JPH0455437B2

JPH0455437B2 -

Info

Publication number: JPH0455437B2
Application number: JP60299618A
Authority: JP
Inventors: Edowaado Rojaazu Toomasu
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1992-09-03
Also published as: KR860004904A; AU573938B2; CN85109397A; US4568432A; HU205612B; EP0186647B1; CA1228592A; AU5156785A; HUT41416A; ZA859832B; JPS61161293A; ATE41008T1; DE3568437D1; EP0186647A1; KR870001466B1

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、ホスホニル基及びカルボニル基を含
有する第二アミン及び第三アミンの合成に関し、
更に詳しくは還元的アルキル化によるＮ−ホスホ
ノメチルグリシン又はその誘導体の改良された製
造方法に関する。従来の技術農薬業界においてグリホセート（glyphosate）
として知られているＮ−ホスホノメチルグリシン
は、発芽種子、出芽苗、成熟及び定着木本及び草
本植生及び水生植物の生長の防除に有用な非常に
有効、かつ商業上重要な殺草剤（phytotoxicant）
である。グリホセート及びその塩は、一種又はそ
れ以上の単子葉植物種及び一種又はそれ以上の双
子葉植物種の生長の防除用出芽後殺草剤又は除草
剤として水溶性の形で散布されるのが適当であ
る。更に、このような化合物は、広スペクトル活
性の特徴がある、すなわち、これらの化合物は、
シダ、針葉樹、水生単子葉植物及び双子葉植物を
含むが、限定されない種々の植物の生長を防除す
る。ハーシユマン（Hershman）は、米国特許第
3969398号明細書において、イミノジ酢酸をホル
ムアルデヒド及び亜リン酸と反応させて、中間体
としてＮ−ホスホノメチルイミノジ酢酸を生成す
るグリホセートの製造方法を記載している。次い
で、このＮ−ホスホノメチルイミノジ酢酸を酸化
して、グリホセートを生成させる。ゲートナー（Gaertner）は、カナダ特許第
1039739号明細書において、アミノメチルホスホ
ン酸及びエステルをグリオキサール又はグリオキ
シル酸と反応させて、カルボニルアルジミノメタ
ンホルホネートを形成させることによるグリホセ
ートの製造方法を記載している。その後、カルボ
ニルアルジミノメタンホスホネートを、接触水素
化にかけて、二重結合を還元し、しかもグリホセ
ート又はエステルを生成させる。次いで、エステ
ル基を加水分解して、Ｎ−ホスホノメチルグリシ
ンを生成する。アミノメチルホスホネートとアル
デヒドの縮合及び得られたイミンの接触水素化の
両者は、有機溶媒中において行われる。縮合反応
については、溶媒はベンゼン、トルエン又はキシ
レンのような芳香族炭化水素であるが、一方接触
水素化は代表的にはアルコール中で行われる。フランツ（Franz）は、米国特許第3799758号
明細書において、エチルグリシネートホルムアル
デヒド及び亜リン酸ジエチルの反応によるグリホ
セートの製造を記載している。Franzによつて記
載された別法には、グリシンの、水酸化ナトリウ
ムの存在下におけるクロロメチルホスホン酸によ
るホスホノメチル化及びＮ−ホスホノメチルグリ
シンの塩化第二水銀による酸化がある。ゲートナーは、米国特許第3927080号明細書に
おいて、Ｎ−tert−ブチル−Ｎ−ホスホノメチル
グリシン又はそのエステルの酸加水分解による、
グリホセートの製造を記載している。第三ブチル
アミンを、ブロモ酢酸エステルと反応させて、Ｎ
−tert−ブチルグリシンのエステルを生成させ、
このＮ−tert−ブチルグリシンのエステルを次い
でホルムアルデヒド及び亜リン酸と反応させてＮ
−tert−ブチル−Ｎ−ホスホノメチルグリシン前
駆物質を生成させる。エーラート（Ehrat）は、米国特許第4237065
号明細書において、グリシンとホルムアルデヒド
を第三塩基の存在下に縮合させて、Ｎ−メチルグ
リシン又はＮ−メチレングリシンを生成させ、後
者を次いで亜リン酸と反応させてグリホセートを
生成させる方法を記載している。フリーグル（Pfliegle）らは、米国特許第
4065491号明細書において、グリシン、ホルムア
ルデヒド及びリン酸ジアルキルの、水性アルカリ
媒質における縮合によつてＮ−ホスホノメチルグ
リシンジアルキルエステルを形成することによつ
てＮ−ホスホノメチルグリシンを製造する方法を
開示している。後者を、鉱酸をもつて加水分解し
て、グリホセートを生成する。ゲートナーは、その前記カナダ特許に記載され
ているように、まずアミノメチルホスホン酸又は
そのエステルをグリオキシル酸又はそのエステル
と縮合させてアルジミンを生成させ、次いでこの
アルジミンを接触水素化にかける逐次方法による
アミノメチルホスホン酸のモノアルキル化を行つ
たが、種々のアミン及びアルデヒドの縮合生成物
のその場の還元を記載している他の関係文献があ
る。このような縮合及びその場の還元は、一般に
当業界において還元的アルキル化と呼ばれる。し
かしながら、第一アミンとアルデヒドの縮合によ
つて得られたアルジミノ構造をその場で還元した
場合、得られた第二アミンを更にアルデヒドと反
応させてアミナールを生成させ、次いでこのアミ
ナールを加水素分解によつて還元させて、第三ア
ミンの形成を生じさせ得る。従つて、結果は、グ
リホセートのような最終製品の製造に好ましい実
質的に専らモノアルキル化よりもむしろ代表的に
は実質的ジアルキル化である。イクタニ（生谷）は、「スタデイーズ・オブ・
ジ・Ｎ−オキサイズ・オブ・Ｎ，Ｎ−ジアルキ
ル・アミノ・アシツズ・、ザ・シンセシーズ・
オブ・Ｎ，Ｎ−ジアルキルグリシン・アンド・コ
レスポンデイング・Ｎ−オキサイズ（Studies of
the Ｎ−Oxides of Ｎ，Ｎ−Dialkyl Amino
Acids.。 The Syntheses of Ｎ，Ｎ−
Dialkylglycine and Corresponding Ｎ−
Oxides）、ブリユテイン・オブ・ザ・ケミカル・
ソサイテイ・オブ・ジヤパン（Bulletin of
Chemical Society of Japan）、42第2330ページ
〜2332ページ（1969）において、グリシンと種々
の脂肪族アルデヒドの還元縮合を報告している。イクタニは、比較的ヒンダードアルデヒドをも
つてのみ、40℃〜50℃において３時間〜９時間反
応後に任意のモノアルキル化生成物を回収した。
アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド及びｎ
−ブチルアルデヒドの場合に、最も良くてモノア
ルキル生成物のこん跡が回収されたが、一方ジア
ルキル収率は41％〜83％の範囲にあつた。ボウマン（Bowman）は、「Ｎ−サブステイチ
ユテツド・アミノ・アツシズ・パート・、ザ・
レダクテイブ・アルキレーシヨン・オブ・アミ
ノ・アツシズ（Ｎ−Substtituted Amino Acids.
Part．The Reductive Alkylation of Amino
Acids）」、ジヤーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソ
サイエテイ、パート２（Journal of the
Chemical Society、Part2）、第1346ベージ
（1950）において、モノアルキル誘導体の形成に
好ましい条件の下におけるアセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、ｎ−ブタナール及びｎ−ヘ
プタナールによるグリシンのアルキル化について
の実験は、部分アルキル化の証拠を示すことがで
きなかつた。モーサー（Moser）は、米国特許第4369142号
明細書において、アミノメチルホスホン酸を、二
酸化硫黄に存在下に、水性媒質においてグリオキ
サールと反応させる、Ｎ−ホスホノメチル−グリ
シンの製造方法を記載している。西独特許（公告）第2725669号明細書において
は、ニツケル又はコバルト及び第四アンモニウム
化合物を含む触媒の存在下に水素化条件下におけ
る第二アミンの製造方法が開示されている。高収
率が報告されている。グリシン及びアラニンのようなモノ置換アミノ
酸は、高温及び過圧条件下に還元体及び水素化触
媒の存在下に、還元的縮合条件下に第一アミン基
及びケトンを反応させるヨーロツパ特許第
0079767号明細書に開示された方法によつて製造
される。貴金属触媒が記載され、好ましい触媒は
炭素上パラジウムである。発明の要約本発明は、式（）〔式中、Ｒは水素であり得、かつＲ，R¹及び
R²は、−OH，−SH、 −NR⁴R⁵ （式中、R⁴及びR⁵は水素、１〜４個の炭素原
子を有するアルキル及びヒドロキシアルキル、２
〜４個の炭素原子を有するアルケニルからなる群
から独立に選ばれ、R⁴及びR⁵は窒素原子と一緒
になつて複素環を形成できる）、 −OR⁶及びSR⁶ ｛式中、R⁶は、各１〜18個の炭素原子を含有
する１価炭化水素基、１価炭化水素オキシ炭化水
素基、各１〜18個の炭素原子及び１〜３個のハロ
ゲンを含有するハロゲン化１価炭化水素基、ハロ
ゲン化１価炭化水素オキシ炭化水素基及び、式（式中、ｎは１〜４であり、かつR⁴及びR⁵は
前記に定義された通りである）を有する基からなる群から選ばれる｝ −OR⁷ （式中、R⁷は除草的に許容し得る塩形成陽イ
オンである）からなる群から独立に選ばれ、かつ
R³は水素又はアルキルである〕に相当するグリホセート及びグリホセート誘導体
の製造方法に関する。本明細書において用いられる１価炭化水素の用
語としては、メチル、エチル、イソプロピル、シ
クロプロピル、シクロヘキシル、第三ブチル、イ
ソ−ブチル、ｎ−ブチル及び種々の形のアミル、
ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシ
ル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラ
デシ、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシ
ル、オクタデシル、ベンジル、フエニルエチル、
ナフチルエチル、トリルエチル、メチルベンジ
ル、フエニルベンジル及び相当するアルケニル基
及びアルキニル基のような直鎖及び分枝鎖基を含
めてアルキル、アルケニル、アルキニル、アラル
キル、フエニル、トリル、キシリル、ナフチル、
ビニルフエニルのようなアリール基及びアルカリ
ール基がある。このような１価の炭化水素基は、
１〜18個の炭素原子を含有し、アルキル基、アル
ケニル基又はアルキニル基が好ましい。 R⁶によつて示される１価炭化水素オキシ炭化
水素基としては、２−メトキシエチル、４−エト
キシ−２−メチルブチル、２−エトキシエチル、
３−プロポキシプロピル、４−メトキシブチル、
４−メトキシ−２−エチル−ブチル、４−ブトキ
シブチル、２−アリルオキシエチル。２−ブテノ
キシ−エチル、４−ブテノキシブチル、４−（３
−メトキシプロポキシ）ブチル、２−（３−アリ
ルオキシプロポキシ）−エチル、フエノキシエチ
ル、ナフトキシ−エチル、ブチル、２，４−ジエ
トキシフエニル、２−メトキシフエニル、トリル
オキシエチル、４−フエノキシブチル、トリフル
オロメチルフエニルのようなアルコキシアルキ
ル、アルケノキシアルキル、アリールオキシアル
キル及びアルコキシアリールがある。 R⁶によつて示されるハロゲン化１価炭化水素
基の例示的例は、クロロメチル、ヨードメチル、
ブロモメチル、フルオロメチル、クロロエチル、
ヨードエチル、ブロモエチル、１，２−ジクロロ
エチル、１，２−ジヨードエチル、クロロ−ｎ−
プロピル、ブロモ−ｎ−プロピル、ヨードイソプ
ロピル、ブロモ−ｎ−ブチル、ブロモ−tert−ブ
チル、１，３，３−トリクロロブチル、クロロペ
ンチル、ブロモペンチル、２，３−ジクロロペン
チル、クロロヘキシル、ブロモ−ヘキシル、２，
４−ジクロロヘキシル、１，３−ジブロモヘキシ
ル、１，３，４−トリクロロヘキシル、クロロヘ
プチル、ブロモ−ヘプチル、フルオロ−ヘプチ
ル、１，３−ジクロロヘプチル、１，４，４−ト
リクロロ−ヘプチル、２，４−ジクロロメチル−
ヘプチル、クロロオクチル、ブロモオクチル、ヨ
ードオクチル、２，４−ジクロロメチルヘキシ
ル、２，４−ジクロロオクチル、２，４，４−ト
リクロロメチルペンチル、１，３，５−トリブロ
モオクチルのようなハロアルキル及びハロゲン化
直鎖及び分枝鎖ノニル、デシル、ウンデシル、ド
デシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシ
ル、ヘキサデシル、ヘプタデシル及びオクタデシ
ル、クロロビニル、ブロモビニル、クロロ−アリ
ル、ブロモアリル、３−クロロ−ｎ−ブテニル−
１、３−クロロ−ｎ−ペンテニル−１、４−クロ
ロ−ｎ−ヘキセニル−２、３，４−ジクロメチル
−ペンテニル−１、３−フルオロ−ｎ−ヘプテニ
ル−１、１，３，３−トリクロロ−ｎ−ヘプテニ
ル−５、１，３，５−トリクロロ−ｎ−オクテニ
ル−６、２，３，３−トリ−クロロメチルペンテ
ニル−４のようなハロアルケニル及び２〜12個の
炭素原子を有するハロアルケニルの種々の同族体
及び異性体、ｏ−クロロフエニル、２，４−ジク
ロロフエニル、３，５−ジクロロフエニル、２，
５−ジヨードフエニルのようなハロアリールであ
る。R⁶によつて示されるハロゲン化１価炭化水
素オキシ炭化水素基は、アルキル基及びアリール
基が前記のものである前記ハロゲン化１価炭化水
素基のアルコキシ及びアリールオキシ置換誘導体
である。本明細書において用いる「アリール」の用語に
は、フエニル、ナフチル及びビフエニリルがあ
る。本明細書において用いる「置換アリール」の
用語には、低級アルキル、低級アルコキシ、低級
アルキルチオ、アルコキシカルボニル、トリフル
オロメチル、シアノ、ニトロ、及びハロゲン、す
なわち、塩基、臭素、フツ素及びヨウ素を含む類
から独立に選ばれた１〜３個の置換基によつて置
換されたフエニル、ナフチル及びビフエニリルが
ある。もちろん、若干の置換基は、アリール環上
の隣接位が占められていないような立体障害を示
し得るが、このような変形は当業者によつて十分
理解される。置換フエニル基の例示的例は、置換基が、オル
ト、メタ又はパラ位にあるモノ置換フエニル、例
えばメチルフエニル、ブチルフエニル、メトキシ
フエニル、ブトキシフエニル、フルオロフエニ
ル、クロロフエニル、ブロモフエニル、ヨードフ
エニル、トリフルオロメチルフエニル、ニトロフ
エニル、メチルチオフエニル、ブチルチオフエニ
ル、シアノフエニル、エトキシカルボニルフエニ
ルなど及び置換基が同一又は異なり、しかもフエ
ニル環の２，３，４，５又は６位に位置するジ−
及びトリ−置換フエニル基、例えばジクロロフエ
ニル、ジメチルフエニル、メチルクロロフエニ
ル、エチルフルオロフエニル、ジブトキシフエニ
ル、ブチルニトロフエニル、メチルチオクロロフ
エニル、ジ（エチル−チオ）フエニル、トリメチ
ルフエニル、トリクロロフエニル、トリブチルフ
エニル、エチルジクロロフエニルなどである。置換ナフチル基の代表の基としては、メチルナ
フチル、ニトロナフチル、ブロモナフチル、ジメ
チルナフチル、ドフルオロナフチル、トリメチル
ナフチルなどがある。置換ビフエニリルの代表の基としては、メチル
ビフエニリル、ニトロビフエニリル、ブロモビフ
エニリル、ジメチルビフエニリル、ジフルオロビ
フエニリル、トリメチルビフエニリルなどがあ
る。除草的に許容し得る塩形成陽イオン（限定しな
い）の例示的例は、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、銅、亜鉛、マンガン、ニッケル、アンモニ
ウム、脂肪族アンモニウム、ホスホニウム、脂肪
族ホスホニウム、脂肪族スルホニウム及び第一ア
リールアンモニウムである。塩形成陽イオンによ
つて、グリホセート又はグリホセート誘導体が水
に一層易溶性になる。グリホセート又はグリホセ
ート誘導体を水に一層易溶性にするように働く塩
形成陽イオンとしては、代表的には、限定されな
いが、アルカリ金属、アンモニウム、有機アンモ
ニウム及び脂肪族スルホニウムがある。本発明の方法において用いられるR³アルキル
置換基としては、代表的には限定されないがメチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、
ヘキシル、シクロヘキシル及びシクロプロピルの
ような任意の環式、直鎖又は分枝鎖アルキル基が
ある。好ましいアルキル置換基は、式（式中、R⁸，R⁹，R¹⁰及びR¹¹は、水素、アル
キルC_1〜6、アリール及び置換アリールからなる群
から独立に選ばれるが、但し、R⁸，R⁹，R¹⁰及び
R¹¹の２個より多くないものはアリール又は置換
アリールである）によつて示される。この方法において、式（）（式中、Ｒ及びR³は前記に定義された通りで
ある）に相当する前駆物質第一アミン又は第二アミン
を、水性媒質中においてカルボニル化合物又はそ
の水和物あるいはアセタールと縮合させる。カル
ボニル化合物は式（）あるいは（）（式中、R¹及びR²は前記に定義された通りで
あり、R¹²及びR¹³は、水素、１〜４個の炭素原
子を有するアルキル、ヒドロキシ−アルキル、酸
素を介して結合して環式アセタールを形成する２
〜４個の炭素原子を有するアルケニル及びアルキ
ル、アリール、置換アリール又は複素環式部分か
ら独立に選ばれる）に相当する。縮合生成物は、その場で還元され
て、式（）の望まれる化合物を生成する。好ましい実施態様の説明本発明は、グリホセート及び種々のグリホセー
ト誘導体がグリシン、その塩又はそのエステル
の、ホルミルホスホン酸、その水和物、又はその
アセタールのようなカルボニル化合物による水性
媒質中の還元的アルキル化によつて非常に高選択
性で製造できる。グリシンの、アセトアルデヒド
またはブチルアルデヒドのような線状アルデヒド
による還元的アルキル化について報告されている
結果に反して、反応体のモノアルキル化生成物へ
の高変換は、比較的最小のジアルキル化をもつて
得ることができる。従つて、高選択性のみでな
く、良好な総合収率も得られる。水性反応媒質に
おいては、中間反応生成物の還元は、接触水素化
又は電気化学的還元のいずれかによつて行われ
る。本発明の反応式を用いて、一般にグリホセート
にならつているか、又は同等の構造を有する種々
の生成物を生成できる。本発明の方法は、若干の
第一アミンの第二アミンへのモノアルキル化に特
に有利であるが、また第二アミンの第三アミンへ
のモノアルキル化にも使用できる。すなわち、本
発明の方法におけるアミン反応体は、一般に（式中、Ｒ及びR³は前記に定義された通りで
ある）として定義することができる。Ｒ，R¹及びR²が
OR⁷であり得る場合、R⁷は他の値のほかに、例
えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅、亜
鉛、マンガン、ニツケル、アンモニウム、脂肪族
アンモニウム、ホスホニウム、脂肪族ホスホニウ
ム、脂肪族スルホニウム及び第一アリールアンモ
ニウムからなる群から選ばれた除草的に許容し得
る塩形成陽イオンであつてもよい。アミン（）の還元的アルキル化において用い
られるカルボニル化合物は、前記式（）及び
（）に合てはまる。一般に、Ｒ，R¹，R²及びR³は、還元的アルキ
ル化の条件下に何ら著しい程度に互に反応性であ
る部分を含んではならず、またこれらの基は還元
的アルキル化に含まれるアミン基又はカルボニル
基と、このような条件下に優先的に反応性の部分
を含んではならない。従つて、生成物は、一般に式（）（式中、Ｒ，R¹，R²及びR³は前記に定義され
た通りである）に相当する。本発明の方法により、式（）のアミン化合物
（例えばグリシン）及び式（）のカルボニル化
合物（例えばホルミルホスホン酸）を水性媒質に
溶解し、その後接触水素化又は電気化学還元によ
るいずれかによつて還元条件下に反応する。アミ
ン化合物が第一アミンの場合、反応は、アミン及
びカルボニル化合物の縮合によつて進行して中間
体を形成し、次いで単離することなく、この中間
体を還元して、最終製品を生成させる。本発明の
方法を使用して、第二アミンの還元的アルキル化
によつて第三アミンを生成できる。還元的アルキル化を行う前に、アミン反応体及
びカルボニル化合物反応を含有する水溶液のPHを
約5.5〜約12.0、好ましくは7.0〜12.0に調節する
のが好ましい。PHが反応の生産性に影響する機構
は未知である。しかしながら、縮合反応は可逆性
であることが分かり、従つて5.5より一層酸性の
PHは、この反応の平衡定数に悪影響を及ぼすと考
えられる。PH5.5より一層酸性の条件及びPH12.0
より一層アルカリ性の条件は、アルデヒドのヒド
ロキシアルキルホスホン酸への還元及び（又は）
低選択性をもたらすであろう。第１図は、グリシ
ンとホルミルホスホン酸の反応によるグリホセー
ト（又はそのナトリウム塩）の製造においてPHの
選択性に及ぼす影響を図示している。 PHの調節は、塩基、代表的には水酸化ナトリウ
ム又は水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸
化物の添加によつて行われる。トリエチルアミン
のような第三アミン及び第一アミン及び第二アミ
ンも使用できる。PHの調節後、水溶液を水素化触
媒の存在下に水素と接触させるか、又は縮合反応
によつて形成された中間体を陰極的に還元する電
気化学電解槽に入れる。接触水素化の場合、白金、パラジウム、イリジ
ウム、オスミウム、ロジウム又はテニウムのよう
な種々の白金属金属及びニツケル及びコバルトの
ような種々の遷移金属を始め種々の水素化触媒を
使用できる。銅及び亜鉛のような他の金属をも使
用できる。元素状金属又は酸化物、ハロゲン化物
及び有機金属化合物のような、この金属の化合物
を使用できる。触媒が固体状態物質の場合、この
触媒は、例えば炭素上白金、アルミナ上パラジウ
ム、ケイソウ土上ニツケルのような担持あるいは
未担持、例えばラニーニツケル又は酸化白金であ
り得る。また触媒金属の種々の可溶性化合物も使
用できる。炭素上パラジウム及びラニーニツケル
は特に有効であり、適当な触媒であつて、多少好
ましい。条件及び基体の性質によつて、多数の他
の触媒は、同様に有効であろう。また、触媒の好ましい濃度は、基体及び条件に
よつて広く変わる。しかしながら、任意の特別の
系に対する最適割合は、日常試験によつて容易に
達成できる。圧力は一般に、本発明の還元的アルキル化が接
触還元によつて行われる非常に臨界的変数ではな
い。圧力は広く変わり得る。しかしながら、便宜
上、水素圧力大気圧〜約4.60×10⁸ニユートン／
m²（Ｎ／m²）又はそれ以上を使用する。第一アミンのモノアルキル化において、高選択
性を得るために、アミン反応体のどのような著し
い過剰をもつて操作する必要があることは認めら
れていない。実質的に等モル割合を使用でき、し
かも事実カルボニル化合物の少過剰、例えばカル
ボニル／アミンのモル比1.0〜1.2が一般に好まし
い。各反応体の濃度は、広範囲にわたつて変わり
得る。しかしながら便宜上反応体濃度範囲２重量
％〜20重量％が好ましい。電気化学還元の場合、反応体の濃度及びPHは、
前記に論じたのと本質的に同じ事項によつて支配
される。電気化学還元的アルキル化を実施するた
めに、アミン及びカルボニル化合物の溶液を電解
槽に、好ましくは陰極液室と陽極液室間に多孔性
バリヤーを有する電解槽に陰極液として入れる。
このような電解槽を例えば第２図に示す。この電
解槽は、その中に配置された多孔性アルミナカツ
プ３を有する容器１を含む。内側カツプ３は、白
金メツシユ陽極５である。容器１の底面壁９を覆
う水銀プール７は陰極として働く。従つてカツプ
３は、電解槽を陽極液室１１と陰極液室１３とに
それぞれ分割する。この電解槽の運転において、
任意の適当な電解液を陽極液に使用できる。電流
を、好ましくは密度約0.001A／cm²〜0.5A／cm²に
おいて加えて、還元を行う。また、電解還元は、カツプ３が存在せず、しか
も別個の陽極液を使用しない以外は、その構成が
本質的に第２図のものと同一である未分割電解槽
において実施できる。あるいは、電気化学的還元は第３図に示すよう
な流通電解槽において起こり得る。この電解槽に
おいて、陰極液流路１５を陰極１７とイオン交換
樹脂を含む半透膜１９の間に配置する。ため２５
に含まれる反応液は、ポンプ２７によつて陰極液
流路１５を連続的に通過される。流路１５からの
膜１９の反対側に陽極液室２１及び炭素陽極２３
がある。ため２９に含有される陽極液は、ポンプ
３１によつて、陽極液流路２１を連続的に通過さ
れる。電気化学的還元電解槽は、電気化学還元系にお
いて高水素過電位を示す材料からなるのが好まし
い。このような材料としては、例えば水銀、カド
ミウム、鉛、パラジウム、白金又は黒鉛がある。
陽極材料の選択は特に重要ではない。すなわち、
例えば陽極は白金、炭素、黒鉛、白金黒付チタ
ン、ステンレス鋼などであつてもよい。本発明の還元的アルキル化によつて製造された
製品は、種々の用途を有し得るが。しかしながら
これらの製品は、除草剤として特に有用である。製品は、種々の従来の方法によつて反応溶液か
ら回収できる。還元的アルキル化が固体状態触媒
を用いる接触水素化によつて行われる場合、製品
回収の第１工程は、ろ過又は遠心分離によるよう
な触媒の除去である。回収された触媒は、多くの
場合、再循環され、しかもアミン反応体及びカル
ボニル化合物反応体を含有する新鮮な供給溶液を
もつて再スラリー化してもよい。反応溶液が清澄になるや直ちに、反応生成物
を、例えば蒸発によつて分離できる。しかしなが
ら、グリホセート又はその塩の場合、生成物の回
収の必要がなく、しかも溶液は、望むならば除草
剤として直接に使用できる。本発明の方法の実施に用いられるホルミルホス
ホン酸は、その教示が本明細書に参照されてい
る、ワーゲンネヒト（Wagenknecht）による、
ジヤーナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサイ
テイ（Journal of Electrochemical Society）、
第123巻、第620ページ〜第624ページ（1976年５
月）及びバイエル（Bayer）の米国特許第
4348332号明細書に記載されたように適当に製造
できる。本発明の方法は、下記の例によつて更に具体的
に説明される。例１ホルミルホスホン酸（２ｇ）を水（50ml）に取
り、次いで得られた溶液のPHを、炭酸ナトリウム
を少しずつ添加することによつて5.8に調節した。
次いで、ホルミルホスホン酸溶液を、室温におい
て、水（20ml）中のグリシン（４ｇ）の溶液に滴
加した。溶解した二酸化炭素を真空下に除き、次
いで脱炭酸溶液及び炭素上2.5％白金触媒（１ｇ）
を磁気かきまぜ機を有する耐圧びんに入れた。こ
の耐圧びんを密封し、次いで水素によつて3.45×
10⁵Ｎ／m²ゲージに加圧した。後続水素化反応の
間に、びんを3.45×10⁵Ｎ／m²ゲージに再加圧す
ることによつて水素を周期的に置換した。室温に
おける50時間の反応後、真空下に水を反応溶液か
ら除いて、淡黄色ガラスを残し、この淡黄色ガラ
スを核磁気共鳴によつて分析した。Ｎ−ホスホノ
メチルグリシンの既知のNMR特性との比較によ
つて、黄色ガラス残留物におけるこの生成物の著
しい割合の存在が確認された。例２脱イオン水（25ml）中の59％ホルミルホスホン
酸水溶液（5.0ｇ、0.23モル）に、グリシン（１，
56ｇ、0.021モル）を加えた。得られた混合物の
PHを、2.5N水酸化ナトリウムを加えることによ
つて7.0に調節した。この反応混合物を次いで300
mlオートクレープに移し、炭素上10％パラジウム
触媒（1.0ｇ）を加え、次いで反応器を密封し、
次いで水素をもつて6.89×10⁶Ｎ／m²ゲージに加
圧した。室温における60分の反応後、Ｎ−ホスホ
ノメチルメチルグリシン3.2ｇを得、グリシンに
ついて収率91％を示した。同様に、Ｎ−メチル−グリシン及びホルミルホ
スホン酸の等モル量を、例２の条件によつて反応
させることによつて、Ｎ−メチルグリホセートを
製造できる。水素吸収の停止時に、Ｎ−メチル−
グリホセートの実質量が生成されるであろう。また、Ｎ−イソプロピルグリホセートは、Ｎ−
イソプロピルグリシンおよびホルミルホスホン酸
の等モル量を、例２の条件によつて反応させるこ
とによつて製造できる。水素吸収の停止時に、Ｎ
−イソプロピルグリホセートの実質量が生成され
るであろう。例３仕込んだグリシンの量が1.9ｇ（0.025モル）で
あり、水素化前にPHを6.0に調節し、しかも水素
化用触媒がケイソウ土上60％ニツケル（0.20ｇ）
であつた以外は、Ｎ−ホスホノメチルグリシン
を、例２に記載の方法で製造した。室温において
３時間30分の反応後、反応器をサンプリングし、
しかもＮ−ホスホノ−メチルグリシン2.71ｇ、ホ
ルミルホスホン酸をベースとする収率69.4％を生
成したことが確認された。次いで、反応を一夜続
行させ、その後Ｎ−ホスホノメチルグリシン３
ｇ、収率78％が生成した。例４水素化前にPHを調節し、しかも水素化触媒がNo.
28デビソン（Davison）ラニーニツケル（3.0ｇ）
であつた以外は、例２に記載の方式で、Ｎ−ホス
ホノメチルグリシンを生成させた。３時間15分
後、Ｎ−ホスホノメチルグリシンの76％収率が得
られた。例５反応を温度40℃において行つた以外は、例４に
記載の方式でＮ−ホスホノメチルグリシンを生成
した。２時間後、望まれる生成物の収率73％が得
られた。例６グリシンの使用量をわずかに増加し（1.9ｇ、
0.025モル）、一層少量の触媒を供給し（0.1ｇ）、
しかもPHを8.0に調節した以外は、グリシンとホ
ルミルホスホン酸の反応を例２に記載の方式で行
つた。この系を反応温度及び圧力に20時間保つた
が、水素吸収は0.5時間後に停止した。分析によ
つて、グリホセート塩の収率93.9％が分かつた。例７水素圧力を3.17×10⁷Ｎ／m²に増加した以外は、
例６の条件を繰り返した。反応を、３時間後に停
止した。分析から、グリホセートの収率58.1％が
分かつた。例８ホルミルホスホン酸のジエチルアセタール
（4.4ｇ、0.024モル）を、ホルミルホスホン酸の
代わりに用い、反応温度が60℃であつた以外は、
例６の条件の下に反応を行つた。反応を20時間続
けた。グリホセート塩の収率63％が得られた。例９ pHを11.0に調節した以外は、例６に記載の方
式で反応を行つた。生成物の分析から、グリホセ
ート塩の収率95％が分かつた。例 10 還元反応の開始前にPHを10.0に調節した以外
は、例６に記載の条件下にホルミルホスホン酸と
グリシンの反応を行つた。分析から、グリホセー
ト塩の収率90.0％が分かつた。例 11 PHを最初12.0に調節した以外は、例６の条件下
に反応を行つた。グリホセート塩の収率81.8％が
得られた。例 12 PHを最初12.7に調節した以外は、例６の条件の
下に再び反応を行つた。グリホセート塩の収率
36.9％が得られた。例 13 最初のPHが4.0であつた以外は、例６に記載の
条件の下にグリシンとホルミルホスホン酸の反応
を行つた。グリホセートの収率27％が得られた。例 14 PHを最初3.0に調節した以外は、例６の条件の
下に反応を行つた。グリホセートの収率20％が得
られた。例 15 PHを最初8.0に調節し、かつ水素ガスを大気圧
において連続的に液相に吹き込んだ以外は、例２
の条件下に、グリシンとホルミルホスホン酸の反
応を行つた。反応の18時間後、グリホセートの収
率65.9％が得られた。下記第１表に、種々のPH水準におけるグリシン
のホルミルホスホン酸による還元的アルキル化に
対するPHの関数としての収率のデータをまとめて
示す。

【表】

【表】回帰分析を用いる計算機によつて作成された
pHの関数としての収率のプロツトを第１図に示
す。例 16 PHを最初8.0に調節し、かつ触媒が炭素上１％
パラジウム（0.5ｇ）であつた以外は、例２に記
載の条件によつてグリシンとホルミルホスホン酸
を反応させた。20時間の反応後、グリホセート
2.54ｇが生成し、収率70.5％を示した。例 17 触媒がオスミウム金属粉末（0.1ｇ）であつた
以外は、例16に記載の方式で反応を行つた。16時
間後のグリホセート塩の収率は29.2％であつた。例 18 利用した触媒が炭素上５％白金（0.5ｇ）であ
つた以外は、例16に記載の方式で反応を行つた。
16時間後、グリホセートの収率は71.6％であつ
た。例 19 利用した触媒が黒鉛上１％ロジウム（0.5ｇ）
であつた以外は、例16に記載の方式で反応を行つ
た。20時間後、反応を停止し、次いで生成物を分
析した。グリホセート塩の収率は37.7％であつ
た。例 20 触媒が酸化白金水和物（2.0ｇ）であつた以外
は、例16に記載の方式で、反応を行つた。グリホ
セート塩の収率57.4％が分かつた。例 21 触媒がルテニウム金属粉末（0.5ｇ）であつた
以外は、例16に記載の方式で反応を行つた。16時
間の反応後、グリホセートの収率42.3％であつ
た。例 22 触媒が二酸化イリジウム（0.5ｇ）であつた以
外は、例16に記載の方式で反応を行つた。グリホ
セートの収率34.4％が得られた。例 23 触媒がアルミナ上１％パラジウム（0.5ｇ、3.2
mmペレツト）であつた以外は、例16に記載の方式
でホルミルホスホン酸とグリシンの反応を行つ
た。グリホセートの収率34％が得られた。例 24 触媒が酸化ロジウム（0.5ｇ）であつた以外は、
例16に記載の方式で、反応を行つた。16時間の反
応後、グリホセートの収率は35.1％であつた。例 25 触媒がアルミナ上0.5％白金（1.0ｇ）であつた
以外は、例16に記載の方式で反応を行つた。グリ
ホセートの収率52.9％が分かつた。例 26 触媒がルテニウム金属粉末（0.5ｇ）であつた
以外は、例16に記載の方式で反応を行つた。16時
間の反応後、グリホセートの収率46.3％が分かつ
た。例 27 グリシン（1.14ｇ、0.015モル）及びホルミル
−ホスホン酸（32％溶液5.0ｇ、0.015モル）を水
に溶解し、次いでPHを2.5N NaOHを加えること
によつてPHを8.0に調節した。この溶液を分割電
解槽の陰極室に入れた。陽極室は、0.1M KOAc
溶液を含有した。陰極は水銀であり、陽極は白金
スクリーンであつた。陰極電位はsce参照電極に
対して−1.2vに保たれた。電流合計5.7×10^-3フア
ラデーを通した。陰極液の分析から、グリホセー
ト1.1ｇは消費されたグリホセートをベースにし
た収率43％に対して生成したことが分かつた。例 28 反応を未分割電解槽中で行つた以外は、例27に
記載のように、グリシンのホルミルホスホン酸に
よる電気化学還元的アルキル化を行つた。グリホ
セートの収率65％が認められた。例 29 一定電流50mAを用い、しかも希塩酸の添加に
よる電解の間PHを8.0に保つた以外は、例27に記
載のように、グリシンのホルミルホスホン酸によ
る還元的アルキル化を行つた。電流を2.5時間通
し、次いで陰極液をHPLCによつてグリホセート
の分析を行つた。グリホセート合計1.53ｇが認め
られた。（収率39％）。例 30 グリシン（1.14ｇ、0.015モル）及びホルミル
ホスホン酸（50％溶液6.5ｇ、0.03モル）の２当
量を例２によつて反応させた。反応を一夜進行さ
せた後、反応混合物をHPLCによつて分析した。
第三アミン生成物グリホシン（glyphosine）HO₂
CCH₂（CH₂PO₃H₂）₂の収率71％が認められた。本発明の範囲から逸脱することなく、前記の方
法及びプロセスの種々の変化を行い得るが、前記
記載に含まれたか、あるいは添付図面に示された
すべての事項は、例示的なものとして説明され、
しかも限定的意味ではないことを意図している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、反応媒質のPHの関数としてのモノア
ルキル化生成物の収率のプロツトである。第２図
は、本発明の方法が電気化学的還元によつて行う
ことのできる電解槽を示す略図である。第３図
は、本発明の方法を電気化学的還元によつて行う
別の電解槽を示す略図である。１……容器、３……多孔性アルミナカツプ、５
……白金メツシユ陽極、７……水銀プール、９…
…底面壁、１１……陽極液室、１３……陰極液
室、１５……陰極液流路、１７……陰極、１９…
…半透膜、２１……陽極液室、２３……炭素陽
極、２５……ため、２７……ポンプ、２９……た
め、３１……ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１式〔式中、Ｒは水素であり得、かつＲ、R¹及び
R²は、−OH，−SH、 −NR⁴R⁵ （式中、R⁴及びR⁵は水素、１〜４個の炭素原
子を有するアルキル及びヒドロキシアルキル、２
〜４個の炭素原子を有するアルケニルからなる群
から独立に選ばれ、かつR⁴及びR⁵は窒素原子と
一緒になつて複素環を形成できる）、 −OR⁶及びSR⁶ ｛式中、R⁶は各１〜18個の炭素原子を含有す
る１価炭化水素基、１価炭化水素オキシ炭化水素
基、各１〜18個の炭素原子及び１〜３個のハロゲ
ンを含有するハロゲン化１価炭化水素基、ハロゲ
ン化１価炭化水素オキシ炭化水素基及び式（式中、ｎは１〜４であり、かつR⁴及びR⁵は
前記に定義された通りである）を有する基からなる群から選ばれる｝、 −OR⁷ （式中、R⁷は除草的に許容し得る塩形成陽イ
オンである）からなる群から独立に選ばれ、かつ
R³は水素又はアルキルである〕の化合物の製造方法において、式（式中、Ｒ及びR³は前記に定義された通りで
ある）に相当する前駆物質第一アミン又は第二アミン
を、水性反応媒質においてカルボニル化合物又は
その水和物あるいはアセタールと縮合し、前記カ
ルボニル化合物は式（）又は（）（式中、R¹及びR²は前記の通りであり、R¹²及
びR¹³は水素、１〜４個の炭素原子を有するアル
キル、ヒドロキシアルキル、酸素原子を介して結
合して環式アセタールを形成する２〜４個の炭素
原子を有するアルケニル及びアルキル、アリー
ル、置換アリール又は複素環式部分から独立に選
ばれる）に相当し、次いで、単離することなく縮合生成物を還元して式
（）の化合物を生成させることを特徴とする化
合物の製造方法。２Ｒ，R¹及びR²の少なくとも１個がOR⁷であ
り、R⁷がアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅、
亜鉛、マンガン、ニツケル、アンモニウム、脂肪
族アンモニウム、ホスホニウム、脂肪族ホスホニ
ウム、脂肪族スルホニウム及び第一アリールアン
モニウムからなる群から選ばれた塩形成陽イオン
である特許請求の範囲第１項の方法。３前記反応媒質のPHが前記縮合反応及び還元反
応の間、約5.5〜約12.0である特許請求の範囲第
１項に記載の方法。４前記PHが、塩基の添加によつて前記反応の間
約7.0〜約12.0に調節される特許請求の範囲第３
項に記載の方法。５前記水性媒質の前記前駆物質アミン反応体及
び前記カルボニル化合物反応体の各の濃度が約２
重量％〜約20重量％である特許請求の範囲第１項
に記載の方法。６前記カルボニル化合物対前記前駆物質アミン
のモル比が1.0〜約1.2である特許請求の範囲第５
項に記載の方法。７前記還元が電気化学的に行われる特許請求の
範囲第１項に記載の方法。８前記還元が、水銀電極に用いて行われる特許
請求の範囲第７項に記載の方法。９還元が、陰極と陽極の間に多孔性バリヤーを
有する電解槽において行われ、前記前駆物質アミ
ン及び前記カルボニル化合物を含有する前記水性
媒質が前記電解槽に陰極液を含む特許請求の範囲
第７項に記載の方法。１０電解槽が電流密度約0.001A／cm²〜約
0.5A／cm²において運転される特許請求の範囲第
７項に記載の方法。１１前記還元反応が接触水素化によつて行われ
る特許請求の範囲第１項に記載の方法。１２前記触媒が白金、パラジウム、オスミウ
ム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、ニツケ
ル、コバルト、銅、亜鉛及び前記金属の化合物か
らなる群から選ばれた特許請求の範囲第１１項に
記載の方法。１３前記触媒が、炭素担体上の白金族金属を含
む特許請求の範囲第１２項に記載の方法。１４前記触媒が、ニツケル又はニツケル化合物
を含む特許請求の範囲第１２項に記載の方法。１５前記触媒がラニーニツケルを含む特許請求
の範囲第１４項に記載の方法。１６前記触媒が、水溶性化合物を含む特許請求
の範囲第１２項に記載の方法。１７ R³がＨであり、かつＲ，R¹及びR²がOH
である特許請求の範囲第１項に記載の方法。１８Ｒ，R²及びR²の一つがOR⁷であり、かつ
R⁷は化合物を水に一層易溶性にする除草的に許
容し得る塩形成陽イオンから選ばれた特許請求の
範囲第１項に記載の方法。１９前記塩基が第三アミン、第二アミン又は第
一アミンを含む特許請求の範囲第４項に記載の方
法。２０ R³が式（式中、R⁸，R⁹，R¹⁰及びR¹¹は水素、アルキ
ルC_1〜6、アリール及び置換アリールからなる群か
ら独立に選ばれ、但しR⁸，R⁹，R¹⁰及びR¹¹の２
個より多くないものがアリール又は置換アリール
である）によつて示される特許請求の範囲第１項
に記載の方法。２１ R³がイソプロピルである特許請求の範囲
第２０項に記載の方法。