DE2245817A1 - Halogenated di-phosphonic esters - useful for flame proofing plastics, having good compatibility and solubility and low flow temp - Google Patents

Halogenated di-phosphonic esters - useful for flame proofing plastics, having good compatibility and solubility and low flow temp

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DE2245817A1 DE19722245817 DE2245817A DE2245817A1 DE 2245817 A1 DE2245817 A1 DE 2245817A1 DE 19722245817 DE19722245817 DE 19722245817 DE 2245817 A DE2245817 A DE 2245817A DE 2245817 A1 DE2245817 A1 DE 2245817A1
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    • C08K5/5337—Esters of phosphonic acids containing also halogens

Abstract

Title esters are of formula: (in which, each R1 is 1-8 C alkoxy; R2 is R1, Ph or 2-8 C alkyl; X is CH2 or CO), and are prepd. by eliminating alkyl chloride from trialkyl phosphites or phosphinic esters and ring-halogenated terephthalyl chloride or p-xylylene dichloride.

Description

Neue halogenhaltige Diphosphonsäureester Verbindungen, die Halogen und Phosphor enthalten, hauptsächlich halogenhaltige Phosphorsäureester, sind z.B. aus den deutschen Auslegeschriften 1 225 383 und 1 231 893 und der US-Patentschrift 2 773.046 bekannt und können als Flammschutzmittel fur.. New halogen-containing diphosphonic acid ester compounds that contain halogen and phosphorus, mainly halogen-containing phosphoric acid esters, are e.g. from the German Auslegeschriften 1,225,383 and 1,231,893 and the US patent 2 773.046 and can be used as flame retardants for ..

itunststoffe oder als flammhemmende Füllmittel in den verschiede nen Einsatzgebieten benutzt werden.itoplastics or as flame-retardant fillers in various forms Areas of application are used.

Der Nachteil dieser Trisphosphorsäureester ist vor allem, daß sie im Verhältnis zum Halogen einen zu geringen Phosphorgehalt haben.The main disadvantage of these trisphosphoric acid esters is that they have a phosphorus content that is too low in relation to the halogen.

Die meisten dieser hochhalogenierten Trisphosphorsäureester haben außerdem schlechte Verträglichkeit mit Kunststoffen und synthetischen-Fasern. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue halogenhaltige Diphosphonsäureester der allgemeinen Formel, worin R1 gleich oder verschiedene Alkoxygruppen von l bis 8 Kohlenstoffatomen, welche gegebenenfalls noch Halogen enthalten können, R2 den Rest Reinen Phenylrest oder Alkylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen unc X eine Methylengruppe oder eine Carbonylgruppe bedeuten.Most of these highly halogenated trisphosphoric acid esters also have poor compatibility with plastics and synthetic fibers. The present invention relates to new halogen-containing diphosphonic acid esters of the general formula where R1 is identical or different alkoxy groups of 1 to 8 carbon atoms, which may optionally also contain halogen, R2 is the radical pure phenyl radical or alkyl radical with 2 to 8 carbon atoms and X is a methylene group or a carbonyl group.

Die Anzahl der Chloratome im aromatischen Kern beträgt 1 bis 4, auch Gemische z.B. der Monochlor- mit der Dichlorverbindung oder der Trichlor- mit der Tetrachlorverbindung sind möglich.The number of chlorine atoms in the aromatic nucleus is 1 to 4, too Mixtures e.g. of the monochloro with the dichloro compound or the trichloro with the Tetrachloride compounds are possible.

Isomerengemische der Dichlorverbindung sind ebenfalls cglich.Mixtures of isomers of the dichloro compound are also possible.

Die Herstellung dieser neue f~odukte erfolgt mit im allgemeinen guten Ausbeuten durch Umsetzen der entsprechenden Chloride der allgemeinen Formel mit Phosphiten bzw. Phosphinsäureestern nach der beknnten Arbusov-Reaktion.These new products are prepared in generally good yields by reacting the corresponding chlorides of the general formula with phosphites or phosphinic acid esters according to the well-known Arbusov reaction.

Von den genannten Chlorverbindungen sind Tetrachlorterephthalyldichlorid und Tetrachlor-p-xylylendichlorid besonders geeignet.Of the chlorine compounds mentioned are tetrachloroterephthalyl dichloride and tetrachloro-p-xylylene dichloride are particularly suitable.

Als Ausgangsverbindungen dienen Phosphite bzw. Phosphinsäureester der allgemeinen Formel worin R1 und R2 die gleiche Bedeutung wie oben haben, wodurch bei Verwendung der Trialkylphospiiite welche Diphosphonsäureester, welche ausschließlich Alkoxygruppen tragen, bei Verwendung von Alkylphosphinsäureestern bzw. Phenylphosphinsäuredialkylestern solche Diphosphonsäureester, welche sowohl eine Alkyl- bzw. Phenylgruppe wie auch eine Alkoxygruppe an jedem P tragen, entstehen.Phosphites or phosphinic esters of the general formula are used as starting compounds where R1 and R2 have the same meaning as above, whereby when using the trialkylphosphines which diphosphonic acid esters which exclusively carry alkoxy groups, when using alkylphosphinic acid esters or phenylphosphinic acid dialkyl esters such diphosphonic acid esters which carry both an alkyl or phenyl group and an alkoxy group on each P. , develop.

Weiterer-Gegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung der in Anspruch 1 definierten halogenhaltigen Diphosphonsäureester durch Umsetzung von Trialkylphosphiten oder Phosphinsäureestern mit kernhalogeniertem Terephthalylchlorid oder p-Xylylendichlorid unter Abspaltung von Alkylchlcriden.Further subject matter is a method for producing the claim 1 defined halogen-containing diphosphonic acid esters by reaction of trialkyl phosphites or phosphinic acid esters with nuclear halogenated terephthalyl chloride or p-xylylene dichloride with elimination of alkyl chlorides.

Die Umsetzung verläuft glatt unter Alkylchloridabspaltung bei Temperaturen zwischen 30 und 2500C. Die zweckmäßige Reaktion temperatur ist zum Teil von der Natur und vom Siedepunkt des verwendeten Phosphits bzw. vom Phosphinsäureester abhängig, sehr wesentlich jedoch von der Festigkeit der reagierenden C-Cl-Bindung.The reaction proceeds smoothly with elimination of alkyl chloride at temperatures between 30 and 2500C. The appropriate reaction temperature is in part dependent on the Nature and the boiling point of the phosphite used or the phosphinic acid ester, very much, however, depends on the strength of the reacting C-Cl bond.

Trialkylphosphite, wie z.B. Triäthylphosphit, Tributylphosphit, Tris-ß-chloräthylphosphit sowie Phosphinsäureester, wie z.BO Phenylphosphinsäurediäthylester bzw. Butylphosphinsäurediäthylester können als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden, wobei solche mit 1 bis 5 Sohlenstoffatomen im Alkoxyrest bevorzugt sind.Trialkyl phosphites such as triethyl phosphite, tributyl phosphite, tris-ß-chloroethyl phosphite and phosphinic esters, such as diethyl phenylphosphinate or diethyl butylphosphinate can be used as starting materials, with those having 1 to 5 carbon atoms are preferred in the alkoxy radical.

Die Tabellen 1 und 2 zeigen Beispiele der erfindungsgemäßen Verbinundeg und deren Eigenscharften. Der Strukturnachweis dieser neuen Verbindungen konnte durch Elementaranalyse bzw.Tables 1 and 2 show examples of the compounds according to the invention and their characteristics. The structure verification of these new connections could by elemental analysis or

IR-Untersuchung sichergestellt werden.IR investigation can be ensured.

Die hergestellten Produkte haben einen hohen Phosphorgehalt und gute Löslichkeit in den gebräuchlichen organischen Lösungsmitteln.The products made are high in phosphorus and good Solubility in common organic solvents.

Sie zeigen eine gute Verträglichkeit mit vielen Kunststoffen und Faserrohstoffen und können wegen der relativ niedrigen Fließtemperatur gut zusammen mit Kunststoffen verarbeitet werden. Daher können sie aus Rohstoffe fir Polymere und als Additive für Polymere, beispielweise als Flammschutzmittel, Verwendung finden. Beispiel 1 In einem Dreihalskolben, versehen mit Rührer, Einleitungsrohr für N2 und Destillationsbrücke, werden 15,35 g (o,o45 Mol) Tetrachlorterephthalsäuredichiorid und 25 g )o,l Mol) Tributylphosphit zur Reaktion gebracht. Das entstehende Butylchlorid wird abdestilliert und die Reaktionstemperatur langsam auf 1800 C gesteigert. Nach 1 Stunde ist die Abspaltung beendet.They show good compatibility with many plastics and fiber raw materials and because of the relatively low flow temperature they work well with plastics are processed. Therefore, they can be made from raw materials for polymers and as additives for polymers, for example as flame retardants, use. example 1 In a three-necked flask equipped with a stirrer, inlet pipe for N2 and distillation bridge, 15.35 g (o, o45 mol) tetrachloroterephthalic acid dichloride and 25 g) o, l mol) Tributyl phosphite reacted. The butyl chloride formed is distilled off and the reaction temperature slowly increased to 1800 C. After 1 hour it is Spin-off ended.

Das überschüssige Tributylphosphit wird mittels Vakuum abdestilliert. Das Phosphonat hat einen Schmelzpunkt von 43-45° C.The excess tributyl phosphite is distilled off by means of a vacuum. The phosphonate has a melting point of 43-45 ° C.

C .H P Cl Theorie 4D,9 5.48 9.45 21,62 Gefunden 44,42 5,67 9,27 22,09 Beispiel 2 bis 7 Analog Beispiel 1 wurde Tetrachlorterephtalsäirechlorid mit weiteren Trialkylphosphiten, im Beispiel 3 jedoch mit Phenylphosphinsäurediäthylester umgesetzt. Einsatzstoffe und Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst. C .H P Cl Theory 4D, 9 5.48 9.45 21.62 Found 44.42 5.67 9.27 22.09 EXAMPLES 2 TO 7 Analogously to Example 1, tetrachloroterephthalic acid chloride was added with others Trialkyl phosphites, but in Example 3 reacted with diethyl phenylphosphinate. Input materials and results are summarized in Table I.

Beispiel 8 In einem Dreihalskolben, versehen mit Rührer, Einleitungsrohr für N2 und Kühler, verbunden mit einer Külfalle, werden 15,65 g Tetrachlor-p-xylylendichlorid ( 0,05 Mol ) und 18,28 g Triäthylphosphit ( 0,11 Mol ) bei 15000 zur Reaktion gebrcht. Das entstehende Äthylchlorid mittels N2 aus de Reaktionsmedium herausgespült und in einer Kühlfalle aufgefangen. Nach einer Stunde ist die Reaktion beendet. Das überschüssige Triäthylphosphit wird mittels Vakuum abdestilliert. Das Rohphosphonat wird aus Äthylacetat umkristallisiert, Fp 128,5 - 12900.Example 8 In a three-necked flask equipped with a stirrer, inlet tube for N2 and cooler, connected to a cold trap, 15.65 g of tetrachloro-p-xylylene dichloride are used (0.05 mol) and 18.28 g of triethyl phosphite (0.11 mol) at 15,000 to react. The resulting ethyl chloride is flushed out of the reaction medium using N2 and caught in a cold trap. The reaction has ended after one hour. That Excess triethyl phosphite is distilled off in vacuo. The rock phosphonate will recrystallized from ethyl acetate, mp 128.5-12900.

C H Cl P Theorie 37,45 4,1 27,7 12,11 Gefunden 37,35 4,29 27,34 12,07 Be1sniel 2 bis 13 Analog Beispiel 8 wurde Tetrachlor-p-xenylen(lichlorid mit weite -ren Trialkylphosphiten, im Beispiel 12 mit Phenylphosphinsäurediäthylester, umgesetzt. Die Einsatzstoffe und Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt. C H Cl P Theory 37.45 4.1 27.7 12.11 Found 37.35 4.29 27.34 12.07 Be1sniel 2 to 13 Tetrachloro-p-xenylene (dichloride with wide -ren trialkyl phosphites, in Example 12 with diethyl phenylphosphinate, reacted. The starting materials and results are listed in Table II.

Tabelle I Elementar-Analyse Beispiel R' R² FP Gereinigt mit C H P Cl (C°) Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. 1 R'=R²= Butoxy 43 - 45 - 43,9 44,42 5,48 5,67 9,45 9,27 21,62 22,09 2 R'=R²= Äthoxy 87 - 89 Cyclohexan 35,25 35,08 3,67 3,95 11,39 10,53 26,1 24,79 3 R'= Äthoxy 212 - 214 Benzol 47,3 47,28 3,29 3,29 10,18 10,3 23,18 23,34 R²= Phenyl 4 R'=R²= Iso- 67 - 70 - 40,2 39,46 4,02 4,83 10,4 10,16 23,85 24,98 propoxy 5 R'=R²= Chlor- 94 - 100 Benzol 28,15 27,86 2,34 2,41 9,1 9,41 41,6 41,72 äthoxy 6 R'=R²= Hexoxyn nD20 1,4492 - 49,58 19,15 6,78 6,22 8,07 8,31 18,49 18,45 7 R'=R²= Äthyl- nD20 1,4955 - 54,55 54,74 7,73 7,47 7,05 7,12 16,13 17,04 hexoxy Stockp. -45°C Tabelle II Beispiel R' R² FP Umkristalli- C H P Cl (C°) siert aus Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. 8 R'=R²= Metoxy 179 - 180 Methoxyäthyl- 31,3 44,42 3,51 3,60 13,46 12,37 30,9 31,79 9 R'=R²= Äthoxy 128,5-129 Äthylacetat 37,45 37,35 3,9 4,29 12,11 12,07 27,7 27,34 10 R'=R²= Butoxy 101 - 103 Cyclohexan 45,8 45,85 6,36 6,37 9,86 9,57 22,6 22,65 11 R'=R²= Isopro- 63 - 65 Cyclohexan 41,9 40,23 5,59 5,26 10,83 9,19 24,82 30,31 poxy 12 R'= Äthoxy nD20 - 49,6 46,97 4,14 3,94 10,69 9,63 24,45 28,12 R²= Phenyl 1,595 13 R'=R²= Hexoxy 38 - 51,8 52,25 7,57 8,13 8,38 8,16 19,19 17,95 Table I Elemental Analysis Example R 'R² FP Purified with CHP Cl (C °) Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. 1 R '= R² = butoxy 43-45-43.9 44.42 5.48 5.67 9.45 9.27 21.62 22.09 2 R '= R² = ethoxy 87-89 cyclohexane 35.25 35.08 3.67 3.95 11.39 10.53 26.1 24.79 3 R '= ethoxy 212-214 benzene 47.3 47.28 3.29 3.29 10.18 10.3 23.18 23.34 R² = phenyl 4 R '= R² = Iso- 67-70-40.2 39.46 4.02 4.83 10.4 10.16 23.85 24.98 propoxy 5 R '= R² = chlorine- 94-100 benzene 28.15 27.86 2.34 2.41 9.1 9.41 41.6 41.72 ethoxy 6 R '= R² = Hexoxyn nD20 1.4492 - 49.58 19.15 6.78 6.22 8.07 8.31 18.49 18.45 7 R '= R² = ethyl- nD20 1.4955 - 54.55 54.74 7.73 7.47 7.05 7.12 16.13 17.04 hexoxy stockp. -45 ° C Table II Example R 'R² FP Recrystalline CHP Cl (C °) sated from Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. Th. Gef. 8 R '= R² = metoxy 179-180 methoxyethyl- 31.3 44.42 3.51 3.60 13.46 12.37 30.9 31.79 9 R '= R² = ethoxy 128.5-129 ethyl acetate 37.45 37.35 3.9 4.29 12.11 12.07 27.7 27.34 10 R '= R² = butoxy 101-103 cyclohexane 45.8 45.85 6.36 6.37 9.86 9.57 22.6 22.65 11 R '= R² = isopro- 63-65 cyclohexane 41.9 40.23 5.59 5.26 10.83 9.19 24.82 30.31 poxy 12 R '= ethoxy nD20 - 49.6 46.97 4.14 3.94 10.69 9.63 24.45 28.12 R² = phenyl 1.595 13 R '= R² = hexoxy 38-51.8 52.25 7.57 8.13 8.38 8.16 19.19 17.95

Claims (6)

P a t e n t a n s p r u c h e 1. Halogenhaltige Diphosphonsäureester aer allgemeinen Formel worin R' gleiche oder verschiedene Alkoxyreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, welche gegebenenfalls halogeniert sein können, R2 den Rest R1, einen Phenylrest oder einen Alkylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und X eine Methylengruppe oder Carbonylgruppe bedeuten.Patent claims 1. Halogen-containing diphosphonic acid esters of the general formula where R 'is identical or different alkoxy radicals having 1 to 8 carbon atoms, which may optionally be halogenated, R2 is the radical R1, a phenyl radical or an alkyl radical having 2 to 8 carbon atoms and X is a methylene group or carbonyl group. 2. Halogenhaltige Diphosplionsäureester nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie 1 - 4 Chloratome im aromatischen Kern enthalten, oder verschieden stark kernhalogenierte Gemische oaer Isomerengemische darstellen.2. Halogen-containing diphosplionic acid esters according to claim 1, characterized in that they contain 1-4 chlorine atoms in the aromatic nucleus, or different represent strongly halogenated mixtures of oaer isomer mixtures. 3. Halogenhaltige Diphosphonsäureester n--ch den Ansprüchen 1 bis 2, worin R' und R2 den Äthoxyrestund X eine Methylengruppe bedeuten.3. Halogen-containing diphosphonic acid esters according to claims 1 to 2, in which R 'and R2 are ethoxy and X is methylene. 4. Halogenhaltige Diphosphonsäureester nach den Ansprüchen 1 bis 2, worin R1 und R2 verschiedene Alkoxygruppen sind.4. Halogen-containing diphosphonic acid esters according to Claims 1 to 2, where R1 and R2 are different alkoxy groups. 5. Halogenhaltige Diphosphonsäureester der allgemeinen Formel 5. Halogen-containing diphosphonic acid esters of the general formula 6. Verfahren zur Herstellung der in AnsDruch 1 definierten halogenhaltigen Diphosphonsäureester durch Umsetzung von Trialkylphosphiten oder Phosphinsäureestern mit ternhalogenierten Terephthalylchlorid oder p-XaSylendichlorid unter Abspaltung von Alkylchloriden.6. Process for the preparation of the halogen-containing diphosphonic acid esters defined in AnsDruch 1 by reacting trialkyl phosphites or phosphinic acid esters with ternary halogenated ones Terephthalyl chloride or p-XaSylene dichloride with elimination of alkyl chlorides.
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