RU2653533C2 - Способ получения хлорциклофосфазенов - Google Patents

Способ получения хлорциклофосфазенов Download PDF

Info

Publication number
RU2653533C2
RU2653533C2 RU2015157246A RU2015157246A RU2653533C2 RU 2653533 C2 RU2653533 C2 RU 2653533C2 RU 2015157246 A RU2015157246 A RU 2015157246A RU 2015157246 A RU2015157246 A RU 2015157246A RU 2653533 C2 RU2653533 C2 RU 2653533C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
mol
relative
amount
content
Prior art date
Application number
RU2015157246A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015157246A (ru
Inventor
Игорь Сергеевич Сиротин
Вячеслав Васильевич Киреев
Денис Вячеславович Онучин
Юлия Викторовна Биличенко
Кирилл Андреевич Бригаднов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Полиофит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Полиофит" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Полиофит"
Priority to RU2015157246A priority Critical patent/RU2653533C2/ru
Publication of RU2015157246A publication Critical patent/RU2015157246A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2653533C2 publication Critical patent/RU2653533C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6564Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms
    • C07F9/6581Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and nitrogen atoms with or without oxygen or sulfur atoms, as ring hetero atoms
    • C07F9/659Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and nitrogen atoms with or without oxygen or sulfur atoms, as ring hetero atoms having three phosphorus atoms as ring hetero atoms in the same ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения используемых в химической промышленности для получения полимеров хлорциклофосфазенов. Получение хлорфосфазенов осуществляется взаимодействием пентахлорида фосфора и избытка хлорида аммония в инертном органическом растворителе при температуре не менее 120°С в присутствии катализатора, отличается тем, что в качестве катализатора используют трехкомпонентную смесь переходного металла, его хлорида и его оксида со степенью окисления 2 или 3, причем катализатор берут в количестве не более 20 мол.% относительно пентахлорида фосфора. Предложенный способ позволяет получать хлорциклофосфазены с высоким выходом и возможностью контроля состава продукта, побочные продукты (линейные хлорфосфазены) либо полностью отсутствуют, либо их содержание в продукте не превышает 1%. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к синтезу хлорциклофосфазенов, используемых в качестве исходных соединений при получении функциональных, термостойких и негорючих олигомеров и полимеров.
Основным способом синтеза хлорциклофосфазенов является реакция частичного аммонолиза пентахлорида фосфора хлоридом аммония в среде инертного растворителя при температуре 120°С и выше. В качестве катализатора, целью использования которого, как правило, является увеличение выхода гексахлорциклотрифосфазена и/или октахлорциклотетрафосфазена, используют пиридин или его производные [SU 141868 A1], органогалогениды олова, кремния или германия [SU 242165 A1].
В изобретении [GB 2397058 В] предложен способ получения преимущественно смеси гексахлорциклотрифосфазена и октахлорциклотрифосфазена в присутствии катализатора посредством контроля содержания влаги в системе не более 0,5 мол. относительно PCl5 и среднего размере частиц хлорида аммония не более 10 мкм.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является изобретение [US 4382914] (прототип), в котором предложен способ получения преимущественно смеси гексахлорциклотрифосфазена и октахлорциклотрифосфазена с использованием в качестве катализатора хлоридов бивалентных металлов или солей органических кислот бивалентных металлов.
Перечисленные изобретения, в том числе и прототип, обладают рядом недостатков:
1. Жесткие требования к чистоте и реагентов и катализатора, в частности к содержанию влаги.
2. Требуется высокая дисперсность хлорида аммония (средний размер частиц не должен превышать 10 мкм), что вызывает необходимость его предварительного измельчения. Процедура измельчения является длительным, энергозатратным и сложным процессом, поскольку с уменьшением размеров частиц повышает гигроскопичность хлорида аммония.
В результате из-за несущественных отклонений от требуемых условий (содержание влаги, размер частиц хлорида аммония, чистота катализатора) может изменяться выход и состав продукта, регулирование относительного содержания циклических гомологов различного размера в продукте реакции затрудняется, в продукте реакции появляются линейные побочные хлорфосфазены, очистка от которых еще больше усложняет процесс.
Задачей настоящего изобретения является разработка простого и технологичного способа синтеза хлорциклофосфазенов, характеризующегося высоким выходом, возможностью регулирования содержания различных циклических гомологов в продукте реакции, воспроизводимостью результатов вне зависимости от незначительных изменений характеристики исходных реагентов.
Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения хлорфосфазенов взаимодействием пентахлорида фосфора и избытка хлорида аммония в инертном органическом растворителе при температуре не менее 120°С в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют трехкомпонентную смесь переходного металла, его хлорида и оксида со степенью окисления 2 или 3, причем катализатор берут в количестве не более 20 мол.% относительно пентахлорида фосфора, а содержание каждого из компонентов катализатора должно составлять не менее 10 мол.% относительного общего количества катализатора.
Подходящими металлами (и, соответственно, их би- или тривалентными хлоридами и оксидами) являются, например, Fe, Со, Ni, Zn, Al, Ga, In, Y, Zr, Nb, Mo, Pt, Cd, V, Cr, Mn. Использование и других переходных металлов, хлориды которых обладают свойствами кислот Льюиса, также возможно, как и использование смесей перечисленных металлов. Относительное содержание каждого из компонентов (металла, его оксида и хлорида) в катализаторе мало влияет на скорость завершения реакции, выход и состав продукта при условии, что каждый из 3 компонентов катализатора содержится в нем в количестве не менее 10% от общего количества катализатора, однако предпочтительным является эквимольное или близкое к нему соотношение.
Возможно регулирование относительного содержания хлоциклофосфазеновых гомологов разного размера в продукте реакции. Для этого варьируют количество катализатора, при этом состав продукта изменяется в соответствии с данными таблицы, приведенной ниже. Так, возможно максимизировать содержание гексахлорциклотрифосфана, либо октахлорциклотетрафосфазена, либо высших циклических гомологов.
Для увеличения содержания гексахлорциклотрифосфазена в продукте реакции катализатор берут в количестве 4,5-5,5 мол.% относительно PCl5.
Для увеличения содержания октахлорциклотетрафосфазена в продукте реакции катализатор берут в количестве 2-3 мол.% относительно PCl5.
Для регулирования содержания высших циклических гомологов в продукте реакции варьируют количество катализатора от 3,0 до 20,0 мол.% относительно PCl5, при этом количество высших хлорциклофосфазенов [NPCl2]n>7 увеличивается от 0 до 45%.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, никак не ограничивающими сути настоящего изобретения.
Пример 1
В реактор, снабженный термометром, механическим перемешивающим устройством, обратным холодильником, загружают 1 моль пентахлорида фосфора, 1,25 моль хлорида аммония и 0,025 моль порошкообразного катализатора, включающего равные количества цинка, оксида цинка и хлорида цинка. Смесь заливают хлорбензолом, доводят ее до кипения (131°С) и ведут реакцию до окончания интенсивного выделения газообразного HCl.
Реакционную массу охлаждают, фильтруют от нерастворимых веществ. Отгоняют хлорбензол в вакууме и сушат до постоянной массы. Получают хлорциклофосфазены в виде кристаллической смеси белого или светло-коричневого цвета.
Пример 2
Реакцию проводят как в примере 1, за тем исключением, что количество катализатора берут по пп. 2-11 таблицы.
Пример 3
Реакцию проводят как в примере 2, за тем исключением, что в качестве катализатора используют смесь равных количеств одного из перечисленных металлов Fe, Со, Ni, Zn, Al, Ga, In, Y, Zr, Nb, Mo, Pt, Cd, V, Cr, Mn (или иного переходного металла, хлорид которого обладают свойствами кислот Льюиса), его оксида CO и его хлорида cо степенями окисления 2 или 3.
Пример 4
Реакцию проводят как в примере 3, за тем исключением, что в качестве катализатора используют на 1 моль PCl5 смесь 0,0025 моль металла, 0,0025 моль его оксида CO и 0,02 моль его хлорида.
Пример 5
Реакцию проводят как в примерах 1-4, за тем исключением, что хлорид аммония берут в количестве от 1,01 до 5 молей.
Предложенный способ позволяет получать хлорциклофосфазены с высоким выходом (до 96%) и возможностью контроля состава продукта. Побочные продукты (линейные хлорфосфазены) либо полностью отсутствуют, либо их содержание в продукте не превышает 1%. При этом допускается средний размер частиц хлорида аммония 100 мкм (в 10 раз больше прототипа), а максимальное допустимое совокупное содержание влаги в системе - 2% (в 4 раза больше прототипа). Ключевым компонентом изобретения является каталитическая система, использование которой позволяет помимо собственно катализа, регулировать состав продукта, а также позволяет снизить влияние дисперсности исходного хлорида аммония и содержания влаги в системе.
Figure 00000001

Claims (4)

1. Способ получения хлорциклофосфазенов взаимодействием пентахлорида фосфора и избытка хлорида аммония в инертном органическом растворителе при температуре не менее 120°С в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют трехкомпонентную смесь переходного металла, его хлорида и оксида со степенью окисления 2 или 3, причем катализатор берут в количестве не более 20 мол.% относительно пентахлорида фосфора, а содержание каждого из компонентов катализатора должно составлять не менее 10 мол.% относительного общего количества катализатора.
2. Способ по п. 1, где для увеличения содержания гексахлорциклотрифосфазена в продукте реакции катализатор берут в количестве 4,5-5,5 мол.% относительно PCl5.
3. Способ по п. 1, где для увеличения содержания октахлорциклотетрафосфазена в продукте реакции катализатор берут в количестве 2-3 мол.% относительно PCl5.
4. Способ по п. 1, где для регулирования содержания высших циклических гомологов в продукте реакции варьируют количество катализатора от 3,0 до 20,0 мол.% относительно PCl5, при этом количество высших хлорциклофосфазенов [NPCl2]n>7 увеличивается от 0 до 45%.
RU2015157246A 2015-12-31 2015-12-31 Способ получения хлорциклофосфазенов RU2653533C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157246A RU2653533C2 (ru) 2015-12-31 2015-12-31 Способ получения хлорциклофосфазенов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157246A RU2653533C2 (ru) 2015-12-31 2015-12-31 Способ получения хлорциклофосфазенов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015157246A RU2015157246A (ru) 2017-07-07
RU2653533C2 true RU2653533C2 (ru) 2018-05-11

Family

ID=59309336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157246A RU2653533C2 (ru) 2015-12-31 2015-12-31 Способ получения хлорциклофосфазенов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653533C2 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005171A (en) * 1974-05-28 1977-01-25 Horizons Incorporated, A Division Of Horizons Research Incorporated Catalytic preparation of soluble poly(dichlorophosphazenes)
US4382914A (en) * 1980-06-11 1983-05-10 Nippon Fine Chemical Company, Ltd. Process for preparing cyclic phosphonitrilic chloride oligomers
SU1047922A1 (ru) * 1982-04-15 1983-10-15 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им.М.В.Ломоносова Способ получени хлорциклофосфазенов
SU1052514A1 (ru) * 1982-05-27 1983-11-07 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им.М.В.Ломоносова Способ получени поли-бис-алкиламинофосфазенов
GB2397058A (en) * 2003-01-10 2004-07-14 Asaki Kasei Chemicals Corp Producing cyclic chlorophosphazene oligomers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005171A (en) * 1974-05-28 1977-01-25 Horizons Incorporated, A Division Of Horizons Research Incorporated Catalytic preparation of soluble poly(dichlorophosphazenes)
US4382914A (en) * 1980-06-11 1983-05-10 Nippon Fine Chemical Company, Ltd. Process for preparing cyclic phosphonitrilic chloride oligomers
SU1047922A1 (ru) * 1982-04-15 1983-10-15 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им.М.В.Ломоносова Способ получени хлорциклофосфазенов
SU1052514A1 (ru) * 1982-05-27 1983-11-07 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им.М.В.Ломоносова Способ получени поли-бис-алкиламинофосфазенов
GB2397058A (en) * 2003-01-10 2004-07-14 Asaki Kasei Chemicals Corp Producing cyclic chlorophosphazene oligomers

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015157246A (ru) 2017-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6629394B2 (ja) 改良された選択的アンモ酸化触媒
US8242047B2 (en) Oxide catalyst and phosphoric oxide catalyst for hydrocarbon steam cracking, method for preparing the same and method for preparing olefin by using the same
KR20070100316A (ko) 탄화수소의 직접 아미노화
US8927455B2 (en) Single-step precipitation method of producing magnesia-zirconia complex carrier for catalyst for oxidative dehydrogenation of n-butane, magnesium orthovanadate catalyst supported on magnesia-zirconia complex carrier, and method of producing n-butene and 1,3-butadiene using said catalyst
KR102090115B1 (ko) 아릴 치환된 파라페닐렌디아민계 물질의 제조 방법
RU2668554C2 (ru) Улучшенные селективные катализаторы аммоксидирования
RU2600741C2 (ru) Способы получения 1,5,7-триазабицикло[4.4.0]-дец-5-eha по реакции дизамещённого карбодиимида и дипропилентриамина
RU2653533C2 (ru) Способ получения хлорциклофосфазенов
KR20110057184A (ko) 산화환원능력이 높은 알킬 방향족 화합물의 탈수소 촉매 및 그 제조 방법 및 그것을 사용한 탈수소화 방법
KR101939821B1 (ko) 방향족 알코올의 에스테르 교환반응을 위한 불균일계 촉매; 및 그의 제조 방법 및 용도
US4256715A (en) Process for preparing crystalline phosphonitrilic chloride oligomers
JPS63156795A (ja) ケトキシモシランの製造方法
CN112645840B (zh) 一种水杨酰胺连续法制备水杨腈的方法
JP6431810B2 (ja) 炭酸ジブチル合成用触媒及びその製造方法
CN107922302B (zh) 2-羟基-1,4-萘醌的制造方法
KR102052708B1 (ko) 글리세린 탈수 반응용 촉매, 이의 제조 방법 및 상기 촉매를 이용한 아크롤레인의 제조 방법
KR100831559B1 (ko) 메틸벤젠류 부분산화용 촉매, 그 제조방법 및 방향족알데히드의 제조방법
US2796442A (en) Process for the production of compounds of the diacetylene series
US9187395B2 (en) Method for preparing acrolein from glycerol
NO135121B (ru)
CN101157705A (zh) 一种制备六氯环三聚磷腈的新工艺
JP3800247B2 (ja) 6員環カーボネートの製造方法
JPS60149551A (ja) Ν−(α−ヒドロキシエチル)ホルムアミドの製造方法
JP6290580B2 (ja) 還元反応用触媒組成物、1,6−ヘキサンジオールの製造方法、アミノベンゼン化合物の製造方法
RU2464259C2 (ru) Способ получения s, s'-бис-[(n,n-диметил)метил]алкандитиолов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190101

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210101