Способ получения о-пинаколилметилфосфоната

Изобретение относится к безопасному способу получения O-пинаколилметилфосфоната, который может использоваться в химической промышленности. В предложенном способе О-пинаколилметилфосфонат получают со значением массовой доли основного вещества в продукте не менее 96% масс. разложением метиловым спиртом О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната, являющегося продуктом силилирования триметилхлорсиланом О-метил-О'-пинаколилметилфосфоната, полученного последовательной обработкой дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты в среде хлороформа, вначале эквимолярной смесью пинаколилового спирта с триэтиламином и затем эквимолярной смесью метилового спирта с триэтиламином без выделения и очистки промежуточных продуктов. Предложен новый безопасный способ, позволяющий с высоким выходом получать O-пинаколилметилфосфонат со значением массовой доли основного вещества в продукте не менее 96% масс., пригодный для изготовления государственного стандартного образца его состава, применяемого для государственного метрологического контроля и надзора; контроля за условиями и безопасностью труда; состоянием окружающей среды; ведением технологического процесса на предприятиях. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к способам получения моноалкиловых эфиров метилфосфоновой кислоты, которые используются для изготовления государственных стандартных образцов состава продуктов деструкции фосфорорганических отравляющих веществ, применяемых для государственного метрологического контроля и надзора; контроля за условиями и безопасностью труда; состоянием окружающей среды; ведением технологического процесса на предприятиях, задействованных в реализации федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации».

Целью изобретения является получение O-пинаколилметилфосфоната с метрологическими параметрами, отвечающими требованиям, предъявляемым к государственным стандартным образцам.

O-пинаколилметилфосфонат является продуктом деструкции, образующимся в процессе уничтожения отравляющего вещества зоман. Значение массовой доли основного вещества в государственном стандартном образце состава O-пинаколилметилфосфоната должно находиться в интервале аттестованного значения (91-98) % масс.

Для изготовления государственного стандартного образца состава O-пинаколилметилфосфоната используется утвержденная методика синтеза целевого вещества. Метод синтеза заключается в последовательном замещении атомов хлора в дихлорангидриде метилфосфоновой кислоты и включает две стадии. (С.Н. Кобцов «Разработка и метрологическое обоснование потенциометрического способа определения основного вещества в алкилметилфосфонатах», диссертация к.х.н., Саратов 2012 – С.87-89.)

На первой стадии в среде сухого бензола при температуре (+40-45)°С происходит взаимодействие дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты с пинаколиловым спиртом в присутствии триэтиламина в качестве акцептора хлористого водорода, с образованием O-пинаколилметилхлорфосфоната (схема 1)

На второй стадии проводят гидролиз O-пинаколилметилхлорфосфоната раствором 80% муравьиной кислоты до O-пинаколилметилфосфоната (схема 2)

В завершении процесса продукт подвергается очистке путем фракционирования в вакууме, Ткип. (159-161)°С/1 мм.

Однако следует заметить, что процесс синтеза О-пинаколилметилфосфоната по утвержденной методике, при общем выходе целевого вещества до 60%, трудоемкий; требует значительного количества безводного, небезопасного в пожарном отношении растворителя - бензола - и необходимости выделения достаточно чистого промежуточного высокотоксичного О-пинаколилметилхлорфосфоната. Кроме того, по данным титриметрического анализа значение массовой доли основного вещества в продукте, синтезированном по данной методике, составляет (85-92) % масс., а по данным хромато-масс-спектрометрии наблюдается значительное количество примесей (метилфосфоновая кислота, O,O'-дипинаколилдиметилпирофосфонат), что, вероятно, связано с наблюдаемым частичным термическим разложением продукта в процессе фракционирования в вакууме.

Таким образом, для достижения требуемой чистоты продукта часто необходимо проведение дополнительных операций по уменьшению содержания примесей, что приводит к дополнительным трудозатратам и потерям целевого вещества.

Задачей изобретения является получение O-пинаколилметилфосфоната со значением массовой доли основного вещества в продукте в интервале (91-98) % масс. максимально безопасным для персонала способом.

Это достигается проведением четырехстадийного синтеза, не предусматривающего выделение и очистку промежуточных, в том числе высокотоксичных соединений, с использованием негорючего растворителя хлороформа, без фракционирования конечного продукта.

Первая стадия включает реакцию дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты с пинаколиловым спиртом в присутствии триэтиламина в среде хлороформа, в мольном соотношении реагентов (дихлорангидрид метилосфоновой кислоты:пинаколиловый спирт: триэтиламин)=1:1:1 с образованием О-пинаколилметилхлорфосфоната (схема 3)

Вторая стадия включает обработку реакционной массы, полученной на первой стадии, эквимолярной, по отношению к количеству взятого дихлорангидрида метилосфоновой кислоты, смесью метилового спирта и триэтиламина в среде хлороформа, приводящую к образованию в ней малотоксичного О-метил-О'-пинаколилметилфосфоната (схема 4); отмывку реакционной массы водой от триэтиламмонийхлорида; осушку хлороформенного слоя сульфатом магния и упаривание хлороформа

Важным является то, что при осуществлении данного синтеза не требуется выделения и очистки из реакционной массы первой стадии высокотоксичного О-пинаколилметилхлорфосфоната.

Третья стадия включает взаимодействие О-метил-О'-пинаколилметил-фосфоната с триметилхлорсиланом в мольном соотношении реагентов (О-метил-О'-пинаколилметилфосфонат:триметилхлорсилан)=1:1,2 с образованием малотоксичного О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната (схема 5), его выделение из реакционной массы и очистку путем фракционирования в вакууме (Т кип. 89-91°С/1 мм)

Избыток триметилхлорсилана необходим для компенсации потерь вследствие частичного его уноса выделяющимся хлористым метилом.

Четвертая стадия включает взаимодействие О-пинаколил-О'-триметил-силилметилфосфоната с метиловым спиртом в мольном соотношении реагентов (О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфонат:метиловый спирт)=1:1 с образованием О-пинаколилметилфосфоната (схема 6) и упаривание легкокипящих продуктов реакции в вакууме. Избыток метилового спирта влияния на выход продукта не оказывает

По результатам титриметрического анализа данный способ позволяет получать продукт со значением массовой доли основного вещества О-пинаколилметилфосфоната не менее 96% масс. Таким образом, нет необходимости проводить фракционирование конечного продукта в вакууме, за счет чего снижаются потери целевого вещества.

О-пинаколилметилфосфонат, брутто-формула - С7Н17РО3, молекулярная масса - 180,18 а.е.м., структурная формула:

О-пинаколилметилфосфонат в чистом виде представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха. Ткип. (159-161)°С/1 мм. Плотность - d422=1,030 г/см3. Показатель преломления - nd17=1,4334. Хорошо растворяется в воде и органических растворителях. («Техническая документация и методики синтеза ГСО, СОП токсичных химикатов и продуктов их деструкции…», Саратов 2009 - 173 с.).

МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ О-ПИНАКОЛИЛМЕТИЛФОСФОНАТА

Реактивы и материалы: дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты, пинаколиловый спирт, метиловый спирт, триэтиламин, триметилхлорсилан, хлороформ.

(Внимание! Все операции проводят в вытяжном шкафу).

На первой стадии в реакторе, снабженном мешалкой, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, капельной воронкой в 100 мл хлороформа последовательно смешивают 13,30 г (0,1 моль) дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты, 10,12 г (0,1 моль) триэтиламина и 10,22 г (0,1 моль) пинаколилового спирта. Нагревают смесь (70-80)°С в течение 2-3 часов.

На второй стадии при охлаждении (-10)°С и при перемешивании из капельной воронки добавляют смесь 3,20 г (0,1 моль) метилового спирта и 10,12 г (0,1 моль) триэтиламина в 30 мл хлороформа. Нагревают реакционную массу (45-50)°С в течение 2-3 часов. Затем дважды соли отмывают водой, хлороформенный слой отделяют, сушат сульфатом магния и упаривают.

На третьей стадии остаток смешивают с 13,02 г (0,12 моль) триметилхлорсилана и выдерживают с обратным холодильником при 100°С до прекращения выделения хлористого метила. После реакционную массу фракционируют в вакууме. Получают 21,50 г (85%) О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната, Ткип. (89-91)°С /1 мм.

На четвертой стадии в реакторе смешивают 21,50 г (0,085 моль) О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната с 2,73 г (0,085 моль) метилового спирта и выдерживают с обратным холодильником при 60°С в течение 1 часа, после чего легкокипящие продукты реакции отпаривают в вакууме. Остаток вакуумируют при 100°С/1 мм в течение 1 часа. Получают 15,30 г (99%) О-пинаколилметилфосфоната. Показатель преломления - ndl7=1,4334. Выход продукта в пересчете на дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты - 85%. Значение массовой доли основного вещества в продукте составляет не менее 96% масс.

1. Способ получения О-пинаколилметилфосфоната со значением массовой доли основного вещества в продукте не менее 96% масс., заключающийся в разложении метиловым спиртом О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната, являющегося продуктом силилирования триметилхлорсиланом О-метил-О'-пинаколилметилфосфоната, полученного последовательной обработкой дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты в среде хлороформа, вначале эквимолярной смесью пинаколилового спирта с триэтиламином и затем эквимолярной смесью метилового спирта с триэтиламином без выделения и очистки промежуточных продуктов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты с пинаколиловым спиртом в присутствии триэтиламина с образованием О-пинаколилметилхлорфосфоната проводят в среде хлороформа в мольных соотношениях реагентов (дихлорангидрид метилосфоновой кислоты:пинаколиловый спирт:триэтиламин) = 1:1:1.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию О-пинаколилметилхлорфосфоната с метиловым спиртом в присутствии триэтиламина с образованием О-метил-О'-пинаколилметилфосфоната проводят, без предварительного выделения из реакционной массы и очистки О-пинаколилметилхлорфосфоната, в среде хлороформа в мольных соотношениях реагентов (дихлорангидрид метилосфоновой кислоты : метиловый спирт:триэтиламин) = 1:1:1.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что О-метил-О'-пинаколилметилфосфонат без фракционной очистки вводится в реакцию с триметилхлорсиланом в мольном соотношении реагентов (О-метил-О'-пинаколилметилфосфонат:триметилхлорсилан) = 1:1,2 без растворителя с образованием О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что О-пинаколилметилфосфонат выделяют в виде остатка после отпарки легкокипящих продуктов реакции О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфоната с метиловым спиртом в мольном соотношении реагентов (О-пинаколил-О'-триметилсилилметилфосфонат:метиловый спирт) = 1:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения ди-(метакрилокси-3-хлорпропокси-2)метилфосфоната, используемого в химической промышленности в качестве сомономера в составе связующих на основе непредельных полиэфирных смол при производстве полимерных композиционных материалов пониженной горючести, формулы: Предложен способ получения ди-(метакрилокси-3-хлорпропокси-2)метилфосфоната, заключающийся во взаимодействии дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты с глицидилметакрилатом при нагреве и перемешивании в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют метилфосфоновую кислоту или ее производные, взятые в количестве 0,1-3,0% от массы исходных реагентов, а способ реализуют при температуре 65-70°С.
Изобретение относится к способу получения этилиден-диамидо-диизопропилиден-O,O′-динатрий-дифосфоната формулы [(NaO)2P(O)CH2-CH(CH3)C(O)NH-(CH2)]2, который может использоваться в качестве адсорбента солей кальция и магния при водоподготовке в системах теплоснабжения.

Изобретение относится к применимым в качестве антипиренов оксиалкилированным эфирам трис-этиленгликоль-тетра-метоксиметил (I) и пентаэритрит-тетра-метоксиметил (II) фосфоновых кислот формул Предложены новые экологически безопасные антипирены и эффективный способ их получения.

Настоящее изобретение относится к разлагаемому сшивающему средству, которое применимо при производстве полимеров, формул: (а) (b) (с) где Photo1 и Photo2 представляют собой фотореактивную группу, n является целым числом между 1 и 10; и R1-R4 в формуле (а) независимо обозначают бензофеноновую группу, гидроксильную группу или ее натриевую, калиевую или литиевую соль, R обозначает фотореактивную, гидроксильную группу или ее натриевую, калиевую или литиевую соль; Y представляет собой линкер, который отсутствует, или является амином, простым эфиром, линейным или разветвленным C1-C10алкилом, или их комбинацией; и R1 и R2 в формуле (с) являются независимо фотореактивной группой, алкилом, гидроксильной группой или ее натриевой, калиевой или литиевой солью, фотореактивная группа выбрана из остатка бензофенона, или остатка 3 гидроксибензофенона, или остатка 4 гидроксибензофенона.

Изобретение относится к новой форме [[(S)-2-(4-амино-2-оксо-1(2Н)-пиримидинил)-1-(гидроксиметил)этокси]метил]моно[3-(гексадецилокси)пропилового]эфира фосфоновой кислоты, характеризующейся картиной дифракции рентгеновских лучей, включающей пики при углах 2θ примерно 5,5, 19,3, 20,8 и 21,3 градуса и чистотой более 91%, которая может быть использована в фармацевтической промышленности, а также к способу ее получения.

Изобретение относится к области химической технологии утилизации высокорадиоактивных растворов, получаемых при переработке облученного ядерного топлива, а именно к составам экстракционно-хроматографических материалов импрегнированного типа для селективного выделения и очистки прометия-147 от сопутствующих РЗЭ из азотнокислых растворов, которые состоят из двух компонентов при следующем содержании: 1-50 мас.% фосфорилподанда - производного 1,5-бис[2-(оксиалкоксифосфорил)-4-(этил)]фенокси-3-оксапентана формулы , где R представляет собой алкил C3-C12, и 99-50 мас.% макропористого сферически гранулированного сополимера стирола с дивинилбензолом с размером гранул 40-400 мкм.

Изобретение относится к способу получения используемых в химической промышленности фосфонатов формулы где R1=Me, Et, i-Pr; R2=H, Me, CH2CO2Me; X=CO2Me, CN, CONH2. В предложенном способе указанные фосфонаты получают из диалкилфосфитов и производных непредельных карбоновых кислот с использованием три-н-бутилфосфина в качестве катализатора при температуре 15-20°C в растворе ацетонитрила, причем концентрация три-н-бутилфосфина в реакционной смеси варьируется в пределах от 5 до 70 мол.%, добавление производного непредельного карбоновой кислоты в виде раствора с концентрацией 5 моль/л ведется по каплям к перемешиваемой смеси диалкилфосфита и три-н-бутилфосфина, время выдерживания реакционной смеси составляет от 0.5 до 3 ч, с последующим удалением ацетонитрила отгонкой при пониженном давлении и выделением целевых фосфонатов из реакционной смеси.

Изобретение относится к способу получения диглицидилового эфира метилфосфоновой кислоты формулы (I), являющегося действующей основой лекарственного антибластомного препарата «Глицифон». Способ включает переэтерификацию O,O-диалкилметилфосфоната глицидилацетатом путем прибавления каталитических количеств алкоголята щелочного металла в подходящем растворителе (тетрагидрофуран, диэтиловый эфир, 1,4-диоксан) к перемешиваемой смеси O,O-диалкилметилфосфоната и глицидилацетата (молярное соотношение реагентов 1:(2,5-3,5) соответственно) при постоянном удалении из реакционной смеси образующегося алкилацетата отгонкой в вакууме, последующее экстрагирование целевого продукта и перегонку его в вакууме.

Изобретение относится к новому способу получения новых n-замещенных (2-бензолсульфонил-2-диалкоксифосфорил)ацетамидинов, которые могут использоваться в получении биологически активных соединений.
Наверх