PL217514B1

PL217514B1 - Sposób wytwarzania kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowych

Info

Publication number: PL217514B1
Application number: PL396818A
Authority: PL
Inventors: Mirosław Soroka; Waldemar Goldeman; Marzena Justyna Mazur; Agnieszka Sieradzan; Magdalena Wilk
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2014-07-31
Also published as: PL396818A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jesl sposób wytwarzania kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowych o wzorze ogólnym 1, przeznaczonych do stosowania jako odczynniki analityczne, kompleksony, amfolity i bufory, a także jako inhibitory ureaz.

Znany z publikacji Maier L. „Phosphorus and Sulfur and the Related Elements” 1981. 11(2), 139-147 sposób wytwarzania kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowych polega na reakcji kwasu hydroksymetylofosfinowego z aminami drugorzędowymi i formaldehydem w postaci spolimeryzowanej. Zastosowanie kwasu hydroksymetylofosfinowego do tego procesu wiąże się z pewnymi niedogodnościami. Nie jest znany sposób wytwarzania czystego kwasu hydroksymetylofosfinowego, a jego reakcja z aminami drugorzędowymi i formaldehydem daje w wyniku mieszaninę kilku produktów, w której zaledwie połowę stanowi kwas dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy.

Sposób wytwarzania kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowych. przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawniki alkilowe, ewentualnie R1 i R2 mogą tworzyć parami struktury cykloalkilowe, zawierającą ewentualnie atomy tlenu lub azotu, polega na tym, że w pierwszym etapie jedną część molową kwasu fosfinowego poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową formaldehydu zawartego w substancji wybranej z grupy formalina, trioksan i paraform i jedną częścią molową aminy drugorzędowej, a reakcję prowadzi się w temperaturze 250-400K w wodzie, w obecności katalizatora w postaci dowolnego kwasu Br0nsteda. korzystnie kwasu solnego. Przy czym kwas Bransteda stosuje się w ilości wynikającej z bilansu kwasowo-zasadowego użytych reagentów, powiększonej o ułamek liczby moli kwasu fosfinowego, którą oblicza się ze wzoru: n_H = n_N - n_P + w₁*n_P, w którym n_H oznacza liczbę moli protonów w kwasie Bransteda, n_N oznacza liczbę moli atomów azotu w aminie, n_P oznacza liczbę moli kwasu fosfinowego, a w1 jest ułamkiem w zakresie od 0 do 0,4, aż do przereagowania substratów. Otrzymany w wyniku roztwór kwasu dialkiloaminometylofosfinowego poddaje się w drugim etapie reakcji z co najmniej jedną częścią molową formaldehydu zawartego w substancji wybranej z grupy formalina, trioksan i paraform, a reakcję prowadzi się w temperaturze 250-400K, w wodzie, w obecności katalizatora w postaci dowolnego kwasu Bronsteda. korzystnie kwasu solnego. Przy czym kwas Bronsteda stosuje się w ilości wynikającej z bilansu kwasowo-zasadowego użytych reagentów, powiększonej o ułamek liczby moli kwasu fosfinowego, którą oblicza się ze wzoru: nH = nN - nP + w2*nP, w którym nH oznacza liczbę moli protonów w kwasie Bransteda, n_N oznacza liczbę moli atomów azotu w aminie, nP oznacza liczbę moli kwasu fosfinowego, a suma w1+w2 jest liczbą większą od 0,3, korzystnie większą od 0,6, aż do przereagowania substratów, i otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego z wydajnością ponad 80%, który jest wystarczająco czysty do większości zastosowań. Czysty kwas wydziela się przez odparowanie lotnych składników pod zmniejszonym ciśnieniem, neutralizację kwasu Bransteda i krystalizację z alkoholu, acetonu lub eteru.

Sposób według wynalazku korzystnie polega na tym, że do wykonania pierwszego etapu kwas fosfinowy wytwarza się wprost w mieszaninie reakcyjnej z dowolnej soli wybranej z grupy obejmującej podfosforyn sodu. podfosforyn potasu, podfosforyn amonu, podfosforyn wapnia i podfosforyn baru oraz stechiometrycznej ilości kwasu Bransteda.

Wariant sposobu wytwarzania kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfonowych, przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawniki alkilowe, ewentualnie R1 i R2 mogą tworzyć parami struktury cykloalkilowe, zawierającą ewentualnie atomy tlenu lub azotu, polega na tym, że jedną część molową kwasu dialkiloaminometylofosfinowego, poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową formaldehydu, a reakcję prowadzi się w temperaturze 250-400K w wodzie, w obecności katalizatora w postaci dowolnego kwasu Bransteda, aż do przereagowania substratów.

Korzystnie formaldehyd wprowadza się w substancji wybranej z grupy obejmującej formalinę, trioksan i paraform.

Korzystnie również kwas Bransteda stosuje się w ilości większej niż 0,3 części molowej, korzystnie większej niż 0,6 części molowej.

Zaleta sposobu według wynalazku polega na znacznym zwiększeniu wydajności otrzymywanych kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfonowych, zwykle powyżej 80%, i zmniejszeniu liczby produktów ubocznych, co powoduje, że poprawia się również czystość tych związków, a to umożliwia ich bezpośrednie stosowanie w stanie surowym, a także ułatwia wydzielanie i oczyszczanie produktu. Nieoczekiwanie stwierdzono, że wydajności kwasu dialkiloaminometylofosfinowego i dialkiloPL 217 514 B1 aminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego, a także wydajności produktów ubocznych, zwłaszcza kwasu bis(hydroksymetylo)fosfinowego, zależą nie tylko od obecności katalizatora w postaci kwasu Br0nsteda, ale silnie zależą również od liczby moli katalizatora przypadającej na mol substratów, to znaczy kwasu fosfinowego i kwasu dialkiloaminometylofosfinowego. W dodatku, jak to wynika z wykresu 1 (przykład) 1-7) oraz z wykresu 2 (przykłady 8-14), reakcja dialkiloaminometylowania kwasu fosfinowego ma wąskie optimum wydajności, które mieści się w przedziale od 0 do 0,4 mola kwasu Bransteda na mol kwasu fosfinowego, natomiast optimum wydajności drugiego etapu hydroksymetylowania kwasu dialkiloaminometylofosfinowego, jest inne i wynosi nieoczekiwanie powyżej 0,3 mola kwasu Br0nsteda na mol kwasu dialkiloaminometylofosfinowego. Takie zależności nie są opisane w literaturze naukowo-technicznej.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania, na schemacie reakcji i wykresach. Przy czym przykłady od 1 do 7 dotyczą reakcji hydroksymetylowania kwasu dipropyIoaminometyIofosfinowego formaldehydem w temperaturze 373K i zmiennej ilości HCI, natomiast przykłady od 8 do 14 dotyczą reakcji fosfinometylowania dipropyloaminy w temperaturze 298K i zmiennej ilości HCl.

P r z y k ł a d 1 ₃

Do 10,19 g (0,10 mola) roztworu dipropyloaminy w 10 cm³ wody wkrapla się w temperaturze około 298K, ostrożnie 10,4 cm³ (0,10 mola) 50% kwasu fosfonowego oraz 1,67cm³ (0,020 mola) 12M ₃ kwasu solnego, a następnie 9,0 cm³ (0,12mola) 37% formaliny, po czym mieszaninę ogrzewa się w temperaturze około 343K przez 2 godziny, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS103] analizuje

31 1 31 się przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR, z których wynika, że głównym składnikiem jest kwas dipropyloaminomelylofosfinowy (90%), po czym koryguje się bilans kwasowo-zasadowy do zera ₃ ostrożnie dodając 1,06g (0,010 mola) Na2CO3, i dodaje się 9,0 cm³ (0,12 mola) 37% formaliny, po czym ogrzewa się w temperaturze około 373K przez 3 godziny, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną

31 1 31

[AS105] analizuje się przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 1 i wykres 1.

P r z y k ł a d 2

Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że dodaje się 0,53 g (0,0050 mola) Na2CO3, co odpowiada bilansowi +0,01 mola HCl, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS107] analizuje się przy

31 1 31 pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 1 i wykres 1.

P r z y k ł a d 3

Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że nie dodaje się zasady, co odpowiada bilansowi +0,020 mola HCl a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS109] analizuje się przy pomocy widm ή 31 ή 31 ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 1 i wykres 1.

P r z y k ł a d 4 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że dodaje się 0,83 cm³ (0,010 mola) 12M kwasu solnego, co odpowiada bilansowi +0,030 mola HCL, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS111]

31 1 31 analizuje się przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 1 i wykres 1.

P r z y k ł a d 5 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że dodaje się 3,33 cm³ (0,040 mola) 12M kwasu solnego, co odpowiada bilansowi +0,060 mola HCL, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS113]

31 1 31 analizuje się przy pomocy widm¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 1 i wykres 1.

P r z y k ł a d 6 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że dodaje się 8,3 cm³ (0,10 mola) 12M kwasu solnego, co odpowiada bilansowi +0,120 mola HCl, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS115]

P r z y k ł a d 7 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że dodaje się 13,3 cm³ (0,16 mola) 12M kwasu solnego, co odpowiada bilansowi +0,180 moIa HCl, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [AS117]

PL 217 514 B1

T a b e l a 1

Zależność wydajności [% mol] Pr2NCH2(HOCH2)P(O)OH od stosunku nHCl/nPr2NCH2P(H)(O)OH w temperaturze 343K

nHCl/npr2NCH2P(H)(O)OH	Pr2NCH2P(O)(H)OH	Pr2NCH2(HOCH2)P(O)OH	BDPA	HM
0,00	85	6	6	ślady
0,10	68	19	7	ślady
0,20	28	60	8	ślady
0,30	15	74	8	ślady
0,60	4	85	8	ślady
1,20	-	88	8	ślady
1,80	-	89	7	ślady

BDPA=(HOCH2)P(O)OH, HM=HOCH2P(O)(H)OH

P r z y k ł a d 8 ₃

Do roztworu zawierającego 10,19 g (0,10 mola) dipropyloaminy w 10 cm³ wody wkrapla się ₃ ostrożnie w temperaturze około 298K 10,4 cm³ (0,10 mola) 50%-procentowego kwasu fosfinowego ₃ i 9,0 cm³ (0,12 mola) 37% formaliny, a następnie mieszaninę utrzymuje się w tej temperaturze ₁ przez 72 godziny, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM131] analizuje się przy pomocy ¹H,

1 51 ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

P r z y k ł a d 9 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 8 z tą różnicą, że przed dodaniem formaliny dodaje się 0,83cm³ (0,010 mola) 12M kwasu solnego, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM133] analizuje się 1 31 1 31 przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

P r z y k ł a d 10 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 8 z tą różnicą, że przed dodaniem formaliny dodaje się 1,67cm³ (0,020 mola) 12M kwasu solnego, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM135] analizuje się 1 31 1 31 przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

P r zy k ł a d 11 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 8 z tą różnicą, że przed dodaniem formaliny dodaje się 2,50 cm³ (0,030 mola) 12M kwasu solnego, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM137] analizuje się 1 31 1 31 przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

P r z y k ł a d 12 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 8 z tą różnicą, że przed dodaniem formaliny dodaje się 5,00 cm³ (0,60 mola) 12M kwasu solnego, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM139] analizuje się 1 31 1 31 przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

P r z y k ł a d 13 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 8 z tą różnicą, że przed dodaniem formaliny dodaje się 10,0 cm³ (0,120 mola) 12M kwasu solnego, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM141] analizuje się 1 31 1 31 przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

P r z y k ł a d 14 ₃

Postępuje się jak w przykładzie 8 z tą różnicą, że przed dodaniem formaliny dodaje się 15,0 cm³ (0,180 mola) 12M kwasu solnego, a otrzymaną mieszaninę poreakcyjną [MM143] analizuje się 1 31 1 31 przy pomocy widm ¹H, ³¹P{¹H} i ³¹P NMR. Otrzymane wyniki przedstawia tabela 2 i wykres 2.

PL 217 514 B1

T a b e l a 2

Zależność wydajności [% mol] Pr2NCH2P(O)(H)OH od stosunku nHCl/nH2P(O)OH temperaturze 298K

nHCl/nH2P(O)OH	HP(O)(OH)	H2PO2H	Pr2NCH2P(O)(H)OH	BA	AH	HM	BHM
0,00	ślady	40	59	-	-	-	-
0,10	1	16	81	-	2	1	-
0,20	1	12	85	3	-	-	-
0,30	1	16	81	2	-	-	-
0,60	1	77	18	ślady	-	4	-
1,20	1	<88	n.o	-	-	11	-
1,80	1	<86	<1	-	-	13	-

BA=(Pr2NCH2)2P(O)OH; AH=(Pr2NCH2)(HOCH2)P(O)OH; HM=HOCH2P(O)(H)OH; BHM=(HOCH2)2P(O)OH

P r z y k ł a d 15 ₃

Do roztworu, zawierającego 7,31 g (0,10 mola) dietyloaminy w 10 cm³ wody wkrapla się w temperaturze około 300-310K ostrożnie 10,4 cm³ (0,10 mola) 50% kwasu fosfinowego, 1,67cm³ (0,020 mola) 12M ₃ kwasu solnego oraz 9,0 cm³ (0,12 mola) 37% formaliny, a następnie mieszaninę ogrzewa się do temperatury około 343K przez 120 minut i otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dietyloaminometylofosfi31 nowego [MS10281A] z wydajnością 90%, którego strukturę potwierdza widmo P NMR (D₂O, 5[ppm]): 14,0. Na widmie widać jeszcze sygnały od kwasu bis(dietyloaminometylo)fosfinowego przy około ppm oraz kwasu dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego przy 31 ppm.

₃

Mieszaninę ochładza się do temperatury około 300-310K, dodaje się 8,33cm³ (0,10 mola) 12M ₃ kwasu solnego i 9,0 cm³ (0,12 mola) 37% formaliny, a następnie mieszaninę ogrzewa się do temperatury około 373K przez 360 minut i otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego [MM10281C] z wydajnością 86%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P{¹H} NMR: 32,65;

³¹P NMR: 32,7 (tt, CH2PCH2, J=7,9, J=6,1);

¹H NMR: 1,20 (t, 6H, CH3, J=7,2), 3,20-3,35 (m, 4H, NCH2C, J=nieozn.), 3,28 (d, 2H, NCH2P, J=7,9), 3,67 (d, 2H, OCH2P, J=6,1), 4,83 (s, H2O).

Następnie oddestylowuje się lotne składniki pod zmniejszonym ciśnieniem około 12 mmHg z łaźni o temperaturze końcowej 373K i otrzymuje się w wyniku kwas dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy w postaci gęstego oleju.

P r z y k ł a d 16

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 7,11 g (0,10 mola) pirolidyny, otrzymuje się w wyniku kwas pirolidynometylo(hydroksymetylo)fosfinowy [MM10283C] z wydajnością 84%. którego strukturę potwierdzają widma NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P{¹H} NMR: 32,67;

³¹P NMR: 31,2 (tt, CH2PCH2, J=8,5, J=6,2);

¹H NMR: 1,85-2,00 (m, 2H, CH2CN, J nieozn.), 2,00-2,65 (m, 2H, CH2CN, J=nieozn.), 3,00-3,15 (m, 2H, NCH2C, J=nieozn.), 3,41 (d, 2H, NCH2P, J=8,2), 3,60-3,80 (m, 2H, NCH2C, J=nieozn.), 3,69 (d, 2H, OCH2P, J=6,1) 4,85 (s, H2O).

P r z y k ł a d 17

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 12,93 g (0,10 mola) dibutyloaminy, otrzymuje się w wyniku kwas dibutyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy [AS10119C]| z wydajnością 90%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D2O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P NMR: 32,1 (tt, CH2PCH2, J=8,6, J=6,3);

¹H NMR: 0,79 (t, 6H, CH3, J=7,3), 1,23 (sekstet, 4H, CH2CCN, J=7,4), 1,57 (quintet, 4H, CH2CN, J=7,7), 3,10-3,25 (m, 4H, NCH2C, J=nieozn.), 3,26 (d, 2H, NCH2P, J=8,6), 3,62 (d, 2H, OCH2P, J=6,3), 4,78 (s, H2O).

PL 217 514 B1

P r z y k ł a d 18

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 12,93 g (0,10 mola) diizobutyloaminy, otrzymuje się w wyniku kwas diizobutyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy [AS10121] z wydajnością 88%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D2O,

5[ppm], J[Hz], i [bez wymiaru]):

³¹P{¹H} NMR: 30,3;

³¹P NMR: 30,3 (tt, CH2PCH2, J=7,3).

P r z y k ł a d 19

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 9,92 g (0,10 moIa) heksametylenoiminy, otrzymuje się w wyniku kwas heksametylenoiminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy [AS10123C] z wydajnością 77%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D₂O,5[ppm], J[Hz], i [bez wymiaru]):

³¹P NMR: 32,2 (tt, CH2PCH2, J=8,1, J=6,1);

¹H NMR: 1,40-1,70 (m, 4H, CH2CCN, J=nieozn.), 1,70-1,90 (m, 4H, CH2CN, J=nieozn.), 3,10-3,25 (m, 2H, NCH2C, J=nieozn.), 3,30 (d, 2H, NCH2P), J=8,1), 3,40-3,55 (m, 2H, NCH2C, J=nieozn.), 3,63 (d, 2H, OCH2P, J=6,1), 4,79 (s, H2O).

P r z y k ł a d 20

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, ze zamiast dietyloaminy stosuje się 8,71 g (0,10 mola) morfoliny, otrzymuje się w wyniku kwas morfolinometylo(hydroksymetylo)fosfinowy

[AS10125C] z wydajnością 91%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru|):

³¹P NMR: 31,2 (tt, CH2PCH2, J=8,5, J=6,2);

¹H NMR: 3,10-3,40 (m, 2H, CH2N, J=nieozn.), 3,33 (d, 2H, NCH2P, J=8,5), 3,40-3,70 (m, 2H,

NCH2C, J=nieozn.), 3,65 (d, 2H, OCH2P, J=6,2), 3,70-4,10 (m, 4H, OCH2C, J=nieozn.), 4,82 (s, H2O).

P r z y k ł a d 21

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 10,19 g (0,10 mola) diizopropyloaminy, otrzymuje się w wyniku kwas diizopropyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy [MW1033B] z wydajnością 88%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D2O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P NMR: 32,10 (m, CH2PCH2, J=nieozn);

¹H NMR: 1,30 (d+d, 12H, CH3, J=5,9, J=6,1), 3,25 (m, 2H, CH, J=nieozn.), 3,72 (d, 2H, NCH2P, J=6,2), 3,86 (d, 2H, OCH2P, J=5,3), 4,83 (s, H2O).

P r z y k ł a d 22

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 19,8 g (0,10 mola) dibenzyloaminy, otrzymuje się w wyniku krystaliczny kwas dibenzyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowy [MW1030D)] z wydajnością 93%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P NMR: 27,04 (tt, CH2PCH2, J=8,6, J=6,5);

¹H NMR: 3,09 (d, 2H, NCH2P, J=8,6), 3,36 (d, 2H, OCH2P, J=6,5), 4,27 (s, 4H, CH2Ph), 4,62 (s, H2O), 7,24-7,31 (m,10H, Ph, J=nieozn.).

P r z y k ł a d 23

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 9,72 g (0,10 mola) dialliloaminy, otrzymuje się w wyniku kwas dialIiloaminometylo(hydroksymetyIo)fosfinowy [MW1031C] z wydajnością 90%, którego strukturę potwierdzają widma NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P NMR: 32,33 (tt, CH2PCH2, J=6,2, J=6,5);

¹H NMR: 3,39 (d, 2H, NCH2P, J=8,4), 3,77 (d, 2H, OCH2P, J=6,2), 3,94 (d, 4H, NCH2C, J=6,5), 4,95 (s, H2O), 5,59 (dd, 2H, H2C=C), J=8,9, J=nieozn.), 5,67 (dd, 2H, H2C=C, J=nieozn.), 6,0 (dd, 2H, HC=C, J=nieozn).

P r z y k ł a d 24

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 9,71 g (0,050 mola) hydratu piperazyny, otrzymuje się w wyniku kwas piperazyno 1,4-diylbis[metylo(hydroksymetylo)fosfinowy] [MW1034B] z wydajnością 70%, którego strukturę potwierdza widmo NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru]):

³¹P{¹H} NMR: 30,49;

³¹P NMR: 30,49 (m, CH2PCH2, J=nieozn.).

PL 217 514 B1

P r z y k ł a d 25

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast dietyloaminy stosuje się 12,1 g (0,10 mola) benzylo(metylo)aminy, otrzymuje się w wyniku kwas benzylo(metylo)aminometylofosfinowy [WG11126B] z wydajnością 88%, z którego otrzymuje się w drugim etapie kwas benzylo(metylo)aminometylo(hydroksymetyIo)fosfinowy z wydajnością 75%, którego strukturę potwierdza widmo NMR (D₂O, 5[ppm], J[Hz], i[bez wymiaru|):

³¹P{¹H} NMR: 30,5;

¹H NMR: 2,60 (s, 3H, CH3), 2,93-3,07 (m, 2H, NCH2P, J=nieozn.), 3,43 (d, 2H, CH2O, J=6,1), 3,50-4,24 (m, 2H, CH2Ph, J=nieozn.), 4,78 (s, H2O, 7,15 (s, 5H, Ph).

P r z y k ł a d 26

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast kwasu solnego stosuje się 50% kwas fosforowy, odpowiednio 1,31 g, 0,0067 mola w pierwszym etapie i 6,53 g, 0,033 mola w drugim etapie, otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego, identycznego jak w przykładzie 15.

P r z y k ł a d 27

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast kwasu solnego stosuje się 50% kwas siarkowy, odpowiednio 1,96 g, 0,010 mola w pierwszym etapie i 9,8 g 0,050 mola w drugim etapie, otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dietyIoaminometyIo(hydroksymetylo)fosfinowego, identycznego jak w przykładzie 15.

P r z y k ł a d 28

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast kwasu solnego stosuje się 48% roztwór bromowodoru w wodzie, odpowiednio 3,37 g, 0,020 mola w pierwszym etapie i 16,9 g, 0,10 mola w drugim etapie, otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego, identycznego jak w przykładzie 15.

P r z y k ł a d 29 ₃

Do roztworu 15,2 g (0,10 mola) kwasu dietyloaminometylofosfinowego w 10 cm³ wody wkrapla się ostrożnie w temperaturze około 300-310K 12M kwas solny (4,17 cm³, 0,050 mola) i 9,0 cm³(0,12 mola) 37% formaliny, a następnie mieszaninę ogrzewa się do temperatury około 373K przez 360 minut i otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego, identycznego jak w przykładzie 15.

P r z y k ł a d 30 ₃

Do roztworu, zawierającego 14,9 g (0,10 mola) kwasu pirolidynometyIofosfinowego w 10 cm³3 wody wkrapla się w temp. około 300-310K, ostrożnie 4,1 7cm³ (0,050 mola) 12M kwasu solnego ₃ i 9,0 cm³ (0,12mola) 37% formaliny, a następnie mieszaninę ogrzewa się do temp. około 373K przez 360 minut i otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu pirolidynometylo(hydroksymetylo)fosfinowego, identycznego jak w przykładzie 16.

P r z y k ł a d 31 ₃

Do roztworu, zawierającego 10,4 g, (0,050 mola) kwasu dibutyloaminometylofosfinowego w 10 cm³3 wody wkrapla się w temp. około 300-310K, ostrożnie 4,17 cm³ (0,050 mola) 12M kwasu solnego ₃ i 4,5 cm³ (0,060 mola) 37% formaliny, a następnie mieszaninę ogrzewa się do temperatury około 373K przez 360 minut i otrzymuje się w wyniku roztwór kwasu dibutyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego, identycznego jak w przykładzie 17.

P r z y k ł a d 32

Postępuje się jak w przykładzie 15 z tą różnicą, że zamiast 50% roztworu kwasu fosfinowego stosuje się roztwór sporządzony z 10,6g (0,10 mola) jednowodnego podfosforynu sodu, 25 g wody ₃ i 8,33 cm³' (0,10 mola) 12M kwasu solnego, a reakcję prowadzi się przez 4 godziny, otrzymuje się roztwór kwasu dietyloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowego identyczny jak w przykładzie 15.

P r z y k ł a d 33

Postępuje się jak w przykładzie 16 z tą różnicą, że zamiast 50% roztworu kwasu fosfinowego stosuje się roztwór sporządzony z 10,6 g (0,10 mola) jednowodnego podfosforynu sodu. 25g wody ₃ i 8,33 cm³ (0,10 mola) 12M kwasu solnego, a reakcję prowadzi się przez 4 godziny. otrzymuje się roztwór kwasu pirolidynometylo(hydroksymetylo)fosfinowego identyczny jak w przykładzie 16.

P r z y k ł a d 34

Postępuje się jak w przykładzie 19 z tą różnicą, że zamiast 50% roztworu kwasu fosfinowego stosuje się roztwór sporządzony z 10,6 g (0,10 mola) jednowodnego podfosforynu sodu, 25 g wody

PL 217 514 B1 ₃ i 8,33 cm³ (0,10 mola) 12M kwasu solnego, a reakcję prowadzi się przez 4 godziny, otrzymuje się roztwór kwasu heksametylenoiminometylo(hydroksymetyIo)fosfinowego identyczny jak w przykładzie 19.

P r z y k ł a d 34

Postępuje się jak w przykładzie 19 z tą różnicą, że zamiast 50% roztworu kwasu fosfinowego ₃ stosuje się roztwór sporządzony z 10,4 g, (0,10 mola) podfosforynu potasu, 25 g wody i 8,33 cm³(0,10 mola) 12M kwasu solnego, a reakcję prowadzi się przez 4 godziny, otrzymuje się roztwór kwasu heksametylenoiminometyIo(hydroksymetylo)fosfinowego identyczny jak w przykładzie 19.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania kwasów dialkiloaminometylo(hydroksymetylo)fosfinowych przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawniki alkilowe, ewentualnie R1 i R2 mogą tworzyć parami struktury cykloalkilowe, zawierające ewentualnie atomy tlenu lub azotu, znamienny tym, że w pierwszym etapie jedną część molową kwasu fosfinowego poddaje się reakcji, z co najmniej jedną częścią molową formaldehydu i jedną częścią molową aminy drugorzędowej, a reakcję prowadzi się w temperaturze 250-400K, w wodzie, w obecności katalizatora w postaci dowolnego kwasu Bransteda, aż do przereagowania substratów, otrzymany w efekcie kwas dialkiloaminometylofosfinowy, w drugim etapie poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią molową formaldehydu, a reakcję prowadzi się w temperaturze 250-400K, w wodzie, w obecności katalizatora w postaci dowolnego kwasu Bransteda, aż do przereagowania substratów.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do reakcji kwasu fosfinowego z formaldehydem i aminą drugorzędową wprowadza się formaldehyd w substancji wybranej z grupy obejmującej formalinę, trioksan i paraform.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie kwas Bransteda stosuje się w ilości wynikającej z bilansu kwasowo-zasadowego, powiększonej o ułamek liczby moli kwasu fosfinowego, którą oblicza się ze wzoru: n_H = n_N - n_P + w₁*n_P, w którym n_H oznacza liczbę moli protonów w kwasie Bransteda, n_N oznacza liczbę moli atomów azotu w aminie, n_P oznacza liczbę moli kwasu fosfinowego, a w₁ jest ułamkiem w zakresie od 0 do 0,4, natomiast w drugim etapie kwas Br0nsteda stosuje się w ilości, którą oblicza się ze wzoru: nH = nN - nP + w2*nP , w którym nH oznacza liczbę moli protonów w kwasie Bransteda, n_N oznacza liczbę moli atomów azotu w aminie, n_P oznacza liczbę moli kwasu fosfinowego, a suma w1+w2 jest liczbą większą od 0,3.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako kwas Bransteda stosuje się kwas solny.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie kwas fosfinowy wytwarza się wprost w mieszaninie reakcyjnej z jego soli i stechiometrycznej ilości kwasu Bransteda.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że sól kwasu podfosforawego jest wybrana z grupy obejmującej podfosforyn sodu, podfosforyn potasu, podfosforyn amonu, podfosforyn wapnia lub podfosforyn baru.
7. Sposób wytwarzania kwasów dialkiIoaminometylo(hydroksymetyIo)fosfinowych, przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawniki alkilowe, ewentualnie R1 i R2 mogą tworzyć parami struktury cykloalkilowe, zawierające ewentualnie atomy tlenu lub azotu, znamienny tym, że jedną część molową kwasu dialkiloaminometylofosfinowego poddaje się reakcji z co najmniej jedną częścią, molową formaldehydu, a reakcję prowadzi się w temperaturze 250-400K, w wodzie, w obecności katalizatora w postaci dowolnego kwasu Bransteda, aż do przereagowania substratów.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że do reakcji kwasu dialkiloaminometylofosfinowego z formaldehydem, wprowadza się formaldehyd w substancji wybranej z grupy obejmującej formalinę, trioksan lub paraform.
9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że kwas Bransteda stosuje się w ilości wynikajacej z bilansu kwasowo-zasadowego, powiększonej o ułamek Iiczby moli kwasu fosfinowego, którą oblicza się ze wzoru: n_H = n_N - n_P + w₂*n_P, w którym n_H oznacza liczbę moli protonów w kwasie Br0nsteda, nN oznacza liczbę moli atomów azotu w kwasie dialkiloaminometylofosfinowym, nP oznacza liczbę moli atomów fosforu w kwasie dialkiloaminometylofosfinowym, w2 jest liczbą większą od 0,3.
10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że jako kwas Bransteda stosuje się kwas solny.