專利名稱：N-膦?；谆拾彼岬闹苽浞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備N-膦?；谆拾彼岬姆椒?，其中使六氫三嗪化合物與亞磷酸三?；ピ谟袡C(jī)溶劑中反應(yīng)，將所得的膦酰基化合物先萃取入水相，并從有機(jī)相分離出來(lái)，然后水解。
N-膦?；谆拾彼?草甘膦鹽)是廣泛使用的全除草劑。許多制備膦酰基甲基甘氨酸的方法是公知的。一種制備方法是使六氫三嗪衍生物與含磷的酯反應(yīng)。US 4 181 800描述了制備下式的六氫三嗪的方法 和US 4 053 505描述了這些六氫三嗪與含磷二酯進(jìn)行反應(yīng)，然后將所得的產(chǎn)物水解，得到膦?；谆拾彼帷Ｒ呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，可以提高單膦酸化產(chǎn)品的收率和選擇性。但是，含磷二酯是非常昂貴的。
EP-A-104 775(對(duì)應(yīng)于US 4 425 284、US 4 482 504和US 4 535 181)描述了上述六氫三嗪與酰鹵反應(yīng)，然后用含磷三酯膦酸化，并水解得到膦?；谆拾彼?，這按照下式進(jìn)行 以此方式，確實(shí)以較好的收率獲得膦?；谆拾彼?；但是，除了使用昂貴的含磷酯，該方法還需要使用光氣。此外，光氣僅僅能以游離酸的形式回收，然后必須在另一個(gè)步驟中轉(zhuǎn)化成酰氯，導(dǎo)致工藝成本顯著增加。此外，不能循環(huán)所有用于酯化磷酸的醇，因?yàn)樵谠摲磻?yīng)中形成1當(dāng)量的相應(yīng)烷基氯，它進(jìn)一步是毒理學(xué)上不可接受的。
US 4 428 888(對(duì)應(yīng)于EP-A-149 294)描述了上述六氫三嗪與磷酸氯化物在無(wú)水強(qiáng)酸的存在下反應(yīng)，例如鹽酸，和C1-C6羧酸，例如乙酸。通過這種方法，獲得許多不確定的副產(chǎn)物，這降低了膦酰基甲基甘氨酸的收率，并需要提純產(chǎn)品的復(fù)雜操作。
US 4 442 044描述了式5的六氫三嗪與含磷三酯反應(yīng)，得到相應(yīng)的膦酸鹽化合物，用作除草劑。
DD-A-141 929和DD-A-118 435描述了上述六氫三嗪的堿金屬鹽(例如R＝Na)與含磷三酯反應(yīng)。但是，由于堿金屬鹽的溶解性差，所以轉(zhuǎn)化率低。
US 5 053 529描述了制備膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中使上述六氫三嗪與含磷三酯在四氯化鈦存在下反應(yīng)，然后將所得產(chǎn)物水解。四氯化鈦的使用使得該制備方法更加昂貴。此外，膦?；谆拾彼岬氖章什涣钊藵M意。
US 4 454 063、US 4 487 724和US 4 429 124描述了制備膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中下式的化合物 其中R1和R2是芳族或脂族基團(tuán)，與RCOX(X＝Cl、Br、I)反應(yīng)得到下式化合物 并使該化合物與金屬氰化物反應(yīng)，將所得的產(chǎn)物水解。該方法的缺點(diǎn)是如上所述那樣使用酰氯。
其它合成方法是從下式的氰甲基取代的六氫三嗪開始的 進(jìn)而，US 3 923 877和US 4 008 296公開了六氫三嗪衍生物與膦酸二烷基酯在酸催化劑例如氯化氫、路易斯酸、光氣或羧酸酐存在下反應(yīng)，得到下式化合物 隨后水解得到膦?；谆拾彼岷?-10％的二膦?；谆a(chǎn)物。
US 4 067 719、US 4 083 898、US 4 089 671和DE-A-2751631描述了氰甲基取代的六氫三嗪與膦酸二芳基酯在不存在催化劑的情況下反應(yīng)，得到化合物9，其中R”＝芳基。該方法具有上述相同的缺點(diǎn)，使用了羧基取代的六氫三嗪5。
EP-A-097 522(對(duì)應(yīng)于US 4 476 063和US 4 534 902)描述了六氫三嗪6與酰鹵的反應(yīng)，得到10，然后用含磷的三酯或二酯膦酸化，得到11，最后水解得到膦?；谆拾彼?，這按照下面的反應(yīng)式進(jìn)行 在這里，同樣發(fā)現(xiàn)與使用羧基取代的六氫三嗪衍生物的方法相同的缺點(diǎn)。
最后，US 4 415 503描述了氰甲基取代的六氫三嗪的反應(yīng)，類似于US4 428 888的方法。在這種情況下，也發(fā)現(xiàn)副產(chǎn)物的產(chǎn)量增加。
EP 164 923A描述了式11化合物的改進(jìn)水解。
DE 199 62 601描述了一種制備膦?；谆拾彼岬姆椒?，包括a)式II的六氫三嗪衍生物 其中X是CN、COOZ、CONR1R2或CH2OY，Y是H或易于替換H的基團(tuán)；Z是H、堿金屬、堿土金屬、C1-C18烷基或芳基，芳基是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代；R1和R2可以是相同或不同的，是H或C1-C4烷基，與式III的亞磷酸三酰基酯反應(yīng)，P(OCOR3)3其中基團(tuán)R3可以是相同或不同的，是C1-C18烷基或芳基，芳基是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代，得到式I的化合物 其中R3和X如上定義，和b)將式I的化合物水解，和在X是CH2OY的情況下，將式I化合物氧化。
該方法的步驟(a)優(yōu)選在惰性有機(jī)溶劑中進(jìn)行，特別優(yōu)選在鹵代溶劑中進(jìn)行，例如1，2-二氯乙烷。根據(jù)步驟(b)的水解(皂化)可以在堿性、中性或酸性條件下進(jìn)行。
在水解后，N-膦?；谆拾彼釕?yīng)該優(yōu)選以水溶液的形式存在。在步驟(a)中所用的溶劑在水解之前或之后被分離出來(lái)。如果該溶劑在水解期間存在，則它應(yīng)該不發(fā)生消耗或分解，特別是出于成本最低的考慮。因此，在該方法的變型中，在步驟(a)中所用的溶劑在水解之前、即在步驟(b)之前被部分或完全蒸餾出來(lái)，殘余物被水解。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的方法變型，水解在含水/有機(jī)兩相體系中進(jìn)行。在水解之后，將兩相分離并后處理。在水相中發(fā)現(xiàn)N-膦?；谆拾彼?。
如果溶劑通過蒸餾除去，則該工藝所需的能量很高；因此，在水解后通過相分離除去是更經(jīng)濟(jì)的。但是，如果所用的溶劑是氯代烴，例如1，2-二氯乙烷，則溶劑在水解條件下的穩(wěn)定性受到限制。
氯代烴在水解條件下的穩(wěn)定性不足已經(jīng)是長(zhǎng)期公知的。例如H.Bahr和H.Zieler在Angew.Chem.43(1930)，286中所述，在150℃以上的溫度下，二氯乙烷大部分轉(zhuǎn)化成乙二醇。DE 537 448描述了用水在120℃以上的溫度下將二氯乙烷水解成二醇，其中形成的鹽酸的濃度保持低于4％。DE 540513描述了通過于80-100℃在堿金屬氫氧化物水溶液存在下水解而從羥腈制備二醇。
從上述例子可以看出，特別是如果使用中性或堿性水解條件，溶劑易于水解。但是從原料成本考慮，特別優(yōu)選中性水解條件，其中形成單銨鹽，和優(yōu)選堿性水解條件，其中例如如果使用氫氧化鈉水溶液，則形成N-膦?；谆拾彼岬膯吴c鹽。這兩種鹽都能溶于水，可以通過僅僅添加1當(dāng)量的酸而從這些溶液中沉淀出N-膦?；谆拾彼?。因此，對(duì)于每摩爾N-膦?；谆拾彼幔瑑H僅形成1摩爾鹽。酸解要求大量過量的酸，導(dǎo)致廢水的較高鹽負(fù)載量，和原料的較高成本。另一方面，由于溶劑易于分解，所以中性或堿性水解必須在非常溫和的條件下進(jìn)行，導(dǎo)致相當(dāng)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。
本發(fā)明的目的是提供一種從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度考慮的改進(jìn)的制備N-膦?；谆拾彼岬姆椒?。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備N-膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中避免了有機(jī)溶劑的分解，并以高純度獲得產(chǎn)物。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些目的可以通過一種制備N-膦?；谆拾彼岬姆椒▽?shí)現(xiàn)，包括a)使式II的六氫三嗪衍生物
其中X是CN、COOZ、CONR1R2或CH2OY，Y是H或易于替換H的基團(tuán)；Z是H、堿金屬、堿土金屬、C1-C18烷基或芳基，所述芳基是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代；R1和R2可以是相同或不同的，是H或C1-C4烷基，與式III的亞磷酸三酰基酯在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，P(OCOR3)3其中基團(tuán)R3可以是相同或不同的，是C1-C18烷基或芳基，所述芳基是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代，得到式I的化合物 其中R3和X如上定義，b)所得的反應(yīng)混合物用水或酸的水溶液或堿的水溶液萃取，c)分離各相，和d)水解或進(jìn)一步水解在水相中所含的產(chǎn)物。
在步驟(d)之后，N-膦?；谆拾彼釓乃喃@得。
在水相中含有的、任何其它有用的和/或可循環(huán)的組分優(yōu)選相似地從水相中除去，和在適宜時(shí)循環(huán)加入該工藝中。
如果式II中的X是CH2OY，則在水解后獲得的產(chǎn)物仍然必須被氧化。
烷基表示具有優(yōu)選1-8個(gè)碳原子、特別是1-4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基鏈。烷基的例子是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正己基、2-乙基己基，等。
芳基優(yōu)選是苯基或萘基。
X優(yōu)選是CN或COOZ。
Z優(yōu)選是H、堿金屬或C1-C18烷基。
如果Y是易于替換H的基團(tuán)，則優(yōu)選是脂族或芳族?；駽1-C6烷基。脂族?；鶅?yōu)選是C1-C6-CO基團(tuán)，芳族?；鶅?yōu)選是苯甲?；?。
R1和R2優(yōu)選表示H。
R3特別優(yōu)選是酰基，它可以是未取代的或如上所述取代的。特別合適的基團(tuán)R3是苯基、對(duì)甲苯基和對(duì)硝基苯基。
式II的化合物是公知的，可以按照公知的方式或類似公知的方法制備，參見例如上述現(xiàn)有技術(shù)。可以例如是胺X-CH2-CH2與甲醛源物質(zhì)(例如福爾馬林溶液或低聚甲醛)反應(yīng)，例如其中使伯胺溶解在福爾馬林水溶液中。所需的六氫三嗪可以通過結(jié)晶或通過蒸發(fā)水來(lái)獲得。該方法描述在DE-A-2645085中，對(duì)應(yīng)于US 4181800，其內(nèi)容引入本文供參考。
其中X是CN的式II化合物可以通過Strecker合成來(lái)獲得，即，使氨、氫氰酸和甲醛源物質(zhì)反應(yīng)。這種方法描述在例如US 2 823 222中，其內(nèi)容引入本文供參考。
式III的化合物可以通過許多方法制備。第一種方法是羧酸R3COOH與三鹵化磷、特別是三氯化磷反應(yīng)。所用的羧酸鹽優(yōu)選是堿金屬或堿土金屬鹽，特別是鈉、鉀或鈣鹽，或銨鹽。該反應(yīng)可以在不使用溶劑的情況下進(jìn)行，所得的反應(yīng)產(chǎn)物可以直接用于步驟(a)，但是，該反應(yīng)優(yōu)選在惰性有機(jī)溶劑中進(jìn)行，特別是醚，例如二噁烷、四氫呋喃等；鹵代、特別是氯代或氟代的有機(jī)溶劑，例如二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、氯苯或1，2-二氯苯；脂族或芳族烴，例如正辛烷、甲苯、二甲苯或硝基苯。優(yōu)選使用與隨后步驟(a)中相同的溶劑。特別優(yōu)選使用氯代烴。
在反應(yīng)期間形成的鹽、例如氯化鈉(如果使用三氯化磷和所述羧酸的鈉鹽)可以在反應(yīng)之后除去。如果所得的鹽是氯化銨或其它鹵化銨，則所用的氨可以通過用強(qiáng)堿例如氫氧化鈉水溶液使該鹽的水溶液呈堿性(pH11-14)來(lái)回收，然后氨按照常規(guī)的方式汽提出來(lái)。以此方式獲得的氨可以在干燥后例如通過以液態(tài)或氣態(tài)形式蒸餾或作為水溶液來(lái)循環(huán)，并用于制備羧酸的銨鹽。
另一種制備式III化合物的方法是羧酸R3COOH與三鹵化磷在胺存在下反應(yīng)。所用的胺特別是脂族或脂環(huán)族的二胺或三胺，例如三乙胺、三丁胺、二甲基乙胺或二甲基環(huán)己胺，以及吡啶。一般來(lái)說，這種方法在有機(jī)溶劑中進(jìn)行。合適的溶劑在上面關(guān)于第一種制備方法的敘述中列出。優(yōu)選使用二噁烷、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷、硝基苯或甲苯。如果使用溶劑，則所形成的胺鹽酸鹽沉淀出來(lái)，可以過濾。如果用強(qiáng)堿例如氫氧化鈉水溶液處理胺鹽酸鹽，則從鹽酸鹽中釋放出胺。揮發(fā)性胺可以通過蒸餾或萃取來(lái)回收。非揮發(fā)性胺可以通過萃取獲得，或如果在胺的釋放過程中獲得兩相混合物，則通過相分離獲得。固體胺可以通過過濾回收?；厥盏陌房梢栽谶m宜時(shí)干燥之后循環(huán)回該工藝。
另一種制備式III化合物的方法是羧酸R3COOH與三鹵化磷、特別是三氯化磷在添加堿的情況下反應(yīng)。在該反應(yīng)中，必要的是從反應(yīng)混合物除去形成的鹵化氫。這可以按照常規(guī)方式進(jìn)行，例如通過惰性氣體例如氮?dú)?。釋放出的鹵化氫然后(如果要進(jìn)行酸解)以水溶液的形式用于步驟(d)中的水解。
本發(fā)明方法的步驟(a)在惰性有機(jī)溶劑中進(jìn)行，該溶劑可以是水混溶性溶劑，但優(yōu)選是水不混溶性溶劑。合適的溶劑例如是烴類，例如甲苯或二甲苯；醚類，例如四氫呋喃、二噁烷或二丁醚；硝基苯等。該步驟特別優(yōu)選在鹵代溶劑中進(jìn)行，優(yōu)選氯代和/或氟代脂族烴，例如二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、氯苯或1，2-二氯苯。特別優(yōu)選1，2-二氯乙烷。
反應(yīng)參與物方便地按照基本上化學(xué)計(jì)算量使用。但是，還可以使用過量例如至多10％的一種或另一種反應(yīng)參與物。反應(yīng)溫度通常是-10℃至140℃，優(yōu)選在室溫至100℃的范圍內(nèi)。在這些條件下所需的反應(yīng)時(shí)間是很短的；一般該反應(yīng)基本在10-30分鐘內(nèi)完成。
根據(jù)步驟(a)獲得的式I化合物是用于制備N-膦?；谆拾彼岬挠杏弥虚g體。為了轉(zhuǎn)化成膦?；谆拾彼?，在步驟(a)獲得的反應(yīng)混合物先進(jìn)行萃取(步驟(b))。這可以在酸性、中性或堿性條件下進(jìn)行。在這里，pH的調(diào)節(jié)可以對(duì)應(yīng)于隨后水解所需的條件；但是，萃取還可以在與隨后水解不同的另一pH范圍內(nèi)進(jìn)行。例如，可以在酸性或中性范圍內(nèi)萃取，然后加入堿進(jìn)行在堿性范圍內(nèi)的水解。
萃取優(yōu)選在從室溫至反應(yīng)混合物的回流溫度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，特別是至少50℃。膦?；衔颕進(jìn)入水相的相轉(zhuǎn)移過程非?？斓剡M(jìn)行在其中X＝CN和R3＝苯基的化合物I的情況下，在50℃萃取入水中，然后僅僅10分鐘內(nèi)，超過95％的所有磷已經(jīng)在水相中，在回流溫度下10分鐘后幾乎達(dá)到99％。
一般來(lái)說，幾分鐘例如5分鐘的萃取時(shí)間是足夠的，這取決于溫度。萃取時(shí)間優(yōu)選是至少10分鐘，特別優(yōu)選至少1小時(shí)。特別是在低溫萃取的情況下，可能需要較長(zhǎng)的萃取時(shí)間，例如至少2小時(shí)。
在萃取期間，至少一部分式I的膦酰基化合物通常已經(jīng)部分水解。部分水解應(yīng)該理解為指在步驟(a)產(chǎn)物中所含的僅僅一部分R3CO基團(tuán)分裂。水解程度取決于所述膦?；衔锖瓦x擇的萃取條件。在其中X＝CN和R3＝苯基的化合物I的情況下，在萃取10分鐘后，所有苯甲酸的45-50％已經(jīng)以游離形式存在，這取決于萃取條件。
用于萃取的酸特別是無(wú)機(jī)酸，例如鹽酸、硫酸或磷酸。堿性萃取通常使用堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物進(jìn)行，特別是使用氫氧化鈉或氫氧化鉀。
在萃取期間，步驟(a)中所用的溶劑混合物基本沒有分解，即使所述溶劑是具有很強(qiáng)分解趨勢(shì)的氯代烴時(shí)也是如此。
水相和有機(jī)相然后彼此分離(步驟(c))。這得到可能含有溶解的雜質(zhì)的有機(jī)相，它可以通過簡(jiǎn)單的方法從有價(jià)值產(chǎn)物中分離。水相含有步驟(a)的產(chǎn)物，和適宜時(shí)含有其部分水解的產(chǎn)物。相分離按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)方法進(jìn)行?；衔颕和/或在水相中存在的部分水解產(chǎn)物然后進(jìn)行水解(步驟(d))。根據(jù)所希望的水解條件，可以向水相中加入酸或堿。由于在酸解的情況下需要高度過量的酸，所以水解優(yōu)選在中性或堿性條件下進(jìn)行。
為了達(dá)到所需的反應(yīng)溫度，水解在升高的壓力下進(jìn)行。優(yōu)選，在水解期間的反應(yīng)溫度高于萃取期間的溫度。一般來(lái)說，反應(yīng)溫度比萃取期間的溫度高出至少20℃，特別是至少30℃。優(yōu)選的反應(yīng)溫度在100-180℃的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選130-150℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選是約5分鐘至4小時(shí)，特別優(yōu)選是約10分鐘至2小時(shí)，非常特別優(yōu)選約20分鐘。
對(duì)于水解，優(yōu)選中性或堿性條件。在堿性水解的情況下，堿優(yōu)選以基本等量使用。
適用于水解的酸和堿一般分別是上述那些在萃取部分中敘述的酸和堿。
并不是必須采取溫和的水解條件，因?yàn)椴淮嬖谝子诜纸獾挠袡C(jī)溶劑。
如果X是CH2OY，則在水解后獲得的產(chǎn)物仍然必須被氧化。所用的物質(zhì)特別是其中X是CH2OH的化合物。得到膦?；谆拾彼岬难趸磻?yīng)按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)方法進(jìn)行，例如通過催化脫氫在銅催化下進(jìn)行。
如果X是CH2OY且Y是?；瑒t在步驟(a)產(chǎn)物的水解期間分裂出?；?，并形成其中X是CH2OH的相應(yīng)化合物。該化合物進(jìn)行氧化，得到膦?；谆拾彼?，如上所述。
如果X是CH2OY且Y是烷基，則在步驟(a)產(chǎn)物的酸解條件下，醚的分裂通常同時(shí)發(fā)生。所得的其中X是CH2OH的化合物如上所述進(jìn)行氧化，得到膦?；谆拾彼帷?br> 在水解結(jié)束之后，經(jīng)過水解的N-膦?；谆拾彼嵋喳}的形式存在，從水相取出。這優(yōu)選通過按照適宜的方式調(diào)節(jié)pH進(jìn)行。
通過例如加入酸或堿例如HCl、H2SO4或NaOH、KOH、Ca(OH)2將水相的pH調(diào)節(jié)在0.5-2.0、特別是0.8-1.5的范圍內(nèi)，和在適宜時(shí)通過濃縮水相和/或加入沉淀助劑，膦酰基甲基甘氨酸被沉淀出來(lái)并按照常規(guī)的方式分離，例如通過過濾進(jìn)行。合適的過濾助劑優(yōu)選是水混溶性溶劑，例如甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮等。從母液中，通過蒸餾回收溶劑，并再次使用。
在水解期間形成的氨或任何形成的氯化銨可以循環(huán)入該工藝中，在適宜時(shí)通過使混合物成為堿性并汽提回收氨來(lái)進(jìn)行。
如果需要，所獲得的膦?；谆拾彼嵬ㄟ^適宜的方式脫色。這可以例如通過用少量脫色劑處理來(lái)進(jìn)行，脫色劑是例如氧化劑，例如過硼酸鹽或H2O2，或吸收劑，例如活性碳。脫色劑的量取決于脫色程度，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知簡(jiǎn)單地確定。用脫色劑進(jìn)行的處理可以在水解后的任何階段按照常規(guī)方式進(jìn)行。方便地，在膦酰基甲基甘氨酸沉淀之前加入脫色劑。
除了N-膦?；谆拾彼嶂?，在水解期間形成的反應(yīng)混合物含有其它產(chǎn)物和/或副產(chǎn)物。羧酸R3COOH在水解期間由過量的酸形成，或在中性水解的情況下直接形成，或在堿性水解的情況下在酸化后由強(qiáng)酸形成，優(yōu)選達(dá)到pH小于0.5。羧酸然后按照常規(guī)方式除去，例如通過過濾出沉淀的固體羧酸、通過蒸餾或通過用與水相不混溶的有機(jī)溶劑萃取來(lái)進(jìn)行。羧酸以高純度獲得，可以沒有問題地再次用于制備式III的化合物。來(lái)自步驟(a)的有機(jī)溶劑也可以在萃取化合物I之后沒有問題地循環(huán)。但是，一般來(lái)說，溶劑先進(jìn)行蒸餾、萃取、過濾和/或汽提以除去雜質(zhì)。本發(fā)明的方法或任何步驟本身可以連續(xù)地、間歇地或半間歇地進(jìn)行。所用的反應(yīng)器是常用于這些目的的反應(yīng)器，例如攪拌釜或管式反應(yīng)器、萃取塔、混合沉降器或相分離器，適宜時(shí)帶有裝入管式反應(yīng)器的上游混合設(shè)備或混合單元。
本發(fā)明方法的特征在于簡(jiǎn)單的工藝操作和便宜的原料。所形成的廢料僅僅是無(wú)機(jī)氯化物，作為保護(hù)基團(tuán)，化合物III亞磷酸三?；ブ械孽；梢园凑蘸?jiǎn)單的方式循環(huán)。該方法用式II的六氫三嗪作為原料，以非常短的反應(yīng)時(shí)間和高于90％的收率獲得N-膦?；谆拾彼帷?br> 通過在水解之前將有價(jià)值的產(chǎn)物萃取入水相，避免了在(a)中所用有機(jī)溶劑的分解。不需要溫和的水解條件，可以沒有問題地使用中性或堿性水解條件，這提供了N-膦酰基甲基甘氨酸的單銨鹽或單鈉鹽，且從生態(tài)角度考慮是有利的。這兩種鹽可以通過加入剛好1當(dāng)量的酸而沉淀出來(lái)，這降低了廢水的鹽負(fù)載量和原料成本。
下面通過實(shí)施例解釋本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
實(shí)施例1三嗪與亞磷酸酯的反應(yīng)在配備有Teflon槳式攪拌器和回流冷凝器的2L攪拌燒瓶中，先加入在1000ml的1，2-二氯乙烷中的284g苯甲酸銨，在30分鐘內(nèi)在氮?dú)庵械渭尤?1.5g的三氯化磷。在添加期間，溫度升高到至多36℃。然后于25-36℃持續(xù)攪拌30分鐘。反應(yīng)混合物通過壓力吸濾過濾，濾餅在氮?dú)庵懈饔?00g二氯乙烷洗滌兩次(2054g的濾液)。
在配備有Teflon槳式攪拌器和回流冷凝器的2L攪拌燒瓶中，濾液先于室溫加入，并加入六氫三嗪6(X＝CN，45.54g)。在攪拌下，混合物在30分鐘內(nèi)加熱到80℃，并于80℃攪拌30分鐘。使該溶液冷卻，然后直接進(jìn)一步反應(yīng)。
實(shí)施例2萃取步驟根據(jù)實(shí)施例1獲得的150g溶液(含有0.051mol的磷)與28g水或水溶液一起攪拌，參見表1。各相然后分離，各自用磷元素分析法和定量HPLC分析法檢測(cè)苯甲酸。所得的結(jié)果列在表中。
表1
“游離苯甲酸”一欄表示以亞磷酸酯形式加入的苯甲酸在以非結(jié)合形式溶解的萃取之后存在的理論百分?jǐn)?shù)?！八唷币粰诒硎救匀蝗芙庠谒嘀械谋郊姿岜壤?。最后一欄表示在萃取后保留在有機(jī)相中的總磷比例。
實(shí)施例3使用水的水解步驟根據(jù)實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)2獲得的水相在10ml壓力反應(yīng)器中進(jìn)一步加熱。反應(yīng)條件在表2中給出。反應(yīng)排料在50℃用甲苯萃取兩次，然后用定量HPLC和定量1H-NMR分析膦?；谆拾彼?。結(jié)果列在表2中，為了分離N-膦?；谆拾彼?，反應(yīng)排料被調(diào)節(jié)到pH＝1.0，過濾出N-膦?；谆拾彼岵⑾礈?。
表2
實(shí)施例4使用堿性條件的水解步驟向根據(jù)實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)2獲得的水相中加入0.051mol的50％濃度氫氧化鈉水溶液，使反應(yīng)混合物在壓力反應(yīng)器中進(jìn)一步加熱。反應(yīng)條件在表3中給出。對(duì)于反應(yīng)排料，用定量HPLC和定量1H-NMR分析膦?；谆拾彼?合成的收率)。結(jié)果列在表3中，為了分離N-膦?；谆拾彼?，該混合物用1，2-二氯乙烷于60℃和pH＝2.5萃取三次，然后調(diào)節(jié)到pH＝1.0，加入一點(diǎn)甲醇，該混合物于40℃再攪拌3小時(shí)，過濾出N-膦?；谆拾彼岵⒂帽礈?。
表權(quán)利要求
1.一種制備N-膦?；谆拾彼岬姆椒?，包括a)使式II的六氫三嗪衍生物 其中X是CN、COOZ、CONR1R2或CH2OY，Y是H或易于替換H的基團(tuán)；Z是H、堿金屬、堿土金屬、C1-C18烷基或芳基，所述芳基是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代；R1和R2可以是相同或不同的，是H或C1-C4烷基，與式III的亞磷酸三?；ピ谟袡C(jī)溶劑中反應(yīng)，P(OCOR3)3其中基團(tuán)R3可以是相同或不同的，是C1-C18烷基或芳基，所述芳基是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代，b)所得的反應(yīng)混合物用水或酸的水溶液或堿的水溶液萃取，c)分離各相，和d)水解在水相中所含的產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(d)之后，從水相獲得N-膦?；谆拾彼?。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中通過將pH調(diào)節(jié)到0.5-2.0的范圍使N-膦?；谆拾彼岢恋沓鰜?lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中如果在化合物II中的X是CH2OY的情況下，在步驟(d)之后獲得的產(chǎn)物被氧化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)步驟(b)的萃取在從室溫至混合物的回流溫度范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)步驟(d)的水解在中性或堿性條件下進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)步驟(d)的水解在高于根據(jù)步驟(b)的萃取溫度的溫度下進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中步驟(d)的溫度在100-180℃的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法，其中所用的溶劑是氯代烴，優(yōu)選1，2-二氯乙烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中所用的式III亞磷酸三?；ナ莵喠姿岜郊柞；?。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的方法，其中X是CN或COOZ。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的方法，其中R3是苯基，它是未取代的，或被C1-C4烷基、NO2或OC1-C4烷基取代，或是CH3。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)的方法，其中式II和III的化合物以基本等量使用。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中來(lái)自步驟(a)的溶劑在步驟(c)之后回收，并循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備N－膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中使六氫三嗪化合物與亞磷酸三酰基酯在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，并將預(yù)先萃取入水相后獲得的膦酰基化合物進(jìn)行皂化，并分離有機(jī)相。根據(jù)本發(fā)明，所述方法防止了有機(jī)溶劑在皂化期間的分解。
文檔編號(hào)C07F9/40GK1516703SQ02812210
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者C·武爾夫, S·奧斯滕, A·奧弗特因, P·策納, C 武爾夫, ヌ匾, 閨 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司