DE2132025A1 - Process for the production of phosphonic acids - Google Patents
Process for the production of phosphonic acidsInfo
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- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
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Description
PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O, MAUERKIRCHERSTR. 45 PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O, MAUERKIRCHERSTR. 45
9 1 ^ 9 Π 9 R9 1 ^ 9 Π 9 R
Dr.. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 Manchen 80, Mauerkircherstraße 45 · Dr .. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 Manchen 80, Mauerkircherstraße 45
Ihr SchreibenYour writing
Unser ZeichenOur sign
Datumdate
28. Juni 1971June 28, 1971
Anwalt s cürb e 21 14% Be/HoLawyer s cürb e 21 14 % Be / Ho
Monsanto Gonrpany 8t. Louis/USAMonsanto Gonrpany 8t. Louis / USA
"Verfahren zuv Herstellung von Phosphonsäuren""Process for the production of phosphonic acids"
Die vorliegende xirfindun^ betrifft Verfahren zur Herstellung von Phosphonsäuren und ii:i Besonderen ein verbessertes Verfahren :iur Hox'ütollung von l-IIydroxy-organo-l.l-DipiioijplionsLlu- L'du, in Besonderen der l-IIydroxy-niedrioalkylideii-l.l-Diphoi.3-pjiona;i.urüii, v/obei es für eine kontinuierliche Arbeitsv/eiaeThe present xirfindun ^ relates to processes for the preparation of phosphonic acids and ii: i in particular an improved process: iur Hox'ütollung of l-IIydroxy-organo-ll-DipiioijplionsLlu-L'du , in particular the l-IIydroxy-lower alkylideii-ll-Diphoi .3-pjiona; i.urüii, v / obei es for continuous working v / eiae
μ f-., 10988 3/1959 0ADORlGiNAtμ f -., 10988 3/1959 0ADORlGiNAt
*» 70 43 (» 70 43) 4« 33 10 (M 33 1·) TeUoramm«! IEROSTAPFPATINT MtMttfl TELEX 05 24 Κβ BERG Bank. faywMtt VtrtiMlNmk M«mImm 4M 10» Peit»*«ki MMmI 4*4· * »70 43 (» 70 43) 4 «33 10 (M 33 1 ·) TeUoramm«! IEROSTAPFPATINT MtMttfl TELEX 05 24 Κβ BERG Bank. faywMtt VtrtiMlNmk M «mImm 4M 10» Peit »*« ki MMmI 4 * 4 ·
geeignet ist.suitable is.
Kach der TJ0S.-Patentschrift 5-449 409 können 1 -Hydroxyorgano-1o1-diphosphonsäuren vorteilhaft dadurch hergestellt werden, daß eine niedere, aliphatisch^ Monocarbonsäure und ein Phösphortrihalogenid (Phosphortribromid oder Phosphortrichlorid) nach einem solchen' Reaktionsablauf umgesetzt werden, daß wenigstens ein Teil des Organohalogenids (—bromid oder -Chlorid)-Nebenproduktes aus der Reaktion als Reaktionspartner zur Herstellung der gewünschten Phosphonsäuren verwendet wird. Fach den Lehren dieses Patents werden viele und verschiedene Vorteile erreicht, wozu die Herstellung von bestimmten Diphosphonsäuren in hoher Ausbeute, z.B. höher als ungef. 97$ und Reinheit, wie beispielsw. mit einem geringe- ■ ren Gehalt als ungef. 3$ H^PO, gehören. In dieser Patentschrift ist weiter ausgeführt, daß das dort beschrieb» Verfahren wenigstο einen Teil des Organohalogenid-Hebenprodukts verwendet, das sonst als Abfallprodukt zu werten wäre und daß das Verfahren leicht und selektiv gesteuert werden kann.According to TJ 0 S. patent specification 5-449 409, 1-hydroxyorgano-1 o 1-diphosphonic acids can advantageously be prepared by reacting a lower, aliphatic monocarboxylic acid and a phosphorus trihalide (phosphorus tribromide or phosphorus trichloride) according to such a reaction sequence, that at least a portion of the organohalide (bromide or chloride) by-product from the reaction is used as a reactant for the preparation of the desired phosphonic acids. Many and varied advantages are achieved in the teachings of this patent, including the production of certain diphosphonic acids in high yield, e.g., greater than approx. 97 $ and purity, such as with a lower ■ salary than approx. 3 $ H ^ PO, belong. In this patent it is further stated that the “process described there uses at least part of the organohalide by-product that would otherwise be classified as a waste product, and that the process can be controlled easily and selectively.
Während das in der US-Patentschrift 3 449 409 beschriebene Verfahren viele Vorteile aufweist, ist ein technisches Verfahren nach der Produktionsmenge oder nach der Herstellung des gewünscht. Endprodukts pro Zeiteinheit zu werten.Daher ist jede Verbesserung im Rahmen dieser erwähnten Richtlinien sehr erwünscht, besonders wenn diese keine zusätzlichen Kapitalinvestierungen erforderlich -machen, um das ge-While the process described in US Pat. No. 3,449,409 has many advantages, it is an engineering process according to the production quantity or according to the manufacture of the desired. To evaluate the end product per unit of time any improvement is within the scope of these guidelines mentioned very desirable, especially if these do not require additional capital investments to achieve the
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v/ünselite Endergebnis au erreichen«v / ünselite final result au «
3s ist. demgemäß ein Hauptgegens"band der vorliegenden Hrf induiig. ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1-Hydroxy-orgaiio-l.l-Diphosjxhonsäuren zur Verfugung zu stellen.3s is. Accordingly, a major contradiction was bound by the present hearing. an improved process for the preparation of 1-hydroxy-orgaiio-l-diphosjxhonsäuren to provide.
Weitere 3-egenstände der vorliegenden Erfindung sind:Further 3 objects of the present invention are:
- üin Verfahren zur Herstellung von l-Hydroxy-organo-lol-Dipliosphoiisöuren, da.s für eine kontinuierliche- Arbeitsweise geeignet ist.- üin process for the production of l-hydroxy-organo-lol-Dipliosphoiisöuren, da.s is suitable for a continuous working method.
- Ein Verfahren sur Herstellung von l-Hydroxy-organo-l.l-Dipliosplioiisuuren, das eine erhöhte Produktion, gemessen an der pro Zeiteinheit hergestellten 3 Loire menge, in Vergleich au Verfahren nach dem Stand der Technik zuläßt.- A process for the production of l-hydroxy-organo-l-dipliosplioiisuuren, This is an increased production, measured by the amount of 3 Loire produced per unit of time, in comparison to processes according to the state of the art.
Ba allceueinen besteht das Verfalireii der vorliegenden Erfindung darin, daß man (a) in einer Reaktionszone eine niedere aliphatisch^ Llonocai'bonsäure und ein Phosphortrihalogenid (Phosphoi^tribromid oder Phosphortrichlorid) unter Bildung eines flüssigen Reaktionsprodukts umsetzt, (b) das Reaktionsorodukt ausreichend lange stehen läßt, ura in Wesentlichen die L'rennung in eine f HiSSIgC7 Säure von Phosphor enthaltende Phase luid eine flüssige ITebeiiprodukt-organo-halogenidphase und die trennung der "beiden flüssigen Phasen 2u erreichen, (c) die flüsoige/ Säure von Phosphor enthaltende Phase lcühlt und bei einer geringeren 2ei.iperatur als ungef ihr 60° h.'Ält, (d) zu derBasically, the method of the present invention consists in (a) converting a lower aliphatic Llonocai'bonsäure and a phosphorus trihalide (Phosphoi ^ tribromide or phosphorus trichloride) in a reaction zone to form a liquid reaction product, (b) the reaction product is sufficiently long can, in essence, the ura L'SEPARATION in a f 7 HiSSIgC acid of phosphorus-containing phase luid a liquid ITebeiiprodukt-organo-halide phase and the separation 2u reach the "two liquid phases, (c) the flüsoige / acid of phosphorus-containing phase lcühlt and at a lower temperature than about 60 ° h
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ßAÖ ORIGINALßAÖ ORIGINAL
gekühlten, flüssigen. Säure von Phosphor enthaltenden Phase, nachfolgend vereinfachend "Phosphörsäuren(f-phase bezeichnet, in der Reaktionszone bis zu 70 G-ew< >$ einer Mono carbonsäure (wie oben und nachfolgend definiert), bez. auf das Gesamtgewicht der in der Stufe (a) umgesetzten Ausgangsinonocarbonsäure, zugibt, (e) zu der gekühlten, flüssigen Phosphorsäurenphase und der zusätzl, Monocarbonsäure, bei-de in derchilled, liquid. Acid of phosphorus-containing phase, hereinafter referred to for the sake of simplicity, phosphoric acids (f -phase, in the reaction zone up to 70% by weight <> $ of a monocarboxylic acid (as defined above and below), based on the total weight of the in step (a ) converted starting monocarboxylic acid, adds (e) to the cooled, liquid phosphoric acid phase and the additional monocarboxylic acid, both in the
k Reaktionszone, bis zu 70 G-ewe# Phosphortrihalogenid (wie oben definiert), bez« auf das Gesamtgewicht des Anfangsphosphortrihalogenids in der vorausgehenden Stufe (a) unter der Voraussetzung zugibt, daß das Molarverhältnis der zugeführten Säure zu dem zugeführten Trihalogenid wenigstens 2:1 ist, unter Bildung eines weiteren flüssigen (Reaktions)-Produkts, (f) die Stand- und Trennverfahren der vorausgehende Stufe (b) wiederholt, (g) die gesamte flüssige Phosphorsäurenphase in der Reaktionszone auf erhöhte Temperaturen erhitzt, (h) wenigstens einen Teil der insgesamt (gesammelten)k reaction zone, up to 70 G ew e # phosphorus (as defined above), "adding inscribed on the total weight of the Anfangsphosphortrihalogenids in the preceding stage (a) with the proviso that the molar ratio of the acid supplied to the supplied trihalide at least 2: 1 is, with the formation of a further liquid (reaction) product, (f) the standing and separation process of the previous step (b) is repeated, (g) the entire liquid phosphoric acid phase in the reaction zone is heated to elevated temperatures, (h) at least one Part of the total (collected)
ψ flüssigen Organohalogenid-Nebenproduktphase der Reaktionszone zur Umsetzung mit der flüssigen Phosphorsäurenphase zurückführt, wodurch ein normalerweise festes, wasserfreies Reaktionsprodukt gebildet wird und (i) danach das gewünschte Produkt einer 1-Hydroxyorgano-i«1-diphosphonsäure aus dem normalerweise festen, wasserfreien Reaktionsprodukt gewinnt O ψ recirculates liquid organohalide by-product phase of the reaction zone for reaction with the liquid phosphoric acid phase, whereby a normally solid, anhydrous reaction product is formed and (i) then the desired product of a 1-hydroxyorgano-i «1-diphosphonic acid is obtained from the normally solid, anhydrous reaction product O
In Verbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren bestehen die spezifischen Verbesserungen gegenüber dem in der US-Patentschrift 3 449 410 beschriebenen Verfahren in den oben an-In connection with the process described above, there are the specific improvements over that in the US patent 3 449 410 in the procedures described above in the
^t'G) bis (f). Es wurde unerwartöfectgeatelltä 1Ö9883/19B9 = ' 5 ^ t'G) to (f). It was like unerwartöfectgeatellt 1Ö9883 / 19B9 = '5
daß unter Verwendung dieser Verbesserungsstufen (c) bis (f) die Produktionsmenge an gewünschter Diphosphonsäure pro Zeiteinheit wesentlich erhöht wird, beispielsweise bis au 40 ^, ohne'daß zusätzliche Kapitalinvestierungen erforderlich wären. that using these improvement levels (c) to (f) the production amount of the desired diphosphonic acid per unit of time is increased substantially, for example up to 40 ^, without the need for additional capital investments.
Die oben erwähnte Produktionserhöhung pro Zeiteinheit, die sich aus den Verbesserungen der vorliegenden Erfindung gegenüber den Verfahren der US-Patentschrift 3 449 409 ergibt, war völlig unerwartet, weil au erwarten war, daß Nebenreaktionen eintreten würden, wenn die aweiten Anteile oder Mengen an Phosphorbrihalogeiiid und Moiiocarbonsäure zu der Säure von Phosphor enthaltenden flüssigen Phase zugegeben werden, die eine Vielzahl an nachfolgend beschriebenen Verbindungen enthalt, die im allgemeinen als solche sehr reaktionsfähige Mat e ri:.,! 1 en - s i-nd.The above-mentioned increase in production per unit of time, the results from the improvements of the present invention over the methods of U.S. Patent 3,449,409 completely unexpected because it was expected that side reactions would occur if the other proportions or amounts of Phosphorbrihalogeiiid and molocarboxylic acid are added to the acid of phosphorus-containing liquid phase, the contains a large number of compounds described below, which is generally very reactive as such Mat e ri:.,! 1 en - s i-nd.
Hinoichtlicli der Phosphor.trihalogenid-LIonocarbonsuureroaktion aoi:;t der nachfolgende üoaktionsablauf die Geaamtreaktion bei Verwendung von Phosphortricnlorid als Phosphortrihalogenid-Roaktionupartiier und stöohionietrischer Mengen der Reaktions-In addition, the phosphorus trihalide-LIonocarbonsuureroaktion aoi:; t the subsequent action sequence contributes to the overall reaction Use of phosphorus trichloride as a phosphorus trihalide component and stoohionietric quantities of the reaction
0 0 Ii 00 0 Ii 0
HO. " « " OHHO. "« "OH
ilil
PCI* + 3 R-Ci-OH f P-O-P + Organo-«lilorid-PCI * + 3 R-Ci-OH f POP + Organo- «lilorid-
ι ^xoil Ilebenproduktι ^ x oil Ileben product
OH - ■■ - -OH - ■■ - -
4ηΛ . BAD ORIGINAL 4ηΛ . BATH ORIGINAL
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worin der Rest R eine aliphatisch^ Gruppe mit 1 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatomen ist„ Obwohl der Rest R ungesättigte Hydro carbylgruppen, wie äthylenisch ungesättigte Hydrocarbylgruppen (Alkenyl) und dergleichen darstellen kann, wird es vorgezogen, daß R eine Alkylgruppe ist.wherein the radical R is an aliphatic group with 1 to about 6 carbon atoms is “Although the remainder R is unsaturated hydro carbyl groups, such as ethylenically unsaturated hydrocarbyl groups (Alkenyl) and the like, it is preferred that R is an alkyl group.
Die Verbindungen, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können, d.h„ die Verbindungen II in der oben angegebenen Formel, werden hier mit dem Sammelbegriff "1-Hydroxyorgano-1eidiphosphonsäuren" bezeichnet, und wenn R eine bevorzugte Alkylgruppe ist, werden diese Verbindungen hier allgemein als "l-Hydroxy-niedrigalkyliden-1 oi-diphosphonsäuren" bezeichnet,, Die Verbindungen können ebenso als Alkan-1-hydroxy-1.1-diphosphonsäuren bezeichnet werden. Solche Verbind, haben sich als Sequestrierungsmittel für Schwermetallkationen in wäßrigen Systemen als geeignet erwiesen; siehe US-Patentschrift 3 214 454.The compounds that can be prepared by the process of the present invention, i.e., the compounds II in the above formula are referred to here with the collective term "1-hydroxyorgano-1eidiphosphonic acids", and when R is a preferred alkyl group, these compounds are referred to herein generally as "1-hydroxy-lower alkylidene-1 oi-diphosphonic acids "denotes ,, the compounds can also referred to as alkane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acids will. Such compounds have proven to be suitable as sequestering agents for heavy metal cations in aqueous systems proven; see U.S. Patent 3,214,454.
Zu niederen, aliphatischen Monocarbonsäuren, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Essigsäure, Acrylsäure, Propionsäure, Propiolsäure,Isobuttersäure, Methacrylsäure, N-Buttersäure, Vinylessigsäure, Äthylmethylessigsäure und dergleichen. Es wird bevorzugt diese Säuren in einer Konzentration über ungefähr 97 Grewe# zu verwenden, obgleich Säuren mit geringeren Wassermengen verwendet werden können..Lower aliphatic monocarboxylic acids that can be used in the present invention include acetic acid, acrylic acid, propionic acid, propiolic acid, isobutyric acid, methacrylic acid, N-butyric acid, vinyl acetic acid, ethylmethyl acetic acid, and the like. It is preferred to use these acids in a concentration above about 97 Grew e #, although acids with lesser amounts of water can be used.
Γ0 98 83/ 1 959 -' Γ0 98 83/1 959 - '
Von dem flüssigen Reaktiohsprodukt, das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, Stufe (a), zuerst dadurch gebildet wird, daß man Carbonsäure und Phosphortrihalogenid umsetzt, wird angenommen, daß esFrom the liquid reaction product used in the process of the present invention, step (a), is first formed by adding carboxylic acid and phosphorus trihalide implements it is believed to be
ein Gemisch von Phosphor säur en (einschl. orthO'- und Pyrophosphorsäuren und deren Gemische) und acylierten Derivaten derselben (gewöhnlich in geringeren Mengen) ist und als Nebenprodukt Organohalogenid (Carbonsäurebromid oder -Chlorid), Halogenwasserstoffsäuren (HBr od. HCl), nicht umgesetzte Carbonsäure und dgl. enthält»Dieses Reaktionsprodukt kann hergestellt werden durch physikalisches Mischen, einschl.. chemischer Reaktion der Carbonsäure und des Phosphortrihalogenids in einem Molarverhältnis von wenigste ungefähr 2:1 (Carbonsäure:PX^, worin X das Halogenatom ist) und vorzugsweise wenigstens ungef. 3:1, obgleich ein geringer Überschuß an Carbonsäure, wie ungef.10 bis ungef. 50 Gewo$, bez. auf das Gewicht der Reaktionspartner besonders bevorzugt wird. Es wird bevorzugt, daß das Phosphortrihalogenid zu der Carbonsäure zugegeben wirdoa mixture of phosphoric acids (including orthO'- and pyrophosphoric acids and their mixtures) and acylated derivatives thereof (usually in minor amounts) and as a by-product organohalide (carboxylic acid bromide or -chloride), hydrohalic acids (HBr or HCl), unreacted carboxylic acid and the like contains »This reaction product can be produced by physical mixing, including chemical reaction of the carboxylic acid and of phosphorus trihalide in a molar ratio of least about 2: 1 (carboxylic acid: PX ^, where X is the halogen atom is) and preferably at least approx. 3: 1, although a slight excess of carboxylic acid, such as about 10 to approx. 50 Gewo $, based on the weight of the reactants is particularly preferred. It is preferred that the phosphorus trihalide be added to the carboxylic acid
In der oben beschriebenen Stufe (a) wird die Reaktion bei Temperaturen durchgeführt, die ausreichend sind, das Gemisch aiis Reaktionsprodukt und dem als Nebenprodukt auftretenden Organohalogenid flüssig zu halten, wobei diese Temp. variieren können, je nach der verwendeten. Carbonsäure und dgl. Jedoch werden in dieser Stufe gewöhn!.Temperaturen von ungefähr 10 C bis ungefähr 80 C verwendet, wobei mäßige Temperaturen von -8-In step (a) described above, the reaction is carried out at temperatures which are sufficient for the mixture aiis reaction product and that occurring as a by-product To keep organohalide liquid, this temp. Can vary, depending on the one used. Carboxylic acid and Like. However, temperatures of about 10 C to about 80 C used, with moderate Temperatures from -8-
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ungefähr 30° bis ungefähr 600O bevorzugt werden.are preferably about 30 ° to about 60 0 O.
Bei der Herstellung der gewünschten Phosphonsäuren unter Verwendung anderer Verfahren, verlaufen die Reaktionen oftmals exotherm und sind daher schwierig zu steuern und zu handhaben. Da jedoch die hier bevorzugte Reaktion endotherm ist und damit der Vorteil einer besseren Steuerung der Verfahrensbedingungen gegeben ist, können schnellere Reaktionszeiten und dergleichen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhal-In making the desired phosphonic acids using other processes, the reactions are often exothermic and are therefore difficult to control and handle. However, since the preferred reaction here is endothermic and so the benefit of better control of process conditions is given, faster response times and the like can be obtained by the method of the present invention.
ten werdenwill be
Das flüssige Reaktionsprodukt läßt man sich, dann in zwei Phasen abtrennen, wobei angenommen wird, daß sie im wesentlichen oder vorherrschend aus einer Phosphorsäurenphase und dem Gehalt von deren acylierten Derivaten und aus einer Qrganohalogenid-Nebenproduktphase, siehe oben Stufe (b), bestehen. Wenn man PhosphortriChlorid als Reaktionspartner verwendet, ist die Phosphorsäurenphase die Bodenschicht und die Organochlorid-Nebenproduktphase die obere Schicht. Wenn man Phosphortribromid als Reaktionspartner verwendet, ist die Phosphorsäurenphase die obere Schicht und die Organobromidphase die Bodenschicht. Diese flüssigen Phasen werden leicht aus dem flüssigen Reaktionsprodukt gebildet, obgleich die Grenzen zwischen solchen Schichten nicht notwendigerweise deutlich sind, wenn man das flüssige Reaktionsprodukt kurze Zeit, vorzugsweise bewegungslos, stehen läßt (wobei man jedoch gewöhnlich längere Zeiten als ungefähr 30 Minuten, beispielsweise ungefähr 30 Minuten bis 24-0 Minuten verwen-The liquid reaction product can then be separated into two phases, which are assumed to consist essentially or predominantly of a phosphoric acid phase and the content of acylated derivatives thereof and of a Qr ganohalide by-product phase, see step (b) above. When using phosphorus trichloride as the reactant, the phosphoric acid phase is the bottom layer and the organochloride by-product phase is the top layer. When phosphorus tribromide is used as the reactant, the phosphoric acid phase is the top layer and the organobromide phase is the bottom layer. These liquid phases are easily formed from the liquid reaction product, although the boundaries between such layers are not necessarily clear if the liquid reaction product is left to stand for a short time, preferably motionless (but usually times longer than about 30 minutes, for example about 30 minutes) Minutes to 24-0 minutes
det)* 109883/195 9 "9" det) * 109883/195 9 " 9 "
— y _- y _
Die flüssigen Schichten können leicht mittels verschiedener Verfahren getrennt werden, wie durch Dekantieren, Zentrifugieren und dergleichen. Pilterhilfen können, wenn gewünscht, verwendet werden, wie coalescierende filter und dergleichen, um eine bessere Trennung der "beiden Schichten zu erreichen. Kachdem das flüssige Qrganohaligenid-Nebenprodukt, zum Beispiel das flüssige Carbonsäurehalogenid-Hebenprodukt, abgetrennt oder im wesentlichen aus der Reaktionszone entfernt ist, wird die in der Reaktionszone verbleibende flüssige Phosphorsäurenphase dann (wie oben in der Stufe (c) angegeben) auf eine geringere Temperatur als ungefähr 6O0C, jedoch nicht auf eine Temperatur, bei der die flüssige Phosphorsäurenphase gefrieren würde, gekühlt. Es wurde während der Versuche zu der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß bei Temperaturen über 600C, wie 800C, die Bildung von Chlorwasserstoffgasen, die während der zweiten Reaktion (siehe die obigen Stufen (d) und (e)) gebildet werden, zu schnell erfolgt, sodaß diese schnelle Bildungsgeschwindigkeit zu einem Verlust an Reaktionsrohmaterial, beispielsweise durch Mitreißen von Essigsäure in den Gasen, führt. Bei Temperaturen unter ungefähr dem Gefrierpunkt der flüssigen Phosphorsäuren- und Reaktionsrohmaterialien läuft die "zweite" Reaktion als solche nicht ab. Als Kühlbereich in dieser Stufe (c) wird daher eine Temperatur von ungefähr 30 bis ungefähr 4-O0C bevorzugt. The liquid layers can be easily separated by various methods such as decantation, centrifugation and the like. Pilter aids can be used, if desired, such as coalescing filters and the like to achieve better separation of the "two layers. After the liquid organohaligenide by-product, for example the liquid carboxylic acid halide by-product, is separated or substantially removed from the reaction zone , remaining in the reaction zone liquid phosphoric acid phase is then (as indicated above in step (c)) to a temperature lower than about 6O 0 C, but not cooled to a temperature at which the liquid acid phase would freeze. It was during of the experiments relating to the present invention found that at temperatures above 60 ° C., such as 80 ° C., the formation of hydrogen chloride gases which are formed during the second reaction (see steps (d) and (e) above) takes place too quickly so that this rapid rate of formation results in a loss of reaction raw material, e.g. by vinegar entrainment acid in the gases. As such, the "second" reaction does not proceed at temperatures below about the freezing point of the liquid phosphoric acid and reaction raw materials. A temperature of approximately 30 to approximately 4-O 0 C is therefore preferred as the cooling range in this stage (c).
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In Verbindung mit der oben beschriebenen Stufe (d) werden bis zu 70 Qew.-fo, vorzugsweise von ungefähr 30 bis ungefähr 65 Gew.-^,bezogen auf das Gesamtgewicht der in der Reaktion in der o"ben angegebenen Stufe (a) verwendeten Carbonsäure zu der gekühlten flüssigen Phosphorsäurenphase in der Reaktionszone zugegeben.In connection with step (d) described above, up to 70 percent by weight, preferably from about 30 to about 65 percent by weight, based on the total weight of the reaction in step (a) given above, are used Carboxylic acid is added to the cooled liquid phosphoric acid phase in the reaction zone.
In der Stufe (e) wird zu der anfangs gekühlten, flüssigen Phosphorsäurenphase das Phosphortrihalogenid zugegeben. Die in der Stufe (d) zugeführte zusätzliche Carbonsäure befindet sich ebenso in der Reaktionszone. Es wird bevorzugt, daß bei der Zugabe des Phosphortrihalogenids der Inhalt der Reaktionszone wenigstens zeitweise gerührt wird, um wirksame, zusätzliche Mengen des flüssigen Reaktionsprodukts zu bilden. Die in dieser Stufe (e) zugegebene Phosphortrihalogenidmenge beträgt bis zu 70 Gew.-^, vorzugsweise von ungefähr 30 bis ungefähr 65 Gewo-$,bezogen auf das Gesamtgewicht des in der vorausgehenden Stufe (a) verwendeten Phosphortrihalogenids. Weiterhin ist das Molarverhältnis der Carbonsäure und des Phosphortrihalogenids in den Stufen (d) und (e) das Gleiche, wie es vorausgehend in Verbindung mit der Stufe (a) bezeichnet wurde, beispielsweise wenigstens■2:1.In step (e) the initially cooled liquid becomes Phosphoric acid phase added the phosphorus trihalide. the Additional carboxylic acid fed in in step (d) is also in the reaction zone. It is preferred that at the addition of the phosphorus trihalide, the contents of the reaction zone is stirred at least intermittently in order to achieve effective, additional To form quantities of the liquid reaction product. The amount of phosphorus trihalide added in this step (e) is up to 70% by weight, preferably from about 30 to about 65 Gewo - $ based on the total weight of the previous step (a) used phosphorus trihalide. Furthermore, the molar ratio of the carboxylic acid and des Phosphorus trihalide in steps (d) and (e) is the same as previously referred to in connection with step (a) was, for example, at least ■ 2: 1.
Mit der Bildung zusätzlicher Mengen anTJeaktionsprodukt wird der Inhalt der Reaktionszone erneut der oben beschriebenen Stillstand- und Trennstufe (b) unterworfen. Diese zweiteWith the formation of additional amounts of reaction product the contents of the reaction zone are again subjected to the above-described standstill and separation stage (b). This second
χ flüssigem -11-χ liquid -11-
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Stillstand- und Trennstufe "bildet in der Reihenfolge des Ablaufs die Stufe (f), wie dies vorausgehend beschrieben wurde. Ss ergibt sich wiederum die Bildung von 2 Phasen, d.h. die Plio s phors äur enphas e und die Organo-halogenid-Nebenproduktsphase, wobei die zuletzt erwähnte von der erst erwähnten Phase abgetrennt wird.Standstill and isolation level "forms in the sequence of the sequence stage (f) as previously described. This again results in the formation of 2 phases, i.e. the Plio s phoric acid phase and the organo-halide by-product phase, the last-mentioned phase being separated from the first-mentioned phase.
Das Phosphors:\lurenphaseprodukt, vorausgehend beschrieben,wird dann (in der obigen Stufe (g)) auf erhöhte Temperatur, die im allgemeinen im Bereich von ungefähr 90 bis ungefähr 18O0C, je nach den jeweils verwendeten Reaktionspartnern und dergleichen liegen und unter atmosphärischem Druck, obgleich sowohl unter als auch über atmosphärische Drücke verwendet werden können und vorzugsweise auf Rückflußtemperaturen, (d.h. Temperaturen, bei denen wenigstens ein Teil der Reaktionspartner und/oder des Produkts Gase aus dem Phosphorsäurenprodukt bilden), erhitzt.The phosphorus: lurenphaseprodukt \, previously described, is then (in the above step (g)) at an elevated temperature, which are generally in the range of about 90 to about 18O 0 C, depending on the particular reactants used and the like, and under atmospheric Pressure, although both below and above atmospheric pressures can be used and preferably to reflux temperatures (ie, temperatures at which at least a portion of the reactants and / or the product form gases from the phosphoric acid product).
Während das Phosphorsäurenprodukt unter erhöhten Temperaturen gehalten wird, wird wenigstens ein Teil des Carbonsäurehalogenid-ltfebenprodukts zu diesem Produkt zurückgeführt oder im Kreislauf geführt. Damit erhält man die Stufe (h). Obgleich das Halogenid-Nebenprodukt als Gas zugeführt werden kann, wird es vorzugsweise als Flüssigkeit (weil es als flüssige Phase erhalten wird, besser zu handhaben ist und eine bessereWhile the phosphoric acid product is maintained at elevated temperatures, at least a portion of the carboxylic acid halide byproduct becomes returned to this product or recycled. This gives level (h). Although the halide by-product can be supplied as a gas, it is preferably supplied as a liquid (because it is considered a liquid Phase is obtained, is easier to handle and a better one
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Steuerung der Reaktion ermöglicht), zu dem flüssigen Teil des Produkts und vorzugsweise unter die ausgesetzte Oberfläche des Produkts (unter die Oberflächenschicht), doh. unter die Oberfläche, von der Dämpfe während dem Erhitzen gebildet werden, zugegeben. Obgleich man einige Vorteile bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung dadurch erreichen kann, daß man das Halogenid-Nebenprodukt dem gebildeten Dampf aus dem flüssigen Teil während der Erhitzung zugibt, wird dieses Verfahren wegen der Möglichkeit höherer Verluste des Halogenid-Uebenprodukts aus dem Reaktionsgefäß nicht bevorzugt. Obgleich das gesamte gesammelte Carbonsäure-halogenid-Nebenprodukt, wie vorausgehend beschrieben, zu dem Reaktionsprodukt während dem Erhitzen wieder zugeführt werden kann, wird dies nicht bevorzugt, weil eine solche Menge im allgemeinen im Überschuß steht zu der zur Erreichung der Vorteile der vorliegenden Erfindung erforderlichen Menge, was allgemein gesagt die Handhabung unnötiger Mengen an Halogenid-Nebenprodukt zur Folge hätte. Darüberhinaus wird es, obgleich extrem niedere Mengen des Halogenid-Nebenprodukts zu dem Reaktionsprodukt während dem Erhitzen zum Erreichen eines gewissen Verbesserungsgrades oder von Vorteilen nach der vorliegenden Erfindung,zugegeben werden können, bevorzugt, Mengen (auf Gewichtsbasis) von ungefähr 10 bis ungefähr 70 °ß>, besonders bevorzugt wird ungefähr 20 bis ungefähr 60 fo der Gesamt-Halogenid-Nebenproduktphase, die von der Phosphorsäurenphase, wie vorausgehend beschrieben, in den Stufen (b) und (f) ab-Control of the reaction allows) to the liquid portion of the product, and preferably below the exposed surface of the product (below the surface layer), d o h. added below the surface from which vapors are generated during heating. Although some advantages can be obtained in practicing the present invention by adding the halide by-product to the vapor formed from the liquid portion during heating, this method is not preferred because of the possibility of greater losses of the halide by-product from the reaction vessel. While all of the collected carboxylic acid halide by-product, as previously described, can be recycled to the reaction product during heating, this is not preferred because such amount is generally in excess of that required to achieve the benefits of the present invention which, generally speaking, would result in the handling of unnecessary amounts of halide by-product. Moreover, although extremely low amounts of the halide by-product can be added to the reaction product during heating to achieve some degree of improvement or benefit in accordance with the present invention, it is preferred amounts (on a weight basis) of from about 10 to about 70 ° >, about 20 to about 60 % of the total halide by-product phase, which is separated from the phosphoric acid phase, as described above, in steps (b) and (f) is particularly preferred.
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getrennt wurde, zuzuführen. Irgendwelche Mengen an Halogenid-Hebenprodukt, die nicht als im Kreislauf geführtes oder zurückgeführtes Halogenid-Hebenprodukt verwendet werden, können nach bekannten Verfahren zu Garbonsäure hydrolisiert und erneut zur Wiederverwendung als Reaktionspartner der Herstellung des flüssigen Reaktionsprodukt im Kreislauf verwendet werden.has been separated. Any amounts of halide by-product, which cannot be used as recycled or recycled halide by-product hydrolysed to carboxylic acid by known processes and reused as a reactant in the production process of the liquid reaction product used in the cycle will.
Ein normalerweise festes, z.B. eine feste Masse bei Raumwärme von ungefähr 250C bildendes, wasserfreies Reaktionsprodukt wird durch die vorausgehend beschriebene ErhitzungsstufeA normally solid, for example a solid mass at room temperature of approximately 25 0 C forming, anhydrous reaction product is obtained through the heating stage described above
(h) gebildet, das gewöhnlich zusätzlich zu einem Teil des gewünschten Produkts (1-Hydroxy-organo-l.l-Diphosphonsäuren) oder Derivaten, ein Kcmplexgemisch von Produkten enthält, von dem angenommen wird, daß es sich um kondensierte oder dehydratisierte Arten, wie Polymerisaten des gewünschten Produkts und in manchen Fällen überschüssiges oder nicht umgesetztes Organo-halqgeaid-ETebenprodukt handelt. Es ist darauf hinzuweisen, daß es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung durch die voraus angegebenen Erwägungen und/oder theoretische Erörterungen einzuschränken.(h), which is usually in addition to part of the desired product (1-hydroxy-organo-l.l-diphosphonic acids) or derivatives containing a complex mixture of products of which are believed to be condensed or dehydrated species such as polymers of the desired product and in some cases excess or unreacted organo-halqgeaid-E by-product. It should be pointed out that it is not intended to enhance the invention by the preceding considerations and / or theoretical discussions to restrict.
In der Stufe (i) können die gewünschten 1-Hydroxy-organo-1.1-Diphosphonsäuren aus dem normalerweise festen, wasserfreien Reaktionsprodukt nach vielen und verschiedenen bekannten Verfahren gewonnen werden. Hierzu gehört eine Alko-The desired 1-hydroxy-organo-1,1-diphosphonic acids can be used in stage (i) from the normally solid, anhydrous reaction product according to many and various known Procedure can be obtained. This includes an alcohol
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heibehandlung entsprechend der kanadischen Patentschrift 728 189 und eine Wasser- und/oder Dampfbehandlung nach der kanadischen Patentschrift 701 850, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Es wird jedoch bevorzugt, die gevränschten 1-Hydroxy-οrgano-l.l-Diphosphonsäuren aus dem normalerweise festen Reaktionsprodukt mittels Dampfbehandlung zu gewinnen. Das wasserfreie Reaktionsprodukt kann mit Dampf behandelt werden während es bei erhöhten Temperaturen, d.h» über 1000C und vorzugsweise von ungefähr 1150C bis ungefähr 15O0C und unter atmosphärischem Druck (obgleich unter atmosphärische als auch über atmosphärische Drücke verwendet werden können) gehalten wird, wodurch sowohl Carbonsäure^ soweit vorhanden, abgedampft werden können, wobei diese zur Wiederverwendung als Ausgangsmaterial verwendet v/erden können, als auch irgendwelche der kondensierten oder dehydratisierten Arten des gewünschten Produkts, sofern solche vorhanden sind, hydratisiert werden. Diese Dampfbehandlungsstufe liefert eine wässrige, gewöhnlich hoch konzentrierte, (vorzugsweise höher als ungefähr 50 (xeWo-/6ige) Lösung oder Schlämme des gewünschten Produkts. Die Dampfbehandlung kann durch Dampf durchblas en durchgeführt werden, d.h„ in der Weise, daß man Dampf bei einer Temperatur von ungefähr 100 bis ungefähr 2000C, vorzugsweise von ungefähr 110 bis ungefähr 15O0C, in das wasserfreie Produkt in einer solchen V/eise einleitet oder einführt, daß ein inniger Kontakt des v/asserfreien Produkts mit dem Dampf, beispielsweise durch Dampf-heat treatment according to Canadian patent specification 728 189 and a water and / or steam treatment according to Canadian patent specification 701 850, to which reference is expressly made here. However, it is preferred to obtain the truncated 1-hydroxy-οrgano-II-diphosphonic acids from the normally solid reaction product by means of steam treatment. The anhydrous reaction product can be treated with steam while it at elevated temperatures, that is "held above 100 0 C and (can be used although under atmospheric and about atmospheric pressures), preferably from about 115 0 C to about 15O 0 C and under atmospheric pressure whereby both carboxylic acid, if any, can be evaporated, which can be used as starting material for reuse, and any of the condensed or dehydrated types of the desired product, if any, are hydrated. This steaming step provides an aqueous, usually highly concentrated, (preferably higher than about 50 (xeWo / 6%) solution or slurry of the desired product Temperature of about 100 to about 200 0 C, preferably from about 110 to about 150 0 C, introduces or introduces into the anhydrous product in such a way that an intimate contact of the anhydrous product with the steam, for example by steam -
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durchblasen oder dergleichen gebildet wird.blow through or the like is formed.
Abhängig unter anderem von den verwendeten Reaktionspartnern, den verwendeten Reaktionsbedingungen und der Menge rüekgeführtent Carbonsäurehalogenid-Nebenprodukt zu dem Phosphorsäur enphasenpr ο dukt kann es in manchen Fällen, vorzugsweise bei dem nachfolgend beschriebenen Ansatzverfahren,notwendig werden, V/asser zu dem normalerweise festen, wasserfreien Reaktionsprodukt vor der Gewinnung des gewünschten Produkts aus dem normalerweise festen, wasserfreien Reaktionsprodukt zuzugeben. Die Y/assermenge, die zugegeben werden kann, kann variieren, liegt aber gewöhnlich in einer Menge, die die exotherme Reaktion des wasserfreien Produkts (infolge der Zugabe des Wassers) im wesentlichen zum Nachlassen oder Aufhören bringt. Eine solche Menge liegt gewöhnlich im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 40 Gew.-$ ,bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Produkts und vorzugsweise von ungefähr 10 bis ungefähr 20 Gew.-^.Depending, among other things, on the reactants used, the reaction conditions used and the amount returned Carboxylic acid halide by-product to the phosphoric acid It may be necessary in some cases, preferably with the preparation process described below V / ater to the normally solid, anhydrous reaction product prior to recovery of the desired product add from the normally solid, anhydrous reaction product. The amount of water that can be added can vary, but is usually in an amount sufficient to counteract the exothermic reaction of the anhydrous product (due to the addition of of the water) essentially subsides or stops. Such an amount is usually in the range of about 1 to about 40 wt .- $ based on the weight of the anhydrous product and preferably from about 10 to about 20 wt .- ^.
Die 1-Hydroxy-organo-l.l-Diphosphonsäuren, die normalerweise feste Materialien sind, können aus dem wässrigen Medium, wenn gewünscht, als Kristalle nach verschiedenen Verfahren gewonnen werden, wie beispielsweise durch Entfernen des Wassers durch Verdampfen einschließlich Vakuumverdampfung,durch Kristallisierenlassen der Verbindungen durch Kühlen bei relativ heiß gesättigten, wässrigen Lösungen, durch Kristallisieren-The 1-hydroxy-organo-l.l-diphosphonic acids, which normally Solid materials can, if desired, be recovered from the aqueous medium as crystals by various methods such as by removing the water by evaporation including vacuum evaporation, by allowing it to crystallize of the compounds by cooling with relatively hot saturated, aqueous solutions, by crystallizing
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lassen der Verbindungen aus einer gesättigten Lösung mittels Impfen der Lösung, durch Ausfällung durch Zugabe eines mischbaren Lösungsmittels, in dem die-Verbindungen weniger lös-' lieh, sind, wie Methanol, Äthanol, Aceton und dergleichen. Gewöhnlich können die amorphen Formen der Verbindungen gebildet werden, wenn das Lösungswasser schnell unter Hochtemperaturbedingungen, wie durch Schnelltrocknung, Trommeltrocknung und dergleichen, abgetrieben wird.let the compounds out of a saturated solution by inoculating the solution, by precipitation by adding a miscible Solvent in which the compounds are less soluble, such as methanol, ethanol, acetone and the like. Usually, the amorphous forms of the compounds can be formed when the solution water rapidly under high temperature conditions, such as by rapid drying, drum drying and the like, is driven off.
Die Reaktion kann, durch viele und verschiedene Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei einem Ansatzbzw, stufenweisen Beschickungsverfahren der niedrigaliphatisas Monocarbonsäurereaktionspartner einen geeigneten Reaktionsgefäß zugeführt werden, das mit einem Hührwerk ausgestattet ist und das Phosphortrihalogenid wird entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich zu der Carbonsäure unter Rühren und vorzugsweise unter'deren Oberfläche, um Verluste des Phosphortrihalogenidreaktionspartners zu vermeiden und unter mäßigen Temperaturen zugegeben, um das flüssige Reaktionsprodukt zu bilden. Man läßt dann das Reaktionsgemisch sich in 2 ziemlich unterschiedliche Schichten oder Phasen trennen, die 2„B. durct Entfernen des Organo-halogenids' aus dem Reaktionsgefäß abgetrennt werden. In den infolge der vorausbezeichneten Abtrennungsstufe frei gewordenen Raum in dem Reaktionsgefäß werden zusätzliche Reaktionspartner nach Kühlen des Gefäßinhalts eingeführt und dann wird eine weitere Stillstand- undThe reaction can be, by many and different processes be performed. For example, in a batch or staged feed process, the lower aliphatisas Monocarboxylic acid reactants are fed to a suitable reaction vessel equipped with a stirrer and the phosphorus trihalide is either continuously or discontinuously to the carboxylic acid with stirring and preferably under the surface to avoid losses of the phosphorus trihalide reactant to avoid and added at moderate temperatures to the liquid reaction product form. The reaction mixture is then allowed to separate into 2 rather different layers or phases, the 2 “B. durct Removing the organo-halide 'separated from the reaction vessel will. In the space in the reaction vessel that has become free as a result of the separation step described above additional reactants are introduced after cooling the contents of the vessel and then another standstill and
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Abtrennstufe durchgeführt, um weiteres, flüssiges Organohalogenid-Uebenprodukt zu entfernen. Ein Teil des Organohalogenid-ffebenprodukts kann dann im Reaktionsgefäß während der Enderhitzungsstufe, d.h. nach dem das neuerdings gebildete Nebenprodukt entfernt und die Phosphorsäurenphase erhitzt ist, wieder zugeführt werden und danach kann das Produkt dampfbehändeIt werden, um die gewünschte 1-Hydroxy-organo-1.1-Diphosphonsäure zu gewinnen. ■ i Separation step carried out in order to remove further liquid organohalide by-product. Part of the organohalide by-product can then be fed back into the reaction vessel during the final heating stage, ie after the newly formed by-product has been removed and the phosphoric acid phase has been heated, and then the product can be steam-treated to obtain the desired 1-hydroxy-organo-1.1- Obtain diphosphonic acid. ■ i
Ein anderes zur Verwendung zur Verfügung stehendes Verfahren ist ein kontinuierliches Verfahren, bei welchem die Reaktionspartner kontinuierlich in geeignete Reaktionsgefäße, so- ■ wohl mit der Beschickungsgeschwindigkeit der Reaktionspartner als auch anderen Reaktionsbedingungen, wie der Temperatur, zugeführt v/erden, v/obei das Verfahren verwendet wird,um das gewünschte Produkt kontinuierlich abzuziehen. Dies kann dadurch'erreicht v/erden, ,-.daß man bspw. eine Reihe von vier t Another for use available method is a continuous process in which the reactant is continuously in suitable reaction vessels, so-■ well supplied with the feed rate of the reactants and other reaction conditions such as the temperature v / earth, v / obei the method is used to continuously withdraw the desired product. This can be achieved by, for example, a row of four t
Reaktionsgefäßen verwendet, in- denen man das flüssige Reak- * tionsprodukt in einem ersten Gefäß herstellt, dieses dann einem zweiten Reaktionsgefäß zuführt, in dem man das Organohalogenid-Nebenprodukt nach Stehenlassen abtrennt, v/eitere Mengen an Reaktionspartner nach Kühlen dem Inhalt des Reaktionsgefäßes zugibt, dann erneut nach Stehenlassen abtrennt und dann die verbleib, flüssige Phosphorsäurenphase einem dritten Reaktionsgefäß zuleitet und unter erhöhten Temp.-bedingungen erhitzt, während man zu diesem Gefäß wenigstensReaction vessels are used in which the liquid reac- * tion product produces in a first vessel, this is then fed to a second reaction vessel, in which the organohalide by-product after allowing to stand, larger amounts of reactants are separated from the contents of the reaction vessel after cooling admits, then again separated after standing and then the remaining, liquid phosphoric acid phase one third reaction vessel and under increased temperature conditions heated while going to this vessel at least
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einen Teil des G-esamt-Organo-halogenid-Nebenprodukts, das in dem zweiten Reaktionsgefäß entfernt wurde, wieder zugibt, um ein normalerweise festes, wasserfreies Reaktionsprodukt zu bilden, und daß man danach das Produkt einem vierten Reaktions gefäß zuführt, in dem die Dampfbehandlung durchgeführt werden kann. Die Yerweilzeiten in jedem Reaktionsgefäß können so koordiniert werden, daß sie ungefähr gleich sind, d.h. daß beispielsweise in jedem Reaktionsgefäß eine Verweilzeit von ungefähr 30 bis 90 oder sogar 120 Minuten beibehalten wird, so daß man relativ kontinuierlich einen Durchlauf der Reaktionspartner in der Reaktion und einen Abgang an gewünschtem Produkt erhält.a portion of the total organo halide by-product found in removed from the second reaction vessel to add a normally solid, anhydrous reaction product form, and that the product is then fed to a fourth reaction vessel in which the steam treatment is carried out can. The residence times in each reaction vessel can be coordinated that they are approximately the same, i.e. that, for example, each reaction vessel has a residence time of approximately 30 to 90 or even 120 minutes is maintained, so that one pass through the reactants in the reaction and a discharge of the desired product relatively continuously receives.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, wobei Teile auf das Gewicht bezogen sind, es sei denn, daß dies anders angegeben ist·The following examples serve to illustrate the invention, parts being based on weight, unless because that this is stated otherwise
Eine Beschickung von ungefähr 210 g (3,5 Mol) Eisessig werden in ein 500 ml Reaktionsgefäß, das mit einem Wärmeübertragung smant el ausgestattet ist, eingebracht und auf ungefähr 380C erwärmt. Ungefähr 137 g (1,0 Mol) PCI3 werden unter Rühren während ungefähr 30 Minuten zugegeben, wobei die Temperatur durch Erhitzen bei ungefähr 340C gehalten wird. Man läßt das gebildete, flüssige Reaktionsprodukt ungefähr 35 Minuten stehen, um es in 2 Schichten zu trennen, eine PhosphorA charge of about 210 g (3.5 mol) of glacial acetic acid in a 500 ml reaction vessel equipped with a heat transfer el smant is equipped introduced and heated to about 38 0 C. Approximately 137 g (1.0 mol) of PCl 3 are added with stirring for about 30 minutes while the temperature is maintained by heating at about 34 0 C. The liquid reaction product formed is allowed to stand for about 35 minutes to separate it into 2 layers, a phosphor
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säurenphase void eine Chlorid-Nebenproduktphase, die physikalisch abgetrennt wird. Die flüssige, in dem Reaktionsgefäß verbleibende Phosphorsäurenphase wird dann bis 3O0C dadurch gekühlt, daß man Leitungswasser durch den V/ärmeübertragungsmantel ungefähr 3 Minuten laufen läßt. Umgeführ 105 g (1,75 Mol) Bisessig werden dann auf einmal zu der gekühlten, flüssigen Phosphorsäurenphase zugegeben (Produkt). Zu diesem Gemisch an flüssigem Phosphorsäurenprodukt und Eisessig werden dann 69 g (0,5 Mol) PCI3 während ungefähr 8 Minuten zugegeben, während der Geaamtinhalt des Reaktionsgefäßes bei 30°C gehalten wird. Nach Stehenlassen teilt sich das neuerlich gebildete flüssige Reaktionsprodukt in die 2 voraus erwähnten Phasen. Die Nebenproduktphase wird dann von der Säurenphase abgetrennt, die in dem Reaktionsgefäß verbleibt. Die Gesamtsäurenphase wird ungefähr 15 Minuten erhitzt bis der Gesamtinhalt des Reaktionsgefäßes eine Temperatur von ungefähr 1060C erreicht. Ungefähr 87 g Chlorid-Nebenprodukt werden dann unter die Oberfläche des Reaktionsprodukts während einer Dauer von ungefähr 30 Minuten zugegeben, wobei während dieser Zeit das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 110 bis 1150C erhalten wird, um ein normalerweise festes, wasserfreies Reaktionsprodukt zu bilden. Das gewünschte Produkt 1-Hydroxy-äthyliden-l.l-Diphosphonsäure (HÄDP) wird aus dem wasserfreien Reaktionsprodukt gewonnen, wozu man 40 g Wasser während 30 Minuten dem Ansatz in einer solchen Geschwindigkeit zugibt, daß die exotherme Reaktion des Ansatzes bei un-acid phase void a chloride by-product phase that is physically separated. The liquid remaining in the reaction vessel phosphoric acid phase is then cooled to 3O 0 C characterized in that tap water by the V / ärmeübertragungsmantel runs approximately 3 minutes. Recirculated 105 g (1.75 mol) of acetic acid are then added all at once to the cooled, liquid phosphoric acid phase (product). To this mixture of liquid phosphoric acid product and glacial acetic acid, 69 g (0.5 mol) of PCI3 are then added over approximately 8 minutes, while the total contents of the reaction vessel are kept at 30 ° C. After standing, the newly formed liquid reaction product divides into the 2 phases mentioned above. The by-product phase is then separated from the acid phase which remains in the reaction vessel. The total acid phase is heated for about 15 minutes until the total content of the reaction vessel a temperature of about 106 0 C is reached. About 87 grams of chloride by-product are then added below the surface of the reaction product over a period of about 30 minutes, during which time the reaction mixture is maintained at a temperature of 110 to 115 ° C to form a normally solid, anhydrous reaction product. The desired product 1-hydroxy-ethylidene-II-diphosphonic acid (HÄDP) is obtained from the anhydrous reaction product, to which 40 g of water are added to the batch over 30 minutes at such a rate that the exothermic reaction of the batch at un-
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gefahr 110 - 1150C gesteuert werden kann. Dann wird mit dem Dampfdurefrblasen "begonnen und dieses ungefähr 60 Minuten fortgesetzt während der Ansatz auf ungefähr 135 - 14O0O erhitzt wird. Das gewünschte Produkt, das ungefähr 39 Gew.-^ Wasser enthält, beträgt ungefähr 99»5 i° bezogen auf Phosphor und ungefähr 0,5 i° Phosphor ige säure. Man erhält daraus 234 g einer wässrigen Lösung von HÄDP, die nur 0,95 Gew,-$ H3PO3 enthält. Die Ausbeute beträgt ungefähr 99»5 $ HA'DP bezogen auf PCl^. Die Produktionsgeschwindigkeit beträgt ungefähr 234 g pro 226 Minuten oder 1,036 g pro Minute.danger 110 - 115 0 C can be controlled. Then starting the Dampfdurefrblasen "and this continues for about 60 minutes while the batch to about 135 -. Is heated 14O 0 O The desired product, .- containing about 39 wt ^ of water, about 99» 5 is based on phosphorus i ° and about 0.5 ° i phosphorus acid strength is obtained from 234 g of an aqueous solution of HÄDP that only 0.95 wt, -. containing $ H3PO3 the yield is about 99 »$ 5 HA'DP based on PCl ^.. The production speed is approximately 234 grams per 226 minutes or 1.036 grams per minute.
Das Beispiel 1 der US-Patentschrift 3 449 410 wird im Einzelnen(mit ähnlichen Zeiten für jede Stufe im Vergleich zu den Zeiten für die oben angegebenen entsprechenden Verfahrensstufen) £u Vergleichszwecken wiederholt. Man erhält bei diesem Vergleich eine Produktionsgeschwindigkeit von 155 g einer wässrigen Lösung von HÄDP pro 185 Minuten oder 0,838 g/Minute«Example 1 of U.S. Patent 3,449,410 is detailed (with similar times for each stage compared to the times for the corresponding process stages given above) for comparison purposes. One obtains with this Compare a production speed of 155 g one aqueous solution of HÄDP per 185 minutes or 0.838 g / minute «
Das vorliegende, erfindungsgemäße Verfahren,wie es im Beispiel 1 beschrieben wurde, liefert eine 23,6 $-ige Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit gegenüber der Verfahrensgeschwindigkeit, die bei Wiederholung von Beispiel 1 der US-Patentschrift 3 449 410 erhalten wurde. Bs werden damit die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich gemacht.The present process according to the invention, as in the example 1 provides a $ 23.6 increase in Production speed versus process speed, obtained by repeating Example 1 of U.S. Patent 3,449,410. Bs will thus be the benefits of the method according to the invention made clear.
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Die Beispiele III, IV und Y der US-Patentschrift 3 449 410 werden im Einzelnen wiederholt und die Produktionsgeschwindigkeiten festgestellt. Dann werden diese Beispiele III, IY und V erneut wiederholt mit der Ausnahme, daß die Verbesserungsstufen der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu den in den Beispielen angegebenen Stufen der US-Patentschrift 3 449 410 durchgeführt wurden. (In den Verbesserungsstufen betrugen die das zweite Mal zugeführten Reaktionspartner 50 Gew.-5^ des Anfangsgewichts der Reaktionspartner).Examples III, IV and Y of U.S. Patent 3,449,410 are repeated in detail and the production speeds established. Then these Examples III, IY and V are repeated again with the exception that the improvement levels of the present invention in addition to the steps of the US patent given in the examples 3,449,410 were carried out. (In the improvement levels the reactants added the second time were 50% by weight of the initial weight of the reactants).
Die Produktionsgeschwindigkeiten der Verfahren dieser Beispiele bei Verwendung des vorliegenden,erfindungsgemäßen Verfahrens sind 20 bzw. 25 und 24 $> höher als die Produktionsgeschwindigkeiten der Verfahren der Beispiele als solche.The production rates of the processes of these examples using the present inventive process are 20, 25 and 24 $ higher than the production rates of the processes of the examples as such.
Beispiel 2 wurde zweimal wiederholt mit der einzigen Ausnahme, daß die das zweite Mal verwendeten Reaktionspartner 40 bzw. 60 Gew.-# des Anfangsgewichts der verwendeten Reaktionspartner betrugen. Es wurden im wesentlichen die gleichen bedeutenden Ergebnisse an erhöhten Produktionsgeschwindigkeiten wie in dem vorausgehenden Beispiel 2 festgestellt.Example 2 was repeated twice with the only exception that the reactants used the second time 40 and 60 wt .- # of the initial weight of the reactants used. There were essentially the same significant ones Results at increased production speeds as noted in Example 2 above.
In Verbindung mit der Umwandlung der Phosphorsäurenphase zu dem gewünschten Endprodukt,wurde festgestellt, daß ein Monocarbonsäureanhydrid, wie Essigsäureanhydrid und Propionsäure anhydr id anstelle der wieder zugeführten Organo-halogenicIn connection with the conversion of the phosphoric acid phase to the desired end product, it has been found that a monocarboxylic anhydride such as acetic anhydride and propionic acid anhydride instead of the recycled organo-halogenic
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Nebenproduktphase verwendet werden kann. Es wird dies weiter in dem folgenden Beispiel erläutert.By-product phase can be used. This is further explained in the following example.
Das Beispiel 1 wurde in der gleichen Weise wiederholt mit
der einzigen Ausnahme, daß anstelle der Rückführung desExample 1 was repeated in the same way with
the only exception that instead of the repatriation of the
Chlorid-Nebenprodukts ungefähr 87 g Essigsäureanhydrid verwendet
wurden. Das Ergebnis dieser TiTiederholung von Beispiel
1 bei Verwendung von Essigsäureanhydrid anstelle des Chlorid-Nebenprodukts liefert im wesentlichen das gleiche Ergebnis
wie es im Beispiel 1 erhalten wird.Chloride by-product, approximately 87 grams of acetic anhydride were used. The result of this repetition of Example 1 using acetic anhydride in place of the chloride by-product gives essentially the same result
as obtained in Example 1.
Patentansprüohe: -23-Claims : -23-
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Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US5098570A | 1970-06-29 | 1970-06-29 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2132025A1 true DE2132025A1 (en) | 1972-01-13 |
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ID=21968680
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19712132025 Pending DE2132025A1 (en) | 1970-06-29 | 1971-06-28 | Process for the production of phosphonic acids |
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Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE769137A (en) |
DE (1) | DE2132025A1 (en) |
FR (1) | FR2109641A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3700772A1 (en) * | 1987-01-13 | 1988-07-21 | Inst Khim Kinetiki I Gorenija | Process for the preparation of 1-functionally substituted alkylidene-1,1-diphosphonic acids and their mixtures |
-
1971
- 1971-06-28 DE DE19712132025 patent/DE2132025A1/en active Pending
- 1971-06-28 FR FR7123510A patent/FR2109641A5/en not_active Expired
- 1971-06-28 BE BE769137A patent/BE769137A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3700772A1 (en) * | 1987-01-13 | 1988-07-21 | Inst Khim Kinetiki I Gorenija | Process for the preparation of 1-functionally substituted alkylidene-1,1-diphosphonic acids and their mixtures |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE769137A (en) | 1971-12-28 |
FR2109641A5 (en) | 1972-05-26 |
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