JPH08508285A - 方 法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩の製造方法は、メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリアルキルを無水条件下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンアミノアセトニトリル三量体が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であるＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不溶性である不活性溶剤の存在下に反応させ、次いで沈殿したＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩を回収することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルまたはその誘導体の製造方法 本発明はＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルまたはその塩類およびエステル の製造方法に関するものである。 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルは除草剤として有用な既知の化合物であ る。それは加水分解により市販の重要な除草剤Ｎ−ホスホノメチルグリシンに変 換することもできる。 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルは、たとえば米国特許第４，２２１，５ ８３号明細書に記載されている。Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルの中間形 成を経たＮ−ホスホノメチルグリシンの製造のための他の方法は米国特許第３， ９２３，８７７号明細書に記載されており、一方同様に中間体としてのＮ−ホス ホノメチルグリシノニトリルを経て進行すると考えられる関連方法は米国特許第 ４，４１５，５０３号明細書に記載されている。 本発明者らは、酸および不活性溶剤の存在下でのメチレンアミノアセトニトリ ル三量体に対する亜リン酸トリアルキル系ホスホン化剤（trialkylphosphite ph osphonating agent）の作用により、商業的規模の製造に好適な、かつ含有され る不純物の水準が著しく低いそのアルキルエステルの塩の形のＮ−ホスホノメチ ルグリシノニトリルの卓越した収率を与える改良法が提供されることを今回見出 した。 本発明によれば、Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの 酸塩の製造方法であって、メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリ アルキルを無水条件下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンアミノア セトニトリル三量体が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であるＮ− ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不溶性で ある不活性溶剤の存在下に反応させ、次いで沈殿したＮ−ホスホノメチルグリシ ノニトリルのアルキルエステルの酸塩を回収することを含む方法が提供される。 本明細書において用いるメチレンアミノアセトニトリル三量体という記載は、 本発明方法を説明する反応経路１に示す式（Ｉ）の化合物を意味する。反応経路 １において亜リン酸トリアルキル（ＩＩ）中のＲはＣ_1-7アルキル基、好ましく はＣ_1-5アルキル基を表し、従って亜リン酸トリアルキルは好ましくは亜リン酸 トリ（Ｃ_1-7アルキル）または亜リン酸トリ（Ｃ_1-5アルキル）である。 亜リン酸トリアルキルは好ましくは亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル または亜リン酸トリブチルである。亜リン酸トリメチルは入手しやすいホスホン 化剤であり、従ってこれはＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルの商業的製造の ための特に有効な供給原料である。比較的高級な亜リン酸アルキル、たとえば亜 リン酸トリブチルおよび亜リン酸トリペンチルは、より詳細に後述するように生 成物の商業的生産に関して利点をもたらす。 本発明方法に用いることができ、生成物であるＮ−ホスホノメチルグリシノニ トリルのアルキルエステルの不溶性塩を形成する適切な無水酸は、当業者が容易 に見出しうるであろう。ハロゲン化水素は本発明方法に用いるのに特に適切であ る。特に塩化水素は有効な、かつ容易に入手しうる無水酸である。 溶剤は反応条件下で有意に攻撃されないという意味で不活性でなければならず 、特に溶剤は亜リン酸トリアルキルによる攻撃に対して安定でなければならない 。出発物質メチレンアミノアセトニトリル三量体が少なくとも部分的に可溶性で あり、かつ生成物であるＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステ ルの酸塩が実質的に不溶性である適切な不活性溶剤は、当業者が容易に見出しう るであろう。出発物質メチレンアミノアセトニトリル三量体は不活性溶剤に少な くとも部分的に可溶性でなければならないことを理解すべきである。これは、ホ スホン化反応の開始時に必ずしも出発物質のすべてが溶解し得ないとしても、ホ スホン化反応が開始するのに十分な量が溶液中に存在するのに十分な程度に、出 発物質メチレンアミノアセトニトリル三量体が可溶性でなければならないことを 意味する。その後、反応が進行し、溶液中の出発物質が枯渇するのに伴って、よ り多量の出発物質が溶解し、そしてホスホン化反応が完了する時点までには実質 的にすべての出発物質が溶解しているであろう。適切な不活性溶剤の例には、ニ トリル、たとえばアセトニトリル、エステル、たとえば酢酸エチル、ハロアルカ ン、たとえば二塩化エチレンおよびジクロロメタン、ケトン類、たとえばメチル イソブチルケトン、エーテル類、たとえばジエチルエーテルまたはテトラヒドロ フラン、ならびにハロゲン化芳香族炭化水素、たとえばモノクロロベンゼンが含 まれる。アセトニトリルは特に有効な溶剤であり、これにメチレンアミノアセト ニト リル三量体は本発明方法に用いられる濃度で一般に完全に溶解しうる。 生成物であるＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩 が溶剤に完全に不溶性である必要はない；生成物であるＮ−ホスホノメチルグリ シノニトリルのアルキルエステルの酸塩の少なくとも一部が反応条件下で沈殿し 、従って回収されれば十分である。ただし一般にＮ−ホスホノメチルグリシノニ トリルのアルキルエステルの酸塩は大部分の有機溶剤中において極めて低い溶解 度をもち、これは本発明方法の格別の利点である。 反応は実質的に周囲温度で行うのが好都合であるが、所望によりこれより高い か、または低い温度、たとえば−５０℃から２００℃まで、たとえば−１０℃か ら５０℃までの範囲の温度を採用しうる。反応中に熱が発生する可能性があり、 温度を実質的に好ましい数値、たとえば周囲温度またはそれよりわずかに高い温 度に維持するために、所望により反応物を冷却してもよい。 ガス状塩化水素を酸として用いる場合、それを直接に反応混合物に導通しても よく、または乾燥溶剤中の溶液として反応混合物に添加してもよい。 反応は水分の不在下で、非酸化条件下に、たとえば乾燥した非酸化性雰囲気下 に行うことが適切である。ガス状塩化水素を直接に反応混合物に導通する場合、 このガス自体が、必要な乾燥した非酸化性雰囲気を提供する。塩化水素を乾燥溶 剤中の溶液として反応混合物に添加する場合、乾燥した非酸化性雰囲気を得るた めに適切な不活性ガス、たとえば乾燥窒素を用いることが望ましい。 好ましくは実質的に化学量論的割合の亜リン酸トリアルキルが用いられる。酸 の割合は用いられる個々の酸に依存するであろう。塩酸を用いる場合、好ましく はメチレンアミノアセトニトリル三量体のモル当たり３−１２モルの塩酸が用い られる。 生成物が実質的に純粋な形で沈殿し、容易に単離しうることは、本発明方法の 格別の利点である。 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルを加水分解してＮ− ホスホノメチルグリシンまたはその塩にするのは周知の方法であり、たとえば米 国特許第３，９２３，８７７号明細書に記載されている。 本発明方法はバッチ反応または連続もしくは半連続反応として操作することが でき、効果的な商業的操作に特に好適であり、特にＮ−ホスホノメチルグリシン またはその塩を形成する後続反応と組み合わせるのに好適である。 典型的方法においては、Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエス テルの不溶性酸塩は反応物から濾過により回収され、一方、反応溶剤は所望によ り精製段階を伴って、再循環される。次いでＮ−ホスホノメチルグリシノニトリ ルのアルキルエステルの酸塩を、たとえば塩酸水溶液で処理することにより加水 分解すると、Ｎ−ホスホノメチルグリシンが生成する。 このような組み合わせ法については、比較的高級の亜リン酸トリアルキル、た とえば亜リン酸トリブチルおよび亜リン酸トリペンチルをホスホン化剤として用 いるのが有利である。特にＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのブチルまたは ペンチルエステルの加水分解生成物は、それぞれブタノールまたはペンタノール である。これらの高級アルカノールは水性の加水分解相と非混和性であり、この 有機相を容易に分離し、アルカノールを再循環し、たとえば三塩化リンとの反応 によりさらに亜リン酸トリアルキルを形成するために利用することができる。さ らに、本発明の反応に際して形成された塩化ブチルまたはペンチル（反応経路１ ）は、蒸留により反応溶剤（濾液）から分離し、Ｎ−ホスホノメチルグリシノニ トリルのブチルまたはペンチルエステルの加水分解段階に添加することが好都合 であり、それはここでそれ自体加水分解されてそれぞれブタノールまたはペンタ ノールを形成し、これが再循環に含有されることになる。 従って本発明の他の観点によれば、Ｎ−ホスホノメチルグリシンの製造方法で あって、 ｉ）メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリブチルまたは亜リン 酸トリペンチルを無水条件下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンア ミノアセトニトリル三量体が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であ るＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不 溶性である不活性溶剤の存在下に反応させ、次いで； ii）段階（ｉ）からの反応混合物を濾過して、沈殿したＮ−ホスホノメチルグ リシノニトリルのアルキルエステルの酸塩を、溶剤および塩化ブチルまたは塩化 ペンチルを含有する濾液から回収し； iii）Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩を酸性 条件下で加水分解して、Ｎ−ホスホノメチルグリシンおよびブタノールまたはペ ンタノールを形成し； iv）段階（ii）からの濾液を蒸留し、溶剤を段階（ｉ）へ、そして塩化ブチル または塩化ペンチルを段階（iii）へ再循環させ、それはここで加水分解されて それぞれブタノールまたはペンタノールを形成し； ｖ）段階（iii）からのブタノールまたはペンタノールを相分離により回収し 、それを三塩化リンと反応させてそれぞれ亜リン酸トリブチルおよび亜リン酸ト リペンチルを形成させ、亜リン酸トリブチルまたは亜リン酸トリペンチルを段階 （ｉ）へ再循環させ；そして vi）段階（iii）からの生成物Ｎ−ホスホノメチルグリシンを回収することを 含む方法が提供される。 段階（iii）からの生成物Ｎ−ホスホノメチルグリシンは結晶化により回収す るのが好都合である。 本発明を以下の実施例により説明する。実施例中の部および％は特に明示しな い限りすべて重量による。 実施例１ メチレンアミノアセトニトリル三量体１．７ｇ（０．００８３ｇｍｏｌ）およ び亜リン酸トリメチル３．１ｇ（０．０２５ｇｍｏｌ）を３０ｍｌの酢酸エチル に懸濁した。混合物を撹拌し、ほぼ室温に保持し、その間に無水ＨＣＩを徐々に 導入した。添加に際して白色沈殿が生じた。ＧＣ分析は、反応を周囲温度で一夜 維持したのちすべての三量体が消費されたことを示した。次いで固体を濾過によ り分離し、溶剤で洗浄した。３．６ｇの生成物が得られ、これは収率６７％に相 当する。固体はＧＣおよびＮＭＲにより分析され、ホスホノメチルグリシノニト リルのジメチルエステルの塩酸塩であることが認められた。生成物は本質的に純 粋であり、ＧＣまたはＮＭＲにより有意の汚染物質は確認されなかった。 実施例２ 実施例１の方法を反復し、ただし溶剤としてアセトニトリルを用いた。３．１ ｇの本質的に純粋なホスホノメチルグリシノニトリルのジメチルエステルが得ら れ、これは収率５６％に相当する。 実施例３ 実施例２の方法を反復し、ただし１.８２５ｇ（０.０５ｇｍｏｌ）無水ＨＣｌ を反応容器に添加する前に３０ｍｌのアセトニトリルに溶解した。３．４ｇの本 質的に純粋なホスホノメチルグリシノニトリルのジメチルエステルが得られ、こ れは収率６３％に相当する。 実施例４ メチレンアミノアセトニトリル三量体１．７ｇおよび亜リン酸トリメチル３. ２ｇを４０ｍｌのジクロロメタンに懸濁した。混合物を撹拌し、３５℃より低い 温度に保持し、その間に無水ＨＣｌを２時間にわたって導入した。添加に際して 白色沈殿が生じた。０℃に冷却したのち、生成物を濾過し、２０ｍｌの冷却した ジクロロメタンで洗浄し、乾燥させて、２．９ｇのホスホノメチルグリシノニト リルのジメチルエステル（収率５４．１％）を得た。プロトンｎｍｒは生成物が 本質的に純粋であることを示した。 実施例５ メチレンアミノアセトニトリル三量体３．４ｇおよび亜リン酸トリブチル（９ ０％濃度のもの１４ｇ）を４０ｍｌのアセトニトリルに溶解した。混合物を撹拌 し、３５℃より低い温度に保持し、その間に無水ＨＣｌを３時間にわたって３０ ｍｌ/分の速度で導入した。添加に際して白色沈殿が生じた。０℃に冷却したの ち、生成物を濾過し、冷却したアセトニトリルで洗浄し、乾燥させて、１３．２ ｇのホスホノメチルグリシノニトリルのジブチルエステル（収率８８％）を得た 。プロトンｎｍｒは生成物が本質的に純粋であることを示した。 実施例６ 実施例５の方法を反復し、ただしアセトニトリルの代わりに酢酸エチルを用い た。メチレンアミノアセトニトリルは酢酸エチルに部分的に溶解しうるにすぎず 、反応混合物中に懸濁された。１１．９ｇの本質的に純粋なホスホノメチルグリ シノニトリルのジブチルエステル（収率７９．７％）が得られた。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月２日 【補正内容】 英文明細書第１頁（翻訳文明細書第１頁第１行ないし第２頁第１行）を以下のと おり差し替える。 明細書 方法 本発明はＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルまたはその塩類およびエステル の製造方法に関するものである。 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルは除草剤として有用な既知の化合物であ る。それは加水分解により市販の重要な除草剤Ｎ−ホスホノメチルグリシンに変 換することもできる。 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルは、たとえば米国特許第４，２２１，５ ８３号明細書に記載されている。Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルの中間形 成を経たＮ−ホスホノメチルグリシンの製造のための他の方法は米国特許第３， ９２３，８７７号明細書に記載されており、一方同様に中間体としてのＮ−ホス ホノメチルグリシノニトリルを経て進行すると考えられる関連方法は米国特許第 ４，４１５，５０３号明細書に記載されている。 Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのジアリールエステルの製造方法は、米 国特許第４０８３８９８号明細書に記載されており、欧州特許出願公開第００６ ８７３２号明細書にはトリ置換ヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジンを出発物 質として用いるＮ−アルキル置換アミノメチルホスホン酸のモノエステルおよび ジエステルの製造方法が示されている。 本発明者らは、酸および不活性溶剤の存在下でのメチレンアミノアセトニトリ ル三量体に対する亜リン酸トリアルキル系ホスホン化剤（trialkylphosphite ph osphonating agent）の作用により、商業的規模の製造に好適な、かつ含有され る不純物の水準が著しく低いそのアルキルエステルの塩の形のＮ−ホスホノメチ ルグリシノニトリルの卓越した収率を与える改良法が提供されることを今回見出 した。 本発明によれば、Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの 酸塩の製造方法であって、メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリ アルキルを無水条件下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンアミノア セトニトリル三量体が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であるＮ− ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不溶性で ある不活性溶剤の存在下に反応させ、次いで沈殿したＮ−ホスホノメチルグリシ ノニトリルのアルキルエステルの酸塩を回収することを含む方法が提供される。 本明細書において用いるメチレンアミノアセトニトリル三量体という記載は、 本発明方法を説明する反応経路１に示す式（Ｉ）の化合物を意味する。反応経路 １において亜リン酸トリアルキル（ＩＩ）中のＲはＣ_1-7アルキル基、好ましく はＣ_1-5アルキル基を表し、従って亜リン酸トリアルキルは好ましくは亜リン酸 トリ（Ｃ_1-7アルキル）または亜リン酸トリ（Ｃ_1-5アルキル）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＴＪ，ＵＡ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩の製造方 法であって、メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリアルキルを無 水条件下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンアミノアセトニトリル 三量体が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であるＮ−ホスホノメチ ルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不溶性である不活性溶 剤の存在下に反応させ、次いで沈殿したＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルの アルキルエステルの酸塩を回収することを含む方法。 ２．亜リン酸トリアルキルが亜リン酸トリ（Ｃ_1-7アルキル）である、請求項 １に記載の方法。 ３．亜リン酸トリアルキルが亜リン酸トリ（Ｃ_1-5アルキル）である、請求項 ２に記載の方法。 ４．無水酸が塩化水素である、請求項１−３のいずれか１項に記載の方法。 ５．実質的に化学量論的割合の亜リン酸トリアルキル、およびメチレンアミノ アセトニトリル三量体のモル当たり３−１２モルの塩酸を使用する、請求項４に 記載の方法。 ６．不活性溶剤がニトリル、エステル、ハロアルカン、ケトン類、エーテル類 またはハロゲン化芳香族炭化水素である、請求項１−５のいずれか１項に記載の 方法。 ７．不活性溶剤がアセトニトリル、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、ジ エチルエーテル、テトラヒドロフラン、二塩化エチレン、ジクロロメタンまたは モノクロロベンゼンである、請求項５に記載の方法。 ８．反応が−１０℃から５０℃までの温度で行われる、請求項１−７のいずれ か１項に記載の方法。 ９．Ｎ−ホスホノメチルグリシンの製造方法であって、 ｉ）メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリアルキルを無水条件 下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンアミノアセトニトリル三量体 が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であるＮ−ホスホノメチルグリ シノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不溶性で ある不活性溶剤の存在下に反応させ、次いで ii）沈殿したＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩 を回収し、そして iii）Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩を加水 分解して、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを形成する ことを含む方法。 １０．Ｎ−ホスホノメチルグリシンの製造方法であって、 ｉ）メチレンアミノアセトニトリル三量体と亜リン酸トリブチルまたは亜リン 酸トリペンチルを無水条件下で、無水酸の存在下に、および出発物質メチレンア ミノアセトニトリル三量体が少なくとも部分的に可溶性であり、かつ生成物であ るＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩が実質的に不 溶性である不活性溶剤の存在下に反応させ、次いで： ii）段階（ｉ）からの反応混合物を濾過して、沈殿したＮ−ホスホノメチルグ リシノニトリルのアルキルエステルの酸塩を、溶剤および塩化ブチルまたは塩化 ペンチルを含有する濾液から回収し； iii）Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルのアルキルエステルの酸塩を酸性 条件下で加水分解して、Ｎ−ホスホノメチルグリシンおよびブタノールまたはペ ンタノールを形成し； iv）段階（ii）からの濾液を蒸留し、溶剤を段階（ｉ）へ、そして塩化ブチル または塩化ペンチルを段階（iii）へ再循環させ、それはここで加水分解されて それぞれブタノールまたはペンタノールを形成し； ｖ）段階（iii）からのブタノールまたはペンタノールを相分離により回収し 、それを三塩化リンと反応させてそれぞれ亜リン酸トリブチルおよび亜リン酸ト リペンチルを形成させ、亜リン酸トリブチルまたは亜リン酸トリペンチルを段階 （ｉ）へ再循環させ；そして vi）段階（iii）からの生成物Ｎ−ホスホノメチルグリシンを回収することを 含む方法。