192796. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-hidroxi-etán-1,1 difoszfonsav előállítására foszfonsav (foszforossav) acilezésével
2 192796 3 A találmány tárgya eljárás 1-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav előállítására foszfonsav (foszforossav) acilezése alapján, egyidejű acile2Őszer-szintézis mellett - foszfor-triklorid felhasználásával, a foszfor-trikloridra és az acilezőszerre egyaránt nagy kihozatallal. Ismeretes, hogy a többnyire hűtésre használt ipari vizek esetében általában számolni kell különféle tényezők miatt a vízzel érintkező (elsősorban vas) szerkezeti anyagok károsodásával, a vízminőség romlásával és a hűtési hatékonyság csökkenésével is. Ezek kapcsán korrózió és rozsdásodás, vízkőképződés és káros anyaglerakódás játszódik le, amelyet rendszerint a víznek segédanyagokkal való kezelésével lehet kizárni vagy korlátozni. Ipari vizek kis koncentrációban való segédanyagos kezelésében az egyik leghatékonyabb segédanyagkészítmény-komponens a foszfonsavacilezéssel előállítható l-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav (HEdF), amelynek előállítására sokféle eljárás ismeretes. A foszfonsavacilezéssel való HEdF-előállitás módszereiről - egyebek mellett a .Metodü polucsenija himicseszkih reaktivov i preparatov" (IREA, Moszkva, 1970) c. könyvben Lasztovszkij, R. P. és társai cikke (150-155. old.) ad áttekintést. Eszerint az előállítás foszfonsavból kiindulva viszonylag kevés erős acilezőszerrel, tehát kevés ecetsavanhidriddel vagy kevés acetil-kloriddal, valamint foszfor-trikloridból kiindulva sok vízmentes vagy sok, kis víztartalmú ecetsavval, azaz sok gyenge acilezőszerrel lehetséges. Ezen az alapon, az első esetben a foszfonsavnak (sőt gyakran az acilezőszernek is) külön való előállítása jelent nehézséget, a második esetben a HEdF-előállitást az acilezés lassúsága, a fölös ecetsav-felhasználás és a fölös acetil-klorid-képződés teszi gazdaságtalanná. A 2 345 199 sámú NSZK-beli nyilvánosságrahozatali iratban szereplő eljárás - a HEdF előállításához, a szintézískőrülmények javítására - kiindulásul a foszfor-trioxid és a foszfonsav változó arányú keverékét, acilezőszerként az ecetsav és az ecetsavanhidrid változó arányú elegyét használja. Az eljáráshoz tartozik a fölös acilezőszer eltávolítása, valamint a képződő túlacilezett, továbbá a képződő kondenzált savak elbontása is. Bér ez a módszer a bevitt foszfor-trioxidra és foszfonsavra számítva a korábbiaknál nagyobb kihozatalt biztosít és a reagenseket részben könnyebben hozzáférhető és könynyebben kezelhető komponensekkel helyettesíti, alkalmazása a kis acilezési sebesség miatt jelentős reagensfelesleget igényel és sok mellékterméket eredményez. 3 959 360 számú amerikai szabadalmi leírás szerint - a HEdF-szintézis sebessége fokozására és folyamatossá tételére - foszfortrikloridból és fölös jégecetből indulnak ki, amely fölös acetil-klorid keletkezése mellett a reakcióhoz szükséges foszfonsavat és fölös acilezószeit is biztosítja. Az eljárás a reakciót további ecetsavanhidrid-hozzáadással teszi gyorssá és teljessé, a HEdF-kihozatalt pedig a túlacilezett és kondenzált savak utólagos gőzölésével-hidrolízisével javítja. Noha ez a módszer a foszfor-trikloridra számítva csaknem teljes kihasználás mellett gyors és teljes acilezést ér el, a gyors és teljes reakció az alkalmazott körülmények között igen nagy és gazdaságtalan ecetsavforgalmat (jégecet- és savanhidiid-bevitelt és ecetsav-visszanyerést) igényel. A 4 060 546 számú amerikai szabadalmi leírásban olyan HEdF-elóállítási eljárásról Írnak, amely szerint - különböző sorrendben - foszfor-trikloridhoz többszörös mólarányban - legfeljebb 1-1 mólarányig vizet és tartalmazó - ecetsavat adnak, majd a reakciót több órás, 80-200 °C közötti hevítéssel teszik teljessé. Ez a megoldás ugyan jelentősen csökkenti a fölös ecetsavforgalmat és a fölös acetil-klorid-képződést, de ez még így is előnytelenül nagy, viszont az acilezési sebesség már így is kedvezőtlenül kicsi. Mindezekkel szemben azt találtuk, hogy foszfor-trikloridból kiindulva, az ismert módszereknél kevesebb ecetsav és több víz felhasználásával, kis ecetsavfelesleggel, katalizátor jelenlétében, a reagensek megfelelő adagolása és a reakció nyomás alatti vezetése esetén, feltehetően a 2FCb+CH3COOH+5HzO ---------CH3COH[PO(OH2)]z+6HC1 bruttó reakcióegyenlet szerint, az ecilezószer— és a foszfonsav-előállitás, valamint a foszfonsavacilezés, illetve a HEdF-szintézis egymás mellett, jó kihozatallal és kevés melléktermékkel, kedvező reakciósebesség mellett megvalósítható. Találmányunk a foszfonsavacilezéssel való HEdF-előállités reakciójának olyan kivitelezésére vonatkozik, amely az acilezés hatékony reagenseinek szintézisét elősegíti, melléktermék-képződést korlátozó és HEdF-szintézíst javító átmeneti foszfonsavfelesleget biztosít és az acilezés hatékonyságát is fokozza. Eszerint foszfor-trikloridot légköri nyomáson, 20-35 °C, előnyösen 25-30 °C közötti hőmérsékleten, keverés közben, a foszforvegyületre számítva 0,1-0,4:1, előnyösen 0,2-0,4:1 mólarányban bevitt jégecet jelenlétében, sósavgáz elvezetése mellett, a foszforvegyületre számítva 1,5-2,5:1, előnyösen 2:1 mólarányban bevitt vízhez adagoljuk, amely a foszfor-trikloríd felét-négyötödét gyors reakcióban foszfonsavvá alakítja. Ezután az elegyhez légköri nyomáson, 25-40 °C, előnyösen 30-35 °C közötti hőmérsékleten, keverés közben, egymás után, a foszforvegyületre számítva 0,4-0,8:1 előnyösen 0,5-0,7:1 mólarányban jégecetet és a foszforvegyületre számított, az előzőek szerinti 2,5:1 mólarányú vízmennyiséghez még hiányzó 0-1,0:1, előnyösen 0,5:1 mólarányban vizet adunk, vagy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
