Способ получения аммониевых солей монофторфосфорной кислоты

 

Изобретение касается фосфорорганических соединений, в частности аммо шевых солей монофторфосфовдой кислоты общей формулы; - i;0®-P(F)(0)-0® ®NHR RsRfei где при R, С,вН,7, и RS Н, R6- СщН,5; при RI - -СН(СдН„) (С,Н,О . RZ. 3. йи R - Н; Rg - CifeH,,; при R, - С,вН,5- 3 и R - Н, RS- и RS - C,gH,T ; при R, и RT: - С2Н4.0Н, R, с R4 образуют (СНг)з. 5 - С„Н,5-или C.gH,, , Re - С2.Н40Н или Н; при R, и Ri - Н; RJ с R образуют (CHj), Rg - Н; при R, и Ra - Н, R с R4 образуют (CHjj, RS - С,гНг5- или , Re - Н, при R,, R,,, R, и , R, с R образуют (-C,iH), которые могут быть использованы в качестве добавки к зубной пасте. Цель - создание более эффективных добавок. Синтез целевых соединений ведут реакцией монофторфосфорной кислоты, при необходимости полученной непосредственно в реакции , или ее натриевой или кальцие- j вой соли с эквимолярной смесью аминов NRjRjR, и NR4RfR6, где RO R 2 ,, R.H R, - см. выше, или с диамином общей формулы: R,R2.N(CH2.),N Rj-Rfe, где R,, R, RS- и Rfe - ( или R, RI, Re -H, a R - С i,H n j5 , , . ИЛИ С,вН,5-или при R - С„Н,5, RI - Н, R Н Rfe- , или с триамином формулы: (НОСгН4)г. , - N(C,H,OH) - -N(), или с солью амина в среде растворителя . Новая добавка позволяет увеличить степень вьщеления фторидных ионов через 1 ч с 5-20 до 8-56% при увеличении количества адсорбированных фторидных ионов с 5-80 до 55-120 мг (адгезия к слизистой оболочке рта). 2 табл. С/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(4ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.,80„„14472 (5g 4 С 07 Р 9/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТ,К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4027055/23-04 (22) 07 ° 03.86 (46) 23.12.88. Бюл. ¹ 47 (71) Бенкизер-Кнапзак ГмбК (РЕ) (72) Стефан Клееманн, Теодор Ауэль и Франц-Иозеф Даны (ЭЕ) (53) 547.438.1.07 (088.8)

{56),Заявка ФРГ ¹ 2812117, кл. С 07 F 9/14, 1978. (54)

СОЛИ ИОНОФТОРФОСФОРНОй НСНОТ 1 (57) Изобретение касается фосфорорганических соединений, в частности аммониевых солей монофторфосфорной кислоты общей формулы: R,R К НИ1.0 -Р(У)(0)-О 1 ЯНК4К Ке, gage nPu

К< = СщН 7, К,К,К4. и Кэ = Н, Кб " С18Н; при R„- -СН(С Н, ) (C H (4 l, Кр„К, Rg u Rs — Н;

Кб С ьН з1 при К, — СщН б, Rzs и R — H, Rs- è R6 - СаHgg, при R, + и л б

4 и Rz — CzH+OH, Кэ с R+ образуют (,)зр Rs СПН, или "1аНя ю

Кб — С НЕОН или Н; при R(и Rz — Н;

К с R+ образуют (СН ) >, Rs - С бН>, R<-H; приR,иК -Н, R сК+образуют (СНя.)э Rs Сг Н, или

R — С Н ОН, R с Rр образУют (-С Н„) К-С Н ОН, которые могут быть использованы в качестве добавки к зубной пасте. Цель - создание более эффективных добавок. Синтез целевых соединений ведут реакцией монофторфосфорной кислоты, при необходимости полученной непосредственно в реакции, или ее натриевой или кальцие1вой соли с эквимолярной смесью

NR< КРз и "КбК К6

К,, К, К, В, К и R — см. выпе,или с диамином общей формулы:

R< RgN(6Hz) N RsRg, y g R1 g R2 Rs

Кб (;zH OH или R„Кг, Кб -Н, à I р5

C„H s, Rz — Н, Rs и Кб - С Н .ОН, или с триаиииом Формулы: (НОСиНи)ир

-CzH q — N(C@H@OH) - С Н -N (CgH@OH) g y или с солью амина в среде растворителя. Новая добавка позволяет увеличить степень выделения фторидных Вам ионов через 1 ч с 5-20 до 8-56% уфЬ при увеличении количества адсорби- рффи, рованных фторидных ионов с 5-80 до 55-120 мг (адгезия к слизистой фф оболочке рта). 2 табл. 90

1447286

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к новым аммониевым солям монофторфосфорной кислоты общей форму5 лы

К4 °

4 5

С )6Н 4g

20 с К4

Эти соединения могут быть использованы в к ач ест ве доб авки к зубной пасте. 45

Цель изобретения - разработка доступного способа получения аммониевых солей монофторфосфорной кислоты Формулы (i), использование которых в качестве добавки к зубной пасте позволяет повысить эффективность зубной пасты за счет лучшей гидролитической стабильности связи фосфор — фтор.

П р и, м е р 1. 112,4 г стеариламина и 111,5 г олеиламина суспендируют в ?,5 л воды и в течение 15 мин интенсивно перемешивая и охлаждая до 30 С, прибавляют 416,9 мп 2N соПример 3. К 58,6 г олеилам на и 52,2 г диоктадециламина z- течение 15 мин при интенсивном перемешивании и охлаждении до 30 С, прибавляют 208,4 мп 2N соляной кислоты.

Затем при непрерывном размешивании прибавляют 30,0 r монофторофосфата натрия, растворенного в 100 мл воды.

Раствор продолжают перемешивать еще в течение 2 ч при 40 0. Обраэукщий.ся белый пенистый продукт путем фильтрации отделяют и промывают водой. После последующей сушки в яакугде AH R t — С 1s H >

Нв R - СщНэ

; 8 I7 при К,— СН К ю Rçв

Ню К6

Э 1Э

rtPH R t — Ct8 Нээ s R s Кэв R4 Hs

R и К6 - С16Н 7 при К, и Rz — С Н4ОН, Кэ обРазУет

4 группу (СН )3

Сп 3& или С16Н37 Ф Кб С Н4ОН или Н, при К1 и R -Нэ R образует с R4 при К, и К -- Н, Кэ образует группу (СН )» К - С, Н или С1аН, Ка Нр при К,, R s К и К - С Н4ОН, с К4 образует группу — С 2Ц

Tq- С zHl„oH, -СzHс, ляной кислоты. Затем при непрерывном перемешивании прибавляют 60 r монофторфосфата натрия, растворенного в 200 мп воды . Раствор в течение а

2 ч перемешивают при 40 С, образующийся пенистый белый продукт путем фильтрации отделяют и промывают сначала водой и затем 3000 мл ацетона. После последующей сушки в вакууме ппи 40 С получают 230,3 г монофторофосфата олеиламмоний-стеарил<аммония (76,9% от теории в пересчете на используемый амин) с т.пл. ! 78-185 С, имеющего формулу

Пример 2. К 57,1 г изс-октадециламина и 51,3 r цетиламияа в течение 15 мин, интенсивно перемешивая и охлаждая до 30 С, прибавляют 41,1 г 37%-ной соляной кислоты.

Прибавляют 1000 мп воды и, продолжая размешивание, прибавляют 30,0 r монофторофосфата натрия, растворенного в 100 мл воды. Раствор в течео ние 2 ч при 40 С перемешивают„затем пенистый белый продукт путем фильтрации отделяют и промывают водой и затем 1500 мп ацетона. После последующей сушки в вакууме при 40 С получают 93,9 г монофторофосфата цетиламмоний-изо-октадециламмония 76,9% от теории в пересчете на используемый амин с т. пл, 195-207 С, имеющего формулу

СВН17

F О NH3 СН, .Р,, С9Н19

16 Н53

1447286

25

Реакция до монофторофосфата бис (оксиэтил)аминопропилеи-N-оксиэтилоктадециламмония является количественной. Водный раствор концентрируют при давлении 80-120 атм и температуре

40 С и монофторофосфат бис(оксиэтил)

I аминопропилен-N-оксиэтилоктадециламмония выделяют с помощью ацетона.

После последующей сушки в вакууме о при 40 С получают 123,6 r монофторофосфат а бис(оксиэтил) аминопр опилен-.

N-оксиэтил-окт адециламмония (88,5% от теории в пересчете на используемый диамин) с т.пл. 182-190 С, умеющего формулу

35 1 3

Г \ /(2)3

50 (gHq()H (.17 З5 >Н(с"24 > с,Н,ои

55 прибавляют 1000 мп этанола и в течение 15 мин, интенсивно перемешивая о и охлаждая до 30 С, добавляют раствор 10 r монофторофосфорной кислоты уме при 40 С получают 98,5 г монофторофосфата олеиламмоний-диоктадециламмония (81,4% от теории в пересчете на используемый амин ) с т.пл, 165-175 С, имеющего формулу

Р ...О -Зн — С15 Н 5

X() Н H 18 37

С Н

2 С„Н„

Пример 4. 36 г монофторофосфата натрия растворяют в 500 мп воды и пропускают через колонку, содержащую 400 мп ионита марки леватит

S 100. Образовавшуюся водную монофторофосфорную кислоту при 40 С, интенсивно перемешивая, подают в

114 7 r бис(аксиэтил)аминопропиленN-оксиэтил-октадециламина формулы

HORMIC ь бc2HI,OH

Г (СН2) Ъ- 1., + )Н4. С2 С18НУ С2Н4.0Н

P+ Π— Х вЂ” С,Н,ОН.Р /(Н2) 3 н/

ΠΠ— Х вЂ” С,8Н„ нг1

С2Н ОН

Пример 5. К 45,9 r бис(окснэтил)аминопропилен-М-оксиэтил-октадециламина в течение 15 мин, интено сивно перемешивая и охлаждая до 30 С, прибавляют 40 мп 5N серной кислоты.

Непрерывно перемешивая, прибавляют

13,8 r монофторофосфата кальция и о в течение часа при 40 С дополнительно перемешивают, Выделившийся сульфат кальция путем фильтрации отделяют и дополнительно промывают небольшим количеством воды. Весь водный фильтрат в ваа кууме при 40 С сгущают досуха1 воскообразный остаток растворяют в метаноле, повторно фильтруют и монофторофосфат бис(оксиэтил) аминопропилен-Noscar -октадециламмония при интенсивном размешивании осаждают в аце1 тоне. После последукщей сушки в вакууме при 40 С получают 50 r монофторофосфата бис (оксиэтил1 аминопропиленN-оксиэтил-октадециламмония (89,5% от теории в пересчете на используемый диамин) с т.пл. 182-190 С, имеюшего указанную в примере 4 формулу.

Пример 6. К 64,9 г N-олеил20. 1,3-диаминопропана формулы NH<(CH ) -NH-С,6 Н., прибавляют 500 мп воды и в течение 15 мин интенсивно перемешивая, нейтрализуют с помощью

200 ыт 2 н.соляной кислоты. Разбавляют добавлением 1000 мл воды, нагревают до 40 С и, непрерывно перемешивая, прибавляют 28,8 r монофторофосфата . натрия, растворенного в 100 мл воды, Раствор в течение 2 ч при 40 С пере" мешивают, затем прибавляют 200 ип ацетона и пенистый продукт путем фильтрации отделяют и промывают водой. После последующей сушки в вакууме при 40 С получают 73,8 r ..монофторофосфата N-олеил-1,3-диаммоыюй" пропана (86,9% от теории в пересчете на используемый амин) с т.пп.

135-145 С, имекяцего формулу

Добавлением воды к монофторофосфату N-олеил-1, 3-диаммоний-пропана при 20 С получают стабильную эмуль" сию, растворимость в глицерине составляет свыше 10%.

Пример 7, К45,8г ММбис (оксиэтил)-И -гептадецил-1,3-диамино-пропана формулы

5 14472 в 500 мл этанола. Бесцветный продукт реакцик отсасывают и промывают небольшим количеством этанола. После (9 последующей сушки в вакууме при 40 С получают 43,? г монофторофосфата (N N-бис(оксиэтил)-М -гептадецил-l,3диаммонийпропана (78,3% от теории в пересчете на используемый аютн) с т.пл. 157-167 С, имеющего Формулу

20 НОН4С2,С2Н4ОИ

P Π— NH

//? (GH2) Ъ .

0 — HH C й„

Пример 8.К 29 ° 8 г Я-лаурил1,3-диаминопропана прибавляют

1000 мп этанола и в течение 15 жн, интенсивно перемешивая и охлаждая до температуры 30 С, прибавляют раствор 10 г монофторофосфорной кислоты в 500 мл этаиола, Продукт реакции отсасывают и промывают небольшим количеством этанола, После последующей сушки в вакууме при температуре 40 С получают 45,4 r монофторофосфата Ы-лаурил- I 3-диам.монийпропана (91,2% от теории в пересчете на используемый амин) с т.пл.

115-122 С, имеющего формулу

0 — NH

ГРГ г (cH2)5

Пример 9. К 33,7 r пентакис (оксиэтил) диэтилентриамина приб авляют 1000 мп этанола и в течение

15 мин интенсивно перемешивая и ох9 о лаждая до 30 С, прибавляют раствор

30 г монофторофосфорной кислоты в

1000 мл этанола. Продукт реакции отсасывают и промывают небольшим количеством этанола. После последующей сушки в вакууме при 40 С получают

5794 г монофторофосфата пентакис (оксиэтил)-диэтилентриаммония (90,1% от теории в пересчете на используее мый амин) с т.пл, l15-122 С, имеющего формулу

HoHLI. С 2 С2 Н40Н о — н — с н

Р .N С Н,()H

С2Н4

Н ОН4 2 2Н4

86

Пример 10. К 34,4 г .моногидрогенфторида N-олеил-1,3-диаминопропана прибавляют 1000 мл этанола и в течение 15 мин интенсивно перемеши«О вая и охлаждая до 30 С, прибавляют раствор 10 F монофторофосфорной кислоты в 500 мл этанола. Продукт реакции отсасывают и промывают небольшим количеством этанола. После последу(« ющей сушки в вакууме при 40 С получают 41«6 г монофторофосфата И-олеил1,3-диаммонийпропана (93,8% от теории в пересчете на используемый амин) с т.пл. 171-179 С, имеющего формулу !

Г (Н 2 Ь о о — («((,— с„((„

Элементный анализ аммониевых со- лей монофторофосфорной кислоты фор- мулы (1) представлен в табл. I.

А. Определение ст епени выделения фторидных ионов.

Выделение фторидных ионов из фторофосфатов определялось в пробирке с использованием фторидного электрода и электрода срasнения, причем выделение записывалось при помощи милливольтметра с использованием стандартного раствора, содержащего

0,05 мол/л фосфата и 0,0t мол/л, фторида натрия. Все измерения осу-. ществлялись при 28-7 С и рН среды

5,2 с использованием 20 мл раствора, состоящего из 10 мл дистиллированной обессоленной воды и 10 мп 0,1. м фосфатного буфера. В этот раствор подавалось исследуемое соединение в количестве 0,01 мол/л.

Б. Определение адгезии выделив" шихся фторидных ионов к слизистой оболочке рта.

Для выявления адгезии выделившихся фторидных ионов к слизистой оболочке рта использовался известный метод с использованием полисахаридного субстрата, в качестве которого использовалась хлопчатобумажная ткань, соответствукщая мягкой ткани и налету на зубах во рту, При этом хлопчатобумажную ткань размером 2,5 см подают в 20 мп перемеши2. ваемой в течение 60 с водной суспензии, содержащей l исследуемого соединения. Затем ткань вынималась из суспензии, подавалась на 30 с в поток текучей водопроводной воды, 7 1447286 подвергалась гидролизу в 0,1 и соляной кислоте в течение 12 ч и по со" держанию фторидов определялось количество адсорбированных ионов.

Результаты опытов А н Б сведены в табл,2.

Сравнение данных табл.2 свидетельствует о том, что новые фторофосфаты обеспечивают либо более равномерное выделение фторидных ионов

1 за. Физиологически требуемый период, либо увеличивают количество адсорбированиых фторидных ионов. при R, и К вЂ” Н; Rg образует

R4 группу (СНд) е R С<<<Н е

Rs H при R,, R -Н R > образует с К+ группу (СНа)з ° Кю - C«H или С<а Н, Re - Н, Способ получения аммониевых солей монофторфосфоновой кислоты общей формулы где при R, С<ьHq„Rqэ R в R4ý

К вЂ” Н ° Re - С<а 1 з 1 8H17

ЭО при К-,, НГ

CsHi9

R R> R4s Rs Н К С< Низ>

К< КР (СН ) зНК К д где R< К, Rs> Кь - С Н+ОН или

Ra Re Нт Rs СуНг или

С ф ив R» К4 Н>

6 <8 з1 (>0C2+)gN С2Н, М С2Н<, 1Ч(С К ОН)2

2у

С 2HQ08 при К< и R - С Н4ОН Кз образует с R4 группу (СН ), R — С,. Н или С H» Re—

С Н4ОН или Н, 40 или солью амина в среде растворителя.

Т аблиц а1

Элементный анализ,%

Т ) Г

Брутто-формула (мол.масса) . Пример

С Н N Р

С Н Я РРО (636)

С 4Нт РхРРОэ (600) 4 7

4,37

4 40

4,24

12 26

12,32

67 92

68,03

2 99

2-2,81

3 41

2.3,32

12 16

12,41

64 88

64,78

5 32

5,12

С 4Н <,4 Я РРО (888) 2 14

2,03

12 63

=А

12,54

72 43 ь

72,25

3 15

2,94 при R<, К, КГи Re C H4OH

R и R4 образуют группу

-С2)

С Н. " СгнЬОН

-С2Н„

15 заключающийся в том, что монофтор Ф о р м у л а и з о б р е т е н и s фосфорную кислоту, в случае необходимости полученную непосредственно в реакции из ее натриевой .ипи кальциевой соли или натриевую или каль2О циевую соль монофторфосфоновой кисло.

4. ты подвергают взаимодействию с зк). ." О NH 3132 вимолярной смесью аминов общих фор г мул

Р и .К4К К<,н у 0 „-,«„„„

rye R< К2; КФ К, К5 и КБ имеют указ анные значения, или диамином общей формулы

1447286

Продозпкенне табл. !

Брутто-формула (иол,масса) Элементный анализ, Пример

"Т" Х

3 39 л.

3,13

C z Не Nz PFO„(560) 57 59

57,26

11 07

10,94

5 00

4,82

5 84

5 i 8T

5 64

5,60

57 59

Л,»

57,26

11 07 й

10,94

5 00

4 82

3 39

3,13

С H6zNzPFO (560) 4 28

-Х

4,12

59 43

59 26

l 0 85

10 i 73

6 60

6,41

С, Н4 Н РРОз (424) 7 31

7,13

С 4Н 5211 РРО (478) 62 25

«-Л, 62,08

5 89,а

5,85

4 86,а

4,62

11 88

11,94

3 87

- Л.»3,78

С, Н Н е ОРОСИ (342) 57 63

57,43

7 56

7,43

l0 53

I0,48

А

7 19

7,21

4 46

4,34

C44Hqz N PFO (5.56) 5 34

5,36

8 71

»А»8,78

47 99

47,92

12 38

12,45

9 89

«.В»

10, 15

С, Н47МаРРО (414) 6,30

6,12

5 46

Л, 5,34

6 78

6,61

5б 96

1! 20

1l,24

Hp и м е ч а. н н е. В числителе - вычислено, в знаменателе — найдено, Таблица2 °

КоличестПри" Степень выделения фторидмер ных ионов, %, через

6 ч

12 ч

76

l 1O

81

105

71

98

19

98

88

15

68

86

1 во адсорбированных фторидных ионов мг

1447286 12

Продложение табл. 2

Пример

Степень выд ления фторидных ионов, Х, через

Количестбч 12ч! ч

60

80

48

80

Применяемый в качестве добавки к зубной

Ф+ пасте фторофосфат натрия..

Известное соединение монофторфосфат бис(олеиламмония).

Со ст ави тель Л. К арунина

Редактор Л. Зайцева Техред М. Ходанич Корректор О. Kpaavîâà

Заказ 6757/59

Тираж 348 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по дФлам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

10 56

1 20

П 5 во адсорбированных фто-, ридных ионов, . мг