Способ получения фосфинов - SU598568A3

Код документа: SU598568A3

Описание

1

Изобретение относится к области химии фосфорорганических соединений с С-Р связью, а именно к новому способу получения фосфинов общей формулы

I де R - - алкип; п - целое число 1, 2 или 3,

которые являются полупродуктами для пойучения опезащитных средств и фармацевт теческих препаратов.

Известен способ получения фосфинов, содержащих высший алкил.вгаимодействием высшего первичного фосфина с галоидным алкилом в спирте при 30-130 С в присутствии 1-4 эквивалентов хлористого водорода в слу чав использования алкилхлорида с последующим гидрспизом полученного фосфонийгалогег нида LIJ. Этим способом получают фосфины с длинной цепью, уже исходя из высших первичных фосфинов, которые являются труднодоступными реагентами и могут быть получены при а1кнлироваши трийлкилфосфинов с помощbto алкплиодидов, которые, в свою

очередь, являются дорогостоящими апкилирующими средствами.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату являетч:5я непрерывный способ получения низших фосфинов, который заключается в том, что элементарный фосфор подвергают взаимодействию с галоидным аикилом при 28О-42О С в присутствии в качестве катализатора активированного угля с последующим охлаждением газообразной смеси и гидролизом полученного фосфонийгалогенида 2. К шдостаткам этого способа следует отнести тот факт, что в этом способе в качестве промежуточного продукта образуются практически галогенфосфины. Триалкилфосфонийгалогениды , из которых можно получить три килфосфины, образуются в качестве Побочного продукта в небольшом количестве . Моно- или ди ал кил фосфины получить практически не удается.

С целью расширения области применения описывают способ получения фосфинов, который заключается в том, что неорганический} ijiocjufK, первичный или вторичный фосфин подвергают Езанмопействию с галоидным апкилом при наг)ева1ши в присутсгшш катализатора с последующим охлаждением газообраз ной скюси и гиаропизом полученного фосфо- тшйгаг ore вида.. Процесс жеиатепьно ,проводить следующие. образом: галоидный алкил;и неоргаш1ческий фосфин, первичный йпи вторичный фоефин ВЕ прерывно при 2OO-3v50°C пропускают через катализатор, состоящий из акгавированного угпя ипи тонкоразцробпенного кдатаппа цервой , ипи восьмой побочных групп Периодической системы элементов или смеси этих метаплов , причем газы, вькоаящие из реактора охлаждают и полученные фосфонийгапогениды гидропизуют до фосфинов. В качестве метаппа могут быть использованы, например, золото , rmaruHaf HiKenb, коба1ГрГ, медь или пал ладий, которые могут быть при этом нанесены на носитедь, такой как окись алюмида я или двуокись кремн -1я, В случае, если в качестве катализатора используют актавированнь й уголь, то жепагель} о использовать активирова1адый уголь с БЭТ-поверхностью и разлдаром зерен от 1 до 10 мм. Кроме то го, исходные реагенты желательно предварительно нагреть до 14О-15О С, а затем пропускать через катализатор со скоростью, обеспечивающей время контакта с катшизатором от 0,1 до 60 с . Процесс предпочтительно ведут в регжторе с ШПОДБИЖНЫМ cfloем катализатора или с псевдоожижеиным спо ем катализатора. Выходянте из реактора газы можно охлаждать до я пательной теыгюратуры , которая, как правило, состаьпяет 20 С. Если осущестшять охлаашение ступенчато , то при этом можно досгачь о.тделешй оС разующихся фосфинов или гагшгенидов фосфония . Из несконденсировавшихся при охлаждении газов орга1тческие фосфинь можно вымыть с помощью кислот, предпочтательно с помощью водной соляной кислоты. Путем повыше ш я РН-знач&ния получеигых кислых раст воров фосфонийгапогенидов с помощью основных веществ, например водтшгх оснований, получают органические фосфилы. Прошедшие 1(6рез реактор, ire превращенные исходные ве ществга целесообразно возвращать Б реакционный процесс. Рекомендуется на 1 моль неорганического фосфина брать по ккэньивй мере 0,1 моль гачоишюго апкина. В зависимос . ш от соотношения алкилхл орида к органичес кому фосфин} в реакционной смеси можно п|)оппочтительно получить либо ди- либо тричлкипфосфинь На основе различной odHopHoc тн первичных, вторичных и третичных фосфнifoi-i , при гидролизе растворов фосфоiiiioijwx солоЛ путем ступенчатого изменения MU рН - З1гачения раствора можно достичь разделе Ш1 я фосфинов. Ощичительными признаками описываемого способа по сравнению с известным способом является использование в качестве фосфорорганического соединения неорганического фосфина, первичного или вторичного фосфина и проведение процесса в описанных предпочтательных условиях. Такое проведение процесса позволяет получать как первичные, так и вторичные и третачные фосфины непрерывным способом из пегко доступньгх исходных реагентов, Пример, получения метелфосфинов {CHgVPHj, (СН)2РН и {СНз)Р в течение 5 дней непрерывно пропускают 25л (38 г ) в смэси с 25 (65 г CHgCP,/4)B предваритепьн м нагревателе нагревают до 150 С и зйтем пропускав ют через peajiTop с твердым слоем катализатора , напопиеггаым активированным утем в качестве катализатора (величина зерна с«О:ло 2,5 мм, БЭТ-поверхность около 14ООм /г) при 280 С и нормальномдавлении с временем контакта 17 с. Горячие реакционные га зы,. покидающие реактор, из ,, (CH) РН, (СНз)зР, . а также непрореап1ровавшего процускают через емкость, температура которой 60 С, Здесь конденсируются в основном соли органических фосфинов (СН5)2, РН нее и ( VHC2 наряду с незначительным количеством (CHj) НСЕ, Кроме Toroj здесь улавливают возникающий при реакции желтый фосфор (Р)., Не сконденсировавшаяся, доведенная до 60 С газовая смесь непосредственно после этого проходит скруббер, через который циркулирует концентрированный раствор соляной кислоты. При этом из газовой смеси вымывают остаточное количество (СН),РН и {CH,)Pt а также основной прбдукт реакции СНдРНд в виде органического фосфонийхлорида . Не прореагировавщие, пропущенные чераз скрубер количества и CHgC2, снова возвращают в реакционный процесс. После того, как концентрированный раствор соляной кислоты в скруббере обладает достаточной концентрацией органического фосфо1тйхлорида, солянокислый раствор, содержащий органический фосфонг йхлорид, дистиллируют без прерывания- процесса реакции и заменяют в соответствующей степени свежим концентрированШз1М раствором соляной кислоты. Из полученного сатяиокислого раствора т.авным образом моцометилфосфонийхлорида известным способом путем разбавления водой получшот монометипфосфин с чистотой более 99%, 3 оставшемся солянокиаюм растворе после добавления водного раствора .WaOH до значения рН 12 освобождается 1,5 весД. смеси {СН)Н и {СН) по отнощеншо к ,. Ее отгоняют из водного раствора. Из жидкой фазы, сконденсировавшейся при 6О С, мегалфосфошйхлоридов получают путем пвркодическрго добавления водного раствора JWaOH сначала 7 ч. , а затем 72 ч, (СНд),РН и 21 ч, (CHj)gP. Попученное таким образом количество ()лрн1 и ( соединяют с количества ж их, полученными из сопянокнсзтого водяного раствора , и разделяют путем дистилляции. Весь нзпрореагаровавший при однократном взаимодействии ценный PHg при этом способе вновь извлекают из отходящих газов и возвращают в процесс, всего получают из 5036 г PHg 5332 г CH PHj lPHg--выход 75%), 248 г (СНз)2РН (РН-выход 2,7%), 85 г (СН)зР ( РНг, - выход 0,8%) н 57О г Р (PH.- выход 12,4%). При первом пропускании первоначально введенной газовой скгесн из РИ н CHjjCE наблюдают конверсию 25% PHj до , 0,8% РН,) до (, 0,25% до (СН)Р и 4,1% РНз до Р. Одновременнс введенный (22%)-бьт превращен в CHjPH,, 1,4% в (CH-L РН и 0,65% в (СНв)зР. Выделенные метилфосфины имеют следующие темперс.ры кипения при 76О мм рт. ст.. С: (CH4)2PHj 15, (CHJ,.PH 1921 , (ен)р зв-4о: Полученные фосфины идентафицированы в виде их фосфонийхлоридов с помощью ЯМРстюктроскопии (Н- и Р-резонанс). Спектры сняты в сильном солянокислом растворе при 90 МГЦ, Указанные значеш{я округлены, так как они 1йсколько зависят ог кощентрации HCL

Реферат

Формула

Пример 2, РН и в мольном соотношеши 1:1 при и нормальном давле15ии пропускшот над активным углем , как в примере 1, при времени пребывьния 15 с. В остальном опыт протекает, как в пригаре 1. При однократном пропускании исходной смеси из 281 г РИд получают 12 г соответственно степень превращения PH,j-3%, {СНа)2РН и {СНз) обнаружены только в виде следов.
П р и м е р 3. PHg в мольном соотношении 1:1 при 325 С и нормальном давлении пропускают над активным углем, как в примере 1, при времени пребывания 1О с. В остальном опыт осуществляется, как в примере 1, При однократном пропускании исходной смеси и 305 г РН получают 125 г СНаРНг (степень превращения РН j 29%), 28 г (СН5)2РН (степень превраще
шя РНз 5%) и 10 г (CH)gP (степень превращения PH;J 1,4%).
П Р И М е р -4. РН и СНаСе в мольном соотнощешга 1:2 гфи 275 С ; и нормальном давлений пропускают над акт11вным уг лем, как в приьдаре 1, при врекдани пребывания 18 с, В остальном опыт осуществляется , как;в при№ре 1, При однократном пропускании исходной смеси из 26О г РН получают 102 г (степень превращевгяРН 28%). 21 г (СНз)2РН (степень превращения РН2,4,4%) и 7,5 г (CH,j)3P (степень превращения РН 1,3%),
Пример 5. РНй и в мольном соотношеши 1:10 npiir 275 С и избыточном давлении 2 мм вод, ст. пропускают над активньШ уп1ем, как в примере 1, с ремедам пребывашя (взаимодейстшя) 19с, В остальном опыт проводится сотнсно призеру 1. При оцнократном пропускании исход ной смесэд из 134 г РН получают 1 г , (степень превращения PHj 0,5%), 39 г {CH) (степень преврашевдя РН 16%) и 18 г (СН«)-Р (степень щтевращеш PHj 6%). 6. и CHjCf в моп При м е р 1:2 при 260 С и нормал1 ном соотиошеш1и J.:ii при ilbU и и нормапъном цавпении пропускают над активным уг пем, как в примере 1, с временем пребывания 15 с, В остальном опыт осуществляют согласно примеру 1. При однократном пропус кании исходной CNiecH из 1О7 г .) получают 9,8 г (СН)2РН (степень превращения 7,1%) и 3,2 г (СНз)зР mj« -9 О/ „ О V Г /пэнь превраще1гая , 1,9%), Непрореагировиюго CHgPHj, получают 96%. Пример 7. РН и CjHjBr в мольном соотношении 1:1 при 25О С и нормаль- ном давлегши пропускают над активным углем , как в примере 1, при времени пребывания 5 с, В остальном опыт проводят соглас4 но примеру 1. При однократном пропускании исходной смеси из 212 г РН получают 11 г (-степень превращения РН 2.8%). Пример 8. РН, и СНлС в мольном соотношении 1:1 при 35О С и нормаль ном давлении nponj-скают над платиной в качестве катализатора с време1юм пребывания 5 с. Металлическая платина в высокодиспереной (jjopN нанесена на носитель из AHjOj. В остшыюм опыт осуществляют согласно прик«эру 1. При однократном пропускании исход}юй смеси из 10О г РН получают 7 г (степень превращения РН 4,7%). (СН,,)оРН и (СН),,Р обнаружены в шзначителызых количествах. Пример 9. При прочих равных условиях , как в примере 1, в качестве катализатора применяют металлическое золото на, носителе из Ь:Л On. При однократном пропускашги исходной смеси из 100 г РН па пучают 4 г (степень превращения РН 2,7%), (CHg) РН и ( обнару жены в виде следов. Пример 1О„ При прочих равных условиях, как в примере 8, применяют в качестве катализатора высокодиЪперсный металлический палладий на носителе из S, 0л . При однократном пропуск штаи Исходной смеси из 149 г PHj получают 17,9 г (степень превращения 8,5% РН). (CHj) РН и. (Cli) обнаружены в незначительных копичествах . Пример 11. РН и в мольном соотношении 1:1 при 28р°С и нормальном давлении пропускают над активным углем, как в примере 1,при времени пребь1раняя40 с. 59 В остальном опыт протекает, как в примере J При однократном пропускании исходной CKteси из 24О г PHj по тучают 1 7О г CHjPHj (степень rrfieBpametmn 30,2%), 44 г (СН)2РН (степень п)еврощеш1я РН. 1О,1%| и 6 г (CHj)3P (стегвнь превращения РН 1,1%). Пример 12. PHj и в мольном соотношении 1:1 при и нормальном давлении пропускают над активным углем , как в примере 1, который в этом опыте имеет размер зерен 0,5 - 1 мм, при врё менл пребывания 30 с. При однократном пропускании исходной смеси из 25О г PHg получают 23О г СН.РН, (степень превраще , .,. шя PHg 65,2%), 55 г (СН)2РН (степень превратдания 12,) и 11 г (СН2)Р (степень превраще шя РН 2%). Пример 13. РН и пропускают в мсэтярном соотношении 1:1 при 26О С с временем контакта 12с через активизировашл 1й уголь, величина зерна составляет 0,5-1,5 мм. В остальном опыт проводят, как в примере 1. При однократном nporyciOarнии исходной смеси получено из 12О г РНз и 226 г , 23 г (1О,5% PHjj г- конверсия и 1О,5% CgHgCE -конверсия ). Полученный фосфин, отвечающий температуре кипения 24-25°С, как описано в примере 1 для метилфосфина, идентифицирован с помощью ЯМР - спектроскопии как фосфошсйхлорид (С2Н/;РН)СР: Н-резонанс: 24 ГЦ ЛСН -СН27гц, 1,4 SCH 2,5 15гц 8РН27,253Р-Н 525 П1 ЗРН-СН 4гц Р-резо11анс (считая на 85%):Р+51 Пример 14. Пропускают РН и молярном соотнощении 1:1,7 при 250 С с временем контакта ЮСчерез активированный уголь с величиной зерна 0,5 1 ,5 мм. В остальном опыт проводят согласо примеру 1. При однократном пропускании сходной смеси получают из 105 г РНд и 48 г 14 г (6% конверии РНэ, и 3,5% конверсии С Н; В р). Полученый фосфнн, отвечающий температуре кипея 52-54°С палее индентифицируют, как писано в примере 1 для метилфосфина, с омощью ЯМР-спек троек опии, как фосфинхлод (С Н7РН5)Се. Н-резонанс: DP-H 525 ГЦ . - 2,3 fiPH 7,4 р 15. Пропускают (СНд)2РН При м е в молярном соотношении 1:1 при и нормальном давлении с вретченем жтакта 12 с над активированным углем с (пичиной зерна О,5-1 мм. В остальном 1ЫТ протекает, как в примере 1, При -оджрагном пропускании исходной смеси попу вог из 198 г (СНз) 168 г (СНд).Р X) соответствует конверсии 69,2% ( (С%)зР. Пример 16. При всех одинаковых Ч1ОВИЯХ, как описано; в примере 8, испопьтот в качестве катализатора тонкоизмельiHHbifl метал пи чески и никель на носнтепе-:иси алюминия. При оцнократном пропуска;я исходной смеси получают из 190 г Н 70 г CH PHjC26,1% .конверсии РН 5 г (СНз)4РН2 (13% конверсии РН) и ,2 г (CHj)p (1,9% конверсии РН). Пример 17. При таких же условиях 1к описано в 8, используют в катализатора тонкоизмепьченный к«илический кобальт на носителе-сжиси алю1НИЯ . При однократном пропускании исхоа й смеси получают из 17О г РНд 49 г (20,4% конверсии РН), 5,6 г :HJ}J,PH (1,8 г конверсии PHg).(CHj)P щаружен в виде следов. Пример 18. При таких же успови ., которые описаныв примере 8, испольют в качестве катализатора тонкоизмель|Нную металлическую медь на носителе-оки алюминия. При однократном пропускании хоаной смеси получают из 180 г PHjj Э г CHjPHj (35,5% конверсии РН) и 7 :Нз).Н (2,1% конверсии РН) (СН)зР «наружен в виде следов. Пример 19. При таких же условиях 1торые описаны в примере 8, используют качестве катализатора смесь тонкшзмель нного металлического палладия%и золота 1 носителе &J Oj, При однократном пропус1НИИ исходной смеси из 185 г PHj получа г 98 г CHgPH (37,5% конверсии РН), 8 г (СН) (2,9% конверсии РН) и . 2 г (СНз)зР (О.4% конверсии PHj). Пример 20. Р% и CH,,Ci с моля ,1М отношением 1:0,1 пропускают пря 310 течение 60 с над активны1Л углем с разгром зерен 0,5-1,5 мм. В остальном опы юводят, как в примере 1. При одноразово 1сходе исходной смеси из 21О г РН и D г CHjCH получают 12 г CHjPH. (4% Hj и 42% СНдСР). Пример 21. и с моляр JM отношением 1:2 пропускают при 310 С течение 6О с над древесным углем с БЭТ ) верхностью 50 м /г и размером зерен 83 мм. В оста;1ьном опыт протекает, как в «мере 1. При одноразовом расходу исходной смеси из 180 г РН и 53О г получают 2О г , (8% РН н -Г-ГСЯ СГ; Пример 22. PHj и о ми,Г4)ным отношением 1:1,5 пропускают при 290 С в течение 0,5 с в реакторе с кипящим слоем при помощи покрытого 3% меди носителя кипящего слоя из §ч Og ( зерен 5О-180 мк). В остальном опыт прс водяг , как в примере 1. При одноразовом расходе исходной смеси из 5ОО г РН и 11ОО г получают 84 г (12% PHj и 8% CHjCE). Приме р 23. CjHfPH2 и с молярным отношением 1:1,5 пропускают при 280 С в течение 13с над активным углем с размером зерен 0,5-1,5 мм. При одноразовом расходе исходной смеси из 5О г получают 9 г ()Р1 (12% C HgPHj и 8% ). Полученный фосфин имеет точку кипения 8586°С . Пример 24. (C2Hj)2PH и с молярнь1М отношением 1:1,5 пропускают при в течение 19 с над активным угпем с размером зерен 0,5-1,5 мм. .При одноразовом расходе исходной смеси из 30 г ( получают 2 г ($)Р, 5% (С5Н5)2РН и 3,3% C HjjBr. Полученный фосфин имеет точку кипения 126-127°С. Примененные чистые этилфосфины идентифицированы при помощи ЯМР - спектроскопии: Р-резонансы: ( CjHsPHg(С2Н5)2РН S3 8Р+128 ррм SP+55,5 ррм SP+20 ррм 5Р+Н 185 Н tl Р-Н 190 Hj aP-cHi3,7Hj tfP-C-CHO,5Hj Формула из обретения 1. Способ получения фосфинов общей форМУл .ы где 1 - ал кил; Н - целое число 1, 2-или 3, взаимодействием фосфорсодержащего соеци1ЕНИЯ с галоидным йлкилом при нагревании в присутствии катализатора с последующим охлаждением газообразной смеси и гидролизом полученного фос({юнийгаг оге1шда, о тпичаюшийся тем, что, с целью расширения области пр{1менения способа, в качестве фосфорсодержащего соеди1 ния ИСПОЛЕ -.эуют неорганический фосфин, первичный вгли вторичный фосфины. 2.Способ по п. -L, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что наг1 вание ведут до 2ОО 350 °С. 3.Способ по пп. 1и2, отличаю д и и с я тем, что в ка дасгве катапизатоpa используют активированный угопь или ме. галл шрвой или восьмой побочных групп Периодической системы элементов, или смесь этих мэтаппов. 4.Способ по пп, 1, 2нЗ, отпичаю щ и .и с я тем, что в качестве металла испсвтьзуют золото, платину, вдкель, кобальт, мадь или палладий, на1«с8нные на носитель, например окисьч алюминия или двуокись крем. 5.Способ по пп, 1, 2иЗ, отличающий с я тем, что используют активированный уголь с БЭТ-поэерхностью и разме ром зерен от 1 до 10 мм. 6.Способ по пп. 1-5, отличающ и и с я тем, что исходные реагенты перед пропусканием через катализатор njieai рительно нагревают до 140-150 С. 7.Способ по пп, 1-6, отличающийся тем, что исходные реагенты п пускают со скоростью, обеспечивающей ар мя контакта с катализатором от 0,1 дов( 8,Способ по пп. 1-7., отличающийся тем, что процесс ведут в реак ре с неподвижным слоем катализатора или с псевдоожиженным слоем катализатора. Источники информации, принятые во BW мание при экспертизе: 1.Патент Великобритании № 109249; кл. С О7 Р 9/5О, 1967. 2.Патент Великобритании № 133353; кл, С О7 F 9/5О, 1973,

Авторы

Патентообладатели

СПК: C07F9/5086 C07F9/54

МПК: B01J21/00

Публикация: 1978-03-15

Дата подачи заявки: 1975-02-14

0
0
0
0

Комментарии

Написать комментарий
Невозможно загрузить содержимое всплывающей подсказки.
Поиск по товарам