ES2212450T3 - Procedimiento para la preparacion de acido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico. - Google Patents

Procedimiento para la preparacion de acido 3-(hidroxifenilfosfinil)-propanoico.

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ES2212450T3 ES99122580T ES99122580T ES2212450T3 ES 2212450 T3 ES2212450 T3 ES 2212450T3 ES 99122580 T ES99122580 T ES 99122580T ES 99122580 T ES99122580 T ES 99122580T ES 2212450 T3 ES2212450 T3 ES 2212450T3
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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.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
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:
1
2. Descripción de la técnica anterior
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.
Sumario de la invención
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.
Descripción detallada de la invención
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:
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.
Ejemplo I
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.
TABLA 1
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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