FI69469B - Foerfarande foer framstaellning av n-fosfonometylglycin eller dess tioanalog och deras salter - Google Patents

Description

1 69469

Menetelmä N-fosfonometyyliglysiinin tai sen tioanalogin ja näiden suolojen valmistamiseksi

Jakamalla erotettu hakemuksesta 773495 5 Keksinnön kohteena on menetelmä rikkakasvimyrkkynä käytettävän N-fosfonometyyliglysiinin ja sen tioanalogin sekä näiden suolojen valmistamiseksi.

US-patenttijulkaisussa 3 923 877 on kuvattu N-fosfonometyyliglysiinin valmistus saattamalla dihydrokarbyy-10 lifosfiitti reagoimaan 1,3,5-trisyaanimetyyliheksahydro- 1,3,5-triatsiinin kanssa katalysaattorin, kuten halo-geenivedyn, Lewis-hapon, karboksyylihappohalogenidin tai karboksyylihappoanhydridin läsnäollessa, ja hydrolysoimalla saatu reaktiotuote. Menetelmässä saannot ovat 15 sangen alhaiset. Tässä patenttijulkaisussa todetaan, että fosfiitin ja triatsiinin välisessä reaktiossa on välituotteena N-fosfonometyyliglysiinitriilin esteri, edullisesti alempi alkyyliesteri tai bentsyyliesteri, josta hydrolysoimalla saadaan N-fosfonometyyliglysiini, jonka 20 kaava on

O

ho-p-ch2-nh-ch2-cooh

OH

25 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä N- fosfonometyyliglysiinin tai sen tioanalogin suolan valmistamiseksi kuumentamalla seosta, joka sisältää glysiininit-riiliä, jonka kaava on

z H

30 (aryyli-Xg-O)2_b - P - CH2 - N - CH2 - CN I

<OH)b jossa aryyli on fenyyli, naftyyli tai bifenyyli, aryylin 35 substituentit X valitaan seuraavista: halogeeni, 0^-04-alkyyli, C^-C3~alkoksi, C-^-C^-alkyylitio, C2-C3~alkoksi- 2 69469 karbonyyli, metyleenidioksi, syaani, trifluorimetyyli ja nitro, Z on happi tai rikki, a on kokonaisluku 0-3, ja b on 0 tai 1, ja emäksenä aikaiimetallihydroksidia tai tetra-alkyyliammoniumhydroksidia, jonka alkyyliryhmis-5 sä on 1-4 hiiliatomia.

Keksinnön toisena kohteena on menetelmä N-fosfono-metyyliglysiinin tai sen tioanalogin valmistamiseksi edellä määritellystä suolasta saattamalla suolan vesiliuos kosketuksiin kationisen ioninvaihtohartsin kanssa, eluoimalla 10 hartsi vedellä ja konsentroimalla eluaatti.

Vielä eräänä kohteena on menetelmä N-fosfonometyy-liglysiinin tai sen tioanalogin valmistamiseksi kuumentamalla seosta,joka sisältää kaavan (I) mukaista glysiini-nitriiliä ja jonkin verran yli 1 mooliekvivalentti vesi-15 pitoista halogeenivetyhappoa, jolloin glysiininitriili hydrolysoituu N-fosfonometyyliglysiiniksi tai sen tio-analogiksi.

Kaavan (I) mukainen lähtöaine, N-fosfonometyyligly-siininitriili, jossa b on 0, valmistetaan kuumentamalla 20 fosforihappoesteriä, jonka kaava on: z ti (aryyli-Xa~0)2 P - H (II) jossa X, Z ja a tarkoittavat samaa kuin edellä, kaavan(II) 25 mukaisen 1,3,5-trisvaanimetyyliheksahydro-l,3,5-triatsiinin kanssa:

CH„CN

£ 30 N \ CH2 ΓΗ2 I dll)

NC-CH -N N-CH^CN

C Z

CH2 35 3 69469 mahdollisesti liuottimen läsnäollessa.

Käytettävä liuotin on sellainen, johon triatsiini on liukoinen ja joka ei reagoi muiden reagoivien aineiden kanssa. Tällaisia inerttejä liuottimia ovat asetonitriili, etyy-5 liasetaatti, tetrahydrofuraani jne.

Sellaisia kaavan (I) mukaisia yhdisteitä, joissa b on 1, joilla on kaava:

Z

11 (aryyli X -0) - P - CH„ - N - CH» - CN (IV) 10 a , ^ 2.

OH

jossa X, Z ja a tarkoittavat samaa kuin edellä, muodostetaan liuottamalla yhdiste, jonka kaava on:

15 Z H

11 I

(aryyli Xa"0)2 - P - CH - N - CH2 - CN (V) jossa X ja a tarkoittavat samaa kuin edellä, liuottimeen, joka sisältää ainakin yhden mooliekvivalentin vettä, jolloin 20 toinen (aryyli X -O)-ryhmistä hydrolysoituu. Edullinen liuo-tin on asetoni. Haluttu aine eristetään normaalimeneteImin, kuten fraktioivasti kiteyttämällä tai tyhjöhaihduttamalla liuotin ja muut haihtuvat hydrolyysituotteet, joissa haluttu aine voidaan kiteyttää sopivasta liuottimesta.

25 Kaavan I mukaisten N-fosfonometyyliglysiininitriilien hydrolyysi N-fosfonometyyliglysiiniksi suoritetaan helposti seuraavalla yleisellä menetelmällä. Diaryylifosfiitin ja 1,3,5-trisyaanimetyyli-heksahydro-l,3,5-triatsiinin reaktio-tuote hydrolysoidaan lisäämällä ainakin pieni ylimäärä ekvi-30 molaarisuudesta (ainakin 1,01 moolia) vesipitoista kloorive-tyhappoa tai bromivetyhappoa ja kuumentamalla seosta n.

100 °C:ssa useampia tunteja palautusjäähdyttäen kunnes NMR-spektri osoittaa, että pääasiallisesti kaikki glysiininit-riilistä on hydrolysoitunut N-fosfonometyyliglysiiniksi. Re~ 35 aktioseos uutetaan sitten kahdesti kloroformilla hydrolyysin aikana muodostuneen fenolin poistamiseksi ja vesipitoiset 4 69469 kerrokset suodatetaan ja haihdutetaan kuiviin. Jäännös liuotetaan veteen ja liuos jäähdytetään 0 °C:een N-fosfonometyy-liglysiinin kiteyttämiseksi.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan N-fosfono-5 metyyliglysiiniä, sen tioanalogia ja näiden suoloja yllättävän suurin saannoin.

Seuraavien esimerkkien tarkoituksena on kuvata keksintöä ja kaikki osat ovat paino-osia, jollei muuta ole ilmoitettu.

10 Esimerkki 1

Difenyylifosfiittia (33,43 g, 0,1 mol, puhtausaste 70 %) ja 1,3,5-trisyaanimetyyli-heksahydro-l,3,5-triatsiinia (6,73 g, 0,033 mol) sekoitettiin ja kuumennettiin 100 °C:ssa (öljyhauteella). 40 minuutin kuluttua reaktio oli täydelli-15 nen (NMR-analyysi). Raaka reaktioseos hydrolysoitiin lisäämällä 150 ml 2-m HC1 ja kuumentamalla palautusjäähdyttäen 16 tuntia. Saatu seos uutettiin kloroformilla (fenolin poistamiseksi) ja vesifaasi suodatettiin ja haihdutettiin kuiviin. Oranssin värinen kiinteä jäännös liuotettiin 60 ml:aan 20 vettä, liuos jäähdytettiin 0 °C:een, kiteet koottiin ja il-makuivattiin, jolloin saatiin 10,7 g N-fosfonometyyliglysii-niä. Se oli yli 95-%:sen puhdasta. Lisää tuotetta saatiin haihduttamalla emäliuos ja lisäämällä etanolia, jolloin saatu tuote sisälsi vaihtelevia määriä ammoniumkloridia ja ami-25 nometyylifosfonihappoa. Emäliuokset näistä kiteytyksistä sisälsivät pääasiallisesti fosforihappoa (4,4 g).

Esimerkki 2

Di(p-metoksifenyyli)fosfiittia (30,82 g, 0,1 mol, puhtausaste 95,5 % ja 1,3,5-trisyaanimetyyli-heksahydro-30 1,3,5-triatsiinia (6,81 g, 0,0333 mol) sekoitettiin ja kuu mennettiin 100 °C:ssa. 15 minuutin kuluttua kaikki heksa-hydrotriatsiini oli liuennut fosfiittiin: seoksesta otettu näyte osoitti, että reaktio oli n. 50 %:nen. Seosta kuumennettiin vielä 15 minuuttia, sitten hydrolysoitiin ja käsi-35 teltiin kuten esimerkissä 1 kuvattiin. Ensimmäinen erä 10,1 g (kuivana) oli NMR-analyysin mukaan puhdasta N-fosfo-nometyyliglysiiniä. Lisäeriä ei voitu saada puhtaassa muo- 5 69469 dossa, vaan NMR:n mukaan kompleksiseoksena.

Esimerkki 3

Di-p-kloorifenyylifosfiittia (19,6 g, 0,05 mol, puhtausaste 70 %) ja 1,3,5-trisyaanimetyyli-heksahydro-l,3,5-5 triatsiinia (3,41 g, 0,0167 mol) sekoitettiin keskenään huoneen lämpötilassa (ei eksoterminen reaktio). Lietettä kuumennettiin 100 °C:ssa 20 minuuttia (NMR-analyysi osoitti reaktion olevan täydellinen). Noudattaen esimerkissä 1 kuvattuja jälkikäsittely- ja hydrolyysi-menetelmiä eristettiin 10 4,8 g N-fosfonometyyliglysiiniä (1. saanto 56 %), toinen erä (0,44 g) oli NH^Cl. Emäliuosten NMR-analyysit olivat hyvin kompleksisia, mikä osoittaa, että hydrolyysiolosuhteet olivat liian rankat.

Esimerkki 4 15 N-fosfonometyyliglysiinin tetrametyyliammoniumhydrok- sidisuola valmistettiin liuottamalla 6 g (0,02 mol) 0,0-di-fenyyli-N-fosfonometyyliglysiininitriiliä 30 ml:aan vettä, joka sisälsi 14,5 g (0,08 mol) tetrametyyliammoniumhydrok-sidia, ja kuumentamalla seosta sitten 16 tuntia 100 °C:ssa 20 kunnes NMR-analyysi osoitti, että kaikki glysiininitriili oli muuttunut N-fosfonometyyliglysiinin tetrametyyliammoni-umhydroksidisuolaksi. Liuos jäähdytettiin ja haihdutettiin sitten tyhjössä. Jäännöksenä saatu tetrametyyliammoniumsuo-lojen seos liuotettiin 20 ml:aan vettä, ja liuos pantiin io-25 ninvaihtokolonniin, joka oli täytetty kaupallisella katio-ninvaihtohartsilla ("Dowex 50") ja eluoitiin sitten vedellä huoneen lämpötilassa. Eluaatti haihdutettiin, jolloin saatiin 2,4 g vaaleankeltaisenruskeata kiteistä tuotetta (saanto 71 %). Kiteinen tuote oli NMR-analyysin mukaan pääasial-30 lisesti puhdasta N-fosfonometyyliglysiiniä.

Esimerkki 5 N-fosfonometyyliglysiinin dinatriumsuola valmistettiin sekoittamalla 6,04 g (0,02 mol) 0,0-difenyyli-N-fosfo-nometyyliglysiininitriiliä 50 mlsn kanssa vettä, joka sisäl-35 si 3,2 g (0,08 mol) natriumhydroksidia ja kuumentamalla sitten seosta jatkuvasti sekoittaen 1 tunti 70 °C:ssa, minkä ajan kuluttua reaktioseoksen NMR-analyysi osoitti noin koi- 6 6 9 4 6 9 manneksen reaktioseoksesta muuttuneen dinatriumsuolaksi. Kun kuumennusta jatkettiin vielä 4 tuntia 70 °C:ssa, oli 40 % muuttunut dinatriumsuolaksi. 15 tunnin lisäkuumennuksella 70 °C:ssa päästiin 80 - 90-%:een konversioon dinatriumsuo-5 läksi. Reaktioseos väkevöitiin, jolloin saatiin tumma kullanvärinen lasimainen aine. N-fosfonometyyliglysiini valmistettiin liuottamalla se veteen ja panemalla liuos ioninvaih-tokolonniin, joka oli pakattu kaupallisella kationinvaihto-hartsilla ("Dowex 50"). Kolonni eluoitiin vedellä huoneen 10 lämpötilassa. Haihduttamalla eluaatti saatiin 2,7 g (80 %:n saanto) vaaleata kiinteätä ainetta, joka NMR-analyysin mukaan oli pääasiallisesti puhdasta N-fosfonometyyliglysiiniä.

Claims (3)

7 69469

1. Menetelmä N-fosfonometyyliglysiinin tai sen tio-analogin suolan valmistamiseksi, tunnettu siitä, 5 että seosta, joka sisältää vettä sekä glysiininitriiliä, jonka kaava on Z H H I (aryyli-X -O)_ . - P - CH_ - N - CH„ - CN a 2-b , 2 2 10 (0H,b jossa aryyli on fenyyli, naftyyli tai bifenylyyli, aryylin substituentit X valitaan seuraavista: halogeeni, C^-C^-al-kyyli, C^-C^-alkoksi, C^-C^-alkyylitio, C^-C^-alkoksikarbo-nyyli, metyleenidioksi, syaani, trifluorimetyyli ja nitro, 15. on happi tai rikki, a on kokonaisluku 0-3, ja b on 0 tai 1, ja emäksenä alkalimetallihydroksidia tai tetra-alkyy-liammoniumhydroksidia, jonka alkyyliryhmissä on 1 - 4 hiili-atomia, kuumennetaan suolan muodostamiseksi.

2. Menetelmä N-fosfonometyyliglysiinin tai sen tio-20 analogin valmistamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisesti valmistetusta suolasta, tunnettu siitä, että suolan vesiliuos saatetaan kosketuksiin kationisen ioninvaihtohart-sin kanssa, hartsi eluoidaan vedellä ja eluaatti konsentroidaan, jolloin saadaan N-fosfonometyyliglysiini tai sen tio-25 analogi.

3. Menetelmä N-fosfonometyyliglysiinin tai sen tio-analogin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että seosta, joka sisältää glysiininitriiliä, jonka kaava on Z H Il I 30 (aryyli-Xa-0)2_b - P - CH2 - N - CH2 - CN (OH)b jossa aryyli on fenyyli, naftyyli tai bifenylyyli, aryylin substituentit X valitaan seuraavista: halogeeni, C^-C^-al-35 kyyli, C^-C^-alkoksi, C^-C^-alkyylitio, C^C^-alkoksikarbo-nyyli, metyleenidioksi, syaani, trifluorimetyyli ja nitro, Z on happi tai rikki, a on kokonaisluku 0 - 3 ja b on 0 tai 8 69469 1, ja jonkin verran yli 1 mooliekvivalentti vesipitoista ha-logeenivetyhappoa, kuumennetaan, kunnes glysiininitriili on olennaisesti täysin hydrolysoitunut N-fosfonometyyliglysii-niksi tai sen tioanalogiksi. 9 69469