DE1203772B - Process for the production of phosphonium compounds - Google Patents

Process for the production of phosphonium compounds

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DE1203772B DEF44424A DEF0044424A DE1203772B DE 1203772 B DE1203772 B DE 1203772B DE F44424 A DEF44424 A DE F44424A DE F0044424 A DEF0044424 A DE F0044424A DE 1203772 B DE1203772 B DE 1203772B
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Dr Klaus Kleine-Weischede
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    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06M13/285Phosphines; Phosphine oxides; Phosphine sulfides; Phosphinic or phosphinous acids or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
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Description

Verfahren zur Herstellung von Phosphoniumverbindungen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuartiger Phosphoniumverbindungen.Process for the preparation of phosphonium compounds Invention is a process for the preparation of novel phosphonium compounds.

Tris-hydroxymethyl-phosphin reagiert ebenso wie Phosphine, wie z. B. Triäthylphosphin oder Tributylphosphin, und Amidophosphine, wie z. B. das Bis-(dimethylamido)-äthylphosphin, leicht mit Alkylhalogeniden, Dimethylsulfat und Trimethylphosphat zu den entsprechenden Phosphoniumverbindungen. Tris-hydroxymethyl-phosphine reacts just like phosphines, such as. B. triethylphosphine or tributylphosphine, and amidophosphines, such as. B. bis (dimethylamido) ethylphosphine, easily with alkyl halides, dimethyl sulfate and trimethyl phosphate to the corresponding Phosphonium compounds.

Wie sich zeigen läßt, liegt dabei beispielsweise die Reaktionsfähigkeit des Tris-hydroxymethyl-phosphins, sich mit Äthyljodid zu quartärisieren, zwischen der von Triäthylphosphin und Bis-(diäthylamido)-äthylphosphin; denn setzt man ein Gemisch von je 1/,,Mol Triäthylphosphin und Tris-hydroxymethyl-phosphin in Methanol bei 50"C mit 1/,,Mol Äthyljodid um, so erhält man fast ausschließlich Tetraäthylphosphoniumjodid, während Tris-hydroxymethyl-phosphin beinahe vollständig zurückgewonnen werden kann. As can be shown, this is, for example, the ability to react of tris-hydroxymethyl-phosphine to quaternize with ethyl iodide between that of triethylphosphine and bis (diethylamido) ethylphosphine; because one uses Mixture of 1 / ,, mol each of triethylphosphine and tris-hydroxymethylphosphine in methanol at 50 "C with 1 / ,, mol of ethyl iodide, one obtains almost exclusively tetraethylphosphonium iodide, while tris-hydroxymethyl-phosphine can be almost completely recovered.

Bis-(diäthylamido)-äthylphosphin setzt sich erst bei noch höheren Temperaturen mit Äthyljodid um.Bis (diethylamido) ethylphosphine only sets in at even higher levels Temperatures with ethyl iodide around.

Selbst nach mehrstündigem Kochen unter Rückfluß von 1 Mol Triäthylphosphin und 1 Mol Methanphosphonsäuredimethylester läßt sich mit einfachen Mitteln (etwa durch Zusatz von Methyljodid) das gesamte Triäthylphosphin abtrennen.Even after several hours of refluxing 1 mol of triethylphosphine and 1 mole of dimethyl methanephosphonate can be obtained with simple means (e.g. Separate all of the triethylphosphine by adding methyl iodide).

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Phosphoniumverbindungen erhält, wenn man Phosphonsäureester der allgemeinen Formel in der R einen aromatischen, einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder aromatisch-aliphatischen Rest, R' den Methyl- oder Äthylrest und R" eine Alkylgruppe bedeutet, vorzugsweise ohne organisches Lösungsmittel, unter Erwärmen mit Trishydroxymethyl-phosphin umsetzt. Dabei erhält man in meist quantitativer Ausbeute Phosphoniumver bindungen des Typs in der die Reste R, R' und R" die vorstehend angegebene Bedeutung haben. Man setzt die Ausgangsstoffe bevorzugt im Molverhältnis 1 : 1 um. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise ohne organisches Lösungsmittel bei Temperaturen von etwa 80 bis etwa 180°C, vorzugsweise 100 bis 1500C.It has now surprisingly been found that phosphonium compounds are obtained when phosphonic acid esters of the general formula are obtained in which R is an aromatic, a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic-aliphatic radical, R 'is the methyl or ethyl radical and R "is an alkyl group, preferably without an organic solvent, is reacted with trishydroxymethylphosphine with heating Yield Phosphoniumver compounds of the type in which the radicals R, R 'and R "have the meaning given above. The starting materials are preferably reacted in a molar ratio of 1: 1. The reaction is preferably carried out without an organic solvent at temperatures of about 80 to about 180.degree. C., preferably 100 to 1500C.

Im allgemeinen wird die Umsetzung bei Normaldruck ausgeführt, doch kann auch bei erhöhtem Druck bis etwa 6 atü gearbeitet werden. Als Phosphonsäureester werden für das Verfahren Phosphonsäuren der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel, z. B. Methan-, Äthan-, Butan-, Dodecan-, Benzol-, 4-Methylbenzol-, Hydroxymethan-, 1-Hydroxy-1-phenyl-äthan-(1)-, Athylen- und 1-Phenyl-äthylen-phosphonsäure verwendet, die wenigstens eine Methyl-oder Äthylestergruppe und eine beliebige Alkylestergruppe enthalten. In general, the reaction is carried out at normal pressure, however can also be used at increased pressure up to about 6 atmospheres. As a phosphonic acid ester phosphonic acids of the general formula given above are used for the process, z. B. methane, ethane, butane, dodecane, benzene, 4-methylbenzene, hydroxymethane, 1-hydroxy-1-phenyl-ethane- (1) -, ethylene- and 1-phenyl-ethylene-phosphonic acid used, the at least one methyl or ethyl ester group and any alkyl ester group contain.

Die Aufarbeitung erfolgt nach beendeter Reaktion auf übliche Weise, z. B. durch anschließendes Erhitzen unter vermindertem Druck. After the reaction has ended, it is worked up in the usual way, z. B. by subsequent heating under reduced pressure.

Die auf diese Weise herstellbaren Phosphoniumverbindungen fallen häufig als Öle in so großer Reinheit an, daß sich eine weitere Reinigung erübrigt. The phosphonium compounds that can be prepared in this way fall often as oils in such great purity that further purification is not necessary.

Diese neuen Verbindungen können unter anderem zum Flammfestmachen von Textilien und Papier verwendet werden. These new compounds can be used, among other things, to make them flame resistant used by textiles and paper.

Beispiel 1 In einem Dreihalskolben mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und Gaseinleitungsrohr werden unter Rühren und Luftausschuß 24,8 g (1/5 Mol) Tris-(hydroxymethyl)-phosphin auf 1000 C erhitzt und langsam 24,8 g (l/ Mol) Methanphosphonsäure-dimethylester zugetropft. Die Reaktion läuft unter Erwärmung des Kolbeninhalts ab. Beim anschließenden Erwärmen im Vakuum bis 120"C kann kein Methanphosphonsäure-dimethylesterabdestilliertwerden. Nach dem Abkühlen werden 49,6 g nahezu farbloses Ö1 erhalten, das nach einiger Zeit zu einer farblosen Kristallmasse von wachsartiger Beschaffenheit erstarrt. Example 1 In a three-necked flask with stirrer, thermometer, dropping funnel and the gas inlet pipe, 24.8 g (1/5 mol) of tris (hydroxymethyl) phosphine are added with stirring and rejecting air heated to 1000 C and slowly 24.8 g (l / mol) methanephosphonic acid dimethyl ester added dropwise. The reaction takes place while the contents of the flask are heated. During the subsequent If heated in a vacuum to 120 "C, no methanephosphonic acid dimethyl ester can be distilled off. After cooling, 49.6 g of almost colorless oil are obtained, which after some time solidified to a colorless crystal mass of waxy consistency.

Das Produkt ist löslich in Wasser, Methanol, Isopropanol, Dimethylformamid und Pyridin, aber unlöslich in Äther, Tetrahydrofuran, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff und Aceton.The product is soluble in water, methanol, isopropanol, dimethylformamide and pyridine, however insoluble in ether, tetrahydrofuran, benzene, carbon tetrachloride and acetone.

Das KMR-Spektrum stimmt mit der Struktur überein. Es treten je ein Dublett bei 1,37 ppm und 2,10ppm, beide mit der relativen Fläche 3 auf, die entsprechend den Shiftwerten und Kopplungsparametern direkt an Phosphor gebundenen Methyl- gruppen zugeordnet werden. Ein weiteres Dublett der relativen Flächen 3 erscheint bei 3,68 ppm und entspricht einer P -0 - CH3-Gruppierung. Eine breite, nicht aufgespaltene Linie bei 4,85 ppm mit der relativen Fläche 6 wird der Methylengruppe neben Phosphor zugeordnet. Für das Hydroxidsignal bei 9,4 ppm wird erwartungsgemäß die Fläche 3 gefunden. Die elektrische Leitfähigkeit einer wäßrigen Lösung dieser Verbindung liegt in der gleichen Größenordnung wie die einer äquivalenten Lösung von Tetrakis-hydroxymethyl-phosphoniumchlorid in Wasser.The KMR spectrum agrees with the structure match. A doublet each occurs at 1.37 ppm and 2.10 ppm, both with the relative area 3, which are assigned to methyl groups directly bound to phosphorus in accordance with the shift values and coupling parameters. Another doublet of the relative areas 3 appears at 3.68 ppm and corresponds to a P -0-CH3 group. A broad, unsplit line at 4.85 ppm with a relative area of 6 is assigned to the methylene group next to phosphorus. As expected, area 3 is found for the hydroxide signal at 9.4 ppm. The electrical conductivity of an aqueous solution of this compound is of the same order of magnitude as that of an equivalent solution of tetrakis-hydroxymethyl-phosphonium chloride in water.

Nach der gleichen Methode wurde Tris-hydroxymethyl-phosphin ferner umgesetzt mit Reaktions- Phosphonsäureester temperatur Reaktionsprodukt Ausbeute OC Äthanphosphonsäurediäthylester 130 farbloses Öl quantiativ n200 = 1,4696 Benzolphosphonsäure-dimethylester 100 farblose Kristalle quantitativ F. 69 bis 71"C Methanphosphonsäure-o-methyl-o-dodecylester 120 farblose Kristalle quantitaiv F. 33,5 bis 36"C Dodecylphosphonsäurediäthylester 180 farbloses öl quantitativ n2o0 = 1,4801 1-Phenyl-äthylenphosphonsäure-dimethylester 90 farbloses zähes öl quantitativ n200 = 1,5630 Using the same method, tris-hydroxymethyl-phosphine was also reacted with Reaction Phosphonic acid ester temperature reaction product yield OC Ethanephosphonic acid diethyl ester 130 colorless oil quantitative n200 = 1.4696 Benzolphosphonic acid dimethyl ester 100 colorless crystals quantitative F. 69 to 71 "C. Methanephosphonic acid o-methyl-o-dodecyl ester 120 colorless crystals, quantitative F. 33.5 to 36 "C. Diethyl dodecylphosphonate 180 colorless oil quantitative n2o0 = 1.4801 1-phenyl-ethylene phosphonic acid dimethyl ester 90 colorless viscous oil quantitative n200 = 1.5630

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Phosphoniumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man Phosphonsäurester der allgemeinen Formel wobei R einen aromatischen, einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder aromatischaliphatischen Rest bedeutet, R' für den Methyl-oder Äthylrest und R" für eine Alkylgruppe steht, vorzugsweise ohne organisches Lösungsmittel, unter Erwärmen mit Tris-hydroxylmethyl-phosphin umsetzt.Claim: Process for the preparation of phosphonium compounds, characterized in that phosphonic acid esters of the general formula where R denotes an aromatic, saturated or unsaturated aliphatic or aromatic aliphatic radical, R 'represents the methyl or ethyl radical and R "represents an alkyl group, preferably without an organic solvent, with tris-hydroxylmethylphosphine under heating.
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