СПОСОБ СИНТЕЗА АМИНОАЛКИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ синтеза аминоалкиленфосфоновой кислоты ее фосфонатных сложных эфиров, включающий следующие стадии:
а) образования в присутствии альдегида или кетона и кислотного катализатора реакционной смеси посредством смешивания соединения (а.1.), содержащего по меньшей мере один фрагмент HNR1R2, или его соли с соединением (а.2.), содержащим один или несколько ангидридных фрагментов Р-О-Р, причем указанные фрагменты содержат один атом Р в степени окисления (+III) и один атом Р в степени окисления (+III) или (+V), где соотношение молей альдегида или кетона и фрагментов N-H составляет 1 или более, и где соотношение фрагментов N-H и ангидридных фрагментов Р-О-Р составляет 0,3 или более,
и где
соединение (а.1.), содержащее HNR1R2, характеризуется тем, что
(а.1.1) R1 и R2 независимо выбраны из группы, состоящей из водорода, С1-С6алкила, С1-С6алкенила, С1-С6алкинила, С1-С6ацила, необязательно содержащего этиленненасыщенную двойную связь, и (мет)акрилоильного С1-С6-фрагмента, причем С1-С6-часть указанных фрагментов имеет нормальную, разветвленную или циклизированную цепь и необязательно замещена одним или несколькими фрагментами, выбранными из группы, состоящей из С1-С4углеводорода, арила и аралкила, и необязательно содержит один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из кислорода, азота и серы, и необязательно содержит один или несколько карбонильных фрагментов, или
(а.1.2) R1 и R2 образуют кольцевую структуру, где N-H включены в указанное кольцо, и где указанное кольцо необязательно замещено одним или несколькими фрагментами, выбранными из группы, состоящей из С1-С4углеводорода, арила и аралкила, и необязательно содержит один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из кислорода, азота и серы, и необязательно содержит один или несколько карбонильных фрагментов, или
(а.1.3.) R1 и R2 образуют часть полимера, где по меньшей мере один>NH включен в полимерную цепь, или где по меньшей мере один HNR1 представляет собой повторяющийся фрагмент-заместитель в полимерной цепи, содержащей полимеризованные фрагменты R2, необязательно сополимеризованные с другими полимеризуемыми мономерами, характеризующуюся тем, что R1 и R2 независимо выбраны из группы, состоящей из водорода, С1-С6алкила, С1-С6алкенила, С1-С6алкинила, С1-С6ацила, необязательно содержащего этиленненасыщенную двойную связь, и (мет)акрилоильного С1-С6-фрагмента, причем С1-С6-часть указанных
фрагментов имеет нормальную, разветвленную или циклизированную цепь и необязательно замещена одним или несколькими фрагментами, выбранными из группы, состоящей из С1-С4углеводорода, арила и аралкила, и необязательно содержит один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из кислорода, азота и серы, и необязательно содержит один или несколько карбонильных фрагментов,
и где
соединения (а.2.), содержащие ангидридные фрагменты Р-О-Р, выбраны из группы, состоящей из:
- гексаоксида тетрафосфора, тетраэтилпирофосфита и соединений (а.2.), содержащих ангидридные фрагменты Р-О-Р, полученных в результате объединения одного или нескольких соединений, содержащих:
(а.2.1) один или несколько фрагментов Р-ОН с одним или несколькими соединениями, содержащими один или несколько ангидридных фрагментов Р-О-Р или один или несколько фрагментов Р-Х, где атом Р в одном или нескольких соединениях находится в степени окисления (+III);
(а.2.2) один или несколько фрагментов Р-Х и воду, где атом Р в соединении, содержащем фрагмент Р-Х, находится в степени окисления (+III);
(а.2.3) два или более фрагментов Р-О-Р и воду, где соединение, содержащее фрагмент Р-О-Р, содержит атом Р в степени окисления (+III) и атом Р в степени окисления (+III) или (+V);
где соединения, содержащие один или несколько фрагментов Р-ОН, доступны при таутомеризации фрагмента >P(=O)Н,
где X представляет собой галогенид, выбранный из группы, состоящей из хлора, брома и йода, и
где уровень галогена в соединении, содержащем ангидридный фрагмент Р-О-Р, составляет 1000 ppm или менее, предпочтительно 500 ppm или менее и более предпочтительно 200 ppm или менее,
и
b) извлечения получаемого в результате соединения, содержащего фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты или одного из ее фосфонатных сложных эфиров.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение фрагментов N-H и фрагментов Р-О-Р находится в диапазоне от 0,3 до 2,0 и предпочтительно от 0,5 до 1,5.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что реакцию на стадии а) проводят при температуре в диапазоне от 20°С до 120°С, предпочтительно от 40°С до 100°С, в течение периода времени в диапазоне от 30 минут до 24 часов, предпочтительно от 1 часа до 20 часов.
4. Способ по п. 1, включающий дополнительные стадии:
- добавления воды в реакционную смесь после завершения превращения соединения, содержащего фрагмент HNR1R2, в соединение, содержащее фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты;
- доведения реакционной смеси, содержащей добавленную воду, до температуры, составляющей от 20°С до 150°С, и
- выдерживания реакционной смеси, содержащей добавленную воду, при указанной температуре в течение по меньшей мере 10 минут.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение, содержащее ангидридный фрагмент Р-О-Р, выбрано из группы, состоящей из гексаоксида тетрафосфора, тетраэтилпирофосфита и соединения, содержащего ангидридный фрагмент Р-О-Р, полученного в результате объединения фосфористой кислоты и гексаоксида тетрафосфора, фосфористой кислоты и декаоксида тетрафосфора, фосфористой кислоты и трихлорида фосфора, диметилфосфита и декаоксида тетрафосфора, трихлорида фосфора и воды, а также гексаоксида тетрафосфора и воды.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение, содержащее ангидридные фрагменты Р-О-Р, представляет собой гексаоксид тетрафосфора.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фрагмент R альдегида с общей формулой R-CO-H выбран из группы, состоящей из водорода, алифатического фрагмента, аралифатического фрагмента, ароматического фрагмента и гетероциклического фрагмента, где общее число атомов углерода и гетероатомов находится в диапазоне от 1 до 11.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что R′ и R′′ кетона с общей формулой R′-CO-R′′ независимо выбраны из группы, состоящей из алифатического фрагмента, аралифатического фрагмента и ароматического углеводородного фрагмента, где общее число атомов углерода находится в диапазоне от 1 до 12.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что альдегид представляет собой формальдегид.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кислотный катализатор представляет собой гомогенный катализатор на основе кислоты Бренстеда, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из метансульфоновой кислоты, трифторметансульфоновой кислоты, трифторуксусной кислоты, п-толуолсульфоновой кислоты, хлористоводородной кислоты, фосфористой кислоты, фосфорной кислоты и их смесей.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кислотный катализатор представляет собой гетерогенную кислоту Бренстеда, предпочтительно выбранную из группы, состоящей из:
(i) комбинаций твердых кислотных оксидов металлов как таковых или на подложке из материала-носителя;
(ii) катионообменных смол, выбранных из группы, включающей сополимеры стирола, этилвинилбензола и дивинилбензола, функционализированные таким образом, что обеспечивается прививка фрагментов SO3H на ароматическую группу, и перфорированные смолы, несущие группы карбоновой и/или сульфоновой кислоты;
(iii) органических сульфоновых, карбоновых и фосфоновых кислот Бренстеда, которые являются практически несмешиваемыми в реакционной среде при температуре реакции;
(iv) кислотного катализатора, полученного:
- в результате взаимодействия твердой подложки, содержащей неподеленную пару электронов, на которую осаждена органическая кислота Бренстеда; или
- в результате взаимодействия твердой подложки, содержащей неподеленную пару электронов, на которую осаждено соединение, содержащее льюисовский кислотный центр; или
- из гетерогенных твердых веществ, функционализированных посредством химической прививки группы кислоты Бренстеда или ее предшественника; и
(v) гетерогенных гетерополикислот общей формулы HxPMyOz, где Р выбран из фосфора и кремния, а М выбран из вольфрама и молибдена, а также их комбинаций.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кислотный катализатор представляет собой гомогенную кислоту Льюиса, предпочтительно выбранную из группы, состоящей из LiN(CF3SO2)2, Mg(OCF3SO2)2, Al(OCF3SO2)3, Bi(OCF3SO2)3, Sc(OCF3SO2)3.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кислотный катализатор представляет собой гетерогенную кислоту Льюиса, полученную в результате взаимодействия гомогенного катализатора на основе кислоты Льюиса и органического или неорганического полимерного соединения.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадия а) включает растворитель, выбранный из группы, состоящей из 1,4-диоксана, толуола, этилацетата, ацетонитрила, уксусной кислоты, сульфолана, 1-этил-3-метил-имидазолий-бис(трифторметилсульфонил)имида или их смеси.
15. Способ по п. 1, который включает стадии:
- а) образования реакционной смеси посредством смешивания соединения, содержащего по меньшей мере один фрагмент HNR1R2, с альдегидом или кетоном и кислотным катализатором необязательно в присутствии растворителя с образованием соединения, содержащего по меньшей мере один аминоалкилольный фрагмент;
- b) добавления соединения, содержащего по меньшей мере один ангидридный фрагмент Р-О-Р, содержащий один атом Р в степени окисления (+III) и один атом Р в степени окисления (+III) или (+V), в реакционную смесь со стадии а), содержащую по меньшей мере один аминоалкилольный фрагмент, с образованием соединения, содержащего фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты;
- c) добавления воды в реакционную смесь со стадии b) и
- d) извлечения получаемого в результате соединения, содержащего фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты или одного из ее фосфонатных сложных эфиров.
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз после завершения образования соединения, содержащего фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты, проводят при pH в диапазоне от 4,0 до 7,0.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз после завершения образования соединения, содержащего фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты, проводят при температуре в диапазоне от 20°С до 150°С, предпочтительно от 40°С до 100°С, в течение периода времени в диапазоне от 10 минут до 72 часов и предпочтительно от 1 часа до 10 часов.
18. Применение соединения, содержащего фрагмент аминоалкиленфосфоновой кислоты или ее фосфонатные сложные эфиры, получаемого в результате осуществления способа по п. 1, в качестве фитотоксиканта, ингибитора образования накипи, диспергирующего средства и/или комплексообразователя.