DE2043520A1 - Alkane phosphonic acid di-esters prepn - Google Patents

Alkane phosphonic acid di-esters prepn

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DE2043520A1 DE19702043520 DE2043520A DE2043520A1 DE 2043520 A1 DE2043520 A1 DE 2043520A1 DE 19702043520 DE19702043520 DE 19702043520 DE 2043520 A DE2043520 A DE 2043520A DE 2043520 A1 DE2043520 A1 DE 2043520A1
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Hans-Jörg Dr. 6231 Bad Soden Kleiner
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Farbwerke Hoechst AG vormals Meister Lucius & Brüning, 6000 Frankfurt
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Abstract

Alkane acid diesters prepn. Compds. (I) useful as intermediates for plant protecting and phytosanitary agents, as anti-foaming agents, extracting agents for salts of uranium and transuranium elements, corrosion inhibitors and oil additives are prepd. by reacting a compd. (II) with an alpha-mono olefin in the presence of a free radical source esp. tert.-butyl peroxide and/or UV light at 130-250 degrees C. where R1 is 2-22C alkyl and R2 and R3 are 1-22C alkyl. (I) is prepd. in high yields and a short reaction time.

Description

Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäurediestern (Zusatz zur Patentanmeldung P 19 63 014.9 - HOE 69/F 330) Gegenstand der Hauptanmeldung P 19 63 014.9 ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäurediestern der allgemeinen Formel worin R1 eine Alkylgruppe mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen und R2 und R3 Alkylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man Dialkylphosphite der allgemeinen Formel worin R2 und R3 die obengenannte Bedeutung besitzen, mit schwefelfreien oder nahezu schwefelfreien cU-Monoolefinen mit 4 bis 22 C-Atomen in Gegenwart von Radikalbildnern und/oder W-Licht bei einer Temperatur von 130.bis 2500C, vorzugsweise von 150-195°C, umsetzt.Process for the production of alkanephosphonic diesters (addendum to patent application P 19 63 014.9 - HOE 69 / F 330) The subject of the main application P 19 63 014.9 is a process for the production of alkanephosphonic diesters of the general formula wherein R1 is an alkyl group with 4 to 22 carbon atoms and R2 and R3 are alkyl groups with 1 to 22 carbon atoms, characterized in that dialkyl phosphites of the general formula where R2 and R3 have the abovementioned meaning, with sulfur-free or virtually sulfur-free cU-monoolefins with 4 to 22 carbon atoms in the presence of radical formers and / or UV light at a temperature of 130 to 2500C, preferably 150-195 ° C , implements.

Es wurde nun gefunden, daß die Umsetzung obiger Dialkylphosphite nach dem Verfahren der Hauptanmeldung auch mit oc0lefinen, die weniger als 4 C-Atomen enthalten, also mit Äthylen und Propylen, in hohen Ausbeuten zu den entsprechenden Alkanphosphonsäurediestern führt. Dies ist besonders Uberraschend, weil in der UoA-S>atentschrift 2 478 390 beschrieben ist, daß bei der Anlagerung von Äthylen an Diäthylphosphit bei 80-115°C mit Dit nzoylperoxyd als Katalysator der gewunschte Äthanphosphonsäure-@iäthylester nur in 41,5 tger Ausbeute anfällt, während der ^!it aus höher siedenden Telornerisaten besteht.It has now been found that the implementation of the above dialkyl phosphites after the process of the main application also with olefins that have fewer than 4 carbon atoms contain, so with ethylene and propylene, in high yields to the corresponding Alkanphosphonsäurediestern leads. This is particularly surprising because in the UoA-S> atentschrift 2,478,390 describes that the addition of ethylene to diethyl phosphite at 80-115 ° C with dit nzoyl peroxide as a catalyst, the desired ethanophosphonic acid @ iäthylester is only obtained in a yield of 41.5 days, while it is obtained from higher-boiling telornerizates consists.

Es ist weiterhin überraschend, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren im Falle des Einsatzes von Propylen die Propanphosphonsäurediester zu mindestens 95 aus den n-Propan-Derivaten bestehen, während die Isopropanphosphonsäurediester nicht oder nur in untergeordnetem Maße gebildet werden.It is also surprising that in the process according to the invention in the case of the use of propylene the propanephosphonic diester at least 95 consist of the n-propane derivatives, while the isopropane phosphonic acid diester not or only to a minor extent.

Die bei dem vorliegenden Verfahren eingesetzten Ausgangsprodukte sollen von hoher Reinheit sein. Insbesondere sollen Äthylen und Propylen schwefelfrei oder nahezu schwefelfrei sein. Ihre Reinheit soll übereinstimmen mit der Reinheit, wie sie für die erfolgreiche Polymerisation nach dem bekannten Ziegler-Verfahren erforderlich ist.The starting products used in the present process should be of high purity. In particular, ethylene and propylene should be sulfur-free or be almost sulfur-free. Your purity should coincide with the purity of how they are required for successful polymerization according to the known Ziegler process is.

Die erfindungsgemäße Umsetzung wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß in das Dialkylphosphit das Olefin unter lebhaftem Rühren in dem Maße eingeleitet wird, in dem es sich anlagert. Dialkylphosphit und Olefin werden dabei vorzugsweise im Molverhältnis von etwa 1:1 eingesetzt. Es ist auch möglich, einen der Reaktionspartner im Ueberschuß zu verwenden. Dabei erwächst jedoch kein Vorteil. Die Anwendung von Druck ist nicht erforderlich.The reaction according to the invention is expediently carried out in the manner that the olefin is introduced into the dialkyl phosphite with vigorous stirring to the same extent in which it accumulates. Dialkyl phosphite and olefin are preferred used in a molar ratio of about 1: 1. It is also possible to use one of the reactants to be used in excess. However, there is no advantage here. The application of No pressure is required.

Die Umsetzung kann auch in Gegenwart von inerten Lösungsmitteln durchgeführt werden. Beispiele hierfür sind Alkohole, Ester und Kohlenwasserstoffe, wie Benzol. Vorzugsweise wird jedoch in Abwesenheit von Lösungsmitteln gearbeitet.The reaction can also be carried out in the presence of inert solvents will. Examples are alcohols, esters and hydrocarbons such as benzene. However, it is preferred to work in the absence of solvents.

Die Umsetzung kann auch unter Inertgasatmosphäre durchgeführt werden. Als Inertgas kommen vor allem Argon und Stickstoff in.The reaction can also be carried out under an inert gas atmosphere. Argon and nitrogen are the main inert gases.

Betracht. Aber auch das eingesetzte Olefin selbst kann als Schutzgas dienen.Consideration. But the olefin used itself can also be used as a protective gas to serve.

Die Umsetzungsdauer beträgt im allgemeinen etwa 1 bis 3 Stunden.The reaction time is generally about 1 to 3 hours.

In den meisten Fällen liegt sie bei etwa 2 Stunden. Nur bei der Verwene ng von UV-Licht-Bestrahlulg ist es zur Erzielung einer hohen Allst)eute zweckmäßig, die Reaktionszeiten auf etwa 5 bis 8 Stunden auszudehen.In most cases it is around 2 hours. Only with the used one When using UV light irradiation, it is advisable to extend the reaction times to about 5 to 8 hours.

Die Umsetzung verläuft praktisch quantitativ. Die gebildeten Alkanphosphonsäurediester können durch Destillation gereinigt werden. Sie stellen dann entgegen den Angaben der Literatur im Falle des Einsatzes von Propylen die endständigen Propanphosphonsäurediester zu mindestens 95 96 dar. Telomerisate werden nicht gebildet. Im Hinblick auf die oben zitierte USA-Patentschrift ist das besonders überraschend und unerwartet.The implementation is practically quantitative. The alkanephosphonic diesters formed can be purified by distillation. You then put against the information the literature, in the case of the use of propylene, the terminal propanephosphonic acid diesters at least 95,96. Telomerizates are not formed. In terms of This is particularly surprising and unexpected, cited above.

Das Verfahren kann auch kontinuierlich gestaltet werden.The process can also be carried out continuously.

Die verfahrensgemäß erhaltenen Äthan- und Propanphosphonsäureester stellen technisch und wirtschaftlich sehr bedeutende Zwischenprodukte dar für den Bereich des Pflanzenschutzes. So ist bekannt, daß diese Ester durch Umsetzung mit Phosgen bei Raumtemperatur die Alkanphosphonsäuretiesterchloride liefern, die wichtige Ausgangsprodukte für Pflanzenschutzmittel darstellen. Bisher konnte zwar z.B. Äthanphosphonsäurediäthylester auch durch Umlagerung nach Arbusov aus Triäthylphosphit gewonnen werden. Triäthylphosphit ist als Ausgangsprodukt jedoch schwieriger und teurer als Diäthylphosphit herzustellen.The ethane and propane phosphonic acid esters obtained according to the process are technically and economically very important intermediate products for the Field of plant protection. It is known that these esters by reaction with Phosgene provide the alkanephosphonic acid ester chlorides at room temperature, the important ones Represent starting products for pesticides. So far, e.g. ethanephosphonic acid diethyl ester can also be obtained from triethyl phosphite by rearrangement according to Arbusov. Triethyl phosphite As a starting product, however, it is more difficult and more expensive to manufacture than diethyl phosphite.

Das Verfahren vorliegender Erfindung gestattet es, Äthan- und Propanphosphonsäurediester in einfacher Weise herzustellen und stellt damit einen erheblichen technischen Fortschritt dar.The process of the present invention allows ethane and propane phosphonic acid diesters in a simple manner and thus represents a considerable technical advance represent.

Beispiel 1 In 500 g Dimethylphosphit wird unter Stickstoffatmosphäre bei 158-1600C 4,5 Stunden unter sehr lebhaftem Rühren in dem Maße Äthylen eingeleitet, wie es sich anlagert, während ein Gemisch von 25 g Dimethylphosphit und 2,5 g Di-tert.-butylperoxyd eingetropft wird. Anschließend wird destilliert. Man erhält 646 g Äthanphosphonsäurediester, Kp,30:900C. Das entspricht einer Ausbeute von 98,5 % d.Th.Example 1 In 500 g of dimethyl phosphite, under a nitrogen atmosphere introduced at 158-1600C for 4.5 hours with very vigorous stirring to the extent of ethylene, as it accumulates, while a mixture of 25 g of dimethyl phosphite and 2.5 g of di-tert-butyl peroxide is dripped in. It is then distilled. 646 g of ethanephosphonic acid diester are obtained, Bp, 30: 900C. This corresponds to a yield of 98.5% of theory.

Beispiel 2 In 500 g Diäthylphosphit wird unter Stickstoffatmosphäre Äthylen bei 1700C 2 Stunden unter sehr lebhaftem Rühren in dem Maße eingeleitet, wie es sich anlagert, während ein Gemisch von 20 g Diäthylphosphit und 2 g Di-tert.-butylperoxyd eingetropft wird. Anschließend wird destilliert. Man erhält 597,5 g Äthanphosphonsäurediäthylester. Das entspricht einer Ausbeute von 95,5 % d.Th.Example 2 In 500 g of diethyl phosphite under a nitrogen atmosphere Ethylene was introduced at 1700C for 2 hours with very vigorous stirring to the extent that how it accumulates while a mixture of 20 g diethyl phosphite and 2 g of di-tert-butyl peroxide is added dropwise. It is then distilled. Man receives 597.5 g of diethyl ethanephosphonate. This corresponds to a yield of 95.5% of theory

Beispiel 3 In 555 g Diisobutylphosphit wird unter Stickstoffatmosphäre Äthylen bei 180-1850C 3 Stunden unter lebhaftem Rühren in dem Maße eingeleitet, wie es sich anlagert, während ein Gemisch von 14 g Diisobutylphosphit und 4 g Di-tert.-butylperoxyd eingetropft wird. Anschließend wird destilliert. Man erhält 628 g Äthanphosphonsärediisobutylester Das entspricht einer Allsbeute von 96,5 , d.Th.Example 3 In 555 g of diisobutyl phosphite is added under a nitrogen atmosphere Ethylene passed in at 180-1850C for 3 hours with vigorous stirring to the extent that how it accumulates, while a mixture of 14 g of diisobutyl phosphite and 4 g of di-tert-butyl peroxide is dripped in. It is then distilled. 628 g of Äthanphosphonsärediisobutylester are obtained This corresponds to a total yield of 96.5, i.e.

Beispiel 4 In 500 g Diäthylphosphit wird unter Stickstoffatmosphäre Propylen bei 170-1800C 2 Stunden unter sehr lebhaftem Rühren in dem Maße eingeleitet, wie es sich anlagert, während ein Gemisch von 17 g Diäthylphosphit und 2 g Di-tert.-butylperoxyd eingetropft wird. Anschließend wird destilliert. Man erhält 633 g, Kp.0,5: 500C. Das entspricht einer Ausbeute von 94 96 d.Th.an Propanphosphonsäurediäthylester.Example 4 500 g of diethyl phosphite are added under a nitrogen atmosphere Propylene introduced at 170-1800C for 2 hours with very vigorous stirring to the extent that how it accumulates, while a mixture of 17 g of diethyl phosphite and 2 g of di-tert-butyl peroxide is dripped in. It is then distilled. 633 g, boiling point 0.5: 500 ° C. are obtained. This corresponds to a yield of 94 96 of theory of diethyl propanephosphonate.

Beispiel 5 In 500 g Di-n-decylphosphit wird unter Stickstoffatmosphäre Äthylen bei 175-1800C 30 Minuten unter sehr lebhaftem Rühren in dem Maße eingeleitet, wie es sich anlagert, während ein Gemisch von 23 g Di-n-decylphosphit und 2 g Di-tert.-butylperoxyd eingetropft wird. Man erhält 565 g Äthanphosphonsäure-didecylester. Das entspricht einer Ausbeute von 100 , d.Th.Example 5 In 500 g of di-n-decyl phosphite is added under a nitrogen atmosphere Ethylene introduced at 175-1800C for 30 minutes with very vigorous stirring to the extent that how it accumulates, while a mixture of 23 g of di-n-decyl phosphite and 2 g of di-tert-butyl peroxide is dripped in. 565 g of didecyl ethane phosphonate are obtained. Corresponding a yield of 100, i.e.

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäurediestern der allgemeinen Formel worin R1 eine Alkylgruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen und R2 und R3 Alkylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, durch Umsetzung von Dialkylphosphiten der allgemeinen Formel worin R2 und R3 die obengenannte Bedeutung besitzen, mit schwefelfreiem oder nahezu schwefelfreien Olefinen unter Bestrahlung mit UV-Licht und/oder in Gegenwart von Radikalbildnern bei einer Temperatur von 130°C bis 2500C gemäß Hauptanmeldung P 19 63 014,9, dadurch gekannzeichnet, daß man die Umsetzung mit Äthylen oder Propylen durchführt.1. Process for the preparation of alkanephosphonic diesters of the general formula where R1 is an alkyl group with 2 or 3 carbon atoms and R2 and R3 are alkyl groups with 1 to 22 carbon atoms, by reaction of dialkyl phosphites of the general formula wherein R2 and R3 have the meaning given above, with sulfur-free or almost sulfur-free olefins under irradiation with UV light and / or in the presence of radical formers at a temperature of 130 ° C to 2500C according to main application P 19 63 014.9, characterized in that the reaction is carried out with ethylene or propylene.
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