СПОСОБ СИНТЕЗА АЛКАН-1-ГИДРОКСИ-1,1-ДИФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ синтеза алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты или ее солей в условиях контролируемой температуры, за счет чего фактически исключается образование фосфинов и низших оксидов фосфора и накопление фосфитных промежуточных продуктов, включающий стадии:
a) образования реакционной смеси путем постепенного введения гексаоксида тетрафосфора в оптимальных для смешивания условиях в жидкую фазу, содержащую карбоновую кислоту, при этом контролируют температуру реакционной смеси в диапазоне от 80°С до 200°С, при этом указанная реакционная смесь содержит молярное соотношение карбоновой кислоты к гексаоксиду тетрафосфора, составляющее от 3 до 15, выбранное таким способом, чтобы вязкость реакционной смеси создавала указанные оптимальные для смешивания условия, при этом постепенное добавление приводит к образованию конденсатов алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты;
b) гидролиза конденсатов алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты из реакционной смеси стадии а) путем добавления воды, при этом молярное соотношение воды к гексаоксиду тетрафосфора, добавленного на стадии а), составляет 1 или более, и поддержания реакционной смеси при температуре, составляющей по меньшей мере 100°С, с получением раствора, содержащего алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновую кислоту.
2. Способ по п. 1, где температурный диапазон реакционной смеси стадии а) достигается за счет стадии первоначального добавления гексаоксида тетрафосфора или предварительного нагревания жидкой фазы, содержащей карбоновую кислоту, перед началом постепенного добавления гексаоксида тетрафосфора.
3. Способ по п. 1 или 2, включающий дополнительные стадии:
- добавления подходящего растворителя с получением осадка из алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты,
- выделения осадка за счет фильтрации с получением твердой алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты.
4. Способ по п. 1, где раствор стадии b) охлаждают перед добавлением подходящего растворителя.
5. Способ по п. 1, где гексаоксид тетрафосфора постепенно добавляют под поверхность жидкой фазы, содержащей карбоновую кислоту.
6. Способ по п. 1, где гексаоксид тетрафосфора постепенно добавляют под поверхность жидкой фазы, содержащей карбоновую кислоту, при этом указанная карбоновая кислота характеризуется точкой кипения при атмосферном давлении, превышающей на 40°С или менее температуру стадии а).
7. Способ по п. 1, где вязкость реакционной смеси стадии а) составляет 10 Па⋅с или менее, предпочтительно 8 Па⋅с или менее, более предпочтительно 6 Па⋅с или менее и наиболее предпочтительно 5 Па⋅с или менее, как измерено с помощью вибрационного вискозиметра "для оперативного контроля", калиброванного с помощью аттестованных стандартных масел, при температуре реакционной смеси, составляющей от 80°С до 200°С, в течение всей стадии а).
8. Способ по п. 1, включающий дополнительную стадию нейтрализации алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты за счет добавления основания, выбранного из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов, аммиака и аминов, с образованием соответствующей соли.
9. Способ по п. 1, где молярное соотношение карбоновой кислоты из стадии а) к общему количеству гексаоксида тетрафосфора, добавленного на стадии а), составляет от 4 до 10 и предпочтительно от 4 до 8.
10. Способ по п. 1, где карбоновая кислота из стадии а) содержит воду.
11. Способ по п. 1, где молярное соотношение воды из водного раствора карбоновой кислоты стадии а) к общему количеству гексаоксида тетрафосфора, добавленного на стадии а), составляет от 0,1 до 2,0 и предпочтительно от 0,5 до 1,5.
12. Способ по п. 1, где на стадии а) гексаоксид тетрафосфора постепенно добавляют к карбоновой кислоте за период времени, составляющий от 5 минут до 5 часов.
13. Способ по п. 1, где реакционную смесь стадии а) нагревают до температуры, составляющей от 80°С до 200°С, предпочтительно от 90°С до 160°С, и поддерживают при этой температуре на протяжении стадии добавления гексаоксида тетрафосфора.
14. Способ по п. 1, где на стадии а) поддерживают температуру от 100°С до 160°С и предпочтительно от 100°С до 130°С в течение периода времени от 5 минут до 2 часов после завершения добавления гексаоксида тетрафосфора.
15. Способ по п. 1, где молярное соотношение воды, добавленной на стадии b), к общему количеству гексаоксида тетрафосфора, добавленного на стадии а), составляет от 0,5 до 6, и предпочтительно от 1 до 4, и более предпочтительно 3.
16. Способ по п. 1, где на стадии b) поддерживают температуру от 100°С до 170°С и предпочтительно от 120°С до 160°С в течение периода времени от 5 минут до 4 часов.
17. Способ по п. 1, где осадок, полученный в результате добавления органического растворителя к водному раствору стадии b), отделяют от фильтрата.
18. Способ по п. 1, где растворитель, присутствующий в фильтрате, отгоняют с образованием маточного раствора, содержащего карбоновую кислоту, для повторного применения на последующей стадии а).
19. Способ по п. 1, где избыток воды, присутствующий в маточном растворе, отгоняют, полученный в результате маточный раствор повторно применяют на последующей стадии а), а воду, содержащую карбоновую кислоту, повторно применяют на последующей стадии b).
3
25
20. Способ по п. 1, где карбоновая кислота представляет собой линейную или разветвленную насыщенную или ненасыщенную алифатическую или насыщенную или ненасыщенную циклоалифатическую С-Смоно- или поликарбоновую кислоту, необязательно замещенную одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из арила, аралкила, алкокси, галогена, и необязательно содержащую один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из кислорода, серы или азота.
3
50
5
25
21. Способ по п. 1, где карбоновая кислота представляет собой линейную или разветвленную насыщенную алифатическую С-Смонокарбоновую кислоту, предпочтительно линейную или разветвленную насыщенную алифатическую или насыщенную циклоалифатическую С-Смонокарбоновую кислоту.
22. Способ по п. 1, где карбоновую кислоту выбирают из группы, состоящей из пропионовой кислоты, н-масляной кислоты, н-валериановой кислоты, изовалериановой кислоты, α-метилмасляной кислоты, пивалиновой кислоты, капроновой кислоты, энантовой кислоты, каприловой кислоты, пеларгоновой кислоты, каприновой кислоты, ундециловой кислоты, лауриновой кислоты, тридекановой кислоты, миристиновой кислоты, пентадекановой кислоты, пальмитиновой кислоты, маргариновой кислоты, стеариновой кислоты, нонадекановой кислоты, арахиновой кислоты, генэйкозановой кислоты, бегеновой кислоты, трикозановой кислоты, лигноцериновой кислоты, гиеновой кислоты или их смесей.
23. Способ по п. 1, где подходящий растворитель, применяемый для осаждения алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты из раствора стадии b), выбирают из группы, состоящей из диэтилового эфира, хлороформа, 1,4-диоксана, тетрагидрофурана, этилацетата, метилацетата, дихлорметана, дихлорэтана, изопропилацетата, диизопропилового эфира, ацетонитрила, толуола, диметилкарбоната, диэтилкарбоната, ацетона или их смесей.
24. Способ по п. 1, где алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновую кислоту получают в периодическом процессе.
25. Способ, включающий применение алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты, полученной с помощью способа по любому из предыдущих пунктов, для получения ее натриевой, калийной или аммониевой соли.
26. Способ, включающий применение алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты или ее солей, полученных с помощью способа по любому из предыдущих пунктов, в качестве ингибитора образования отложений, средства для стабилизации отбелки и/или комплексообразователя.
27. Способ, включающий применение алкан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновой кислоты или ее солей, полученных с помощью способа по любому из предыдущих пунктов, в охлаждающих водах, системах опреснения, применениях на нефтяных месторождениях, целлюлозно-бумажной промышленности, текстильной промышленности, производстве нанокомпозитов на основе глины, получении пленок и покрытий, ингибировании коррозии, экстракции металлов, дезактивации металлов, применениях износоустойчивых и противозадирных смазочных средств и в составах детергентов.