РЕАКЦИОННОСПОСОБНЫЕ ФОСФОНАТЫ
REACTIVE PHOSPHONATES

3
2
4
3
3
3
x
2
6
Настоящее изобретение относится к классу новых фосфонатных соединений, в частности, к новым реакционноспособным фосфонатным соединениям, имеющим формулу Y-X-N(W) (ZPOM), где индивидуальные структурные группировки имеют строго определенные значения, приведенные ниже. «Реакционноспособная» группировка Y предпочтительно представляет собой Cl, I, Br, HSO, NO, CHSO, n-толуолсульфоновую кислоту и их смеси, тогда как углеводородное связующее звено X между атомом азота и реакционноспособной группировкой предпочтительно представляет собой углеводородную цепь, содержащую от 3 до 30 атомов углерода или [A-O]-A, где A представляет собой C-C углеводородную цепь, а х представляет собой целое число от 1 до 100. Новые фосфонаты согласно настоящему изобретению являются чрезвычайно полезными для синтезирования способом «сшивания» новых фосфонатных соединений, например, для использования во множестве областей применения, таких как диспергирование, обработка воды, замедление процесса образования отложений (например, накипи), секвестрация, ингибирование коррозии, лекарственные средства и фармацевтически активные полупродукты, текстильные изделия, моющие средства, добыча нефти вторичными методами, бумажная промышленность, сахарная и пивная промышленность, удобрения, питательные микроэлементы и обработка металла.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Фосфонатные соединения являются широко и хорошо известными и имеют широкий спектр практических применений. Поэтому предшествующий уровень техники содержит большое количество документов. В патентном документе EP 0401833 описаны полимеры, содержащие аминофосфонаты, и их применение в качестве диспергирующих агентов для концентрированных водных суспензий частиц, в качестве ингибиторов коррозии и образования отложений. Указанные фосфонаты содержат ненасыщенные сомономеры с этиленовыми связями и могут быть получены взаимодействием полимерного реагента с фосфонат галогенгидрином или с фосфонат эпоксидом.
В патентном документе US 5,879,445 описано применение соединений, содержащих по меньшей мере одну аминоалкиленфосфоновую группу и по меньшей мере одну полиалкоксилированную цепь, для разжижения водной суспензии минеральных частиц или паст, содержащих гидравлическое вяжущее вещество. В патентном документе WO 94/08913 описаны подобные технологии.
В патентном документе US 4,330,487 описан способ получения N,N'-дизамещенных метиленфосфоновых кислот посредством взаимодействия α,ω-алкилендиаминов с формальдегидом и фосфористой кислотой в водной среде в соответствии с реакцией Манниха при значении pH в общем случае меньшем, чем 1. Зайцев В.Н. и др., Известия Академии Наук, Серия химическая, (1999), 48 (12), 2315-2320 раскрывают модифицированные кремнеземы, содержащие аминофосфоновые кислоты, ковалентно связанные на поверхности кремнезема.
В патентном документе US 4,260,738 описываются эфирные производные крахмала, содержащие группы аминофосфоновой кислоты, а именно или одну, или две отрицательно заряженные группы метиленфосфоновой кислоты, связанные с положительно заряженным азотом. Указанные выше производные крахмала проявляют катионные или анионные свойства, которые (свойства) могут быть усилены посредством введения выбранных групп вместе с реагентом аминофосфоновой кислоты. Производные крахмала могут быть выгодно использованы в качестве веществ для повышения удерживаемости красителей при производстве бумаги. Патентный документ US 4,297,299 относится к новым N-(алкил)-N-(2-галогенэтил)-аминометиленфосфоновым кислотам, проявляющим желаемые свойства, позволяющие удерживать краситель, при использовании в производстве бумаги.
В патентном документе US 4,707,306 описаны альфа-аминометиленфосфонат бетаины и полученные из них полимеры. J. Mortier et al. описывает синтез N-алкил/арил-альфа/бета-аминоалкилфосфоновых кислот из органических дихлорборанов и альфа/бета-азидоалкилфосфонатов через получение промежуточных продуктов-полиборфосфонатов.
Предшествующий уровень техники содержит ограниченное количество ссылок на фосфонатные соединения, которые хотя бы косвенным образом были адаптированы и приспособлены для применения в рамках постоянно расширяющегося диапазона известных и новых практических применений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной задачей настоящего изобретения является создание новых фосфонатных соединений в высшей степени подходящих и оптимизированных для широкого круга практических применений. Другой задачей настоящего изобретения является создание множества новых реакционноспособных фосфонатов, подходящих для синтезирования способом «сшивания» фосфонатных соединений с высокой селективностью, которые могут быть выгодным образом использованы согласно как уже имеющимся, так и дополнительным практическим применениям.
Вышеизложенные и другие задачи настоящего изобретения могут быть осуществлены посредством специально определенного класса реакционноспособных фосфонатных соединений, как они детально определены ниже.
Термин «процент» или «%», как он использован в настоящем описании, обозначает, если не указано иное, «процент по массе» или «% по массе». Термины «фосфоновая кислота» или «фосфонат» также применяются как взаимозаменяемые в зависимости от преобладающих основных/кислотных условий среды. Термин «реакционноспособный» фосфонат предназначен только лишь для того, чтобы подчеркнуть легкость, с которой заявляемые фосфонатные соединения могут быть использованы для синтезирования других фосфонатов.
СВЕДЕНИЯ. ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению были обнаружены соединения фосфоновой кислоты, содержащие, по существу, реакционноспособную группировку Y, присоединенную к группировке аминофосфоновой кислоты посредством углеводородной связи X. Более конкретно, настоящее изобретение относится к: реакционноспособному фосфонатному соединению, имеющему формулу:
3
2
Y-X-N(W) (ZPOM),
где Y выбран из: заместителей, сопряженные кислоты которых имеют значение pKa равное или меньшее, чем 4,0;
3
50
1
12
1
12
x
2
9
X выбран из C-C линейных, разветвленных, циклических или ароматических углеводородных цепей, которые могут быть замещены C-Cлинейной, разветвленной, циклической или ароматической группой, причем эта цепь и/или группа могут быть замещены OH, COOH, F, OR' и SR' группировками, где R' представляет собой C-C линейную, разветвленную, циклическую или ароматическую углеводородную цепь; и [A-O]-A, где A представляет собой C-Cлинейную, разветвленную, циклическую или ароматическую углеводородную цепь, а x представляет собой целое число от 1 до 200;
при условии, что когда X замещен OH, такая группировка может быть присоединена к любому атому углерода, за исключением второго атома углерода, начиная от Y;
1
6
Z представляет собой C-C алкиленовую цепь;
1
20
M выбран из H и C-C линейных, разветвленных, циклических или ароматических углеводородных цепей;
3
2
n
W выбран из Н, ZPOM и [V-N(K)]K, где
2
50
1
12
1
12
x
2
9
V выбран из: C-C линейных, разветвленных, циклических или ароматических углеводородных цепей, которые могут быть замещены C-Cлинейными, разветвленными, циклическими или ароматическими группами, причем эти цепи и/или группы могут быть замещены OH, COOH, F, OR' или SR' группировками, где R' представляет собой C-C линейную, разветвленную, циклическую или ароматическую углеводородную цепь; и из [A-O]-A, где А представляет собой C-C линейную, разветвленную, циклическую или ароматическую углеводородную цепь, а x представляет собой целое число от 1 до 200; и
3
2
К представляет собой ZPOM или H, a n представляет собой целое число от 0 до 200;
где исключается следующее соединение:
хлорпропилиминомоно(метиленфосфоновая кислота).
x
2-
6
3
2
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения pKa равно или меньше, чем 1,0, и X представляет собой углеводород, содержащий от 3 до 30 атомов углерода или [A-O]-A, где A представляет собой CCуглеводородную цепь, а x составляет от 1 до 100, и W представляет собой ZPOM.
Величина pKa является хорошо известной переменной, которая может быть выражена следующим образом:
10
pKa=-logKa,
где Ka представляет собой термодинамическую константу равновесия кислоты. Значения pKa для всех веществ, проявляющих кислотные свойства, известны из литературы или, при необходимости, могут быть легко определены. Вышеупомянутые значения приведены, например, в Справочнике по химии и физике.
4
3
3
3
Y предпочтительно может быть выбран из Cl, Br, I, HSO, NO, CHSO и п-тоуолсульфоната и их смесей.
x
y
3
10
6
12
3
10
6
12
При определении X, R', A и V, C-C линейная или разветвленная углеводородная цепь предпочтительно представляет собой линейный или разветвленный алкандиил с соответствующей длиной цепи. Циклическая углеводородная цепь предпочтительно представляет собой C-C-циклоалкандиил. Ароматическая углеводородная цепь предпочтительно представляет собой C-C-арендиил. Если указанные выше углеводородные цепи замещены, то предпочтительными являются линейный или разветвленный алкил с соответствующей длиной цепи, C-C-циклоалкил или C-C-арил. Все указанные группы могут быть дополнительно замещены группами, указанными в списке соответствующими символами.
Предпочтительные и наиболее предпочтительные значения длин цепей для алкановых группировок указаны в списке специальными символами. Из циклических группировок более предпочтительной является группировка циклогексана, в случае циклогександиила особенно предпочтительной является циклогексан-1,4-диил группировка. Из ароматических группировок предпочтительными являются фенилен или фенил, в случае фенилена особенно предпочтительным является 1,4-фенилен.
Индивидуальные радикалы фосфонатного соединения могут быть выбраны из нижеприведенного списка в соответствии с предпочтительным способом.
Группировка
Предпочтительно
Наиболее предпочтительно
X
C<sub>3</sub>-C<sub>30</sub>
C<sub>3</sub>-C<sub>12</sub>
[A-O]<sub>x</sub>-A
[A-O]<sub>x</sub>-A
V
C<sub>2</sub>-C<sub>30</sub>
C<sub>2</sub>-C<sub>12</sub>
[A-O]<sub>x</sub>-A
[A-O]<sub>x</sub>-A
где для обоих X и Y независимо
A
C<sub>2</sub>-C<sub>6</sub>
C<sub>2</sub>-C<sub>4</sub>; и
X
1-100
1-100
Z
C<sub>1</sub>-C<sub>3</sub>
C<sub>1</sub>
M
H, C<sub>1</sub>-C<sub>6</sub>
H, C<sub>1</sub>-C<sub>4</sub>
n
1-100
1-25
Фосфонатное соединение, имеющее ОН заместитель, присоединенный ко второму, начиная от Y, атому углерода группировки X, в том случае если Y обозначает галоген, не является фосфонатом согласно настоящему изобретению. Предпочтительно, чтобы реакционноспособный фосфонат, в том случае если Y обозначает галоген, не содержал OH заместитель, присоединенный к любому из второго, третьего или четвертого, начиная от Y, атому углерода группировки X.
3
30
x
3
3
2
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения X представляет собой C-C-углеводородную цепь или [A-O]-A, при условии, что в случае C-углеводородной цепи (W) представляет собой ZOPM.
3
30
x
3
2
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения X представляет собой C-C или [A-O]-A, a (W) представляет собой ZPOM.
x
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения X представляет собой [A-O]-A.
При получении новых фосфонатных соединений согласно настоящему изобретению обычно может потребоваться последовательность измерений (параметров реакции), которые индивидуально являются хорошо известными в области химического синтеза и осуществляются общедоступным способом. Согласно одному аспекту фосфонатное соединение может быть получено посредством фосфонирования гидрохлорида хлоралкиламина традиционным способом, посредством взаимодействия в водной среде с фосфористой кислотой и формальдегидом, в кислой среде и при температуре, в общем случае находящейся в диапазоне значений от 50°C до 140°C, предпочтительно от 90°C до 120°C.
3
2
2
Участвующие в реакции реагенты используются в молярном соотношении, соответствующем соотношению группировок синтезируемого фосфонатного соединения. Согласно другому аспекту реакционноспособные фосфонаты могут быть получены посредством взаимодействия в водной среде, имеющей значение pH, равное 6 или меньшее, соответствующего спирта, например, HO-X-N(ZPOM) с подходящим предшественником для Y, например, бромистоводородной кислотой, соляной кислотой и/или йодистоводородной кислотой в очевидно кислой среде, при температуре, находящейся в диапазоне от 100°C до 200°C, предпочтительно от 110°C до 150°C. Реакционноспособное фосфонатное соединение также может быть получено, как проиллюстрировано ниже, посредством цепочки реакций, включающей, например, превращение акрилонитрила:
<mrow><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><mi>N</mi><mtext>  (H)  </mtext><mo>+</mo><msub><mrow><mtext> HCl/H</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub><mtext>O</mtext><mo>→</mo><msub><mrow><mtext>Cl-CH</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><mo>≡</mo><mi>N</mi><mtext>        (I)</mtext></mrow>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>  </mtext><mo>+</mo><msub><mrow><mtext>  H</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub><mo>/</mo><mi>к</mi><mi>а</mi><mi>т</mi><mi>а</mi><mi>л</mi><mi>и</mi><mi>з</mi><mi>а</mi><mi>т</mi><mi>о</mi><mi>р</mi><mo>→</mo><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>N</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mtext>            (C)</mtext></mrow>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>  </mtext><mo>+</mo><msub><mrow><mtext>  CH</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub><mi>O</mi><mo>/</mo><msub><mi>H</mi><mn>3</mn></msub><mi>P</mi><msub><mi>O</mi><mn>3</mn></msub><mo>/</mo><mi>H</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>→</mo><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>−</mo><msub><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>3</mn></msub><mo>−</mo><mi>N</mi><msub><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>P</mi><msub><mi>O</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msub><mtext>        (D)</mtext></mrow>
.
Альтернативно, фосфонатное соединение согласно настоящему изобретению может быть иначе синтезировано, как указано ниже:
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>H</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>  </mtext><mo>+</mo><msup><mrow><mtext>  H</mtext></mrow><mo>+</mo></msup><mo>/</mo><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi><mo>→</mo><mi>H</mi><mi>O</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><mi>N</mi><mtext>            (E)</mtext></mrow>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>E</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>  </mtext><mo>+</mo><msub><mrow><mtext>  H</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub><mo>/</mo><mi>к</mi><mi>а</mi><mi>т</mi><mi>а</mi><mi>л</mi><mi>и</mi><mi>з</mi><mi>а</mi><mi>т</mi><mi>о</mi><mi>р</mi><mo>→</mo><mi>H</mi><mi>O</mi><mo>−</mo><msub><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>3</mn></msub><mo>−</mo><mi>N</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mtext>            (F)</mtext></mrow>
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>F</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>  </mtext><mo>+</mo><mtext>  HCl</mtext><mo>/</mo><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi><mo>→</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>→</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>D</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext> или</mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>(F)</mtext><mo>+</mo><msub><mtext> CH</mtext><mtext>2</mtext></msub><mi>O</mi><mo>/</mo><msub><mi>H</mi><mn>3</mn></msub><mi>P</mi><msub><mi>O</mi><mn>3</mn></msub><mo>/</mo><mi>H</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>→</mo><mi>H</mi><mi>O</mi><mo>−</mo><msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mn>3</mn></msub><mi>N</mi><msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>P</mi><msub><mi>O</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mn>2</mn></msub><mtext>    (G)</mtext></mtd></mtr></mtable>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>G</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>H</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>/</mo><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi><mo>→</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>D</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Исходный материал - акрилонитрил может быть заменен другими исходными материалами, способными вступать в реакцию с получением реакционноспособного фосфоната. В качестве примера таких материалов могут быть приведены дихлорэтан и цианид щелочного металла, из которых обычным образом может быть синтезирован фосфонат.
Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение предусматривает способ получения фосфонатного соединения, как оно определено в пункте 1 формулы изобретения, где Y представляет собой I или Br, посредством ионного обмена между хлорфосфонатным соединением и водным раствором, содержащим неорганический йодид или бромид предпочтительно щелочного металла, при температуре от 10°C до 100°C, причем среда ионообменной реакции является кислой и имеет значение pH, равное 6 или меньше, предпочтительно значение pH находится в диапазоне от 1 до 4.
Измерения pH в производственных установках осуществляют в реакционной среде при температуре реакции.
Выделение продуктов реакции предпочтительно осуществляют способом, известным специалистам в данной области техники. Например, свободные фосфоновые кислоты могут быть осаждены, например, посредством подкисления реакционной смеси, например, концентрированной соляной кислотой или посредством добавления подходящего растворителя, например, этанола; затем отфильтрованы, промыты и высушены. Дальнейшая очистка может, например, осуществляться посредством перекристаллизации или хроматографическими методами.
Фосфонаты согласно настоящему изобретению предпочтительно применяются в качестве реакционноспособных промежуточных продуктов (полупродуктов) в химической и фармацевтической промышленностях, текстильной промышленности, нефтяной промышленности, бумажной промышленности, сахарной промышленности, пивной промышленности, агрохимической промышленности и в сельском хозяйстве.
Предпочтительными являются применения в качестве полупродуктов при производстве диспергирующих агентов, агентов для обработки воды, ингибиторов образования отложений, лекарственных средств, моющих средств, агентов для добычи нефти вторичными методами, удобрений и питательных микроэлементов (для растений).
Фосфонаты согласно настоящему изобретению проиллюстрированы посредством индивидуальных примеров получения, приведенных ниже в Примерах 1-6.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1
31
260,04 г гидрохлорида 3-хлорпропиламина (2 моль) растворяют в 250 мл воды и смешивают с 328 г фосфористой кислоты (4 моль) и 295,72 г 37% водного раствора HCl (3 моль). Смесь нагревают при перемешивании до температуры между 100°C и 110°C. 361,02 г 36,6% водного раствора формальдегида (4,4 моль) добавляют в течение 240 мин, поддерживая температуру между 104°C и 111°C. Нагревание при 110°C продолжают в течение дополнительного периода времени, составляющего 60 мин. Затем реакционную смесь выливают в смесь, состоящую из 1 л воды и 200 мл этанола при температуре 50°C. При охлаждении образуется белый осадок, который отделяют фильтрацией. После сушки образуется 414 г (73,5%) белого порошка. Р ЯМР анализ полученного белого порошка показывает присутствие 93,5% 3-хлорпропилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) (CPIBMPA); 2,7% соответствующей азетидиновой соли; 3,7% гидроксильного гомолога CPIBMPA и 0,1% фосфористой кислоты.
Пример 2
31
14,76 г (0,025 моль) 44,53% водного раствора 3-гидроксипропилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) помещают в пробирку, выполненную из стекла, выдерживающего высокое давление, и смешивают с 9,86 г (0,10 моль) 37% водного раствора HCl. Пробирку укупоривают и смесь нагревают при перемешивании до температуры между 120°C и 125°C и выдерживают в течение 7 часов. P ЯМР анализ полученного неочищенного продукта реакции показывает присутствие 67% 3-хлорпропилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) с остатком, являющимся по большей части исходным гидроксильным продуктом.
Пример 3
31
14,76 г (0,025 моль) 44,53% водного раствора 3-гидроксипропилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) помещают в пробирку, выполненную из стекла, выдерживающего высокое давление, и смешивают с 17,21 г (0,10 моль) 47% водного раствора HBr. Пробирку укупоривают и смесь нагревают при перемешивании до температуры между 120°C и 125°C и выдерживают в течение 7 часов. P ЯМР анализ полученного неочищенного продукта реакции показывает присутствие 62% 3-бромпропилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) с остатком, являющимся по большей части исходным гидроксильным продуктом.
Пример 4
31
14,76 г (0,025 моль) 44,53% водного раствора 3-гидроксипропилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) помещают в пробирку, выполненную из стекла, выдерживающего высокое давление, и смешивают с 22,44 г (0,10 моль) 57% водного раствора HI. Пробирку укупоривают и смесь нагревают при перемешивании до температуры между 120°C и 125°C и выдерживают в течение 7 часов. При комнатной температуре образуется осадок желтого цвета, который отделяют от водной фазы посредством фильтрации. P ЯМР анализ промытого и высушенного осадка указывает, что он представляет собой 3-йодпропилиминобис(метиленфосфоновую кислоту) (IPBMPAJ. Выход продукта составляет 70%.
Пример 5
31
7,32 г (0,025 моль) 68,8% водного раствора 2-(2-иминобис[метиленфосфоновая кислота]этокси) этанола помещают в пробирку, выполненную из стекла, выдерживающего высокое давление, и смешивают с 9,86 г (0,10 моль) 37% водного раствора HCl. Пробирку укупоривают и смесь нагревают при перемешивании до температуры между 120°C и 125°C и выдерживают в течение 7 часов. P ЯМР анализ полученного неочищенного продукта реакции показывает присутствие 69% 2-(2-иминобис[метиленфосфоновая кислота]этокси) хлорэтана с остатком, являющимся по большей части исходным гидроксильным продуктом.
Пример 6
31
7,32 г (0,025 моль) 68,8% водного раствора 2-(2-иминобис[метиленфосфоновая кислота]этокси) этанола помещают в пробирку, выполненную из стекла, выдерживающего высокое давление, и смешивают с 17,21 г (0,10 моль) 47% водного раствора HBr. Пробирку укупоривают и смесь нагревают при перемешивании до температуры между 120°C и 125°C и выдерживают в течение 7 часов. P ЯМР анализ полученного неочищенного продукта реакции показывает присутствие 68% 2-(2-иминобис[метиленфосфоновая кислота]этокси) бромэтана с остатком, являющимся по большей части исходным гидроксильным продуктом.
Реакционная способность йодистоводородной кислоты по отношению к эфирным или тиоэфирным связям известна из предшествующего уровня техники; из этого следует, что для получения йодсодержащих продуктов, соответствующих хлор/бромсодержащим продуктам, описанным в Примерах 5-6, необходимо использование обмена галогеном продукта реакции с неорганическим йодидом.
Результаты исследований иллюстрируют и поясняют существенные аспекты заявляемой технологии.
Пример 1 описывает образование хлорпропильного производного с выходом 73,5% с использованием в качестве исходного материала соответствующего хлорамина.
Примеры 2, 3 и 4 соответственно описывают получение 3-хлор, 3-бром и 3-йодпропильных производных с использование в качестве исходного материала соответствующего спирта. Выходы реакций, учитывая неоптимизированные условия реакции, находятся в диапазоне от 60% до 70%, что является высоким показателем, принимая во внимание тот факт, что непрореагировавшая часть (побочный продукт) преимущественно представляет собой исходный спирт, который может, в свою очередь, быть использован повторно.
Примеры 5 и 6 описывают получение хлор- или бром- производных с использованием в качестве исходного материала соответствующего гидроксиалкильного эфира амина. Выходы продуктов составляют от 68% до 69%, тем самым непрореагировавший
13
Данные С ЯМР анализа фосфонатов согласно Примера 5 и 6 - 2-(2-иминобис[метиленфосфоновая кислота]этокси) хлорэтана и 2-(2-иминобис[метиленфосфоновая кислота]этокси) бромэтана приведены в таблицы ниже:
XCH<sub>2</sub>(2)CH<sub>2</sub>(1)OCH<sub>2</sub>(1')CH<sub>2</sub>(2')N[CH<sub>2</sub>(3')PO<sub>3</sub>H<sub>2</sub>]<sub>2</sub>
Атом углерода
X=Cl:5[м.д.]<sup>а</sup>
X=Br:5[м.д.]<sup>а</sup>
1
69,0
69,3
2
41,7
30,7
1'
61,9
62,2
T
54,9
55,4
У
49,7; 48,3(дуплет)<sup>b</sup>
50.3; 48.9(дуплет)<sup>b</sup>
<sup>a</sup><sup>13</sup>C ЯМР химический сдвиг определен в D<sub>2</sub>O с использованием ТМС (тетраметилсилана) в качестве эталона
<sup>b</sup> дуплет - вследствие соединения с атомом фосфора
Химический сдвиг атома углерода, ближайшего к заместителю Х (атом углерода 2) является важнейшей характеристикой этого типа соединений.