Synthese von Trimethylphosphat [512-56-1]

Trimethylphosphat [512-56-1-A]            C3H9O4P

In einem 500-ml-Zweihalsrundkolben, inklusive Magnetrührstäbchen und einem in den Kolben ragenden Thermometer, werden 96 g (3 mol) Methanol [67-56-1] eingefüllt. Mittels eines Eisbads kühlt man das Methanol auf 5 C ab. In der Zwischenzeit werden die ersten 40 g Phosphorpentoxid [1314-56-3] abgewogen und sofort luftdicht in einem weithälsigen Behältnis verschlossen. Sobald das Methanol abgekühlt ist, wird unter Magnetrühren ein Spatel des abgewogenen Phosphorpentoxids hinzugegeben und das Behältnis schnellstens wieder verschlossen. Nach der Zugabe steigt die Temperatur sofort auf 8-9 C. Durch vorsichtige Zugabe, können die ersten 40 g des Phosphorpentoxids über einen Zeitraum von einer Stunde so hinzugeben werden, dass die Temperatur der Mischung 15 C nicht übersteigt. Anschließend werden die nächsten 50 g des Phosphorpentoxids ebenfalls in kleinen Portionen über den Zeitraum von 1 Stunden hinzugegeben. Schließlich werden die letzten 50 g Phosphorpentoxid genau so, wie die 90 g zuvor hinzugegeben, nur das man diesmal die Temperatur bis 25 C ansteigen lässt. Für die Zugabe der gesamten 140 g Phosphorpentoxid werden 4-5 Stunden benötigt. Am Ende der Zugabe schwimmen weiße, klebrige Flocken in der öligen Estermischung. Um diese aufzulösen und die Reaktion zu vervollständigen, wird die Estermischung eine Stunde auf einem Wasserbad erhitzt. Sobald die Mischung wieder abgekühlt ist, sind fast alle Flocken verschwunden. Nun wird die Reaktionsmischung sehr vorsichtig mit 26 g einer wässrigen, 50%-igen Natriumhydroxid-Lösung teilweise neutralisiert. Dies dauert ungefähr 15-20 Minuten.
Der Aufbau wird nun für eine Vakuumdestillation vorbereitet. Der Rundkolben wird langsam erhitzt, während ein Vakuum von 30 mbar angelegt ist. Die Innentemperatur steigt auf 170 C, wobei Wasser und etwas Methanol übergehen. Das Ende des Wasserübergangs kann leicht daran erkannt werden, dass die Wassertropfen im Kondensator verschwinden. Hiernach wird die Destillation abgebrochen, die zu destillierende Mischung abgekühlt, der Unterdruck entlassen und ein neuer, sauberer Auffangkolben eingesetzt. Erneutes Erhitzen bei einem Druck von 25 mbar lässt sie Pyrolyse des Gemisches bei 188 C starten. Bis zu einer Gemisch-Temperatur von 210 C destilliert Trimethylphosphat als wasserklare Flüssigkeit über. Sobald die Temperatur 200 C erreicht hat, beginnt der Kolbeninhalt zu schäumen. Die Destillation kommt zum Ende und die Temperatur im Kolben fällt sogar bei weiterer Erwärmung mittels der Heizquelle. Die Erwärmung wird beendet und, sobald sich die Apparatur abgekühlt hat, das Vakuum abgebaut. Im Destillationskolben erstarrt NaH2PO4; kann aber durch Wasserzugabe entfernt werden.
Die Menge des aufgefangenen Trimethylphosphats beträgt 45.6 g. Dies entspricht einer Ausbeute von 35%. Die Dichte des Destillats wurde auf 1.2 g/ml bestimmt und stimmt in den Fehlergrenzen der Messung mit dem Literaturwert von 1.21 g/ml überein.

Quelle (Übersetzung): Versuchsprotokoll von Uemura (von The Hive)
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Letzte Aktualisierung: 25/10/04


Trimethylphosphat [512-56-1-B]            C3H9O4P

In einem 5-Liter-Dreihalskolben, der mit einem mechanischen Rührer, Rückflusskühler und Tropftrichter ausgestattet ist, werden 454 g (8.4 mol) Natriummethoxid [124-41-4] in 1200 ml wasserfreiem Benzol [71-43-2] suspendiert. In den Kolben werden 255 ml (428 g bzw. 2.8 mol) Phosphoroxidtrichlorid [10025-87-3] in einer derartigen Art und Weise hinzugegeben, dass die Temperatur der Mischung zwischen 50 und 60 C bleibt und die Zugabe insgesamt vier Stunden dauert. Die Reaktion verläuft exotherm. Man lässt die Reaktionsmischung über Nacht stehen und dekantiert den größten Teil des Benzols ab. Das überbleibende Natriumchlorid wird mit zusätzlichen 750 ml Benzol in einem Soxhlet-Extraktor extrahiert. Beide Benzollösungen werden zusammengefügt und unter Unterdruck aufkonzentriert, um 333.5 g Trimethylphosphat zu ergeben. Siedepunkt 94 C bei 22 mmHg (29.3 mbar) ; n(25)D 1.3960; Ausbeute 85%.

Übersetzt aus: J. Am. Chem. Soc.; 1952; 74(11); 2923-2924 - The Reaction between Magnesium and Trimethyl Orthophosphate
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Letzte Aktualisierung: 22/12/04

Andere Bezeichnungen:
Phosphorsäuretrimethylester,
TMP