DE715540C - Verfahren zur Herstellung von Stickstoffphosphorsaeureverbindungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Stickstoffphosphorsäureverbindungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung- von Stickstoffphosphorsäureverbindungen.
• Die Herstellung ähnlicher Verbindungen hat man bereits versucht, indem man von gas: färmigem Ammoniak und festem Phosphorpentoxyd ausging. Neben der-schwierigen technischen Dürchführbarkeithat diescs Verfahren den Nachteil, daß die dabei eintretende Reaktion teils uneinheitlich, teils unvollständig verläuft, so daß verschiedene Reaktionsprodukte von wechselnder Zusammensetzung und in sehr geringer Ausbeute erhalten werden. Die Reaktionsprodukte sind zudem noch durch Nebenreaktionsprodukte und unverändertes Ausgangsmaterial stark verunreinigt und riechen in wäßriger Lösung erheblich nach Phosphorwasserstoff.
• Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß plan einheitliche Stickstoffphosphorsäureverbindimgen in hoher Ausbeute erhält, wenn man Harnstoff durch Erhitzen mit solchen Phosphorsäuren, die wasserärmer als die Orthophosphorsäuro sind, z. B. mit Pyro-, Poly- oder Metaphosphorsäuren, zur Reaktion bringt. Wenn man früher zur Herstellung solcher oder ähnlicher Produkte gerade von P. O,, und gasförmigem Ammoniak ausging, s6 hat man zweifellos diese als besonders reaktionsfähig geltenden Stoffe aus dein Grund gewählt, um einen möglichst eindeutigen und energischen Realz:tionsvierlauf zu erzielen. Wenn aber, wie bereits erwähnt, die Reaktion unter Verwendung von P. O,; und gasförmigem Ammoniak so unbefriedigend verläuft, so war in keiner Weise zu erwarten, daß bei Verwendung der wesentlich trägeren Reaktionsteilnehmer Harnstoff und Pyro-, Poly- oder Metaphosphorsäuren eine so :eindeutig und vollständig verlaufende Peaktion erzielt werden kann.
• Zur Herstellung der Verfahrensprodukte gemä13 der Erfindung geht man folgendermaßen vor.
• Die Ausgangsstoffe Harnstop und beispielsweise eine polymere Metaphosphorsäure werden in äquimolekularem oder auch in einem anderen Verhältnis gemischt und erhitzt. Nach anfänglichem Schmelzen der Reaktionsmasse beginnt bei einer Temperatur von etwa 12o bis i 4o' eine immer lebhafter eierdende Gasentwicklung. Zunächst entweicht Kohlendioxyd, im weiteren Verlauf der Reaktion auch Ammoniak. Das Ende der Reaktion zeigt sich. -in durch starkes Aufschäumen und Erstarrt" zu einer weißen porösen Masse, die sich Dach dem Erkalten leicht puh-ern läßt.
• Die Reaktionsprodukte haben je nach du i' Zusammensetzung des Ausgangsgemisches schwach sauren bis neutralen Charakter. Es scheint, d:tß eile Teil des bei der Reaktion frei werdenden Ammoniaks zum Nedtralisieren der sauren Gruppen verbraucht wird. Bei Verwendung von mehr als molaren M- en,---en Harnstoli entstehen weniger saure Produkte, was auf eine teilweise Zersetzung des Harnstoffüberschtisses und Anlagerung an saure Gruppen schließen läßt. Umgekehrt «-erden hei geringeren Harnstoffniengen saurer(, Reaktionsprodukte erhalten. Die Reaktionsprodukte sind wasserlöslich und haben die Fähigkeit, Metallionen komplex zu binden. Sie können auch in Form ihrer Alkali- oder Ainmonsalzc zur Anwendung kommen.
• Bei mehr oder weniger starkem Erhitzen der Reaktionsprodukte nach Beendigung der Reaktion tritt weitere N HI-Abspaltung ein, wobei finit zunehmendem Erhitzungsgrad die Wassurl.öslicbkeit der so behandelten Produkte ab- und die Fähigkeit, Metallionen komplex zu binden, zunimmt. Während es zur Zeit kaum möglich erscheint, den Reaktionsprodukten eint. bestimmte Konstitutionsformel zuzuschreiben, können sie doch andererseits als wohl charakterisiert insofern angesprochen werden, als die Reaktion immer eindeutig verläuft und die Reaktionsprodukte bei gleicher Beschaffenheit, gleichem Mengenverhältnis der Ausgangsstoffe und gleichen Erhitzungsgraden und -zelten immer dieselben Eigenschaften aufweisen. Es dürfte sich um hochpolymere Körper handeln, deren Polymeris<ationsgrad offenbar mit steigender Temperatur unter N H;-Abgabe zunimmt.
• Die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte können zum Weichnachen von hartem Wässer sowie als Reinigungs- und Textilveredelungsmittel verwendet werden.
• Beispiel 1 Sog einer polymeren Phosphorsäure, die durch Entwässern von Orfhophosphoi-sättre gewonnen wird und etwa 88°/o P.0;, enthält, werden mit bog Harnstoff innig verrieben, Zwobei leichte Erwärmung eintritt. Das Gemisch wird sodann langsam bis zum Schmelzen und -weiterhin bis auf i 4o' erhitzt, wobei unter lebhafter Entwicklung von C O. die Reaktion in Gang kommt. Bei fortschreitender Reakt:ctn setzt N HI-Entwicklung ein, und ,schließlich erfolgt Aufschäumen des Reaktionsproduktes zu einer weißen porösen Masse, rlic@ nach dem Erkalten gepulvert wird. Ihr @`. t ;ciwicht beträgt io6 g. Da Formel und Ion-' @titution des Reaktionsproduktes nicht bekannt sind, ist eine genaue Berechnung der Ausbeute unmöglich, doch dürfte dieselbe unter Berücksichtigung des entwickelten Kohlendioxyds und Ammoniaks der Theorie entsprechen.
• Beispiel 2 38o g kristallisierte Pyrophosphorsäure t@ erden mit ;Sog Harnstoff wermiscbt und langsam bis auf 16o erhitzt. Diese Temperatur wird einige Stunden gehalten. Nach anfänglichem Schmelzen beginnt eine lebhafte Gasentivicklung, wobei die Mischung allmählich zu einer festen, harten Masse erstarrt. Nach dem Zerkleinern erhält mau ein weißes Pulver, das sich in Wasser gut löst und, beispielsweise hartem Wasser in einer Menge an i ; bis 2o g je i oo l und Härtegrad zu-<-esetzt, die Bildung von Kalkseife v erhindcrt. Beispiel 3 86g einer anhydrischen I'liosplioi-s.itlre finit einem P.O;-Gehalt von 82,5 bis 83()o -,(erden mit bog Harnstoff innig verrührt und langsam auf igo- erwärmt. -Nach einer ]eilhaften Gasentwicklung beginnt das Reaktionsgemisch zu erstarren und liefert nach dem Er-.kalten ein gut pulverisierbares Produkt von ähnlichen Eigenschaften.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Stickdadurch gekennzeichnet, daß man solche Phosphorsäuren, die wasserärmer sind als Orthophosphorsäure, auf Harnstoff, vorzugsweise im Mengenverhältnis von Phosphorsäure: Harnstoff wie i: i bis 2: 1, 'bei höheren Temperaturen, insbesondere bei solchen von i oo bis i So , zur Einwirkung bringt und die Reaktionsmasse so lange erhitzt, bis die stürmische Reaktion nachläß.t und wesentliche Mengen von Kohlensäuredämpfen nicht mehr auftreten. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltenen Reaktionsprodukte in unmittelbarem Anschlttß oder auch nachträglich einer längeren Erhitzung, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen i 5o und i SO , unterwirft.