HU206121B

HU206121B - Process for producing acylamino methanephosphonic acids

Info

Publication number: HU206121B
Application number: HU913196A
Authority: HU
Inventors: Hans-Jerg Kleiner
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1992-08-28
Also published as: DK0480307T3; JPH05112588A; ZA918073B; US5155257A; DE59108464D1; HU913196D0; EP0480307A2; CA2053093A1; HUT59149A; TW263511B; IL99674A0; IL99674A; EP0480307B1; ATE147395T1; EP0480307A3; ES2098294T3

Description

A találmány tárgya eljárás acil-amino-metán-foszfonsavak előállítására.

Az acil-amino-metán-foszfonsavak értékes közbenső termékek az iparilag fontos amino-metán-foszfonsav előállításában, továbbá glioxilsavval reagáltatva a herbicid hatású N-foszfono-metil-glicin intermedierjeit készítik belőle (4 851 159 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Jelenleg az acil-amino-metán-foszfonsavakat például N-hidroxi-metil-amidok és foszfor-triklorid reagáltatása, majd a termék sósav keletkezésével járó hidrolizáltatásával állítják elő (2 304 156, valamint 2 328 358 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Az eljárás hátránya, hogy melléktermékként bisz-(klór-metil)-éter képződik, amelyről bebizonyították, hogy rákkeltő. A bisz-(klór-metil)éter az eljárás hidrolízis lépésében keletkezik formaldehid és sósav reagálása útján; az N-hidroxi-metil-amidok mindig tartalmaznak formaldehidet nyomokban, előállításuknál fogva. A bisz-(klór-metil)-éter eltávolítása csak igen bonyolult tisztítással érhető el. A találmány feladata tehát olyan eljárás kidolgozása volt, amelynek során bisz-(klór-metil)-éter nem keletkezik, és amely ipari mértékben alkalmazható.

A találmány tárgya eljárás (I) általános képletű vegyületek előállítására

O OH II /

R'-CO-NHCH₂ P (I) \

OH

- az (I) általános képletben

R¹ jelentése hidrogénatom, 1-6 szénatomos, előnyösen 1-3 szénatomos alkilcsoport, benzilcsoport vagy adott esetben 1-4 szénatomos alkilcsoporttal, 1-4 szénatomos alkoxicsoporttal és/vagy halogénatommal egyszeresen vagy többszörösen szubsztituált fenilcsoport.

Az eljárásra jellemző, hogy egy (II) általános képletű vegyületet R'-CO-NH-CH₂-OH (II)

- a (II) általános képletben R¹ jelentése a fenti - difoszfor-trioxiddal (P₂O₃) reagáltatunk és a kapott terméket vízzel hidrolizáljuk.

(II) általános képletű kiindulási anyagként a találmány szerinti eljárásban például az alábbiak jöhetnek számításba: N-hidroxi-metil-formamid, N-hidroxi-metil-acetamid és különösen előnyösen N-hidroxi-metilbenzamid.

A (II) általános képletű vegyűleteket kipreparált anyagként vihetjük be a reakcióba, de in situ is előállíthatjuk őket a megfelelő amid és parafonnaldehid adott esetben oldószer, így ecetsav jelenlétében végzett reagáltatásával.

A hozam szempontjából igen fontos a komponensek mólaránya. A (II) általános képletű N-hidroxi-metilamid és a difoszfor-trioxid közötti mólarány legfeljebb 2:1, előnyösen 2:1-1,5:1; a P₂O₃ kis feleslege előnyös lehet.

A reagáltatás befejeztével a reakcióelegyet vízzel hidrolizáljuk, amikor is a víz és a reakcióba vitt P₂O₃közötti mólarány legalább 1:1. A víz feleslegben is lehet jelen, a víz és P₂O₃ 5:1-ig terjedő mólarányban. Ha vízzel hidrolízis nem következik be, a reakció végtermékeként (III) általános képletű pirofoszfonsavak keletkeztek:

R ‘-CO-NH-CH₂-P(=O)(OH)-O-P(=O) (OHUCHj-NH-CO-R¹ (ΠΙ)

A (II) általános képletű vegyületek és a P₂O₃ reagáltatását előnyösen szerves oldószerben végezzük.

Szerves oldószerként a reakciókörülmények között közömbös, poláros protonos vagy poláros nemprotonos szerves oldószerek, így ecetsav, acetonitril, tetrahidrofurán és dioxán jöhet számításba. A tetrahidrofuránt és az ecetsavat előnyben részesítjük.

Az eljárás során előnyösen az alábbiak szerint járunk el. A (II) általános képletű kiindulási vegyületet és a difoszfor-trioxidot 5 °C és 60 °C közötti hőmérsékleten, adott esetben hűtés mellett összekeverjük. Az adagolás sorrendje nem fontos. Például a foszfor-trioxid valamilyen szerves oldószerrel készített oldatához adagolhatjuk az adott esetben szintén oldószerben lévő (II) általános képletű N-hidroxi-metil-amidot. A kapott elegyet 10-60 °C-on még keverhetjük egy ideig, utána 60-200 °C-ra, előnyösen 65-150 °C-ra melegítjük. A melegítést előnyösen visszafolyató hűtő alkalmazásával végezzük, a hőmérséklet növelése céljából nyomás alkalmazása is előnyös lehet. A reakció befejeztével az elegyet hagyjuk kihűlni, majd vizet vagy víztartalmú elegyet, például vizet tartalmazó szerves oldószert adunk hozzá. A hidrolízis gyorsítása érdekében az elegyet például visszafolyási hőmérsékletre melegíthetjük. A hidrolízis előnyös hőmérséklete 10-200 °C, különösen előnyösen 60-120 °C. A hidrolízis és az elegy lehűlése után a terméket a szokásos módon feldolgozhatjuk és tovább tisztíthatjuk. A feldolgozás során pl. az előző reakciók során adagolt oldószert eltávolítjuk, például adott esetben csökkentett nyomáson végzett desztillálással. A terméket azonban kristályos formában, leszívatással különíthetjük el a szerves oldószertől. A nyers terméket egyszerű kristályosítással tovább tisztíthatjuk.

A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi az acilamino-metán-foszfonsavak előállítását nagy hozamban és iparilag alkalmazható reakciókörülmények között. A nemkívánatos bisz-(klór-metil)-éter nem képződik.

1. példa g (0,1 mól) difoszfor-trioxid 70 ml tetrahidrofuránnal készített oldatát 5 °C-ra hűtjük. Keverés közben, nitrogén légkör alatt 5-10 °C-on 30 perc alatt 30,2 g (0,2 mól) N-hidroxi-metil-benzamidot adunk az oldathoz. Az elegyet szobahőmérsékletre hagyjuk melegedni, utána visszafolyató hűtő alatt még két órán át forraljuk; az oldat nem tisztul teljesen. A lehűlt elegyhez 30-40 °C-on 4,5 g (0,25 mól) vizet csepegtetünk, utána az elegyet visszafolyató hűtő alatt egy órán át

2..

HU 206 121 Β forraljuk. Lehűlés után a terméket leszívatjuk. 28,5 g benzoil-amino-metán-foszfonsavat kapunk, amely 171-173 °C-on olvad. Az anyalúgból további 5 g terméket izolálunk, így összesen 33,5 g (az elméleti hozam 78%-a) a hozam.

2. példa

30,2 g (0,2 mól) N-hidroxi-metil-benzamid 50 ml tetrahidrofuránban keverés közben 5 °C-on feloldunk és az oldathoz 30 perc alatt 5-10 °C-on nitrogénlégkör alatt 11 g (0,1 mól) foszfor-trioxid 20 ml tetrahidrofuránnal készített oldatát csepegtetjük. A reakcióoldatot 10 percen át 2 °C-on tartjuk, utána a hűtést megszüntetjük, mire a belső hőmérséklet 35 °C-ra emelkedik. Az elegyet visszafolyató hűtő alatt 2 órán át forraljuk; az oldat nem tisztul teljesen. Lehűlés után 30-35 °C-on

4,5 g (0,25 mól) vizet csepegtetünk az oldathoz, amelyet újból egy órán át visszafolyató hűtő alatt forralunk. Lehűlés után a keverést még egy ideig folytatjuk, utána a terméket leszívatjuk. 25 g benzoil-amino-metán-foszfonsavat kapunk, amely 175-178 °C-on olvad. Az anyalúgból további 5,5 g terméket izolálunk, így az összhozam 30,5 g (az elméleti hozam 71 %-a).

3. példa ml ecetsavat keverés közben, nitrogénlégkör alatt 10 °C-ra hűtjük. A hűtést folytatva 11 g (0,1 mól) difoszfor-trioxidot csepegtetünk az ecetsavba, miközben a hőmérséklet 0-5 °C-ra csökken. 5-10 °C-on 30,2 g (0,2 mól) N-hidroxi-metil-benzamidot adunk az oldathoz 60 perc alatt, kisebb adagokban. Az elegyet hűtés nélkül addig keverjük, míg szobahőmérsékletre nem melegedett. Utána a reakcióelegyet 3 és 1/2 órán át visszafolyató hűtő alatt forraljuk. Lehűlés után 2 g (0,11 mól) vizet csepegtetünk az elegyhez, mire a hőmérséklet 35 °C-ra emelkedik. Lehűlés után 25 ml acetont adagolunk, az elegyet még keverjük, majd a terméket leszívatjuk. 31,5 g benzoil-amino-metán-foszfonsavat kapunk, amely 165-170 °C-on olvad. Az anyalúgból további 2 g terméket izolálunk, így az összhozam 33,5 g (az elméleti hozam 78%-a).

4. példa g (0,225 mól) N-hidroxi-metil-acetamid 20 ml ecetsavval készített oldatát nitrogénlégkör alatt, keverés közben 5 °C-ra hűtjük. 5-10 °C-on keverés közben, 20 perc alatt 12,4 g (0,113 mól) difoszfor-trioxidot csepegtetünk az oldathoz. Az elegyet hűtés nélkül addig keverjük, míg szobahőmérsékletre nem melegedett. Utána a reakcióelegyet 3 és 1/2 órán át visszafolyató hűtő alatt forraljuk. Lehűlés után 2 g (0,11 mól) vizet csepegtetünk az elegyhez keverés közben, mire a hőmérséklet 35 °C-ra emelkedik. Lehűlés után az ecetsavat csökkentett nyomáson folytatott lassú melegítéssel (95 °C-ig) eltávolítjuk. A kristályos maradékot etanollal elkeverjük. 26 g nyers acetil-amino-metán-foszfonsavat kapunk, amely 171-175 °C-on olvad. A terméket 88%-os víztartalmú ecetsavból átkristályosítjuk. 19 g (az elméleti hozam 55%-a) acetil-amino-metán-foszfonsavat kapunk, amely 186-190 °C-on olvad.

Elemanalízis:

számított,%: C23,53 H5,23 N9.15 P20,26 talált, %: C22,6 H5,l N 8,7 P20,4

Claims

I. Eljárás (I) általános képletű vegyületek előállítására

10 O OH

II /

R‘-CO-NHCH₂ Ρ (I)

ΧΟΗ

- az (I) általános képletben

R¹ jelentése hidrogénatom, 1-6 szénatomos alkilcsoport, benzilcsoport vagy adott esetben 1-4 szénatomos alkilcsoporttal, 1-4 szénatomos alkoxi20 csoporttal és/vagy halogénatommal egyszeresen vagy többszörösen szubsztituált fenilcsoport -, azzal jellemezve, hogy egy (Π) általános képletű vegyületet 25 R'-CO-NH-CH₂-OH (H) a (II) általános képletben R¹ jelentése a fenti - difoszfor-trioxiddal (P₂O₃) reagáltatunk és a kapott terméket vízzel hidrolizáljuk.

30
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R¹ jelentése hidrogénatom, 1-3 szénatomos alkilcsoport, benzilcsoport vagy fenilcsoport.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy R¹ jelentése hidrogénatom, metil-, etil- vagy fenil35 csoport.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R¹ jelentése metilcsoport.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R¹ fenilcsoportot jelent.

40
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (H) általános képletű vegyületet és a difoszfor-trioxidot legfeljebb (H):P₂O₃=2:1 mólarányban visszük reakcióba.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve,

45 hogy a mólarány 2:1 és 1,5:1 közötti.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reagáltatást 60-200 °C-on folytatjuk.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, 50 azzal jellemezve, hogy a vizes hidrolízis során egy mól bevitt foszfor-trioxidra számítva legalább 1 mól vizet alkalmazunk és a hidrolízist 10-200 °C-on valósítjuk meg.
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, 55 azzal jellemezve, hogy a (Π) általános képletű vegyületet és a foszfor-trioxidot szerves oldószer jelenlétében reagáltatjuk.

II. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oldószerként közömbös poláros protonos vagy

60 nemprotonos oldószert alkalmazunk.