CN1072932A - 氨基链烷膦酸及其盐和/或酯的生产 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制取具有化学通式(I)的α-氨基链 烷膦酸及其盐或酯的新方法： 式中R₁、R₂相同或不相同，它们选自于氢原子、1-6 个碳原子的直链或支链烷基，碱金属或碱土金属原 子。R₃是氢原子或烷基、环烷基、芳基或芳烷基，这 些基团可由一个或多个杂原子，最好是卤素原子取 代。R₄是氢原子、1—4个碳原子的直链或支链烷 基。

Description

本发明涉及具有下述通式（Ⅰ）的α-氨基链烷膦酸和/或其盐或酯的生产新方法：

式中R₁、R₂相同或不相同，它们选自于氢原子、1-6个碳原子的直链或支链烷基、碱金属或碱土金属原子。

R₃＝氢原子或烷基、环烷基、芳基或芳烷基，这些基团可含杂原子，并可由一个或多个杂原子，最好是卤素原子取代。

R₄＝氢原子、1-4碳原子的直链或支链烷基。

化学式（Ⅰ）的产品是已知的，并用作杀真菌剂（EP0153284和US4994447和4888330）。R₁、R₂和R₄是氢原子而R₃是乙基的这种产品就是ampropylfos。

在上述专利中描述的这些产品的生产方法还不能应用于工业上生产这类产品，尤其是高温高压，反应时间很长的氢化催化法生产这些产品更是如此。

本发明的目的在于以比先前描述的生产方法更经济地得到这些化合物。

本发明的另一目的是以比已知的条件温和得多的水解条件、尤其反应时间也短得多，来生产化学式（Ⅰ）的化合物。

此外，本发明的第三个目的是利用一种能较好控制含水或气体流出物的方法。

最后，本发明另一个目的是提供具有产率高、纯度好的化学式（Ⅰ）的化合物。

1、氨基链烷膦酸或其酯和盐（R，S）1的制备方法经过三步（酸）或四步（酯，盐），其步骤如下图所示：

R₅＝R₁和/或R₂、或碱金属原子，最好是Na或K，n＝1或2。

反应a）是伯胺与羰基衍生物（或羰基衍生物的保护形式，也就是说醛缩醇、半醛缩醇或二氧戊环，为生成羰基，它适于在酸性介质中进行反应）之间进行的，它可按下图描述：

在比如丙醛之类的醛与特丁基胺之类的伯胺之间的反应是在环己烷中于室温下（20℃）进行的。得到相应的亚胺例如特丁基丙亚胺，这种亚胺只是中间化合物，这样人们可以不用任何辅助处理就进入下面的反应步骤（步骤b），但这样得到的杂质比率高。蒸馏的亚胺得到选择性比较好，但在这种情况下，蒸馏会损失很大一部分（30%）含成的亚胺。

在有机溶剂介质中进行步骤a）时，可以很容易倾析生成的水，而水是造成杂质率高的原因。

使用诸如环己烷的溶剂，除去95%这种生成水，而使用二氯甲烷只能除去61%生成的水、甲苯为83%，甲苯-苏打混合物为93%。

可用共沸蒸馏除去剩余的水，但要在亚胺降解的这一温度（环己烷为80℃）下进行。最好在环乙烷溶液中用简单的倾析生成水的方法实施。

按a）得到的亚胺对二烷基亚磷酸盐的缩合步骤b）描述如下：

其步骤a）和b）是在有机溶剂中实施的，如环己烷、二氯甲烷或甲苯。将步骤a）得到的亚胺有机溶液倒入纯二烷基亚磷酸盐，或它本身为有机溶液。

所得二酯水解与所得二酸沉淀的步骤c）按下图进行：

在步骤b）以后得到的二酯化合物可以如此分离和使用。然而，作为杀真菌剂有很大意义的化合物是酸和盐，即其R₁和/或R₂选自于碱金属或碱土金属的化合物。由于所涉及的酸或者作为某种酸，或者作为制得盐的中间物都是有利的，所以实际上总是在实施其水解步骤之后接着进行所得亚磷酸的沉淀。

水解c）条件比前面描述的要更温合，事实上，人们已经知道酸解1-氨基链烷膦酸二酯这个步骤的基本反应，但要使用溴氢酸，在一定压力下而温度为175-180℃，反应48小时。

本发明使用每摩尔二酯为2-5当量的硫酸，在大气压下，温度120-140℃;可进行水解达几小时（4-6小时）。

在这些条件下，两个酸性官能团被释放如同重新给出NH₂的伯胺。如果把温度调到更低，例如80℃左右，制得R₄不是氢原子的化合物是可能的。在这种情况下，只生成两个酸性官能团。

在步骤c）制得的二酸的成盐酯化作用的可能步骤d）描述如下：

其中R₅＝R₁和/或R₂，最好是Na或K，n＝1或2，当n＝1时，其中一个R₅是氢原子。

下面实施例非限制性地说明了本发明。

实施例1  氨基丙烷膦酸的合成（二乙基亚磷酸盐方法1）

a）在室温（20℃）下于1小时将3摩尔（174g）丙醛倒入装在圆底烧瓶中的3摩尔（219g）特丁基胺中。为了倾析所生成的水，最后倒入393g环己烷。这样得到51.5g水相和734.5g有机相（d＝0.786）

b）抽取183g前面反应混合物（有机相），以便有0.75摩尔（84.75g）生成的亚胺，在1小时内将其反应混合物加到0.75摩尔（103.5g）温度升到60℃的二乙基亚磷酸盐中。

让总反应混合物（34%环己烷286.5g）保持在60℃，然后在1小时内将其温度升到80℃，再维持1小时后停止加热和搅拌。

那么得到亚胺和亚磷酸盐的转换率（TT）分别是97%和96%，二酯的反应产率（RR）达到89%，氢氧化物杂质（（EtO）₂POCH（OH）Et）达6%。

（c）在温度140℃下用每摩尔二酯为3当量的硫酸（96%）进行二酯水解。在热的酸溶液中倒入其二酯。

在反应5小时后，得到呈水相的二酸用甲醇处理，然后用三乙基胺（NEt₃）处理。

这样得到下述结果：

以氨基链烷膦酸/二酯表示的RR＝81%

氨基链烷膦酸纯度＝99%

实施例2  氨基丙烷膦酸的合成（二乙基亚磷酸盐方法2）

a）在20℃圆底烧瓶中加入2摩尔（146g）特丁基胺，往其中（胺）再倒入2摩尔（116g）20℃丙醛。在加入丙醛之后，为了能够倾析，加入250g环己烷。那么就得到35g水相和477g有机相（d＝0.78），将有机相分成两份各238.5g。

b）从其中一份抽取179克以便有0.75摩尔（84.75g）亚胺，在搅拌下于40分钟内将前述亚胺倒入50℃，0.75摩尔（103.5g）二乙基亚磷酸盐。然后，将温度升到60℃达6小时，在70℃，278g所得到的混合物在实验真空下蒸发之后得到184g产品，其产品进行气相色谱法和RMN分析。

小结如下：

特丁基丙烷亚胺的TT＝96%，

二乙基亚磷酸盐的TT＝97%

二酯的RR＝90%

羟基杂质的RR＝7.2%

用碱性洗涤（NaOH20%，然后为H₂O）纯化其二酯以除去羟基杂质（EtO）₂POCH（OH）Et）。为使剩余的羟基量限制在0.5%摩尔，必需进行多次洗涤。事实上，仅用60℃水只洗涤一次达1小时40分钟，在最终混合物中这种杂质就达6%。

c）使用一部分制得纯化到95%的二酯，在温度140℃用每摩尔二酯为3当量的硫酸（96%）进行水解，将二酯倒入热的酸溶液中。在反应5小时后，所得到的水相二酸用甲醇，再用三乙基胺（NEt₃）处理。

得到下述结果：

以氨基链烷膦酸/二酯表示的RR＝88%

氨基链烷膦酸纯度＝＞99%

实施例3  氨基丙烷膦酸的合成（二甲基亚磷酸盐方法1）

a）在20℃圆底烧瓶中加入2摩尔（146g）特丁基胺，再往其中的胺倒入2摩尔（116g）20℃丙醛。在加完丙醛后，为了倾析，加入250g环己烷。这样得到35g水相和477克有机相（d＝0.78），将有机相分成两份，各为238.5g。

b）由其中一份抽取179克，以便有0.75摩尔（84.75g）亚胺，在搅拌下于40分钟内将前述亚胺倒入0.75摩尔（82.5g）50℃二甲基亚磷酸盐中。然后，将温度升到60℃达6小时，在70℃实验真空下蒸发所得到的257g混合物后，得到164g产品，其产品进行气相色谱法和RMN进行分析。

小结如下：

亚胺转化率（TT）＝100%

二甲基亚磷酸盐（DMP）的TT＝100%

二酯/DMP的反应产率（RR）＝90%

羟基（Meo）₂POCH（OH）Et）/DMP的RR＝4.8%

其它杂质＝4.3%

c）由所得到的二酯，在130℃于4小时内用3当量的硫酸进行水解。然后，所得到的酸用甲醇和三乙基胺沉淀。

那么就有：

氨基丙烷膦酸/二酯的RR＝85%

氨基丙烷膦酸/二甲基亚磷酸盐的RR＝77%

氨基丙烷膦酸纯度＝99%

实施例4  氨基丙烷膦酸的合成（二甲基亚磷酸盐方法2）

a）在圆底烧瓶中，加入3.5摩尔（258g）特丁基胺（d＝0.7），在20℃于1小时内给此胺加入3.5摩尔（203g）丙醛（d＝0.8）。为倾析加入461g环己烷，得到60.5g水相（除去96%生成的水）和860g有机相（d＝0.76）。

b）在另一个圆底烧瓶中，将2.5摩尔（275g）二甲基亚磷酸盐与275g环己烷混合。将其混合物加热达到温度80℃。在此温度，加入614.3g相应于2.5摩尔亚胺的有机相。其加入时间为1小时，在此期间蒸发含有一部分由亚胺减退作用生成的丙醛的环己烷。这时将其温度保持在88℃达4小时。蒸发得到178g环己烷溶液。

抽取955g反应混合物，物料平衡可表明损失达28g。此反应混合物（932g，在抽取分析试样酸后得到517g干提取物，其提取物用气相色谱法和RMN进行分析。

得到：

二甲基亚磷酸盐的TT＝100%

二酯/二甲基亚磷酸盐的RR＝94%

羟基/二甲基亚磷酸盐的RR＝2%

因此，其蒸馏能显著地降低羟基（MeO）₂POCH（OH）Et杂质的生成。

c）将得到的二酯（470g，2.03摩尔）于30分钟倒入20℃96%硫酸溶液（643g，6.3摩尔，即3.1当量酸/1摩尔二酯）然后，将其温度升到最高达130℃，保持其温度达5小时。在20℃和pH5的条件下，用甲醇（1.6ml/g溶液）和三乙基胺（340g/摩尔二酯）沉淀之后，得到：

氨基丙烷膦酸/二酯表示的RR＝84%

氨基丙烷膦酸/二甲基亚磷酸盐表示的RR＝79%

氨基丙烷膦酸纯度＝99.1%

实施例5：用二乙基亚磷酸盐实施步骤a）和b）

（其它溶剂）

a）在圆底烧瓶中于室温下放入1摩尔（73g）特丁基胺。在15分钟内倒入1摩尔（58g）丙醛。在45分钟后，为了进行倾析加入130g二氯甲烷和2gNaCl。当时得到13g水相（除去61%生成的水）和247g有机相，在提取4g后，其有机相于50℃蒸馏20分钟。其蒸馏完成后，得到236g反应混合物。

b）提取118g该混合物倒入0.4摩尔（55g）25℃二乙基亚磷酸盐中，然后将温度在15分钟内升到57℃以便稍微回流。保持其温度达3小时。

在这些条件下，得到下述结果：

特丁基丙烷亚胺的TT＝91%

二乙基亚磷酸盐的TT＝98%

二酯的RR＝76%

羟基杂质表示的RR＝15%

Claims (16)

1、制备具有下述通式(I)的α-氨基链烷膦酸，及其盐或酯的方法：

式中R₁、R₂相同或不同，它们选自于氢原子、1-6个碳原子的直链或支链烷基、碱金属或碱土金属原子，

R₃是氢原子、烷基、环烷基、芳基或芳烷基，这些基团可由一个或多个杂原子，最好是卤素原子取代，

R₄是氢原子、1-4碳原子的直链或支链烷基，其特征在于该方法包括三个(酸)或四个(盐或酯)步骤，所有这四个步骤可按下述描述：

R₅等于R₁和/或R₂，或碱金属原子，最好是Na或K，而n是1或2，条件是n=1时，其中一个R₅是氢原子。

2、按权利要求1的方法，其特征在于在步骤d）中，R₅是钠或钾原子。

3、按权利要求1的方法，其特征在于步骤a）和b）是在水中不混溶或有点混溶的有机溶剂介质中进行的。

4、按权利要求3的方法，其特征在于其有机溶剂选自于包括环己烷，二氯甲烷或甲苯的组中。

5、按权利要求4的方法，其特征在于其有机溶剂是环己烷。

6、按权利要求1的方法，其特征在于其羰基化合物呈非保护形式、酮或醛、或呈保护形式，醛缩醇、半醛缩醇或二氧戊环。

7、按权利要求6的方法，其特征在于其羰基化合物（Ⅱ）是丙醛。

8、按权利要求1的方法，其特征在于胺（Ⅲ）选自于甲基-、乙基-、丙基-、或异丙基-或正丁基-、或特丁基胺。

9、按权利要求8的方法，其特征在于胺（Ⅲ）是特丁基胺。

10、按权利要求1的方法，其特征在于步骤a）是用与羰基衍生物（Ⅱ）相比摩尔数过量的胺（Ⅲ）进行的，同时除去生成的水。

11、按权利要求1的方法，其特征在于在步骤b）中，二烷基亚磷酸盐（Ⅴ）化合物是二甲基-或二乙基亚磷酸盐。

12、按权利要求1的方法，其特征在于在步骤c）中，在温度80-150℃下，按每摩尔二酯（Ⅵ）为2-5当量的酸使用硫酸。

13、按权利要求12的方法，其特征在于在130-140℃用约3当量硫酸进行该反应。

14、按权利要求1的方法，其特征在于在步骤c）结束后于pH＝5时，通过在有机或无机强碱性介质中沉淀来纯化生成的氨基链烷膦酸（Ia）。

15、按权利要求14的方法，其特征在于其碱是三乙基胺。

16、按权利要求1得到化学式（Ⅰ）化合物的方法，其中R₁和R₂不都是氢原子，其特征在于1摩尔步骤c）的氨基链烷膦酸与约1或2摩尔化合物R₅OH进行反应，R₅与R₁或R₂有相同的意义。