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Cloruro de tetrakis(hidroximetil)fosfonio

El cloruro de tetrakis (hidroximetil) fosfonio (THPC) es un compuesto organofosforado con la fórmula química [P (CH 2 OH) 4 ] Cl. El catión P(CH 2 OH) 4 + tiene cuatro coordenadas, como es típico de las sales de fosfonio . El THPC tiene aplicaciones como precursor de materiales retardantes de fuego, [1] así como como microbicida en sistemas de agua comerciales e industriales.

Síntesis y reacciones.

El THPC se puede sintetizar con alto rendimiento tratando fosfina con formaldehído en presencia de ácido clorhídrico . [1]

PH 3 + 4 H 2 C=O + HCl → [P(CH 2 OH) 4 ]Cl

El THPC se convierte en tris (hidroximetil) fosfina tras el tratamiento con hidróxido de sodio acuoso : [2]

[P(CH2OH ) 4 ] Cl + NaOH → P(CH2OH ) 3 + H2O + H2C = O + NaCl

Aplicación en textiles

El THPC tiene importancia industrial en la producción de acabados resistentes a las arrugas y retardantes de llama en textiles de algodón y otros tejidos celulósicos. [3] Se puede preparar un acabado retardante de llama a partir de THPC mediante el proceso Proban, [4] en el que el THPC se trata con urea. La urea se condensa con los grupos hidroximetilo del THPC. La estructura de fosfonio se convierte en óxido de fosfina como resultado de esta reacción. [5]

[P(CH 2 OH) 4 ]Cl + NH 2 CONH 2 → (HOCH 2 ) 2 POCH 2 NHCONH 2 + HCl + HCHO + H 2 + H 2 O

Esta reacción avanza rápidamente, formando polímeros insolubles de alto peso molecular. El producto resultante se aplica a las telas en un "proceso de secado con almohadilla". Este material tratado luego se trata con amoníaco e hidróxido de amoníaco para producir fibras retardantes de llama.

El THPC puede condensarse con muchos otros tipos de monómeros además de la urea. Estos monómeros incluyen aminas, fenoles y ácidos y anhídridos polibásicos.

Tris(hidroximetil)fosfina y sus usos

La tris(hidroximetil)fosfina, que se deriva del cloruro de tetrakis(hidroximetil)fosfonio, es un intermedio en la preparación del ligando soluble en agua 1,3,5-triaza-7-fosfaadamantano (PTA). Esta conversión se logra tratando hexametilentetramina con formaldehído y tris(hidroximetil)fosfina. [6]

La tris (hidroximetil) fosfina también se puede utilizar para sintetizar el heterociclo N-boc-3-pirrolina mediante metátesis de cierre de anillo utilizando el catalizador de Grubbs (dicloruro de bis (triciclohexilfosfina) bencilidinrutenio). La N-Boc-dialilamina se trata con catalizador de Grubbs, seguido de tris(hidroximetil)fosfina. Los dobles enlaces carbono-carbono se cierran en el anillo, liberando gas eteno, lo que da como resultado N-boc-3-pirrolina. [7] Los grupos hidroximetilo del THPC experimentan reacciones de sustitución cuando el THPC se trata con nitrilo, ácido, amida y epóxidos α,β-insaturados. Por ejemplo, la base induce la condensación entre THPC y acrilamida con desplazamiento de los grupos hidroximetilo. (Z = CONH2 )

[P(CH2OH ) 4 ] Cl + NaOH + 3CH2 = CHZ → P( CH2CH2Z ) 3 + 4CH2O + H2O + NaCl

Se producen reacciones similares cuando el THPC se trata con ácido acrílico ; Sin embargo, sólo se desplaza un grupo hidroximetilo. [8]

Referencias

  1. ^ ab Svara, Jürgen; Weferling, Norberto; Hofmann, Thomas. Compuestos de fósforo orgánicos. Enciclopedia de química industrial de Ullmann. John Wiley & Sons, Inc, 2008 Svara, Jürgen; Weferling, Norberto; Hofmann, Thomas (2006). "Compuestos de fósforo orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_545.pub2. ISBN 3527306730.
  2. ^ M. Caporali, L. Gonsalvi, F. Zanobini, M. Peruzzini "Síntesis del ligando bidentado (P, N) soluble en agua PTN (Me)" Inorg. Síntesis, 2011, vol. 35, pág. 92-108. doi :10.1002/9780470651568.ch5
  3. ^ Weil, Edward D.; Levchik, Sergei V. (2008). "Retardantes de llama en uso comercial o desarrollo para textiles". J. Ciencia del fuego. 26 (3): 243–281. doi :10.1177/0734904108089485. S2CID  98355305.
  4. ^ "Preguntas frecuentes: ¿Qué es el proceso PROBAN®?". Rhodia Proban. Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2012 . Consultado el 25 de febrero de 2013 .
  5. ^ Reeves, Wilson A.; Guthrie, John D. (1956). "Intermedio para polímeros resistentes al fuego: reacciones de cloruro de tetrakis (hidroximetil) fosfonio". Química Industrial y de Ingeniería . 48 (1): 64–67. doi :10.1021/ie50553a021.
  6. ^ Daigel, Donald J.; Decuir, Tara J.; Robertson, Jeffrey B.; Darensbourg, Donald J. (2007). "1,3,5-Triaz-7-Fosfatriciclo [3.3.1.1 3,7 ] Decano y derivados". Síntesis inorgánicas . vol. 32. págs. 40–42. doi :10.1002/9780470132630.ch6. ISBN 978-0-470-13263-0. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  7. ^ Ferguson, Marcelle L.; O'Leary, Daniel J.; Grubbs, Robert H. (2003). "Síntesis de metátesis de cierre de anillo de N-Boc-3-pirrolina". Síntesis orgánicas . 80 : 85. doi : 10.15227/orgsyn.080.0085{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ).
  8. ^ Vullo, WJ (1966). "Reacciones de sustitución de hidroximetilo del cloruro de tetrakis (hidroximetil) fosfonio". Ing. de Indiana. Química. Pinchar. Res. Desarrollo . 58 (4): 346–349. doi :10.1021/i360020a011.