PL131549B1 - Method of obtaining methylenodiphosphonic acid - Google Patents

Method of obtaining methylenodiphosphonic acid Download PDF

Info

Publication number
PL131549B1
PL131549B1 PL24412880A PL24412880A PL131549B1 PL 131549 B1 PL131549 B1 PL 131549B1 PL 24412880 A PL24412880 A PL 24412880A PL 24412880 A PL24412880 A PL 24412880A PL 131549 B1 PL131549 B1 PL 131549B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acid
phosphite
formula
dialkyl
excess
Prior art date
Application number
PL24412880A
Other languages
Polish (pl)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to PL24412880A priority Critical patent/PL131549B1/en
Publication of PL131549B1 publication Critical patent/PL131549B1/en

Links

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasu metylenodifosfonowego /OTPA/.Kwas metylenodifosfonowy, przedstawiony na rysunku wzorem 1, jest szeroko stosowany jako sekwestrant, srodek powodujacy niepalnosc polimerów oraz aktywny skladnik detergentów.Jego kompleks z -^Te10 znalazl zastosowanie w medycynie nuklearnej, miedzy innymi do sle¬ dzenia zmian kostnych w wyniku postepujacego procesu nowotworowego.Znanymi metodami 2.IDPA wytwarza sie nastepujaco. W reakcji typu Arbuzowa badz Llicha- elisa-Beckera, odpowiednich estrów kwasu halogenometanofosfonowego z estrami kwasu fosfora¬ wego otrzymuje sie posrednie estry tetraalkilowe kwasu metylenodifosfonowego /OTP/ o wzorze 2, w którym R oznacza grupe alkilowa.Przebieg tej syntezy ilustruje schemat przedstawiony na rysunku. Niezbedne do syntezy estry kwasu halogenometanofosfonowego o wzorze 3» w którym I oznacza atom ohloru lub jodu, a R ma wyzej podane znaczenie otrzymuje sie w wyniku reakcji typu Arbuzowa odpowiednioh fosforynów trialkilowych z jodkiem metylenu /oo prowadzi do otrzymania estrów o wzorze 3f w którym X«J/, badz tez z trójchlorku fosforu w wyniku dzialania formaldehydem, a nastepnie odpowiednim alkoholem /co prowadzi do otrzymania estrów o wzorze 3, w którym ImCl/. Reakcja FCl^ z formaldehydem wymaga stosowania aparatury cisnieniowej.Otrzymany ester o wzorze 3 poddaje sie nastepnie reakcji z estrem Jrwasu rcsrorawego takim jak fosforyn trialkilowy o wzorze /R0/-P lub sodofosforyn dialkilowy o wzorze /R0/2 P-ONa z wytworzeniem estru tetraalkilowego kwasu metylenodifosfonowego /MDP/ o wzorze 2, w którym R ma wyzej podane znaczenie. Otrzymany MDP najpierw oczyszcza sie na drodze des¬ tylacji pod zmniejszonym cisnieniem, a nastepnie poddaje hydrolizie kwasowej do kwasu mety- lenodifosfonowego /MDPA/ o wzorze 1. Wieloetapowosc, wysoki koszt stosowanych jodoalkanów, koniecznosc korzystania z aparatury cisnieniowej w przypadku wytwarzania jako produktu posredniego zwiazku o wzorze 3, w którym X=:C1, oraz koniecznosc oczyszczania OT? przed hy¬ droliza stanowia istotne niedogodnosci znanych dotychczas sposobów wytwarzania 13)PA.2 131 549 Celem wynalazku bylo opracowanie nowej, wydajnej, jednoetapowej metody syntezy MDPA z tanich i latwo dostepnych substratów. Stwierdzono, ze cel ten mozna osiagnac prowadzac proces sposobem wedlug wynalazku.Dposób wedlug wynalazku polega na tym, ze sodofosforyn dialkilowy poddaje sie kon¬ densacji z nadmiarem chlorku metylenu w srodowisku fosforynu dialkilowego, a nastepnie po oddestylowaniu nadmiaru fosforynu dialkilowego, otrzymany surowy ester kwasu metyle- nodifosfonowego poddaje sie kwasowej hydrolizie do kwasu metylenodifosfonowego, który krystalizuje sie z kwasu octowego.W procesie wedlug wynalazku, metaliczny sód dodaje sie porcjami do fosforynu dial¬ kilowego, najkorzystniej dietylowego, w temperaturze okolo 40°C. Do otrzymanego roztworu dodaje sie chlorek metylenu i utrzymuje temperature okolo 40 C. Po zakonczeniu reakcji dodaje sie rozpuszczalnik niepolarny lub mieszanine rozpuszczalników niepolarnych, najko¬ rzystniej benzen-heksan. Po odsaczeniu chlorku sodowego i przemyciu rozpuszczalnikiem niepolarnym, najkorzystniej benzenem, surowy ester /MDP/ hydrolizuje sie kwasem solnym otrzymujac MDPA, który oczyszcza sie przez krystalizacje z kwasu octowego.Wysoka czystosc surowego estru otrzymanego powyzszym sposobem sprawia, ze eliminu¬ je sie klopotliwy etap oczyszczania MDP na drodze destylacji pod zmniejszonym cisnieniem.Nadmiar fosforynu dialkilowego oddestylowuje sie przed hydroliza i korzystnie zawraca do syntezy MDPA.Nizej podane przyklady ilustruja sposób wedlug wynalazku Przyklad I. W kolbie trój szyjnej o pojemnosci 750 ml, zaopatrzonej w miesza¬ dlo mechaniczne, termometr i rurke do odgazowywania wypelniona srodkiem suszacym umiesz¬ czono 250,0 g fosforynu dietylowego. Do kolby dodawano w trakcie mieszania i chlodzenia metaliczny sód /20,0 g/ w niewielkich porcjach z taka szybkoscia, aby utrzymac temperature mieszaniny reakcyjnej w granicach 40- 5°C. Po calkowitym przereagowaniu sodu do roztworu dodano chlorek metylenu w dwóch porcjach, najpierw 50 g a nastepnie, po 3 godzinach 30 g.Reakcje z chlorkiem metylenu prowadzono w temperaturze 40^ 5°C z mieszaniem. Po 8 godzi¬ nach od chwili dodania pierwszej porcji chlorku metylenu mieszanine reakcyjna chlodzono do temperatury pokojowej, dodano mieszanine benzenu /150 ml/ i n-heksanu /l50 ml/ i mie¬ szano 1 godzine w temperaturze pokojowej. Wydzielony osad chlorku sodowego odsaczono i przemyto benzenem /100 ml/. Polaczone przesacze zatezono a z pozostalosci oddestylowano nieprzereagowany fosforyn dietylowy przy ciesnieniu 13*3 Pa. Do pozostalosci dodano 400 -ml stezonego kwasu solnego i otrzymany roztwór pozostawiono na 12 godzin w temperaturze poko¬ jowej, a nastepnie ogrzewano do wrzenia pod chlodnica zwrotna w ciagu 4 godzin. Po chlo¬ dzeniu roztwór zatezono a pozostalosc rozpuszczono w 150 ml wody, przesaczono i przepusz¬ czono przez silnie kwasny wymiennik jonowy w formie kwasowej. Otrzymany kwasny roztwór zatezono do objetosci 50 ml, dodano 300 ml wrzacego kwasu octowego i pozostawiono do krys¬ talizacji w temperaturze pokojowej. Po 5 godzinach odsaczono wydzielone biale krysztaly i przemyto kwasem octowym. Suszono na powietrzu. Wydajnosc 42,0 g MDPA /55%/, temperatura topnienia 199-200°C. Destylat zawierajacy nieprzeragowany fosforyn dietylowy /130,0 g; temperatura wrzenia 30-40 C/ stosuje sie bez dodatkowej obróbki do ponownej syntezy MDPA.Przyklad II. W kolbie trój szyjnej o pojemnosci 100 ml, zaopatrzonej w miesza¬ dlo mechaniczne, termometr i rurke do odgazowania wypelniona srodkiem suszacym umieszczono 40,0 g fosforynu di-n-butylowego. Do kolby dodawano w trakcie mieszania i chlodzenia meta¬ liczny sód /2,4 g/ w niewielkich porcjach, utrzymujac temperature mieszaniny w granicach 40^ 5°C. Po calkowitym przereagowaniu sodu dodano 10 g chlorku metylenu i roztwór reakcyj¬ ny mieszano w ciagu 8 godzin w temperaturze 40- 5 0. Do chlodzonego roztworu dodano mie¬ szanine benzenu 25 ml/ oraz n-heksanu /25 ml/ i mieszano 1 godzine w temperaturze pokojo¬ wej. Wydzielony osad chlorku sodowego odsaczono i przemyto benzenem /20 ml/. Polaczone przesacze zatezono a z pozostalosci oddestylowano nieprzereagowany fosforyn di-n-butylowy /20,0 g; temperatura wrzenia 60-65°C przy cisnieniu 13,3 Pa /, który stosuje sie bez dodatkowej obróbki do ponownej syntezy MDPA.131 549 3 Po oddestylowaniu nieprzereagowanego fosforynu dietylowego do pozostalosci dodano 50 ml stezonego kwasu solnego i otrzymany roztwór pozostawiono na 12 godzin w tempera¬ turze pokojowej, a nastepnie ogrzewano do wrzenia pod chlodnica zwrotna w ciagu 4 godzin* Po ochlodzeniu roztwór zatezono,a pozostalosc rozpuszczono w okolo 20 ml wody, przesaczono i przepuszczono przez silnie kwasny wymiennik jonowy w formie kwasowej* Otrzymany kwasny roztwór zatezono do objetosci okolo 7 ml, dodano okolo 40 ml wrzacego kwasu octowego i pozostawiono do krystalizacji w temperaturze pokojowej. Wydzielone biale krysztaly pro¬ duktu odsaczono i przemyto kwasem octowym. Suszono na powietrzu. Wydajnosc 4,3 g MDPA /47%/, temperatura topnienia 199-200°C.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasu metylenodifosfonowego, znamienny t y b, ze sodofosforyn dialkilowy poddaje sie kondensacji z nadmiarem chlorku metylenu w srodowisku fosforynu dialkilor*ego, po czym po oddestylowaniu z mieszaniny poreakcyjnej nadmiaru fos¬ forynu dialkilowego, otrzymany surowy ester kwasu metylenodifosfonowego hydrolizuje sie kwasem solnym do kwasu metylenodifosfonowegot który krystalizuje sie z kwasu octowego. 2. Sposób wedlug zaetrz. 1,znamienny tym, ze oddestylowany nadmiar fos¬ forynu dialkilowego zawraca sie do syntezy kwasu metylenodifosfonowego.H0P-CH2-P<0H H0 o o 0H Wzór.1 RO OR P~CH?—PCT (RO)2PCH2X ROx I! " I OR I o o o131 549 Wzór.2 Wzór.3 (RO)3P. CH2J 2^2 (RO)3P (RO)2PCH2X W O MDP 1 .CH20 2.R0H (RO)2P-ONa PCL< Schemat Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PLThe subject of the invention is a method for the production of methylenediphosphonic acid (OTPA). Methylenediphosphonic acid, shown in Figure 1, is widely used as a sequestrant, a flame retardant for polymers and an active ingredient in detergents. Its complex with - ^ Te10 has found application in nuclear medicine, among others for treatment of bone changes as a result of the progressive neoplastic process. Known methods 2. IDPA is produced as follows. In the Arbuzow or Llichaelis-Becker type reaction, the corresponding esters of halogenomethanphosphonic acid with esters of phosphoric acid give the intermediate tetraalkyl esters of methylenediphosphonic acid (OTP) of the formula 2, in which R is an alkyl group. The course of this synthesis is illustrated by the scheme shown in the drawing . Necessary for the synthesis esters of halomethanophosphonic acid of the formula 3 »in which I is a halogen or iodine atom, and R has the meaning given above, is obtained by the Watermelon-type reaction of the corresponding trialkyl phosphites with methylene iodide / oo leads to the formation of esters of the formula 3f in which X "J /, or also from phosphorus trichloride by treatment with formaldehyde and then with the appropriate alcohol (which leads to esters of formula III, in which ImCl). The reaction of FCl4 with formaldehyde requires the use of a pressure apparatus. The resulting ester of formula III is then reacted with a roraric acid ester such as trialkylphosphite of formula (R0) -P or dialkyl sodium phosphite of formula (R0 / 2 P-ONa) to give a tetraalkyl ester methylenediphosphonic acid (MDP) of formula 2, in which R is as defined above. The obtained MDP is first purified by desillation under reduced pressure, and then subjected to acid hydrolysis to methylenediphosphonic acid (MDPA) of formula 1. Multi-stage, high cost of iodoalkanes used, necessity to use pressure equipment in the case of production of the compound as an intermediate product of formula 3, where X =: C1, and need for OT purification? Prior to hydrolysis, the present invention aims to develop a new, efficient, one-step method for the synthesis of MDPA from cheap and readily available starting materials. It has been found that this aim can be achieved by carrying out the process according to the invention. The method according to the invention consists in the fact that dialkyl sodium phosphite is subjected to condensation with an excess of methylene chloride in the dialkyl phosphite environment, and then, after distilling the excess dialkyl ester phosphite, the crude methyl ester obtained is The nodiphosphonic acid is acidically hydrolyzed to methylenediphosphonic acid which crystallizes from acetic acid. In the process of the invention, metallic sodium is added in portions to dialkyl phosphite, most preferably diethyl, at a temperature of about 40 ° C. Methylene chloride is added to the solution obtained and the temperature is kept at about 40 ° C. After the reaction is complete, a nonpolar solvent or a mixture of nonpolar solvents, most preferably benzene-hexane, is added. After filtering off the sodium chloride and washing with a nonpolar solvent, most preferably with benzene, the crude MDP ester is hydrolyzed with hydrochloric acid to give MDPA which is purified by crystallization from acetic acid. The high purity of the crude ester obtained by the above process eliminates the cumbersome purification step. MDP by distillation under reduced pressure. Excess dialkyl phosphite is distilled off prior to hydrolysis and preferably recycled to the synthesis of MDPA. The following examples illustrate the method of the invention. Example I. In a 750 ml three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, thermometer and a degassing tube filled with desiccant was filled with 250.0 g of diethyl phosphite. Metallic sodium (20.0 g /) was added to the flask, while stirring and cooling, in small portions at such a rate as to maintain the temperature of the reaction mixture within 40-5 ° C. After the sodium had reacted completely, methylene chloride was added to the solution in two portions, first 50 g and then 30 g after 3 hours. The reaction with methylene chloride was carried out at 40 ° C 5 ° C with stirring. Eight hours after the addition of the first portion of methylene chloride, the reaction mixture was cooled to room temperature, a mixture of benzene (150 ml) and n-hexane (150 ml) was added and stirred for 1 hour at room temperature. The separated sodium chloride precipitate was filtered off and washed with benzene (100 ml). The combined feeds were concentrated and unreacted diethyl phosphite was distilled from the residue at 13 * 3 Pa. 400 ml of concentrated hydrochloric acid were added to the residue, and the resulting solution was allowed to stand at room temperature for 12 hours, then heated to reflux for 4 hours. After cooling, the solution was concentrated and the residue was dissolved in 150 ml of water, filtered and passed through a strong acid ion exchanger in the acid form. The resulting acidic solution is concentrated to a volume of 50 ml, 300 ml of boiling acetic acid are added and the solution is allowed to crystallize at room temperature. After 5 hours, the separated white crystals are filtered off and washed with acetic acid. Air dried. Yield 42.0 g of MDPA (55%), mp 199-200 ° C. Distillate containing unreacted diethyl phosphite / 130.0 g; boiling point 30-40 C / is used without additional treatment for the re-synthesis of MDPA. Example II. In a 100 ml three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer and a degassing tube filled with a drying agent were placed 40.0 g of di-n-butyl phosphite. Metallic sodium (2.4 g) was added to the flask while stirring and cooling in small portions, keeping the temperature of the mixture at 40 ° C 5 ° C. After the sodium had reacted completely, 10 g of methylene chloride was added, and the reaction solution was stirred for 8 hours at 40-5 ° C. A mixture of benzene 25 ml (25 ml) and n-hexane (25 ml) was added to the cooled solution and stirred for 1 hour at room temperature. The separated sodium chloride precipitate was filtered off and washed with benzene (20 ml). The combined filtrates were concentrated and the residue distilled unreacted di-n-butyl phosphite / 20.0 g; boiling point 60-65 ° C at a pressure of 13.3 Pa /, which is used without additional treatment for the re-synthesis of MDPA. 131 549 3 After distilling the unreacted diethyl phosphite, 50 ml of concentrated hydrochloric acid was added to the residue and the resulting solution was left for 12 hours in at room temperature, then heated to reflux for 4 hours. After cooling, the solution was concentrated and the residue was dissolved in about 20 ml of water, filtered and passed through a strong acid ion exchanger in the acid form. * The resulting acid solution was concentrated to a volume. about 7 ml, about 40 ml of boiling acetic acid were added and allowed to crystallize at room temperature. The separated white crystals of the product are filtered off and washed with acetic acid. Air dried. Yield 4.3 g MDPA / 47% /, melting point 199-200 ° C. Patent claims 1. The method of producing methylenediphosphonic acid, characterized by the fact that dialkyl sodium phosphite is condensed with an excess of methylene chloride in a dialkyl phosphite environment, and then after distilling off the excess dialkyl phosphite from the reaction mixture, the crude methylenediphosphonic acid ester obtained is hydrolyzed with hydrochloric acid to give methylenediphosphonic acid which crystallizes from acetic acid. 2. Way according to cleaning. The method of claim 1, wherein the distilled excess dialkylphosphate is recycled to the synthesis of methylenediphosphonic acid. "I OR I oo o131 549 Pattern 2 Pattern 3 (RO) 3P. CH2J 2 ^ 2 (RO) 3P (RO) 2PCH2X WO MDP 1 .CH20 2.R0H (RO) 2P-ONa PCL <Scheme Pracownia Poligraficzna UP PRL. Mintage 100 copies Price PLN 100 PL

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasu metylenodifosfonowego, znamienny t y b, ze sodofosforyn dialkilowy poddaje sie kondensacji z nadmiarem chlorku metylenu w srodowisku fosforynu dialkilor*ego, po czym po oddestylowaniu z mieszaniny poreakcyjnej nadmiaru fos¬ forynu dialkilowego, otrzymany surowy ester kwasu metylenodifosfonowego hydrolizuje sie kwasem solnym do kwasu metylenodifosfonowegot który krystalizuje sie z kwasu octowego. 2. Sposób wedlug zaetrz. 1,znamienny tym, ze oddestylowany nadmiar fos¬ forynu dialkilowego zawraca sie do syntezy kwasu metylenodifosfonowego. H0P-CH2-P<0H H0 o o 0H Wzór.1 RO OR P~CH?—PCT (RO)2PCH2X ROx I! " I OR I o o o131 549 Wzór.2 Wzór.3 (RO)3P. CH2J 2^2 (RO)3P (RO)2PCH2X W O MDP 1 .CH20Claims 1. Method for the production of methylenediphosphonic acid, characterized by the fact that dialkyl sodium phosphite is condensed with an excess of methylene chloride in the dialkyl phosphite environment, and then, after distilling the excess dialkyl phosphite from the reaction mixture, the obtained crude methylene phosphite is hydrolyzed by the methylene phosphite ester. hydrochloric acid to methylenediphosphonic acid which crystallizes from acetic acid. 2. Way according to cleaning. The process of claim 1, wherein the distilled excess dialkyl phosphite is recycled to the synthesis of methylenediphosphonic acid. H0P-CH2-P <OH H0 o o o 0H Formula 1 RO OR P ~ CH? —PCT (RO) 2PCH2X ROx I! "I OR I o o o131 549 Formula.2 Formula.3 (RO) 3P. CH2J 2 ^ 2 (RO) 3P (RO) 2PCH2X W O MDP 1 .CH20 2.R0H (RO)2P-ONa PCL< Schemat Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL2.R0H (RO) 2P-ONa PCL <Scheme Printing Studio of the UP PRL. Mintage 100 copies. Price PLN 100 PL
PL24412880A 1980-07-18 1980-07-18 Method of obtaining methylenodiphosphonic acid PL131549B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL24412880A PL131549B1 (en) 1980-07-18 1980-07-18 Method of obtaining methylenodiphosphonic acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL24412880A PL131549B1 (en) 1980-07-18 1980-07-18 Method of obtaining methylenodiphosphonic acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL131549B1 true PL131549B1 (en) 1984-11-30

Family

ID=20018792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL24412880A PL131549B1 (en) 1980-07-18 1980-07-18 Method of obtaining methylenodiphosphonic acid

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL131549B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2050785A1 (en) 1997-10-31 2009-04-22 Metabolix, Inc. Use of organic phosphonic or phosphinic acids, or of oxides, hydroxides or carboxylic acid salts of metals as thermal stabilizers for plasticized polyhydroxyalcanoates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2050785A1 (en) 1997-10-31 2009-04-22 Metabolix, Inc. Use of organic phosphonic or phosphinic acids, or of oxides, hydroxides or carboxylic acid salts of metals as thermal stabilizers for plasticized polyhydroxyalcanoates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10153780C1 (en) Carboxyethyl-methylphosphinic acid glycol ester preparation in high yield, for use as reactive flame retardant in polymers, by multi-stage process starting from yellow phosphorus
US6583315B2 (en) Process for preparing ethanebis(alkylphosphinic) acids
GB2034313A (en) Process for the preparation of n-phosphonomethyl glycine
US2632018A (en) Halogen-containing phosphorus acids and esters
US4931586A (en) Process for the continuous production of 2-phosphone-butane-1,2,4-tricarboxylic acid and alkali metal salts thereof
KR20000048656A (en) Method for producing aluminum dialkyl phosphinates
US4427599A (en) Method for preparation of N-phosphonomethylglycine
US5679842A (en) Process for the preparation of aminomethanephosphonic acid and aminomethylphosphinic acids
PL131549B1 (en) Method of obtaining methylenodiphosphonic acid
KR20190122722A (en) Method for preparing methyl phosphinic acid butyl ester
JPH03181493A (en) Preparation of pure cyclic diarylester phophate
US4507249A (en) Process for making derivatives of vinylphosphonic acid or vinylpyrophosphonic acid
US6600067B2 (en) Process for preparing ethylenediphosphonic acids
US4034023A (en) Process for preparing mixed phosphate ester compositions
US3222378A (en) Phthalimidomethyl phosphorus compounds
US4536351A (en) Process for making aryldichlorophosphanes
CA2463287C (en) Beta-ketophosphonates
US4960920A (en) Process for the preparation of α-aminoalkylphosphonic acids and of α-aminoalkylphosphinic acids
EP0104775A1 (en) Production of N-phosphonomethylglycine
WO2016152747A1 (en) Method for producing alkylphosphonic acid
PL130983B1 (en) Process for preparing tetraalkyl esters of methylenediphosphonic acid
EP0122587B1 (en) Process for preparing organic chlorophosphanes
US4476063A (en) N-Acylaminomethyl-N-cyanomethyl phosphonates
JPH069664A (en) Production of dialkyl phosphate
US4534902A (en) Method for preparation of N-phosphonomethylglycine