PL205522B1

PL205522B1 - Method for production of tetraalkyl esters of [(hydroxyimine)bis(methylene)]bisphosphonic acid

Info

Publication number: PL205522B1
Application number: PL380249A
Authority: PL
Inventors: Mirosław Soroka; Waldemar Goldeman
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2010-04-30
Also published as: PL380249A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania estrów tetraalkilowych kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.The present invention relates to a process for the preparation of [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraalkyl esters.

Estry tetraalkilowe kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego znajdują zastosowanie jako stabilizatory substancji organicznych narażonych na degradację przez czynniki utleniające, termiczne lub światło, a także jako substraty do wytwarzania kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.[(Hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraalkyl esters are used as stabilizers for organic substances exposed to degradation by oxidizing, thermal or light agents, and also as substrates for the production of [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid.

Dotychczas znany z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5137951 jest jedynie sposób wytwarzania estru dibenzylowego kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego, który polega na reakcji paraformu z fosfonianem dibenzylowym i chlorowodorkiem hydroksyloaminy.So far, the only method known from US 5,137,951 is a method for the preparation of the dibenzyl ester of [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid, which consists in reacting paraform with dibenzyl phosphonate and hydroxylamine hydrochloride.

Sposób wytwarzania estrów tetraalkilowych kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego o wzorze ogólnym 1, w którym A oznacza podstawnik alkilowy o długości łańcucha C1-C6, według wynalazku polega na tym, że jedną część molową soli hydroksyloaminy, korzystnie chlorowodorku, poddaje się reakcji z co najmniej jedną część molową formaldehydu zawartego w substancji wybranej z grupy obejmującej formalinę, trioksan lub paraform, i co najmniej jedną częścią molową fosforynu trialkilowego o wzorze ogólnym 2, w którym A oznacza podstawnik alkilowy o długości łańcucha C1-C6, przy czym reakcję prowadzi się w temperaturze 273-373 K aż do przereagowania substratów, po czym z mieszaniny usuwa się lotne składniki przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymuje się w wyniku ester tetraalkilowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego.The process for the preparation of [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraalkyl esters of the general formula I, in which A is an alkyl substituent with a chain length of C1-C6, according to the invention, consists in subjecting one mole part of a hydroxylamine salt, preferably the hydrochloride salt, to by reacting with at least one mole portion of formaldehyde contained in a substance selected from the group consisting of formalin, trioxane or paraform, and at least one mole portion of a trialkyl phosphite of general formula 2, wherein A is an alkyl substituent of C1-C6 chain length, wherein the reaction is carried out at 273-373 K until the reactants have reacted, then the volatile components are removed from the mixture by distillation under reduced pressure to give [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraalkyl ester.

W wariancie sposobu według wynalazku reakcje prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, korzystnie dioksanie, tetrahydrofuranie, eterze lub alkoholu o grupie alkilowej identycznej jak w zastosowanym fosforynie trialkilowym.In a variant of the process according to the invention, the reactions are carried out in a water-miscible organic solvent, preferably dioxane, tetrahydrofuran, ether or alcohol having the same alkyl group as in the trialkyl phosphite used.

W innym wariancie sposobu wed ł ug wynalazku reakcję prowadzi się wobec zasady wiążącej chlorowodór, korzystnie wobec węglanu sodu.In another variant of the process according to the invention, the reaction is carried out in the presence of a hydrogen chloride binding base, preferably sodium carbonate.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.The subject matter of the invention is illustrated in the following examples.

P r z y k ł a d 1. Zmielony na proszek chlorowodorek hydroksyloaminy (3,5 g, 0,050 mola) oraz paraformaldehyd (3,3 g, 0,11 mola) zawiesza się w dioksanie (25 g) i dodaje się fosforyn trietylowy (16,6 g, 0,1 mola), po czym ogrzewa się w temperaturze około 373 K przez dwie godziny, a następnie mieszaninę reakcyjną chłodzi się do temperatury pokojowej, oddestylowuje się lotne składniki pod ciśnieniem 20 hPa i otrzymuje się w wyniku ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (15,5 g, 92% wydajności), którego identyczność potwierdzają widma [WG6082]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 23,80; oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,31 d (12 H, OCH2CH3, J=7,0), 3,37 d (4 H, CH2, J=11,9), 4,14 m (8 H, OCH2), 7,16 bs (1 H, OH), który zawiera jako główne zanieczyszczenie ester diety Iowy kwasu hydroksymetylofosfonowego (³¹P NMR: 26,2 ppm).Example 1: Powdered hydroxylamine hydrochloride (3.5 g, 0.050 mol) and paraformaldehyde (3.3 g, 0.11 mol) were suspended in dioxane (25 g) and triethyl phosphite (16.6 g) was added. g, 0.1 mol), then heated at a temperature of about 373 K for two hours, then the reaction mixture is cooled to room temperature, volatile components are distilled off at a pressure of 20 hPa and the result is tetraethyl acid ester [(hydroxyimino ) bis (methylene)] bisphosphonic acid (15.5 g, 92% yield), the identity of which is confirmed by spectral [WG6082]: ³¹ P NMR ^{1 H} (CDCl 3, δ [ppm]): 23.80; and ¹ H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): d 1.31 (12 H, OCH2CH3, J = 7.0), 3.37 d (4 H, CH2, J = 11.9 ), 4.14 m (8H, OCH2), 7.16bs (1H, OH) which contains as major impurity hydroxymethylphosphonic acid lava ester ( ³¹ P NMR: 26.2 ppm).

P r z y k ł a d 2. Postę puje się jak w przykł adzie 1 z tą róż nicą , ż e do mieszaniny dodatkowo wprowadza się zmielony węglan sodu (5,25 g, 0,050 mola), a po reakcji z mieszaniny reakcyjnej odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem powstały chlorek sodu. Otrzymuje się w wyniku surowy ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (6,2 g, 97% wydajności) identyczny jak w przykładzie 1.Example 2 The procedure of example 1 is followed with the difference that ground sodium carbonate (5.25 g, 0.050 mol) is additionally added to the mixture, and after the reaction, the reaction mixture is filtered off under reduced pressure. formed sodium chloride. This gives crude [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraethyl ester (6.2 g, 97% yield) identical to Example 1.

P r z y k ł a d 3. Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że zamiast fosforynu trietylowego stosuje się fosforyn tributylowy (25,0 g, 0,10 mola), a w wyniku otrzymuje się ester tetrabutylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (21,6 g, 97% wydajności), którego identyczność potwierdzają widma [WG7023]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 23,7; oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,94 d (12 H, CH2CH3, J=7,4), 1,43 sekstet (8 H, CH2CH3, J=7,4), 1,66 q (8 H, CH2CH3, J=7,4), 3,38 d (4 H, CH2, J=11,8), 4,09 dt (8 H, OCH2, J=6,7, J=13,3), 7,2 bs (1 H, OH), który zawiera jako główne zanieczyszczenie ester dibutylowy kwasu hydroksymetylofosfonowego (³¹P NMR: 25,7 ppm).Example 3 The procedure of Example 1 was followed with the difference that tributyl phosphite (25.0 g, 0.10 mol) was used instead of triethyl phosphite (25.0 g, 0.10 mol), resulting in the tetrabutyl ester of [(hydroxyimino) bis (methylene )] bisphosphonic (21.6 g, 97% yield), the identity of which is confirmed by spectral [WG7023]: ³¹ P NMR ^{1 H} (CDCl 3, δ [ppm]): 23.7; and ¹ H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): d 1.94 (12 H, CH2CH3, J = 7.4), 1.43 sextet (8H, CH2CH3, J = 7.4 ), 1.66 q (8H, CH2CH3, J = 7.4), 3.38 d (4H, CH2, J = 11.8), 4.09 dt (8H, OCH2, J = 6, 7, J = 13.3), 7.2 bs (1 H, OH), which contains as a major impurity hydroxymethyl-phosphonic acid dibutyl ester ⁽³¹ P NMR 25.7 ppm).

P r z y k ł a d 4. Postę puje się jak w przykł adzie 3, z tą róż nicą , ż e do mieszaniny dodatkowo wprowadza się zmielony węglan sodu (5,25 g, 0,050 mola), a po reakcji z mieszaniny reakcyjnej odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem powstały chlorek sodu. Otrzymuje się w wyniku surowy ester tetrabutylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego identyczny jak w przykładzie 3.Example 4 The procedure of example 3 is followed, with the difference that ground sodium carbonate (5.25 g, 0.050 mol) is additionally added to the mixture, and after the reaction, the reaction mixture is filtered off with suction. sodium chloride was formed under pressure. This gives crude [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetrabutyl ester identical to Example 3.

P r z y k ł a d 5. Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że zamiast fosforynu trietylowego stosuje się fosforyn triizopropylowy (20,8 g, 0,10 mola), a w wyniku otrzymuje się surowy ester tetraizopropylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego (17,5 g, 90% wydajności), którego identyczność potwierdzają widma [WG7023]: ³¹P NMR {¹H} (CDCl3, δ [ppm]): 22,2; oraz ¹H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): 1,33 d ( 6H, CHCH3, J=6,2), 1,34 d (6 H, CHCH3, J=6,2), 1,35 dExample 5 The procedure of Example 1 was followed with the difference that triisopropyl phosphite (20.8 g, 0.10 mol) was used instead of triethyl phosphite (20.8 g, 0.10 mol) to give the crude tetraisopropyl acid [(hydroxyimino) bis ( methylene)] bisphosphonic acid (17.5 g, 90% yield), the identity of which is confirmed by spectral [WG7023]: ³¹ P NMR ^{1 H} (CDCl 3, δ [ppm]): 22.2; and ¹ H NMR (CDCl3, δ [ppm], J [Hz]): d 1.33 (6H, CHCH 3, J = 6.2), 1.34 d (6H, CHCH3, J = 6.2) , 1.35 d

PL 205 522 B1PL 205 522 B1

jako główne zanieczyszczenie ester diizopropylowy kwasu hydroksymetylofosfonowego (³¹P NMR: 24,1 ppm).as major impurity hydroxymethylphosphonic acid diisopropyl ester ( ³¹ P NMR: 24.1 ppm).

P r z y k ł a d 6. Postępuje się jak w przykładzie 5, z tą różnicą, że do mieszaniny dodatkowo wprowadza się zmielony węglan sodu (5,25 g, 0,050 mola), a po reakcji z mieszaniny reakcyjnej odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem powstały chlorek sodu, a w wyniku otrzymuje się surowy ester tetraizopropylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego identyczny jak w przykładzie 5.Example 6 The procedure is as in example 5, except that ground sodium carbonate (5.25 g, 0.050 mol) is additionally added to the mixture, and after the reaction, the resulting sodium chloride is filtered off from the reaction mixture under reduced pressure. the result is a crude [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraisopropyl ester identical to Example 5.

P r z y k ł a d 7. Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że zamiast paraformaldehydu stosuje się 36% roztwór formaliny (8,1 ml, 0,11 mola), a w wyniku otrzymuje się surowy ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego identyczny jak w przykładzie 1.Example 7 The procedure of Example 1 was followed with the difference that a 36% formalin solution (8.1 ml, 0.11 mol) was used instead of paraformaldehyde to give crude [(hydroxyimino) bis acid tetraethyl ester. (methylene)] bisphosphonic acid identical to example 1.

P r z y k ł a d 8. Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że reakcje prowadzi się bez rozpuszczalnika i otrzymuje się w wyniku ester tetraetylowy kwasu [(hydroksyimino)bis(metyleno)]bisfosfonowego identyczny jak w przykładzie 1.Example 1 The procedure of Example 1 is followed with the difference that the reactions are carried out without solvent to give [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraethyl ester identical to Example 1.

Claims

Patent claims

A process for the preparation of [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid tetraalkyl esters of the general formula I, wherein A represents an alkyl substituent with a chain length of C1-C6, characterized in that one mole part of the hydroxylamine salt is reacted with at least one mole part of formaldehyde contained in a substance selected from the group consisting of formalin, trioxane or paraform, and at least one mole part of a trialkyl phosphite of general formula II, wherein A is an alkyl substituent with a chain length of C1-C6, the reaction being carried out at a temperature 273-373 K until the reactants are converted, and then the tetraalkyl ester of [(hydroxyimino) bis (methylene)] bisphosphonic acid is separated.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the hydroxylamine hydrochloride is used.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the reaction is carried out in a water-miscible organic solvent selected from the group consisting of dioxane, tetrahydrofuran, ethyl ether and an alcohol with an alkyl group identical to the trialkyl phosphite used.

4. The method according to p. A method as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that a hydrogen chloride-binding base is introduced into the medium.

5. The method according to p. The process of claim 4, wherein the base is sodium carbonate.