphenylphosphine was filtered off with suction, washed with water and recrystallized from ethanol. Yield 11.2 g (840 / o). F. 78 "C.

Beispiel 12 12,0 g Allyldiphenylphosphinoxyd (F. 94 bis 95°C, Kp.2 200 bis 202°C) und 11,0 g Methylwasserstoffpolysiloxan wurden gründlich durchmischt und unter Stickstoff 3 Stunden bei 250 bis 2700 C gehalten. Nach dem Abkühlen wurde Allyldiphenylphosphin aus der gelartigen Reaktionsmasse im Wasserstrahlvakuum abdestilliert. Ausbeute 11,0 g, entspricht 98,3 0/o der Theorie. Siedepunkt bei 12 Torr 176"C (Literatur: Siedepunkt bei 15 Torr 194 bis 200°C). Example 12 12.0 g of allyldiphenylphosphine oxide (m.p. 94 to 95 ° C, boiling point 2 200 to 202 ° C) and 11.0 g of methyl hydrogen polysiloxane were mixed thoroughly and held at 250 to 2700 ° C. under nitrogen for 3 hours. After cooling it was Allyldiphenylphosphine from the gel-like reaction mass in a water jet vacuum distilled off. Yield 11.0 g, corresponds to 98.3% of theory. Boiling point at 12 Torr 176 "C (literature: Boiling point at 15 torr 194 to 200 ° C).

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von tertiären Phosphinen durch Reduktion der entsprechenden Phosphinoxyde, dadurch gekennzeichn e t, daß man ein Phosphinoxyd der allgemeinen Formel R(R') (R")P = 0 in der R, R' und R" gleiche oder verschiedene Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aryl-, o-Anisyl-, Aralkyl- oder Alkarylreste bedeuten, wobei R und R' zusammen mit dem Phosphoratom den gegebenenfalls durch die Methylgruppe substituierten Phospholinring der allgemeinen Formel bilden können, mit einer organischen Siliciumverbindung, welche eine oder mehrere Si-H-Bindungen enthält, bei erhöhter Temperatur umsetzt.Claims: 1. A process for the preparation of tertiary phosphines by reducing the corresponding phosphine oxides, characterized in that a phosphine oxide of the general formula R (R ') (R ") P = 0 in which R, R' and R" are the same or various alkyl, alkenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, o-anisyl, aralkyl or alkaryl radicals, where R and R 'together with the phosphorus atom represent the phospholine ring of the general formula which is optionally substituted by the methyl group can form, reacts with an organic silicon compound which contains one or more Si-H bonds at elevated temperature. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit einem organischen Wasserstoffpolysiloxan, insbesondere mit Methylwasserstoffpolysiloxan durchführt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Reaction with an organic hydrogen polysiloxane, in particular with methyl hydrogen polysiloxane performs. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 031 520; USA.-Patentschrift Nr. 2727 880; Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 299, 1959, S. 58 bis 68; Comptes rendus hebdomadaires des seances de I'academie des sciences, 245, 1957, S. 906, 907. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,031,520; U.S. Patent No. 2,727,880; Journal of Inorganic and General Chemie, 299, 1959, pp. 58 to 68; Comptes rendus hebdomadaires des seances de I'academie des sciences, 245, 1957, pp. 906, 907.
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