DE1217950B - Verfahren zur Herstellung neuer Perhydrate von Aminoalkylphosphonsaeuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung neuer Perhydrate von AminoalkylphosphonsaeurenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
C07f
Deutsche Kl.: 12 ο - 26/01
Nummer: 1217 950
Aktenzeichen: H 55307IV b/12 ο
Anmeldetag: 25. Februar 1965
Auslegetag: 2. Juni 1966
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
neuer Perhydrate von Aminoalkylphosphonsäuren.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise Alkali- und/oder
Erdalkalisalze wasserlöslicher, am Stickstoff substituierter a-Aminoalkylphosphonsäuren der allgemeinen
Formel
X Ri O
\ Il
N —C —P —OH
/ I- I
Y R2 OH
in der X und Y kurzkettige Kohlenwasserstoffreste, die weitere Säuregruppen tragen, und Ri und R2
Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest bedeuten, mit Wasserstoffperoxyd bei Temperaturen unterhalb
700C, vorzugsweise 40 bis 6O0C, umsetzt.
Die niederen Alkylreste enthalten bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome.
Bevorzugt wird die Umsetzung von Alkali- und/oder Erdalkalisalzen der a-Aminomethylphosphonsäuren
der allgemeinen Formel Verfahren zur Herstellung neuer Perhydrate von
Aminoalkylphosphonsäuren
Anmelder:
Henkel & Cie. G. m. b. H.,
Düsseldorf-Holthausen, Henkelstr. 67
Düsseldorf-Holthausen, Henkelstr. 67
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Joachim Schiefer,
Opladen-Lützenkirchen
Dipl.-Chem. Dr. Joachim Schiefer,
Opladen-Lützenkirchen
R3 — CH2 O
\ Il
N — CH-2 — P — OH R4 — CH2 OH
in der R3 und Rj eine Phosphono- oder Carboxylgruppe
oder einen Rest der Formel
R5-CH2
Re CH2
N-CH2-
und R5 und Re eine Phosphono- oder Carboxylgruppe
bedeuten und R3 und R4, sowie R5 und Re gleich oder verschieden sein können, durchgeführt.
Insbesondere werden solche a-Aminophosphonsäuren eingesetzt, die mehrere Phosphoratome im Molekül
besitzen.
Vorzugsweise wird Aminotri-(methylphosphonsäure), die ein billiges und leicht zugängliches Ausgangsmaterial
ist und sehr gute Ergebnisse bei der erfindungsgemäßen Umsetzung liefert, verwendet.
Bevorzugt wird ferner die Umsetzung mit Bis-N-(phosphonylmethyl)-aminoessigsäure,
da hierbei besonders hohe Aktivsauerstoffgehalte erzielt werden.
Die Herstellung der genannten a-Aminophosphonsäuren wird nach bekannten Verfahren ausgeführt,
die nicht Gegenstand des vorliegenden Patentbegehrens sind.
Die beschriebenen a-Aminoalkylphosphonsäuren werden in Form ihrer· Alkali- und/oder Erdalkalisalze
eingesetzt. Hierbei können die Säuregruppen ganz oder nur teilweise neutralisiert sein, wobei
sämtliche Stufen der Neutralisation durchlaufen werden können. Es können auch gemischte Alkali-Erdalkali-Salze
verwendet werden. Bevorzugt werden die Natrium- und Kaliumsalze der genannten Säuren
eingesetzt.
Die Umsetzung mit Wasserstoffperoxyd kann in der Weise durchgeführt werden, daß die Alkali-
und/oder Erdalkalisalze in fester Form, in Suspension oder in wäßriger Lösung mit H2O2 vermischt
werden. Nach guter Durchmischung wird zur Isolierung das überschüssige Wasser durch Eindampfen
entfernt. Die Entfernung des Wassers und eventuell überschüssigen Wasserstoffperoxyds
erfolgt zweckmäßigerweise im Vakuum bei Temperaturen unterhalb 700C, wobei vorzugsweise die
Temperatur im Bereich von 40 bis 6O0C gehalten
609 577/467
wird. Bei Temperaturen oberhalb 700C treten leicht
Zersetzungen der sonst sehr stabilen Perhydrate auf.
Ein Arbeiten bei niederen Temperaturen ist möglich, aber bei Temperaturen unter 200C verlängern
sich die Eindampfzeiten so erheblich, daß sie technisch nicht mehr vertretbar sind.
Bei der Durchführung des Verfahrens ist es im allgemeinen vorteilhaft, HfeCVLösungen zu verwenden,
deren Konzentration mindestens 30 Gewichtsprozent beträgt. Gute Erfolge lassen sich auch mit
hochkonzentrierten EfeCVLösungen und beim Arbeiten in Suspension erzielen. Die zur Anwendung
gelangenden Mengen Wasserstoffperoxyd werden zweckmäßig auf die Säuregruppen im Molekül bezogen.
Die Menge Wasserstoffperoxyd beträgt im allgemeinen 0,5 bis 4MoI pro Säuregruppe. Die
obere Grenze ist hierbei nicht kritisch, aber ein noch höherer Überschuß an H2O2 bringt keine merklichen
technischen Vorteile. Bevorzugt werden Mengen von 0,7 bis 2 Mol H2O2 pro Säuregruppe verwendet.
Die eingeführte Menge Aktivsauerstoff richtet sich nicht nur nach dem EfeCVUberschuß, sondern
ist auch abhängig von dem Neutralisationsgrad der verwendeten α-Aminophosphonsäure. Im allgemeinen
steigt der Aktivsauerstoffgehalt mit steigender Alkalität der Salze.
Die erfindungsgemäß hergestellten Perhydrate enthalten
je nach den Versuchsbedingungen bis zu 4 Mol H2O2 pro Mol Salz bzw. bis zu 11% Aktivsauerstoff.
Dieses ist um so erstaunlicher, als die entsprechenden a-Aminocarbonsäuren unter den
gleichen Bedingungen nur Perhydratverbindungen mit sehr geringem Sauerstoffgehalt bilden.
Die neuen Perhydrate sind in fester Form ohne Zusatz eines weiteren Stabilisators über lange Zeit
ohne merklichen Sauerstoffverlust lagerfähig. Selbst eine Lagerung bei höheren Temperaturen bedingt
nur einen geringen Sauerstoffverlust. Die leicht wasserlöslichen neuen Perhydrate können in Bleich-,
Spül-, Reinigungs- und Durchdringungsmitteln, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen an sich bekannten
Bestandteilen, wie Phosphaten, Soda, Wasserglas und Netzmitteln, Anwendung finden.
Man hat schon feste Perhydrate von Stickstoffsäureverbindungen hergestellt (USA.-Patent 2 350 850).
Diese bekannten Verbindungen besitzen aber eine andere Konstitution und sind den erfindungsgemäßen
Perhydraten in bezug auf die Lagerstabilität erheblich unterlegen, wie aus dem nachstehend beschriebenen
Vergleichsversuch hervorgeht:
Nach dem in der USA.-Patentschrift 2 350 850 beschriebenen Verfahren wurde mittels 30 Gewichtsprozent
H2O2 ein festes Perhydrat einer Stickstoffphosphorsäureverbindung hergestellt, dessen Gehalt
an aktivem Sauerstoff mit 11,5% ermitteis wurde (im folgenden als Probe 1 bezeichnet). Die Stickstoffphosphorsäureverbindung
wurde gemäß der deutschen Patentschrift 715 540, Beispiel 2, gewonnen und hatte einen Phosphorgehalt von 24,4%.
Mit diesem Perhydrat wurde ein Perhydrat des Pentanatriumsalzes der Aminotri-(methylphosphonsäure)
gemäß Beispiel 1 (Probe 2) verglichen.
Je 15 g der zwei Proben wurden 2, 5 und 8 Tage lang bei 6O0C unter Feuchtigkeitsausschluß aufbewahrt.
Der danach ermittelte Gehalt an aktivem Sauerstoff ist in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
Dauer der Lage | Probe 1 (Vergleich) |
Aktivsauerstoff, % | Probe 2 (erfindungs gemäß) |
Verluste |
rung bei 6O0C Tage |
11,5 | Verluste | 9,8 | |
0 | 3,25 | 8,8 | 10,2 | |
2 | 0,8 | 72,0 | 7,6 | 22,4 |
5 | 0,14 | 93,0 | 6,4 | 34,7 |
8 | 98,8 | |||
Versuchsbericht
In der deutschen Patentschrift 1 133 726 sind Perhydrate von Acylierungsprodukten der phosphorigen
Säure beschrieben. Gegenüber diesen Perhydraten ergibt sich die technische Überlegenheit
der erfindungsgemäßen Perhydrate von a-Aminoalkylphosphonsäuren aus einem Vergleich der Lagerteste
bei 60° C und Raumtemperatur. Es wurde ein Perhydrat des Pentanatriumsalzes des Aminotri-(methylphosßhonsäure)
gemäß Beispiel 1 mit 9,8% Aktivsauerstoff (Probe 2) mit einem Perhydrat gemäß Beispiel i der deutschen Patentschrift 1 133 726
mit einem Aktivsauerstoffgehalt von 9,7% (Probe 3) verglichen.
Je Γ5 g der zwei Proben wurden 0, 2 und 5 Tage lang bei 6O0C unter Feuchtigkeitsausschluß aufbewahrt.
Die danach ermittelten Gehalte an Aktivsauerstoff sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
Verlust
Je eine Probe der vorgenannten Perhydrate (Proben 2 und 3) wurde bei Raumtemperatur
3 Monate gelagert. Bei Probe 3 (Vergleichssubstanz gemäß der deutschen Patentschrift 1 133 726) betrug
der Verlust an Aktivsauerstoff 8,1%, dagegen bei Probe 2 (erfindungsgemäß) nur 1,0%.
Es wurde umkristallisierte Aminotri-(methylphosphonsäure) verwendet, die bei einer potentiometrischen
Titration pH-Sprünge bei 2 (Di-Salz) und bei 5 Äquivalenten (Penta-salz) aufwies. Je 29,9 g dieser
Säure wurden mit entsprechenden Mengen konzentrierter Natronlauge in das Mono-, Di-, Tri-, Tetra-,
Penta- und Hexanatriumsalz übergeführt. Ferner wurden Natriumsalzlösungen der Aminotri-(methylphosphonsäure)
mit einem Natriumgehalt von 3,5 und 4,5 Na pro Mol Substanz verwendet. Die konzentrierten
Lösungen dieser Salze wurden mit je 34 g 60%igem Wasserstoffperoxyd, entsprechend
1 Mol H2O2 pro Säuregruppe, innig vermischt und bei 50 bis 550C im Vakuum über P2O5 eingedampft.
Die Aktivsauerstoffgehalte der entstandenen festen Perverbindungen sowie die pH-Werte ihrer l%igen
wäßrigen Lösungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Probe 2 | Aktivsauerstoff, % | Probe 3 | |
Dauer der Lage | (erfindungs gemäß) |
(Vergleich) | |
rung bei 60°C | 9,8 | 9,7 | |
Tage | 8,8 | Verlust | 7,0 |
O | 7,6 | 4,9 | |
2 | 10,2 | ||
5 | 22,4 | ||
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung neuer Perhydrate von Aminoalkylphosphonsäuren, dadurch
gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise Alkali- und/oder Erdalkalisalze
wasserlöslicher, am Stickstoff substituierter α-Aminoalkylphosphonsäuren
der allgemeinen Formel
X Ri O
\ I Il
N — C — P — OH
Y R2 OH
in der X und Y kurzkettige Kohlenwasserstoffreste, die weitere Säuregruppen tragen, und Ri
und R2 Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest
bedeuten, mit Wasserstoffperoxyd bei Temperaturen unterhalb 700C, vorzugsweise 40 bis
6O0C, umsetzt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Alkali-
und/oder Erdalkalisalzen der a-Aminomethylphosphonsäure
der allgemeinen Formel
72,7 g Äthylendiamintetramethylphosphonsäure wurden in 120 g Wasser gelöst und mit 84 g 40%iger
NaOH (entsprechend dem Pentanatriumsalz) versetzt. Die Lösung wurde auf dem Dampfbad stark
eingeengt. Anschließend wurden 70 g stabilisiertes Wasserstoffperoxyd (80 Gewichtsprozent) zugefügt
und die Mischung im Vakuum bei 500C über P2Os
R3-CH2
O
— CH2 — P — OH
— CH2 — P — OH
R4 — CH2 OH
in der R3 und R4 eine Phosphono- oder Carb-
7 8
oxylgruppe oder einen Rest der Formel
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit
Rs — CH2 Alkali- und/oder Erdalkalisalzen der Aminotri-
\ (methylphosphonsäure) durchführt.
N — CH2 — 5
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch
/ gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit
Re — CH2 Alkali- und/oder Erdalkalisalzen der Bis-N-(phos-
phonylmethyl)-aminoessigsäure durchführt.
und R5 und Re eine Phosphono- oder Carboxyl-
gruppe bedeuten und R3 und R4 sowie R5 und Re 10 In Betracht gezogene Druckschriften:
gleich oder verschieden sein können, durchführt. Deutsche Patentschrift Nr. 1133 726.
609 577/467 5.66 ® Bundesdruckerei Berlin
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