HU187438B - Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine - Google Patents

Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine Download PDF

Info

Publication number
HU187438B
HU187438B HU396481A HU396481A HU187438B HU 187438 B HU187438 B HU 187438B HU 396481 A HU396481 A HU 396481A HU 396481 A HU396481 A HU 396481A HU 187438 B HU187438 B HU 187438B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
acid
reaction mixture
phosphonomethyl
phosphonomethylglycine
reaction
Prior art date
Application number
HU396481A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Tamas Vidroczy
Laszlo Botar
Istvan Nemes
Dezsoe Gal
Peter Hajdu
Julia Lukacs
Laszlo Suemegi
Gabor Vasvari
Sandor Balint
Antal Gaal
Sandor Horvath
Jozsef Baracskai
Elemer Toemoerdi
Laszlo Lendvai
Original Assignee
Mta Koezponti Kemiai Kutato Intezete,Hu
Nitrokemia Ipartelepek,Hu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mta Koezponti Kemiai Kutato Intezete,Hu, Nitrokemia Ipartelepek,Hu filed Critical Mta Koezponti Kemiai Kutato Intezete,Hu
Priority to HU396481A priority Critical patent/HU187438B/en
Publication of HU187438B publication Critical patent/HU187438B/en

Links

Abstract

A találmány tárgya új eljárás N-(foszfonometil)-glicin előállítására. A találmány szerint N(foszfono-metil)-imino-diecetsavból, lúgból és vízből, vagy egy N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavsóból és vízből a jelenlévő lúgra vonatkoztatva legföljebb 2 ekvivalens sav hozzáadásával 3-as pHjú vagy ennél savanyúbb reakcióelegyet készítenek, a reakcióelegyet az oxidálószer gyökös bomlását elősegítő fém vagy fémvegyület katalizátor jelenlétében és/vagy ultraibolya fénnyel végzett besugárzás közben peroxiddal kezelik, majd kívánt esetben a képződött N-(foszfono-metil)-glicint ismert módon elkülönítik. -1-The present invention relates to a novel process for the preparation of N- (phosphonomethyl) glycine. According to the present invention, a reaction mixture of pH 3 or more is added to a pH of 3 or more by adding an acid of up to 2 equivalents of N (phosphonomethyl) iminodiacetic acid, of alkali and water, or of an N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid salt and of the water present. the reaction mixture is treated with a peroxide in the presence of a metal or metal catalyst to promote the radical decomposition of the oxidizing agent and / or by irradiation with ultraviolet light, and, if desired, the N-phosphonomethylglycine formed is isolated in a known manner. -1-

Description

A találmány tárgya új eljárás N-(foszfonometíl)-glicin előállítására.The present invention relates to a novel process for the preparation of N- (phosphonomethyl) glycine.

Az N-(foszfono-metil)-glicin a növénytermesztésben növényi növekedést befolyásoló, illetve gyomirtó hatóanyagként használható fel. Az N(foszfono-metil)-glicin előállításának legszélesebb körben alkalmazott, ismert módja az, hogy N(foszfono-metil)-imino-diecetsavat folyékony, szilárd vagy légnemű oxidálószerrel kezelnek (7 307 449. sz. közzétett holland szabadalmi bejelentés, 3 954 848. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás, 167 343. sz. magyar szabadalmi leírás). Folyékony vagy szilárd oxidálószerként szervetlen vagy szerves peroxidokat, például hidrogénperoxidot, perhangyasavat, perecetsavat, perbenzoesavat, m-klór-perbenzoesavat, benzoilperoxidot vagy benzolperszulfonsavat, továbbá egyéb általánosan ismert szervetlen oxidálószereket, így nátrium-hipokloritot, kálium-permanganátot, nátrium-bikromátot, krómsavat, káliumperszulfátot és hasonló vegyüieteket használnak fel, míg légnemű oxidálószerként oxigént vagy oxigéntartalmú gázelegyeket, célszerűen levegőt alkalmaznak.N-phosphonomethylglycine can be used in plant cultivation as a plant growth regulator or herbicide. The most widely known known method of preparing N-phosphonomethylglycine is to treat N-phosphonomethyliminodiacetic acid with a liquid, solid or gaseous oxidant (Dutch Patent Publication No. 7,307,449, 3,954). U.S. Patent No. 848, Hungarian Patent No. 167,343). Liquid or solid oxidizing agents include inorganic or organic peroxides such as hydrogen peroxide, peracetic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, m-chloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide or benzenesulfonic acid, and other commonly known inorganic oxidizing agents, such as sodium hypochlorite, potassium potassium persulphate and similar compounds are used, while the gaseous oxidant is oxygen or oxygen-containing gas mixtures, preferably air.

A fent ismertetett eljárások közös jellemzője, hogy az oxidációt az N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav saját pH-ján (kb. pH 2) vagy savadalék jelenlétében hajtják végre. Az adagolt sav mennyisége a viszonylag jelentéktelen, ekvivalensnyi mennyiségtől a reakcióközegként alkalmazott tömény kénsavig terjed. A kísérleti tapasztalatok szerint savadalék jelenlétében lényegesen gyorsabb az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav oxidációja, mint sav távollétében.A common feature of the above-described processes is that the oxidation is carried out at the native pH of the N-phosphonomethyliminodiacetic acid (about pH 2) or in the presence of an acidic additive. The amount of acid added ranges from a relatively insignificant amount of equivalent sulfuric acid as the reaction medium. Experimental experience has shown that oxidation of N-phosphonomethyliminodiacetic acid in the presence of an acid additive is significantly faster than in the absence of an acid.

Az erősen savas közeg alkalmazásából számos hátrány származik. Üzemi szempontból rendkívül hátrányos, hogy a reakcióközeg igen korrozív; ezért a reakciót vagy sérülékeny, könnyen károsodó üvegreaktorban kell végrehajtani, vagy a fémreaktor belsejét különleges korrózióálló bevonattal kell ellátni. Az erősen savas reakcióelegy feldolgozása nehéz, a reakcióelegyből a sav nem regenerálható, és a gyártási szennyvíz csak előzetes semlegesítés után vezethető a környezetbe. További hátrányok származnak abból, hogy a végtermék - azaz az N-(foszfono-metil)-glicin - az erősen savas reakcióközegben lényegesen jobban oldódik, mint vízben. A reakcióközegben oldva maradt N-(foszfono-metil)-glicint csak megfelelő kicsapószerekkel (rendszerint alkoholokkal) lehet leválasztani, ami növeli a gyártási költségeket, és egyúttal a szennyezéseket is leválasztja a reakcióelegyből, amelyek a végtermékből egyáltalán nem vagy csak igen nehezen távolíthatók el.The disadvantages of using a highly acidic medium are numerous. From an operational point of view, the reaction medium is highly corrosive; therefore, the reaction must either be carried out in a vulnerable, easily damaged glass reactor, or the inside of the metal reactor must have a special corrosion-resistant coating. The highly acidic reaction mixture is difficult to process, the acid cannot be regenerated from the reaction mixture, and the production waste water can only be discharged to the environment after prior neutralization. Further disadvantages result from the fact that the final product, i.e., N-phosphonomethylglycine, is significantly more soluble in the strongly acidic reaction medium than in water. The N-phosphonomethylglycine remaining dissolved in the reaction medium can be separated only with suitable precipitating agents (usually alcohols), which increases the production cost and also removes impurities from the reaction mixture which are not or only very difficult to remove from the final product.

Egy kevésbé elterjedt módszer szerint az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavat elektrokémiai úton oxidálják (1 494 197. sz. nagy-britanniai és 2 363 634. sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás).A less common method is the oxidation of N-phosphonomethyliminodiacetic acid by electrochemical methods (British Patent Nos. 1,494,197 and German Patent No. 2,363,634).

' A sav-adalékot nem alkalmazó eljárások (3 696 398. sz. amerikai egyesült államokbeli és 2 519 388. sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás) közös hátránya - a kis reakciósebességen kívül - az is, hogy a kiindulási N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav a reakcióközegként al2 kalmazott vízben igen rosszul oldódik (a 95 °C-os telített vizes oldat koncentrációja mindössze 4 súly%). Ezért igen nagy mennyiségű vizes oldatokat kell kezelni, ami jelentős mértékben csökkenti a reaktorok hasznos kapacitását és növeli az eljárás energiaigényét; a reaktort elhagyó oldatból pedig igen nagy mennyiségű vizet kell eltávolítani, ami további energiabefektetést igényel.A common disadvantage of non-acid additive processes (U.S. Pat. No. 3,696,398 and German Patent No. 2,519,388) is that, apart from the low reaction rate, the starting N- (phosphono- methyl iminodiacetic acid is very poorly soluble in water used as reaction medium (concentration of 95% saturated aqueous solution is only 4% by weight). Therefore, very large volumes of aqueous solutions need to be treated, which significantly reduces the useful capacity of the reactors and increases the energy demand of the process; and a large amount of water must be removed from the reactor leaving solution, which requires additional energy investment.

Az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav csekély oldékonyságából és az erősen savas reakcióközeg alkalmazásából származó hátrányok kiküszöbölésére javasolták már az N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav sóinak oxidálását, ezek a vegyületek ugyanis az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavnál lényegesen jobban oldódnak vízben, és gyengén savas, illetve közel semleges pH-jú vizes oldatot képeznek. A szakirodalom szerint azonban a sók nem oxidálhatok az N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav oxidálására alkalmas reagensek bármelyikével ; mindössze az elektrokémiai oxidáció és a gázalakú oxidálószerrel végzett oxidáció ismeretes (861 996. sz. belga és 4 147 719. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Mindkét szabadalmi leírás adataiból egyértelműen megállapítható azonban, hogy a reakció során jelentős mennyiségben képződnek melléktermékek [például N-metilN-(foszfono-metil)-glicin és metil-amin-metil-foszfonsav, ha az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav izopropil-aminnal képezett sójából indulnak ki], és ha az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav mono-sói helyett kiindulási anyagokként a megfelelő disókat alkalmazzák, rohamosan csökken a hozam. Nagy reaktorkapacitást lehetővé tevő oldékonysággal viszont csak a di-sók rendelkeznek.To overcome the disadvantages of the low solubility of N-phosphonomethyliminodiacetic acid and the use of a highly acidic reaction medium, it has already been proposed to oxidize the salts of N-phosphonomethyliminodiacetic acid, which are N-phosphonomethyl. They are significantly more soluble in water than iminodiacetic acid and form a slightly acidic or near neutral pH aqueous solution. However, according to the literature, salts cannot be oxidized with any of the reagents for oxidizing N-phosphonomethyliminodiacetic acid; only electrochemical oxidation and gaseous oxidation oxidation are known (Belgian Patent Nos. 861,996 and 4,147,719). However, it is clear from the data of both patents that the reaction generates significant amounts of by-products [e.g., N-methylN-phosphonomethylglycine and methylamine methylphosphonic acid when N- (phosphonomethyl) imino] starting from the salt of diacetic acid with isopropylamine], and the use of the appropriate salts in place of the mono-salts of N-phosphonomethyliminodiacetic acid yields a rapid decrease. On the other hand, only the salts possess high solubility solubility.

A 184 168. lajstromszámú korábbi magyar szabadalmi leírásunkban N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav savmentes, vizes szuszpenzióiból kiinduló eljárást ismertettünk N-(foszfono-metil)-glicin előállítására. Oxidálószerként oxigéngázt vagy oxigéntartalmú gázelegyeket - elsősorban levegőt használtunk fel. Noha ezzel az eljárással kiküszöbölhetők az erősen korrozív reakcióközeg alkalmazásából származó nehézségek és a reaktorkapacitás jelentősen fokozható, hátrányt jelent, hogy a reakcióelegy intenzív keverésére van szükség, és a reakció viszonylag lassú.Earlier Hungarian Patent Application No. 184,168 discloses an acid-free aqueous suspension of N-phosphonomethyliminodiacetic acid for the preparation of N-phosphonomethylglycine. The oxidizing agent used is oxygen gas or oxygen-containing gas mixtures - primarily air. Although this procedure eliminates the difficulties of using a highly corrosive reaction medium and greatly increases the reactor capacity, it has the disadvantage that intensive stirring of the reaction mixture is required and the reaction is relatively slow.

összefoglalóan megállapíthatjuk, hogy az N(foszfono-metil)-glicin előállítására a reakcióelegy kezelhetősége, a reakciósebesség, az energiaigény és a kapacitáskihasználás szempontjából egyaránt megfelelő eljárást eddig még nem ismertettek.In summary, a process for the preparation of N (phosphonomethyl) glycine in terms of reaction mixture reaction rate, reaction rate, power demand and capacity utilization has not yet been described.

Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy ha az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavból, vízből és szerves vagy szervetlen bázisból elegyet állítunk elő és ahhoz a lúg mennyiségére vonatkoztatva legfeljebb két ekvivalens mennyiségű savat adunk és a reakcióelegy pH értékét legfeljebb 3-ra állítjuk, így az oldatból még nem válik ki a szilárd N-(foszfonometil)-imino-diecetsav, holott az oldatban lévő anyag mennyisége 2-4-szerese az eddig észlelteknek. Ezt a reakcióelegyet 50-120 °C-ra melegítve, fém vagy fém-vegyület katalizátor jelenlétében vagy ultraibolya fénnyel besugározva peroxidokkal oxidáljuk. Ily módon az eddig ismert eljárásoknál rövidebb idő alatt, a fentiek értelmében lényegesenIn our studies, it has been found that when a mixture of N-phosphonomethyliminodiacetic acid, water and an organic or inorganic base is prepared, up to two equivalents of acid are added and the pH of the reaction mixture is up to 3 so that solid N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid is not precipitated out of solution, although the amount of solution in the solution is 2-4 times higher than that observed so far. This reaction mixture is oxidized to peroxides by heating to 50-120 ° C in the presence of a metal or metal compound catalyst or irradiating with ultraviolet light. Thus, in a shorter period of time than previously known methods, as described above

187 438 nagyobb (adott esetben háromszoros) kapacitáski- \ használással, kedvező energiamérleggel és jó hozammal állíthatjuk elő a spektroszkópiailag tiszta célterméket.187,438 can be used to produce a spectroscopically pure target product with a higher capacity utilization (optionally triple), a favorable energy balance and a good yield.

Az az észlelt jelenség, hogy a fentiekben vázolt ! lúg és sav adagolása esetén a keletkezett termék oldhatósága megnövekszik, két magyarázatra ad lehetőséget. Az egyik szerint túltelített oldat keletkezésével lehetne számolni. Ennek a feltevésnek azonban ellentmond az a tény, hogy a reakcióelegy- 11 bői mechanikus hatásra sem válik ki a termék.The observed phenomenon is that outlined above ! In the case of addition of alkali and acid, the solubility of the resulting product increases, giving two possible explanations. One is that an over saturated solution could be expected. However, this assumption is contradicted by the fact that it is formed from the reaction mixture either 11 vesicle mechanical effect of the product.

A másik teljesen hipotetikus magyarázat az lehetne, hogy a reakcióelegy az N-(foszfono-metil)imino-diecetsavat nem szabad sav és nem só, hanem egy eddig még fel nem derített szerkezetű más 1 származék (molekulavegyület, komplex, adduktum) formájában tartalmazza. A reakcióelegyben lévő N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav-származékot a továbbiakban „N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav savval és lúggal képezett komplexumá”- 2 nak vagy röviden „N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav-komplexum”-nak nevezzük. A komplexum az alkalmazott reakcióközegben igen jól oldódik, és a komplexumból nagy töménységű, stabilis vizes oldatok készíthetők. Rendkívül meglepő to- 2 vábbá az a tapasztalatunk, hogy a találmány szerint összeállított reakcióelegyben az N-(foszfonometil)-imino-diecetsav lényegesen nagyobb sebességgel oxidálódik, mint a tiszta vizes oldatban egyébként, azonos körülmények között oxidált N- 3 (foszfono-metil)-imino-diecetsav. Mindezek a tapasztalatok arra utalnak, hogy a találmány szerint összeállított reakcióelegyben az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavból egy, az oxidációra sokkal hajlamosabb komplexum képződött, és a komple- 3 xum oxidációja - az N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav-sókéval ellentétben - a kívánt irányban megy végbe.Another purely hypothetical explanation could be that the reaction mixture in the form of the N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid is not a free acid, not the salt, but an as yet unexplored structure other one derivative (molecular compound, complex adduct). N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid derivative in the reaction mixture "formed of N- (phosphonomethyl) -iminodiecetsav acid and alkali complexes" hereinafter - two or briefly "N- (phosphonomethyl) -iminodiecetsav- complex ”. The complex is highly soluble in the reaction medium used and can be formulated into highly concentrated stable aqueous solutions. It is extremely surprising to-PHI 2 is our experience that is constructed according to the invention the reaction of N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid is oxidized at a rate substantially higher than the pure aqueous solution anyway, oxidized under the same conditions 3 N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid. All of these experiences suggest that prepared according to the invention the reaction of N- (phosphonomethyl) imino-diacetic acid is a much more susceptible to oxidation resulting complex, and complexes in the oxidation xum 3 - N- (phosphonomethyl) - unlike iminodiacetic acid salts, it proceeds in the desired direction.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott kiindulási reakcióelegyet úgy készíthetjük el, hogy N- 4 (foszfono-metil)-imino-diecetsavat legalább 1 mólekvivalens bázist tartalmazó vízben oldunk, és a kapott oldat pH-ját a jelenlévő bázisra vonatkoztatva legföljebb 2 ekvivalens sav adagolásával legföljebb 3-ra állítjuk. Az utóbbi esetben döntő jelen- 4 tősége van a komponensek beadagolási sorrendjének. Tapasztalataink szerint az N-(foszfono-metil)imino-diecetsav a semleges vagy savas kémhatású, lúgot és savat is tartalmazó vizes oldatban (95 ’Con) nem oldódik 4 súly%-ot meghaladó mértékben, 5 tehát az oxidálni kívánt komplexum így nem állítható elő.The starting reaction mixture used in the process of the present invention can be prepared by dissolving N-4 (phosphonomethyl) iminodiacetic acid in water containing at least 1 molar equivalent of base and adding up to 2 equivalents of acid to the pH of the resulting solution. set to. In the latter case, the order of addition of the components is crucial. In our experience, N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid is not soluble in an aqueous solution (95 'Con) of neutral or acidic solution containing alkaline and acid more than 4% by weight, so that the complex to be oxidized cannot be live.

Az eljárásban tetszőleges bázikus kémhatású anyagot felhasználhatunk, amelyek közül példaként a következőket soroljuk fel: szervetlen házi- 5 sok, így nátrium-hidroxid, kálium-hidroxid, ammónium-hidroxid, továbbá szerves bázisok, így primer, szekunder és tercier alkil-aminok (előnyösen metil-amin, etil-amin, propil-amin, izopropil-amin, butil-amin és dimetil-amin), bázikus gyűrűs nitro- j gén-vegyületek (így piridin, 2-metil-piridin, anilin).The process may use any basic chemical, such as inorganic household compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, and organic bases such as primary, secondary and tertiary alkylamines (preferably methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine and dimethylamine), basic cyclic nitro compounds (such as pyridine, 2-methylpyridine, aniline).

mól N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavra vonatkoztatva legalább 1 mólekvivalens bázist használunk fel. A bázis mennyiségének felső határa célszerűen kb. 2 mólekvivalens lehet; ennél nagyobb f mennyiségű bázis alkalmazásából már további előnyök nem származnak. Előnyösen 1 mól N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavra vonatkoztatvaAt least 1 molar equivalent of base is used per mole of N-phosphonomethyliminodiacetic acid. The upper limit of the amount of base is suitably ca. May be 2 molar equivalents; the use of a larger amount of base f has no further advantages. Preferably, based on 1 mole of N-phosphonomethyliminodiacetic acid

1,5-2 mól bázist használunk fel; így nagy N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav-koncentrációjú, homogén oldatokat készíthetünk.1.5 to 2 moles of base are used; Thus homogeneous solutions with high concentrations of N-phosphonomethyliminodiacetic acid can be prepared.

Az eljárásban alkalmazott sav tetszőleges erős sav lehet; így például kénsavat, salétromsavat, trifluor-ecetsavat és más, 2-es pK-értékű vagy annál erősebb savakat használhatunk fel. A reakcióelegyhez 1 mól bázisra vonatkoztatva legföljebb 2 ekvivalens savat adhatunk. Előnyösnek bizonyult, ha a reakcióelegyhez 1 mól bázisra vonatkoztatva 0,8-1,7 mólekvivalens savat adunk. 1 mól bázisra 5 vonatkoztatva célszerűen kb. 1-1,5 mólekvivalens savat használunk fel; ez a savmennyiség elegendő a reakciósebesség fokozásához, ugyanakkor gazdaságossági szempontokból is optimális.The acid used in the process may be any strong acid; For example, sulfuric acid, nitric acid, trifluoroacetic acid and other acids having a pK value of 2 or more can be used. Up to 2 equivalents of acid per mole of base may be added to the reaction mixture. It has been found advantageous to add 0.8 to 1.7 molar equivalents of acid per mole of base. Preferably, about 5 moles per 5 moles of base. 1 to 1.5 molar equivalents of acid are used; this amount of acid is sufficient to increase the reaction rate but is also optimal from an economic point of view.

A találmány szerint összeállított reakcióelegyben a savból és a bázisból puffer-rendszer képződik, így az elegy savassága még a megengedhető maximális mennyiségű sav beadagolásakor sem tolódik el a korróziót okozó tartományba. A bázisként felhasználható aminok, illetve az azokból sav hatására képződő származékok nagy része korróziógátló hatást fejt ki, ami a biztonságos üzemvitel szempontjából jelentős előny.In the reaction mixture according to the invention, the acid and base form a buffer system so that the acidity of the mixture is not shifted to the corrosive region even when the maximum amount of acid is added. Most of the basic amines and their acid derivatives have anticorrosive properties, which is a significant advantage for safe operation.

A találmány szerinti eljárásban oxidálószerként peroxidokat használunk fel, amelyek közül példaként a következőket soroljuk fel: szervetlen peroxidok, így hidrogén-peroxid, nátrium-peroxid, perkénsav, kálium-peroxi-diszulfát, permangánsav, valamint szerves oxidálószerek, így perecetsav, kumil-hidroperoxid, etil-benzol-hidroperoxid, ditercier butil-hidroperoxid, di-tercier butil-peroxid. Az alkalmazott oxidálószer mennyisége az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav 1 móljára számítva 1 móltól 5 mólig terjedhet. Szakember számára nyilvánvaló, hogy 1 mólekvivalens oxidálószer használata esetén nem várható a reakció teljes végbemenetele, míg 5 mólekvivalens alkalmazása esetén a képződött N-(foszfono-metil)-glicin egy része már tovább oxidálódik. 1 mól N-(foszfono-metil)-iminodiecetsavra vonatkoztatva tehát célszerűen 2-2,5 mól oxidálószert használunk fel; ez biztosítja a reakció teljes vagy majdnem teljes lezajlását, de a képződött terméket nem oxidálja tovább számottevő mértékben.Peroxides used as oxidizing agents in the process of the present invention include, but are not limited to, inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, sodium peroxide, percutic acid, potassium peroxydisulfate, permanganic acid, and organic oxidizing agents such as peracetic acid, cumyl hydroperoxide, ethylbenzene hydroperoxide, ditertiary butyl hydroperoxide, di-tertiary butyl peroxide. The amount of oxidizing agent used may be from 1 mol to 5 mol per mole of N-phosphonomethyliminodiacetic acid. One skilled in the art will appreciate that the use of 1 molar equivalent of oxidizing agent is not expected to complete the reaction, whereas at 5 molar equivalents, part of the N-phosphonomethylglycine formed will be further oxidized. Preferably, therefore, 2 to 2.5 moles of oxidant are used per mole of N-phosphonomethyliminodiacetic acid; this ensures that the reaction is complete or nearly complete, but does not further oxidize the resulting product to a significant degree.

A reakciót megnövelt hőmérsékleten, például 50-120 ’C-on, előnyösen 90-100 ’C-on hajtjuk végre.The reaction is carried out at an elevated temperature, for example 50-120 ° C, preferably 90-100 ° C.

Az oxidálószer beadagolásának módja nem kritikus, de célszerű azt a már kellő hőmérsékletre (mintegy 90-100 ’C-ra) felmelegített reakcióelegyhez a katalizátor jelenlétében részletekben adagolni. Ha a reakciót úgy vezetjük, hogy az oxidáció nagyon gyorsan zajlik le (pl. 100 ’C körüli hőmérsékletet és a lúggal legalább ekvivalens mennyiségű savat alkalmazunk), akkor ennek a részletekben történő adagolásnak nincs jelentősége.The manner in which the oxidant is added is not critical, but it is preferable to add the oxidant in portions to the reaction mixture which has already been heated to a sufficient temperature (about 90-100 ° C) in the presence of the catalyst. If the reaction is conducted in such a way that the oxidation is carried out very rapidly (e.g., at a temperature of about 100 ° C and at least an equivalent amount of acid is used in the alkali), then this stepwise addition is of no importance.

A találmány szerinti eljárásban katalizátorként a periódusos rendszer alcsoportjaiba tartozó bármilyen fémet felhasználhatunk önmagában vagy vegyület formájában, amelyek az oxidálószer gyökös bomlását katalizálják. Amennyiben nemesfém-31In the process of the present invention, any metal of the subgroups of the periodic table may be used as a catalyst, either alone or in the form of a compound which catalyzes the radical decomposition of the oxidizing agent. If the precious metal-31

187 438 katalizátorokat alkalmazunk, ezeket célszerűen hordozóra felvitt fém formájában juttatjuk a reakcióelegybe. A hordozós nemesfém-katalizátorok közül példaként az aktívszénre, alumínium-oxidra, bárium-szulfátra felvitt platinát és palládiumot említjük meg. Az egyéb fémeket célszerűen vegyületeik formájában adjuk a reakcióelegyhez. A fémvegyületek pl. oxidok (így vas-oxid, molibdén-oxid, ezüst-oxid, ólom-oxid stb.), sók (így vas-szulfát, ón-k lórid, mangán-klorid stb.) vagy a fémet anion vagy komplex formájában tartalmazó vegyületek (így ammónium-molibdát stb.) lehetnek. Különösen előnyös katalizátoroknak bizonyultak a molibdén, vanádium és króm nagyobb oxidációs fokú vegyületei, elsősorban a molibdátok.187,438 catalysts are employed and are conveniently added to the reaction in the form of supported metal. Examples of supported noble metal catalysts include platinum and palladium on activated carbon, alumina, barium sulfate. Other metals are conveniently added in the form of their compounds. The metal compounds are e.g. oxides (such as iron oxide, molybdenum oxide, silver oxide, lead oxide, etc.), salts (such as iron sulfate, tin chloride, manganese chloride, etc.) or compounds containing the metal in the form of anions ( such as ammonium molybdate, etc.). Particularly preferred catalysts have been found to be higher oxidation compounds of molybdenum, vanadium and chromium, especially molybdates.

A reakciót ultraibolya fény besugárzásával is katalizálhatjuk. Különösen előnyösnek bizonyult a 250-300 nm tartományba eső hullámhosszú ultraibolya fény. További lehetőség az, hogy az előzőekben Felsorolt katalizátorok alkalmazása mellett a reakcióelegyet ultraibolya fénnyel is besugározzuk.The reaction may also be catalyzed by irradiation with ultraviolet light. Particularly advantageous is the ultraviolet light in the wavelength range of 250-300 nm. Alternatively, in addition to the catalysts listed above, the reaction mixture is irradiated with ultraviolet light.

A találmány szerinti eljárásban homogén (tehát a reakcióközegben oldódó) és heterogén (tehát a reakcióközegben nem oldódó) katalizátorokat egyaránt felhasználhatunk. A katalizátor szükséges mennyiségének alsó határértéke a felhasznált fém vagy fémvegyület minőségétől és a reakcióközegben való oldhatóságától függően változik. A reakcióközegben jól oldódó, nagy aktivitású katalizátorok (pl. egyes molibdén-vegyületek) esetenként már az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav mennyiségé? re vonatkoztatott 10—100 ppm koncentrációban is jó katalitikus hatást fejtenek ki, míg más esetekben a katalizátort ennél nagyobb mennyiségben kell felhasználnunk. Általában célszerű, ha az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav mennyiségére vonatkoztatva legalább kb. 0,01-0,1 súly% katalizátort adunk a reakcióelegyhez. A katalizátort rendszerint az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavra vonatkoztatva 0,1-10 súly% mennyiségben használjuk fel.Both homogeneous (i.e. soluble in the reaction medium) and heterogeneous (i.e. insoluble in the reaction medium) catalysts can be used in the process of the invention. The lower limit of the amount of catalyst required varies depending on the nature of the metal or metal compound used and its solubility in the reaction medium. Are high-activity catalysts (such as some molybdenum compounds) that are highly soluble in the reaction medium and sometimes contain N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid? 10 to 100 ppm relative to the catalyst also have good catalytic activity, whereas in other cases higher amounts of catalyst have to be used. In general, it is preferred that the amount of N-phosphonomethyliminodiacetic acid is at least about 10% by weight. 0.01-0.1% by weight of catalyst is added to the reaction mixture. The catalyst is usually used in an amount of 0.1 to 10% by weight, based on N-phosphonomethyliminodiacetic acid.

A katalizátor mennyiségének felső határa kémiailag nem döntő jelentőségű tényező. A heterogén katalizátorokat (így a vas-oxidot vagy a hordozós nemesfém katalizátorokat) az N-(foszfono-metil)imino-diecetsav mennyiségére vonatkoztatvaThe upper limit of the amount of catalyst is not chemically decisive. Heterogeneous catalysts (such as iron oxide or supported noble metal catalysts) based on the amount of N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid

10-30%-os mennyiségben is felhasználhatjuk. A heterogén katalizátorok szűréssel egyszerűen elkülöníthetők a reakcióelegytől, és ismét felhasználhatók a reakcióban. A katalizátormennyiség növelésének gazdaságossági szempontokból korlátot szab az a körülmény, hogy rendszerint a katalizátor mennyiségének növelésével párhuzamosan fokozódik a peroxid-vegyület fajlagos fogyása.It can also be used in amounts of 10-30%. Heterogeneous catalysts can be readily separated from the reaction mixture by filtration and reused in the reaction. The economical aspect of increasing the amount of catalyst is limited by the fact that the specific amount of the peroxide compound usually increases with increasing the amount of catalyst.

A találmány szerinti eljárásban kapott végső reakcióelegyet önmagában ismert módon dolgozzuk fel. Eljárhatunk például úgy, hogy a reakcióelegyből - semlegesítés után - ismert kicsapószerekkel (célszerűen alkohollal) leválasztjuk az N-(foszfonometil)-glicint. Az N-(foszfono-metil)-glicin ekkor rendszerint szervetlen sókkal keverten válik le. A mezőgazdasági felhasználás szempontjából ezek a szervetlen sók általában nem zavarnak, sőt egyes esetekben - például ha lúgként ammónium-hidroxidot, savként pedig salétromsavat használtunk fel - a képződött só (ammónium-nitrát) a védendő kultúrnövények által hasznosítható, értékes mezőgazdasági anyag (a példakénti esetben műtrágya) lehet. Kívánt esetben azonban a kísérő sókat ismert módon (például vizes mosással) egyszerűen eltávolítjuk a termékből. Az N-(foszfono-metil)-glicint nem szükséges feltétlenül elkülönítenünk képződési reakcióelegyéből, mert - amennyiben a kapott oldat összetétele az érvényes mezőgazdasági és környezetvédelmi előírásoknak megfelel - az oldat közvetlenül is felvihető a kultúrnövényekre, illetve maga az oldat is felhasználható mezőgazdasági készítmények (pl. permetlevek stb.) készítésére.The final reaction mixture obtained in the process of the invention is worked up in a manner known per se. For example, after neutralization, N- (phosphonomethyl) glycine can be isolated from the reaction mixture by neutralization with known precipitating agents (preferably alcohol). The N-phosphonomethylglycine is then usually precipitated in admixture with inorganic salts. These inorganic salts generally do not interfere with agricultural use, and in some cases, for example when using ammonium hydroxide as the base and nitric acid as the acid, the formed salt (ammonium nitrate) is a valuable agricultural material for use by the crop to be protected. fertilizer). However, if desired, the accompanying salts are simply removed from the product by known means (e.g., washing with water). It is not necessary to isolate N-phosphonomethylglycine from its reaction mixture because, if the composition of the resulting solution is in accordance with the applicable agricultural and environmental standards, the solution can be directly applied to the crop plants or used in agricultural preparations (e.g. for making sprays, etc.).

A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnyeit az alábbiakban foglaljuk össze:The main advantages of the process of the invention are summarized below:

a) kiküszöbölhetők a reakcióelegy korrozivitásával kapcsolatos nehézségek;(a) the difficulties relating to the corrosivity of the reaction mixture can be eliminated;

b) a tiszta vizes oldatban, illetve savadalék jelenlétében végzett reakciókhoz képest 5-6-szorosára növelhető a reakcióelegy N-(foszfono-metil)imino-diecetsav koncentrációja, ami azonos mértékű kapacitásnövekedést eredményez;b) 5- to 6-fold increase in N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid concentration in the reaction mixture in pure aqueous solution or in the presence of an acid additive, resulting in an equivalent increase in capacity;

c) a tiszta vizes oldatot, illetve szuszpenziót alkalmazó eljárásokhoz viszonyítva 5-6-od részére csökken a reakcióidő.c) reduction of reaction time by 5-6 compared to processes using pure aqueous solution or suspension.

A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesebben ismertetjük.The invention is further illustrated by the following non-limiting Examples.

7. példaExample 7

20,0 g N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav (0,09 mól), 70 ml víz és 15,4 ml (0,18 mól) izopropil-amin elegyét feltisztulásig kevertük, majd az elegyet 100 ’C-ra melegítettük és 30 ml víz, 4,7 ml (0,18 mól) tömény kénsav és 0,03 g Na2MoO4.2H2O (nátrium-molibdát) elegyét adtuk hozzá. Ezután a reakcióelegyet 100 ’C-on kevertük, miközben az elegybe 1 óra alatt 18,5 ml 30%-os hidrogénperoxid-oldatot csepegtettünk. Az 1 óra eltelte után komplexometriás elemzéssel 0,3 g maradék N(foszfono-metil)-imino-diecetsav mellett ll,2g (75,3%) N-(foszfono-metil)-glicint mutattunk ki a reakcióelegyben.A mixture of 20.0 g of N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid (0.09 mol), 70 ml of water and 15.4 ml (0.18 mol) of isopropylamine was stirred until clear, and the mixture was stirred at 100 ° C. and 30 ml of water, 4.7 ml (0.18 mol) of concentrated sulfuric acid and 0.03 g of Na 2 MoO 4 · 2H 2 O (sodium molybdate) were added. The reaction mixture was then stirred at 100 ° C while 18.5 ml of 30% hydrogen peroxide solution was added dropwise over 1 hour. After 1 hour, 0.3 g of the remaining N-phosphonomethylglycine in the reaction mixture was detected by complexometry with 0.3 g of residual N-phosphonomethyliminodiacetic acid.

A reakcióelegyet háromszoros mennyiségű 96%os etanolba öntöttük. Hűtés után a kivált anyagot leszűrtük és szárítottuk. 9,22 g kristályos anyagot kaptunk, amelynek N-(foszfono-metil)-glicintartalma 86,4% volt (tehát 7,97 g N-(foszfonometil)-glicint kaptunk, ami 53,5 %-os termelésnek felel meg). A szennyezőanyag főleg izopropil-aminszulfát volt.The reaction mixture was poured into three volumes of 96% ethanol. After cooling, the precipitate was filtered off and dried. 9.22 g of crystalline material were obtained with an N-phosphonomethylglycine content of 86.4% (thus 7.97 g of N-phosphonomethylglycine, corresponding to a yield of 53.5%). The impurity was mainly isopropylamine sulfate.

187 438187,438

2. példaExample 2

Az 1. példában közöltek szerint jártunk el, de izopropil-amin helyett 247 ml (0,18 mól) 25%-os vizes ammónium-hidroxidot, kénsav helyett pedig 12,1 ml (0,18 mól) 65%-os salétromsavat használtunk fel. A reakcióelegyben N-(foszfono-metil)imino-diecetsav nem mutatható ki; 10,5 g (76,6%) N-(foszfono-metil)-glicin képződik.In the same manner as in Example 1, 247 ml (0.18 mol) of 25% aqueous ammonium hydroxide was used instead of isopropylamine and 12.1 ml (0.18 mol) of 65% nitric acid were used instead of sulfuric acid. up. N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid was not detected in the reaction mixture; 10.5 g (76.6%) of N-phosphonomethylglycine are formed.

3. példaExample 3

Az 1. példában közöltek szerint jártunk el, de izopropil-amin helyett 14,2 ml (0,18 mól) piridint 1 használtunk fel. A reakcióelegy 0,4 g reagálatlan N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavat és 9,6 g (64,8%) N-(foszfono-metil)-glicint tartalmazott.In the same manner as in Example 1, 14.2 ml (0.18 mol) of pyridine 1 were used instead of isopropylamine. The reaction mixture contained 0.4 g of unreacted N-phosphonomethyliminodiacetic acid and 9.6 g (64.8%) of N-phosphonomethylglycine.

4. példaExample 4

2,4 g (0,01 mól) N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav, 50 ml víz és 2,4 ml (0,028 mól) izopropilamin elegyét felforraltuk, majd 2 ml 30%-os hidrogén-peroxid-oldat hozzáadása után a kvarcedényben lévő reakcióelegyet kvarclámpa fölé helyeztük. A kvarclámpa melegítő hatása a reakcióelegyet forrásban tartotta. Óránként 1 ml 30%-os hidrogénperoxid-oldatot adtunk az elegyhez. 3 óra elteltével az elegyben 0,6 g reagálatlan N-(foszfono-metil)imino-diecetsav mellett 0,7 g N-(foszfono-metil)glicint tudtunk kimutatni (az elméleti érték 41 %-a).A mixture of 2.4 g (0.01 mol) of N-phosphonomethyliminodiacetic acid, 50 ml of water and 2.4 ml (0.028 mol) of isopropylamine was boiled and then 2 ml of 30% hydrogen peroxide solution was added. the reaction mixture in the quartz vessel was placed over a quartz lamp. The warming effect of the quartz lamp kept the reaction mixture boiling. 1 mL of 30% hydrogen peroxide solution was added every hour. After 3 hours, 0.7 g of N- (phosphonomethyl) glycine (41% of theory) was detected in the reaction mixture with 0.6 g of unreacted N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid.

5. példaExample 5

2,27 g (0,01 mól) N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav, 1,7 ml (0,02 mól) izopropil-amin és 10 ml víz elegyét felforraltuk, hozzáadtunk 9 ml 2 n vizes kénsav-oldatot (0,009 mól), majd a forrón tartott elegybe 5 ml 30%-os hidrogén-peroxid-oldatot adtunk és 20 percig 230-300 nm tartományba eső hullámhosszú ultraibolya fénnyel, egy orvosi kvarclámpa segítségével besugároztuk a kvarcedényben lévő reakcióelegyet. Ezután a reakcióelegyből mintát vettünk és a mintát elemeztük. A mérés szerint a reakcióelegy 0,1 g N-(foszfonometil)-imino-diecetsav mellett 1,4 g (83%) N-(foszfono-metil)-glicint tartalmaz.A mixture of N-phosphonomethyliminodiacetic acid (2.27 g, 0.01 mol), isopropylamine (1.7 ml, 0.02 mol) and water (10 ml) was heated and 2N aqueous sulfuric acid solution (9 ml) was added. 0.009 moles) was added to the hot mixture and 5 ml of a 30% hydrogen peroxide solution was added and the reaction mixture was irradiated with a medical quartz lamp at a wavelength of 230-300 nm for 20 minutes. The reaction mixture was then sampled and analyzed. The reaction mixture was found to contain 1.4 g (83%) of N-phosphonomethylglycine in 0.1 g of N-phosphonomethyliminodiacetic acid.

A reakcióelegyet háromszoros mennyiségű melegített 96%-os etanolba öntöttük. Hűtés, szűrés és szárítás után 0,977 g kristályos terméket kaptunk, amelynek N-(foszfono-metil)-gIicin-tartalma 84,0% volt. így tehát 6,821 g (a kiindulási anyagra vonatkoztatva 48,6%) N-(foszfono-metil)-glicint kaptunk.The reaction mixture was poured into three volumes of heated 96% ethanol. After cooling, filtration and drying, 0.977 g of crystalline product was obtained with an N-phosphonomethylglycine content of 84.0%. Thus, 6.821 g (48.6% of starting material) of N-phosphonomethylglycine were obtained.

Claims (3)

1. Eljárás N-(foszfono-metil)-glicin előállítására N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavból . oxidációval, azzal jellemezve, hogy N-(foszfono-metil)imino-diecetsavat legalább egy mólekvivalens szerves vagy szervetlen bázist tartalmazó vízben oldunk és ehhez a jelenlevő lúgra vonatkoztatva legfeljebb 2, célszerűen 1-1,5 ekvivalens sav hozzáadásával 1-3 pH értékű reakcióelegyet készítünk, melyet az oxidálószer gyökös bomlását elősegítő katalizátor, célszerűen nátrium-molibdát jelenlétében vagy 230-300 nm hullámhosszú ultraibolya fénnyel végzett besugárzás közben, 1 mól N-(foszfono-metil)imino-diecetsavra vonatkoztatva 2-2,5 mólekvivalens peroxid-vegyülettel, célszerűen hidrogén-peroxiddal 50-120, célszerűen 90-100 °C-on kezeljük, majd kívánt esetben a képződött N-(foszfonometil)-glicint ismert módon elkülönítjük.A process for the preparation of N-phosphonomethylglycine from N-phosphonomethyliminodiacetic acid. oxidation, characterized in that the N-phosphonomethyliminodiacetic acid is dissolved in water containing at least one molar equivalent of an organic or inorganic base and to a pH of 1 to 3 by addition of up to 2, preferably 1 to 1.5 equivalents of acid per alkali present. prepared in the presence of sodium molybdate or by irradiation with 230 to 300 nm ultraviolet light, per mol of N-phosphonomethyl iminodiacetic acid, in the presence of 2 to 2.5 molar equivalents preferably treated with hydrogen peroxide at 50-120 ° C, preferably 90-100 ° C, and optionally isolating the N-phosphonomethylglycine formed in a known manner. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy bázisként ammónium-hidroxidot, izopropil-amint vagy piridint használunk.2. A process according to claim 1 wherein the base is ammonium hydroxide, isopropylamine or pyridine. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy savként 2-es pK-jú vagy annál erősebb savat, célszerűen kénsavat vagy salétromsavat használunk.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the acid used is an acid of pK 2 or higher, preferably sulfuric acid or nitric acid.
HU396481A 1981-12-28 1981-12-28 Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine HU187438B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU396481A HU187438B (en) 1981-12-28 1981-12-28 Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU396481A HU187438B (en) 1981-12-28 1981-12-28 Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU187438B true HU187438B (en) 1986-01-28

Family

ID=10966263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU396481A HU187438B (en) 1981-12-28 1981-12-28 Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU187438B (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0464018B1 (en) Process for producing N-phosphonomethylglycine
AU626488B2 (en) Peroxide process for producing n-phosphonomethylglycine
US5095140A (en) Peroxide process for producing N-phosphonomethylglycine
US4486358A (en) Process for producing N-phosphonomethylglycine
JP3499242B2 (en) Production of N-phosphonomethylglycine and salts thereof
US5077431A (en) Peroxide process for producing n-phosphonomethylglycine
EP0412074B1 (en) Process for producing N-Phosphonomethylglycine
US4898972A (en) Process for producing N-phosphonomethylglycine
HU187438B (en) Process for preparing n-/phoshono-methyl/-glycine
EP0439445B1 (en) Process for producing n-phosphonomethylglycine
US5047579A (en) Process for producing n-phosphonomethylglycine
US4014952A (en) Process for the preparation of isoprene
AU643096B2 (en) Process for producing n-phosphonomethylglycine
CA1196014A (en) Process for producing n-phosphonomethylglycine
EP0483098B1 (en) Processs for producing N-phosphonomethylglycine
HU187347B (en) Process for preparing n-phosphonomethyl-glycine by means of the catalytic oxidation of n-phosphonomethyl-imino-diacetic acid
US4534904A (en) Process for producing N-phosphonomethylglycine
CA2381413A1 (en) Method for the production of phosphonomethylglycine
JPS6078949A (en) Production of iminodiacetate
JPS6123176B2 (en)
JPS643851B2 (en)
CS277133B6 (en) Process for preparing hydantoin-5-spirocyclopentane

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee