175281. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás aluminium-monoetil-foszfit előállítására.
3 175281 4 Az említett elegyekben az egyes komponensek részaránya lényegében a foszforossav maximálisan eltűrt mennyiségétől függ. A gyakorlatban ugyanis a foszforossav-tartalom határozza meg az alumínium-foszfit képződését, amely anyag nemkívánt szennyeződés, hiszen csökkenti az előállítani kívánt termék hozamát és biológiailag jóval kevésbé hatásos, mint a megfelelő monoetil-foszfit. Ezért általában a lehető legkisebb foszforossav-tartalmú elegyeket igyekszünk hasznosítani. A gyakorlatban előnyösnek bizonyul legfeljebb 2 mól% foszforossavat, illetve legalább 70 mól% dietil-foszfitot, 1 —25 mól% monoetil-foszfltot és 0—2 mól% foszforossavat tartalmazó elegy használata kiindulási anyagként a találmány szerinti eljárásban. A foszfitvegyületek említett elegye jóval gazdaságosabb kiindulási anyag, mint maga a dietil-foszfit, hiszen az utóbbi vegyület előállítása során, még a tiszta vegyület elkülönítését megelőzően képződik. A gyakorlatban az említett elegy kétféle kippen állítható elő. Az egyik módszer szerint hevítés közben dietil-foszfitot foszforossawal reagáltatunk az A) reakcióvázlatban ábrázolt egyenlet értelmében. Ekkor a kívánt temer rendszer előállítása céljából olyan biner elegyből kell kiindulni, amely legalább 85 mól% dietil-foszfitot és legfeljebb 15 mól% foszforossavat tartalmaz. A jóval előnyösebb másik módszer szerint foszfor-trikloridot etanollal és a felhasznált etanol minőségétől függően adott esetben, de rendszerint vízzel reagáltatunk. Ez a reakció komplex, és csak etanol használata esetén a B) reakcióvázlatban, etanol és víz elegyének használata esetén a C) ieakcióvázlatban ábrázolt egyenletek szerint megy elvileg végbe, a képződő hidrogén-kloridra tekintettel a D) reakcióvázlatban ábrázolt mellékreakciók kíséretében. A gyakorlatban a reagáltatást 30 °C és 80 °C közötti hőmérsékleten, néhány perc és 1 óra közötti reakcióidővel hajthatjuk végre. Ezek a reakcióegyenletek világosan mutatják, hogy a hidrogén-klorid jelentős mértékben megváltoztatja a foszfitvegyületek elegyének összetételét, maga az elegy azonban igen stabil. Logikusan a következő művelet a végbement reakciók során képződött gáz alakú komponensek eltávolítása lenne, azonban a tökéletes eltávolítás olyan különleges műveletet igényel, amely nem képezheti egy folyamatos eljárás szerves részét, figyelembe véve azt, hogy nagy térfogatmennyiségű gázt kell gyorsan eltávolítani. A jelen találmány döntő értéke, hogy folyamatos ejárást biztosít, illetve folyamatos termelést tesz lehetővé, bár a végrehajtandó műveletek közül legalább egy tulajdonképpen nem is alkalmas folyamatos eljárásokhoz. A képződött hidrogén-kloridot és etil-kloridot ezért csak részlegesen távolítjuk el gázmentesítés (különösen sztrippelés) és/vagy semlegesítés útján. Ha a hidrogén-kloridot ekkor eltávolítjuk, akkor az ezután következő művelet végrehajtásához kevesebb bázisra van szükség. A gyakorlatban az eljárás folyamatosságának biztosítása céljából előnyösnek bizonyul a csak részleges eltávolítás az egyébként is alkalmazott reakciókörülmények, így a reakcióhőmérséklet tartása mellett. így a találmány szerinti eljárás második lépéséhez jutó reakcióelegy még mindig tartalmaz hidrogén-kloridot. A találmány szerinti eljárásban a víz alkalmazása számos előnnyel jár. Egyrészt a kiindulási anyagok költségeit illetően megtakarítás érhető el (kevésbé tisztított etanolt kell alkalmazni), másrészt a víz csökkenti az etil-klorid képződését a hidrogén-klorid képződésének javára, az utóbbi viszont könynyebben távolítható el, és harmadrészt a víz elősegíti a monoetil-foszfit képződését. A víz fölöslege azonban — a kiindulási elegyben szükséges maximumhoz képest — a monoetil-foszfit fölöslegéhez vezethet az E) reakcióvázlatban ábrázolt egyenlet értelmében. Ezért a gyakorlatban legfeljebb 15 súiy%, előnyösen legfeljebb 10 súly% vizet tartalmazó vizes-etanolos elegyeket használunk. A találmány szerinti eljárás második lépésének végrehajtása során a foszfitvegyületek elegyét — amely tartalmazhat hidrogén-kloridot — folyamatos elszappanosításnak és semlegesítésnek vetjük alá az előző lépésnél kapott formájában egy szervetlen bázissal, mégpedig egy erős bázissal, előnyösen vizes oldatban. Bázisként e célra például egy alkálifém-hidroxidot (így nátrium- vagy kálium-hidroxidot), ammóniát vagy egy alkáliföldfémtartalmú bázist (például kalcium- vagy magnézium-hidroxidot) használhatunk. Ekkor például az F) reakcióvázlatban ábrázolt egyenletek szerinti reakciók mennek végbe. Az F) reakcióvázlatban M jelentése alkálifématom. Az elszappanosításhoz és semlegesítéshez használt bázikus oldat mennyiségét az F) reakcióvázlatban ábrázolt, illetve az ábrázoltakhoz hasonló reakcióegyenletek sztöchiometriája értelmében úgy választjuk meg, hogy a benne levő bázis elegendő legyen a dietil-foszfít elszappanosítására, továbbá a monoetil-foszfit, a foszforossav és a hidrogén-klorid semlegesítésére. A gyakorlatban 20% és 50% közötti koncentrációjú lúgoldatok bizonyultak alkalmazhatónak. Ez a reakció exoterm. A gyakorlati megvalósítás során a reaktorban a hőmérsékletet 20 °C és 85 °C között kell tartani, illetve a reakcióelegyet állandóan keverni kell azért, hogy a bázis helyileg ne kerüljön fölöslegbe. A pH-t az alkáhfém-monoetil-foszfít képződésének biztosítása céljából 4,0 és 8,5 között kell tartani. A reagáltatást előnyösen hajthatjuk végre egyetlen reaktorban 65 °C és 85 °C közötti hőmérsékleten, illetve 7 és 8 közötti pH-n. Alkalmazhatunk azonban két reaktort is. Ilyen esetben az első reaktorban - amelyben egyébként közepes, azaz 30 °C körüli hőmérsékletet biztosítunk — a lúgoldat áramlási sebességét úgy állítjuk be, hogy a reakcióelegy pH-ja legfeljebb 4,5 legyen. A tartózkodási idő az alkalmazott anyagmennyiségektől és így az áramlási sebességektől függően 3—6 óra. Az ilyenkor már alkálifém-monoetil-foszfitban gazdag reakcióelegyet folyamatosan egy második reaktorba vezetjük át, ahol a reakciót teljessé tesszük további mennyiségű bázis adagolása útján 8 és legfeljebb 8,5 közé beállított pH-n és magasabb, azaz 60 °C és 85 °C közötti hőmérsékleten. Az elszappanosítási reakcióban etanol szabadul fel, amit — az egyetlen reaktorból vagy két reak5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
