DE19500121A1 - Verfahren zur Herstellung von N-Phosphonomethylglycin - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von N-PhosphonomethylglycinInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von N-Phosphonomethyl-
glycin, einer als herbizid wirksam bekannten Verbindung.
Es ist bekannt, daß man N-Phosphonomethyl-glycin erhält, wenn man N-Phosphono
methyl-iminodiessigsäure in Gegenwart von Wasser mit Sauerstoff unter Verwendung
eines Aktivkohle-Katalysators oxidiert (vgl. DE-A 25 19 388 und EP-A 019445; vgl.
auch EP-A 125363 und US-P 4397676). Hierbei werden jedoch stark wechselnde
Ausbeuten erzielt und das Produkt ist meist mehr oder weniger stark durch das Aus
gangsmaterial oder Nebenprodukte verunreinigt. Die verwendeten Aktivkohle-
Katalysatoren enthalten zudem in vielen Fällen weitere, katalytisch wirkende Bestand
teile.
Es wurde nun gefunden, daß man N-Phosphonomethyl-glycin der Formel (I)
(HO)₂P(O)-CH₂-NH-CH₂-COOH (I)
in guten Ausbeuten und in hoher Reinheit erhält, wenn man N-Phosphonomethyl-
iminodiessigsäure der Formel (II)
(HO)₂P(O)-CH₂-N(CH₂-COOH)₂ (II)
mit Sauerstoff in Gegenwart von Aktivkohle als Katalysator, in Gegenwart eines
basischen Reaktionshilfsmittels und in Gegenwart von Wasser als Verdünnungsmittel
bei Temperaturen zwischen 0°C und 150°C umsetzt.
Überraschenderweise kann das N-Phosphonomethyl-glycin der Formel (I) nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren auf technisch einfache Weise unter Verwendung preis
werter Hilfsstoffe in guten Ausbeuten und in hoher Reinheit erhalten werden. Das
erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine wertvolle Bereicherung des Standes der
Technik dar.
Der Reaktionsablauf beim erfindungsgemäßen Verfahren kann durch das folgende
Formelschema skizziert werden:
Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Verwendung von Sauerstoff durchge
führt. Es kann hierbei Luftsauerstoff eingesetzt werden. Vorzugsweise wird jedoch
reiner, d. h. weitgehend von den übrigen Bestandteilen der Luft befreiter Sauerstoff
verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart von Aktivkohle als Katalysator
durchgeführt. Es kommen hierbei praktisch alle bekannten Arten von Aktivkohle in
Betracht, jedoch ist es nicht notwendig, besonders aktivierte, d. h. zusätzliche
reaktionsbeschleunigende Bestandteile enthaltende Aktivkohle, wie z. B. Norit einzu
setzen. Es kann also mit gutem Erfolg auch reine Aktivkohle ("p.A.") als Katalysator
beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart eines geeigneten basischen Re
aktionshilfsmittels durchgeführt. Als solche kommen alle üblichen anorganischen oder
organischen Basen in Frage. Hierzu gehören beispielsweise Alkalimetall- oder Erd
alkalimetall-hydride, -hydroxide, -amide, -alkoholate, -acetate, -carbonate oder
-hydrogencarbonate, wie beispielsweise Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Calcium-
hydrid, Lithium-, Natrium- oder Kalium-amid, Natrium- oder Kalium-methylat,
Natrium- oder Kalium-ethylat, Natrium- oder Kalium-propylat, Aluminiumiso
propylat, Natrium- oder Kalium-tert-butylat, Natrium- oder Kalium-hydroxid,
Ammoniumhydroxid, Natrium-, Kalium- oder Calcium-acetat, Ammoniumacetat,
Natrium-, Kalium- oder Calcium-carbonat, Ammoniumcarbonat, Natrium- oder
Kalium-hydrogencarbonat, sowie basische organische Stickstoffverbindungen, wie
Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Ethyl-diisopropylamin,
N,N-Dimethylcyclohexylamin, Dicyclohexylamin, Ethyl-dicyclohexylamin, N,N-Di
methylanilin, N,N-Dimethyl-benzylamin, Pyridin, 2-Methyl-, 3-Methyl- und 4-Methyl
pyridin, 2,4-Dimethyl-, 2,6-Dimethyl-, 3,4-Dimethyl- und 3,5-Dimethyl-pyridin, 5-
Ethyl-2-methyl-pyridin, N-Methylpiperidin, 4-(N,N-Dimethylamino)-pyridin, Diaza
bicyclooctan (DABCO), Diazabicyclononen (DBN) oder Diazabicloundecen (DBU);
ferner auch Guanidin und dessen Salze, wie z. B. Guanidin-carbonat.
Vorzugsweise wird Guanidin-carbonat als basisches Reaktionshilfsmittel beim er
findungsgemäßen Verfahren eingesetzt.
Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man
bei Temperaturen zwischen 0°C und 150°C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen
20°C und 120°C, insbesondere bei Temperaturen zwischen 80°C und 110°C.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen unter Normaldruck durchge
führt. Es ist jedoch auch möglich, unter erhöhtem oder vermindertem Druck - im all
gemeinen zwischen 0,1 bar und 10 bar - zu arbeiten.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man pro Mol an Aus
gangsverbindung der Formel (II) im allgemeinen 0,5 bis 5 Mol, vorzugsweise 1 bis 3
Mol Sauerstoff, 0, 1 bis 2 Mol, vorzugsweise 0,5 bis 1 Mol an basischem Reaktions
hilfsmittel, 10 bis 200 g, vorzugsweise 20 bis 100 g Aktivkohle und 0,5 bis 3 Liter,
vorzugsweise 1 bis 2 Liter Wasser ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
N-Phosphonomethyl-iminodiessigsäure der Formel (II) in Wasser vorgelegt und unter
langsamem Erwärmen mit dem basischen Reaktionshilfsmittel versetzt. Nachdem bei
kurzem Rühren dieser Mischung bei erhöhter Temperatur praktisch eine klare Lösung
entstanden ist, wird die Aktivkohle dazu gegeben und bei weiterhin erhöhter
Temperatur über mehrere Stunden verteilt Sauerstoff über eine Fritte eingeleitet.
Nach dem Ende der Umsetzung wird - gegebenenfalls unter vermindertem Druck -
filtriert, das Filtrat mit einer starken Säure, wie z. B. Salzsäure, angesäuert und einge
engt. Der Rückstand wird mit wenig Wasser verrührt und das kristallin angefallene
Produkt durch Absaugen isoliert.
(HO)₂P(O)-CH₂-NH-CH₂-COOH (I)
22,7 g (0,10 Mol) N-Phosphonomethyl-iminodiessigsäure werden in 200 ml Wasser
vorgelegt und bei langsamem Erwärmen auf 90°C mit 9,0 g (0,05 Mol) Guanidin
carbonat versetzt. Nach 15-minütigem Erhitzen auf 90°C werden 5,0 g Aktivkohle
("p.A.") dazu gegeben und in die siedende Mischung (ca. 105°C) wird drei Stunden
lang Sauerstoff über eine Fritte eingeleitet. Dann wird auf Raumtemperatur (ca. 20°C)
abgekühlt, auf ca. das halbe Volumen eingeengt und abgesaugt.
Man erhält 4,3 g des Guanidin-Salzes von N-Phosphonomethyl-glycin (entsprechend
19 mMol N-Phosphonomethyl-glycin oder einer Ausbeute von 19% der Theorie). Das
Filtrat wird mit konz. Salzsäure angesäuert und eingeengt. Der Rückstand wird mit
ca. 10 min Wasser verrührt und das kristallin angefallene Produkt durch Absaugen
isoliert. Man erhält hierbei 10,4 g N-Phosphonomethyl-glycin (62% der Theorie) vom
Schmelzpunkt 235°C.
Gesamt-Ausbeute: 81% der Theorie.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von N-Phosphonomethylglycin der Formel (I)
(HO)₂P(O)-CH₂-NH-CH₂-COOH (I)durch Oxidation von N-Phosphonomethyl-iminodiessigsäure der Formel (II)(HO)₂P(O)-CH₂-N(CH₂-COOH)₂ (II)mit Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators und in Gegenwart von Wasser
als Verdünnungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in
Gegenwart eines basischen Reaktionshilfsmittels bei Temperaturen zwischen
0°C und 150°C durchführt, wobei man als Katalysator Aktivkohle einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung
bei Temperaturen zwischen 20°C und 120°C durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Tempera
turen zwischen 80°C und 110°C arbeitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als basisches
Reaktionshilfsmittel Guanidin-carbonat einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aktivkohle-
Katalysator reine, nicht besonders aktivierte (keine zusätzlichen reaktionsbe
schleunigenden Bestandteile enthaltende) Aktivkohle ("p.A.") einsetzt.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| DE1995100121 DE19500121A1 (de) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | Verfahren zur Herstellung von N-Phosphonomethylglycin |
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|---|---|---|---|
| DE1995100121 DE19500121A1 (de) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | Verfahren zur Herstellung von N-Phosphonomethylglycin |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US5942643A (en) * | 1998-05-14 | 1999-08-24 | Calgon Carbon Corporation | Method for the manufacture of N-phosphonomethylglycine from N-phosphonomethyliminodiacetic acid using a low temperature catalytic carbon |
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| US5962729A (en) * | 1998-05-14 | 1999-10-05 | Calgon Carbon Corporation | Method for the manufacture of N-phosphonomethylglycine from N-phosphonomethyliminodiacetic acid using a catalytic carbon |
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- 1995-12-22 WO PCT/EP1995/005095 patent/WO1996020944A1/de active Application Filing
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