DE2754821B2 - Verfahren zur Herstellung von 1 -Aminoalkan-1,1 -diphosphonsäuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 1 -Aminoalkan-1,1 -diphosphonsäurenInfo
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Description
HO R OH
(D
IO
durch Umsetzung von phosphoriger Säure mit Nitrilen nach Hauptanmeldung 26 25 767, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur Her- is stellung von Verbindungen der Formel I Nitrile der
Formel R-CN, deren Alkanrest durch Aryl-, Hetero- oder Carboxyl-Gruppen substituiert ist,
einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Umsetzung bei Temperaturen von 110 bis 180° C durchführt
In der Hauptanmeldung 26 25 737 wird ein Verfahren zur Herstellung von l-Aminoalkan-l.l-diphosphonsäuren
der allgemeinen Formel
HO O
P-HO
P-HO
NH2 O OH
I B/
-c—ρ
-c—ρ
R OH
beschrieben, wobei R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1
bis 12 C-Atomen ist, indem man Nitrile der Formel R-CN, in der R die obengenannte Bedeutung hat, mit
phosphoriger Saure bei Temperaturen von 140 bis 200°C umsetzt
In weiterer Ausbildung des vorstehend genannten Verfahrens wurde nun gefunden, daß man zur
Herstellung von Verbindungen der obengenannten Formel auch Nitrile der Formel R-CN einsetzen kann,
deren Alkanrest durch Aryl-, Hetero- oder Carboxyl-Gruppen substituiert ist, wobei z. B.
R = CH2/rX
X = CN COOR' C6Hj CmH3„.,
SR" SO2R"
SR" SO2R"
CN
OR"
OR"
NR3' O=P
C10H7
R'
Ein Vorteil bei Verwendung der substituierten Nitrile ist dadurch gegeben, daß man die Umsetzung bereits bei
Temperaturen zwischen 110 und 1800C durchführen kann.
Als Nitrile, die für diese Reaktion in Betracht
kommen, sind /um Beispiel zu nennen:
Nitrile die Ausbeute an den entsprechenden 1-Aminoalkan-l.l-diphosphonsäuren
in einzelnen Fällen um ca. 5 bis 10% gesteigert werden, wenn katalytische Mengen
von Lewis-Sauren zugesetzt werden. Als Katalysatoren
eignen sich Aluminiumchlorid, Zinkchlorid, Zinkjodid,
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten substituierten l-Aminoalkan-l.l-diphosphonsäuren
eignen sich u.a. als Rohstoffe zur Herstellung analoger Phosphonsäure-Derivate, wie sie in der
deutschen Patentschrift 23 18 416 und den Patentanmeldungen
P 27 13 8273, P 27 16417.6, P 27 32 777.1 und
P 27 48 3663 beschrieben sind.
Die Alkali- bzw. Erdalkalisalze erhält man in bekannter Weise durch Neutralisation wäßriger Lösungen
oder Aufschlämmungen der entsprechenden Phosphonsäuren
mittels Alkali- bzw. Erdalkalihydroxyde. Alkatisalze zeichnen sich mitunter durch bessere
Löslichkeit als die freie Säure aus. Im allgemeinen reicht jedoch die Löslichkeit aus, um diese Verbindungen
sowohl allein als auch in Kombination mit anderen Chelat-Bildnern bzw. Stabilisatoren auf den verschiedensten
Anwendungsgebieten einzusetzen. Bevorzugt werden die Verbindungen zur Wasserbehandlung, auf
dem Textil-Sektor und in der Papierherstellung
so eingesetzt
Man kann die Umsetzung auch in aprotischen Lösungsmitteln, deren Siedepunkt Ober 1400C liegt,
durchfuhren. Geeignet hierfür sind beispielsweise Tetramethylensulfon, Diisopropylsulfon, Dimethylsul·
S3 fön, Diglykol-dimethyläther und Diglykoldiäthyläther.
Durch den Einsatz der genannten Lösungsmittel erzielt man eine bessere Homogenisierung der Reaktionsmischung
und kürzere Reaktionszeiten.
M Beispiel 1
65,8 g trockene phosphorige Säure werden unter Rühren in 43,2 g Adipinsäuredinitril gelöst Man erhitzt
die Mischung 2 Stunden auf 80 bis 90° C und steigert dann allmählich auf 160° C. Bei dieser Temperatur hält
man 4 Stunden. Anschließend werden 100 ml Wasser zugegeben und zur Hydrolyse unter Rückfluß gekocht.
Nach Abkühlen wird auf das dreifache Volumen verdünnt und zur Entfernung von Ammonium-Ionen mit
einem sauren Austauscher behandelt Nach Eindampfen der Lösung im Wasserstrahlvakuum und Digerieren des
Rückstandes mit Methanol erhält man 94 g der 1 -Amino-S-carboxypentan-1,1 -diphosphonsäure.
Analyse:
gef.: C 23,9%, N 4,9%, P 20,8%;
bei·.: C 24,75%, N 431%,
bei·.: C 24,75%, N 431%,
In entsprechender Weise kann man Malondinitril, Bernsteinsäuredinitril und Glutarsäuredinitril zur Reaktion
bringen.
65,5 g getrocknete phosphorige Säure löse man in 45,2 g Cyanessigsäureäthylester und hält diese Mischung
eine Stunde bei 90° C Anschließend erhitzt man auf 1500C und hält 4 Stunden bei dieser Temperatur. Die
Reaktionsmischung wird mit 300 ml Wasser versetzt und durch Kolben hydrolysiert Nach Behandeln mit
einem Kationenaustauscher, Einengenderso erhaltenen Lösung und Ausfällen mit Methanol oder Äthanol erhält
man die l-Amino-2-carboxyäthan-l,l-diphosphonsäure in 41 %iger Ausbeute.
Analyse:
gef.:C14,6%, N 53%, P243%;
ben: C 14,47%, N 5,62%, P 2437%.
ben: C 14,47%, N 5,62%, P 2437%.
50 g Methyl-thiopropionitril "nd 85 g trockene
phosphorige Säure werden in einem Kolben mit Rührer in der Weise erhitzt, daß man die Teo-geratur während 3
Stunden von Raumtemperatur auf 155 bis 1600C erhöht
und weitere 2 Stunden bei dieser Temperatur beläßt Nach beendeter Reaktion läßt man abkühlen, versetzt
mit 200 ml Wasser und kocht 1 bis 2 Stunden unter Rückfluß. Die so erhaltene Lösung wird mit einem
Ionenaustauscher zur Entfernung von Ammoniak behandelt, eingedampft und die l-Amino-3-methylthiopropan-1,1-diphosphonsäure
durch Methanolzugabe ausgefällt
Ausbeute: 83,4%.
Wird die Umsetzung in 100 ml Dimethyldiglykoläther
oder Diathyldigiykoläther durchgeführt, so wird eine
ähnliche Ausbeute erzielt
50
42 g trockene, phosphorige Säure und 24 g Oxydiacetonitril
werden in 50 ml getrocknetem Sulfolan gelöst und unter Rahren 1 Stunde bei 80° C gehalten.
Anschließend steigert man die Temperatur auf 160° C
und hält 4 Stunden bei dieser Temperatur. Man gibt 30 ml Wasser zu, erhitzt 30 Minuten auf 1000C, läßt
abkühlen und neutralisiert dann mit 30%iger Natronlauge. Die wäßrige Phase wird abgetrennt und zur «>
Gewinnung der freien l-Amino-2-carboxy-methyloxyäthan-1,1
-diphosphonsäure mit einem sauren Kationenaustauscher behandelt. Die nach Eindampfen der so
gewonnenen Lösung erhaltene Phosphorsäure zeigte folgende Analyse:
gef.:C17,9%, N 53%, P 21,8%;
ber.: C 17.22%, N 5,02%, P 22,20%.
ber.: C 17.22%, N 5,02%, P 22,20%.
10
IS
20
25
30
35
40
45
70 g phosphorige Säure löst man in 28 g Thiodipropionitril
und erhitzt 4 Stunden auf 150 bis 1600C. Nach
beendeter Reaktion wird mit 50 ml Wasser bei 100° C hydrolysiert Nach Zugabe von 200 ml Methanol fällt die
Thio-bis-(l -aminopropan-1,1 -diphosphonsäure) in
81,7%iger Ausbeute als harziges Produkt an, das folgende Analyse zeigt:
gef.: N 6,2%, P 26,0%, S 6,9%;
ber.: N 5,98%, P 26,46%, S 6,85%.
ber.: N 5,98%, P 26,46%, S 6,85%.
17,2 g Sulfonyldipropionitril und 323 g phosphorige
Saure werden in 80 ml Tetramethylensulfon, wie in Beispiel 5 beschrieben, umgesetzt und nach beendigter
Reaktion das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert Die Sulfonyl-bis-(l-aminopropan-l,l-diphosphonsäure)
wurde nach Aufarbeiten in 49,6%iger Ausbeute erhalten und zeigte folgende Analyse:
gef.: N 5,2%, P 24,0%, S 63%;
ber.: N 5,60%, P 24,77%, S 6,41%.
ber.: N 5,60%, P 24,77%, S 6,41%.
36 g Aminoacetonitril-hydrochlorid werden fein pulverisiert
und in 66,bg geschmolzener phosphoriger
Säure dispergiert Man rührt die Mischung 1 Stunde bei 100° C wobei Chlorwasserstoff entweicht Anschließend
wird die Temperatur allmählich auf 160° C gesteigert
und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Nach Abschluß der Reaktion wird durch Kochen mit 50 ml
Wasser hydrolysiert, 5 ml konzentrierte Salzsäure zugegeben und unter Rühren mit 100 ml Methanol
versetzt Die ausgefällte 1,2-Diaminoäthan-1,1-diphosphonsäure
(57 g entsprechend 643% der Theorie) wird aus Wasser unter Methanolzusatz umkristallisiert
Analyse:
gef.: C 11,0%, N 113%, P28,0%;
ber.: C 10,92%, N 12,72%, P 28,15%.
ber.: C 10,92%, N 12,72%, P 28,15%.
SeUt man anstelle des Aminoacetonitril-hydrochlorids
27 g Aminopropionitril oder 40 g Aminopropionitril-hydrochlorid
ein, so erhält man in 72%iger Ausbeute bei gleicher Verfahrensweise die 13-Diaminopropan-1,1
-diphosphonsäure.
Analyse:
gef.: C 153%,
gef.: C 153%,
N 11,7%,
ber.: C 1539%, N 11,97%,
ber.: C 1539%, N 11,97%,
P 26,2%;
P 26,46%.
P 26,46%.
Bei Einsatz von 19 g Iminodiacetonitril und 40 g phosphoriger Säure bildet sich in 733%iger Ausbeute
die N-Carboxymethyl-1,2-diaminoäthan-1,1 -diphosphonsäure.
Analyse:
gef.: C i 1,7%, N 5,2%, P 213%;
ber.: C 173%, N 5,04%, P 22,28%.
ber.: C 173%, N 5,04%, P 22,28%.
Bei Umsetzung in gleicher Weise mit 25 g Iminodipropionitril
und 40 g phosphoriger Säure erhält man in 98%iger Ausbeute die Imino-bis-(1-aminopropan-1,1-diphosphonsäure).
Analyse:
gef.:C16,l%, N 9,2%, P 26,6%;
ber,: C 15,97%, N 9,32%, P 27,46%.
ber,: C 15,97%, N 9,32%, P 27,46%.
Eine Suspension von 26,8 g Nitrilotrisacetonitril in
80 g phosphoriger Säure wird allmählich auf 160° C (3
Stunden) erhitzt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Nach beendeter Umsetzung hydrolysiert man ι ο
unter Kochen mit 60 ml Wasser und fällt das Reaktionsprodukt mittels Methanol. Der Niederschlag
wird erneut mit Methanol gewaschen und getrocknet Man erhält 92 g N-Carboxymethyl-imino-bis-(l-aminoäthan-l,l-diphosphonsäure),
was einer Ausbeute von is 96% entspricht Das Kalkbindevermögen bei pH 10
beträgt 14,1 gCa/100 g (Oxalat-Methode).
Analyse:
gef.:C153%. N 8,4%, P 25,2%;
ber.: C 14«8%( N 8,73%, P 25,75%.
ber.: C 14«8%( N 8,73%, P 25,75%.
Wird die Umsetzung mit Nitrilotrispropionitril durchgeführt, so beträgt der Umsatz 92% an N-Carboxyäthyl-imino-bis-(l-aminopropan-l,l-diphosphonsäure).
203 g Tris-^-cyanäthyl-phosphinoxid) und 0,5 g
ZnBr2 werden mit 50 g trockener phosphoriger Säure geschmolzen und 2 Stunden bei 120° C gehalten.
Anschließend erhitzt man auf 170 bis 175° C und hält
nochmals 3 Stunden bei dieser Temperatur. Die Reaktionsmischung wird unter Kochen mit 25 ml
Wasser hydrolysiert und die Phosphorsäure mittels Methanol ausgefällt Die Ausbeute bcuägt 70.C g.
Wird die Umsetzung in entsprechender Weise mit 17 g P-Methyl-bis-(2-cyanoäthylphosphinoxid) und J5 g
phosphoriger Säure durchgeführt, so erhält man in 89%iger Ausbeute die P-Methyl-phosphonyl-bis-(laminopropan-1,1
-diphosphonsäure).
Analyse:
gef.:C17,5%, N 5,8%, P 30,6%;
ber.: C 16,88%, N 5,62%, P 31,09%.
ber.: C 16,88%, N 5,62%, P 31,09%.
Beispiel 11
In 103 g Benzonitril löst man 164 g phosphorige Säure sowie 1 g AICI3 oder AlBr3 und erwärmt die
Mischung unter Rühren auf 1500C Nach 1 Stunde steigert man die Temperatur auf 1900C und hält 2
Stunden bei dieser Temperatur. Anschließend wird hydrolysiert mit 80 ml Wasser unter Kochen und die
gebildete Phenylaminomethan-diphosphonsäure durch
Ausbeute: 72,6%.
Analyse:
Analyse:
gef.: C 32,7%, N 5,8%, P2.?,6%;
ber.: C 31,48%, N 5,24%, P 23,19%.
ber.: C 31,48%, N 5,24%, P 23,19%.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von 1-Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren
der allgemeinen Forme!
HO O NHj O OH
\ll I W/
ρ—c—ρ
ρ—c—ρ
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772754821 DE2754821C3 (de) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Verfahren zur Herstellung von 1-Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772754821 DE2754821C3 (de) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Verfahren zur Herstellung von 1-Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2754821A1 DE2754821A1 (de) | 1979-06-13 |
DE2754821B2 true DE2754821B2 (de) | 1981-01-08 |
DE2754821C3 DE2754821C3 (de) | 1981-08-13 |
Family
ID=6025663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772754821 Expired DE2754821C3 (de) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Verfahren zur Herstellung von 1-Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2754821C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0240918A1 (de) * | 1986-04-05 | 1987-10-14 | Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien | Diphosphonylierte Oxonitrile, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in mikrobistatischen Zusammensetzungen sowie mikrobistatisch wirksame, diphosphonylierte Oxonitrile enthaltende Zusammensetzungen |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2558837B1 (fr) * | 1984-01-26 | 1986-06-27 | Sanofi Sa | Derives de l'acide methylenediphosphonique, procede d'obtention et medicaments antirhumatismaux les contenant |
US5728650A (en) * | 1993-10-07 | 1998-03-17 | Zeneca Limited | Herbicidal aza bisphosphonic acids and compositions containing the same |
-
1977
- 1977-12-09 DE DE19772754821 patent/DE2754821C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0240918A1 (de) * | 1986-04-05 | 1987-10-14 | Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien | Diphosphonylierte Oxonitrile, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in mikrobistatischen Zusammensetzungen sowie mikrobistatisch wirksame, diphosphonylierte Oxonitrile enthaltende Zusammensetzungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2754821C3 (de) | 1981-08-13 |
DE2754821A1 (de) | 1979-06-13 |
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