Способ получения фенилен- и нафтиленфосфорных кислот

 

Изобретение относится к способу получения фенилен- и нафтиленфосфорных кислот, которые могут применяться в качестве экстрагентов урана и цветных металлов, а также инсектицидов и других биологически активных веществ. Описывается способ получения фенилен- и нафтиленфосфорных кислот общей формулы где R - фенилен; 4-бромфенилен; 4-циклогексилфенилен; 2,3-нафтилен; 1,6-дибром-2,3-нафтилен, при этом способ осуществляют взаимодействием пентаоксида фосфора и соответствующего замещенного 1,2-дигидроксибензола либо 2,3-дигидроксинафталина при мольном соотношении компонентов 1:1 и при нагревании в диапазоне температур от 180 до 230^oС в течение одного часа. Технический результат - упрощение технологического процесса, увеличения скорости процесса и выхода продуктов, получение широкого круга соединений, находящих обширные области применения в органической химии и химии экстракционных процессов. 2 табл.

Изобретение относится к области органической химии и может быть использовано в синтезе арилзамещенных фосфорных кислот, которые применяются в качестве экстрагентов урана и цветных металлов, а также инсектицидов и других биологически активных веществ.

Известен способ получения эфиров фосфорной кислоты прямой этерификацией фосфорной кислоты спиртами с длинной углеродной цепью, для низших спиртов при этом протекает дегидратация спирта фосфорной кислотой. Другой способ - взаимодействие спиртов с пятиокисью фосфора - приводит к смеси моноалкил- и диалкилфосфатов [1. Д. Пурдела, Р. Вылчану. Химия органических соединений фосфора. М.: Химия, 1072. C. 406]. В ароматическом ряду эта реакция не нашла применения. Известны способы получения эфиров фосфорной кислоты из эфиров пирофосфористой кислоты; а также из спиртов, либо фенолов и хлорокиси фосфора [2. В.М. Плец. Органические соединения фосфора. М.: Оборонгиз, 1940. С. 98 и 280].

Наиболее близким к предлагаемому способу является метод этерификации в присутствии пятиокиси фосфора [1], который для получения ароматических эфиров фосфорной кислоты пока не применялся.

В качестве прототипа нами выбран наиболее близкий по исходным веществам метод этерификации [1]. Основным недостатком прототипа является образование смеси продуктов, а именно, моноалкил- и диалкилфосфатов. Другим недостатком прототипа является отсутствие условий синтеза для ряда ароматических гидроксисоединений: фенолов и нафтолов.

Целью изобретения является снижение затрат труда за счет упрощения метода, удешевления исходных веществ, увеличения скорости процесса и выхода продуктов, и получение широкого круга соединений, находящих обширные области применения в органической химии и химии экстракционных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что смешивают эквимолярные количества пентаоксида фосфора и орто-дигидроксиароматического соединения (замещенных 1,2-дигидроксибензолов и 2,3-дигидроксинафталинов) и нагревают без доступа влаги при заданной температуре. Продукт этерификации очищают извлечением в бензольный раствор с последующей отгонкой бензола. Способ отличается от метода, выбранного в качестве прототипа, тем что образуется индивидуальный продукт, а не смесь соединений; в процессе синтеза не требуется ни растворителей, ни других вспомогательных реагентов. Отсутствие в продукте смеси веществ обусловлено тем, что в отличие от спиртов, в одной молекуле орто-дигидроксиароматического соединения присутствуют две, рядом расположенные, гидроксильные группы, которые обе одновременно (в данных условиях) вступают в реакцию и возможность образования смеси ароматических фосфатов маловероятна. Отсутствие растворителя в процессе синтеза необходимо потому, что требуются разные и достаточно высокие температуры для каждого отдельного продукта. В целом все указанные отличия от прототипа приводят к тому, что предлагаемый способ становится общим методом синтеза обширного ряда соединений, а из-за своей простоты может стать промышленным методом их получения.

Пример (Общая методика).

Помещают 0,01 M дигидроксисоединения, указанного в таблице 1, и 0,01 М пентаоксида фосфора в круглодонную колбу, закрывают ее хлоркальциевой трубкой и тщательно перемешивают исходные вещества. Нагревают смесь в течение 1 часа при температуре, указанной в таблице 1. Выше указанных температур греть не следует, т.к. вещества чернеют и уменьшается выход продукта. После охлаждения смеси продукт трижды извлекают сухим бензолом при кипечении. Бензол отгоняют в вакууме водоструйного насоса, в этих же условиях вещество высушивают, подогревая на водяной бане. Основная масса вещества извлекается первой порцией бензола, при трехкратном извлечении выход продукта близок к количественному. В таблице 1 приведены температуры плавления продуктов и формулы соединений. Систематические названия, а также анализы этих соединений представлены в таблице 2 под теми же номерами, что и в таблице 1.

Формула изобретения

Способ получения фенилен- и нафтиленфосфорных кислот общей формулы где R-фенилен; 4-бромфенилен; 4-циклогексилфенилен; 2,3-нафтилен; 1,6-дибром-2,3-нафтилен, отличающийся тем, что способ осуществляют взаимодействием пентаоксида фосфора и соответствующего замещенного 1,2-дигидроксибензола либо 2,3-дигидроксинафталина при мольном соотношении компонентов 1:1 и при нагревании в диапазоне температур от 180 до 230^oС в течении одного часа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2