JPH0816114B2 - ホスホノギ酸アルカリの製法 - Google Patents

ホスホノギ酸アルカリの製法

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JPH0816114B2
JPH0816114B2 JP62050440A JP5044087A JPH0816114B2 JP H0816114 B2 JPH0816114 B2 JP H0816114B2 JP 62050440 A JP62050440 A JP 62050440A JP 5044087 A JP5044087 A JP 5044087A JP H0816114 B2 JPH0816114 B2 JP H0816114B2
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    • 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
    • C07F9/3886Acids containing the structure -C(=X)-P(=X)(XH)2 or NC-P(=X)(XH)2, (X = O, S, Se)

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Description

【発明の詳細な説明】 ホスホノギ酸は次の式(1) で示される化合物である。該化合物は、非常に容易にCO
2を失うので−いずれにせよ標準状態で−安定でない;C
O2の脱離によってホスホノギ酸から亜リン酸が生じる。
ホスホノギ酸の種々の誘導体−主に幾つかのエステル
および塩−が、植物生長調整剤として(ドイツ特許出願
第2,435,407号(英国特許第1,469,136号明細書)を参
照)そして−例えばヘルペスウイルスに対して−抗ウイ
ルス作用を示す物質として(例えばドイツ民主共和国特
許出願第219,198号を参照)知られている。
ホスホノギ酸ノエステル−例えばトリエチルエステル
−は亜リン酸のエステルとクロロギ酸エステルとのアル
ブゾフ(Arbusow)反応によって製造することができる
(ピー・ナイレン(P.Nylen)、ヘーミッシェ・ベリヒ
デ(Chem.Ber.)、第57巻(1924年)、第1023〜1038
頁、特に1027〜1035頁)。トリエチルエステルを製造す
る場合、相当する反応式は次の通りである: 前記のピー・ナイレンの論文の第1028頁によれば、ホ
スホノギ酸トリエチルエステルは、水または酸と一緒に
沸騰させると分解して定量的に亜リン酸およびCO2にな
る(そして多分エタノールにもなる)。
前記の論文の第1029頁および第1036頁によれば、水酸
化ナトリウム溶液を用いるアルカリ性けん化によってホ
スホノギ酸のトリナトリウム塩が生じる。
3ないし4時間還流させることによってけん化が行わ
れるか又は行われたということは別として、同論文には
アルカリ性けん化を行うための正確な手順が示されてい
ないし相当する収率も前記の文献の個所には明示されて
いない。
しかし英国特許第1,469,136号明細書の例1では、ナ
イレンの方法(前記論文)に従ってホスホノギ酸トリエ
チルエステルを水酸化ナトリウム水溶液と一緒に2時間
還流することによって、ほんの15.7%の(六水和物の形
の)ホスホノギ酸トリナトリウムの収率(報告された数
値から計算)が得られたに過ぎない。
エス・ワレン(S.Warren)およびエム・アール・ウイ
リアムス(M.R.Williams)(ジャーナル・オブ・ケミカ
ル・ソサイエティ(J.Chem.Soc.)(B)、1971、第618
〜621頁)も、ホスホノギ酸トリエチルエステルを水酸
化ナトリウム水溶液でアルカリ性けん化することによっ
て、それよりほんの少ししか高くない相当するホスホノ
ギ酸トリナトリウムの収率(19%)を得た。この場合、
けん化は水酸化ナトリウム水溶液をホスホノギ酸トリエ
チルエステルに加えることによって行われたが、冷却は
行われなかった。けん化の熱によってバッチは加熱さ
れ、遊離したエタノールは蒸留によって除かれた。
しかしフアン・カイ(Huang Kai)およびワン・ビジ
ュン(Wang Bijun)は、イヤオ・ゴンギエ(Yiyao Gong
ye)第1984巻、第3号、第5〜7頁に、水酸化ナトリウ
ム水溶液を用いるホスホノギ酸トリエチルエステルのア
ルカリ性けん化で、46%のホスホノギ酸トリナトリウム
の収率を報告した。第6頁の最後の段階によれば、34.7
gのホスホノギ酸トリエチルエステルに40%の濃度の水
酸化ナトリウム溶液がかく拌下に加えられ、半時間加熱
が行われた。冷却しそして吸引ろ取することによって、
(六水和物として)ホスホノギ酸トリナトリウムが16g
得られ、母液から更に6.8gが得られた。
ホスホノギ酸トリナトリウムのもっと高い収率即ち64
%の収率は、初めに記載したドイツ民主共和国特許出願
第219,198号の例7で得られたが、ホスホノギ酸トリエ
チルエステルのアルカリ性けん化によって得られたので
はなく、式 で示されるエトキシカルボニルホスホン酸−ビス−トリ
メチルエステルのアルカリ性けん化によって得られた。
該例7には、100%の収率さえも記載されている;しか
し明らかに、報告された数値からは、64%の収率が算出
されるに過ぎない。
ホスホノギ酸エステルのアルカリ性けん化によってホ
スホノギ酸アルカリを製造する既知の方法は、たやすく
実施することができ、簡単な入手し易い出発物質から出
発するが、たった一つの場合しか理論量の50%以上の収
率を得ることができない。比較的高い収率が得られるこ
の場合(ドイツ民主共和国特許出願第219,198号−64
%)には、必ずしもたやすくは手に入れることのできな
いアルコキシカルボニル−ホスホン酸ビス−トリメチル
シリルエステルを出発物質として使用する必要がある。
従って、ホスホノギ酸アルカリを製造する既知の方法
を改良するかまたは新規な、改良されたもっと経済的な
方法を見い出すことが、望ましい課題であった。
本発明では、ホスホノギ酸トリアルキルエステルのア
ルカリ性けん化を二工程で行い、特に第一の処理工程の
けん化反応の最初の温度が比較的低いままであるように
注意することによって、上記の課題を解決することがで
きた。
本発明は、水酸化アルカリの水溶液を用いるホスホノ
ギ酸トリアルキルエステルのアルカリ性けん化によって
ホスホノギ酸アルカリを製造するにあたり、(a)ホス
ホノギ酸トリアルキルエステルと水酸化アルカリの水溶
液とを混合する間、反応混合物の温度を水の氷点から約
40℃までの間に保ち、特に約30℃以上に上昇させず、そ
して場合によりもうしばらくこの温度範囲に保ち、
(b)次に反応混合物を、けん化が終るまで約100℃ま
での温度に加熱することを特徴とする、前記ホスホノギ
酸アルカリの製造方法に関する。
ホスホノギ酸エステルのアルカリ性けん化は発熱反応
である。けん化の大部分はエステルと水酸化アルカリ溶
液とを接触させた直後に進むので、反応体をゆっくり過
ぎないように混合すると、かなり速やかに激しく発熱す
る。従って通常、本発明による本発明による方法の工程
a)の温度範囲を越えないように反応混合物をこの場合
に冷却することが必要である。工程a)の温度範囲の下
方は、水の氷点によって限られているので、約0℃を温
度の下限と記載することができる;有利な温度範囲は、
約15℃から約30℃までの間である。
反応体を混合し終わった後には、もはや特別の反応熱
は生じないので、冷却を場合によりやめることができ
る。その場合、反応混合物をもうしばらく上記工程a)
の温度範囲に保つのが得策である;このことは、室温で
放置またはかく拌することによって行うことができる。
けん化を完結させるために次に更に約100℃までの温
度に、好ましくは約80℃から約100℃までの温度に加熱
する;このことは、還流させながらそして場合により例
えばかく拌によって激しく混合しながら有利に行うこと
ができる。反応混合物から場合により適当な試料を採取
することによってけん化の完結を追跡することができ
る。二つの工程a)およびb)の両方を約0.5ないし2
時間進めると、けん化は通常終わっている。
この処理方法によって大抵理論量の80%以上の、所望
のホスホノギ酸アルカリの収率が得られる。既知の方法
の本発明による簡単な変更(けん化の初めに温度を低く
保つこと)によってそのように飛躍的に改良された結果
が得られるということは非常に驚くべきことである。
本発明による方法の出発化合物は、式 (式中基Rは互いに独立にアルキル基を表わす) で示されるホスホノギ酸トリアルキルエステルである。
アルキル基の長さは一般に重要でない。C1〜C4−アルキ
ル基、特にCH3またはC2H5が好ましい。そのようなエス
テルの例はトリメチルエステル、トリエチルエステル、
種々のトリプロピルおよびトリブチルエステル、例えば
トリ−n−プロピルおよびトリ−n−ブチルエステル、
並びに混合エステル である。
これらの化合物は、既に知られている方法によって、
例えば適当なトリアルキルホスファイトとクロロギ酸ア
ルキルとのアルブゾフ反応によって、得ることができ
る。
水酸化アルカリ水溶液としては一般にすべての水酸化
アルカリ(LiOH,NaOH,KOH,RbOHおよびCsOH)の水溶液が
適する;NaOH水溶液およびKOH水溶液が好ましい。
水酸化アルカリ水溶液の濃度は、広い範囲にありう
る。約15ないし50重量%、特に約20ないし30重量%の濃
度の溶液が好ましい。
けん化反応の基礎になっている反応式は、 である。
この反応の化学量論によれば、ホスホノギ酸トリアル
キルエステル1モルのけん化に水酸化アルカリ3モルが
必要である。従って、反応体のホスホノギ酸トリアルキ
ルエステルと水酸化アルカリとは、1:少なくとも約3の
モル比でも使用される。1:約5ないし6の比が好まし
い。
本方法は、先ず水酸化アルカリ水溶液を導入しそして
これに、冷却しながらホスホノギ酸トリアルキルエステ
ルを(場合によりかく拌下で)滴加するように有利に行
われる。その際、反応混合物の温度が反応工程a)のた
めに記載した上限(約40℃、好ましくは約30℃)を越え
ないように注意すべきである。ホスホノギ酸トリアルキ
ルエステルを加え終わった後には一般に冷却をやめるこ
とができ、温度は大して上がらない。室温で更に約0.5
ないし1時間かく拌するのが有利である。更にかく拌す
ることは工程a)の一部を構成する。
もちろん一般に、本発明による温度条件が守られさえ
すれば、例えばホスホノギ酸トリアルキルエステルを初
めに導入して水酸化アルカリ水溶液を配量するか又はホ
スホノギ酸トリアルキルエステルと水酸化アルカリ水溶
液とを同時に適当な反応器に配量することもできる。反
応が終わった後に、バッチを冷却させ、晶出させて通常
の方法で後処理する。
本方法の好ましい実施態様では、適当な出発ホスホノ
ギ酸トリアルキルエステルは、トリアルキルホスフアイ
トとクロロギ酸アルキルエステルとのアルブゾフ反応の
粗製反応混合物の形であり、これがアルカリ性けん化に
直接使用される。
本発明による方法によって高い収率および純度で得ら
れたホスホノギ酸の他の塩例えばアンモニウム塩、アル
キルアンモニウム塩、アルカリ土類金属塩、Zn塩および
/またはMn塩に変えることができる;このことは例えば
ホスホノギ酸アルカリの水溶液を他の適当な陽イオンで
満たされたイオン交換柱に通すことによって行うことが
できる。
以下、例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
例1:ホスホノギ酸三ナトリウム・六水和物 a)120g(3モル)の水酸化ナトリウムを350mlの水に
溶解させ、105g(0.5モル)のホスホノギ三トリエチル
エステルを30分間で滴加した。氷浴で冷却することによ
って内温を20〜25℃に保った。加え終わった後に、氷浴
を除き、反応混合物を1時間室温でかく拌した。
b)次に、1時間還流させ、晶出を完結させるために0
℃24時間保った。結晶を吸引ろ取して真空デシケーター
中で乾燥させることによって、99.5%の純粋な生成物12
5.5gが得られた(31P-NMR)。これは、理論量の84%の収
率に相当する。400mlの水で再結晶することによって、9
9.9%の純度を整った形の結晶122.0gを回収した。
Na3CO5P・6H2O 分子量300.04;31 P-NMR 0.8ppm。
例2:ホスホノギ酸三ナトリウムの六水和物および五水和
物 83.1g(0.5モル)のトリエチルホスフアイトを60℃に
加熱し、56.7g(0.6モル)のクロロギ酸メチルエステル
を1時間で滴加し、加え終わった後に15分間100℃に加
熱した。冷トラップに集められた塩化エチルの量は33.2
gであった。
a)次に反応液を45分間で、水300ml中水酸化ナトリウ
ム100g(2.5モル)の氷冷溶液へ滴加した;その際内温
は25℃以上に上がらなかった。加え終わった後に1時間
室温でかく拌しそして、 b)次に1時間還流させた。完全に晶出させた後に121g
のホスホノギ酸三ナトリウム・六水和物が得られた;こ
れは99%の純度であった(31P-NMR)。これは理論量の80
%の収率に相当する。
乾燥器の中に4時間貯蔵(50℃,200mbar)した後に、
相当する五水和物が113.7g得られた。
Na3CO5P・5H2O 分子量282.01; 計算値 Na 24.4% C 4.3% H 3.6% P 11.0% 実測値 Na 24.5% C 4.6% H 3.5% P 11.2% 例3:ホスホノギ酸三カリウム a)52.5g(0.25モル)のホスホノギ酸トリエチルエス
テルを、水175ml中水酸化カリウム84.2g(1.5モル)の
溶液へ、30分間で滴加し、氷浴で冷却することによって
内温が25℃以上になるのを防止した。次に30分間室温で
かく拌しそして b)1時間還流させた。反応液を蒸発乾固させ、約5%
の亜リン酸カリウムを含有する残留物から再結晶によっ
て51.7gのホスホノギ酸三カリウムを得た。これは理論
量の86%の収率に相当する。
K3CO5P 分子量240.29; 計算値 K 48.8% C 5.0% P 12.9% 実測値 K 49.5% C 5.4% P 12.5%

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水酸化アルカリの水溶液を用いるホスホノ
    ギ酸トリアルキルエステルのアルカリ性ケン化によって
    ホスホノギ酸アルカリを製造するにあたり、(a)ホス
    ホノギ酸トリアルキルエステルと水酸化アルカリの水溶
    液とを混合する間、反応混合物の温度を水の氷点から40
    ℃までの間に保ち、(b)次に反応混合物を、けん化が
    終わるまで100℃までの温度に加熱することを特徴とす
    る、前記ホスホノギ酸アルカリの製造方法。
  2. 【請求項2】二つの工程(a)および(b)のそれぞれ
    を0.5ないし2時間で行なう、特許請求の範囲第1項記
    載の製造方法。
  3. 【請求項3】ホスホノギ酸トリアルキルエステルを、ト
    リアルキルホスファイトとクロロギ酸アルキルエステル
    とをアルブゾフ反応で反応させて得られた粗製反応生成
    物の形で使用する、特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の製造方法。
  4. 【請求項4】工程(a)を15℃から30℃までの間で行な
    う、特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記
    載の製造方法。
  5. 【請求項5】工程(b)で80ないし100℃に加熱する、
    特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の
    製造方法。
  6. 【請求項6】ホスホノギ酸トリアルキルエステルのアル
    キル基がそれぞれ1ないし4個の炭素原子を有する、特
    許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の製
    造方法。
  7. 【請求項7】アルキル基がメチルまたはエチルである、
    特許請求の範囲第6項記載の製造方法。
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