ES2212450T3 - Procedimiento para la preparacion de acido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de acido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico.Info
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Abstract
Procedimiento para la preparación de ácido 3- (hidroxifenil-fosfinil)-propanoico que consta esencialmente de las etapas siguientes: hacer reaccionar dicloruro fenilfosfonoso con ácido fenilfosfínico para dar un compuesto hidrofosforílico; hacer reaccionar el compuesto hidrofosforílico con cloruro de acriloilo a una temperatura de 0-40ºC para dar cloruro de 3-(clorofenilfosfinil)-propionilo, estando presente el cloruro de acriloilo en una cantidad de 10-15% en moles mayor que la cantidad del compuesto hidrofosforílico; e hidrolizar el cloruro de 3-(clorofenilfosfinil)- propionilo en agua al ácido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico, y a continuación enfriar la mezcla acuosa hasta 10ºC y dejar reposar a 10ºC durante 1 hora para obtener el ácido 3-(hidroxi-fenilfosfinil)- propanoico como un precipitado.
Description
Procedimiento para la preparación de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la preparación de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico. El ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico, que se usa
habitualmente como un pirorretardante para resinas de poliéster,
generalmente se prepara por condensación de dicloruro
fenilfosfonoso y ácido acrílico, seguido de la hidrólisis del
condensado, cloruro de
3-(clorofenilfosfinil)-propionilo, como se muestra
en la siguiente fórmula I de reacción:
Pudovik et al. dieron a conocer el
procedimiento anterior en el Russian Journal of Organic Chemistry
(Vol. 137, p. 423-427), en 1967. Desde entonces, se
ha descrito un número de procedimientos mejorados que podrían
aumentar el rendimiento de producción controlando una fracción en
moles de agente reaccionante o la temperatura de reacción. Por
ejemplo, la patente US nº 4.081.463 (Birum et al.) propone
un procedimiento en el que se usó ácido acrílico en una cantidad de
25-45% en moles (más preferiblemente
30-40% en moles) mayor que la de dicloruro
fenilfosfonoso, insistiendo en que el rendimiento de producción se
puede aumentar usando ácido acrílico en exceso debido a que una
porción del dicloruro fenilfosfonoso permanece sin reaccionar
cuando estos agentes reaccionantes están presentes en los mismos
equivalentes. Sin embargo, este procedimiento es problemático por
cuanto no sólo se desperdicia el agente reaccionante debido al
exceso de ácido acrílico, sino también por cuanto el rendimiento de
la producción no aumenta en un grado satisfactorio. Otra
referencia dirigida a la preparación de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico es la patente US
nº 4.769.182, de Hazen. Esta describe que el compuesto objeto se
puede producir con rendimientos elevados de producción usando ácido
acrílico en una cantidad relativamente pequeña, pero mayor que
5-10% en moles que la de dicloruro fenilfosfonoso, y
manteniendo la temperatura de reacción a 115-150ºC
durante la reacción de los agentes reaccionantes. En la patente
citada anteriormente, Hazen insistió en que el ácido acrílico no se
consumió ni se convirtió en un material no reaccionable, sino que
se convirtió en ciertos derivados de ácido acrílico que entonces se
hicieron reaccionar con el dicloruro fenilfosfonoso restante a la
temperatura de reacción elevada, lo que condujo a una mejora en el
rendimiento de producción. Sin embargo, a pesar del rendimiento
mejorado de la producción, este procedimiento sufre de una
debilidad por cuanto se reduce el efecto del ácido acrílico en
exceso debido a que el ácido acrílico usado en la reacción se
autocondensa o hierve hasta vaporizarse debido a la elevada
temperatura.
El poliéster que contiene el pirorretardante
ácido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico se usa
generalmente para fibras tales como cortinas, colchas y camisones.
Uno de los factores que ha influido significativamente en la
calidad de estos productos de fibras es el color. Los colores de
los productos están determinados parcialmente por el color del
poliéster. En consecuencia, el color del ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico, que se añade
para retardar la llama en el poliéster, es muy importante a la hora
de determinar los colores de los productos finales.
En cuanto al ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico preparado por el
procedimiento de Hazen, es ligeramente amarillento. Kardanov et
al dieron a conocer en el Journal of General Chemistry USSR
(vol. 62, nº 1, p. 182-183) un procedimiento para
preparar ácido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico,
en el que se hacen reaccionar dicloruro fenilfosfonoso, ácido
fenilfosfínico y un cloruro de acriloilo en exceso, y entonces el
cloruro de acriloilo en exceso se elimina a vacío
antes de que se hidrolice el cloruro de
3-(clorofenil-fosfinil)-propionilo
obtenido.
A la luz de estos antecedentes, la presente
invención se estudió para resolver los problemas de las técnicas
anteriores, y tiene por objetivo proporcionar un procedimiento para
la preparación de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico del color
deseado con rendimientos elevados mediante una reacción a baja
temperatura.
Según una realización de la presente invención,
se proporciona un procedimiento para la preparación de ácido
3-(hidroxi-fenilfosfinil)-propanoico
que consta esencialmente de las etapas: hacer reaccionar dicloruro
fenilfosfonoso con ácido fenilfosfínico para dar un compuesto
hidrofosforílico; hacer reaccionar el compuesto hidrofosforílico
con cloruro de acriloilo a una temperatura de
0-40ºC para dar cloruro de
3-(clorofenilfosfinil)-propionilo, estando presente
el cloruro de acriloilo en una cantidad de 10-15% en
moles mayor que la cantidad del compuesto
hidrofosforílico; e hidrolizar el cloruro de
3-(clorofenilfosfinil)-propionilo en agua al ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico y enfriar
entonces la mezcla acuosa hasta 10ºC y dejar reposar a 10ºC durante
1 hora para obtener el ácido
3-(hidroxi-fenilfosfinil)-propanoico
como un precipitado.
En la presente invención, el ácido
3-(hidroxifenil-fosfinil)-propanoico
se prepara a partir de dicloruro fenilfosfonoso. Este material de
partida se hace reaccionar con ácido fenilfosfínico para producir
un compuesto hidrofosforílico que, a su vez, se hace reaccionar con
cloruro de acriloilo en exceso para dar cloruro de
3-(clorofenil-fosfinil)-propionilo.
Este aducto se hidroliza al compuesto objeto. Este procedimiento de
reacción se representa por la siguiente Fórmula de Reacción 2:
El compuesto hidrofosforílico IV que resulta de
la reacción de dicloruro fenilfosfonoso II y ácido fenilfosfínico
III está en un estado tautómero como se observa en la Fórmula de
Reacción 2, y es de una reactividad tan elevada que puede
reaccionar rápidamente a bajas temperaturas. Según la presente
invención, la reacción del compuesto hidrofosforílico IV y
el cloruro de acriloilo se realiza a una temperatura de
0-40ºC.
Además, puesto que el cloruro de acriloilo
(H_{2}C=CHCOCl) tiene un punto de ebullición de
72-76ºC, que es significativamente menor que el
punto de ebullición (139ºC) del ácido acrílico, el resto del
cloruro de acriloilo tras la reacción de adición se puede recoger y
reciclar con facilidad. En la presente invención, el cloruro de
acriloilo se usa en una cantidad de 5-30% en moles,
y más preferiblemente 10-15% en moles, mayor que la
del compuesto hidrofosforílico IV.
El producto intermedio, cloruro de
3-(clorofenil-fosfinil)-propionilo
V, se hidroliza en un procedimiento bien conocido para dar ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico I. Aquí, se debe
entender que esta hidrólisis no limita a la presente invención.
Se puede obtener una mejor comprensión de la
presente invención a la luz de los siguientes ejemplos, que se
exponen para ilustrar pero no se deben interpretar como limitantes
de la presente invención.
Se colocaron en un reactor 396,7 g (2,793 moles)
de ácido fenilfosfínico que entonces se añadió gota a gota con 500
g (2,793 moles) de dicloruro fenilfosfonoso a 20ºC en una atmósfera
de nitrógeno con agitación. Tras completar el mezclamiento, se
añadieron gota a gota 556,15 g (6,145 moles) de cloruro de
acriloilo a 20ºC durante 90 min, y la mezcla de reacción se hizo
reaccionar adicionalmente durante 30 min.
En 1.106 g de agua, el condensado resultante se
añadió gota a gota a 80ºC con agitación vigorosa, tras lo cual la
temperatura se enfrió hasta cerca de 10ºC para obtener
precipitados. Después de dejar reposar a 10ºC durante 1 hora, la
suspensión que contiene los precipitados se filtró, se lavó y se
secó en un secador a vacío para producir 1.147,6 g de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico. Rendimiento
96%.
Ejemplo comparativo
I
Se colocaron en un reactor 895 g (5 moles) de
dicloruro fenilfosfonoso, que entonces se calentó a 80ºC con
agitación. Se añadieron gota a gota 346 g (5,5 moles) de ácido
acrílico mientras el reactor se mantenía a una temperatura de
80-100ºC a presión atmosférica. Tras la terminación
de la adición de ácido acrílico, la mezcla de reacción se dejó
reposar durante 1 hora a 80ºC, y entonces se enfrió hasta
temperatura ambiente. En 1.000 ml de agua, la mezcla de reacción
resultante se añadió gota a gota y se sometió a hidrólisis a 80ºC,
tras lo cual la temperatura se enfrió hasta cerca de 10ºC para
obtener precipitados. Después de dejar reposar a 10ºC durante 1
hora, la suspensión que contienen los precipitados se filtró, se
lavó y se secó en un secador a vacío para producir 1.015 g de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico. Rendimiento
94,9%.
Ejemplo comparativo
II
Se llevó a cabo un procedimiento siguiendo el
Ejemplo I, excepto que se colocaron 895 g (5 moles) de dicloruro
fenilfosfonoso en el reactor, se calentaron hasta 80ºC con
agitación, y se añadieron gota a gota con 386 g (5,35 moles) de
ácido acrílico mientras se mantenía una temperatura de reacción a
80-100ºC a 1 atmósfera, tras lo cual la mezcla de
reacción se calentó hasta 130ºC, se dejó reposar durante 1 hora, y
se enfrió hasta temperatura ambiente, para producir 1.008 g de ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico. Rendimiento
94,2%.
En la Tabla 1, a continuación, se
muestran las propiedades físicas del ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico obtenido en los
ejemplos anteriores.
N^{os} de ejemplos | *Relación molar | Rendimiento (%) | Color (L/b) | Punto de fusión (ºC) |
I | 1,1 | 96,0 | 97,4/1,02 | 162 |
C. I | 1,3 | 85,4 | 97,0/1,4 | 162 |
C. II | 1,07 | 92,2 | 91,4/4,4 | 162 |
Como es manifiesto en los Ejemplos y Ejemplos
Comparativos anteriores, el ácido
3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico se puede
preparar con rendimiento elevados con buen color mediante
reacciones a baja temperatura, según la presente invención. Además,
la presente invención es económicamente favorable debido a que el
resto del cloruro de acriloilo tras la reacción de adición se puede
recoger y reciclar con facilidad.
La presente invención se ha descrito de una
manera ilustrativa, y se ha de entender que la terminología usada
está destinada a la naturaleza de la descripción más que como
limitación. Son posibles muchas modificaciones y variaciones de la
presente invención a la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo
tanto, se entenderá que la invención se puede practicar de otro modo
que como se ha descrito específicamente.
Claims (1)
1. Procedimiento para la preparación de ácido
3-(hidroxifenil-fosfinil)-propanoico
que consta esencialmente de las etapas siguientes:
hacer reaccionar dicloruro fenilfosfonoso con
ácido fenilfosfínico para dar un compuesto hidrofosforílico;
hacer reaccionar el compuesto hidrofosforílico
con cloruro de acriloilo a una temperatura de
0-40ºC para dar cloruro de
3-(clorofenilfosfinil)-propionilo, estando presente
el cloruro de acriloilo en una cantidad de 10-15% en
moles mayor que la cantidad del compuesto hidrofosforílico; e
hidrolizar el cloruro de
3-(clorofenilfosfinil)-propionilo en agua
al ácido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico, y
a continuación enfriar la mezcla acuosa hasta 10ºC y dejar reposar
a 10ºC durante 1 hora para obtener el ácido
3-(hidroxi-fenilfosfinil)-propanoico
como un precipitado.
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