Способ получения//яс-1,2^эпоксип!

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

320l20

Сок(в Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патен-а №

Заявлено 12 1/.1969 (№ 1328937/23-4) МПК С 07f 9/38

С 07f 9/40

Приоритет 15Л .1968, № 729376, CIIIA

Комитет по делам ивобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 02.Х1.1971. Бюллетень ¹ 33

УДК 547.422.22-31 26. .118.07 (088.8) Дата опубликован ися описания 15.111.1972

Автор изобретения

Иностранец

Раймонд Армоид Файерстоун (Соединенные Штаты Америки) Пиостраииая фирма

«Мерк энд Ко, Инк» (Cne I(t(tc!It((.(c Штаты Америки) Заявитеat>

СПОСОЬ ПОЛ 11 - «14S

Ц//С-1,2-3ПОКСИ «Р011 ИЛФОСФОНОВОЙ KHCJIOjhl

ИЛИ EL ПРОИЗВОДНЫХ

0 0

/, li F1 щ -Сн-СН вЂ” Р

ОВ l

С (1

Изобретение касается получения фосфоноВЫХ КИСЛОТ II ИХ ИРОИ.!ВОДИЫХ.

Предлагается способ получения ие описанной В литературе ((ио-1,2-эпоксипропилфосфоновой кислоты или cе производных общей формулы где Ri и 14 — водород, замещенный или незамещениый углеводородный радикал, катион металла .Или замсщсииого аммония.

L(lie-1,2-эпоксипропилфосфоновая кислота и ее производные обладают высокой антибактериальной активностшо и могут быть использованы в качестве антисептических и консерВируlоlцих аген ГОВ, Я танкe;Ie»e61(t средств.

Oco6eIIHo Въ(соl<ой активностью Оол ядают со1I,HC-1,2-3IIOKCIIIIjIOIIII. (ô0Cô0t(01I0I(кислотьl.

Предлагаемый способ основан на известной реакции образования а-окис:ей при отшеплеиии двуокиси серы, трехокиси серы, окиси углерода or соединений, содержащих эти группы и кислород, связанныс с соседш(ми углеродными атомами. Для (юлучения производных фосфоиовых кислот, содержащих в углеводородном радикале эпоксигруппу, эту реакцию ранее не применяли.

C) По предлагаемому способу производны(фОСфОНОВЫХ КпсЛОт ООщсй фОрМуЛЫ

0 0

5 .ов, СН,-СН 0Н- Е

0В

10 где R(it R2 имеют указанные значения;

Z — группа г

О

l г

Ф

Я 8 или N=. Ii, 0 0 0 0 подверга(от иагрсваншо при 80 — 250 С, обыч20 но при атмосферном давлении, но процесс лп.;(.ИО BecTII и при ttoH(litiettt(oì дс!Влении.

Процесс желательно провод(ггь в среде суспен;ti(pv(o(tte(o агента, например минерального масла, или инертного растворителя, например

25 дихлорбензола, кумола, ксилола. Целевые продукты выделяют известиь(ми приемами, П р и м с р 1. 0,21 г (0,12 Гноль) iëoð-к-хлорэтоксиметилфосфоновой кислоты в 1?О л(л сме30 си воды и этилового спирта (4:51 добавляют

320120

4 медленно к 50 г гидрата сульфида натрия в

60,мл смеси воды и этилового спирта (4:5) при кипячении с обратным холодильником.

После добавки всей хлор-сс-хлорэтоксимегилфосфоновой кислоты реакционную смесь нагревают и кипятят с обратным холодильником в течение еще 1,5 «ас. Этиловый спирг зате i удаляют под вакуумом и к смеси ИO частям добавляют ацетат ртути для осаждения избытка сульфидя в растворе. Реакционную смесь фильтруют, фильтрат освобождают от воды с помощью лиофилизации, оставляя на грие!г1 к! соль цис- (4-четил-1,3-оксятиетян-2-«л) фосфоновой кислоты в виде аморфного остягкя, Цис - (4-метил-1,3-оксатиетан-2-ил) фосфонят на рия перемешивают в течение епр иблизительно 12 «ас с 100 !!! ледяной уксусной кислоты и 100 л1л 30%-ной перекиси водорода.

Избыток перекиси разлага1от при иеремешивании реакционной смеси с двуокисью марганца, расТВор затем (1>и!!Итру!01> yrccycI!у!О к«слоту удаляют из смеси прн пониженном давлении, в остатке получается S,S-;.IIIoêIIcü цис - (4 - метил-1,3-оксятиетян-2-ил) фосфоната натрия.

По методике, описашюй выше, 110 используя эквпвялен! 1!Ые колич cTB;! мети.>1-, днэтил-, дибензил- или натрий-хлор-а-хлорэтоксиметилфое!jJOII clTcl ВМЕСТО ХЛОР С>,-XJIOPBTOÊCII >!е ГИЛ фосфоновой кислоты, получшог Ooгв TcTBLHно S,S-диокись метил-, диэтил- или цибензилцис-(4-метил-1,3-оксатиетан-2-ил) фосфопяга.

Далее S,S-диокись цис- (4-метил-1,3-оксатиетан-2-:IJI) IjIocljiolia i" натрия кипятят с обратным холодильником в 100 >ил иирид!ша в течение 2 «ас. Г1иридин затем удаляют llpll uoIl lI JI(давлении ll ocTB I 01< о бр а оятывяlот

50 л1л воды. Водный раствор осветлгиот путем обработки древесным углем и сусиензию филыруют. Фильтрат содержит цпс-l,2-эпоксииропилфосфоновую кислоту.

По методике, опиcàíHой вьнпе, но испоlьзу>! эквивалентные количества S,S-диоксида кальций-, динатрий-, бензиламмог»и1-, метил-, диэтил-, дибензил- или натрий-цис- (-l-мет11л-1,3оксатиеган-2-ил) фосфонатя вместо S,S-диоксида цис- (4-метил-1,3-оксатиетан-2-ил) фосфоиовой кислоты, получают соответственно кальциевую, динатpl!CByio, беня!1лах!х!Ониеву!о соли, метиловый, диэ!и !Оный, дибензиловый эфиры или натриевую -оль quc-l,2-эпоксипропилфосфоновой кислоты.

Пример 2. Кислород.,».1й поток, содержащий 4 — 5% озона, пропускают через раствор

0,1 г >поль 0,0-диэтилвинилфосфонатя в 500 лсл хлороформа нри — 10 С до тех Вор, пока анализ выход !шеro газового потока не покажет, что поглощения озона не наблюдается. В ïcремешиваемый хлороформенйый раствор, который содержит дпэтилформилфосфонат, при комнатной температуре вводят 8 г продукта добавления бисульфита к ацетяльдегиду и

100 л!л уксусного ангидрида. Хлороформ затем отгоняют при атмосферном давлении и перемешиваемую реакционную смесь ïîäâåpгают кипячению с обратным холодильником в

ieciei»lc 1 «ас. Избыток уксусного ангидрида удаляю г и ри пони кенном давлении, остаток растворяют в 50 >!!л меганоля и нагревают на паровой бoíñ с 200 л!л 1 н. гидроокиси натрия в течение 2 «ас. рН реакцио1шой смеси зате;I доводят до 6 — 7 добавлением уксусной кислоты, посл > чего раствор экстрагируют эфиром

10 и эфир удаляют llpH пониженном давлении, получая S,S-диоксид цис-(2-мстил-1,3,4-диоксатиол-5-ил) фосфоната натрия.

110 методшге, описанной выше, но иск почая ооработку II;ipooKIIcbio 11атрия и дальнейшее

15 доведение р11 flo 6 — II IlclioJIBByя 3KBIIB lлен1ные колич ства кальциевой, динатриевой, бензиляммониевой солей, метилового, дибензилоьего эфиров формилфосфоновой кислоты или самой формилфосфоновой кислоты вместо ди20 этилового эфира формилфосфоновой кислоты, получают соответственно кальциевую, дииатриевую, беизиляммониевую соли, метиловый, ;1ибензиловый эфиры S,S-диокиси цис- (2-м .-! «л-1,3,4-д«оксятиол-5-ил) фосфоновой кисло25 I Ы ИЛИ циС- (2-Ме ИЛ-1,3, l-дИОКСятнОЛ-5-ИЛ) фОС— фопоВУIO КИСЛОТУ.

Дале S,S-диокись цис- (2-метил-i,3,4-диок.агио,l-5-ил) фосфонатя натрия суспендируют в 100 >ил светлого масла и пропускают через

30 трубку, заполненную стеклянными шариками, в трубке поддерживают температуру приолизительио 200 С. Поток, вытекающий из трубки, охлаждаюг и разбавляют двумя обз>ечами гексаня, Гексановую смесь зятем экстрагиру35 EQT водой 2)(50,!!л. Водный экстракт лиофилизуют, IIOJ!yv«II натриевую соль цис-1,2-эпокси«роиилфосфоновой кислоты.

1 lо методике, ociucai! iil выше, но используя экьивалентные количества кальциевой, динат40 риевой, бе!!зиламмониевой солей, метилового, дибснзилового эфиров S,S-диокси цис- (2-метил-1,3, l-диоксатиол-5-ил) фосфоновой кислоты или цис- (2-метил-1,3,4-диоксатиол-5-ил) фосфоновую кислоту вместо S>S-диокиси ljltc-(2-ме45 тил-1,3,-l-циоксатиол-5-ил) фосфоната натрия, получают соответственно кальциевую, динатриевую, бензиламмониевую соли, метиловый или дибензиловый эфир цис-1,2-эпоксипропилфосфоновой кислоты или цис-1,2-эпоксипро50 пилфосфоновую кислоту.

Пример 3. 14,0 г (0,1 гиоль) фосфонуксусной кислоты нагревают нри 60 С в 100 ил тионилхлорида до тех пор, пока не растворится

55 вся фосфонуксусная кислота. Раствор нагре ваюг до температуры кипения с обратным холодильнпком и добавляют 17,6 г (0,11 лоль) орома в течение 1 «ас к кипящему рясзвору.

После з;!вершения добавления брома кипяче60 ние с обратным холодильником продолжают еще 1 «ас, после чего избыток тионилхлоридя удаляют в вакууме. Получающийся вязкий маслянистый остаток, который представляет собой дихлорангидрид бром- (хлорформил) ме65 гилфосфоновой кислоты, растворяют затем в

320120

i50 мл сухого этилового эфира и эфирный раствор медленно приливают к 11,2 г (0,2 люль) диазоэтана, растворе»ногo в 200 л!л сухого этилового эфира. 1 еакционную смесь Ht,täcðживают в течение 12 час при комнатной температуре, и зятем концентрируют прп понижен»ом т!явле>!И11, получая в виде остатка дихлорангидрид 1-бром-3-диазо-2-оксобутилфосфоновой кислоты, к которому добавляют пр»

0 С 100 л!л метанола, 30 г карбонята калия и

40 мл воды.

Смесь затем перемешивают в тече!Сне 5 час,,воду ll ItcTBktoJI удаляют пз реакционного раствора при пониженном давлении. Остаток растворяют в 250 мл уксусной кислоты 11 смесь кипЯтЯт с 00pBTIII I?t: Олодильнпl.о si еще 2 час.

Уксусную кислоту затем удаляют при пониженном давлении, получая в виде остатка цис - (4-метил-3-кетооксеган-2-ил) фосфоповую кислоту.

Цис - (4-метил-3-кетооксетан-2-ил) фосфоновую кислоту можно перевести соответственно в кальциевую, динатриевую, бензиламмониевую соли, мст»ловый, дпэтиловый, дибензиловый эфиры или мо»онатр»сву!о соль цпс- (4-метил-3-кетооксетBH-2-ил) фосфоповой кислоты.

Далее цпс- (4-метил-3-кетооксетан-2-пл) фосфоновую кислоту добавляют В колбу, «оторую нагpl.BBIOT 112 iiIBCJIktIIOII OBIIC 17рп пониже»но давлении и 150 — ?00 С. 1 еакциош!ую смесь выдер>кивают пр» 150--200 С до !11?екращени>! выделения окиси углерод2. К полученному темному остатку добавляют 150 л!л воды, B03," ный раствор обрабатывяюг древесным углем и филь!1?у!От. Получают раствор, содержащий цис-1,2-эпоксш1ропилфосфо ювую кислоту.

I1o методике, о»!1Сян»ой выше, Но используя эквивалентныс коли гества кальциевой, динатриевой, бспзиляммо»»евой солей, метилового, диэтилового, д»бе»зилового эфиров или натриевой соли цис-(4-:!етил-3-кетооксетан-2-ил) фосфоповой кислоты вместо цпс-(4-метил-3-ке-!

Ооксета»-2-ил) фосфо»овой «и лоты, получаюг

cooTHcтстВениО «аль»»евуlо, динят1?Ilепу!О, uPItзиламмониевую соли, метпловый, диэ!»Ловьш, дибензиловый эфиры ил» мононатриевую соль цис-1,2-эпокси; ропилфосфоповой кис?!о ы.

Пример 4. Раствор 48 г (0,1 люль) ацетальдегида и 112 г (1 моль) окш1метилфосфоновой кислоты в 500 мл бе»зола насыщаюг при 10 — 15 С газообразным хлористым водородом. Эту смесь хранят в течение 24 час при комнатной темп рачуре. Бе»зол и избь!топ хлористог0 Водорода удаляю г IipH пони>кенном даВленп», по.ч>ченный В 1?езультате Остапромывают»еско ti I o p22 Оензолом удаления каких-либо следов кислоты. Образующуюся (c4-хлорэтоксп) метилфосфоновую кислоту повторно растворяют в ое»207е и нагревают при 40"Сс87,2 г (0,8,м!оль) трет-оутнлгипохлорита и 0,1 мол. % азобисизобутиронптрила в атмосфере азота. Нагревание продолжают до те пор, пока титрованпе алпквоты реакционной смеси не покажет, что израсходован весь гипохлорпт, после чего реакцион5

55 бО

65 ную смесь промывают водой и концентрируют при пониженном давлении.

Получают 3.70ð-а-хлорэтокспметплфосфо»оЬУЮ ititCJIOT) В ВИДЕ М ЯСС1Я!1ис ТОГО ОСТЯТКЯ.

Этот остаток растворяют в 500 лил iiiinitди»я и добавляют к нему 48 г (1,5 моль) бе»вод»ог0 гидразина. Реакционную смесь перемсшпвгпог в течение б час при комнатной темпер;ггуре, после чего ее разбавля!от водой (Одп:i треп объема) и копцептрируют до Объема приблизительно 100 л!л. 1 смеси прилпвяктг 300 л!л диэтилового эфира 11500,л!л воды и -фирпый слой отделяют от водного слоя. Эфирный слои промывают несколько ра"водой,д..!!t удаления пирпдина и непрореагпровавшего г»дрязина и затем сушат на молекулярных c II ях. 11олу кают раствор, содержащий цпс-(t?-?1 п1Л-1,3,4-оксадиазолидип-2-ил) фосфоповую кислоту.

Сухой эфирный раствор, содержащий цпс(5-метил - 1,3,4-оксадпазолпдп»-2-ил) фосфоповую кислоту, встряхивают в течение 12 час с

237 г желтой окиси ртути, Нераствор»AIHIL ве. щества затем отфильтровывают и диэтпловый эфир упаривают прп пониженном давлении.

Остаток суспендируют в 300 л!л воды и добавляют 0,1 н. гидроокисп натрия. Водную смесь упаривают, получают натриевую соль цпс(5-метил-1,3,4 - оксадпазолин-2-пл) фосфоповой кислоты.

Цпс- (5-метил-1,3,4-оксядпазолпн-2-пл) фогфо»ову10 кислоту, полученную после окисления окисью ртути, можно перевести в кальциевую, ди»атриевуlo пли бензпляммоппевую соли цпс - (5-метил-1,3,4-оксадиязолпн - 2-пл) фосфоновой кислоты при пспользовяпии вместо гпдроокиси натрия гидроокпси кальция, двуx эквивалентов гпдроокиси натрия плп б?с1!зп.чямппа.

Мет»ловый или диэтпловый эфиры цпс-(5метил - 1,3,1- оксадиазолпн - 2-ил) фосфоиовой кислоты можно полу пггь 110 вышеоппгяппой методике прп добавлении диязометапя пл» диазоэтапа к сухому эфирному раствору цис(5-метил-1,3,4-оксадиазол»дпп - 2-пл) фосфоновой кitcлоты.

Дибепзиловый эфир i.,uc- (5-метил-1,3,4-оксадиазоли>1-2-ил) фосфоиовой кислоты > ожно п1?иготОВпть, исходя из э«В»ВBJ!СIГI НОГО кол»чества диоензплового:-?фира 0;; llметилфосфоHOBOii КИСЛОТЫ В 1ЕГТО ОКСПМСТП 7()?0< lj?OIIOkIOii кислоты, используемой выше.

Далее цис- (5-метил-1,3,4-оке Bд» язол ш1-2-11Л) фосфонат натрия нагревают пр» 100 — 10 С» пониженном давлении до тех п?р, по«2 пе пр»lсратится Выделение аззО! а. !!Олучяlощпися В резульi Bòå остаток экстрагпруtoi Lu»t??ii, ф!1Ль труют для отделен»1! от нерастворимых веществ и затем лиофплизу!Ог, 1!Олученпый аморфный остаток, содержащий цис-1,2-эпоксипропилфосфонат натрия, анализируioT I?утем превращения порции продукта в свободную кислоту и этериф!шируют диазометаном, получают метиловый эфир.

По BbitlieotittcBHHoi"t мето Ittttt.=, »о пш!ользуя эквивалентные количества кальциевой, дпнягjd012(I

IIpcдме r изобретения

Состави гели М. Макаров

Редактор О. Кузнецова

1(орректор О, Волкова

Наказ (050/7 !Лаго ЛЪ 73 Тираж Л73 ((одиисиое

LIHIl(IIII Комитета по дела(и иаоб(и тсний и открытий при Совета Министров СССР

Москва, )I(-35, Раугпскаи наб., д. Лг5

Типографии, пр. Сапунова, 2 риевой, оензиламмониевой солей, метилового, диэтилового или дибензилового эфиров цис(5 - метил - 1,3,4 - оксадиазолин — 2-ил) фосфоновой кислоты или цис- (5-метил-1,3,4,-оксадиазолин-2-ил) фосфоновую кислоту вместо натриевой соли цис- (5-метил-1,3,4-оксадиазолин-2-пл) фос фоновой кислоты, получают соответственно кальциевую, динатриевую, бензиламмопиевую соли, метиловый, диэтиловый или дпбепзиловый эфиры цис-1,2-эпоксипропилфосфоновой кислоты или цис-1,2-эпоксипропплфоефопову(о кислоту.

l. Способ получения цис-1,2-эпоксипропилфосфоновой кислоты плп ее производнык об. щей формулы где Кт и Rg — водород, замещенный или незамещенпый углеводородный радикал, катион металла или замещенного аммония, отличагогци(1сл тем, что производные фосфо5 новык кислот общей формулы

О <)

j, ll .Ор,, C11., -,1l (,и Р

10 1 ()1 ., z где Rc u R. имеют указанные значения;

7 — группа

0 1(,г ;,, " б б

S и С и 11 Х.

11

О

20 подвергаюз нагревапгпо при 80 — 250 С с последующим выделением целевого продукта пзвестпымп приемами.

2. Способ по и. 1, отлcc÷ïcîcc(ccciñÿ тем, что процесс проводят .в среде суспендпрующего

25 агента или инертного растворителя,