DE1768219A1 - Verfahren zur Gewinnung von ss-Halogenaethylphosphonsaeuren - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von ss-Halogenaethylphosphonsaeuren

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Randall David Irwin
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/3804Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
    • C07F9/3808Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl

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Description

Das Verfahren betrifft die Gewinnung von Phosphonsäuren und besonders ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von β-Halogenathylphosphonsauren.
Die β-Halogenathylphosphonsauren sind in der Lage, das Pflanzenwachstum zu regulieren und besitzen keine besonderen phytotoxischen Eigenschaften. Aufgrund dieser Eigenschaften können die /3-Halogenathylphosphonsauren zur Vermehrung der Lebensmittelvorräte herangezogen werden und deshalb besteht
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ein Bedarf für Verfahren, die diese Säuren in hoher Ausbeute und Reinheit sicherstellen.
Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, dass diese Säuren in hoher Ausbeute und Reinheit in einem Reaktionsgefäss hergestellt werden können.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird fi>-Halogenathylphosphonsaure aus Tris-(2-halogenäthyl)-phosphit hergestellt. Das Tris-(2-halogenäthyl)-phosphit wird in einem inerten, organischen Lösungsmittel erwärmt, dabei erfolgt Isomerisation zu Bis-(2-Halogenäthyl)-/3-halogenäthylphosphonat, dieses wird ohne Reinigung mit einer starken Säure behandelt, wobei fb -Halogenathylphosphonsaure entsteht.
Die Erfindung nimmt hauptsächlich Bezug auf die Gewinnung von P> -Chloräthylphosphonsäure aus Tris-(2-chloräthyl)-phosphit, doch ist das Verfahren gleichermassen bei der Herstellung anderer β-Halogenathylphosphonsauren brauchbar.
Die Isomerisation des Tris-(2-chloräthyl)-phosphite zu Bis-(2-chloräthyl)-/3-chloräthylphosphonaf ist in der Technik bekannt. So kann das Phosphit zum Beispiel in Abwesenheit von ' Lösungsmitteln nach der Methode von Kabachnik, Bull.acad.sei. U.R.S.S. classe sei. chim. 1946, 403 (CA. 42 7242 (1948), s.a. in Organic Reactions, Band VI, Seiten 287-8, isomerisiert werden. Die Reaktion verläuft jedoch stark exotherm (beinahe explosiv) und ist bei der Grossproduktion gefährlich. Deshalb
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wird es vorgezogen, die Isomerisation in einem inerten, organischen Lösungsmittel, wie o-Dichlorbenzol, Cumol, Xylol und dergleichen, bei erhöhter Temperatur, vorzugsv/eise bei 140 bis 1600C durchzuführen. Das organische Lösungsmittel moderiert die Isomerisation weitgehend, so dass die Gewinnung des Phosphonatesters in grossem Masstab ausgeführt werden kann. Die Isomerisation in Gegenwart eines Verdünnungsmittel wird weiterjbeschrieben im deutschen Patent 964 046 vom 16.März 1957 und von Gefter (CA. 53 1120a), Zhur. Qbshchei Khim 28;1908; (1959).
Nach Beendigung der Isomerisation wird das Verdünnungsmittel entfernt, zum Beispiel durch Destillation, und das rohe Bis-(2-chloräthyl)-/3-chloräthylphosphonat in /3 -Chlorathylphosphonsäure übergeführt. Die Säure kann durch hydrolytische Spaltung des Esters mit der wässrigen Lösung einer starken Mineralsäure,vorzugsweise einer Halogenwasserstoffsäure, wie Chlorwasserstoffsäure oder Bromwasserstoffsäure, hergestellt werden. Der Ester wird im allgemeinen mit der Säure am Rückfluss gekocht, nach der Hydrolyse wird die überschüssige Säure und das Wasse-r durch Verdampfen entfernt. Dieses Verfahren wurde von Kosolopoff in "Organophosphorous Reactions" (Seite 139) John Wiley & Sons (1950) beschrieben.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird das Bis-(2-chloräthyl)-fb-chloräthyIphosphonat mit wasserfreiem Halogenwasserstoff, vorzugsweise Chlorwasserstoffgas, bei erhöhter Temperatur,
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vorzugsweise zwischen 14-5 und 220°c, behandelt, wobei der Ester unter Bildung von fb -Chloräthylphosphonsäure gespalten wird.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1;
Eine Lösung, enthaltend 2 007 g Tris-(2-chloräthyl)-phosphit in 1 948 g (1 500 cnr ) o-Dichlorbenzol, wurde, in einen 5-Liter 3-Hals-KoIben, ausgerüstet mit Rührer, Kühler, Thermometer und Heizmantel, gebracht. Die Lösung wurde nun erhitzt,und zwar von 510C auf 1420G während einer Stunde, weiter von '142 auf 1500C während einer weiteren Stunde und von 150 auf 1600C wiederum in einer Stunde. Dann wurde die Temperatur 6 Stunden bei 1560C bis 1600C und 8 Stunden bei 146 bis 16O0C gehalten. Das o-Dichlorbenzol wurde vom Reaktionsgemisch unter Rühren bei 90 bis 15O0C und einem Vakuum von 50 mm Hg abgezogen. Die Ausbeute an Rohester, Bis-(2-chloräthyl)-/3-chloräthylphosphonat, Schmelzpunkt. 25 bis 260C betrug 1 966 g.
1 938 g (7,19 Mol) des Rohesters wurden in einen3-Liter 3-Hals-Kolben, ausgerüstet mit Rührer, Gaseinleitungsrohr und einem
"Y"-Rohr gebracht. Jäin Arm des "Y"-Rohrs enthielt ein Thermometer das unter die Flüssigkeitsoberfläche eintauchte, der andere Arm war mit einem vertikal auf einem 1-Liter-Gefäss angebrachten Kugelkühler verbunden, wobei ein Seitenarm des Gefässes an eine Kaskadenwaschflasche mit Wasser zur Entfernung des überschüssigen Chlorwasserstoffs angeschlossen war. Der Rohester wurde
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unter Rühren auf eine Temperatur von 1710G gebracht und aus einem Druckzylinder Chlorwasserstoffgas unter die Flüssig-· keitsoberfläche eingeleitet, wobei eine lebhafte Entwicklung von 1,2-Diehloräthan zu beobachten war. Die Zuführung von Chlorwasserstoffgas wurde bei einer Temperatur von 1750C 6,5 Stunden weitergeführt, die Entwicklung von l·,2-Dichloräthan war dabei in den ersten vier Stunden sehr stark. Nach Beendigung der Chlorwasserstoff-Zufuhr wurde bei einer Temperatur von 1700C Stickstoff durch das Reaktionsgemisch geperlt, um den gelösten Chlorwasserstoff daraus zu entfernen. Das entstandene Produkt, 2-Chloräthylphosphonsäure, wog 1 039 g (nahezu quantitative Ausbeute) und besass einen Schmelzpunkt zwischen 34 und 55 C.
Die bei dem Verfahren gewonnene 2-Chloräthylphosphonsäure kann mit oder ohne Reinigung mit Phosphorpentachlorid zu 2-Chloräthylphosphonyldichlorid,einem wertvollen Zwischenprodukt umgesetzt werden. Die /3-Halogenathylphosphonsauren können das Pflanzenwachstum regulieren, wässrige Lösungen oder Emulsionen können wachsenden Pflanzen, z.B. zur Beeinflussung des Spitzenwachstums, verabreicht werden. Im allgemeinen werden die fh -Halogenathylphosphonsauren in einer Menge von 0,12 bis 20 kg pro Hektar auf die Pflanzen versprüht.
Beispiel 2;
Rohes Bis-(2-chloräthyl)-/3-chloräthylphosphonat wurde gemäss Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass anstelle von
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o.-Dichlorbenzol Cumol verwendet wurde.
215 g Rohester wurden mit 2 OOü cm 20 ^iger Salzsäure vermischt und die Mischung 90 Stunden unter dem Rückfluss erhitzt. Überschüssiger Chlorwasserstoff und Wasser wurden unter vermindertem Druck in einem Rotationsverdampfer entfernt, 115 g /^-Chlorathylphosphonsäure (100 j/q der Theorie) konnten erhalten werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist bei der Gewinnung von β -Halogenäthylphosphonsäuren speziell bei β-Chlorathylphosphonsäure von grossem Wert, die Ausbeuten liegen bei 95 und höher. Das Verfahren vorliegender Erfindung macht die Reinigung des Zwischenproduktes Bis-(2-Halogenäthyl)-/3-Halogenäthylphosphonat überflüssig. Der Reinheitsgrad der aus dem Rohester hergestellten Säure ist der aus dem gereinigten Ester gewonnenen Säure äquivalent. Umso überraschender ist die Tatsache, dass trotz Eliminierung des Reinigungsschrittes beim Zwischenprodukt nicht nur der hohe Reinheitsgrad des Produktes auffällt, sondern dass auch die Gesamtausbeute erhöht wird. Bislang in der Technik bekannte Verfahren, die einen Reinigungsschritt einschliessen, ergeben eine Gesamtausbeute von etwa 65 $, während die Ausbeute beim erfindungsgemässen Verfahren, wie oben festgestellt, über 95 "/» liegt.
BAD ORIGINAL
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/ Patentansprüche:

Claims (4)

Patentans prüche
1.) Verfahren, zur Herstellung von β -Halogenäthylphosphonsäure, dadurch gekennzeichnet, dass (a) ein Tris-(2-halogenäthyl)-phosphit in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels erhitzt wird und sich daraus ein Bis-(2-halogenäthyl)-/2-halogenäthylphosphonat bildet, (b) das organische Lösungsmittel aus dem Reaktionsgemisch (a) entfernt wird und (c) das Bis-(2-halogenäthyl)-/3-halogenäthylphosphonat nach Schritt (b) ohne weitere Reinigung mit einer starken Mineralsäure behandelt wird, wobei /S-Halogenäthylphosphonsäure entsteht.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralsäure die wässrige Lösung eines Halogenwasserstoffs ist.
3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralsäure gasförmiger Chlorwasserstoff ist.
4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei erhöhter -Temperatur gearbeitet wird und die Mineralsäure Chlorwasserstoffgas ist.
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BAD
DE19681768219 1967-04-27 1968-04-17 Verfahren zur herstellung von beta-halogenaethylphosphonsaeuren Withdrawn DE1768219B2 (de)

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