DE1668174A1 - Verfahren zur Herstellung von organischen Phosphorverbindungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von organischen PhosphorverbindungenInfo
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J« Ro GEIGY A. G. Base 1
Dr. F. Zumsfein - Dr. E. AssmonflT
Dr. R. Koenig^berger
.Dipl. Phys. R. Hobbauer 3-2582/GC 256*
.Dipl. Phys. R. Hobbauer 3-2582/GC 256*
Pif5
Mündisn 2, Bra hausstra^e 4/I1I
Verfahren zur Herstellung von organischen
Phosphorverbindungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung fünfwertiger organischer Phosphorverbindungen
mit sehr guten Ausbeuten und hoher Reinheit, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Phosphon- und Phosphinsäurehalogeniden,
Phosphonsäuren und Phosphinsäuren, Phosphon- und
Phosphinsäureestern, Phosphinoxyden und Phosphonsäure-halbestern alkylierter p-Hydroxyphenylalkane, sowie der entsprechenden
Thioverbindungen. Verbindungen dieser Art oder Derivate davon sind als Stabilisatoren für organische Materialien, als Mittel
zur Verbesserung der Anfärbbarkeit von Polyolefinen und als
chemische Zwischenprodukte verwendbar.
Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Anmeldung, wird ein %
alkyliertes Hydroxyphenylalky!halogenid der Formel
Alkyl
(I)
in der
R-, Wasserstoff oder eine Alkylgruppe
X-, Chlor, Brom oder Jod bedeutet und y einen Wert von 1 bis 18 hat,
G £ 8 £ υ / 2 0 $ r
G £ 8 £ υ / 2 0 $ r
in einem wasserfreien, inerten, aprotischen Lösungsmittel mit einem Phosphorhalogenid oder Organo-Phosphorhalogenid (auch
'Halogenphosphin genannt) der Formel
P ■ (ID
R3 ·
in der
Xp Chlor, Brom oder Jod und
Rp und R3 je Chlor, Brom, Jod, eine Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-
oder Aryloxygruppe bedeutet,
in Gegenwart einer Lewis-Säure umgesetzt. Das entstehende
komplexe, die Lewis-Säure noch enthaltende Zwischenprodukt wird
dann mit einer gewissen Menge einer Verbindung der Formel ELA behandelt, in welcher A Sauerstoff oder Schwefel ist, die zumindest
ausreicht, den Reaktionskomplex zu zerlegen und so die Phosphor- oder Thiophosphorverbindung freizusetzen=
Wenn das Halogenid der Formel II ein Phosphortrihalogenid ist und die verwendete EUA-Menge gerade ausreicht, den Komplex
zu zerlegen, so ist das Entstehungsprodukt ein Phosphonsäure- oder Thiophosphonsäure-halogenid; ein Ueberschuss an HpA
hingegen führt zur entsprechenden Phosphon- oder Thiophosphonsäure»
"-Wird als Halogenid der Formel II ein Dihalogenphosphin verwendet und ist die Menge des verwendeten HpA gerade ausreichend,
den entstehenden Komplex zu zerlegen, so erhält man ein Phosphinsäüre- oder Thiophosphinsäurehalogenid; ein Ueberschuss an HpA hingegen führt zur entsprechenden Phosphin- oder
Thiophosphinsäure. Wenn als Phosphorhalogenid ein Monohalogenphosphin
verwendet wird, so entsteht nach der Zerlegung des
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BAD
Q _
des- Reaktionskomplexes ein Phosphinoxyd ,oder Pho sphinsulf id,
unabhängig davon, ob ein Uebersehuss an H2A verwendet wird
oder nicht.
Diese· Reaktionen können wie folgt.formuliert werden:
■- Alkyl a
PX3 slSf-» ^™?^
Säure
^ Alkyl
HO
yH2ypx2
CyH2yP(AH)2
(III)
(IV)
(V)
(VI)
R2 -Ü
[Komplex]
Alkyl
- A
CyH2.yP(R)2 mP
In obigen Formeln bedeutet:
A und y das im Vorhergehenden bereits definierte, Chlor, Brom oder Jod, und
eine Alkyl-, Aryl--, Alkoxy- oder Aryloxygruppe.
eine Alkyl-, Aryl--, Alkoxy- oder Aryloxygruppe.
10 9 8 3 0/2061 BAD ORiQlWAL
Nach einer Abänderung des erfindungsgemässen Verfahrens wird
das erhaltene komplexe Reaktionsprodukt, sofern das Halogenid der Formel II ein Dihalogen-phosphin oder ein Phosphortrihalogenid
ist, vor der Zerlegung des Komplexes zuerst mit einem Alkohol oder Mercaptan der Formel HAR^, in der R^ eine
Alkyl-5 Halogenalkyl-, Hydroxyalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe
bedeutet, behandelt und darfierst die Verbindung HpA wie zuvor
beschrieben einwirken gelassen. Ist dabei das Halogenid der Formel II ein Phosphortr!halogenid so wird ein Phosphonsäureester
oder Thiophosphonsäureester erhalten, wird dagegen als Halogenid ein"Dihalogenphosphin verwendet, so entsteht ein
Phosphinsäureester oder ein Thiophosphinsäureester.
Diese Reaktionen können wie folgt formuliert werden:
Lewis
Lewis
R71AH. H0A
±2
ρ ^g-WiS... r-rr ^n -ι R71AH. H0A
2R SäuTe^ !-KomplexJ _±_: 2 >
Alkyl
R,AH, H0A
Alkyl
yH2y-P(AR4)2 (VIII)
(IX)
R-^, R4, A und y haben in diesen Formeln die vorstehend
definierte Bedeutung»
SAD ORlGiNAL
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1688174
Es sei darauf hingewiesen, dass das durch "A" symbolisierte
Atom in R^AH und in HpA nicht dasselbe sein muss. So
kann zuerst ein Alkohol oder ein Mercaptan und dann entweder Wasser oder Schwefelwasserstoff verwendet werden- Ferner sei
noch bemerkt j dass sich Phosphinsäureester, Phosphonsäureester
und insbesondere Phosphonsäurehalbester auch durch "Verwendung von Mono- oder Di-alkoxy- .oder -ar yloxy-phosphor halogeniden
der Formel II herstellen lassenο
Bei dem zur Reaktion verwendeten alkylierten Hydroxy- ^
phenylalkylhalogenid der Formel I handelt es sich um ein
Bromid oder Jodid, vorzugsweise aber um ein Chlorid. Das Brückenglied zwischen dem Halogenatom und dem Phenylring ist
eine verzweigte oder gerade Alkylenkette mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen»
In ihrer einfachsten Form ist diese Alkylengruppe eine Methylengruppe9 die zusammen mit dem Phenylrest
eine Benzylgruppe bildet^ längere und verzweigte Alkylenkettenj
wie Isobutylen, Dodecylen, Octadecylen werden jedoch auch umfasst. Der Phenylrest enthält eine Hydroxylgruppe in ^
p-Stellung und eine Alkylgruppe an einem der benachbarten
Kohlenstoffatome. Eine zweite gleiche oder verschiedene Alkylgruppe
kann an dem anderen zur Hydroxylgruppe benachbarten Kohlenstoffatom oder am Kohlenstoffatom sein, das in m-Stellung
zur Hydroxylgruppe und in p-Stellung zur ersten Alkylgruppe
ist«
- b -- ■ y
Obgleich die Durchführbarkeit des erfingungsgemässen'
•Verfahrens infolge der Gegenwart einer sterisch gehinderten"
Phenolanordnung überraschend ist, ist die Länge und Art der
Alkylgruppen im Phenoirest auf das Verfahren ohne massgebenden
Einfluss« Im allgemeinen jedoch enthalten die Alkylgruppen höchstens bis zu 18 Kohlenstoffatome. Vom Standpunkt der Verwendung
der Entstehungsprodukte als Stabilisatoren wird die 3,5~Di-tert.butyl~4-hydroxyphenylalkylgruppe bevorzugt.
Das Halogenid der Formel II ist ein Monohalogen- oder
Dihalogenphosphin oder ein Phosphortr!halogenid, in welchem
die Halogenatome Brom, Jod oder vorzugsweise Chlor bedeuten. Obwohl es nicht Bedingung ist, sind die Halogene im Dihalogenphosphin
oder im Phosphortrihalogenid im allgemeinen gleicher Natur.
Der organische Rest im erfindungsgemäss verwendeten Dioder
Monohalogenphosphin kann die Alkyl-, Aryl-, Alkoxy- oder t v
Aryloxygruppe sein. Im allgemeinen enthalten diese Alkyl- und Alkoxygruppen bis zu 30 Kohlenstoffatome und können verzweigt-
oder geradkettig sein= Die Aryl- und Aryloxygruppen sind ein-
oder mehrkernig und können mit reaktionsträgen Gruppen wie z.B. der Alkyl-- oder Alkoxygruppe substituiert sein.
Die zuvor beschriebenen Ausgangsverbindungen der Formeln I und II werden im allgemeinen in äquimolaren Mengen eingesetzt,
obwohl ein Ueberschuss an Phosphorhalogenid verwendet werden kann. Die Ausgangsverbindungen werden mit mindestens einer
äquimolaren Menge, im allgemeinen aber mit einem geringen Ueberschuss einer Lewis-Säure, beispielsweise mit Aluminiumchlorid,
0*630/2061
Eisentrichlorid, Zinntetrachlorid, Bortrifluorid, Titantetrachlorid..
Zinkchlorid oder Zirkoniumchlorid umgesetzt. Bevorzugt wird aber Aluminiumchlorid. Das erfindungsgemässe Verfahren
wird vorzugsweise so durchgeführt, dass die Lewis-Säure
in einem nichtwässrigen? inerten, aprotischen Lösungsmittel
wie vorzugsweise Nitromethan, ferner z.B. Dichlormethan,
Nitrobenzol.· Nitropropan. Chlorbenzol, Dichlorbenzol, s-Dichloräthan,
Tetrachloräthan, Perchloräthylen, Petroäther
oder Schwefelkohlenstoff; im allgemeinen bei einer Temperatur
unter 0° C gelöst, und anschliessend die beiden Aus,gangsverbindungen
zugegeben werden« Die Reaktion wird dann, wenn
nötig unter Kühlung, in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise unter Stickstoff oder Helium, und unter Feuchtigkeitsausschlass
durchgeführt. Hierauf wird das Reaktionsgemisch, das das komplexe Zwischenprodukt enthält« mit Wasser oder
Schwefelwasserstoff behandelt. Je nach dem gewünschten Endprodukt
wird das Wasser oder der Schwefelwasserstoff in einer Menge» die zur. Zerlegung des komplexen Reaktionsproduktes
gerade ausreicht oder im Ueberschuss zugegeben. Die Zugabe
erfolgt so4 dass eine zu grosse Hltzeentwicklung vermieden
wird- Das erhaltene Produkt wird.nach üblichen Methoden, wie
durch Lösungsmittelextraktion, Verdampfen oder Zentrifugieren isoliert und. wenn nötig? durch"Umkristallisieren oder nach
chromatographischen Methoden weiter gereinigt.
Nach der abgeänderten Ausführungsform wird das Reaktionsgemisch, das das komplexe Zwischenprodukt enthält, zuerst mit
einem Alkohol oder Mercaptan behandelt. Der Alkohol oder das
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Mercaptan ist ein Alkyl- oder Arylalkohol oder -mercaptan wie z.B. Methanol, Aethylmercaptan., Octadecanol, Dodecanol oder
ein halogenhaltiges Alkanol, wie 3-Chlorpropanol, oder ein
Alkanpolyol, wie beispielsweise Neopentylglyeol oder Pentaerythrit
ο Die Alkylkette kann bis zu 30, insbesondere jedoch
bis zu 18°Kohlenstoffatome enthalten. Nach erfolgter
Zugabe des Alkohols oder Mercaptans wird das Reaktionszwisehenprodukt
wie beschrieben, mit Wasser oder Schwefelwasserstoff behandelt.
Im allgemeinen genügt zur Aufarbeitung des komplexen Zwischenproduktes die Zugabe von Wasser. In einigen Fällen
kann die zusätzliche Anwendung von Hitze und/oder die Zugabe einer Base erforderlich sein. Wenn eine Base zugegeben wird,
sollte davon nur soviel verwendet werden, dass die entstehende Phosphon- oder Phosphinsäure neutralisiert wird.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele naher
erläutert. Die Temperaturen sind dabei in Celsiusgraden angegeben.
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Eine Lösung von 14,7 g wasserfreiem Aluminiumchlorid in
50 ml Nitromethan wird bei -9° unter Stickstoffatmosphäre hergestellt, wobei die Temperatur der Lösung auf 20° steigt.
Diese Lösung wird dann zu einer Lösung von 25,4 g 3,5-Di-terto butyl-4-hydroxybenzylchlorid und 18,7 g Phenylphosphindichlorid
in 50 ml Nitromethan während 15 Minuten bei einer Temperatur von
-12° bis -10° gegeben= Die Mischung wird 40 Minuten bei -15° bis -12° gerührte Danach werden 100 ml Wasser bei einer Temperatur
von 0 bis 10° zugetropft, die Dispersion 20 Minuten gerührt und zweimal mit je 125 ml Diäthyläther extrahiert* Nach dem
Trocknen dieses ätherischen Extraktes mit wasserfreiem Natriumsulfat werden die Lösungsmittel durch Verdampfen im Vakuum entfernt,
zuerst bei 20 mm Hg, gegen Schluss bei 1 mm Hg, Die feste Masse
wird hierauf mit 200 ml η-Hexan behandelt. Man erhält die (3,5-Di-terto butyl-4-hydroxybenzyl)-benzolphosphinsäure in Form eines
weissen kristallinen Produktes5 das nach dem Umkristallisieren
aus Nitromethan einen Schmelzpunkt von 183 - 185° hat.
Eine Lösung von 15?2 g wasserfreiem Aluminiumchlorid
(0,114 Mol) in 50 ml Nitromethan wird bei -15° unter Stickstoffatmosphäre
zu einer Lösung von 25,4 g 355-:Di-tertobutyl-4-hydr-oxybenzylehlorld
(0,100 Mol) und 16,7 g Phosphortriehlorid (0,125 Mol)
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-IQ-
jn 50 ml Nitromethan während 15 Minuten zugetropft. Das Metallkomplexhalt
ige Zwischenprodukt wird 30 Minuten gerührt, unter Rühren auf ca» 1000 g Eis und 100 ml Wasser gegossen, eine Stunde
bei 0° gerührt und zweimal mit je 300 ml Aether extrahiert. Die
wässrige Phase wird mit weiteren 300 ml Aether extrahiert und die vereinigten Aetherextrakte über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und unter Vakuum verdampft. Man erhält so die 3,5-Ditert.butyl-4-hydroxybenzylphosphonsäure,
die durch Umkristallisieren aus n-Heptan und aus Acetonitril rein erhalten wird,
Fpο 200u unter Zersetzung.
Ersetzt man das Phosphortrichlorid im obigen Beispiel durch eine äquivalente Menge Phosphortribromid und verwendet man
in diesem Verfahren 3,5-Di--tert.butyl-4-hydroxybenzylbromid anstelle von 3,5-Di-tert.butyl-4-hydroxybenzylchlorid, so erhält
man die 3,5-Di-tert0bütyi-4-hydroxybenzylphosphonsäure in- vergleichbaren
Ausbeuten und von gleicher Reinheit.
Eine Lösung von 25,4 g 3,5~Di-tert.butyl-4-hydroxybenzylchlorid
(0,10 Mol) in 50 ml Nitromethan wird bei -15° unter Stickstoffatmosphäre zu einer Lösung von 16,7 g Phosphortrichlorid
(0,125 Mol) und 14,7 g wasserfreiem Aluminiumchlorid (0,11 Mol) in 100 ml Nitromethan während 20 Minuten zugetropft. Das metallkomplexhaltige
Zwischenprodukt wird bei -15° 90 Minuten gerührt, dann werden 100 ml Methanol während 20 Minuten und bei einer anfänglichen
Temperatur von -20°, die sich gegen Ende der Reaktion
■ '; M·^ *u- ,-*£, 1098 30/2061 . iÄD original
auf 20° erhöht, zugetropft. Das Reaktionsgemiseh wird hierauf
eine Stunde lang bei EUckflusstemperatur erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und dann mit 300 ml Wasser verdünnt.
Die wässrige Aufschlämmung wird zweimal mit Je 200 ml Aether
extrahiert, diese Extrakte über .wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und im Vakuum eingedampft. Man erhält den 3,5-Di-tert.butyl-4~hydroxybenzylphosphonsäuredimethylester,
der durch Verreiben mit Heptan und Umkristallisieren aus Aceton mit einem Fp. von 156 - 158° in reiner Form gewonnen wird.
3,5-Di-tert.butyl-4-hydroxybenzyl-phosphonsäure-din-butylester
vom Kp q 2 Fp, 182 - 186J wird auf ähnliche.
Weise erhalten, wenn in obigem Verfahren statt Methanol n-Butanol verwendet wird. Durch'Verwendung von n-Octadeeanol statt
Methanol wird der 3,5-Di-tert.butyl-4-hydroxybenzyl-phQsphonsäuredi-n-octadecylester
mit Fp. 57 - 59° erhalten»
Eine Lösung von 14,7 g Aluminiumchlorid (0,110 Mol)
in 50 ml Nitromethan wird tropfenweise innerhalb 15 Minuten bei -20e bis -15° zu einer Lösung von 25,4 g 3,5-Di-tert.
butyl-4-hydroxybenzylchlorid (0,100 Mol) und 16,7 g Phosphortrichlorid
(0,125 Mol) in 50 ml Nitromethan gegeben. Das. Reaktionsgemisch
wird bei 15C während 30 Minuten gerührt und hierauf 10,5
ml Wasser bei -10° zugetropft. Danach werden 100 ml Toluol bei
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6 6 8174-
derselben Temperatur zugegeben und das Ganze zentrifugiert, um
die Aluminiumchloridhydrate zu entfernen. Dann werden 100 ml n-Heptan zugegeben und zum Schluss wird ca*2,5 ml Wasser eingerührt
bis die schwach rosa Farbe verschwindet» Die farblose Lösung wird im Vakuum eingeengt» Man erhält das 3,5-D-i-tert.
butyl-4-hydroxybenzylphosphonsäuredichlorid das mit Heptan
behandelt und danach aus Tetrachlorkohlenstoff umkristallisiert wirdjvom -Fp. 109 - Hl-1 „
Eine Lösung von 14,7 g Aluminiumchlorid (0,110 Mol) in
50 ml Nitromethan lässt man innerhalb 15 Minuten bei -15° bis
-10° in eine Lösung von 25,4 g 3,5-Di-tert„butyl-4-hydroxybenzylchlorid
(0,100 Mol) und 18,7 g Phenylphosphindichlorid (0,105 Mol) in 50 ml- Nitromethan eintropfen,, Das Gemisch wird
bei --15-bis-10Cl während 40 Minuten gerührt, dann werden 32,0 g
(1,00 Mol) Methanol bei -20y bis 5° innerhalb 10 Minuten zugetupft,
und das Reaktionsgemisch weitere zwei Stunden lang bei -15 bis-10°
geiührto Danach werden 100 ml Wasser bei -10° bis-15° vorsichtig
zugegeben-und die Dispersion des Reaktionsproduktes wird dann
zweimal mit je 200 ml Aether extrahiert. Die*vereinigten Aetherextrakte
werden mit 100 ml Wasser gewaschen, über wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird mit Heptan verrieben und gereinigt/ Man erhält den (3,5-Ditertο
butyl-4-hydroxybenzyl)-benzolphosphinsäuremethylester mit dem
Fp. 112 - 113ι)ο
; w_ ; 109830/2081
BAD
Ersetzt man im obigen Beispiel das Methanol durch
Isopropanol, so erhält man den (3 3 5-Di-tert<,butyl-4-hydroxybenzylj-benzolphosphinsäureisopropylester
vom Fp0 161 - 162° Wenn man Allylalkohol verwendet, erhält man den entsprechenden
Phosphinsäureallylester, mit dem Fp. 105 - 106°.
Eine Lösung von 14,7 g Aluminiumchlorid (0,110 Mol) in
50 ml Nitromethan wird während 15 Minuten zu einer Lösung von
25,4 g 3,5-D.i-tertobutyl-4-hydrOxy'benzylchlorid (0,100 Mol) und
18,7 g Phenylphosphindichlorid (Q.,105 Mol) in 50 ml Nitromethan bei
-15"lbls-10° zugetropfto Das Gemisch wird 50 Minuten bei -10°
gerührt, dann werden 37 g n-Butanol (0,50 Mol) bei 0 - ICH während
20 Minuten zugetropft, danach wird das Reaktionsgemisch weitere
90 Minuten bei 10° gerührt» 100 ml Wasser werden sodann- zugegeben
und das Reaktionsgemisch bei 10ü - 20° eine Stunde lang gerührt*
Die organische Phase wird anschliessend abgetrennt', zweimal mit 100 ml Wasser, das 20 ml 20$ige wässrige Salzsäure enthält, gewaschen,
über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei man den (3,5-Di-tert5butyl-4-hydroxybenzyl)-benzolphosphinsäure-n-butyiester
erhält, der durch Umkristallisieren aus Heptan gereinigt wird: Fp. 100 -102°.
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1668Ί74
- .14 -
14?7 g Aluminiumchlorid (0,110 Mol) gelöst in 50 ml
Nitromethan werden innerhalb 15 Minuten zu einer Lösung von
25,4 g 3,5-Di-tert.butyl-4-hydroxybenzylchlorid (0,100 Mol) und 18,7 g Phenylphosphindichlorid (0,105 Mol) in 50 ml Nitromethan
zugetropft ο Das Reaktionsgemisch wird bei -15° bis -10° während
50 Minuten gerührt, dann werden 41,1 g n-Dodecanol (0,220 Mol) bei -10° bis 10° tropfenweise zugegeben und weitere'90 Minuten
bei 20 - 22° gerührt. Danach werden 100 ml Wasser bei einer Temperatur
"von unter 20° zugegeben und weitere 30 Minuten bei 20°
gerührt.» Das in Wasser fein zerteilte Reaktionsprodukt wird mit
300 ml Aether extrahiert, die Extrakte mit 100 ml Wasser, das ml konZo Salzsäure enthält, gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und im Vakuum eingeengt, wobei während des Verdampfens des Aethers bei der Reaktion entstandenes Dodecylchlorid
mit entfernt wird. Man erhält den (3,5-Di-tert„butyl-4-hydroxybenzyl)
benzolphosphinsäure-n-dodecylester der mit Acetonitril verrieben
und aus Aceton umkristallisiert wird, vom Fp* 67,5"- 69,5°»
Auf ähnliche Weise erhält man den (3,5-Di-tert,butyl-4-hydroxybenzyl)-benzulphosphinsäure-n-octadecylester,
Fp. 80 - 82°,, indem man anstelle von n-Dodecanol n-Octadecanol verwendet.
Eine Lösung von 14,7 Teilen Aluminiumchlorid (0,110 Mol)
in 50 ml Nitromethan wird bei -15 bis -10° innerhalb 10 Minuten
trop.fenweise au einer Lösung von 25,4 g 3,5-Di-tert.butyl-4-hydroxy-
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BAD OR(QiNAL
benzylChlorid (0,100 Mol) und 18,7 g Phenylphosphindiehlorid
(0.105 Mol) in 50 ml Nitromethan gegeben« Das- ReaktIonsgemisch
wird bei -15 bis -10° während 45 Minuten gerührt, dann gibt man
3?,9 g n-Octanthiol (0,224 Mol) bei -15° zu und lässt innerhalb
von einer Stunde die Temperatur langsam auf 20° steigen. Das
Reaktionsgemisch wird hierauf bei 0 bis 3° während 2 Stunden gehalten
und dann 2 1/2 Stunden lang auf 55° erwärmt,, Danach werden
100 ml Wasser während-15 Minuten bei 20 - 45'-' zugetropft und die.
fein verteilte Aufschlämmung 16 Stunden lang bei Raumtemperatur
gehalten«, Die organische Phase wird abgetrennt und zweimal mit
100 ml Wasser, das 20 ml konz« wässrige Salzsäure enthält, gewaschen»
Zur besseren Abtrennung der organischen Phase werden 50 ml Diäthyläther zugegeben, Die organische Phase wird über wasserfreiem Natriumsulfatgetrocknet,
wonach die organischen Lösungsmittel in einem Rotationsverdampfer vollständig entfernt werden, anfänglich bei
einem Druck von 20 mm Hg, gegen Ende bei 0,2 mm Hg. Der oelige Rückstand wird zweimal durch Molekulardestillation nach dem Prinzip
des fallenden Films bei einer Wand ung st emp er a tür von 125°. - 130°
und einem Druck von 1 bis 3 Mikromillimeter Hg aufgearbeitet$ das
Verfahren wird bei einer Wandungstemperatur von 150 - 160c wiederholt
ο Der (3,5-Di-tert«butyl-4-hydroxybenzyl) -benzol-S-thiophosphinsäure-n-oetylester
wird als OeI erhalten»
Man erhält den (3,5-Di-t.ert.butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol-S-thiophosphinsäure-n-hexadecylester
auf ähnliche Weise, wenn man anstelle von n-Oetanthiol n-Hexadeeanthiol verwendet»
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Eine Lösung von 14,7 g Aluminiumehlorid (0,110 Mol) in
50 ml Nitromethan wird bei -15" bis -12° während 15 Minuten
zu einer Lösung von 25,4g 3,5-DI-tert,butyl-4-hydro.xybenzylchlorid
(0*105 Mol) in 50 ml Nitromethan zugetropft,, Das Reaktionsgemisch
wird bei ~12J während 45 Minuten gerührt, dann werden
14 g Neopentylglyeol innerhalb' 10 Minuten nach und nach zugegeben«
und hierauf die Temperatur von -10° auf 0-' ansteigen,.gelassen«
Das R'eakt I ons gemisch wird dann 3 Stunden bei 18 - 22'- gerührt, danach werden 100 ml Wasser bei -10° bis 15° zugetropft„ Die
wässrige Aufschlämmung wird mit 300 ml Aether extrahiert und diese Extrakte werden mit 100 ml 2$iger wässriger Salzsäure gewaschen,
über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft» Man
erhält den (3,5-Di-terr.„butyl-4-hydroxybenzyl) -benzolphosphinsaure~2.?2-di~methyl-3-hydroxypropylester
der durch Umkristallisieren- aus 11 Teilen Heptan und 1 Teil Toluol in reiner Form vom
Fp ο 113 - 115·' erhalten wird,
Eine Lösung von 14,7 g Aluminiumchlorid (0,110 Mol)
in 50 ml Nitromethan wird bei -12° während 20 Minuten zu einer Lösung von 25,4 g 3.5-Di-tert.butyl-4-hydroxybenzylchlorid
(0,100 Mol) und 22,0 g Diphenylphosphinchlorid (-0,100 Mol)
in 50 ml Nitromethan zugetropft·. Das Reaktionsgemisch wird eine Stunde bei -12° gerührt und dann werden 50 ml 6-n, wässrige
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Salzsäure bei -10° bis-jli0°'i~i2ügetropf to Danach werden 100ml Wasser
zugegeben-und das Reaktionsgemisch eine Stunde lang gerührt.
Man erhält das (3,5-Di-tert»butyl-4~hydroxybenzyl)-diphenylphosphinoxyd,
das abfiltriert-und durch Umkristallisation aus
Toluol und Aceton gereinigt wird, vom Fp> 177,5 - 179°»
Im Verfahren, das in Beispiel 1 beschrieben ist, wird anstelle von 3,5-Di-tertobutyl-4-hydroxybenzylchlorid eine
äquivalente Menge l-(3,5-Di-tert»butyl-4-hydroxyphenyl)~2-ehlor~
äthan Verwendet. Man erhält so die [2-(3,5~Di-tert„butyl~4-hydroxyphenyl)-äthyl]-benzolphosphinsäure„
Wird auch im Verfahren gemäss Beispiel 4 das l-(3,5-Ditert
=bütyl-4-hydroxyphenyl-2~chloräthan verwendet, so erhält
man das 2-(3,5-Di-tert„butyl-4-hydroxyphenyl)-athylphosphonsäuredichlorid»
Wenn dabei ein lieber schuss an Wasser angewendet wird, wie dies in Beispiel 2 beschrieben ist, erhält man die
2-(3,5-Di-tert,butyl-4-hydroxyphenyl)-äthylphosphonsäureo
Die Verwendung von Aethylphosphindichlorid anstelle von
Phenylphosphindichlorid im Verfahren nach Beispiel 5 ergibt
den (3,5-Di-tert,butyl-4-hydroxybenzyl)-äthanphosphinsäuremethylester.
Durch Verwendung von Cyclohexylphosphindichlorid erhält
man den (3j5-Di-tert.butyl-4-hydroxybenzyl)-cyclohexylphosphinsäuremethylester.
Eine Lösung von 14,7 g Aluminiumchlorid (O3IlO Mol)
in 50 ml Nitromethan wird bei -16- bis -12" innerhalb einer Stunde zu einer Lösung-von 15>9 g n-Butoxyphosphindichlorid
(0,100 Mol) und'25,4 g 355-Di-tert„butyl-4-hydroxybenzyl·-
chlprid (O5IOO Mol) in 50 ml Nitromethan zugetropft·. Das Gemisch
wird 2 1/2 Stunden bei -17J bis -15-' gerührt und dann werden 50 ml
6-n. Salzsäure bei -15° bis -12° tropfenweise zugegeben, anschliessend
werden langsam 125 ml Wasser bei -10- bis 5'- eingetropft,
Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten bei 0(J gerührt und das Ganze
mit 500 ml Aether extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden über
wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und .im Vakuum zur Trockne eingedampft= Der Rückstand wird mit 150 ml n-Heptan behandelt
und die festen Nebenprodukte abfiltriert. Die Heptanlösung wird
unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft, wobei man die
O-(n-Butyl)~3?5-di-tert,butyl-4-hydroxybenzylphosphonsäure
erhält, die durch Umkristallisieren aus Petroleumäther in reiner Form erhalten wird»
Eine Lösung von 16,2 g wasserfreiem Eisen-III-Chlorid
(0,100 Mol) in 100 ml Nitromethan, hergestellt bei 15 bis 20°,
*>** fi.vä 109830/2081
• ■ - BADORlGiNAL
wird während 15 Minuten zu einer -Lösung von 17?9 g Phenylphosphindlohlcrid
(0,100 Mol) und 25<4 g 3, S-Di-tert.butyl-l-hydroxybensyl
chlor id (0,100 Mol) in 50 ml Nitromethan bei -15° bis -8-'
^ugetropfto Das Reaktionsgemisch wird bei -12° während 11/4
Stunden gerührt;. dann werden 50 ml 6-n. Salzsäure bei 0- tropfenweise zugegeben., anschliessend werden weitere 100ml Wasser beigegeben» Die organische Phase wird abgetrennt, mit 50 ml- verdünnter Salzsäure gewaschen,' über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft * Der Rückstand wird mit 500 ml einer Lösung aus 20 g Natriumhydroxyd in Wasser behandelt und 30 Minuten im Dampfbad erhitzt. Die braune Aufschlämmung wird abfiltriert? wol'ci das ausgeschiedene Eisen-IlI-hydroxyd entfernt wird= Der Niederschlag wird mit Wasser gewaschen und die kombinierten FiI-•".rate uni ci*e wässrigen Auszüge werden mit 50 ml 6~n» Salzsäure
sauer gestellt« Der Niederschlag wird abfiltriert, mit Heptan
oehandelt und an der Luft getrocknet, Man erhält die (3,5-Di-tert, butyl-4-hydrcxybenzyl)-benzOlphosphinsäure, die aus Nitromethan umkristallisiert wird und den Fp 183 - 185° aufweist«
Stunden gerührt;. dann werden 50 ml 6-n. Salzsäure bei 0- tropfenweise zugegeben., anschliessend werden weitere 100ml Wasser beigegeben» Die organische Phase wird abgetrennt, mit 50 ml- verdünnter Salzsäure gewaschen,' über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft * Der Rückstand wird mit 500 ml einer Lösung aus 20 g Natriumhydroxyd in Wasser behandelt und 30 Minuten im Dampfbad erhitzt. Die braune Aufschlämmung wird abfiltriert? wol'ci das ausgeschiedene Eisen-IlI-hydroxyd entfernt wird= Der Niederschlag wird mit Wasser gewaschen und die kombinierten FiI-•".rate uni ci*e wässrigen Auszüge werden mit 50 ml 6~n» Salzsäure
sauer gestellt« Der Niederschlag wird abfiltriert, mit Heptan
oehandelt und an der Luft getrocknet, Man erhält die (3,5-Di-tert, butyl-4-hydrcxybenzyl)-benzOlphosphinsäure, die aus Nitromethan umkristallisiert wird und den Fp 183 - 185° aufweist«
Eine Lösung, von 13,0 g (Q3O5 Mol) Zinn-IV-chlorid in
50 ml Nitromethan wird tropfenweise bei -15' bis -10° innerhalb 15 Minuten in eine Lösung von 12,7 g (0,05 Mol) 3?5-Di-tertbutyl-4-hydroxybenzylchlorid und 8.95 g (0,05 Mol)
50 ml Nitromethan wird tropfenweise bei -15' bis -10° innerhalb 15 Minuten in eine Lösung von 12,7 g (0,05 Mol) 3?5-Di-tertbutyl-4-hydroxybenzylchlorid und 8.95 g (0,05 Mol)
10 9 83 0/2061 bad ORIGINAL
Phenylphosphindichlorid in 100 ml Nitromethan gegeben= Das Reaktionsgemiseh
wird zwei Stunden bei -15" bis -12" gerührt, danach
werden tropfenweise 50 ml 6-n,Salzsäure bei 0° und hierauf 100 ml
Wasser'zugegeben. Die Reaktionsmischung wird portionsweise mit
300 ml Aether extrahiert und die Extrakte über Natriumsulfat ge-, r.rocknet und im Vakuum eingeengt» Der Rückstand wird in einer
Lösung von 20 g Aetznatron in 400 ml Wasser gelöst und diese Lösung
dann filtrierte, Die filtrierte Lösung wird mit verdünnter Salzsäure
angesäuert und mit 250 ml Aether und 250 ml Benzol extrahiert. Die
Extrakte werden wiederum über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet
und im Vakuum e-ingeengt. Die . (3 55~Di-tert„butyl-4-hydroxybenzyl)-■
benzolphosphinsäure wird aus Nitromethan umkriscallisiertt, Fp„
182 - 184^0 · -
Beispiel 16 . .
14,2 g Bort^ifluorid-ätherat werden bei -5° bis 5° während
15 Minuten zu einer Lösung von 17,9 g PhenylphosphindichlOrid
(0,100 Mol) und 25,4 g 3.,5-D-i-tert.butyl-4-hyaroxybenzylchlori.d
(0,100 Mol) in 100 ml Nitrome.th.an .zugetropft. Da-s Reaktionsgemisch
wird drei Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann werden 100 ml Wasser unter Kühlung bei -15° zugegeben. Das Gemisch wird dann bei
Raumtemperatur mit 300 ml Aether verdünnt, Die ätherische Schicht
wird abgetrennt und über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingeengt. Man erhält die (3,5~Di-tert.butyl-4-hydroxy~
benzyl)-benzolphosphinsäure, die aus Nitromethan umkristallisier*
wird, vom"Fp. 181" - 183'-1.
109830/2061
Eine Lösung von 18,9 g Titantetrachlorid (O9IOO Mol)
in 100 ml Nitromethan wird "bei -15° bis 5° während 20 Minuten
zu einer Lösung von 2554 g 3,5'-Di~-tertobutyl-4~hydroxybenzylchlorid
(0,100 Mol) und 18,7 g Phenylphosphindichlorid in 50 ml
Nitromethan gegeben. Das Reaktionsgemisch wird während.1 1/2 Stunden
bei dieser Temperatur gerührt, dann werden 50 ml wässrige 6-n.
Salzsäure bei -10° bis 0° zugetropft und anschliessend noch 100 ml
Wasser» Das Reaktionsgemisch wird danach·bei Raumtemperatur mit 300 ml Aether extrahiert« Die Extrakte werden mit 150 ml 2-n.
Salzsäure gewaschen« über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet
und im Vakuum eingedampft„ Der Rückstand wird mit ca« 800 ml einer
wässrigen Natriumhydroxydlösung, die 20 g Natriumhydroxyd enthält,
behandelt, Die wässrige Natriumhydroxydlösung wird filtriert, mit 6-n» Salzsäure auf den pH-Wert 1 gestellt und dann mit 500 ml
Aether extrahiert» Die Extrakte werden wieder über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft» Man erhält die (3,5-Ditert„butyi-4-hydroxybenzyl)-benzolphosphinsäure,
die zweimal aus Nitromethan umkristallisiert wird, und den Pp 183° - 185°
aufweist»
14,6 g (0,100 Mol) wasserfreies Aluminiumchlorid werden bei
-10° zu 50 ml Nitromethan gegeben. Während das Aluminiumchlorid
ORIGINAL
durch Rühren gelöst wird, steigt die Temperatur auf 10°. Diese
Lösung wird dann bei -15° bis 12° innerhalb 20 Minuten zu einer Lösung aus 18,8 g (0,105 Mol) Phenylphosphindichlorid und 25 3 4 g
(0,100 Mol) S-jS-Di-tert.butyl^-hydroxybenzylchlorid in 50 ml
Nitromethan zugetropft. Nach der Zugabe wird das Reaktionsgemisch bei. -15° bis -12° während 45 Minuten gerührt, dann werden ca.
16 g wasserfreies Schwefelwasserstoffgas in das Reaktionsgemisch
•bei -10° bis 10° während 5 Stunden eingeleitet. Das homogene Reaktionsgemisch
wird 19 Stunden stehen gelassen, dann auf -30° ab- " gekühlt, Danach werden 100 ml Wasser bei -30° bis -20° vorsichtig zugetropft, wobei die Zugabe exotherm verläuft. Das
Reaktionsprodukt wird dann mit 500 ml Aether extrahiert. Die Extrakte werden abgetrennt und dreimal mit gesättigter Natriumchlorid-lösung
gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und bei vermindertem Druck, zuerst bei ca. 30 mm Hg, dann bei
ca. 0,4 mm Hg, eingedampft. Der Rückstand wird mit 80 ml Acetonitril behandelt. Die feste Masse5 die aus (3,5-Di-tert.butyl-4-™
hydroxybenzyl)-benzolphosphinsäure besteht, wird abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck eingedampft. Man erhält die
(3,5~Di-tert.butyl-4-hydroxybenzyl)-benzolthiophosphinsäure in
glasartiger Form, die zu leicht gelblichem Pulver vermählen
werden kann.
109830/2061
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung organischer Phosphorverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein alkyliertes p-Hydroxyphenylalkylhalogenid der Formel IAlkylυπ —// \\ PHY ' (T)R-, Wasserstoff oder eine Alkylgruppe X, Chlor, Brom oder Jod bedeutet und y einen Wert von 1 bis 18 hat,mit einem Halogenid der Formel(II)Xp . Chlor, Brom oder Jod und Ep und R3 je Chlor, Brom, Jod, eine Alkyl-, Aryl-,Alkoxy- oder Aryloxy gruppe" bedeutet, in Gegenwart einer Lewis-Saure in einem nichtwässrigen,109830/2061 Badorganischen, inerten und aprotischen Lösungsmittel umsetztund auf das entstehende komplexe Zwischenprodukt Wasser oder Schwefelwasserstoff einwirken lässt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lewis-Säure Aluminiumchlorid, Titanchlorid, Zinnchlorid, Eisenchlorid oder Bortrifluoridätherat verwendet wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das komplexe Zwischenprodukt mit einer solchen Menge Wasser oder Schwefelwasserstoff behandelt wird, die zur Zerlegung und Freisetzung der Verbindungen der FormelAlkyl A · -ho i;\cyH2y- ^2R-, ,Rp5Rn und y ^ie in Anspruch 1 angegebene Bedeutungbesitzen undA Sauerstoff oder Schwefel ist, gerade ausreicht. .109830/2061 bad4. Verfahren naoli Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das komplexe Zwischenprodukt mit einem Ueb er schuss· an Wasser oder Schwefelwasserstoff behandelt wird, der sowohl zum Zerlegen wie aueh zum Hydrolysieren des Phosphoryl- oder Thlophosphorylhalogenides ausreicht.s -5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Phosphon- und Phosphinsäureester bzw. Thioester, wobei man Verbindungen der Formeln I und II verwendet in denen X-, , X? und Rp Chlor und Ro Chlor oder einen Aryl- oder Alkylrest bedeutet und die verwendete Lewis-Säure Aluminiumchlorid ist, dadurch gekennzeichnet, dass das entstehende komplexe Zwischenprodukt vor der Zerlegung mit HgA mit einem Ueberschuss an Alkohol oder Mercaptan der FormelHA1R4behandelt wird, wobei A und Af Sauerstoff oder Schwefel und R4 einen Alkyl-, Hal ο genalkyl--, Hydroxyalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest bedeutet» ·31.12/Bi/KS/wi/rt
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