氯-污染的有机磷化合物的纯化的制作方法
【专利摘要】本发明涉及纯化包含至少一种有机磷化合物和作为污染物的至少一种氯化合物的被污染的有机磷产物的方法。其基于将包含至少一种有机磷化合物和作为污染物的至少一种氯化合物的有机磷产物的氯含量可以由起始的1000?100 000ppm降低至10?10 000ppm的总氯含量的纯化方法的目的。这通过具有如下步骤的方法而实现：a)提供被污染的有机磷产物；b)将被污染的有机磷产物完全溶解于溶剂中以得到被污染的溶液；c)借助过滤器和/或借助膜分离装置而分离被污染的溶液以得到纯化的溶液；d)由纯化的溶液中除去溶剂以得到纯化的有机磷产物。
【专利说明】氯-污染的有机磷化合物的纯化
[0001 ]本发明涉及用于纯化污染的有机磷产物的方法，其中所述有机磷产物包含至少一 种有机磷化合物和至少一种作为污染物的氯化合物。此外，本发明涉及在纯化被污染的磷 产品的过程中生产催化剂体系的方法，以及在以此方式纯化了配体的均相催化剂体系存在 下，不饱和化合物的加氢甲酰化或氢氰化或氢化的方法。
[0002] 有机磷化合物为主要包含元素碳、氢和磷的化合物。任选它们还包含氧和氮。此 外，有机磷化合物还可以包含呈取代基形式的诸如卤素、硫等的元素。这里的术语包括具有 P-C键的那些有机磷化合物，以及不含ρ-c键，即具有P-ο键或P-N键的那些。
[0003] 有机磷化合物由于其广泛的用途而已经在工业上获得了极大的重要性。它们直接 用作塑化剂、阻燃剂、UV稳定剂或者抗氧化剂。此外，它们是杀菌剂、除草剂、杀虫剂和药物 的生产中的重要中间体。
[0004] 应用有机磷化合物的具体领域为催化：
[0005] 例如，特别是膦、亚磷酸酯和亚磷酰胺用作催化配合物中的配体，其用于工业规模 操作的均相催化过程中。特别应该提及不饱和化合物与一氧化碳和氢的加氢甲酰化，这通 常在均相催化剂体系存在下进行，其中所述均相催化剂体系具有金属和至少一种磷化物作 为配体。均相催化加氢甲酰化的介绍在以下文献中给出：
[0006] B.C0RNILS,ff.A. HERRMANN : App 1 i ed Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds.1和2卷，VCH，Weinheim，New York,1996
[0007] R.Franke,D.Selent,A. B6rner：Applied Hydroformylation.Chem.Rev.,2012, D0I:10.1021/cr3001803。
[0008] 磷配体的合成在文献中已经重复描述过。较好的概括可以发现于：
[0009] "Phosphorous (111)Ligands in Homogeneous Catalysis-Design and Synthesis"，Paul C.J.Kamer和Piet W.N.M.van Leeuwen;John Wiley and Sons，2012〇
[0010] 在这些配体的合成中，经常使用含氯的试剂。例如，在亚磷酸酯配体的合成中，常 使用三氯化磷(PC13)。
[0011] 用于制备有机磷化合物的氯化合物在合适的使用中或者在有机磷化合物的进一 步处理中造成许多困难:例如，不能立即得到纯的所需有机磷化合物，并且总是以有机磷产 物的污染形式而获得，其中所需有机磷化合物还含有污染物。所述污染物是未转化的或者 不完全转化的试剂、助剂或副反应产物。在本上下文中，呈氯化合物形式的污染物存在特别 的困难：
[0012] 若含氯污染物与用作配体的磷化物一起进入刚的压力反应釜，则作为氯的结果压 力反应釜的腐蚀会增加。这在反应过程中计量加入有机磷化合物的连续过程中尤其正确。 例如将有机磷化合物用作工业规模的加氢甲酰化的配体的情况。计量加入还不可避免地造 成次级组分在反应釜中的累积。若氯是次级组分之一的话，由于氯甚至会侵袭不锈钢，这就 尤其严重：
[0013] Merkb lat t [ I nformat i on shee t ] 893 "Ede 1 s tah 1 rostfrei f Ur die Wasserwirtschaft"[Corrosion-free stainless steel for water management]，第一片反 2007，出版商：Inf ormationsstelle Edelstahl Rostfrei，Diisseldorf〇
[0014] 在氯离子的存在下，尤其具有应力开裂腐蚀的危险，在更有利的情况下它会导致 加工过程的过早关闭和反应器的检修，而在较不利的情况下甚至会导致反应器的破裂。因 而，尤其重要的是防止含氯化合物经由有机磷催化剂体系而进入。
[0015] 准备使用的磷配体应含有小于10 OOOppm，更好地小于1 OOOppm的总的氯含量。总 氯含量在该数量级，则反应器的应力开裂腐蚀的风险可以在工业实施工艺中得以控制。虽 然，虽然上述说明认为200ppm的氯含量是重要的，在工业化学工艺中，有机磷化合物仅以催 化量而使用，意味着若所用配体的污染度在希望范围内的话，反应器中的总氯含量由于被 反应物所稀释而显著小于200ppm。
[0016] 氯含量可以以简单方式而分析测定，例如通过水溶液滴定法。更广泛使用的测定 是测定总氯含量，这包括氯化合物，还包括呈其他形式的结合的氯。对总氯含量的强调是与 材料相关的，这是因为无法排除也可以破坏反应器的呈其他形式的结合的氯。然而，在判断 总氯的极限时，氯化物分数仍然至关重要。
[0017] 用于测定总氯含量的合适方法是根据DIN 51408的样品制备Wickbold燃烧方法和 DIN EN ISO 10304的离子色谱分析。
[0018] 专利文献公开了多种用于在实际合成之后降低有机磷配体中总氯含量的方法：
[0019] EP 0 285 136要求了用于纯化五价有机磷化合物的叔有机亚磷酸酯的方法，其作 为叔有机亚磷酸酯合成的副产物或者作为降解或水解产物而形成。该方法提出在升高温度 下，在路易斯碱的存在下对用水溶解的污染的有机亚林酸酯的处理。所用路易斯碱为无机 盐(碳酸盐、氢氧化物、氧化物）、叔胺和携带胺基团的聚合物。
[0020] 该方法的一个不利之处在于用水处理。不仅要除去的污染物，而且叔有机亚磷酸 酯自身也会在该条件下反应，从而由于有机亚磷酸酯的水解稳定性而损失一部分的有价值 产物。
[0021] DE 10 2004 049 339描述了借助使用极性萃取剂的萃取而纯化含磷螯合物的方 法。这里，使用极性溶剂对粗配体萃取6次，然后，胺碱、胺盐酸盐或其混合物的含量低于 lOOppm。然而，在该类型的纯化中需要极大量的溶剂，从经济与生态的角度其还需要改进。 [0022] CN 101684130A公开了通过加入去离子水和随后进行萃取而对亚磷酸酯配体进行 纯化。在随后的步骤中通过蒸馏除去有机溶剂，并且对粗产物进行再次重结晶。以此方式， 可以得到残余氯含量为0.01重量％氯的产物。
[0023] 为了通过该方法降低配体的氯含量，萃取和随后的重结晶因而是必需的。这意味 着必需使用大量溶剂，而且损失了产率，这是由于多个纯化步骤以及所述有机亚磷酸酯可 能缺乏水解稳定性而损失一部分的有价值产物。
[0024] TO 2012 095253描述了制备6,67-^3,3^二-叔丁基-5,5:二甲氧基-1,1:二苯 基-2,27 -二基)二(氧）]二(二苯并[d，f ] [1，3,2]二噁磷杂庚英(dioxaphosphepin))(称为： "biph印hos"）的方法。该配体的纯化通过用多种溶剂重复洗涤而进行。
[0025] 除了洗涤、蒸馏和重结晶之外，在有机磷化合物的制备过程中还任选借助过滤而 对被污染的有机磷产物进行纯化。
[0026] 例如，EP2091958B1描述了双亚磷酸酯的制备，其通过溶解于甲苯中并且过滤而获 得。这导致仅仅部分除去氯，在意欲将所制备的有机磷化合物用作烯烃的加氢甲酰化中的 配体时需要改进。
[0027]由EP1097936B1已知通过将水、碱和固态干燥剂加入溶液中以干燥有机相而对意 欲用作稳定剂且溶解于有机溶剂的有机磷产物进行纯化。这产生两个层，即一个含水层和 一个有机层。将两层分开，从有机相中过滤掉干燥剂并且蒸除溶剂。因此，经由含水相而除 去含氯的污染物。该方法的不利之处被认为是添加水，这是因为在工业规模的生产中，具有 所需纯度的水相分离是不可能的，意味着在纯化过的产品中留有残余的水。并且，通过水解 能使刚刚得到的有机磷化合物分解。尤其是，若有机磷产物意欲用作催化剂配合物的配体 时，则由于水解而应减少水的存在。
[0028] 可以通过将数个纯化步骤结合而达到良好的氯值:W0 2012/095255A1给出过滤和 重结晶的结合用于biphephos的纯化。在该方法中，将固体有机磷产物在溶剂中形成浆料， 并借助玻璃料（frit)进行过滤。所得到的再次成为固体的有机磷产物除了含所需 biphephos以外还包含2500ppm的总氯。为了降低总的氯含量，将固体悬浮于溶剂中，加热并 过滤。然后将滤液进行重结晶。所得纯化过的有机磷产物的总氯含量仅为35ppm。
[0029] 虽然该氯含量是完全令人满意的，该纯化方法需要许多处理步骤和大量不同溶剂 用于重结晶，意味着它更适于实验室规模而不适于工业配体合成。
[0030] 由现有技术出发，本发明是基于表示工业可行的纯化方法的目的，其中包含至少 一种有机磷化合物和至少一种作为污染物的氯化合物的有机磷产物的氯含量可以由起始 1000-100 OOOppm降低至10-10 OOOppm的总氯含量。这里所希望的氯含量应理解为总氯含 量，即有机结合的氯以及无机结合的氯。单位ppm代表10-6并且是指各个重量。
[0031]此外，由于有机亚磷酸酯的水解稳定性，所述纯化方法应该无需使用水。最后，由 于环境保护，大量的溶剂的使用-如萃取或重结晶所需要-应该省去。
[0032] 此外，希望指出方法可以普遍用于不同的配体种类。这会导致更好的配体合成的 可自动操作能力(automatability)，因而导致更高的产物质量。由于可以使用相同的设备， 以及可以省去在新工厂的昂贵投资，这对于工业合成和工艺开发特别有利。应该使所需工 艺步骤的数量保持尽可能少以降低误差敏感性和生产时间。
[0033] 这些目的通过在一开始所指出的方法而实现，其具有以下步骤：
[0034] a)提供被污染的有机磷产物；
[0035] b)将被污染的有机磷产物完全溶解于溶剂中以得到被污染的溶液；
[0036] c)借助过滤器和/或借助膜分离装置而分离被污染溶液以得到纯化的溶液；
[0037] d)从纯化的溶液除去溶剂以得到纯化的有机磷产物。
[0038] 本发明因而提供用于纯化包含至少一种有机磷化合物和至少一种作为污染物的 氯化合物的被污染的有机磷产物的方法，其具有步骤a)至d)。
[0039] 本发明的纯化方法借助膜和/或借助过滤器而进行。这里，还可以将数个膜分离步 骤或过滤步骤相结合。此外，可以进行过滤步骤和膜分离步骤。
[0040] 所述纯化方法在没有水和没有过度的溶剂消耗下进行。然而，溶剂构成了本发明 的重要要素，这是由于在借助过滤器和/或借助膜分离装置以前，被污染的有机磷化合物必 需完全溶解于溶剂中。
[0041 ] 与其他例如由EP2091958B1或W0 2012/095255A1已知的过滤方法相比，本发明的 一个重要突出特点是有机磷产物的完全溶解。
[0042]被污染的有机磷产物的"完全溶解"应理解为是指所希望的有机磷化合物和不希 望的氯化合物作为整体均溶解于溶剂中。因此，在溶液中必需不再看见固体。根据本发明， 视觉测试即满足本发明所希望的结果。当然，在光学完全的溶液中，残余的颗粒也可以以合 适的客观测量方法而检测。然而，本发明方法还应该能够易于进行。因此，在本发明上下文 中，对于评估完全的溶液，视觉测试应认为是令人满意的标准。
[0043]相反，在现有技术中已知的基于溶剂的过滤方法不在被污染的有机磷产物的完全 溶解下而进行;而是，在配体合成中通常提供作为溶液中悬浮液或浆料的有机磷化合物，然 后将其过滤。因此，在EP2091958B1的结构D-1合成中所使用的甲苯的量不足以完全溶解其 中的物质D-UWO 2012/095255A1清楚地讨论了悬浮或制浆，但不是完全的不含固体的溶 液。
[0044] 包括氯污染的被污染的有机磷产物在溶剂中的完全溶解允许有机磷化合物与氯 化合物在过滤器或膜上的更具有选择性的分离。在分离步骤c)中，制备了氯化合物耗尽的 纯化溶液。在由该纯化溶液除去溶剂之后-这以诸如蒸馏的已知方式而进行-得到了总氯含 量显著低于起始提供的被污染的有机磷产物的纯化的有机磷产物。可以将所除去的溶剂再 回收并再次用于溶解被污染的有机磷产物。结果，溶剂的处理费用得以下降。
[0045] 如已经提到，某些有机磷化合物的合成在悬浮液或浆料中进行。将有机磷产物由 悬浮液或浆料中分离并且将其再次溶解于溶剂中是不必的。尤其是在有机磷产物的合成和 纯化在相同地点和/或甚至在相同装置中进行时，在一个其中提供了被污染的有机磷产物 并完全溶解于被污染的溶液的操作中一起进行如下两个步骤更有道理：
[0046] a)提供被污染的有机磷产物;和
[0047] b)将被污染的有机磷产物完全溶解于溶剂中以得到被污染的溶液。
[0048] 然后，两个步骤a)和b)实际同时进行。若有机磷产物的合成在悬浮液中进行的话， 即有机磷产物不完全溶解的情况下，则完全溶解可以尤其通过添加其他溶剂或提高温度而 实现。
[0049] 若用于纯化的溶剂是与有机磷产物合成过程中所用的溶剂不同的溶剂的话，则提 供呈固体形式(即无定形或结晶型）的被污染的有机磷产物是有道理的。
[0050] 本发明的纯化方法用于使被污染的有机磷产物除去其含氯的污染物。氯化合物的 分离在使具有其所有污染物的被污染的有机磷产物完全溶解于溶剂之后进行。因此，纯化 的溶液的总氯含量低于被污染的溶液的总氯含量。相应地，除去溶解于被污染的溶液中的 氯化合物。因此，得到了纯化的溶液。同时，得到了更浓的被污染溶液，其中不希望的污染物 被富集。相应地，更污染溶液的总氯含量的总氯含量大于被污染溶液的总氯含量。
[0051 ]本发明方法可以使被污染的有机磷产物的总氯含量由lOOO-lOOOOOppm降至纯化 态的10-10000ppm的值。优选，该纯化方法导致纯化的有机磷产物的总氯含量为10-lOOOppm。这里单位ppm代表百万分之一的重量分数。总氯含量包括有机和无机物。用于测定 总氯含量的合适方法为根据的DIN 51408的样品制备Wickbold的燃烧方法和DIN EN ISO 10304的离子色谱分析法。
[0052]这是由于被污染的有机磷产物可以含有有机氯化物和/或无机氯化物。有机氯化 物含有至少一个碳原子，而无机氯化物没有任何碳。通过如下氯化合物对有机磷产物的污 染是尤其可能的，这是由于这些氯化合物或者在有机磷化合物合成过程中是需要的，或者 作为副产物而不可避免地形成：
[0053]三氯化磷、氯代亚磷酸酯、二氯代亚磷酸酯、胺的盐酸盐、碱金属的盐酸盐、碱土金 属的氯化物、由三氯化磷水解而得到的含氯酸。
[0054]因此，所述被污染的有机磷产物优选具有所列氯化物的至少之一。
[0055] 所选择的溶剂是能够溶解有机磷化合物和含氯污染物的物质。否则，被污染的有 机磷产物在其中的完全溶解将不可能。可以使用的溶剂或者为下面所列的纯物质，或者为 这些中两个或更多个物质的混合物：
[0056] #芳族烃，特别例如甲苯、二甲苯、邻二甲苯、苯甲酚；
[0057] 籲醚类，特别例如四氢呋喃(THF)、石油醚、乙醚、甲基叔丁基醚(MTBE);
[0058] ?腈类，特别例如乙腈(ACN);
[0059] ?乙酸乙酯；
[0060] ?丙酮；
[0061 ] ?醇类，特别例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇。
[0062] 刚刚提及的溶剂为有机溶剂。被污染的溶液，即被污染的有机磷产物完全溶解于 有机溶剂，因而形成了有机相。因为该方法由于对有机磷产物水解的敏感性而优选在无水 下进行，没有水相与有机相一起形成。由于完全的溶解，被污染的溶液不含固体。通过被污 染的溶液而形成的有机相因此是由有机磷产物、污染物和溶剂形成的体系中的单一相。
[0063] 取决于溶剂且特别是有机磷化合物，被污染的有机磷产物在室温下的完全溶解不 总是可能的。为此，本发明的优选进展是设计被污染的有机磷产物在升高温度下进行溶解。 这里选择温度应使溶剂还没有开始沸腾。所用的溶剂温度因此应在20°C至所选溶剂的沸点 之间。最优地，温度范围为40°C-120°C。溶剂温度的提高还可以降低溶剂的量。这对于若使 用了对健康有害、对环境有影响或者仅仅是昂贵的溶剂是特别有利的。
[0064] 在本发明的一个变型实施方案中，被污染的溶液的分离借助过滤器而进行。过滤 器主要根据筛孔效应，即根据粒径而选择性地进行机械分离。在某些过滤方法中，吸附效应 也发挥作用。不希望的氯化合物不能通过过滤器，因此累积在过滤器的滤饼一侧。在过滤器 的另一侧，在滤液中，含氯污染物得以耗尽。因而，所述纯化的溶液在过滤之后作为滤液而 形成。
[0065] 合适的过滤器均为表面过滤器，以及深床过滤器(deep-bed filter)。可以使用玻 璃料、滤棒、过滤袋或过滤布。过滤器可以由陶瓷或由塑料，诸如聚丙烯制造。
[0066]在过滤领域的熟练技术人员的基础知识由以下文献而证实：
[0067] Pongratz等，Handbuch der industriel len Fest-/Fliissigfiltration [Handbook of industrial solid/liquid filtration](2000)；
[0068] Sparks ,Trevor：Solid-Liquid Filtration-A Users'Guide to Minimizing Costs and Environmental Impact；Maximizing Quality and Productivity.Elsevier (2012)；
[0069] Cheremisinoff,Nicholas P.：Liquid Filtration(2nd Edition).Elsevier (1998)
[0070] Sutherland:Filters and Filtration Handbook(2008)〇
[0071] 过滤的特别优选的变型实施方案是设计被污染的溶液的分离是在过滤助剂的存 在下而进行。为此目的，所述过滤助剂或者直接在过滤被污染的溶液或甚至更早之前而加 入到溶剂中。过滤助剂物理性地结合了部分要分离的污染物，因此防止过滤器被穿过。通 常，要分离的颗粒在过滤器表面形成层，并且经由过滤器的孔而形成桥。在大多数情况下， 仅这些桥使颗粒完全分离。因此，在开始时通常颗粒会漏过。这里，使用过滤助剂的部分过 滤具有与过滤助剂建立桥并防止产物混合物的颗粒漏过的优点。
[0072] 所用过滤助剂可以为无机过滤助剂，例如二氧化硅，或有机助剂，例如纤维素或活 性碳。还可以将不同过滤助剂混合。
[0073] 在本发明的第二个变型方案中，被污染的溶液的分离借助膜分离装置而进行。与 过滤相反，膜分离不仅基于筛孔效应，而且还基于溶解和扩散效应。与过滤对比的另一个区 别是要借助膜技术而分离出的物质可以完全穿过膜;然而，这仅以下降的速度。在大多数情 况下，在实践中选择性分离还需要建立相应的溢流速率(overflow rate)。膜分离也假定在 膜两侧具有明显的压力梯度，即跨膜压，而在过滤情况下，压力损耗小得多。然而，不总是不 可避免地需要跨膜压，例如当驱动力来源于非平衡的溶解平衡(反渗透)时。膜分离因而更 加复杂，并且比过滤在技术上要求更高。然而，其允许除去在典型过滤过程中无法除去的污 染物。
[0074]膜技术的介绍见如下文献：
[0075] Me 1 in/Rau tenbach : Membranverfahren · Grund 1 agen der Modul-und Anlagenauslegung.[Membrane Processes .Fundamentals of Module and System Design]Springer,Berlin Heidelberg 2004。
[0076] 已经发现氯化合物会特别好地透过膜。为此，在被污染的溶液的膜分离过程中，因 而制备了在膜前面作为保留物(retentate)的纯化溶液。这里，还发现了与过滤对比的重要 差别，在过滤中过滤器保留了污染物。保留物是膜技术中使用的术语，是指从供料的角度而 言，在膜之前排出膜分离装置的材料流。在膜后面排出的材料流，是指透过物，这是因为其 穿过了膜。关于在膜分离技术中使用的术语，可以参见Melin/Rautenbach。
[0077] 在施用膜技术时的成功的一个重要标准是选择适于分离任务的膜材料。由于膜和 要分离的材料之间的复杂相互作用，膜材料的识别是重要的。除此之外是膜必需对所用溶 剂具有稳定性的事实。已经证实基于硅树脂的聚合物或聚醚砜特别适用作用于纯化氯-污 染的有机磷产物的具有分离活性的膜材料，这是因为它们对典型的氯化物比对有机磷化合 物具有显著更高的渗透性。聚酰亚胺同样适合。
[0078] 膜分离装置可以含有多个可以彼此以不同方式连接的膜组件。常规的组件连接为 仔细考虑的，例如Me 1 in/Rautenbach所描述。膜组件本身可以以不同方式而建设性地配置， 例如作为袖珍组件(pocket module)、板组件、线圈组件(coil module)、中空纤维组件、毛 细管组件或软管组件。
[0079] 除了构造以外，膜分离的工艺参数还对分离结果具有影响。重要的操作参数为所 选的溶剂、跨膜压和溢流速率。膜技术人员知道如何合适地选择这些操作参数。
[0080] 尤其重要的是分离温度，即被污染的溶液置于膜上的温度。这是因为许多膜材料 的渗透性取决于温度。由于在被污染的有机磷产物的溶解过程中溶剂温度同样具有主要的 重要性，本发明的优选进展设计膜分离在与被污染的有机磷产物用溶剂完全溶解期间的温 度不同的温度下进行。因此，在步骤b)和步骤c)中，或者进行被污染的溶剂的有意加热或有 意冷却。是否必需特别进行冷却或加热取决于所用溶剂、溶解于其中的有机磷化合物和氯 化物、以及具有分离活性的膜材料。通常，借助膜分离装置的被污染的溶液的分离将在10-80°C，特别优选20-60°C的温度下进行。
[0081] 如在开始所解释，有大量技术相关的有机磷化合物用于大多数不同的目的。因此， 对于多种有机磷化合物的不同意欲用途，不含氯或多或少可以具有优先权。具有尤其高的 要求是在均相催化、连续操作反应中用作配体的实际有机磷产物的总氯含量，在所述反应 中反应装置会被氯化物损坏。
[0082] 在均相催化体系中常用作配体的有机磷化合物为膦、二膦、膦酸酯、次亚膦酸酯、 亚磷酰胺、单亚磷酸酯和双亚磷酸酯。本发明的纯化方法因而特别用于这些类型物质的合 成中。
[0083] 尤其优选，它用于纯化包含亚磷酰胺或亚磷酸酯的有机磷产物。尤其意欲用于纯 化双亚磷酸酯，特别适于纯化结构式为（I)至（IV)的双亚磷酸酯：
[0085]由于所述用于纯化配体合成中所制备的有机磷产物的方法的特别适用性，本发明 同样提供了用于制备包含金属和至少一种作为配体的有机磷化合物的催化剂体系的方法， 只要在催化剂体系的制备中使用了根据本发明而纯化的有机磷产物，其包含在催化剂体系 中常用作配体的有机磷化合物。
[0086] 在多数情况下，所述催化剂体系的制备不在进行配体合成的位置而进行，但是在 使用催化剂的本位，即在反应器中而进行。这里通过将在非本位所制备且根据本发明纯化 的有机磷产物与金属一起加入反应器中而制备催化剂体系。实际的催化剂体系仅在反应器 中在反应物存在下而形成。
[0087] 由于根据本发明方法而达到的有机磷产物的高纯度仅在使用该有机磷产物的位 置最终形成优势，所以本发明同样提供了在反应器中特别对所除去的氯化物反应极其敏感 的反应的实施，尤其在均相催化剂体系存在下不饱和化合物加氢甲酰化或氢氰化或氢化 时，只要所述催化剂体系具有金属和至少一种作为配体的有机磷化合物，并且只要在催化 剂体系的制备中相应的有机磷产物已根据本发明被纯化。特别具有风险的是由钢制备的反 应器，意味着若催化反应在钢装置中进行，则使用该纯化方法是特别有利地。 实施例
[0088] 现在参考一些实施例而对根据本发明的氯污染的有机磷化合物的纯化进行解释， 这里使用如下缩写：
[0089] ACN=乙腈
[0090] CPG =拉芯精密玻璃（core-pulled precision glass)
[0091] DM水=去离子水
[0092] EtOAc =乙酸乙酯
[0093] acac =乙酰丙酮化物
[0094] NEt3 =三乙胺
[0095] DMAB =二甲基氨基丁烷
[0096] K〇tBu =叔丁醇钾 [0097] RT =室温
[0098] 下面的所有制备在保护气体下使用标准Schlenk技术而进行。溶剂在使用前经过 合适的干燥剂而干燥(Purification of Laboratory Chemicals，W.L.F.Armarego(作者）， Christina Chai(作者），Butterworth Heinemann(Elsevier)，第6版，Oxford 2009)。
[0099] 借助匪R光谱对产物进行表征。化学位移（δ)以ppm报导。31P匪R信号参考如下： SR3ip = SRih* (BF3ip/BFih) = SRih*0.4048〇( Robin K. Harris ,Edwin D.Becker, Sonia M.Cabral de Menezes，Robin Goodfellow和Pierre Granger,Pure Appl.Chem.，2001，73， 1795-1818；Robin K.Harris ,Edwin D·Becker，Sonia M. Cabral de Menezes,Pierre Granger，Roy E.Hoffman和Kurt W.Zilm，Pure Appl .Chem.，2008,80,59_84)。氯测定以根 据Wickbold的燃烧的形式，根据DIN 51408的样品制备和DIN ΕΝ ISO 10304的离子色谱分 析而进行。
[0100] 配体(III)的制备:
[0102] 所述双亚磷酸酯配体（III)的合成以类似于DE102006058682中说明的方式进行。 然而，所用碱为KOtBu(叔丁醇钾）。
[0103] 在2000ml Schlenk烧瓶中，加入53 · 0g(0 · 122mol) 1-氯-3，3，4，4-四苯基磷烷（氯 代亚磷酸酯）并溶解于800ml干燥的乙腈中并搅拌2个小时。在第二个固定的Schlenk烧瓶 (1000ml)中，称量出 15 · 8g(0 · 043mol )3，3 '-二-叔丁基-5，5 '-二甲氧基-[1，Γ-二苯基]-2， 2'-二醇和13.9g(0.123mol)叔丁醇钾并加入800ml干燥的乙腈。然后，将该浆料在室温下在 3.5h的时间内滴加入"氯代亚磷酸酯"溶液中，并在RT下搅拌过夜。
[0104] 为了处理，将所得固体过滤，并用200ml脱气的ACN洗涤四次。在10-Vbar的减压下 在40°C下除去剩余溶剂3h，并且得到43.9g(88% )的粗配体(III)。
[0105] ΜρΡΗ}-匪R(C6D6,202MHz) :S = 145.62ppm<31H-NMR(500MHz，C6D6) :S = 1.39(s， 18H)，3·32(s，6H)，6·84-6.88(m，7H)，6.89-6.94(m，7H)，6.95-7.00(m，4H)，7.04-7.09(m, 8H)，7 ·21-7·30(ι?，10H)，7.57((1, J = 7.5Hz,4H)，7.65((1, J = 7.5Hz,4H)ppm。元素分析（计算 值C74H68〇8P2 = 1147.29g/mol):C 77·00(77·47);Η 5·66(5·97);Ρ 5.82(5.40)%。
[0106] 配体(III)的纯化:
[0107] 将27.1g粗配体（III)在RT下溶解于1900ml脱气的甲苯中过夜（依据Wickbold，粗 配体（III)的C1值:7.5重量％ )。将该批料转移至过滤面积为130cm2的氮气冲洗过的2升压 力过滤装置中，并且通过来自Microdyn Nadir的UV150T型的超滤膜进行分离。超滤为膜工 艺的一个类型，虽然其名称可能并非如此。分离温度为20°C，并且跨膜压为0.4bar。整个膜 分离过程中的平均渗透流速为5 7m 1 /m i η。
[ΟΙ 08]依据Wi ckbo 1 d测定的所产生的保留物的氯值为55mg/kg。
[0109]因而，配体产率为81.2%的氯值能降低了 99.9%。
[ο"。] 配体(1)的制备:
[0111]这里，将结构式（I)的有机磷化合物4，8-二叔丁基-2，10-二甲氧基-6-( (3，3 '，5， 5'-四甲基-2'-((2,4,8，10-四甲基二苯并[(1彳][1，3,2]二噁磷杂庚英 (dioxaphosphepin)-6_基)氧基)_[1，Γ-联苯]-2-基)氧基)二苯并[d，f ][1，3,2]二噁磷杂 庚英称为配体（I)。该配体的合成根据德国专利申请102013219506.0和102013219508.7中 的说明而进行，它们在申请时仍未发表：
[0114] 2,2'_二(3,5-二甲基苯酚）（2)的合成:[0115] 用作前体的联苯酚(2)通过如下合成方法而制备。
[0117] 在具有CPG搅拌器、中间部分和玻璃搅拌器的500ml Schlenk中，将1.42g (0.005mol)七水合硫酸铁（II)和12.35g(0.1mol)2,4-二甲基苯酚加入150ml DM水中，并加 入5ml环己烧，并且加热至40°C。
[0118] 在100ml烧杯中，25.36g(0.146mol)过硫酸钠溶解于80ml DM水中。在反应开始，将 小部分Na2S208溶液加入苯酚中。然后，每lOmin加入更少部分的溶液。30min之后，结束 Na2S2〇s溶液的添加。
[0119] 在5h反应时间之后，将300ml环己烷和200ml水加入反应溶液中，搅拌20min，然后 在热时转移到分液漏斗中。
[0120] 将有机相分离出并浓缩至干燥。产品（5)以69%的产率而得到（10.6g)。
[0121] 2,2'_二(3,5-二甲基苯酚)氯代亚磷酸酯(4):
[0123] 带有磁力搅拌器的固定21 Schlenk瓶先加入440ml三氯化磷。将120g 2,2'_二(3， 5-二甲基苯酸)称入第二个固定的11 Schlenk瓶中，并在搅拌下加入500ml干燥甲苯。在63 °(：下，在4h内将该苯酚-甲苯悬浮液计量入三氯化磷中。在添加结束之后，在该温度下将反 应混合物搅拌过夜。第二天早晨，在加热(45 °C)下将溶液浓缩，并且以96.5 %产率(153g)而 得到产品。31P匪1?:175.59(94.8%2,2'-二(3,5-二甲基苯酚)氯代亚磷酸酯），4.4%的多种 PC1化合物，0.8 %的P-Η化合物。
[0124] 用于制备配体(1)的通常步骤:
[0125] 变型 1，在ACN/NEt3 中：
[0126] 在保护气体下，在 1000ml Schlenk烧瓶中，将38.75g(0.121mol)2,2'_二（3,5-二 甲基苯基）氯代亚磷酸酯溶解于150ml脱气的ACN并加热至35°C。在第二个Schlenk烧瓶 (500ml)中，将20.1g(0.056mol)3,3'_二-叔丁基-5,5'-二甲氧基-[1，1'_二苯基]-2,2'-二 醇溶解于150ml脱气ACN中，并且在搅拌下加入40.9ml脱气的三乙胺(0.29mol)。然后将联苯 酚/三乙胺溶液缓慢滴加入氯代亚磷酸酯溶液。在lh的后反应时间之后，在45°C下将反应溶 液搅拌过夜。
[0127] 然后，将溶液过滤，并用100ml热(45 °C) ACN对固体洗涤三次。得到作为白色固体的 粗产品（43.3g ,86% )。3中NMR(202.4MHz，甲苯-d8): 142.5和140.9ppm。然后测定氯含量为 3.5重量％。
[0128] 变型 2,在ACN/DMAB 中:
[0129] 在保护气体下，在 100ml Schlenk烧瓶中，将6g(19.0mmol)2,2'-二(3,5_二甲基苯 基）氯代亚磷酸酯溶解于20ml脱气的ACN中，并加热至35°C。在第二个Schlenk烧瓶（50ml) 中，将3.4g(9.Ommol)3，3 二-叔丁基_5，5 二甲氧基-[1，1 '-二苯基]_2，2' -二醇溶解于 15ml二甲基氨基丁烷(DMAB)，然后缓慢滴加入氯代亚磷酸酯溶液中。该反应35°C下搅拌过 夜。
[0130] 第二日，将溶液过滤并用ACN洗涤两次。得到作为白色固体的粗产物(5.3g，66%) 。31P NMR(202 · 4MHz，甲苯-d8): 142 · 8和 141 · 2ppm。
[0131] 变型 3,在EtOAc/NEt3 中：
[0132] 在保护气体下，在 100ml Schlenk烧瓶中，将7.3g(21. Ommol)2，2 '-二(3，5-二甲基 苯酚)氯代亚磷酸酯溶解于15ml脱气的乙酸乙酯中，并加热至35°C。在第二个Schlenk烧瓶 中（10〇1111)，将3.98(9.5111111〇1)3,3'-二-叔丁基-5,5'-二甲氧基-[1，1'-二苯基]-2,2'-二醇 溶解于7.0ml NEt3中。然后，将联苯酚/三乙胺溶液在20分钟之内缓慢滴加入氯代亚磷酸酯 溶液中。将该溶液在35°C下再搅拌一个小时，然后在45°C下搅拌过夜。
[0133] 将该固体在75°C下在脱气的ACN中悬浮1.5h，并分离，并用热ACN进行后洗涤。然 后，将该产物在35 °C下悬浮于干燥甲苯中1.5h并分离。
[0134] 该粗产物作为白色固体而得到（5.0g，58% )。3中NMR(202.4MHz，甲苯-d8): 142.5 和140.9ppm。之后测定氯含量为4.5重量％。
[0135] 借助过滤和膜分离而纯化配体(1):
[0136] 将根据变型1制备的95g粗配体（I)在75°C下在45分钟内溶解于1900ml甲苯中（依 据Wickbold的粗配体(1)的C1值:3.5重量％)，并转移至氮气冲洗过的过滤面积为130〇11 2的 2升压力过滤装置中，并且通过过滤布Propex 14K而过滤。过滤温度为20°C，过滤压力为 0.5bar。过滤时间为9分钟。
[0137] 在惰性条件下将滤液通过面积为20cm2来自PALL的Seitz(|)K 100型过滤床再次进 行过滤。根据Wi ckbo Id测定，所得滤液样品形成如下氯值:820mg/kg。
[0138] 最终，将剩余 1550g滤液在揽摔的Evonik Membrane Extraction Technology Limited的具有纳米过滤膜的METCELL?型的死端分离池中进行分离。使用GMT Membrantechnik GmbH的0NF-2型亲有机的纳米过滤膜。该膜面积为54cm2。面向供料安装活 性膜面积。渗透物经由渗透物出口而通过分离池的烧结金属板流出。膜分离在27°C和30bar 的氮气压力下进行。生产1137g渗透物。这相应于3.8的体积浓度因子。
[0139] 所形成的渗透物包含8g固体，并且根据Wi ckbo Id氯值为880mg/kg，尤其包含含氯 污染物作为主要成分。
[0140]所形成的保留物包含38g固体，并且并且根据Wickbold氯值为260mg/kg。
[0141] 氯值因此降低了 98%。
[0142] 借助膜技术和使用Si02过滤助剂的过滤而纯化依据变型3制备的配体(1):
[0143] 将根据变型3制备的92. lg粗配体（I)在75°C溶解于1900ml甲苯中（依据Wickbold 的粗配体（1)的(：1值:4.5重量％)。将最大部分基于3102的过滤助剂办€1〇3卯6"61在干燥 箱中在80°C下干燥14小时。将20g干燥的Hyflo SuperCel搅拌入400ml干燥甲苯2小时，然后 转移至氮气冲洗过的过滤面积为130cm2的2升压力过滤装置中，并且在超滤膜上部分过滤。 所用超滤膜为Microdyn Nadir UV150T类型。分离温度为20°C，跨膜压为0.4bar。然后，将该 粗溶液在氮气保护下缓慢转移至压力过滤装置中，然后在20°C和0.4bar下过滤。
[0?44]所形成滤液的C1值为190mg/kg。
[0145] 对于77.6 %配体产率，因而氯值能够降低了大于99 %。
[0146] 借助过滤和纤维素助剂而纯化依据变型2制备的配体(1):
[0147] 将根据变型2制备的73.2g粗配体（I)在75°C下溶解于1500ml甲苯中过夜（依据 Wickbold的粗配体（I)的C1值：1.0重量％ )，并且与10g基于纤维素的过滤助剂Vitacell LC200混合。
[0148] 该粗溶液已经包含由纤维素组成的过滤助剂Vitacell LC200。将粗溶液转移至氮 气冲洗过的过滤面积为130cm2的2升压力过滤装置中，并通过过滤布Propex 14K进行过滤。 过滤温度20 °C且过滤压力为2bar。
[0149] 在惰性条件下将滤液通过面积为20cm2来自PALL的SeitZ?:K 100型过滤床再次进 行过滤。通过X-射线荧光分析(XRFA)所测定，所得滤液给出0.15重量％的氯值。
[0150] 对于88.2%的配体产率，该氯值因而能够下降了85%。
[0151] 借助过滤布和滤棒而纯化依据变型1制备的配体(1):
[0152] 将根据变型1制备的96.9g粗配体（I)在75°C下溶解于1900ml脱气甲苯中过夜（依 据Wickbold的粗配体（I)的C1值 :3.5重量％)。将由纤维素组成的过滤助剂DIACEL?300在 干燥箱中在80°C下干燥14小时。25g干燥的DIACEL?300在500ml干燥的甲苯中搅拌2小时， 然后转移至氮气冲洗过的过滤面积为130cm 2的2升压力过滤装置中，并且在过滤布上部分 过滤。所用过滤布为由聚丙稀制备的Propex 14K。过滤温度为20 °C，过滤压力为2bar。然后， 将该粗溶液在氮气保护下缓慢转移至压力过滤装置中，然后在20°C和2bar下过滤。
[0153] 在惰性条件下将滤液通过分离极限为0.3μπι的来自PALL的Prof i 1 e⑩II型Γ滤棒 再次进行过滤。由所形成的滤液，X-射线荧光分析(XRFA)测定如下氯值:0.26重量％。
[0154] 将剩余滤液通过Microdyn Nadir的UV150T超滤膜，在2L压力过滤装置中在20°C和 2bar下进行最后分离。X-射线荧光分析(XRFA)测定所形成的保留物具有0.12重量％的氯 值。
[0155] 对于63%的配体产率，氯值因此能够降低了 96.6%。
[0156] 配体(IV)的制备:
[0157] 结构式（IV)的有机磷化合物6,6/-[(3,3/-二叔丁基-5,5/-二甲氧基-1，1 /_联苯 基U'-二基)二(氧基）]二(联苯并[d，f][l，3,2]二噁磷杂庚英
[0159] 也被称作biphephos且在下文中作为配体(IV)。
[0160] 其制备以类似于W0 2012/095253和W0 2012/095255进行，除了进行多次的溶剂后 处理洗涤。结果，起始氯值为180ppm。
[0161] 配体(IV)的膜纯化:
[0162] 将30g粗配体(IV)(依据Wickbold测定的粗配体的C1值为180ppm)在70°C下溶解于 1900ml甲苯中过夜。将该批料转移至氮气冲洗过的过滤面积为130cm2的2升压力过滤装置 中，并且通过来自Microdyn Nadir的UV150T型超滤膜而分离。膜分离温度为20°C，跨膜压为 0.6bar。在整个膜纯化过程中的平均渗透物流速为15ml/min。
[0163] 根据Wickbold测定，该保留物的氯值为30mg/kg。
[0164] 对于32. lg的配体产量，氯值因而能下降了83%。
[0165] 配体(IV)的膜纯化:
[0166] 将60.5g粗配体（IV)(依据Wickbold测定的粗配体的C1值为180ppm)在70°C下溶解 于1900ml甲苯中过夜。将该批料转移至氮气冲洗过的过滤面积为130cm 2的2升压力过滤装 置中，并且通过来自Microdyn Nadir的UV150T型超滤膜而分离。膜分离温度为20°C，跨膜压 为0.6bar。在整个膜纯化过程中的平均渗透物流速为22ml/min。
[ΟΙ67 ]根据Wi ckbo 1 d测定，所形成的保留物的氯值小于1 Omg/kg。
[0168] 对于64.4g的配体产量，氯值因而能下降了 94%。
[0169] 借助PP过滤布在纤维素存在下的配体(IV)的纯化:
[0170] 将30g粗配体(IV)(依据Wickbold测定的粗配体的C1值为180ppm)在70°C下溶解于 1900ml甲苯中过夜。将由纤维素组成的过滤助剂DIACEL?300在干燥箱中在80°C下干燥14 小时。将20g干燥的DIACEL? 300搅拌入500ml干燥甲苯2小时，然后转移至氮气冲洗过的过 滤面积为130cm2的2升压力过滤装置中，并且在过滤布上部分过滤。所用过滤布为由聚丙烯 制备的Propex 14K。过滤温度为20°C，过滤压力为0.2bar。然后，将该粗溶液在氮气保护下 缓慢转移至压力过滤装置中，然后在20 °C和0.2bar下过滤。
[0171] 在惰性条件下将该滤液通过面积为20cm2来自PALL的Seitz?K 100型过滤床再次 进行过滤。通过Wi ckbo 1 d所测定，所形成的保留物的氯值为28mg/kg。
[0172] 对于31.2g的配体产量，氯值因而能下降了 84%。
[0173] 结论
[0174] 实验表明可以用所描述的纯化方法将氯化合物从被污染的有机磷产物以显著的 程度而除去。由此纯化的有机磷化合物可以无条件地在工业操作反应中用作配体，这是因 为由于其低的总氯含量而使钢装置的腐蚀不再可怕。所讨论的有机磷化合物自身已经证实 了其在均相催化加氢甲酰化中作为配体的价值。
[0175] 此外，这里所描述的纯化方法可易于自动操作，并且适用于所有类型的有机磷产 物。因此，在有机磷化合物的工业合成中其注定要用于实践。
【主权项】
1. 用于纯化包含至少一种有机憐化合物和作为污染物的至少一种氯化合物的被污染 的有机憐产物的方法，其包括如下步骤：： a) 提供被污染的有机憐产物； b) 将被污染的有机憐产物完全溶解于溶剂中W得到被污染的溶液； C)借助过滤器和/或借助膜分离装置而分离被污染的溶液W得到纯化的溶液； d)从纯化的溶液除去溶剂W得到纯化的有机憐产物。2. 根据权利要求1的方法，其中通过提供完全溶解于被污染的溶液中的被污染的有机 憐产物，而使步骤： a) 提供被污染的有机憐产物;和 b) 将被污染的有机憐产物完全溶解于溶剂中W得到被污染的溶液； 在一个操作中进行。3. 权利要求1或2的方法，其特征在于纯化的溶液的总氯含量小于被污染的溶液的总氯 含量。4. 根据权利要求3的方法，其特征在于被污染的有机憐产物的总氯含量在1000- 1000(K)ppm之间，而纯化的有机憐产物的总氯含量在lO-lOOOOppm之间，优选地，纯化的有机 憐产物的总氯含量在10-100化pm之间，其中单位卵m是指重量。5. 权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于被污染的有机憐产物包含至少一种选自 如下的氯化合物： ?包含至少一个碳原子的有机氯化物； ?没有碳原子的无机氯化物； 其中特别优选存在至少一种如下的氯化合物： Ξ氯化憐、氯代亚憐酸醋、二氯代亚憐酸醋、胺的盐酸盐、碱金属的盐酸盐、碱±金属的 氯化物、由Ξ氯化憐水解而得到的含氯酸。6. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于所用溶剂为选自如下的物质，或者 将来自如下的若干种物质的混合物用作溶剂： ?芳族控，特别例如甲苯、二甲苯、邻二甲苯、苯甲酪； ?酸类，特别例如四氨巧喃(THF)、石油酸、乙酸、甲基叔下基酸(MT肥）； ?腊类，特别例如乙腊(ACN); ?乙酸乙醋； 参丙酬； ?醇类，特别例如甲醇、乙醇、异丙醇、下醇。7. 根据权利要求6的方法，其特征在于被污染的溶液形成单一有机相，具体而言，除了 有机相，没有形成水相。8. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于被污染的有机憐产物在溶剂中的完 全溶解在高于20°C的溫度和低于所选溶剂的沸点的溫度下，特别在40°C-12(rC的溫度下进 行。9. 根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于被污染的溶液的分离借助过滤器而 进行，并且纯化的溶液在过滤器上作为滤液而产生，若需要的话，被污染的溶液的分离在至 少一种过滤助剂存在下而进行，其中预先将所述过滤助剂加入被污染的溶液或溶剂中。10. 根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于被污染的溶液的分离借助膜分离装 置而进行，纯化的溶液作为膜分离装置的保留物而产生。11. 根据权利要求10的方法，其特征在于所述膜分离装置具有至少一个膜，其分离活性 材料选自如下膜材料： ?基于娃树脂的聚合物 参聚酸讽 ?聚酷亚胺。12. 根据权利要求10或11的方法，其特征在于被污染的溶液的分离借助膜分离装置在 与被污染的有机憐产物完全溶解于溶剂期间的溫度而不同的溫度下进行，特别是，被污染 的溶液借助膜分离装置的分离在10-80°C的溫度下进行。13. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述有机憐产物包含至少一个选 自如下的有机憐化合物： ?麟； ?二麟； ?麟酸醋； ?次亚麟酸醋； ?优选亚憐酷胺； ?优选单亚憐酸醋； ?特别优选双亚憐酸醋，尤其是结构式(I)至(IV)中的一种或多种双亚憐酸醋：14. 制备包含金属和至少一种有机憐化合物作为配体的催化剂体系的方法，其特征在 于在所述催化剂体系的生产过程中使用了根据权利要求13得到的纯化有机憐产物。15. 用于不饱和化合物在均相催化剂体系存在下的加氨甲酯化或氨氯化或氨化的方 法，其中所述均相催化剂体系具有金属和至少一种有机憐化合物作为配体，其特征在于所 述催化剂体系根据权利要求14而生产。
【文档编号】C07F9/6574GK105940006SQ201580006464
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年1月16日
【发明人】K·M·迪巴拉, R·弗兰克, D·弗里达格, M·普里斯克
【申请人】赢创德固赛有限公司