RU2678096C1 - Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты - Google Patents

Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2678096C1
RU2678096C1 RU2018141115A RU2018141115A RU2678096C1 RU 2678096 C1 RU2678096 C1 RU 2678096C1 RU 2018141115 A RU2018141115 A RU 2018141115A RU 2018141115 A RU2018141115 A RU 2018141115A RU 2678096 C1 RU2678096 C1 RU 2678096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
potassium carbonate
acid
ester
added
mol
Prior art date
Application number
RU2018141115A
Other languages
English (en)
Inventor
Леонид Владимирович Коваленко
Антонида Владимировна Калистратова
Сергей Витальевич Ткаченко
Максим Сергеевич Ощепков
Иван Станиславович Кузьмин
Инна Николаевна Соловьева
Евгения Витальевна Сокрута
Григорий Андреевич Топорков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
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 by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority to RU2018141115A priority Critical patent/RU2678096C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2678096C1 publication Critical patent/RU2678096C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/40Esters thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения эфиров фосфонуксусной кислоты, которые могут быть использованы в качестве исходных соединений в синтезе фосфорсодержащих биологически активных веществ и реагентов. Предложенный способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты заключается во взаимодействии эфира хлоруксусной кислоты с диалкиловым эфиром фосфористой кислоты под воздействием ультразвука в присутствии карбоната калия при мольном соотношении реагентов, соответственно равном 1:1:(1-1,5). Предложен новый эффективный способ получения ценных веществ. 2 з.п. ф-лы, 6 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты, которые могут быть использованы в качестве исходных соединений в синтезе фосфорсодержащих биологически активных веществ и реагентов в реакции Хорнера-Вадсворта-Эммонса:
Figure 00000001
Фосфонуксусная кислота и ее производные, являясь фосфорорганическими биологически активными соединениями, проявляют подтвержденную противовирусную и противораковую активности.
Фосфонуксусная кислота и ее производные представляют большой интерес как промежуточные продукты для получения новых классов фосфорорганических соединений.
Известен способ получения триметилового эфира фософонуксусной кислоты (McGreer D.Е., Chiu N.W.K. Thermalrearrangementof α,β- to β,γ-unsaturatedesters. Evidence for a 1,5-hydrogen transfer mechanism // Canadian Journal of Chemistry. - 1968. - V. 46. - №. 13. - P. 2225-2232), который предполагает прямое взаимодействие между триэтилфосфитом и метилбромацетатом по реакции Михаэлиса-Арбузова при нагревании до 160°C с выходом целевого продукта 80%.
Данный способ может быть использования для получения эфиров фосфонуксусной кислоты только в лабораторных масштабах, так как производство одного из исходных продуктов триэтилфосфита в промышленных масштабах на территории РФ на данный момент отсутствует из-за отсутствия технологических решений для его реализации. Кроме того, в представленном в этой публикации способе синтеза используется высокотоксичный метилбромацетат.
Известен способ получения триметилового эфира фосфонуксусной кислоты (Схема 1) при котором синтез триалкиловых эфиров фосфоновых кислот проводят в присутствии соответствующего спирта и 4-диметиламинопиридина (DMAP) в среде толуола (патент Япония №63233990).
СХЕМА 1
Figure 00000002
где R1 = С1-4 алкил; R2 и/или R3 = Н или = С1-4 алкил; R4 = гидрокарбил; R5 = С1-4 алкил.
Также известен способ получения триметилового эфира фосфонуксусной кислоты (патент США №1353779), согласно которому взаимодействие диметилового эфира хлорацетиленфосфоновой кислоты с метанолом проводят при нагревании до 50°С в присутствии триэтиламина с выходом целевого продукта 68-70%. (Схема 2)
СХЕМА 2
Figure 00000003
Недостатком данного способа является использование в качестве исходного субстрата труднодоступного диметилового эфира хлорацетиленфосфоновой кислоты, синтез которого реализуем лишь на лабораторном уровне.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты, в котором получение триметилового эфира фосфонуксусной кислоты осуществляется через реакцию межфазного алкилирования диметилфосфитаметилхлорацетатом в гетерогенной системе «органическая фаза/твердая фаза» в присутствии карбоната калия при молярном соотношении диметилфосфит, метилхлорацетат и карбонат калия, соответственно, равном (1-1,3):1:(1,5-2) (патент России №2527977) (прототип). Свежеперегнанный метилхлорацетат добавляют по каплям к смеси диметилфосфита и сухого карбоната калия многократными порциями (оптимально 3-6 равными порциями) через каждые 2,5-3,5 часа. Синтез проводят в течение 10-18 часов при перемешивании реакционной массы со скоростью 300-450 оборотов в минуту и при температуре 20-50°С (схема 3). Выход триметилового эфира составляет около 80%.
СХЕМА 3
Figure 00000004
Недостатками данного способа является то, что в заявленных условиях при первоначальном смешивании диметилфосфита и карбоната калия образуется густая трудно промешиваемая реакционная масса, поэтому воспроизведение и масштабирование данного процесса до многокиллограммовых загрузок требует дополнительных технологических приемов, которые должны обеспечивать равномерное перемешивание реакционной смеси, а также исключать локальные перегревы, возникающие в результате экзотермической реакции добавляемого отдельными порциями метилхлорацетата по ходу реакции. В число недостатков также входят необходимость тонкого измельчения гигроскопичного карбоната калия, длительность проведения процесса и низкая селективность реакции, заключающаяся в образовании побочных продуктов 2, 3 и 4 (Схема 3).
Технической задачей заявляемого изобретения является сокращение времени синтеза и увеличение выхода целевого продукта.
Поставленная задача решается путем взаимодействия эфира хлоруксусной кислоты с диалкиловым эфиром фосфористой кислоты в присутствии карбоната калия, при мольном соотношение реагентов: эфиры хлоруксусной кислоты : диалкиловый эфир фосфористой кислоты : карбонат калия равном соответственно 1:1:(1-1,5) при нагревании до 50°С. При этом реакционную массу подвергают воздействию ультразвука частотой 35-50 кГц. Продукт получают с выходом 85-90%.
В качестве эфира хлоруксусной кислоты могут быть использованы метиловый или этиловый или изопропиловый эфир хлоруксусной кислоты.
В качестве диалкилового эфира фосфористой кислоты могут быть использованы диметиловый или диэтиловый или диизопропиловый эфир фосфористой кислоты.
Отличительным признаком данного изобретения является то, что в смесь эфира диалкилфосфористой кислоты и алкилового эфира хлоруксусной кислоты добавляют карбонат калия равными порциями через каждые полчаса в 3 приема. При этом тщательное измельчение карбоната калия можно исключить из технологического процесса за счет облучения реакционной массы ультразвуком частотой 35-50 кГц. Время реакции при этом составляет от 4,5 до 5,5 часов. Выход триалкилового эфира фосфонуксусной кислоты 85-90%.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1.
В 4-х горлую круглодонную колбу объемом 0,5 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, погруженную в ультразвуковую ванну с рабочей частотой 35 кГц, загружают при перемешивании 59,8 г (0,543 моля) диметилфосфита и 58,9 г (0,543 моля) метилхлорацетата. Реакционную смесь нагревают до температуры 50°С и при перемешивании со скоростью 400 об/мин прибавляют тремя равными порциями через каждые полчаса карбонат калия. Общая масса прибавленного карбоната калия составляет 75,0 г (0,543 моля). После прибавления последней порции реакционную массу перемешивают в течение 4,5 часов, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 120 мл хлороформа (соотношение метилхлорацетат : диметилфосфит : карбонат калия = 1:1:1). Осадок отфильтровывают, от фильтрата отгоняют в вакууме 100 мм рт.ст. хлороформ и перегоняют остаток в вакууме от 1 до 2 мм рт.ст. Получают 84,1 г (85%) триметилового эфира фосфонуксусной кислоты с т. кип. 104-106°С/2 мм рт.ст.
1Н-ЯМР (400 МГц), d6-ДМСО, δ, м.д. J, Гц: 3.82 [s, 3Н, Р-О-CH 3]; 3.79 [s, 3Н, Р-О-СН 3]; 3.74 [s, 3Н, -С(O)-O-СН 3]; 2.98 [d, 2Н, J(-P-C H 2-)=21,62 Гц, (-Р-CH 2-)];
31Р-ЯМР (400 МГц), d6-ДМСО, δ, м.д.: 22.86; CDCl3, δ, м.д.: 22.49;
Пример 2.
В 4-х горлую круглодонную колбу объемом 5 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, погруженную в ультразвуковую ванну с рабочей частотой 50 кГц, загружают при перемешивании 598 г (5,43 моля) диметилфосфита и 589 г (5,43 моля) метилхлорацетата. Реакционную смесь нагревают до температуры 50°С и при перемешивании со скоростью 300 об/мин прибавляют тремя равными порциями через каждые полчаса карбонат калия. Общая масса прибавленного карбоната калия составляет 1126,0 г (8,15 моля). После прибавления последней порции реакционную массу перемешивают в течение 4,5 часов, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 1000 мл хлороформа (соотношение метилхлорацетат : диметилфосфит : карбонат калия = 1:1:1,5). Осадок отфильтровывают, от фильтрата отгоняют в вакууме 100 мм рт.ст. хлороформ и перегоняют остаток в вакууме от 1 до 2 мм рт.ст. Получают 887 г (89%) триметилового эфира фосфонуксусной кислоты с т. кип. 104-106°С/2 мм рт.ст.
Пример 3.
В 4-х горлую круглодонную колбу объемом 2 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, погруженную в водяную баню, загружают при перемешивании 239,2 г (2,17 моля) диметилфосфита и 235,6 г (2,17 моля) метилхлорацетата. Реакционную смесь нагревают до температуры 50°С и при перемешивании со скоростью 200 об/мин прибавляют тремя равными порциями через каждые полчаса карбонат калия. Общая масса прибавленного карбоната калия составляет 450,4 г (3,26 моля). После прибавления последней порции реакционную массу перемешивают в течение 6,5 часов, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 500 мл хлороформа (без облучения реакционной смеси ультразвуком с частотой 40 кГц). Осадок отфильтровывают, от фильтрата отгоняют в вакууме 100 мм рт.ст. хлороформ и перегоняют остаток в вакууме от 1 до 2 мм рт.ст. Получают 346 г (87%) триметилового эфира фосфонуксусной кислоты с т. кип. 104-106°С/2 мм рт.ст.
Пример 4.
В 4-х горлую круглодонную колбу объемом 0,5 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, погруженную в ультразвуковую ванну с рабочей частотой 50 кГц, загружают при перемешивании 59,8 г (0,543 моля) диметилфосфита и 58,9 г (0,543 моля) метилхлорацетата. Реакционную смесь нагревают до температуры 50°С и при перемешивании со скоростью 450 об/мин прибавляют тремя равными порциями через каждые полчаса карбонат калия. Общая масса прибавленного карбоната калия составляет 112,6 г (0,815 моля). После прибавления последней порции реакционную массу перемешивают в течение 4,5 часов, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 100 мл толуола (соотношение метилхлорацетат : диметилфосфит : карбонат калия = 1:1:1,5). Осадок отфильтровывают, от фильтрата отгоняют в вакууме 100 мм рт.ст. толуол и перегоняют остаток в вакууме от 1 до 2 мм рт.ст. Получают 87,1 г (88%) триметилового эфира фосфонуксусной кислоты с т. кип. 104-106°С/2 мм рт.ст.
Пример 5.
В 4-х горлую круглодонную колбу объемом 0,5 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, погруженную в ультразвуковую ванну с рабочей частотой 35 кГц, загружают при перемешивании 44,9 г (0,270 моль) диизопропилфосфита и 29,3 г (0,270 моль) изопропилхлорацетата. Реакционную смесь нагревают до температуры 50°С и при перемешивании со скоростью 400 об/мин прибавляют тремя равными порциями через каждые полчаса карбонат калия. Общая масса прибавленного карбоната калия составляет 55,89 г (0,405 моля). После прибавления последней порции реакционную массу перемешивают в течение 5 часов, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 50 мл толуола (соотношение метилхлорацетат : диизопропиллфосфит : карбонат калия = 1:1:1,5). Осадок отфильтровывают, от фильтрата отгоняют в вакууме 100 мм рт.ст. толуол и перегоняют остаток в вакууме от 1 до 2 мм рт.ст. Получают 55,3 г (86%) триметилового эфира фосфонуксусной кислоты с т. кип. 131-135°С/1 мм рт.ст. ND 20=1,6115.
1Н-ЯМР (400 МГц), d6-ДМСО, δ, м.д. J, Гц: 1,32 [d, 12Н, J3 C H 3 CHC H 3 =6.04, (СН 3-СН-СН 3)]; 4.74 [m, 2Н, J3 (-O-C H (CH3)2=6.04, (-O-СН(СН3)2)]; 2.93 [d, 2Н, J2 (-P-CH2-)=21,62, (-Р-СН2-)].
31Р-ЯМР (400 МГц), d6-ДМСО, δ, м.д.: 17,41;
Пример 6.
В 4-х горлую круглодонную колбу объемом 2 л, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, погруженную в ультразвуковую ванну с рабочей частотой 45 кГц, загружают при перемешивании 149,0 г (1,08 моль) диэтилфосфита и 132,3 г (1,08 моль) этилхлорацетата. Реакционную смесь нагревают до температуры 50°С и при перемешивании со скоростью 300 об/мин прибавляют тремя равными порциями через каждые полчаса карбонат калия (соотношение этилхлорацетат : диэтилфосфит : карбонат калия = 1:1:1,5). Общая масса прибавленного карбоната калия составляет 223,6 г (1,62 моля). После прибавления последней порции реакционную массу перемешивают в течение 5 часов, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 200 мл толуола. Осадок отфильтровывают, от фильтрата отгоняют в вакууме 100 мм рт.ст. толуол и перегоняют остаток в вакууме от 1 до 2 мм рт.ст. Получают 208,2 г (85%) триэтилового эфира фосфонуксусной кислоты с т. кип. 105-107°С/1 мм рт.ст. ND 20=1,4313.
1Н-ЯМР (400 МГц), d6-ДМСО, δ, м.д. J, Гц: 1,21 [dt, 9Н, JOCH2C H 3 =18.3, 7.1, (O-СН2Н 3)]; 3.10 [d, 2Н, J(-P-C H 2 -)=21.4, (-Р-СН 2-)]; 4,06 [dq, 6Н, JOC H 2 CH3=22.2, 7.4 (О-СН 2-СН3)].
31Р-ЯМР (400 МГц), d6-ДМСО, δ, м.д.: 21,35

Claims (3)

1. Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты, заключающийся во взаимодействии эфира хлоруксусной кислоты с диалкиловым эфиром фосфористой кислоты под воздействием ультразвука в присутствии карбоната калия при мольном соотношении реагентов, соответственно равном 1:1:(1-1,5).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве эфира хлоруксусной кислоты используют метиловый, или этиловый, или изопропиловый эфир хлоруксусной кислоты.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве диалкилового эфира фосфористой кислоты используют диметиловый, или диэтиловый, или диизопропиловый эфир фосфористой кислоты.
RU2018141115A 2018-11-22 2018-11-22 Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты RU2678096C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141115A RU2678096C1 (ru) 2018-11-22 2018-11-22 Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141115A RU2678096C1 (ru) 2018-11-22 2018-11-22 Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2678096C1 true RU2678096C1 (ru) 2019-01-23

Family

ID=65085107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141115A RU2678096C1 (ru) 2018-11-22 2018-11-22 Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2678096C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118421192A (zh) * 2024-07-04 2024-08-02 湖南飘峰电气股份有限公司 防火耐高温聚酰亚胺电磁线及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1353779A1 (ru) * 1986-03-17 1987-11-23 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени С-алкиловых эфиров фосфонуксусных кислот
JPS63233990A (ja) * 1987-03-23 1988-09-29 Hodogaya Chem Co Ltd ホスホノアセテ−ト誘導体の製造法
RU2527977C1 (ru) * 2013-05-27 2014-09-10 Министерство Образования И Науки Российской Федерации, Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" Способ получения триметилового эфира фосфонуксусной кислоты

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1353779A1 (ru) * 1986-03-17 1987-11-23 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени С-алкиловых эфиров фосфонуксусных кислот
JPS63233990A (ja) * 1987-03-23 1988-09-29 Hodogaya Chem Co Ltd ホスホノアセテ−ト誘導体の製造法
RU2527977C1 (ru) * 2013-05-27 2014-09-10 Министерство Образования И Науки Российской Федерации, Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" Способ получения триметилового эфира фосфонуксусной кислоты

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118421192A (zh) * 2024-07-04 2024-08-02 湖南飘峰电气股份有限公司 防火耐高温聚酰亚胺电磁线及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6090968A (en) Process for preparing phosphinic esters
Prishchenko et al. Synthesis of new organophosphorus‐substituted derivatives of functionalized propionates and their analogues
RU2678096C1 (ru) Способ получения триалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты
Prishchenko et al. Synthesis of new organophosphorus‐substituted mono‐and bis (trimethylsilyl) amines with PCH2N fragments and their derivatives
JPS6261595B2 (ru)
RU2527977C1 (ru) Способ получения триметилового эфира фосфонуксусной кислоты
US4633005A (en) Method for the preparation of allyl phosphonate diesters
JP2017528451A (ja) 複素環式水素ホスフィンオキシドの合成のための方法
Kaboudin et al. A convenient and general procedure for the synthesis of α-ureidophosphonates under catalyst-free conditions
RU2528053C2 (ru) Способ получения диалкилфосфитов
Aksnes et al. Investigation of the reaction between dialkylphosphine oxides and carbontetrachloride
Zamorano‐Octaviano et al. Linear and cyclic aminomethanephosphonic acid esters derived from benzaldehyde derivatives, 3‐aminopropanol, and diethyl phosphite
SU737403A1 (ru) Способ получени 0,0-диалкил- - ( -метилвинил) дитиофосфатов
RU2110521C1 (ru) Способ получения гексагидрата тринатриевой соли фосфонмуравьиной кислоты
SU973544A1 (ru) Способ получени диалкилфосфон-3-гексанонов
SU584009A1 (ru) Способ получени -метакрилоксиэтилдиалкилфосфонатов
SU305164A1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛЫХ ЭФИРОВ а-ХЛОРЦИКЛОАЛКИЛФОСФОНИСТЫХ КИСЛОТ
SU1754720A1 (ru) Способ получени эфиров 3-(0,0-диалкилфосфорил)пропановых кислот
SU406839A1 (ru) Способ получения органотиолфосфонатов
IE912919A1 (en) Acylaminomethylphosphinic acids, and a process for the¹preparation of acylaminomethylphosphonic acids and¹acylaminomethylphosphinic acids
SU187018A1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИХЛОРАНГИДРИДОВАлкилфосфонистых кислот
SU1147713A1 (ru) Способ получени диалкил-(3,5-дитрет.-бутил-4-оксифенил) фосфатов
SU233665A1 (ru)
SU524805A1 (ru) Способ получени о-алкил-о-арил1-окси-2,2,2-трихлорэтилфосфонатов
SU767115A1 (ru) Способ получени 0-алкил- (0-алкилметилфосфонил) имино -алкоксиалкил/метилфосфонатов