JPS6019795A - Ｎ−ホスホノメチルグリシンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） この発明は、Ｎ−ホスホノメチルグリシンのとして有効
でｋ）る。そ１７て商業的除草剤は、Ｎ−ボスホノメチ
ルグリシンのイソプロピルアミン塩を含有する製剤どし
て販買されている。

（従来の技術） Ｎ−ホスホノメチルグリシンは種々の方法で製造できる
が、その１つは、米国特許第３，１６０β３２応生成物
を分離する、方法である。他の方法は、グリシンのホス
ホノメチル化によるものであって、エチルグリシネート
を、ホルムアルデヒドとジエチルホヌファイトと反応さ
せる方法である。後洗は、米国特許第３，７９９，７５
８号に記載されている。さらに、Ｎ−ホスホノメチルグ
リシンの製法に関して、米国特許第３，８６８．４０７
；４、１９７．２５４および４．１９９．３５４号を含
む一連の特許がある。

先行技術米国特許第３，９２３，８７７号は、１．３．
５−）リシアノメチルへキサヒドロ−１＋　３１　ｓ　
−トＪアジンを、過剰のジー置換ホスファイトと反応さ
せ、（ＲＯ）　ｚ　Ｐ（０）ＣＨｚ・ＮＨ・ＣＨＩ・Ｃ
Ｎ（Ｒはヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルであ
る）を生成させ、これを加水分解することにより、Ｎ−
ホスホノメチルグリシンを得ることを教示している。

（発明が解決しようとする問題点） Ｎ−ホスホノメチルグリシンおよびその特定の塩は除草
剤として商業的に重要である故、これら化合物の改良製
造方法の発見は有益である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、次の工程からなるＮ−ホスホノメチルグリ
シンの製造方法に関する。

（ａ）　Ｎ−ヒドロキシメチル　ハロアセタミドに、塩
素化剤（好ましくは塩化チオニル）を反応させて、Ｎ−
クロロメチル　ハロアセタミドを生成させる。

（ｂ）Ｎ−クロロメチル　ハロアセタミドにホスファイ
トを反応させて、Ｎ−ハロアセチルアミノメチル　ホス
ホネートを生成させる。

（Ｃ）このホスホネートをハロ酢酸の置換体に反応させ
て、Ｎ−ハロアシルメチル−Ｎ−（シアノメチルまたは
カルボアルコキシメチル）−アミノメチルホスホネート
を生成させる。そして （ｄ）このホスホネートを加水分解してＮ−ホスホノメ
チルグリシンを得る。

１（作用） この発明の方法を次の反応式を用いて説明するＯ 式中、〔α〕は塩化チオニル、ホスゲン、塩化水素、三
塩化リン、オキシ塩化リンその他の類似塩素化剤であり
、Ｘは塩素、臭素またはフッ素であるが、好ましくはフ
ッ素であり、ｎは０または１の整数である。

式中、ｎお」、びＸは上記のとおりであり、Ｒ１とＲ２
は両方ども芳香族基または両方とも脂肪族基であるが、
好ましくはｃ１〜ＣＧアルキル、より好ましくはＣ，−
Ｃ４アルキルであり、Ｒ３は脂肪族基であるが、好まし
くはＣ８〜Ｃ６アルキル、より好ましくはＣ１〜Ｃ４ア
ールキルまたはアルカリ金ｊｌＡα→であり、Ｍは好ま
しくはすトリウムあるいはカリウムである。

式中、Ｙは塩素、臭素、ヨウ素好ましくは塩素であ０・
２は′ア′また９１１１ （Ｒ４は芳香族または脂肪族基、−Ｃ−ＯＲ４好ましく
はＣ，−Ｃａアルキル、より好ましくはＣ，−Ｃ４アル
キルである）であり、１．Ｘ。

Ｒ１およびＲ８は上記のとおりであり、そしてＢは非求
核性塩基である。

式中、Ｘ　＊　ｎ　＋　Ｒ１，Ｒ”および２は上記のと
おりであり、Ｈ”４ま塩化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化
水素酸、硝酸、硫酸、ホスホン酸、またはクロル酢酸の
ような強酸である。好ましくはＨ＋Ｌま塩酸、または臭
化水素酸であり、そしてＯＨ”は水酸化す）ＩＪウム、
あるいは水酸化カリウムのような強塩基であるが、それ
らの水溶液、水−アルコール溶液、またはアルコール溶
液が好ましい。加水分解は、強酸の存在下で行うのが好
ましい。

上記反応式中、（、）工程の反応生成物Ｎ−クロロメチ
ル　ハロアセタミドとホスファイトとの反応（ｂ）にお
いて、Ｒ１またはＲ寞基は、直接的には重要ではない。

なぜならば、（ｃ）工程の反応生成物ホスホネートの加
水分解工程（ｄ）において　Ｒ１およびＲ１基は除去さ
れてしまうからである。そこで、（ａ）、（ｂ）、（Ｃ
）および（ｄ）工程の反応を妨げるようなＲ１およびＲ
１基の使用はさけねばならないが、基そのものの性質は
決定的因子ではない。

ｒｃｔ＝ｃ＊アルキル基」には、メチル、エチル、ｎ−
プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル
、軟−ブチル、およびｔ＠ｒｔ−ブチルが含まれる。ｒ
　Ｃ１−Ｃａアルキル基」には、上記Ｃｉ　−Ｃ４アル
キル基の場合と同じ基以外に６つのペンチルおよび１６
のベキシル基が含まれる。

のパラフィン、オレフィンおよびアセチレン系炭化水素
およびそれらの誘導体、（２）脂環式化合物から＃導さ
れることを特徴とす入 る広汎な有機基を指す。なお脂肪韻基は、１から１０個
の炭素原子を含むことができる。

「芳香族基」の語は、脂肪族基と区別して用いられるが
、次の２系列の化合物から誘導された基を含むものであ
る。すなわち、（］）、少なくとも１個のベンゼン」還
、単環、二環または多環式炭化水素が存在することを特
徴とする６〜２０個の炭素原子を有する化合物。（２）
構造は類似しているが、窒素、イオウ、および酸素のよ
うな炭素以外の原子を少なくとも１個を含んだ不飽和環
状構造を有することを特徴とする５〜１９個の炭素原子
を有する複累環式化合物およびその誘導体。

反応工程（、）は、好ましくは約Ｏ〜約１５０℃の間、
より好ましくは約４０〜約１１０℃の間、最も好ましく
は約７５〜約８５℃の間で実施できるが、この工程は、
大気圧、大気圧以下または大気圧以上の圧の下で実施で
きるが大気圧下が好ましい。この反応は、二塩化エチレ
ン、塩化メチレン、テトラヒドロフランまたはトル主ン
のようなアミドに対する溶媒中で行うのが好ましい。

（発明の効果） １モルのＮ−ヒドロキシメチル　ハロアセタミドの塩素
化反応には１モルの塩素化剤が必要である。ハロアセタ
ミドとの反応完結には過剰の塩素化剤の使用が好ましい
。工程（−）の反応生成物Ｎ−クロロメチル　ハロアセ
タミドは、他の公知の方法で容易に製造できる。よって
、この発明の方法に（、）工程を含ませる必要はなく、
（ｂ）工程から出発できる。

最も好ましいのは、過剰の塩素化剤を用いずに、かつ反
応工程（ｍ）で用いた溶媒を、反応工程（ｂ）の溶媒に
も用いることである。このときは、若しくｂ）工程で高
沸点溶媒が望ましい場合には、（＆）工程で用いた溶媒
は真空蒸留で除去可能である。

反応工４’−ｊ　（ｂ）では、均等モル−１のＮ−クロ
ロメチル　ハロアセタミドとホスファイトとを反応させ
るのが最も好ましい。好ましくはないが、２モル過剰ま
では使用可能であり、さらに好ましくはないが１０モル
過剰までは使用できる。

この反応は、発熱反応であって、約０〜約１５０℃の間
の温度で行えるが、より好ましくは約４０〜約１００℃
の間、最も好ましくは約７５〜約８５℃の間の温度であ
る。

この反応には、ｆ１１媒を必要としないが、どんな不活
性溶媒でも使用でき、約４０〜約１１０℃の間の沸点を
有する溶媒が好ましい。このような溶媒の例は、塩化エ
チレン、塩化メチレン、テトラヒドロ７ランおよびトル
エンである。不活性溶媒の使用は反応熱の除去に役立つ
。反応工程（、）で使用した溶媒が最も好ましい。この
反応工程で使用した溶媒は、反応工程（ｃ）が完了した
後に除去されるが、それには蒸発で除去できる溶媒が好
ましい。次の式 ％式％ （式中　Ｒ１およびＲ２は定義したとおりであり、Ｒａ
はアルカリ金属である）、のアルカリ金属ホスファイト
を窒素のような不活性雰囲気中でＮ−ハロメチル　ハロ
アセタミドと反応させる。

このアルカリ金属ホスファイトは、アルカリ金属アルコ
キシド、アルカリ金属ヒドリドまたはアルカリ金属と同
モル量の次式の二置換ホスファイトとの反応で製造でき
る。

？Ｒ雪 ＲＩＯ−Ｐ−Ｈ １ （式中、Ｒ１およびＲ２は定義したとおりである）、こ
の反応は窒素のような不活性雰囲気中で行う。

次の式 ？Ｒ２ Ｒ’０−Ｐ−ＯＭ （式中、Ｒ’ｌＲ”およびＭは定義したとおりである）
、のアルカリ金属ホスファイトは、互変異性により次式
の構造もとりうる。

（式中、Ｒ１およびＲ″は定義したとおりであり、Ｍは
アルカリ金属である）。

反応工程（Ｃ）は、好ましくは約０〜約１５０℃の間、
より好ましくは約２５〜約６０℃の間の温度で実施され
る。この反応工程は、大気圧、大気圧以下または大気圧
以上の圧の下で実施でムアミドまたはテトロヒドロ７ラ
ンのような極性溶媒中で行うのが好ましい。１モルのカ
ルボアルコキシまたはシアニド化合物を１モルのホスホ
ネートと反応させる必要があるが、なお、過剰のカルボ
アルコキシまたはシアニド化合物を用いて、ホスホネー
トとの反応の完結を確実にすることができる。非求核性
塩基と使用溶媒とは適合させなければならない。すなわ
ち、塩基と反応しない溶媒を選択すべきである。非求核
性塩基の例は、炭酸カリウム、ナトリウムヒドリド、お
よびカリウム、ｔ−ブトキシドのようなカリウム　アル
コキシドである。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
トリエチルアミンおよびピリジンのような核性塩基は好
ましくない。溶媒あるいは過剰のカルボアルコキシまた
はシアニド化合物を除去して、０．０−ジアルキル−Ｎ
−（カルボアルコキシメチルまたはシアノメチル）−Ｎ
−ノーロアセチル−アミノメチルホスホネートを遊離す
ることができる。

反応工程（ｄ）では、反応工程（Ｃ）の反応生成物ホス
ホネートの、１モルは５モルの水で加水分解される。こ
の加水分解は、前記のとおり強酸または塩基の存在下で
実施される。この加水分解には酸−触媒・の使用が好ま
しいが、無機酸が好ましく、塩酸または臭化水素酸が最
も好ましい。

加水分解により所望のＮ−ホスホノメチルグリシンがえ
られる。少なくとも２モルの酸の使用が好ましい。さら
に２モル以上大過剰量がより好ましい。好ま１．　＜は
、塩酸または臭化水素酸は濃厚水溶液の形で用いること
ができる。

この最終反応工程は、約θ〜約２００℃の間の温度で、
好ましくは約５０〜約１２５℃、最も好ましくは約】（
）０〜約１２５℃の間の温度で実施される。

大気圧、大気圧板１または大気圧以上の圧の下で実施で
きるが、加水分解中は大気圧下が好ましい。

反応工程（ｄ）では、固体Ｎ−ホスホノメチルグリシン
は通常の方法で回収できる。アルコール（メタノール）
、塩化物（塩化メチル）、酸（７１０酢酸）、水および
過剰の酸のような揮発性液体生成物は標準のス）　ＩＪ
ツピング技術により除去可能である。Ｎ−ホスホノメチ
ルグリシンな水に清解し、浴液のｐＨを１と２との間に
１整し、放置して溶液から結晶を析出させて涙取すると
所望のＮ−ホスホノメチルグリシンを高い純度で回収で
きる。

この発明の方法をよりよく理解できるように、次の実施
例で続開する。

実施例１゜ Ｎ−クロロメチル　トリフルオロアセタミドの製造 ５１、７５’　（０，３６モル）のＮ−ヒドロキシメチ
ル　トリフルオロアセタミドを磁気攪拌機、還流冷却器
を付した、丸底フラスコ中で３５０−のジクロロメタン
に溶解した。激しい攪拌下で３３ｒｎｔ（０，４５モル
）の塩化チオニルを添加した。見られた反応混合物を還
流下でガス発生が止むまで加熱した。次に、混合物を減
圧下でストリッピングして所望の生成物を得た。

実施例２゜ 実施例１の反応化ＩＮ、物を７０ｍ１のトルエンに溶解
した。６２　ｍｌ　（０，：３６２モル）のトリエチル
ホスファイトな攪拌しなから満願（また。発熱が止んだ
とき、λられた混合物を減圧下でストリップ１７て所望
の生ｆ＆物をイ１シた。その構造は赤外線、陽子核磁気
共鳴および質量分光分析により確醗した。

実施例３゜ ル　ホスホネートの製造 ５　ｆ　（０，０１９モル）の０．０−ジエチル−Ｎ−
トリフルオロアセチルアミノ−メチル　ホスホネート、
２．８ｆ（０，０２モル）の粉末炭酸カリウム、０．３
３　ｆ　（０，００２モ／Ｉ／）の粉末ヨウ化カリウム
、１５ｔｄのアセトン及び２．１２　ｆ（０，０１９６
モル）のクロロ酢酸メチルを丸底フラスコ内で一緒にし
て、機械攪拌下で１時間加熱還流させた。反応混合物を
減圧下でス）　ＩＪツブし、二塩化メタンで抽出し、デ
カンテーションを行い、減圧下でストリップして所望の
生成物を得た。その構造は、赤外線、陽子核磁気共鳴お
よび質量分光分析により確認した。

実施例４゜ 実施例３の反応生成物ホスポネー）５．３Ｆ（０，０１
５８モル）を２５ｄ（０，３０モル）の濃塩酸と一緒に
して１．５時間還流し、減圧下でストリップした。その
構造は赤外線、核磁気共鳴および液体クロマトグラフで
確認した。

実施例５゜ 訃０（４− カリウム、０．８６ｆ（０，００５２モル）の粉末ヨウ
化カリウム、４０−のアセトンおよび３．２６ｆｎｔ（
０，０５２モル）のクロロアセトニルを丸底フラスコ内
で一緒にして、１時間加熱還流させ、次に減圧下でスト
リップした。

残留物を二塩化メタンで抽出してデイカライ）　（ｄｉ
ｅａｌｉｔ・）を通してｐ過し、減圧下でストリップし
て所望の生成物を得た。その構造は赤外線、および陽子
核磁気共鳴で確認した。

実施例６゜ ９．８５ｆ（０，０３２６モル）の０．０−ジエチル−
Ｎ−シアンメチル−Ｎ−）リフルオロアセチルアミノメ
チル　ホスホネートを丸底フラスコ内で５０ｍ７！（０
，６モル）の濃塩酸と一緒にし、１．５時間還流下で加
熱し、次に減圧下でストリップして所望化Ｊｉν、物を
イＨた。構造は赤外線、陽子核磁気共鳴およびＣ１１分
光分析により確認した。

代理人　弁理士　栗　原　英　明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の各工程からなるＮ−ホスホノメチルグリシンの
   製造方法 （ａ）一般式 （式中、Ｘは塩素、臭素またはフッ素であり、ｎは・（
   ）または１の整数である）、のＮ−ヒドロキシメチル　
   ハロアセタミドを塩素化剤と反応させて、次の構造式の
   Ｎ−クロロメチル　ハロアセタミドを生成させる（式中
   、Ｘおよびｎは上記定義したとおりである）、 （ｂ）工程（−）で生成１．たアセタミドを次式のホス
   ファイト ＯＲ” ＲＩＯ−Ｐ−ＯＲ” （式中、Ｒ１およびＲ２は両方とも芳香族基または両方
   とも脂肪族基であり、Ｒ３は脂肪族基またはアルカリ金
   属である）、と反応させて、次式のホスホネート化合物
   を生成させる （式中、ｎ、ＸＳＲ”およびＢＮは上記定義したとおり
   である）、 （ｃ）工程（ｂ）におけるホスホネートを非求核性塩基
   の存在下で次の構造式の化合物 Ｙ−ＣＨ鵞−２ 〔式中、Ｙは塩素、臭素またはヨウ素であり、２はシア
   ンまたは −Ｃ−ＯＲ４ （ただし、Ｒ４は芳香族または脂肪族基である）である
   〕、 と反応させて次の式のホスホネート化合物を生成させる
   、 ハ （ｄ）工程（Ｃ）で生成したホスホネートを加水分解さ
   せてＮ−ホスホノメチルグリシンを得る。 ２、Ｘはフッ素であり、ｎは整数０である特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３、Ｒ１はＣ１−Ｃ６７／ｌ／　’ｅ　ｋ　テあり、Ｒ
   ”　ハＣ，〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ１１は０１〜ｃ６
   アルキル、ナトリウムまたはカリウムであり　Ｒ４はＣ
   １〜Ｃ４アルキルであり、そしてＸは塩素であある特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ４、Ｒ１はＣ１〜Ｃ４アルキルテあり、Ｒ”　ハｃｍ　
   〜Ｃ４アルキルであり　Ｒ３はＣ１〜Ｃ４アルキル、ナ
   トリウムまたはカリウムであり　Ｒ４はＣ１〜Ｃ４アル
   キルであり、Ｘは塩素であり、そしてｎは整数０である
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、Ｒ１は０１〜Ｃ２アルキルであり、Ｒ雪はＣ１〜Ｃ
   雪アルキルであり　Ｒ１１はＣ１〜Ｃ２アルキルであり
   、Ｒ４はＣ１〜Ｃ，アルギルであり、Ｘはフッ素であり
   、そ１２てｎは整数Ｏである特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ６、Ｒ、Ｒ’　ＩＲ”およびＲ３はメチルであり、Ｘは
   ＃Ｌ素である特許請求の範囲第１項記載の方法０ ７、　工程（畠）を約Ｏ℃と約１５０℃の間で行うｌ特
   許請求の範囲第１１記載の方法。 ８、工８（ｄ）を酸触媒を用いて行う特許請求の範囲第
   ７項記載の方法。 ９、　酸触媒が塩化水床酸または臭化水素酸である特許
   請求の範囲第８項記載の方法。 １０、次式の化合物 １１、次式の化合物 （式中、Ｘは塩素、臭素またはフッ素であり、ｎはＯま
   たは１の整数であり、そしてＲ１オヨびＢＺは両方とも
   Ｃ！〜ｃ６アルキルである）。 １２゜Ｘはフッ素であり、ｎは整数０であり、Ｒ１はエ
   チルであり、そしてＲ２はエチルである特許請求の範囲
   第１１項記載の化合物。 １３、次式の化合物 〔式中、Ｘは塩素、臭素またはフッ素であり、ｎは０ま
   たは１の整数であり、ＨｌはＣ１〜Ｃ６アルキルであり
   　Ｒ２はＣ１〜Ｃ６アルキルであり、２はシアンまたは １ −Ｃ−０Ｒ’ （ただし、Ｒ４はｃ、−ｃ４アルキルである）である〕
   。 １４、Ｘはフッ素であり、ｎは整数Ｏであり　１１はエ
   チルであり、Ｒ２はエチルであり、そしてＲ４はメチル
   である特許請求の範囲第１３項記載の化合物。 １５、次の各工程からなるＮ−ホスホノメチルグリシン
   の製造方法。 （−）一般式 （式中、Ｘは塩素、臭素またはフッ素であり、そして１
   はＯまたは１の整数である）、のハロアセタミドを次式
   のホスファイトＯＲ” Ｒ１−０（ＬＯＲ” （式中、Ｒ１およびＲ２は両方とも芳香族基または両方
   とも脂肪族基であり、Ｒ３は脂肪族基またはアルカリ金
   属である）、と反応させて、次式のホスホネート化合物
   を生成させる、 （式中、ｎ　＋　Ｘ　＋　Ｒ１およびＲ３は上記定義の
   とおりである）。 （ｂ）工程（、）におけるホスホネートを、非求核性塩
   基の存在下で次の構造式の化合物 Ｙ−ＣＨＩ−Ｚ 〔式中、Ｙは基床、臭素またはヨウ素であり、２はシア
   ノまたは １ −Ｃ−０Ｒ’ （ただし、Ｒ４は芳香族基または脂肪族基である）であ
   る〕と反応させて、次の式のホスホネート化合物を生成
   させる、 ：そして （ｃ）工程（ｂ）で生成したホスホネートを加水分解さ
   せて、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを得る。 謎