8.1 Гидролиз
Фторангидрид изопропилового эфира метилфосфоновой кислоты гидролизуется в нейтральных водных растворах с образованием двух нетоксичных продуктов - изопропилового метилфосфоновой кислоты фтористоводородной кислоты:
Скорость гидролиза возрастает с повышением температуры и концентрации GB, но особенно сильно изменяется в присутствии кислот, щелочей и различных катализаторов.
При концентрации GB в водном растворе меньше 14 мг/л и температуре 25C за 54 часа гидролизуется 50 продукта. При более высоких концентрациях GB скорость гидролиза возрастает из-за каталитического влияния его продуктов. Кислый изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты легко диссоциирует на ионы:
Ионы водорода (протоны) способны, как известно, к образованию водородных связей с атомами фтора, что ведет к ослаблению связи последнего с фосфором и к облегчению атаки положительно поляризованного атома фосфора молекулой воды:
В связи с этим даже без добавки кислот гидролиз GB является самоускоряющимся (автокаталитическим) процессом, так как образующиеся в результате гидролиза кислые вещества поставляют протоны во все возрастающем количестве.
Естественно, что добавление в воду любых минеральных или органических протонодонорных кислот вызовет ускорение гидролиза GB. Так, при концентрации GВ в растворе 140 мг/л и температуре 20-30С соединение практически полностью разлагается при рН = 3 за 100 ч, а при рН = 1 - менее чем за 2 ч.
Гидролиз GB в присутствии щелочей происходит значительно быстрее, чем в присутствии кислот. Это объясняется большей нуклеофильностью аниона гидроксила НО- по сравнению с недиссоциированной молекулой воды:
Суммарно гидролиз GB в щелочной среде описывается уравнением:
Скорость гидролиза изменяется пропорционально концентрации гидроксильных ионов, возрастая с ее увеличением. Время полного разложения GB с концентрацией 140 мг/л при температуре 20-30С и рН = 9,5 составляет 66 мин, а при рН = 11,5 около 1,5 мин. Ориентировочно время гидролиза GB (ч) для рН = 7-13 а температуры 25° С можно рассчитать по формуле:
t1/2=5,4* 108* 10-pн.
Таким образом, водные растворы щелочей можно использовать для уничтожения фторангидрида изопропилового эфира метилфосфоновой кислоты.
При кипячении GB с растворами кислот и щелочей реакция не останавливается на замещении атома фтора, а происходит дальнейший гидролиз по эфирной связи:
При избытке щелочей продуктами реакций являются соли метилфосфоновой и фтористоводородных кислот и изопропилового спирта:
Все продукты нетоксичны.