CS204014B2 - Způsob výroby O-aryl-N-fosfonomethylglycinonitrilů - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby nových 0-aryl-N-fosfonomethylglycinonitrilů obecného vzorce I,

Z (Xa—Aryl—0)2—P—CH2NHCH2CN (I) ve kterém Aryl značí fenyl, naftyl nebo bifehylyl, X značí substituent zmíněné arylové

Z H

II I (Xa—Aryl—0)2—P—CH2—N©—CH2—CN Ri©

H ve kterém Aryl, X, a a Z mají shora uvedený význam a Ri je anion silné kyseliny.

Podle USA patentu č. 3 923 877 se dá N-fosfonomethylglycin vyrábět tím způsobem, že se uvede do reakce dialkylfosfit s 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinem v přítomnosti katalyzátoru, jako halogenvodíku, Lewisovy kyseliny, halogenidu karboxylové kyseliny nebo anhydridu karboxylové kyseliny, a získaný produkt se podrobí hydrolyse. Výtěžky při tomto postupu jsou mimořádně nízké. Podle patentu probíhá reakce fosfitu s triazinem za vzniku esteru N2 skupiny zvolený ze skupiny zahrnující atom halogenu, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, alkoxyskupinu nebo alkylthioskupinu s 1 až 3 atomy uhlíku, alkoxykarbonylovou skupinu s 2 až 3 atomy uhlíku, methylendioxyskupinu, kyanskupinu, trifluormethylskupinu a nitroskupinu, Z značí atom kyslíku nebo síry a a je celé číslo od nuly do 3.

Vynález se týká rovněž způsobu výroby solí těchto sloučenin obecného vzorce Ia, (Ia)

-fosfonomethylglycinonitrilu jako meziproduktu. Jako vhodné estery přicházejí podle zmíněného patentu v úvahu estery s alifatickou alkylovou skupinou mající 1 až 6 atomů uhlíku nebo estery s fenylsubstituovanou alifatickou skupinou, například benzylestery; výhodné jsou především estery s alkylovou skupinou mající 1 až 6 atomů uhlíku. Tyto estery poskytnou po hydrolyse N-fosfonomethylglycin, který je postemergentním herbicidem. Bylo rovněž nalezeno, že 0,0-diethyl-N-fosfonomethylglycinonitril Vyrobený způsobem podle citovaného vynále204014 zu nemá ani postemergentní herbicidní účinnost (při dávce 4,48 kg/ha) ani preemergentní herbicidní účinnost (při dávce 5,60 kg/ha).

Autor vynálezu zjistil, že O,O-diaryl-N-fosfonomethylglycinonitrily lze vyrábět působením diarylfosfitů na 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazin bez přítomnosti jakéhokoliv katalyzátoru. Dále nalezl, že takto vyrobené glycinonitrily a rovněž příbuzné monoarylestery získané mírnou hydrolysou zmíněných diesterů mají preemergentní a postemergentní herbicidní účinnost, která byla zcela neočekávaná vzhledem k neúčinnosti diethylesteru N-fosfonomethylglycinonitrilu.

Podstata výroby O-aryl-N-fosfonomethylglycinonitrilů obecného vzorce I způsobem podle vynálezu je v tom, že se diarylfosfit obecného vzorce II,

Z

II (Xa—Aryl-Oja—P—Η (II) ve kterém X, Z a a mají shora uvedený význam, uvede do reakce s 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinem vzorce III.

(III)

Reakce se provádí při teplotě v rozmezí 25 až 110 °C. Reakce se provádí v přítomnosti inertního rozpouštědla, jako diarylfosfitů se používá difenylfosfitu, di(m-ehlorfenyl)fosfitu, di:p-methoxyfenyl)fosfitu, di(3,4-dimethylfenyljfosfitu nebo di (p-f luorf enyljf osfitu.

Sůl sloučeniny obecného vzorce Ia se způsobem podle vynálezu připravuje tak, že se diester obecného vzorce I,

Z

II (Xa—Aryl—O )2—P—CH2—NH—CH2—CN (I) ve kterém Aryl, X, a, Z mají shora uvedený význam, rozpustí v bezvadém rozpouštědle obsahujícím silnou kyselinu, mající hodnotu pK_a ve vodě rovnou 2,5 nebo méně a schopnou vytvořit sůl s aminoskupinou. Tato reakce se provádí v podstatě s ekvimolárními poměry silné kyseliny a diesterů.

Ačkoliv při způsobu podle vynálezu není nutné používat rozpouštědla, je někdy jeho použití vhodné pro pohodlnější a snadnější provedení reakce. Použití rozpouštědla je výhodné také proto, že umožňuje provádět reakci při kontrolovatelné teplotě. Jako rozpouštědla lze používat takového, ve kterém je rozpustný triazin a které nereaguje s žádnou reakční složkou; vhodným inertním rozpouštědlem je například acetonitril, ethylacetát, tetrahydrofuran a podobné.

Reakční teplota se může pohybovat asi od 25 °C asi do 110 °C. Lze pracovat i při vyšších reakčních teplotách, ale nedosáhne se tím úměrného zlepšení, neboť reakce je v podstatě skončena v době, kdy teplota dosáhne asi 85 °C.

Jak je zřejmé ze shora uvedených vzorců II a III, je k dosažení optimálních výsledků nutný molární poměr esteru kyseliny fosforite k triazinu rovný 3 : 1. Lze použít i vyšších nebo nižších molárních poměrů, ale tyto poměry složek jsou neekonomické, neboť při vyšších molárních poměrech je nutné odstraňovat z produktu nadbytečný ester kyseliny fosforité a při nižších molárních poměrech esteru k triazinu mohou vznikat nežádoucí vedlejší produkty.

Reakce se obvykle provádí z důvodu hospodárnosti při atmosférickém tlaku. Lze použít i vyšších nebo nižších reakčních tlaků, ale nedosáhne se tím žádného zlepšení.

Jako příklad skupin X, kterými může být substituovaná fenylová skupina, naftylová skupina nebo bifenylylová skupina, lze uvést atom halogenu, například atom chloru, fluoru nebo bromu; alkylovou skupinu, jako methyl, ethyl, propyl nebo butyl; alkoxyskupinu, jako methoxy-, ethoxy- nebo propoxyskupinu; alkylthioskupinu, jako methylthio-, ethylthio- nebo propylthioskuplnu; a rovněž methylendioxyskupinu, kyanoskupinu, trifluormethylovou skupinu a nitroskupinu. Jak je zřejmé z obecného vzorce, mohou být skupiny představované symbolem X buď stejné, nebo různé na stejném arylovém kruhu.

Jako silných kyselin, které jsou vhodné pro přípravu solí obecných vzorců I, lze použít kyselin, jejichž pK_a ve vodě má hodnotu 2,5 nebo nižší, například kyseliny p4oluensulfonové, p-chlorbenzensulfonové, trichloroetové, šťavelové, fluoroborité, chlorovodíku, borovodíku, kyseliny jodovodíkoyé, trifluoroctové, pentafluorpropionové, heptafluormáselné, trifluormethansulfonové, dusičné, sírové, fosforečné, trichlormethanfosfonové, chloristé, methansulfonové a podobných.

Při přípravě solí silných kyselin obecných vzorců I je výhodné používat diesterů kyseliny fosfonové a silné kyseliny v molárnim poměru 1: l_r neboť příslušná sůt se pak snadno isoluje. Lze použít 1 vyšších nebo nižších molárních poměrů esteru ke kyselině, ale isolace produktu je pak vzhledem k nadbytku jedné reakční složky nesnadnější.

Hydrolýzou N-fosfonomethylglycinonitrilů obecného vzorce I na N-fosfonomethylglycin lze účelně a rychle provádět zahříváním glyeinonitrilu při mírně zvýšené teplotě (60 až 100°Cj v přítomnosti alespoň o něco málo více než jednoho molekvivalentu (například

S v přítomnosti 1,01 niolekvivalentu) vodné kyseliny chlorovodíkové nebo vodné kyseliny bromovodíkové, která je alespoň 1,0 normální a výhodně alespoň 2,0 normální. Při použití koncentrované vodné kyseliny chlorovodíkové nebo bromovodíkové dochází k uspokojivé hydrolýze na N-fosfonomethylglyein, během 24 hodin při teplotě místnosti.

Sloučenin obecného vzorce I se dá používat jako herbicidů, a to jak při preemergentní, tak při postemergentní aplikaci.

Níže popsané obecné postupy představují zvláště výhodné způsoby výroby různých sloučenin obecného¹ vzorce I.

Diarylestery obecného vzorce I se výhodně vyrábějí jedním z následujících dvou způsobů:

A) Roztok 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-1,3,5-triazinu (3,4 g, 0,0167 mol) v acetonitrilu (50 ml) se smísí v reakční baňce s diarylfosfitem (0,050 mol) a směs se zahřívá na 45 až 85 °C po dobu 1 až 90 hodin, dokud veškerý fosfit nebo triazin nezreaguje; postup reakce se sleduje pomocí NMR (nukleární magnetické rezonanční) spektrální analysy. Jestliže podle NMR spektrální analysy nejsou v reakční směsi přítomny nečistoty, produkt se isoluje tím způsobem, že se oddestllují těkavé složky za sníženého tlaku. Jestliže jsou přítomny nečistoty, produkt se izoluje a čistí krystalizací nebo chromatografií. V některých případech se získaný diester obtížně isoluje ve vysoce čisté formě·,, neboť během isolace dochází k hydrolýze produktu.

B) Do reakční baňky se vnese diarylfosfit (0,05 mol) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydra.-1,3,5-triazin (3,4 g, 0,0165 mol) a směs se . zahřívá na 60 až 100 °C po dobu 20 min. až jedné hodiny, dokud veškerý fosfit nebo triazin nezreaguje (postup reakce se sleduje pomocí NMR spektrální analysy). Produkt se čistí krystalizací nebo chromatografií.

Soli diarylesterů se silnými kyselinami se výhodně připravují následujícím obecným postupem. Roztok silné kyseliny (nebo kyseUia jako taková) (0,01 mol) se přikape ke chloroformovému roztoku diesteru při teplotě místnosti a reakční směs se nechá stát. V případě, že se vyloučí krystalická sůl, odfiltruje se, promyje směsí chloroformu a etherem v poměru 1 : 1 (objemově) a vysu, ší na vzduchu. Když se produkt nevyloučí, přidá se k roztoku směs chloroformu s etherem v poměru 1 : 1 (objemově), přičemž sůl vykrystalizuje nebo se vyloučí z roztoku v olejovité formě.

Způsob podle vynálezu je blíže objasněn v následujících příkladech provedení, které však jeho rozsah nijak neomezují. Všechny „díly” značí, pokud není uvedeno jinak, „hmotnostní díly.”

Přikladl

Di(p-chlorfonyl)fosfit (23,32: g, čistota 78 procent, 0,06 mol) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazin (4,08 g, 0,02 mol) se vnesou při teplotě místnosti do reakční baňky a směs se zahřívá 20 minut na 100 °C. Získá se 27 g (výtěžek 100 %), Q,O-di.(p-ehlorf enyl) -N-f osf Qnomethylglycinonitrilu ve formě olejovité kapaliny o n_D ²¹ — 1,5747.

Příklad 2

Roztok di(3,4-dteethylfenyl)fosfltu (8,7 g, 0,03 mol) v acetonitrilu (10 ml) se přidá k acetonitrilovému roztoku (50 ml) 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-tria2inu (2,04 g, 0,01 mol) a směs se zahřívá 90. hodin na 55 °C. Vyloučená pevná látka se odfiltruje a z filtrátu se oddestiluje rozpouštědlo; získá se vínově červeně zbarvená olejovitá kapalina, která podle NMR spektrální analysy obsahuje směs žádaného produktu s aminalein tohoto produktu. Při chromatografií surového produktu (8,0 g) na sloupci sillkagelu (450 g), za použité směsi cyklohexanu (50 %): s ethylacetátem (5,0 %): k eluei látek (frakce po Θ0¹ ml), přechází O,O-di(3„4-díimethylfenyl)-N-f osfQnomethyígiyctnonitril· ve frakcích číslo 30 až 41; po odpaření rozpouštědel má produkt b. t. 61 až 64 ^CC. Po pfekrystalisovátií ze směsi tetrachlormethanu s isooktanem se získá 3,1 g (40 %-) čisté látky o b. t. 63 až 66 °C.

P ř í k 1 a d 3

Směs 0,02 mol di,(p-methylthiofenylJfosfitu a 0,0067 mol 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,.3,5-triazmu se zahřívá za míchání 1,0 hodinu na 80 °C; získá se tmavě červenohnědě zbarvená olejovitá kapalina. Polovina surového produktu se dá do ledničky, kde se po 8 dnech, vyloučí polotuhá látka. Produkt se překrystalizuje ze 70 ml tetrachlormethanu, získaná růžově zbarvená krystalická látka se rozpustí ve 100 ml horkého: tetrachlormethanu a roztok se přefiltruje přes ceíEt pokrytý vrstvou z 5,0 g silíkagelu. Filtrát se zahustí asi na 50 ml a roztok se odstaví přes noc ke krystalizací do ledničky Vyloučená bezbarvá látka se odfiltruje, získá se 1,8 g (výtěžek 45 °/o) O,O-di(p-methylthiofenyl)-N-f osfonomethylglycinonitrilu o b. t. 64 až 65 °C.

Elementární analysa:

Vypočteno 51,8 % C, 4,9 % H, 7,1 % N; Nalezeno 51,7 % C, 4,9 % II, 7,1 % N. Příklad 4

Roztok di (o-methoxyfenyl jfosfiťu (8,05 g, čistota 91 %, 0,025 mol) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (1,7 g, 0,0083 mol) v acetonitrilu se zahřívá 73 hodin na 55 °C a směs se pak zfiltru je. Z filtrátu se oddestiluje rozpouštědlo a získá se tmavě hnědě zbarvená olejovitá kapalina (9,6 g). Surový olejovitý produkt (5,8 g] se naadsorbuje na sloupec 8 g silikagelu a látka se eluuje 80 ml ethylacetátu. Z ethylacetátovébo eluátu se oddestiluje rozpouštědlo, olejovitý odparek se znovu naadsorbuje na 4,0 g silikagelu a silikagel se extrahuje 70 ml ethylacetátu. Ethylacetátový extrakt poskytne po oddestilování rozpouštědla za sníženého tlaků světle žlutě zbarvený olejovitý produkt o n_D ²² = 1,5542. Získaným olejovitým produktem je 0,0-di(o-methoxyfenyl)-N-fosfonomethylglycinónitril, obsahující malé množství o-methoxyfenolu.

Příklad 5

Roztok l,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (13,6 g, 0,066 mol) a difenylfosfitu (46,8 g, 0,2 mol) v acetonitrilu (100 ml) se zahřívá 48 hodin na 55 °C; podle NMR spektrální analysy surové reakční směsi přitom dojde k úplné konversí reakčních složek na O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitril. Acetonitril se oddestiluje za sníženého tlaku a získá se 57 g (výtěžek 94,4 %) viskózní černě zbarvené olejovité kapaliny. Surový olejovitý produkt se rozpustí v chloroformu, k roztoku se přidá 114 g silikagelu a ze směsi se oddestiluje rozpouštědlo za sníženého tlaku. Silikagel impregnovaný produktem se nanese na sloupec připravený ze suspenze silikagelu (200 g) v chloroformu a produkt se eluuje chloroformem tak dlouho, až již není v eluátu detegovatelný pomoci NMR. Chloroformové eluáty se spojí, rozpouštědlo se oddestiluje, odparek se rozpustí v methylenchloridu, roztok se promyje dvakrát chladným 5% roztokem hydroxidu draselného (100 ml) a pak vodou. Methylenchloridový podíl se vysuší bezvodým síranem hořečnatým, sušidlo se odfiltruje a rozpouštědlo se oddestiluje; získá se 37,9 gramů světle žlutě zbarveného olejovitého O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu, který stáním ztuhne; b. t. 64 až 67,5 °C, výtěžek 75 %.

Příklad 6

Acetonitrilový roztok (100 ml) difm-tolyljfosfinu (10,7 g, 0,04 mol) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazlnu (2,72 g, 0,0133 mol) se zahřívá 3 dny na 50°C; roztok se zbarví vínově červeně. Rozpouštědlo se oddestiluje a získá se 12,4 g (výtěžek 92,4 procent) červeně olejovité kapaliny. Surový olejovitý produkt (9,0 g) se chromatografuje na silikagelu, za použití směsi cyklohexanu (60 °/o) s ethylacetátem (40 °/o) k eluci látek; jímají se frakce po 60 ml. Frakce číslo 45 až 63 obsahují žádaný produkt; po oddestilování rozpouštědel se získá 1,25 g (výtěžek 14 %) čistého 0,0-di(m-toyl)-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě olejovité kapaliny o n_D ²⁵ = 1,5467.

Elementární analysa:

Vypočteno 61,81 % C, 5,80 % H, 8,48 % N; Nalezeno 61,75 % C, 5,81 °/o H, 8,41 % N. Příklad 7

Roztok di (m-nltrofenyl )fosfinu (15,2 gramů, čistota 83 %, 0,0392 mol) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (2,66 gramu, 0,013 mol) v acetonitrilu se zahřívá 20 hodin na 50 °C; po uvedené době je podle NMR spektrální analysy reakce úplně skončena. Roztok se zfiltruje a rozpouštědlo se oddestiluje za sníženého tlaku; získá se 13 gramů O,O-di(m-nitrofenyl)-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě jantarově žlutě zbarvené olejovité kapaliny.

Elementární analysa:

Vypočteno 45,93 % C, 3,34 % H, 14,28 % N; Nalezeno 45,80 % C, 3,39 % H, 14,27 % N. Příklade

Di(p-methoxyfenyl)fosfit (0,05 mol, 15,63 gramů, čistota 94 °/o) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazin (3,4 g, 0,0167 mol) se rozpustí v acetonitrilu a roztok se zahřívá 1 hodinu k varu pod zpětným chladičem. Rozpouštědlo se oddestiluje za sníženého tlaku a získá se tmavě růžově zbarvená olejovitá kapalina (19,0 g). Surový olejovitý produkt (5,0 g) se podrobí vysokotlaké kapalinové chromatografil, za použití směsi cyklohexanu s ethylacetátem (40/60 objemových procent) k eluci látek. Získá se 4,1 gramů (výtěžek 82 %) O,O-di(p-methoxyfenyl)-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě olejovité kapaliny o n_D ²⁵ = 1,5541.

P ř í k 1 a d 9

Roztok l,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (2,04 g, 0,01 mol] a di(p-fluorfenyljfosfitu (8,8 g, čistota 91,6 °/o, 0,03 mol) v acetonitrilu (50 ml) se zahřívá 70 hodin na 55 °C. Reakční směs se pak zfiltruje a rozpouštědlo se oddestiluje za sníženého tlaku; získá se hnědě zbarvená olejovitá kapalina o n_D ²⁵ = 1,5270, která obsahuje 92 procent O,O-di(p-fluorfenyl )-N-fosfonomethylglycinonitrilu.

Příklad 10

Roztok di(m-chlorfenyl)fosfitu (9,93 g, čistota 91,5 %, 0,03 mol) v acetonitrilu (20 ml) se přidá k roztoku 1,3,5-trikyanometh.yl204014 hexahydro-l,3,5-triazinu (2,04 g, 0,01 mol) v acetonitrilu (50 ml) a směs se zahřívá 70 hodin na 55 °C. Acetonitril se oddestiluje za sníženého tlaku a získá se O,O-di(m-chlorfenyl)-N-f osf onomethy lglycinonitril ve formě světle růžově zbarvené olejovité kapaliny o obsahu 92 °/o, n_D ²⁵ = 1,5656.

Uvedeným postupem lze rovněž připravit následující sloučeniny:

O,O-di (p-kyanf enyl) -N-f osf onomethy lglycinonitril,

O,O-di(p-bifenylyl)-N-fosfonomethylglycinonitril.

Příklad 11

Di(2,4,6-trimethylfenyl)fosfit (17,8 g, 0,05 mol) se přidá k acetonitrilovému roztoku (50 ml) l,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (3,4 g, 0,0164 mol) a směs se zahřívá 18 hodin na 80 °C. Vzniklý tmavý roztok se zfiltruje a rozpouštědlo se oddestiluje; získá se olejovitý produkt. Část surové látky (7 g) se chromatografií je na sloupci silikagelu (450 g) za použití směsi cyklohexanu (70 %) s ethylacetátein (30 %) k eluči látek; jímají se frakce po 60 ml. Z frakcí 28 až 40 se získá 1,0 g (14 %) O,O-di (2,4,6-trimethylfenyl) -N-fosfonomethylglycinonitrilu, který stáním krystalicky ztuhne; b. t. 118 až 120 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 65,27 % C, 7,04 % H, 7,25 % N; nalezeno 65,38 % C, 7,07 % H, 7,18 % N.

Příklad 12

Roztok 0,01 mol jantarově žlutě zbarveného olejovitého produktu, získaného způsobem popsaným v příkladu 32, ve vlhkém acetonu (70 ml) se zahřívá 4 dny k varu pod zpětným chladičem. Jantarově žlutě zbarvený roztok se pak nechá stát jeden den při teplotě místnosti a vyloučený produkt šé odfiltruje. Získá se 1,7 g O-(3,4-methylendioxyfenyl) -N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě bezbarvé krystalické látky o b. t. 160 až 161 °C.

Příklad 13

Roztok di(3,4-dichlorfenyl)fosfitu (0,04 mol) a l,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (0,013 mol) v acetonitrilu (40 ml) se zahřívá za míchání 18 hodin na 80 °C. Z reakční směsi se oddestiluje rozpouštědlo, k získanému olejovitému produktu se přidá vlhký aceton (80 ml) a směs se zahřívá 80 hodin k varu pod zpětným chladičem. Po ochlazení se vyloučená bezbarvá látka odfiltruje a promyje acetonem (50 ml); získá se 6,3 g (výtěžek 53 %) O-(3,4-dichlorfenyl)10

-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 169 až 170 °C.

Příklad 14

K acetonitrilovému roztoku (300 ml) 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-l,3,5-triazinu (68 gramů, 0,333 mol) se přidá difenylfosfit (234 g, 1,0 mol) a směs se zahřívá 3 hodiny na 75 až 82 °C. Roztok se ochladí a rozpouštědlo se oddestiluje za sníženého tlaku; získá se tmavě zbarvený olejovitý odparek, který je v podstatě shodný s produktem získaným způsobem popsaným v příkladu 5. Vzorek surového olejovitého produktu (101 gramů) se rozpustí v chloroformu, látka se naadsorbuje na silikagel a rozpouštědlo se oddestiluje. Produktem impregnovaný silikagel se nanese na sloupec silikagelu (1,1 kg) a látka se eluuje chloroformem; jímají se frakce po 1 litru. Frakce 13 až 14 se spojí, rozpouštědlo se oddestiluje a odparek se překrystalisuje ze směsi dichlormethanu s čyklohexanem; získá se 51 g O,O-difenyl-N-f osfonomethylglycinonitrilu.

Příklad 15

0,0-Di(p-fluorf enyl)-N-fosfonomethylglycinonitrilu (2,38 g, 0,069 molj se míchá se směsí tetrachlormethanu s methylenchloridem [v poměru 1 : 1 objemově), roztok se zfiltruje a k filtrátu se přidá kyselina methansulfonová (0,67 g, 0,069 mol). Směs se nechá stát přes noc, pak se vyloučená krystalická sůl odfiltruje a promyje tetrachlormetanem. Získá se 2,68 g methansulfonanu O,O-di(p-fluorfenyl)-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě bezbarvé krystalické látky o b. t. 132 až 132,5 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 44,2 % C, 4,0 % H, 6,5 % N, 7,4 procent S;

nalezeno 44,0 % C, 4,0 % H, 6,6 % N, 7,5 procent S.

Příklad 16

Kyselina p-toluensulfonová (1,9 g, 0,01 mol) se vnese do benzenu (100 ml) a směs se zahřívá k varu, přičemž se přítomná voda oddestilovává ve formě azeotropní směsi s benzenem. Získaný benzenový roztok kyseliny se přidá k roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,02 g, 0,1 mol) ve směsi benzenu s methylenchloridem (100 ml, 50/50 objemově) a směs se míchá jednu minutu při teplotě místnosti; vyloučí se krystalická sůl. Směs se míchá dále přes noc při teplotě místnosti a pak se vyloučený produkt odfiltruje. Získá se p-toluensulfonan O,O-difenyí-N-fosfonomethylglycinonítrilu (4,38 g, výtěžek 92,4 %) ve formě bezbarvé krystalické látky o b. t. 152 až 153 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 55,7 % C, 4,9 % H, 5,9 % N; nalezeno 55,4 % C, 4,9 % H, 5,7 % N, Příklad 17

Chloroformový roztok kyseliny p-chlorbenzensulfonové (1,92 g, 0,01 mol) se přidá k chloroformovému roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 0,01 mol) a směs se míchá při teplotě místnosti; asi po 10 minutách začne krystalizovat sůl. Směs se dále míchá přes noc a pak se vyloučený produkt odfiltruje a promyje chloroformem. Získají se 4,0 g (výtěžek 81 °/o) p-chlorbenzensulfonanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě bezbarvé krystalické látky o b. t. 149 až 151 °C. Elementární analysa:

vypočteno 51,0 % C, 4,1 % H, 5,7 % N; nalezeno 50,7 % C, 4,1 % H, 5,7 % N. Příklad 18

Chloroformový roztok (20 ml) kyseliny trichloroctové (1,63 g, 0,01 mol) se přidá k chloroformovému roztoku (100 ml) O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 0,01 mol) a směs se míchá přes noc při teplotě místnosti; nevyloučí se žádná krystalická látka. Rozpouštědlo se oddestiluje za sníženého tlaku a získá se 3,75 g (výtěžek 80 procent) trichloroctanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě světle žlutě zbarvené olejovité kapaliny, n_D ²⁵ = 1,5410. Elementární analysa:

vypočteno 43,9 % C, 3,5 % H, 6,0 ,% N; nalezeno 43,9 % C, 3,5 % H, 5,9 % N. Příklad 19

Acetonový roztok (25 ml) dihydrátu kyseliny štavelové (1,26 g, 10 mol) se přidá k acetonovému roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,02 g, 10 mol); asi za 10 minut začne z roztoku krystalizovat sůl. Směs se míchá přes noc, pak se ochladí, vyloučená krystalická látka se odfiltruje a promyje acetonem; získá se 1,9 g produktu, Druhý podíl soli se získá zahuštěním matečných louhů (0,8 g). Celkový výtěžek 2,7 g (69 %) šťavelanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 165 °C za rozkladu. Elementární analysa:

vypočteno 52,1 % C, 4,4 % H, 7,1 % N; nalezeno 52,1 % C, 4,4 % H, 7,1 % N.

Příklad 20

Etherický roztok kyseliny chloristé se přidá k roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol) ve směsi chloroformu s etherem a směs se odstaví ke krystalizaci; pomalu se vylučuje chloristan ve formě bezbarvých hranolků. Vyloučená sůl se odfiltruje a promyje směsí etheru s chloroformem; získá se 0,73 g (výtěžek 18 °/o) chloristanu O,O-difényl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 166 až 168 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 44,7 % C, 4,0 % H, 7,0 % N; nalezeno 44,8 % C, 4,0 % H, 7,0 % N. Příklad 21

Roztok kyseliny trichlormethanfosfonové (1,99 g, 0,01 mol) ve směsi chloroformu s methanolem se přidá k chloroformovému roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol). Po 10 minutách se k roztoku přidá ether; nevyloučí se žádné krystalky. Roztok se pak zředí petroletherem až do právě začínajícího zákalu; za 10 minut začne krystalizovat sůl. Roztok se nechá stát dalších 10 minut a pak se vyloučená sůl ve dvou podílech odfiltruje. Celkem se získá 2,9 g (výtěžek 58 %) soli O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu s kyselinou trichlormethanfosfonovou o b. t. 145 až 146 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 38,3 % C, 3,4 % H, 5,6 % N; nalezeno 38,3 % C, 3,5 % H, 5,6 % N. Příklad 22

Etherický roztok kyseliny fluoroborifé se přidá k roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol) ve směsi chlorclormu s etherem a sínés se míchá přes noc. Vyloučená krystalická sůl se odfiltruje a promyje směsí etheru s chloroformem (50/50). Získá se 1,1 g (výtěžek 28 %) fluoroboritanu 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě bezbarvých krystalků o b. t. 156 až 158 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 46,2 % C, 4,1 % H, 7,2 % N; nalezeno 46,0 % C, 4,2 % H, 7,2 % N. Příklad 23

Do chloroformového roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol) se uvádí plynný bromovodík a roztok se pak nechá stát přes noc. Vyloučená sůl se odfiltruje a promyje etherem; získá se 3,0 gramu (výtěžek 78 %} hydrobromidu 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu. Elementární analysa:

vypočteno 47,0 °/o C, 4,2 % H, 7,3 % N; nalezeno 47,1 % C, 4,3 % H, 7,4 % N.

Příklad 24

K chloroformovému roztoku 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol) se přidá 57% roztok kyseliny jodovodíkové (2 ml); roztok se zakalí a zbarví zlatožlutě. Po dvou hodinách stání nekrystalizuje; k roztoku se přidá ether právě do začínajícího zákalu, směs se míchá další 2 hodiny a vyloučená krystalická sůl se odfiltruje. Získá se 2,4 g (výtěžek 56 %] hydrojodidu 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu ve formě světležlutých zbarvených destiček o b. t. 163 až 164 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 41,9 % C, 3,8 % H, 29,5 % I; nalezeno 41,8 % C, 3,8 o/_o h, 29,3 % I. Příklad 25

K chloroformovému roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol) se přidá kyselina trifluoroctová (1,14 g, 10 mol) a roztok se míchá přes noc. Po oddestilování rozpouštědla za sníženého tlaku se získá 4,0 g (výtěžek 96 %) trifluoroctanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitřilu ve formě světležlutě zbarvené olejovité kapaliny; n_D ²⁵ — 1,5172..

Příklad 26

K chloroformovému roztoku 0,0-di.fenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 10 mol) se přidá kyselina trifluormethansulfonová (1,50 g, 10 mol) a reakční směs se míchá dvě hodiny při teplotě místnosti. Pak se přidá ether do zákalu a po jedné hodině stání se vyloučená sůl odfiltruje a promyje směsí chloroformu s etherem (50/50). Získá se 3,8 g (výtěžek 84 %) trifluormethansulfonanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 119 až 120 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 42,5 % C, 3,6 % H, 6,2 % N; nalezeno 42,7 % C, 3,6 % H, 6,2 % N. Příklad 27

K chloroformovému roztoku 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (15,1 g, 0,05 mol) se přidá kyselina methansulfonová (5,0 g, 0,051 mol] a směs se míchá dvě hodiny při teplotě místnosti. Vyloučená krystalická látka se odfiltruje, promyje etherem a vysuší. Získá se 15,9 g methansulfonanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 147 až 150 °C; výtěžek 82,1 %. Elementární analysa:

vypočteno 44,2 % C, 4,0 % H, 6,5 % N, 7,4 procent S;

nalezeno 44,0 % C, 4,0 % H, 6,6 % N, 7,5 procent S.

Příklad 28

Etherický roztok (10 ml) kyseliny dusité (0,9 g o obsahu 70 hmot. %, 0,01 mol] se přidá k chloroformovému roztoku (100 ml) O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 0,01 mol); nevznikne žádný zákal. Přidá se další diethylether a pak isooktan (20 ml), načež se z roztoku začne vylučovat krystalická sůl. Směs se míchá jednu hodinu při teplotě místnosti, pak se vyloučená krystalická látka odfiltruje, promyje chloroformem a vysuší na vzduchu. Získá se 2,66 g dusičnanu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 116 až 116,5 °C; výtěžek 72 procent teorie.

Elementární analysa:

vypočteno 49,32 % C, 4,42 % H, 11,5 % N; nalezeno 49,20 % C, 4,42 % H, 11,6 % N. Příklad 29

K roztoku O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 0,01 mol) v chloroformu (100 ml) se přidá etherický roztok 98% kyseliny sírové (1,01 g, 0,01 mol). Směs se zředí dalším chloroformem a míchá se dvě hodiny. Vyloučená krystalická sůl se odfiltruje, promyje nejdříve chloroformem, pak etherem a vysuší. Získá se 33 g (výtěžek 100 %) síranu O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 151 až 151,5 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 45,0 % C, 4,28 % H, 8,01 % S; nalezeno 44,90 % C, 4,27 % H, 8,05 % S. Příklad 30

Etherický roztok kyseliny fosforečné (0,01 mol) se přidá při teplotě místnosti, za míchání, k chloroformovému roztoku 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (3,0 g, 0,01 mol). Roztok se ihned zakalí a na dně baňky se vyloučí olejovitá látka. Po ochlazení se rozpouštědlo oddekantuje, odpaří a odparek se vysuší nad bezvodým síranem horečnatým. Získá se pevný fosforečnan 0,0-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu o b. t. 74,5 až 78,5 °C, výtěžek 25 %.

Elementární analysa:

vypočteno 45,0 % C, 4,5 % H, 7,0 °/o N; nalezeno 44,8 % G, 4,6 % H, 7,1 % N.

Příklad 31

Do suspense O,O-difenyl-N-fosfonomethylglycinonitrilu (60,4 g, 0,2 mol) v ethanolu (500 ml) se za chlazení v ledové lázni uvádí bezvodý chlorovodík. K vzniklému roztoku se přidá ethylether a vykrystalisovaná bezbarvá sůl se odfiltruje (za odsává Další podíl bezbarvé krystalické látky se získá uváděním bezvodého chlorovodíku do ethanolicko-etherických matečných louhů při 0 °C; vyloučená látka se odfiltruje a promyje etherem. Celkem se získá 62,7 g (výtěžek 93 %) hydrochloridu O,O-difenyl-N-fósfonomethylglycinonitrilu o bodu tání 112 až 123 °C.

Elementární analysa:

vypočteno 53,19 % C_r 4,79 % H, 8,27 % N; nalezeno 53,51 % C, 4,78 % H, 8,30 % N. Příklad 32

Roztok di(3,4-methylendioxyfenyl jfosfitu (0,05 mol) a 1,3,5-trikyanomethylhexahydro-1,3,5-triazinu (0,0167 mol) v acetonitrilu (75 ml) se zahřívá za míchání 3 hodiny na 75 stupňů Celsia a pak se nechá stát přes noc při teplotě místnosti. Po oddestilování rozpouštědla se získá surový produkt ve formě jantarově žlutě zbarvené olejovité kapaliny. Olejovitý produkt (7,6 g, 0,02 mol) se rozpustí v chloroformu (100 ml) a k roztoku se přikape kyselina methansulfonová (1,92 gramů, 0,02 mol). Směs se míchá 15 minut, pak se přidá ether (200 ml) a vyloučená bezbarvá sůl se odfiltruje. Produkt se překrystalizuje dvakrát z acetonu a získá se 4,6 gramů (výtěžek 47 %) methansulfonanu O,O-di (3,4-methylendioxyfenyl) -N-fosfonomethylglycinonitrilu o h. t. 135 až 136,5 °C. Elementární analysa:

vypočteno 44,45 % C, 3,94 % H, 5,76 °/o N; nalezeno 44,26 % C, 3,94 % H, 5,71 °/o N. Příklad 33

O,O-dl (4-chlor-m-tolyl j-N-fosfonomethylglycinonitril byl získán v podobě růžového oleje. Index lomu n_D ²² — 1,5588.

Příklad 34

Sůl methansulfokyseliny s O,O-di(4-chlor-m-tolyl) -N-fosfonomethylglycinonltrilem má bod tání 143 až 147 °C.

Claims (3)

PREDMET

1. Způsob výroby O-aryl-N-fosfonomethylglycinonitrilů obecného vzorce I,

Z

II (Xa—Aryl—0)2—P—CH2NHCH2CN (I) ve kterém

Aryl značí fenyl, naftyl nebo bifenylyl,

X značí substituent na zmíněné arylové skupině, zvolený ze skupiny zahrnující atom halogenu, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, alkoxyskupinu nebo alkylthioskupinu s 1 až 3 atomy uhlíku, alkoxykarbonylovou skupinu se 2 až 3 atomy uhlíku, methylendioxyskuplnu, kyanskupinu, trifluormethylskupinu a nitroskuplnu,

Z značí atom kyslíku nebo síry a a je celé číslo od nuly do 3, a jejich solí s kyselinami, vyznačující se tím, že se diarylfosfit obecného vzorce II,

Z (Π) (Xa—Aryl—0)2—P—H

VYNALEZU . 3.

ve kterém X, Z, a mají shora uvedený význam, uvede při teplotě 25 až 110'c < akce s l,3,5-trikyanomethyl-hexahydro-l,3,5-triazinem vzorce III

NC-C^O'^ (lil) a izolovaný O-aryl-N-fosfonomethylglycinonitril se popřípadě převede v sůl obecného vzorce Ia,

Z H

II I (Xa—Aryl—O j 2—P—CHz—N©—CH2CN R©1

H (laj ve kterém Aryl, X, a, Z mají shora uvedený význam a Ri je anion silné kyseliny tím, že se rozpustí v bezvodém rozpouštědle obsahujícím silnou kyselinu, mající hodnotu pK_a ve vodě rovnou 2,5 nebo méně a schopnou vytvořit sůl s aminoskupinou.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se reakce provádí v přítomnosti inertního rozpouštědla.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako diarylfosfitu používá difenylfosfitu, di(m-chlorf enyl ]f osfitu, di(p-methoxyfenyl)fosfitu, dí (3,4-dimethyIfenyl)fosfitu nebo di (p-f luorf enyl jf osfitu.