DE4302958C1

DE4302958C1 - Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäurediarylestern bzw. Alkanphosphinsäurearylestern

Info

Publication number: DE4302958C1
Application number: DE19934302958
Authority: DE
Inventors: Ernst-Juergen Stoiber; Hans-Guenter Froehlen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2013-02-04

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäurediaryl- bzw. Alkan phosphinsäurearylestern unter Rückgewinnung der als Katalysatoren eingesetzten Alkyliodide.

Alkanphosphonsäurediaryl- bzw. Alkanphosphinsäurearyl ester können z. B. aus Trialkylphosphiten bzw. deren Umlagerungsprodukten (Alkanphosphonsäuredialkylester) und Triarylphosphiten bzw. aus Trialkylphosphiten bzw. deren Umlagerungsprodukten (Alkanphosphonsäuredialkyl ester) und Alkanphosphonigsäurediaryl- oder Alkanphos phinigsäurearylestern unter Zusatz von katalytischen Mengen an sogenannten Arbusov-Katalysatoren, z. B. Alkyliodiden hergestellt werden (EP-A 34 239; Houben- Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart-New York, 1982, Erweiterungs- und Folgeband 2 zur 4. Auflage, S. 369; Chemical Abstracts 95, 133 162 (1981)).

Die Rückgewinnung der Alkyliodide ist aus ökologischen und ökonomischen Gründen notwendig. Die bislang bekann ten Methoden, wie z. B. die destillative Abtrennung der leichter siedenden Alkyliodide von den Produkten ist aufgrund der geringen Siedepunktsdifferenzen nur mit großem, technischen Aufwand durchführbar.

Die Adsorption der Alkylioide an Aktivkohle ist eine weitere und oft angewandte Methode. Nachteilig bei diesem Vorgehen ist jedoch, daß die Rückgewinnung des Alkyliodids von der beladenen Aktivkohle einen hohen technischen Aufwand erfordert.

Aufgabe war es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die wirtschaftlichen Rückgewinnung der Alkyliodide aus den Alkanphosphonsäurediaryl- bzw. Alkanphosphinsäurearylesterrohprodukten gestattet und bei dem die bereits erwähnten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe konnte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel lung von Alkanphosphonsäurediaryl- bzw. Alkanphosphin säurearylestern durch Umsetzung der entsprechenden Edukte aus der Gruppe bestehend aus Trialkylphosphiten und deren Umlagerungsprodukten (Alkanphosphonsäuredi alkylester), Triarylphosphiten, Alkanphosphonigsäure diarylestern, Alkanphosphinigsäurearylestern, Alkan phosphonigsäuredialkylestern und deren Umlagerungs produkten (Alkanphosphonsäuredialkylester) und Alkan phosphinigsäurealkylestern unter Zusatz von katalyti schen Mengen an Alkyliodiden, den sogenannten Arbusov- Katalysatoren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß

a) die Alkyliodide aus dem Reaktionsgemisch mittels eines Inertgases bei Temperaturen von 50 bis 250°C ausgetrieben werden,
b) die Alkyliodide aus dem Gasgemisch aus a) in Aryl oxy-Verbindungen des dreiwertigen Phosphors der allgemeinen Formel I worin R¹ für einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen, R² und R³ für einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen, einen Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen oder einen Aryloxyrest mit 6 bis 10 C-Atomen und n und m für ganze Zahlen von 0 bis 2 stehen mit der Maßgabe, daß n+m=2 ist, absorbiert werden und
c) das Produkt aus b) gegebenenfalls in die Reaktion zurückgeführt wird.

Bevorzugt wird als Aryloxy-Verbindung des dreiwertigen Phosphors eine Verbindung eingesetzt, die einem Edukt aus der Reaktion entspricht.

Die Eignung der Aryloxyverbindungen des dreiwertigen Phosphors als Absorptionsmittel für Alkyliodide ist sehr überraschend, da laut Literatur aus Alkyliodiden und z. B. Triarylphosphiten - vor allem bei Temperaturen oberhalb 100°C - sogenannte quaternäre Phosphonium- Verbindungen gebildet werden, wie am Beispiel Triaryl phosphit/Alkyliodid verdeutlicht werden soll (Houben- Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, 1963, Band XII, Teil 1, S. 344 ff):

RJ + (ArO)₃P → [(ArO)₃P - R]⁺J^-

Die einzelnen Reinigungsschritte im erfindungsgemäßen Verfahren sind das Abtrennen des Katalysators Alkyliodid aus den Alkanphosphonsäurediaryl- bzw. Alkanphosphin säurearylester-Rohprodukten mit einem Inertgas bei er höhter Temperatur und die anschließende Absorption des Alkyliodids aus dem beladenen Inertgas mit einer Aryl oxy-Verbindung des dreiwertigen Phosphors, die bevorzugt einem in die Reaktion eingespeisten Edukt entspricht.

Besonders gut geeignete Aryloxyverbindungen des dreiwer tigen Phosphors sind:

Triphenylphosphit,
Tris-o-, -m, -p-kresylphosphite oder Gemische davon,
Tris-p-ethylphenylphosphit,
Tris-o-, -m, -p-isopropylphenylphosphit oder Gemische davon,
Tris-p-tert.-butylphenylphosphit,
Tris-p-methoxyphenylphosphit,
Diphenylkresylphosphit,
Methanphosphonigsäurediphenylester,
Methanphosphonigsäuredikresylester,
Ethanphosphonigsäurediphenylester,
Butanphosphonigsäurediphenylester,
Benzolphosphonigsäurediphenylester,
Dimethylphosphonigsäurephenylester,
Dibutylphosphonigsäurephenylester,
Diphenylphosphonigsäurephenylester.

Bevorzugt werden als Alkyliodide Methyliodid, Ethyliodid und Propyliodid eingesetzt.

Die Erfindung soll anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert werden.

Beispiel

Aus 92 kg Methanphosphonsäurediphenylester-Rohprodukt, das bei der Reaktion von Triphenylphosphit mit Tri methylphosphit unter Verwendung von Methyliodid ent steht, die pro Stunde mit einer Temperatur von etwa 200°C aus einer vollkontinuierlich arbeitenden Reak tionskaskade abfließen, werden in einer aus Glas gefertigten Absorptionskolonne 1,2 kg Iodmethan mit Hilfe eines Stickstoffstroms von 2 m³/h, ausgetrieben. Der mit Iodmethan beladene Stickstoff wird in den unteren Teil einer ebenfalls aus Glas gefertigten Absorptionskolonne geleitet, die im oberen Teil mit 76 kg/h an Triphenylphosphit beschickt wird. Die beiden Absorptionskolonnen sind mit unglasierten Keramikringen befüllt (Durchmesser 8 mm) und besitzen dieselben Ab messungen (Länge: 6 m, Durchmesser 80 mm). Das Alkyl iodid-haltige Triphenylphosphit kann nach Ergänzung der Verlustmengen an Iodmethan direkt dem 1. Reaktor der oben beschriebenen Reaktionskaskade zugeführt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäure diaryl- bzw. Alkanphosphinsäurearylestern durch Umsetzung der entsprechenden Edukte aus der Gruppe bestehend aus Trialkylphosphiten und deren Umlage rungsprodukten (Alkanphosphonsäuredialkylester), Triarylphosphiten, Alkanphosphonigsäurediaryl estern, Alkanphosphinigsäurearylestern, Alkan phosphonigsäuredialkylestern und deren Umlage rungsprodukten (Alkanphosphonsäuredialkylester) und Alkanphosphinigsäurealkylestern unter Zusatz von katalytischen Mengen an Alkyliodiden, den soge nannten Arbusov-Katalysatoren, dadurch gekennzeich net, daß

a) die Alkyliodide aus dem Reaktionsgemisch mittels eines Inertgases bei Temperaturen von 50 bis 250°C ausgetrieben werden,
b) die Alkyliodide aus dem Gasgemisch aus a) in Aryloxy-Verbindungen des dreiwertigen Phos phors der allgemeinen Formel (I) worin R¹ für einen gegebenenfalls substitu ierten Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen, R² und R³ für einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen, einen Aryl rest mit 6 bis 10 C-Atomen oder einen Aryl oxyrest mit 6 bis 10 C-Atomen und n und m für ganze Zahlen von 0 bis 2 stehen mit der Maß gabe, daß n+m=2 ist, absorbiert werden und
c) das Produkt aus b) gegebenenfalls in die Reaktion zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte Aryloxy-Verbindung des dreiwer tigen Phosphors einem Edukt aus der Reaktion ent spricht.