JPH05213978A - N−(2−ヒドロキシアルキル)−n−ホスホノメチルグリシンの製造方法 - Google Patents

N−(2−ヒドロキシアルキル)−n−ホスホノメチルグリシンの製造方法

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JPH05213978A
JPH05213978A JP28180992A JP28180992A JPH05213978A JP H05213978 A JPH05213978 A JP H05213978A JP 28180992 A JP28180992 A JP 28180992A JP 28180992 A JP28180992 A JP 28180992A JP H05213978 A JPH05213978 A JP H05213978A
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JP
Japan
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phosphonomethylglycine
hydroxyalkyl
glyoxal
acid
formula
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JP28180992A
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English (en)
Inventor
Jr Donald L Fields
ドナルド・リー・フイールズ・ジユニア
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Monsanto Co
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Monsanto Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/3804Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
    • C07F9/3808Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 式: 【化1】 で表されるN−(2−ヒドロキシアルキル)−N−ホス
ホノメチルグリシンの製造方法であって、式: 【化2】 (式中、R及びR1は個々に水素、1個〜4個の炭素原
子を有するアルキル又はアリールである)で表されるN
−(2−ヒドロキシアルキル)アミノメチルホスホン酸
とグリオキサールとの水溶液を好ましくは還流するため
加熱することからなることを特徴とする方法を提供す
る。 【効果】 触媒を使用せずに穏和な反応条件下において
N−(2−ヒドロキシアルキル)−N−ホスホノメチル
グリシンを高収率で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はN置換アミノメチルホス
ホン酸、特にN−(2−ヒドロキシアルキル)−N−ホ
スホノメチルグリシンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】Gaertnerによる米国特許第4,
094,928号は、アミノメチルホスホン酸をグリオ
キサール又はその誘導体と反応させて、カルボニルアル
ジミニオメタンホスホネートを生成し、次いで同特許に
記載の方法によって該生成物をN−ホスホノメチルグリ
シンに転化することのできるカルボキシアルジミノメタ
ンホスホネートの製造方法を開示している。
【0003】Fields, Jr.等による米国特許
第4,810,426号は、2−オキサゾリドンをパラ
ホルムアルデヒドと反応させ、次いで三ハロゲン化リン
と反応させて、N−ホスホノメチル−2−オキサゾリド
ンを生成する方法を開示している。次いで該生成物を加
水分解してN−ホスホノメチルエタノールアミンと環状
分子内エステルとを生成し、次いで苛性酸化してN−ホ
スホノメチルグリシンに変換する。
【0004】Moserによる米国特許第4,486,
358号は、二酸化硫黄の存在下でアミノメタンホスホ
ン酸をグリオキサールと反応させて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。収率は約45
%〜約75%で変動した。
【0005】Richard等による米国特許第4,6
84,483号は、極性溶媒中のグリオキサールを二酸
化硫黄源及び第一アミンと反応させて、N置換アミノ酸
を生成し、次いでこのアミノ酸を強酸系でホルムアルデ
ヒド及びリン酸と接触させて、N−アルキル−N−ホス
ホノメチルグリシンを生成することからなる方法を開示
している。しかしながら、N−(2−ヒドロキシアルキ
ル)−N−ホスホノメチルグリシンの製造については何
等開示されていない。
【0006】Blancによる米国特許第4,602,
106号は、ホットグリオキサールを第二ヒドロキシル
化アミンと反応させてヒドロキシアルキルアミノ酢酸を
製造する方法を開示している。ヒドロキシアルキルアミ
ノ酢酸は錯生成特性を有する。しかしながら、化学中間
体として役立つN−(2−ヒドロキシアルキル)−N−
ホスホノメチルグリシンの製造については何等開示され
ていない。
【0007】本発明方法によって製造するN−(2−ヒ
ドロキシアルキル)−N−ホスホノメチルグリシンは当
業者には公知である。例えば米国特許第3,835,0
00号では、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−ホス
ホノメチルグリシンを電気化学工程の出発材料として式
で同定しており、このような出発材料の一般的な製造方
法はコラム4で開示されている。
【0008】米国特許第4,047,927号、米国特
許第4,063,922号及び米国特許第4,119,
430号は、N−ホスホノメチルグリシン塩を適切なエ
ポキシド(例えばエチレンオキシド)と反応させて製造
するN−ホスホノメチルグリシンのあるN−(2−ヒド
ロキシアルキル)誘導体を開示している。これらの誘導
体は除草剤として、またサトウキビ植物のサッカロース
含量を増すのに役立つ。米国特許第4,105,432
号は、N−ホスホノメチルグリシンのこのようなN−
(2−ヒドロキシアルキル)誘導体から製造したラクト
ンが出芽後用除草剤として役立つことを開示している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】N−(2−ヒドロキシ
アルキル)−N−ホスホノメチルグリシンは従来技術に
属する前記方法及び他の方法によって製造することがで
きるが、このN−(2−ヒドロキシアルキル)−N−ホ
スホノメチルグリシンを触媒を使用せずに穏和な反応条
件下において高収率で製造する新規方法をこれから提供
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】式:
【0011】
【化3】
【0012】で表されるN−(2−ヒドロキシアルキ
ル)−N−ホスホノメチルグリシンの製造方法によって
前記利点及び他の利点が得られる。該方法は、式:
【0013】
【化4】
【0014】(式中、R及びR1は個々に水素、1個〜
約4個の炭素原子を有するアルキル又はアリールであ
る)で表されるN−(2−ヒドロキシアルキル)アミノ
メチルホスホン酸とグリオキサールとの水溶液を加熱す
ることからなる。
【0015】本発明のN−(2−ヒドロキシアルキル)
−N−ホスホノメチルグリシンは従来技術で公知の如き
有用化合物であり、また他の化合物の製造、特にN−ホ
スホノメチルグリシンの製造に役立つ中間体である。例
えば米国特許第4,965,403号に記載の方法に基
づいてN−(2−ヒドロキシアルキル)−N−ホスホノ
メチルグリシンを熱脱アルキル化してN−ホスホノメチ
ルグリシンに転化することができる。他方では、N−
(2−ヒドロキシアルキル)−N−ホスホノメチルグリ
シンがN−(2−ヒドロキシエチル)−N−ホスホノメ
チルグリシンならば、当業者に公知の方法によってヒド
ロキシエチルを対応する酸に酸化して、N−ホスホノメ
チルイミノ二酢酸を製造することができ、次いでこのN
−ホスホノメチルイミノ二酢酸を当業者に公知の多数の
方法によって脱アルキル化して、N−ホスホノメチルグ
リシンを製造することができる。
【0016】当業者には公知の如く、農芸化学技術では
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、発芽中の種子、発
現する実生、成長馴化した木本性及び草本性の植物並び
に水生植物の生長の抑制に役立つ非常に効果的でありか
つ商業的に重要な植物毒性物質である。N−ホスホノメ
チルグリシン及びその塩は出芽後用植物毒性物質として
水性製剤に都合よく適用され、広範な活性を、即ち多種
多様な植物の生長を抑制することを特徴とする。
【0017】本発明の方法では、グリオキサールとN−
ヒドロキシアルキルアミノメチルホスホン酸との水溶液
を1段階の反応で加熱してN−(2−ヒドロキシアルキ
ル)−N−ホスホノメチルグリシンを簡単に製造する。
反応は通常約1時間で終了し、触媒を使用せずとも満足
の行く結果が得られる。
【0018】本発明方法での温度は比較的広範囲に変動
し得る。約60℃以下の温度では反応は幾分緩やかであ
る。従って、N−(2−ヒドロキシアルキル)アミノメ
チルホスホン酸とグリオキサールとの混合物を60℃以
上の温度に、好ましくは約80℃〜100℃の温度に加
熱する。混合物を還流するため約100℃に加熱するこ
とが更に好ましい。それより高い温度を使用することは
できるが、このように約100℃より高い温度は好まし
くない。何故ならば、温度がこのように高いと、圧力の
使用及びより精巧な装置の使用が必要となるからであ
る。
【0019】反応時間は温度に依存し、温度が高くなる
と、反応速度は早くなる。反応時間はまた反応に使用す
る特定ヒドロキシアルキルアミノメチルホスホン酸に依
存する。100℃では反応は1時間で実質的に完了す
る。反応が完了したかどうかは反応媒体から定期的に試
験試料を取り出して、反応体と所望の生成物とを分析す
ることによって、簡単に測定することができる。
【0020】本発明方法で使用するグリオキサールは通
常、約30重量%〜約55重量%の水溶液として市販さ
れている。
【0021】グリオキサール/N−(2−ヒドロキシア
ルキル)−アミノメチルホスホン酸のモル比は広範囲で
変動し得るが、ほぼ等モル量のグリオキサールとヒドロ
キシアルキルアミノメチルホスホン酸とを使用すること
が好ましい。所望とあれば、僅かに過剰のグリオキサー
ルを使用してもよい。
【0022】当業者に公知の多数の方法によってN−
(2−ヒドロキシアルキル)アミノメチルホスホン酸を
製造することができるが、これらの方法の多くでは収率
が低い。従って、米国特許第4,810,426号及び
米国特許第4,547,324号に記載の一般的な方法
によってこの化合物を製造することが好ましい。大まか
に言えば、カルボン酸、好ましくは酢酸の存在下で等モ
ル量の置換又は非置換2−オキサゾリドンとp−ホルム
アルデヒドとを還流するため加熱する。溶液を室温近く
まで冷まし、三ハロゲン化リン、好ましくは三塩化リン
を等モル量加え、混合物を再度還流するため加熱して、
以下の式:
【0023】
【化5】
【0024】(式中、R及びR1は先に定義した通りで
ある)で表される中間化合物を製造する。その後、この
中間化合物を強酸(例えば硫酸)又は強塩基(例えば水
酸化ナトリウム)で加水分解して、式IIで表されるN
−(2−ヒドロキシアルキル)アミノメチルホスホン酸
を製造する。
【0025】式中のR及びR1置換基はそれぞれ水素、
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イ
ソブチル等又はアリール(例えばフェニル)であり得
る。高級有機基を使用してもよいが、本発明の方法でこ
のような高級基を使用しても利点はない。N−(2−ヒ
ドロキシエチル)アミノメチルホスホン酸を製造するに
は2−オキサゾリドン(即ちR及びR1が水素のとき)
を使用するのが好ましい。次いでこの生成物をグリオキ
サールと反応させて、N−(2−ヒドロキシエチル)−
N−ホスホノメチルグリシンを製造する。
【0026】
【実施例】以下の実施例により本発明を非制限的に説明
する。
【0027】実施例1 還流冷却器を備えた50mlの丸底フラスコ内にN−
(2−ヒドロキシエチル)アミノメチルホスホン酸
(3.88g、0.025モル)と、40%水溶液のグ
リオキサール(3.63g、0.025モル)とを導入
した。次いで混合物を還流するため1時間加熱した。冷
却後に、得られた褐色油を60℃に加熱し、水分と揮発
性有機物(light organics)とを蒸発し
て、褐色タールと混合したオフホワイト固体を得た。固
体を水(50ml)に溶解し、DOWEX 50x8−
400イオン交換樹脂を使用し、溶離剤としては水を使
用するイオン交換クロマトグラフィーによって精製し
た。分析は、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−ホス
ホノメチルグリシン(5.0g、収率は94%)の存在
を示していた。1H NMR(D2O)δ4.39(s,
2H),3.99(t,2H),3.65(t,2
H),3.54(d,2H)。31P NMR(H2O)
δ7.239(S)。
【0028】本発明を特定実施例としてかなり詳しく説
明してきたが、これは単なる例であって、当業者には開
示内容に鑑みて代替の実施態様及び製造方法が可能であ
ると考えるべきである。従って記載した本発明の趣旨を
逸脱することなく変形を加えることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: 【化1】 で表されるN−ヒドロキシアルキル−N−ホスホノメチ
    ルグリシンの製造方法であって、式: 【化2】 (式中、R及びR1は個々に水素、1個〜約4個の炭素
    原子を有するアルキル又はアリールである)で表される
    N−(2−ヒドロキシアルキル)アミノメチルホスホン
    酸とグリオキサールとの水溶液を加熱することからなる
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 R又はR1が水素であることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 R及びR1が共に水素であることを特徴
    とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 グリオキサールとN−(2−ヒドロキシ
    アルキル)アミノメチルホスホン酸との水溶液を約60
    ℃〜約100℃の温度に加熱することを特徴とする請求
    項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 グリオキサールとN−(2−ヒドロキシ
    アルキル)アミノメチルホスホン酸との水溶液を約80
    ℃〜約100℃の温度に加熱することを特徴とする請求
    項1から3のいずれか一項に記載の方法。
JP28180992A 1991-10-21 1992-10-20 N−(2−ヒドロキシアルキル)−n−ホスホノメチルグリシンの製造方法 Pending JPH05213978A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Also Published As

Publication number Publication date
CA2080979A1 (en) 1993-04-22
AU2714292A (en) 1993-04-22
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