DE1594497A1 - Fluorenthaltende Phosphinate - Google Patents

Fluorenthaltende Phosphinate

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Description

300 North Lindbergh Boulevard, St.Louis 66, Missouri, USA
"Fluor-enthaltende Phosphinate"
Diese Erfindung betrifft Pluor-enthaltende Organo-Phosphorverbindungen und im besonderen schafft sie neue und ,vert-■ volle .Fluor-enthaltende Ester bestimmter Phosphinate und Verfahren zur Herstellung derselben. Die Erfindung schafft ebenso verbesserte funktioneile Flüssigkeiten, welche die neuen Verbindungen enthalten.
Die Arbeitsweise hydrauliacher Einrichtungen erfordert im allgemeinen eine Kombination von Eigenschaften, welche die meisten Flüssigkeiten nicht besitzen. Dies trifft in besonderer V/eise zu, wenn das hydraulische System zur Verwendung
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in sehr unterschiedlichen Umgebungen vorgesehen ist. Die hydraulische Flüssigkeit muss oftmals über //exten Temperaturbereichen flüssig bleiben, das heisst bei Temperaturen, welche so nieder wie, sagen wir, -4O0C und do hoch wie 204°C sein können. Bei manchen Anwendungen ist die Feuerwiderstandsfähigkeit der Flüssigkeit von grosser Bedeutung; und natürlich sollte sich die Flüssigkeit bei Arbeitstemperaturen nicht selbst entzünden. Bei vielen Anwendungen ist es von Bedeutung, dass die hydraulische Flüssigkeit der Einwirkung von Wasser und/oder Sauerstoff widersteht und dass sie gegenüber den mechanischen Bestandteilen, mit welchen sie in Kontakt kommen kann, nicht-korrosiv wirkt.
Die vielen strengen Erfordernisse hatten die Schaffung zahlreicher SpezialZubereitungen zum Ergebnis, wobei etwa wie bei der Schmiermittel- und Motorkraftstofftechnik, Additive verschiedener Arten der BasΪ3flüssigkeit zugemischfc werden, um derselben eine oder mehr Eigenschaften zu verleihen, in welcher der Grundansatz unzureichend ist. Jedoch können Eigenschaften, wie thermische Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Hydrolyse, im allgemeinen einer Flüssigkeit durch Verwendung eines Additivs nietit verliehen v/erden; und obgleich feuerhemmende Additive für Flüssigkeiten bekannt sind, sind oftmals solche Additive von nur geringem Wert.
ICs wurde iiuiimeiir gefunden, dass die nachfolgend erläuterten
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Fluor-enthaltenden Ester von Phosphinsäuren als Arbeitsflüssigkeiten für hydraulische Systeme sehr brauchbar sind, in welchen sie gleichzeitig hohe thermische Stabilität, niedere Fließpunkte aufweisen, feuerhemmend sind und der Hydrolyse widerstehen« Die vorliegende Erfindung schafft daher eine funktioneile Flüssigkeit, welche im wesentlichen umfasst eine Verbindung der formel
0
R ΐ 9
P _ 0 - R - Y„
R1'
worin κ und R jedes ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Aryl
ρ und Aralkyl vin 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, R Aryl ist von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Fluor- und Perfluoralkyl von 1 bis Kohlenstoffatomen und η eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist.
Die Fluor-enthaltenden Phosphinsäure-ester werden hergestellt durch In-Kontakt-bringen eines geeigneten Phosphinhalogenids nit einem geeigneten Flucr-substituierten Phenol bei Umgebungstemperatur oder unter Erhitzen. In manchen Fällen wird die Reaktionsgeschwindigkeit durch Erhitzen beschleunigt. Die Reaktion kann leicht exotherm sein, 30 dass für eine milde Reaktion ,iusaeres Kühlen wünschenswert sein kann. Im ungemeinen sind, abhängig von der Natur der
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einzelnen Reaktionspartner, Temperaturen von, sagen wir, 0 bis 15O0C und vorzugsweise von ungefähr 15 bis 1250C brauchbar.
Die Reaktion kann oder sie kann auch nicht in Gegenwart eines inerten, organischen, flüssigen Verdünnungs- oder !Lösungsmittels durchgeführt werden, zum Beispiel einem halogenierten Alkan wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder Äthylen-chlorid; einem Äther wie Äthyl-äther, Dioxan, Diäthylen-glykol-dimethyl-äther, einem Amid wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid.
Ein Katalysator kann, muss aber nicht verwendet werden. Arbeiten in Gegenwart eines basischen Mittels ist empfehlenswert, weil das letztere ala Abfangmittel für das Nebenprodukt Halogenwasserstoff dient. Das basische Mittel kann anorganisch oder organisch sein, zum Beispiel kann es ein tertiäres Alkylamin sein wie Triethylamin oder Tributylamin; eine heterocyclische Stickstoffbase wie N-Methylmorpholin oder Pyridin, ein Alkali- oder Erdalkalimetall-ozyd oder das basische Salz desselben wie Natrium, Kalium, Lithium, Calcium oder Magnesium-osyd, Carbonat oder Acetat, usw.
Die gesamten Reaktionsbedingungen, das heisst, ob ein Verdünnungsmittel und/oder ein basisches Mittel verwendet wird oder nicht und die Natur des Verdünnungsmittels oder des bezeichneten Mittels, wenn es verwendet wird, Temperatur,
Druck, Reaktionszeit, Anteile der Reaktionspartner usw. können 1 0 S 8 2 2 / U U
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können leicht durch einfache Untersuchung erhalten werden. So ist das Erreichen optimaler Reaktionsbedingungen einfach eine Angelegenheit vom Fachmann geleiteter Routineverfahren. Die Reaktion ist im allgemeinen schnell und wird gewöhnlich durch Bildung von Halogenwasserstoff aufgezeigt, wenn kein Abfangmittel verwendet wird. Wird ein organisches Amin als Abfangiiittel verwendet, so wird die Reaktion häufig durch reichliche Ausfällung von Amin-hydrohalogenid sichtbar. Um die vollkommene Reaktion in experimentiellen Abläufen sicherzustellen, wird im allgemeinen empfohlen, dass man nach Sichtbarwerden des Nachlassens der Anfangsreaktion, das Reaktionsgemisch bei Zimmertemperatur eine Zeitlang stehen lässt, bevor das Produkt aufgearbeitet wird oder dass die Temperatur des Reaktionsgemisches erhöht wird, nachdem man ausreichend Zeit für eine auftretende exotherme Reaktion verstreichen ließ.
Es wurde bereits ausgeführt, dass die Bildung der vorliegend geschaffenen fluor-enthaltenden Phosphinate durch Kondensation von einem Mol Dialkyl-phosphlnischem Chlorid oder Bromid mit einem Mol geeignetem Phenol stattfindet. Es werden daher die Reaktionspartner in vorteilhafter Weise in solchen atöchiometrischen Anteilen verwendet. Jedoch kann ein Überschuss Phenol verwendet werden und solch ein Überschuss ist empfehlenswert, wenn es erwünscht ist die vollkommene Reaktion dea schwieriger erhältlichen Dihydrocarbyl-phosphinisohen Halogenid-Reaktionspartners sioher-
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zustellen. Ein überschüssiger Reaktionspartner kann leicht aus dem Endreaktionsgemisch, beispielsweise durch Destillation, wiedergewonnen werden. Wenn ein basisches Abfangmittel verwendet wird, wird das Phosphinatprodukt in geeigneter Weise abgetrennt aus dem Reaktionsgemisch, zunächst durch Entfernen des Hydrohalogenid-Nebenproduktes, zum Beispiel durch Wasserwaschen, und dann durch fraktionierte Destillation der rückständigen organischen Phase, zur Entfernung eines nicht-umgesetzten Reaktionspartners, einer organischen Base, eines Verdünnungsmittels usw., welche vorhanden sein können. Wird in Abwesenheit einer Base gearbeitet, ist es vorteilhaft die mechanische Entfernung des Nebenprodukt-Halogenwasserstoffes sicherzustellen, zum Beispiel durch kräftiges Rühren des Reaktionsgemisches, Dephlegmation, usw.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind stabile, gut gekennzeichnete, normalerweise flüssige Materialien. Sie sind von besonderem Interesse zur Verwendung bei funktionellen Flüssigkeiten, weil sie im allgemeinen über weite Temperaturbereiche fliessende Medien sind, bei Temperaturen flüssig bleiben, welche wesentlich höher als 4000I1 sind, hohe Flammpunkte und hohe Zündtemperatüren aufweisen, extrem widerstandsfähig gegen den Angriff von Feuchtigkeit und durch gute thermische Stabilität gekennzeichnet sind. Sie sind daher in hervorragender Weise zur Verwendung aly hydraulische Pluida geeignet, besonders in hydraulischen
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Systemen, welche in weitem Bereich wechselnden Temperatur-Bedingungen und lasseraussetzen unterworfen sind. Die vorliegenden Verbindungen besitzen gute Viskosität/Temperatur-Verhältnisse und sind ebenso, zum Beispiel als Wärmeaustauschermedien, Kreiselflüssigkeiten und Schmiermittel brauchbar.
unter Bezugnahme auf die obige allgemeine Formel und das Verfahren schliessen, wenn R und R Alkyl oder Aralkyl sind,
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R Phenyl und Y Perfluoralkyl ist, die geeigneten phosphinischen Halogenide die einfachen oder gemischten Dialkyl- oder Diary1- oder Dicycloalkyl- oder bis(Aralkyl)-phosphinischen Chloride, -Bromide oder -Jodide oder Verbindungen ein, in welchen zwei verschiedene mit Phosphor verbundene Kohlenwasserstoffreste vorhanden sind, das heisst die Alkylaralkyl-phosphinischen oder die Alkyl-cycloalkyl-phosphinisohen oder die Alkylaryl-phosphinischen Chloride, -Bromide oder -Jodide. Der Phenol-Reaktionspartner kann ein oder zwei bei dem Benzolring vorhandene Perfluoralkylreste haben, zum Beispiel den Trifluormethyl-, Perfluoräthyl-, Perfluorpropyl-, Perfluorbutyl-, Perfluorpentyl-, Perfluorhexyl-, Perfluorheptyl- oder Perfluoroctylrest. Wenn zwei solche Reste vorhanden sind, können sie gleich oder verschieden sein.
Verwendet man die geeigneten Halogenide und Fluor-enthaltenden Phenole, wird o-, m- oder p-(Trifluormethyl)-phenyl-
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dimethylphosphinat aus ο-, ϊα- oder p-(Trifluormethyl)-phenol und Dtimethyl-phosphinischee» Chlorid oder -Jodid erhalten; o-, m- oder p-(Perfluoräthyi)-phenyl-dibutyiphosphihät wird hergestellt aus o-, m- oder p-(Perflüoräthyl)-phehöl und Dibutyl-phosphinischem Bromid oder -Chlorid; o-, m- oder p-(Trifluormethyl )-phenyl-di pro py lphosphina t wird gebildet aus dem geeigneten (Trifluormethyl)-phenol und Dipropyl-phosphinischem Chlorid oder -Jodid; o-, m- oder p-(Trifluoraethyl)-phenyl-dicyolohexylphosphinat wird erhalten aus dem geeigneten (Trifluormethyl)-phenol und Dicyelohexyl-phosphinische* Bromid oder -Chlorid; o-, m- oder p-(Perfluorpropyl)-phenyl-bis(2-äthylhexyl)-phosphinat wird hergestellt aus o-, m- oder p-(Perfluorpropyl)-phenol und bis(2-Äthylhexyl)-phosphinischem Chlorid oder -Jodid; o-, m- oder p-(Perfluorbutyl)-phenyl-butyläthylphosphinat wird erhalten aus ο-, π.- oder p-( Perfluor butyl) -phenyl und Butyläthyl-phosphinischem Chlorid oder -Bromid; o-, m- oder p-CTrifluormethylJ-phenyl-decylmethyl-phosphinat wird hergestellt aus o-, m- oder p-(Trifluormethyl)-phenyl und Decylmethyl-phosphinischem Chlorid oder -Bromid; 2-(Perf luorbuty 1) -6- (trifluormethyl) -pheny 1-dipenty lphosphina t wird hergestellt aus 2-(Perfluorbutyl)-6-(trifluormethyl)-phenol und Dipentyl-phosphinisehern Chlorid oder -Bromid; 314-bis(Perfluorpentyl)-phenyl-butylcyclopropylphosphinat wird hergestellt aus 3 t 4-bis(Perfluorpentyl)-phenol und Butylcyclopropyl-phosphinisohem Chlorid oder -Jodid, usw.
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Aromatisches oder aromatisch/aliphatisches Phosphinat sohliesst ein o-, m- oder p-(Trifluormethyl)-phenyl-ester von Diphenylphosphinaäure, von Dibenzylphosphinaäure, von di-alpha- oder ß-Naphthyl-phoaphinsäure, von bis-(2-Phenäthyl)-phosphinsäure, von. bis-(3-Phenylpropyl)-phosphinsäure, von bis-^-PhenylbutylJ-phosphinsäure, von bis-(1-Methyl-3-phenylpropyl)-phosphinaäure, von bis(o-, m- oder p-Iolyl)-phosphinsäure, von bis-(o-, m- oder p-Hexylphenyl)· phosphinsäure, usw. Eberiso eingeschlossen sind Phosphinate wie o-, m- oder p-(Perfluoräthyl)-phenyl- oder o-, m- oder p-(Perfluoroctyl)-phenyl-ester von Diphenyl- oder bis(p-Tolyl)-phosphinaäure oder von bis/5-(o-, m- oder p-Äthylphenyl)-propyl7-phosphinsäure oder von bis/4-(Tetramethy1-phenyl)-butyl7-pho3phinaäure, usw. Die mit dem Phosphoratom verbundenen Reste können gleich oder verschieden sein, zum Beispiel kann ein Alkylrest und ein Aralkyl oder (Alkylaryl)-alkylrest mit dem Phosphoratom verbunden sein, wie in den Benzyl-2-phenäthylphosphinaten. oder Methyl-2-/m-Tolyl) -äthyl^-phosphinaten.
Andere Beispiele sohliessen ein solche Phosphinate wie o-, m- oder p-(Trifluormethyl)-phenyl-cyclohexylphenylphosphinat ., erhalten aus o-, m- oder p-Trifluormethylphenol und Cyclohexylphenyl-phosphinisohem Bromid; 3,5-bis(Trifluormethyl)-phenyl-dibenzylphosphinat, erhalten aus 3,5-bis(Trifluormethyl)-phenol und Dibenzyl-phosphinischem
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Chlorid und 3»4-bis(Perfluorhe:^l)-phenyl-äthyl-3-/r4-pentylphenyl)-propyl7-pho3pMnat, erhalten aus 3,4-bis(Perfluorhexyl)-phenol und Ä.thyl-3-/T4-pentylphenyl)-propyl.7-phosphinisohem Bromid.
Wenn R und R1 jedes Alkyl sind, R2 Aryl von 6 bi3 12 Kohlenstoff atome und Y Fluor ist, schliessen geeignete phosphinische Halogenide einfache oder gemischte dialkylphosphinische Chloride oder Bromide ein, zum Beispiel dimethyI-phosphinisch.es Chlorid oder Bromid, diathylphosphinisch.es Bromid oder Chlorid, di-n-Propyl- oder Diisopropyl-phosphinisches Chlorid oder Bromid, di-n-Butyl-, Diisobutyl- oder di-tert.Butyl-phosphinisches Chlorid oder Bromid, dipentylphosphinisches Chlorid oder Bromid, dihexylphosphinisches Bromid oder Chlorid, diheptylphosphinisches Chlorid oder Bromid, bis-(2-Äthylhexyl)-phosphinisches Chlorid oder Bromid, dioctylphosphinisehes Chlorid oder Bromid, äthylpropylphosphinisches Chlorid oder Bromid, Butyl-2-äthylhexyl-phosphinisches Chlorid oder Bromid, usw. Der PhenoIreaktionspartner kann, ein oder zwei Fluoratome haben, die mit einem aromatischen Kern verbunden sind, welcher Benzol oder Naphthalin sein kann, und bei einem solchen Kern können ebenso ein oder mehrere Kohlenwaaserstoff-Substituenten vorhanden sein, so lange die bezeichneten Substituenten frei von olefinischer und/oder acetylenirjcher Ungesättigtheit sind und den Gesamtkohlenstoffgehalt de3
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Phenols über mehr als 12 nicht vergrössern. Beispiele geeigneter Phenole sind zum Beispiel o-, m- oder p-lluorphenol, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 5,4-, 3,5- oder 2,6-Difluorphenol und solche Phenole, welche Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aryl-Subs tituent en enthalten wie 2-]?luor-4-isopropylphenol, 3,4-Difluor-2-äthylphenol, 2~lluor-4-phenylphenol, 3-Fluor-4-cyclohexy!phenol, 4-ITuor-2-hexylphenol und 2,6-Difluor-3,4,5-trimethylphenol, i-Pluor-2-naphthol, 2,5-Difluor-1-naphthol, 4-XiAyI^-O-UOr-1-naphthol, usw.
Auf diese Weise werden erhalten o-, m- oder ρ-Fluorphenylester von Dimethyl-, Diäthyl-, Dipropyl-, Diisopropyl-, £i butyl-, Bipentyl-, Dihexyl-, Diheptyl- oder Bioctyl-phosphinsäure durch umsetzen von o-, m- oder p-Fluorphenol mit geeignetem Dialkyl-phosphinisehern Bromid oder Chlorid, o-, m- oder p-?luorphenyl-ester von gemischten fhosphiai Säuren wie Äthylisopropyl- oder Butyloctyl-phosphinsäure und die Difluorphenyl-ester der einfachen oder gemischten Dialkylphosphinsäuren, zum Beispiel 2,5-Difluorphenyl-dipentylphosphinat, 2,3-Difluorphenyl-diheaqylphos phinat, 2,6-Difluorphenyl-diheptylphosphinat, 3,5-Difluorphenyl-dipentylphosphinat, 2,3""Difluorphenyl-bis (2-äthylhexyl)-phosphinat oder 3t4-Difluorphenyl-methylpropylphosphinat durch Umsetzen des geeigneten Difluorphenols mit dem geeigneten DiaUgrlp-b-Osphin-chlorid oder -bromid, 2-Illuor-1-naphthyl- oder 1-iIluor-2-naphthyl-ester von Dibutyi-pho3phinieefeö3p und/oder Dioctyl-phosphini&Äe* 109822/U4A _
Säure, 4,5-Difluor-2-äthyIbraphthyl--ester von Dimethylphosphino--Säure, 2-l?luor-p-biphenylyl-ester von Dibutyl-phosphina-Säure oder von Athyloctyl-phosphiw.-a Säure usw.
Wenn B und E1 jedes Alkyl sind, R2 Aryl von 6 Ms 12 Kohlenstoffatomen und Y Perfluoralkyl ist, welches von 1 bis 8 Kohlenstoffatome hat, sohliessen geeignete phosphinische Halogenide ein einfache oder gemischte dialkylphosphinische Chloride oder Bromide, zum Beispiel Dimethyl-, Diäthyl-, Dibutyl-, Diisopropyl-, Dipentyl-, Dihexyl-, Diheptyl-, Dioctyl-, Äthylmethyl-, Butylpenty1-, Hexylpropyl- oder Methyloctyl-phosphinisches Chlorid oder Bromid. Der phenolisohe Beaktionspartner hat den (Perfluoralkyl)-alky1-(-(CH2) (CF2 )Ώ3) Best substituiert bei einem Benzoloder Naphthalinkern. Solche Kerne können ebenso oder sie können nicht besitzen einen oder mehrere Kohlenwasserstoff-Substituenten, so lange solche Substituenten frei sind von olefinischer und acetylen!scher üngesättigtheit und die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome bei Abwesenheit des bezeichneten (Perfluoralkyl)-alkyl-Restes nicht grosser als 12 ist. Darstellende Beispiele von geeigneten Phenolen; schliessen ein o-, m- oder p-(4,4,5,5,6,6,7,7,7-Nonafluorheptyl)-phenol, ο-, m- oder p-(4,4,6,6,7,7>7-Heptafluorheptyl)-phenol, ο-, m- oder p-(5,5,6,6,7,7,8,8,9i9|9-öndecafluornonyl)-phenol, alpha-(4>4»5,5,6,6,6-Heptafluorhexyl)-ß-naphthol, 2-Äthyl-4-(4,4,5f5»5-pentafluorpentyl)-phenol,
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BAD ORfGJNAL
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4-/4-( 2,2,2-Trifluoräthyl)-phenylZ-phenol, 3-Cyelopentyl-4-(5,5 f 616,6-pentafluorhexyl)-phenol, 3,5-Dimethy1-4-(3,3,4,4,4-pentafluorbutyl)-phenol, usw.
Darstellende (Perfluoralkyl)-alkyl-sulDat.aryl-dialkylphosphinate achliessen o-, m- oder p-(3,3,3-T:rifluorpropyl)-phenyl-dipentylphosphinate ein, welche erhalten werden durch Reaktion von o-, m- oder p-(3,3,3-Trifluorpropyl)-phenol und dipentylphosphiniachem Chlorid oder Bromid, o-, m- oder p-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-Undecafluorheptyl)-phenyl-dibutylphoaphinat, welche erhalten werden durch Reaktion von o-, m- oder p-(3,3,4>4,5,5,6,6,7,7,7-Undecafluorheptyl)-phenol und dibutylphoaphiniaehern Chlorid, o-, m- oder p-(5,5,6,6,7,7,8,8,8-Heptafluoroctyl)-phenyldimethylphosphinat, hergestellt aua o-, m- oder p-(5,5,6,6-7,7,8,8,8-Nonafluoroctyl)-phenol und dimethylphoaphiniaohem Bromid, uaw. Ebenao eingesohloasen aind o-, m- oder p-(2,2,3,3»4,4,5,5,5-Nonafluorpentyl)-phenyl-dibutylphoaphinat oder -Diiaopropylphosphinat, ß-(3,3,3-Trifluorpropyl)-alphanaphthyl-diäthylphoaphinat oder-Dimethylphoaphinat, o-, m- oder p-(4,4,5»5,6,6,7,7,8,8,8-ündecafluoroctyl)-phenyl-dibutylphosphinat oder-bis(2-Äthylhexyl)-phosphinat und o-, m- oder p-(3,3,4,4,4-Pentafluorbutyl)-phenyl-penty1-propylphoaphinat.
Ebenso eingeschlossen aind Kohlenwaaaeratoff-aubatituierte Phenyl- und Naphthylreate wie 3-Buty1-5-(2,2,2-trifluor-109822/UA4 . H _
-H-
äthyl)-phenyl-dibutylphosphinat, welches erhalten wird durch Reaktion von 3-Butyl-5-(2,2,2-trifluoräthyl)-phenol und dibutylphosphinischem Chlorid oder Bromid oder 2-(4,4,5,5,6,6,6-Heptafluorhexyl)-3,4,5-(trimethyl)-phenyldipentylphosphinat, welches erhalten wird durch Reaktion von 2-(4,4-,5,5,6,6,6-Heptafluorhexyl)-3,4,5-(trimethyl)-phenol mit dipentylphosphinischem Chlorid oder Bromid, oder 3-Cyclohexyl~4-(5,5,5-trifluorpentyl)-phenyl-dimethylphosphinat, welches erhalten wird durch Reaktion von 3-Cyclohexyl-4-(5»5,5-trifluorpentyl)-phenol mit dimethylphosphinischem Bromid oder Chlorid.
Die Erfindung wird weiter, ohne Einschränkung des Erfindungsbereiches, durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Zu einer lösung von 65,5 g (0,33 Mol) Dibutyl-phosphinischem Chlorid in 150 g (1,9 Mol) Pyridin werden in zwei Anteilen
61,6 g (0,38 Mol) m-(Trifluormethyl)-phenol zugegeben. Es beginnt sofort eine Ausfällung und die exotherme Reaktion erhöht die Qönperatur auf ca. 65°C Nach ί& Stunden Stehenlassen bei Zimmertemperatur wurde das Reaktionsgemisch in Eis-Salzsäure gegossen und dann mit Chloroform extrahiert. Die organische Schicht wurde nacheinander mit verdünnter Salzsäure, Wasser, 5$igem wässrigem Natrium-hydroxyd und schliesslich mit Wasser zur Neutralität gewaschen. Sie
wurde dann durch azeotrope Destillation getrocknet und das 1 09822/ 1 UA
— 15 — BAD ORIGINAL
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Lösungsmittel abgestreift. Fraktionieren des Rückstandes durch eine 15" Vigreux Kolonne ergab 80,0 g (75,5$ Ausbeute) von im wesentlichen reinem m-(Trifluormethyl)-phenyl-dibutylphosphinat, eine wasserhelle flüssigkeit, Siedepunkt 118°C/0,l mm, η ^ 1,4634 mit nachfolgender Analyse
gefunden errechnet für
55,73 55,90
7,01 6,88
18,05 17,69
Beispiel 2
line Lösung von 59,0 g (0,30 Mol) Pentylpropyl-phosphinischem Chlorid in 75 ml Pyridin wurde unter Rühren bei ungefähr O0C mit 48,6 g (0,3 Mol) m-(Trifluormethyl)-phenol behandelt. Das Rühren wurde, zunächst unter Kühlen ungefähr 0,5 Stunden und nachfolgend, Übernacht bei Zimmertemperatur, fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde dann mit einem gleichen Volumen Benzol verdünnt über 1 Liter Eis, welches 100 ml konzentrierte Salzsäure enthielt, gegossen und gelegentlich gerührt bis das Eis geschmolzen war. Die Benzolschicht wurde mit drei Teilen geeistem Seigern Kaliumhydroxyd, drei Teilen geeister 5#iger Salzsäure und schließlich mit Eiswasser zur Neutralität gewaschen und getrocknet. Das Fraktionieren des getrockneten Materials durch eine Todd 42" Vigreux Kolonne ergab 73,4$ theoretische Ausbeute
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des Produktes, Siedepunkt 117 Ms 135°C/0,18 Ms 0,23 mm, η 5 1,4628, hauptsächlich m-(Trifluormethyl)-phenyl-pentylpropylphosphinat.
■7.Λ -JQ
Die kernmagnetische Resonnanzanalyse für P"^ und I1 ^ zeigte
jeweils einzelne Spitzen bei -58,4 und -16,4 ppm,/beziehungsweise und bestätigte auf diese Weise die angegebene Struktur.
Beispiel 3
Zu einer Lösung von 18,7 g (0,095 Mol) dibutylphosphinisehern Chlorid in 100 ml Pyridin bei ungefähr O0C wurden 25 g (0,11 Mol) 3,5-bis(Trifluormethyl)-phenol in zwei Teilen zugegeben. Nach Nachlassen der leicht exothermen Reaktion (auf ca. 350C) wurde das Gemisch auf ungefähr 650C erwärmt und dann liess man es mehrere Tage bei Zimmertemperatur stehen. Es wurde dann über Eis-Salzsäure gegossen, mit Salzsäure angesäuert und mit Chloroform extrahiert. Nach Waschen der organischen Phase bis zur Neutralität, Verwenden von 5$igem wässrigem Natrium-hydroxyd vor der Endwasserwaschung, Trocknen über Natrium-sulfat, Destillieren zum Entfernen des Lösungsmittels und Fraktionieren des Rückstandes erhielt man 28,6 g von im wesentlichen reinem. 3 f 5-bis(Trifluormethyl)-phenyl-dibutylphosphinat, einer wasserhellen Flüssigkeit, Siedepunkt 100 bis 1O3°C/O,O3 bis 0,05 mm, n2^ 1,4375 und eine Analyse wie folgt:
109822/UU " 17 -
- 17 gefunden errechnet für C.
49,24 4 49 ,23
5,64 5 ,42
7,83 7 ,94
Beispiel
bis(3-Phenylpropyl)-phosphinisches Chlorid wurde wie folgt hergestellt: Zu einer ätherischen Lösung von 3-Phenylpropylmagnesiumchlorid, hergestellt aus 309 g (2,0 Mol) 3-Phenylpropyl-chlorid und 49 g (2,0 Mol) Magnesium-spänen in 1000 ml wasserfreiem Äther wurden unter heftigem Bühren und unter Stickstoff 90 g (0,65 Mol) Diäthyl-phosphonat zugegeben. Die Zugabe erforderte 4,5 Stunden,und die Temperatur wurde während dieser zeit bei 20 bis 3O0C unter gelegentlicher Eis-Wasserkühlung gehalten. Man liess dann das Ganze 18 Stunden stehen, und dann wurden tropfenweise 500 ml Wasser zugegeben, während man den Äther schnell destillieren ließ. Es wurde dann auf pH 2, durch Behandeln mit 180 ml konzentrierter Salzsäure, gebracht. Der Äther wurde entfernt durch Wärmen des Reaktionsgemisches auf ungefähr 50 C, dann Kühlen und Verwenden einer Wasser-Vakuum-Druckflasche. Brom (104 g, 0,65 Mol) wurde tropfenweise Über eine 3-Stunden-Zeitdauer zu der gerührten wässrigen ' lösung zugegeben und sie auf ungefähr 100C gehalten. Das überschüssige Brom wurde durch Zugabe von Natrium-metabisulfit zum Zerfall gebracht. Es erfolgte eine Ausfällung,
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und nach Zugabe von 500 ml Äther wurden die Feststoffe abfiltriert und getrocknet ergaben sie 146 g (74,4$ theoretische Ausbeute) der im wesentlichen reinen bis(3-Phenylpropyl)-phosphinääure, Schmelzpunkt 99 bis 1010G. Das P kernmagnetische Resonnanzspektrum zeigte eine einzelne Spitze bei -55,3 Teilen pro Million gegen 85$ Phosphorsäure, welche mit der Phosphinsäure-Struktur übereinstimmend ist. Die Umwandlung zu phosphinesehern Chlorid wurde bewirkt durch Mischen von 142 g (0,47 Mol Phosphinsäure) mit 500 ml Benzol, dann Abdestillieren von 75 ml Benzol aus dem Gemisch zur Sicherstellung eines v/aseerfreien Systems, Zugeben von 97 g (0,46 Mol) Phosphor-pentachlorid in zwei Teilen zu dem gekühlten Rückstand, Unter-Rückfluß nehmen für 3 Stunden und Entfernen des Benzols und Nebenprodukt Phosphor-oxyehlorids durch Erhitzen auf eine Topftemperatur von 1500C zur Erhaltung von bis-(3-Phenylpropyl)· phosphinisehern Chlorid als Rückstand.
Das bis-(3-Phenylpropyl)-phosphinische Chlorid wurde, ohne Reinigung, zur Herstellung von m-(Trifluormethyl)-phenylbis(3-phenylpropyl)-phosphinat, verwendet. Wesentlich äquimolare Mengen des bezeichneten Chlorids und m-(Trifluormethyl)-phenol wurden in Pyridin, nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren, umgesetzt, ausgenommen dass in diesem Falle das dibutylphosphinische Chlorid von Beispiel 1 durch das bis-(3-Phenylpropyl)-phosphinische Chlorid er-
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setzt wurde. Auf diese leise wurde im wesentlichen reines m-(Trifluormethyl)-phenyl-bis(3-phenylpropyl)-phosphinat, eine blassgelbe Flüssigkeit, Siedepunkt 210°C/0,05 mm, η Z 1,5382 erhalten, deren Analyse wie folgt war:
gefunden errechnet für CgtrHggI^OgP
67, 51 67, 25
6, 10 5, 87
13, 17 12, 77
■0
■7 Λ
Die kernmagnetische Resonnanzanalyse für P gegen 85$ige wässrige Phosphorsäure ergab eine einzelne Spitze bei -57,8 Teile pro Million; das bestätigte die Phosphinatstruktur.
Unter Verwendung im wesentlichen gleicher Verfahren wie in den' Beispielen 1 bis 4, werden die nachfolgenden Fluoraryl-dialky1-phos phinate herges teilt:
Beisp. Halogenid Aryl Produkt Siede- 25
Kr. punkt D
dibutylphosphini- o-Fluorphenol o-fluorphenyl- 112°_C_ 1,4888 sches Chlorid dibutyl-phos- °»°5inm
phonat
,6 dibutylphosphini- m-Fluorphenol m-Fluorphenyl- 125_— 1,4870
1^0 C
sches Chlorid dibutyl-phos- · ■
phinat 0,20mm
- 20 -0 9822/HA4
Beispiel 7
Unter Verwendung im wesentlichen des gleichen Verfahrens wie in den Beispielen 1 Ms 4 wird p-(2,2,3,3»4,4,4-Heptafluorbutyl)-phenyl-dibutylphosphinat hergestellt durch umsetzen von dibutylphosphinischem Chlorid mit p-(2,2,3,3,-4,4,4-Heptafluorbutyl)-phenol. Dieses Fluor-enthaltende Phosphinat hat einen Siedepunkt von 145 bis 149°C/0,4 mm
25
und einen Brechungsindex, η ^ von 1,4410.
Herkömmliche Untersuchungen werden zur Bewertung der hydraulischen Flüssigkeits-Wirksamkeit der Fluor-enthaltenden Phosphinsäure-ester verwendet, durch Bestimmung solcher Eigenschaften wie Fließpunkt, kinematische Viskosität, ASTM-Kurve (Viskositätsdaten über einen Temperaturbereich 1000C bis 2000C), Flammpunkt, Brennpunkt, Selbstentzündungstemperatur, Entflammbarkeit bei 13000F, Dampfdruck und thermische Stabilität (die Zerfallstemperatur wird definiert als die Temperatur, bei welcher dp/dt ( Verhältnis des Druckanstiegs) infolge des Zerfalls der Probe 0,014 mm Hg/Sekunde ist. Die nachfolgende Tabelle erläutert die verschiedenen wünschenswerten Eigenschaften der Verbindungen dieser Erfindung.
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Tabelle I 3 4 5 6 7
Beispiel 1 2 -55 . — -60 -65 -30
Fließpunkt, 0F -70 -60 _ 743 - 402, 7 -
Viskosität, 0F _ _ - - - '- 97,95 -
OS.
25 F
119,1 - 12,90 153 595 ,8 10, 39 9,86 36,5
10O0I1 10,97 - - 29 565 ,0 - - 10,4
1500F 4,4 - 2,29 8 716 ,39 2, 14 2,08 3,93
2100F 2,16 - 1010
Dampfdruck:
mm Quecksilber
- - 10 -
1780C 10 - Ίοο -
2420C 100 - 600 - ■
3070C 600 - 760 -
3170C 760 594 511
Zerfalls-
temperatur
633 370 395 389 457
Flammpunkt 0F 432 570 490 490 558
Brennpunkt 0F 547 885 900 980 905
Selbstent
zündung F
925
Brennen auf ge-
a chmolzenem.AIu-
minium 1300"F kein
kein kein kein kein
ASTM-Kurve Λ
(100 bis 2100F) 0,95
0,90 0,98 0,95 0,95 0,95
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Zusätzlich zu den repräsentativen Untersuchungen verleihen die Verbindungen dieser Erfindung ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich hydrolytischer Stabilität und Verträglichkeit mit herkömmlichen funktioneilen Flüssigkeits-Verachweissmaterialien (wie Buna N Kautschuk).
Aufgrund der ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften der vorliegenden Fluor-enthaltenden Phosphinsäure-ester werden die Phosphinate als Arbeitsflüssigkeiten verwendet. Solche Systeme umfassen einen verdrängbaren Teil und eine verdrängende Kraft, welche auf dem bezeichneten Teil mittels der bezeichneten Flüssigkeit übertragen wird. In einem solchen System gibt der Antrieb von einem bewegbaren Teil durch die vorliegend geschaffene Flüssigkeit Gebrauchseigenschaften, welche wegen der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit hervorragend sind. Während hydraulische Systeme
wie
solche Elemente al» Pumpen, Ventile, Zylinder und Kolben enthalten werden, hängt die Wirksamkeit des Systems notwendigerweise von der Flüssigkeit ab, weil die Flüssigkeit eine solche sein muss, welche dem Druck widerstehen kann und unter den Verwendungsbedingungen fließfähig bleibt.
Die Arbeitsflüssigkeit der vorliegenden hydraulischen Sy steme kann ein Gemiaoh von einem oder mehreren Fluor- oder (Perfluoralkyl)-pheijyl-phoaphinaten sein. In manchen Fällen wurde gefunden, dass eolohe Verbindungen, welche meta- und/
- 23 -109822/UU
oder ortho-Substituierung bei dem Phenylkern haben, bessere Fluidität besitzen als die para-substituierten Verbindungen. Die vorliegend geschaffenen Fluor- oder Perfluoralkyl-substatuierten Phosphinate können ebenso mit bekannten hydraulischen Flüssigkeiten gemischt werden, beispielsweise den Irialkyl-phosphaten oder den Dialkyl-arylphosphonaten oder den aromatischen Polyäthern, so lange die eigenschaften des sich ergebenden Gemisches die PrüfVorschriften erfüllen, die für eine hydraulische Flüssigkeit für die vorgesehene Verwendung erforderlich sind. Es ist klar, dass wenn die vorgesehene Verwendung keine Einschränkung, hinsichtlich solcher Faktoren wie entweder Nieder- oder Hochtemperaturverhalten vorschreibt oder wenn keine Feuergefahr besteht, die vorliegenden Verbindungen in irgendeinem Verhältnis vorhanden sein können. Wenn jedoch der eine oder mehrere dieser Faktoren bedeutend sind, sollte dafür Sorge getragen werden, dass ein unerwünschtes Ausmaas an Verdünnung vermieden wird. Im allgemeinen sollte wenigstens ein grösserer Bestandteil des Gemisches Fluor- oder Perfluoralkylphenyl-dihydrocarbylphosphinat sein.
Ebenso können die üblichen Flüssigkeitsadditive, zum Beispiel Korrosionsinhibitoren, Antioxydationsmittel, Viskositätsindex-Verbesserer usw. den vorliegend geschaffenen Flüssigkeits-Phosphinaten zugegeben werden, obgleich für die meisten Zwecke gefunden wurde, dass solche Additive v/eggelassen werden können.
- 24 1098 22/ UU -

Claims (14)

Die vorliegend geschaffenen Verbindungen sind ebenso als biologisch, toxisch wirkende Mittel, zum Beispiel als Entblätterungsmittel und als selektive Vorauflauf- und Blattkon takt-Herbicide brauchbar. Sie können auf Böden oder Pflanzen, in der Form von Öl-in-Wasser-Emulsionen oder in Gemisch mit pulverisierten Trägerstoffen, Hilfsstoffen, usw. angewendet werden. Obgleich diese Erfindung im Hinblick auf verschiedene spezifische Beispiele und Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es klar, dass die Erfindung hierdurch nicht eingeschränkt wird und dass sie in verschiedener Weise im Bereich der nachfolgenden Ansprüche praktisch ausgewertet werden kann. 1 0 9 8 2 2 / U - 25 - Patentansprüche 159U97
1. Verbindung gekennzeichnet durch die Formel
p - ο - ir - Y^
worin R und R jedes ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Aryl
ρ und Aralkyl von 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, R Aryl ist von 6 bis 12 kohlenstoffatomen und Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Fluor und einer Verbindung der Formel
worin a eine ganze Zahl von 1 bis 4 und b eine ganze Zahl von 0 bis 4 und η eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist.
2. Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst das In-Kontakt-bringen eines Halogenids der formel
\p - x
worin R und R ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Aryl und Aral kyl von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und X Halogen mit einem
Atomgewicht grosser als 34 ist, ait einem Bkenol der Formel
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HO - ß2 - Yn
worin R Aryl von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Fluor und Verbindungen der Formel
worin a eine ganze Zahl von 1 bis 4 und b eine ganze Zahl von 0 bis 4 und η eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist.
3· Hydraulische Flüssigkeitszubereitung mit einer kine matischen viskosität von 50 bis 15,000 centistokes bei 250F dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst im wesentlichen eine Verbindung der Formel
R ν Il Ο
s P - 0 - Rd - Y
worin R und R ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Aryl und Aral-
2 kyl von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, R ausgewählt ist aus der Gruppe ι bestehend aus Aryl und Aralkyl von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, Y ausgewählt ist aus der Gruppe, beste* hend aus Fluor und einer Verbindung der Formel \
worin a eine ganze Zahl von 1 bia 4, b eine ganze Zahl von 0 bia 4 und η 1 oder 2 ist.
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- 27 -
4. Fluorphenyl-dibutylphosphinat.
5. o-Fluorphenyl-dibutylphosphinat.
6. m-Fluorphenyl-dibutylphosphinat.
7. m-(Trifluormethyl)-phenyl-dibutylphosphinat.
8. 3,5-bis (Trifluormethyl) -plienyl-dibutylpliospMnat.
9. m-( Trif luormetliyl )-phenyl-pentylpropylpkospliinat.
10. m-(Trifluormetliyl)-plienyl-bis(3-phenylpropyl)-phos-
piiinat.
11. (2,2,5,3,4,4,4-Heptafluorbutyl)-phenyl-dibutylphos-
pliinat.
12. p-(2,2,5»3»4,4»4-Heptaf luorbutyl) -phenyl-dibuty lplios-
phinat.
13. Funktionelle Flüssigkeitszubereitung mit einer kinematischen Viskosität von 50 bis 15,000 centistokes bei 250F dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst im wesentlichen eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Fluorphenyldibutylphosphinat, o-Fluorphenyl-dibutylphosphinat, m-Fluorphenyl-dibutylphosphinat, m-(Trifluormethyl)-phenyl-dibutylphosphinat, 3,5-bis(Trifluormethyl)-phenyl-dibutylphosphinat, m~(Trifluormethyl)-phenyl-pentylpropylphosphinat, m-(Trif luormethyl) -phenyl-bis ( 3-phenylpropyl) -phosphina.t,
- 28 109822/U44
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(2,2,3»3,4|4,4-Heptafluorbutyl) -phenyl-dibutylphosphinat und p-(2,2,3»3»4i4i4-Heptafluorbutyl)-phenyl-dibutylphosptiinat.
14. Erfindung im wesentlichen wie beansprucht und hier beschrieben.
109822/1AU
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