KR900003411B1 - N-포스포노메틸 글리신의 제조방법 - Google Patents
N-포스포노메틸 글리신의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR900003411B1 KR900003411B1 KR1019880007187A KR880007187A KR900003411B1 KR 900003411 B1 KR900003411 B1 KR 900003411B1 KR 1019880007187 A KR1019880007187 A KR 1019880007187A KR 880007187 A KR880007187 A KR 880007187A KR 900003411 B1 KR900003411 B1 KR 900003411B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glycine
- reaction
- phosphite
- alkanol
- purity
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims abstract description 42
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 claims abstract description 19
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- WBTIFBJEYFLFFW-UHFFFAOYSA-N 2-(hydroxymethylazaniumyl)acetate Chemical compound OCNCC(O)=O WBTIFBJEYFLFFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- GBHRVZIGDIUCJB-UHFFFAOYSA-N hydrogenphosphite Chemical compound OP([O-])[O-] GBHRVZIGDIUCJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 49
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 claims description 18
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical class OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 12
- 230000020335 dealkylation Effects 0.000 claims description 9
- 238000006900 dealkylation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 alkyl hydrogen phosphite Chemical compound 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000002585 base Substances 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical class OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CZHYKKAKFWLGJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl phosphite Chemical compound COP([O-])OC CZHYKKAKFWLGJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- LXCYSACZTOKNNS-UHFFFAOYSA-N diethoxy(oxo)phosphanium Chemical compound CCO[P+](=O)OCC LXCYSACZTOKNNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 description 3
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- WOAWYKPABZNBBV-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(hydroxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OCN(CO)CC(O)=O WOAWYKPABZNBBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- MOFCYHDQWIZKMY-UHFFFAOYSA-N chloromethylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CCl MOFCYHDQWIZKMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- XAKRTGZVYPZHCO-UHFFFAOYSA-O hydroxy-methoxy-oxophosphanium Chemical compound CO[P+](O)=O XAKRTGZVYPZHCO-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N sarcosine Chemical compound C[NH2+]CC([O-])=O FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YSFURVCPHRYSTN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-1,3,2-dioxaphosphetane Chemical compound OP1OCO1 YSFURVCPHRYSTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGJBHEZMOKVTIM-UHFFFAOYSA-N N-formylglycine Chemical compound OC(=O)CNC=O UGJBHEZMOKVTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010077895 Sarcosine Proteins 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 150000001348 alkyl chlorides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- YLFBFPXKTIQSSY-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(oxo)phosphanium Chemical compound CO[P+](=O)OC YLFBFPXKTIQSSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N ethoxymethoxyethane Chemical compound CCOCOCC KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N phosphite(3-) Chemical class [O-]P([O-])[O-] AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- RPACBEVZENYWOL-XFULWGLBSA-M sodium;(2r)-2-[6-(4-chlorophenoxy)hexyl]oxirane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].C=1C=C(Cl)C=CC=1OCCCCCC[C@]1(C(=O)[O-])CO1 RPACBEVZENYWOL-XFULWGLBSA-M 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/38—Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/38—Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
- C07F9/44—Amides thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 N-포스포노메틸 글리신의 제조방법에 관한 것이다. N-포스포노메틸 글리신은 농업용 제초제로서 광범위한 살초 스펙트럼을 갖는 유용한 제초제이다. 본 발명에 따른 방법은 글리신을 출발원료로 하는 것이고, 과거 발표된 글리신을 출발원료로 하는 방법으로서는 1) 글리신, 파라포름알데히드를 3급 아민의 존재하에 알칸올 용액중에서 반응시킨후 디알킬 하이드로겐포스파이트를 가하여 환류시켜 알킬화하고 또 알칼리 용액으로 탈알킬화하고 생성된 Na-염에 산을 가하여 목적물인 N-포스포노메틸 글리신을 얻는 방법(미합중국 특허 제 4,237,065호, 1980, 12.2), 2) 글리신에 대하여 1.25∼5몰의 파라포름 알데히드를 알칸올중에서 3급 염기의 존재하에서 반응시켜 N,N-비스 히드록시메틸 글리신으로 하고 또 디알킬 하이드로겐 포스파이트와 반응시켜 형성된 N-(N-히드록시메틸렌글리신)메틸렌 포스파이트 디알킬 에스테르에 진한 무기산을 가하여 탈히드록시메틸화하여 생긴 N-포스포노메틸 글리신의 알킬 에스테르를 다시 강산과물의 존재하에서 탈알킬화하고 N-포스포노메틸 글리신을 얻는 방법(일본국 특공소 제 56-68688호), 3)클로로메틸 포스폰산과 글리신을 반응시키는 방법(HU-PB 제 174-479호)등이 있다. 이상의 방법에 대하여 검토한 결과 각 방법 모두 여러가지의 결점을 갖는 것이 발견되었다. 즉, 1) 상기(1)의 방법에서는 최종반응물이 미반응 글리신, 부생물 비스 N,N-히드록시포스포노메틸 글리신 등에 의해 현저하게 오염되어 생성물의 순도는 90%이하이다. 또 수율은 글리신에 대하여 40%전후이다. 2) 상기 (2)의 방법은 (1)의 방법보다 진보된 방법으로 수율 약 75∼77%, 순도 96∼97%로 기재되어 있으나 실제 여러번 시험한 결과 수물은 약 70∼72%이었다. 또한 문제로 되는 점은 파라포름 알데히드, 글리신을 3급 염기 존재하 알칸올 중에서 반응시킨 후 디알킬 하이드로겐포스파이트를 가하여 반응시키고, 또 HCl을 가하여 탈메틸랄 및 탈알킬하고 알칸올을 증류하였으나 이때, 알킬랄이 상당량 생성하는 것을 발견되었다. 이것은 HCl의 산촉매에 의해 탈알킬랄시 발생한 HCHO와 알칸올과 반응하여 알킬랄로 되는 것이라고 판단된다(일본국 특공소 56-68688, 실시예 1 참조).
이상의 반응은 다음의 반응식으로 표시된다.
A) H2NCH2COOH +2(HCHO)n +R3N(3N : 트리에틸아민)
(R : C1∼C4의 알칸올)
이 반응은 환류온도로 반응되기 때문에 다음과 같은 반응이 일어날 가능성이 있다.
이외에 디알킬 하이드로겐 포스파이트가 신선할때는 일본 특공소 56-688 실시예 1에 기술된 바와같은 반응으로 되어 수율도 70%전후의 수율이 얻어져서 목적물의 순도도 95% 이상 유지할 수 있으나 장기간 저장한 디알킬 하이드로겐 포스파이트를 사용하면 수율이 급격히 내려가 60%에도 미달하는 것이 발견되었다.
3) 상기(3)의 방법은 실질적으로는 수율이 30∼40%로 전혀 실용성이 없다. 또 클로로 메틸포스폰산도 극독물에 속하고 실용성과는 전혀 관계가 없는 것이다.
본 발명 방법은 과거 글리신을 출발원료로 하여 N-포스포노메틸 글리신을 합성하는 각 방법이 실용화하는데 있어서 여러가지의 결점을 갖고 있다는 것을 감안하여 이것들의 결점을 개선하고자 예의 연구하여 완성시킨 것이다.
이상의 3종의 합성방법중 제 2의 방법이 가장 실용화의 가치를 갖는 것이나 이 방법의 결점은 상기와 같이 1) 알킬랄이 대량으로 생성된다는 것(파라포름 알데히드의 첨가량에 의해 20∼40%)과 2) 장기 저장한 디알킬 하이드로겐 포스파이트를 사용하면 급격히 수율이 떨어져 목적물의 순도도 내려간다는 것이다. 공장에 있어서는 처음부터 끝까지 완전히 신선한 디알킬 하이드로겐포스파이트를 사용하는 것은 불가능한 것으로 이 저장기는 1개월부터 수개월이 예상된다. 디알킬 하이드로겐포스파이트는 시간이 경과함에 따라 조금씩 변화를 일으켜 성분이 저하되나 통상 저장하고 나서 1년이 한도이며 그 이상의 것은 약 50% 분해되어 사용할 수 없다. 일반의 사용에 있어서도 일단 개봉한 것은 수일간에서 이미 5%정도의 분해를 일으키고 있다는 것을 알았다. 따라서, 이와같이 변화된 것을 공지의 방법과 같이 환류온도로 반응시키면 다음과 같은 복잡한 변화가 일어나는 것을 생각할 수 있다.
이상의 2종의 결점중 HCl의 촉매작용에 의한 알킬랄의 생성은 HCHO 알칸올의 반응이 50℃ 이하에서는 일어나지 않는다는 것 및 HCl이 존재하지 않으며 pH 7.0 이상에서 HCHO와 알칸올은 50% 이상에도 반응하지 않는다는 것이 시험결과 알았다. 또 HCHO, 글리신이 3급 염기의 존재하 알칸올 중에서 반응하여 생성된 비스-N,N-히드록시메틸글리신의 탈 1몰의 히드록시메틸 반응이 상온에서 행할 수 있다는 것 및 HCl에 의한 탈알킬 반응이 당초 단계에서는 50℃ 이하의 저온에서도 진행한다는 것을 알았으므로 HCl에 의한 탈히드록시메틸알킬렌과 탈알킬을 이 조건하에 즉 50℃ 이하에서 행함으로써 HCl을 RC1로 소모시켜 HCl이 없어졌을 때에 pH7∼7.5로 온도를 올려서 알칸올을 증류하고 증류 완료후 탈알킬용의 HCl을 가하여 환류하고 탈알킬을 완성할 수 있다는 것을 알았다.
제 2 번째의 디알킬하이드로겐포스파이트의 반응은 과거 공지의 방법으로는 모두 환류 상태에서 반응시키고 있으나 이와같은 환류 온도에서는 고온이기 때문에 여러가지의 복잡한 반응이 일어나 목적물인 N-포스포메틸글리신알킬에스테르가 오염되어 수율이 내려가는 것은 상기 설명과 같다. 특히 경시변화를 일으켜 순도가 저하된 디알킬하이드로겐포스파이트를 사용할때는 더욱 그렇다.
이 결점은 반응 온도를 55℃, 바람직하기는 50℃ 이하로 낮추어 신선한 고순도의 디알킬하이드로겐포스파이트 혹은 부분적으로 모노알킬하이드로겐포스파이트로 분해된 것을 사용하더라도 선택적으로 희망하는 목적물로 반응시키고, 고수율, 고순도로 목적물이 얻어지는 것을 알았다. 더우기 놀랄만한 것은 종래 고온이 아니면 반응하지 않는다고 믿고 있었던 알킬하이드로겐포스파이트(모노 혹은 디알킬)과 알코올인 히드록시알킬글리신과의 반응이 실온정도의 저온에서도 고수율로 얻어진다는 것이 판명되어 본 발명 방법의 실용화에 있어서의 경제성 보다 강력한 것으로 되었다.
디알킬하이드로겐포스파이트 및 모노알킬하이드로겐포스파이트와 비스 N, N-히드록시메틸글리신과의 반응은 본 발명 방법에서는 다음과 같이 진행되는 것이라고 추정된다.
1) 디알킬하이드로겐포스파이트와의 반응
2) 모노알킬하이드로겐포스파이트와의 반응
상기 1), 2)의 반응이 희망대로 선택적으로 행해지기 위하여-CH2OH기를 HCl로 제거함으로써 용이하게 N-포스포노메틸글리신의 모노 또는 디알킬에스테르가 얻어진다. 이 반응은 산과 알코올의 탈수반응에 의한 에스테르 형성 반응으로 H2O를 생성하는 일종의 탈수반응이며, 과거의 지식으로는 고온이 아니면 진행하지 않는다고 믿고 있었다. 그러나 본 발명 방법에 의하면 이 탈수 에스테르화 반응이 50℃ 이하의 저온에서도 순조롭게 진행하고 또한 고온은 반응에 있어서의 희망하지 않는 여러가지의 반응을 방지하여 선택적으로 목적물의 반응만이 일어나 고수율, 고순도로 반응이 완결될 수 있다는 것을 실증하고 있다. 본 발명에 의한 수율은 80∼85%, 순도는 조제품으로 97∼98%이고, 시간을 들여서 더욱 완전하게 탈알킬화할때는 순도 99%에 달할 수가 있다.
이상은 과거의 결점을 개선한 본 발명의 특징의 요지이나 본 발명에 의하면 N-포스포메틸글리신을 보다 고순도 보다 고수율로 얻을 수가 있다. 이 방법을 조금더 상세히 설명하면 다음과 같다. C1∼C2의 알칸올을 용제하여 트리에틸 아민의 존재하에서 실온으로 파라포름알데히드를 해교하고 또한 글리신을 가하여 실온 내지 45℃에서 반응시켜 디알킬하이드로겐포스파이트를 가하여 55℃이하,바람직하게는 50℃∼30℃에서 1∼3시간 포스포노알킬화한다. 이때 파리포름알데히드는 글리신에 대하여 몰비 1.5∼2.0 : 1로 반응하고, 글리신 대 디알킬하이드로겐포스파이트 또는 모노알킬하이드로겐포스파이트를 함유하는 디알킬하이드로겐포스파이트는 몰비 1 : 1로 한다.
이 반응 후 비스 N,N-히드록시메틸글리신의 N위 1분자 결합 이외 -CH2OH기를 제거하기 위하여 이-CH2OH기와 몰 당량의 HCl을 가하여 상온에서 20∼30분 교반-CH2OH기를 제거한 후 그대로 온도를 45℃∼50℃로 올리면 RCl을 발생시킨다. 약 1∼3시간 반응,내용물이 중성가까이된 시점에서 pH 7.0∼7.5로 조정하고, 알코올을 증류하고 잔류물에 HCl을 가하여 환류하여 탈알킬화 한다. 그후 알칼리를 가하여 pH를 조정하고 N-포스포노메틸글리신을 침전시켜 여과, 소량의 물로 세척하여 건조시키면 고수율이며 무색 고순도의 목적물을 얻는다. 이것들의 반응은 보다 이해하기 쉽도록 다음의 유통도로 설명한다. 이때 중간 생성물은 분리할 필요는 없고 처음부터 끝까지 1∼2세트의 반응기로 조작할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실제적인 제조방법은 다음과 같이 설명될 수 있다. C1∼C2의 알칸올(예컨대 CH3OH, C2H5OH)를 용제로하여 파라포름알데히드, 트리에틸아민(R3N라고 약칭)을 가하고 상온 내지 45℃이하에서 R3N의 염기성특성에의해 파라포름알데히드를 해교한다. 이것은 20∼30분으로 완결한다. 완결은 용액이 투명하게된 상태로 판단할 수 있다.
다음에 글리신을 가하여 글리신의 -NH2기를 메틸롤화 한다. 이때 파라포름알데히드 : 글리신=1∼1.2 : 1몰비로 진행할때는 메틸롤화는 100% 진행되지 않고 미반응 글리신이 남고 또한 비스 N,N-히드록시메틸글리신을 발생시켜 이것이 목적물을 오염시키고 종국적으로는 목적물의 순도, 수율 모두 내려간다.
파라포름알데히드 : 글리신=1.2∼2.0 : 1몰비의 경우에는 대부분의 -NH2기가 모노메틸롤화되고 일부 혹은 전부가 디메틸롤화된다. 따라서 반응 완결시의 조성은 모노 및 메틸롤화 된 글리신의 혼합체이다.
이 반응은 상온으로부터 환류 온도에 이르기까지 고르게 반응하여 시간도 온도의 고저에 관계없이 30∼60분간에 완결된다. 완결상태는 액이 투명하게 된 상태에서 판단할 수 있다. 글리신을 모노 혹은 디메틸롤화(비스메틸롤화)한 후 디알킬하이드로겐포스파이트와 반응시킴으로써 목적물의 포스포노 알킬에스테르를 얻을 수가 있으나 알킬화가 고온에서 행하게 되면 목적물 이의의 여러가지의 부반응이 생겨 목적물의 수율 및 순도가 떨어진다는 것은 앞에서 설명한 바와 같다.
본 방법은 이미 공지의 고온 반응의 결점을 상세히 검토하여 디알킬하이드로겐포스파이트의 유리산이 1개인 경우 또는 분해되어 유리산이 2개로 된 경우를 불문하고 모노 또는 디(비스)히드록시메틸글리신과 55℃이하, 바람직하기는 50℃ 이하에서 반응시킬때는 선택적으로 1개의 유리산만이 선택적으로 모노 또는 디(비스)히드록시메틸글리신의 1개의 히드록시메틸기와만 반응하고 반응에 관여하고 있지 않은 메틸롤기(히드록시메틸기)를 포스포노알킬화 후, 진한 무기산으로 제거함으로써 불순물로 오염되지 않은 고순도 반응물을 고수율로 얻을 수가 있다. 따라서 본 방법에 의하면 이 반응은 반드시 55℃ 이하, 바람직하기는 50℃ 이하에서 반응을 시킬 필요가 있다.
온도가 내려가면(예컨대 30∼20℃)반응시간은 길어지나 결과로써는 50℃와 그다지 차이가 없다. 최저 온도는 20℃이며, 이 이하에서는 반응 완결까지 10시간 이상을 요하고 시간적으로 손해이므로 그다지 경제성은 없다.
이상의 반응에 있어서는 R3N으로서는 트리에틸아민이 염기로서 상업적으로 용이하게 얻어지고 물에 대한 용해도가 작다는 것, 비점이 100℃ 이하에서 회수하기 쉽다는 것 때문에 염기로서 유용하다. 또 다른 염기,예컨대 각종의 알킬 또는 알킬렌 방향족아민도 사용가능하다. 이 염기는 파라포름알데히드의 해교에 관여하는 것외에 촉매적 작용으로서 디알킬하이드로겐포스파이트와 메틸롤글리신의 반응을 용이케하는 특징이 있다. 디알킬하이드로겐포스파이트(또는 모노알킬하이드로겐포스파이트와의 혼합물)와메틸롤글리신을 유효하게 반응시켜 고수율을 얻기 위해서는, 1) 글리신과 파라포름알데히드의 몰비, 2) 염기와 디알킬하이드로겐포스파이트의 몰비, 3) 디알킬하이드로겐포스파이트(또는 모노체와의 혼합물)와 글리신의 몰비, 4) 용제의 회석배수가 큰 요인이 된다. 이것은 다음과 같이 이론이 전개된다.
1) 글리신과 파라포름알데히드의 반응에 있어서의 몰비와 반응상태는 상술한 설명대로이나 보다 좋은 수율을 얻기 위해서는 글리신의 -NH2기를 100% 내지 100% 가깝게 메틸롤화 할 수가 있으나 이러기 위해서는 파라포름알데히드를 1.2몰 이상 가할 필요가 있다. 과량을 첨가하는 경우에는 미반응의 HCHO가 잔류하여 해가 있고 이로움이 없으므로 글리신 1몰에 대하여 파라포름알데히드 1.2∼2.0물에서는 -NH2기가100% 가까이 메틸롤화 된다.
2) 염기와 디알킬하이드로겐포스파이트의 몰비도 중요하며 염기를 많이 가하면 이상하게도 수율이 내려간다. 이것은 염기가 디알킬하이드로겐포스파이트의 유리산기와 산아민염을 형성하여 봉쇄되어 반응성이 악화되는 것이라고 생각된다. 실험의 결과 디알킬하이드로겐포스파이트 : 염기=1 : 0.9∼1.0 몰비로 최고의 수율이 얻어졌다.
3) 디알킬하이드로겐포스파이트(또는 모노알킬체와의 혼합물)와 글리신과의 몰비도 동일하며 0.9∼1.1의 몰비가 최고의 수율이었다.
4) 용제의 사용배수도 특히 중요하며, 용제가 글리신에 대하여 9.0∼15배로 80∼85%의 수율을 나타내고 9배 이하에서는 수율, 순도 모두 내려가고 15배 이상에서는 수율, 순도의 향상은 없고 용제, 증류의 시간을 낭비하는 것으로 경제성은 없다. 이것은 실시예 11∼15에서 상세한 자료를 들고 있다.
이때 본 방법의 특징으로서 알킬랄의 생성이 전혀없고 용제알칸올의 손실이 증류 손실에만 한정되어 있고 10% 이하이다. 디알킬하이드로겐포스파이트와 반응 후, 반응물은 본 방법에 의하면 다음의 화학식을 갖는 화합물이 주체로되고 불순물은 매우적다.
1) 디알킬하이드로겐포스파이트와의 반응물
2) 모노알킬하이드로겐포스파이트와의 반응물(디알킬하이드로겐포스파이트 분해물)
이 2종 화합물은 진한 무기산과의 반응에 의해 최종적으로는 다음의 것으로 된다.
이상과 같이 선택적으로 반응하는 것이 본 방법의 특징이다. 이 화합물은 HPLC로 강음이온성 교환수지에 의해 확인할 수 있다. 포스포노알킬화 후 상온에서 탈 -CH2OH하고 HCHO를 생성한다. 이것은 상온에서 거의 100% 가까운 반응이 일어나고 HCl이 소모되나 50℃이하에서는 HCl가 존재하더라도 알킬랄 생성반응은 일어나지 않는 고로 HCl소모 후 pH7.0∼7.5로하여 HCl의 존재를 없애서 증류하면 알킬랄로의 전화를 방지할 수 있다.
알칸올 증류 후 잔류물에 다시 HCl을 필요 당량보다 과잉으로 가하여 환류온도에서 탈알킬을 행하면 거의 이론에 가까운 반응율로 탈알킬된다. C1∼C2알칸올의 경우 생성되는 알킬클로라이드는 수중에 도입하면 가스 발생상태에서 반응 완결점을 확인할 수 있다.
탈알킬 후 용액은 강산성이머 목적물은 염산염의 형태로 되어 있기 때문에 알칼리로 중화하여 pH1.0∼2.0으로하면 백색결정이 침전하므로 냉각하여 용액중에 용해할 양을 최소한으로하고 소량의 냉각수로 세척하여 건조되면 순도 97∼98%, 최고 99.7%의 순백결정이 약 80∼85%의 수율로 얻어진다. 여액중의 잔류성분은 0.5% 이하이다.
이상의 설명을 보다 확정적인 것으로 하기 위하여 다음에 실시예를 표시하겠으나 이것은 대표적인 것으로 본 방법에 의한 효용은 이 실시예에 극한하는 것은 아니다.
[실시예 1]
파라포름알데히드 33%(Techgrade 92% 순도 1.0몰) 트리에틸아민 50g, 메탄올 400cc를 1000cc 3구 플래스크(온도냉각기를 단다)의 속에 넣어 35∼45℃에 해교하면 약 30분 후 투명하게 된다. 다시 글리신 38g(99.5%순도 0.5몰)을 가하여 40∼45℃에서 약 30분 교반하여 투명액을 얻었다. 여기에 디메틸 하이드로겐포스파이트 55g를 가하여 50℃ ±2℃에서 2시간 교반 반응시키고 그후 40℃에서 냉각 35% 진한 염산을 6cc를 가하였다. 이때 발열하기 때문에 외부를 냉각시킨다. 30분 교반한다. 이 사이에 50℃ 이하로 유지한다. pH 7.0∼7.5로 조정용제를 증류한다. 약 7∼10%의 수분을 함유하는 CH3OH 약 420cc를 얻는다. 증류 잔류물에 진한 염산을 가하여 환류한다. 그동안에 CH3Cl이 발생하였다. 환류 냉각기의 선단으로부터 도관을 물에 넣어 거품 상태에서 반응의 진행을 확인, 거품이 완전히 나오지 않게 된 시점에서 반응을 정지한다. 30% NaOH로 pH l∼2로 중화시키면 백색의 결정이 나온다. 냉장고에 넣어 하룻밤 방치한다. 침전된결정을 여과하고 냉수로 세척하고, 여과 및 건조시키면 무색 결정 73.5%을 얻는다. 순도 : 98%, 수율 : 글리신에 대하여 약 85%, 메틸랄 0%.
[실시예 2]
CH3OH 400cc를 C2H5OH 400cc로 치환한 것을 제외하고 실시예 1과 완전히 동일한 방법으로 실험한 결과 무색 결정(순도 97.5%)을 얻는다. 수율 : 글리신에 대하여 약 84%, 회수 CH3OH : 약 400cc, 수분 : 7%, 메틸랄 : 0%.
[실시예 3]
약 2개월간 저장한 디메틸포스파이트(디메틸포스파이트 87% 모노메틸포스파이트 11%, 미지불순물 2%)55g를 정제된 디메틸포스파이트 55g의 대신에 사용한 것을 제외하고 완전히 실시예 1과 동일한 반응 조건으로 실험한 결과 무색 결정 73g(순도 98%)을 얻는다. 수율 : 글리신에 대하여 약 84.66%, 회수알코올 : 410cc, 수분 : 7%, 메티랄 : 0%
[비교예 1]
일본국 특개소 56-68688 실시예 l과 완전히 동일한 방법으로 실시하였다. 즉, 무수 메탄올 500cc, 트리에틸아민 47.0g, 파라포름알데히드 30.0g의 뜨거운 용액에 글리신 37.5g을 첨가한다. 반응 혼합물 중에 얻어진 N,N-비스-히드록시메틸 글리신을 분리하는일 없이 아인산 디에틸 55.0g과 반응시키고 1시간 교반하면서 이 반응 혼합물을 비등시킨다. 디알킬[N-(N-히드록시메틸렌글리신)메틸랜]포스파이트를 함유하는 생성 용액에 진한 염산 210cc를 첨가하여 형성된 N-포스포노메틸 글리신 에틸 에스테르를 115℃에서 1.5시간 가열하여, 이것을 N-포스포노메틸글리신으로 가수분해하였다. 무색결정 64g(순도 96.5%)을 얻는다. 수율 : 글리신에 대하여 약 73%(원자료 기재는 수량 66∼68g, 순도 96%, 이 수치로부터 계산한 수율은 글리신에 대하여 약 74.9∼77.2%) 진한 염산과의 반응후 CH3OH를 증류하면 수분 약 15%, 메틸랄 약20%를 함유하는 CH3OH 500cc가 회수된다.
[비교예 2]
실시예 3에서 사용한 경시 변화에 의해 순도가 내려간 디메틸 포스파이트(디메틸 포스파이트 87%, 모노메틸 포스파이트 11%, 미지불순물 2%)55%를 비교예 1의 디에틸 포스파이트 55g과 치환하는 것을 제외하고 실시예와 완전히 동일 방법으로 실험하여 담황생 결정 59g(순도 94.5%)을 얻는다. 수율 : 글리신에 대하여 65.98%, 회수 CH3OH : 400cc, 수분 : 약 15%, 메틸랄 : 약 20%를 함유하고 있었다.
[실시예 4 내지 10]
디메틸 포스파이트(실시예 3에서 사용, 순도 87%)를 사용하여 45℃, 40℃, 35℃, 30℃, 25℃, 20℃에서 글리신 파라포름알데히드 반응액과 반응하는 것을 제외하고 실시예 1과 완전히 동일한 방법으로 실험한다.
온도의 변화에 의한 수율, 순도의 영향을 비교한 결과 다음표와 같은 결과를 얻었다. 생성된 결정은 전부 무색의 결정이었다. 또, 회수 중에 메틸랄은 발견되지 않았다.
[실시예 11 내지 15]
상기 실시예 4 내지 10에서 사용한 것과 동질의 경시 변화를 일으킨 디메틸포스파이트를 사용하고 용제 CH3OH를 250cc, 300cc, 400cc, 500cc, 600cc로 하는 것을 제외하고 완전히 실시예 1과 동일한 방법으로 실험한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
[실시예 16]
실시예 1에서 CH3OH 400cc를 C2H5OH 400cc로, 디메틸 포스파이트 55g을 디에틸포스파이트 69g으로 치환하는 것을 제외하고 실시예 1과 완전히 동일한 방법으로 실험한 결과 무색결정 74g(순도 97.5%)을 얻었다. 수율 : 85.3%, C2H5OH의 회수량 : 400cc, 수분 : 8.5%, 에틸랄 생성되지 않았다.
Claims (6)
1종의 글리신을 출발원료로 하는 N-포스포노메틸 글리신의 제조에 있어서, 글리신과 파라포름알데히드를 트리에틸아민의 존재하, C1∼C2알칸올 중에서 반응시킨 반응물과 디알킬 하이드로겐 포스파이트 또는 일부가 모노 알킬 하이드로겐 포스파이트로 변화된 저순도 디알킬 하이드로겐 포스파이트의 어느 하나를 55℃ 이하의 온도에서 반응시키고, 선택적으로 N-(N-히드록시메틸)포스포노메틸글리신 알킬 에스테르만으로 한후, 50℃ 이하에서 HCl과 반응시켜 탈 메틸롤 및 부분적으로 탈 알킬화하고 pH 7.0~7.5에서 알칸올을 증류시켜 알킬랄을 함유하지 않는 알칸올을 수득하고 잔류물에 HCl을 가하여 환류 온도에서 탈알킬화를 완성한 후, 알칼리로 중화시킴을 특징으로 하는 N-포스포노메틸글리신을 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서, 글리신과 파라포름알데히드와의 반응에서 얻어진 비스-N,N-히드록시메틸글리신과 디알킬하이드로겐 포스파이트 또는 모노알킬 하이드로겐 포스파이트를 함유하는 저순도 디알킬하이드로겐포스파이트와의 반응이 55℃ 이하, 바람직하기로는 50 내지 20℃에서 수행되는 방법.
제 1 항에 있어서, 디알킬하이드로겐포스파이트의 모노알킬하이드로겐포스파이트에 대한 변화의 고저에 관계없이 상기 제 2 항의 반응 조건으로 반응시키는 방법.
제 1 항에 있어서, 알칸올이 C1∼C2알코올인 방법.
제 1 항에 있어서, 알칸올의 사용이 글리신에 대하여 9∼15배인 방법.
제 1 내지 3항 중의 어느 하나에 있어서, 디알킬하이드로겐포스파이트가 하기식(I)로 표시되고, 모노알킬하이드로겐포스파이트가 하기식(II)로 표시되는 방법.
상기식에서 R은 C1∼C2의 알킬이다.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019880007187A KR900003411B1 (ko) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | N-포스포노메틸 글리신의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019880007187A KR900003411B1 (ko) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | N-포스포노메틸 글리신의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR900000374A KR900000374A (ko) | 1990-01-30 |
| KR900003411B1 true KR900003411B1 (ko) | 1990-05-18 |
Family
ID=19275213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019880007187A KR900003411B1 (ko) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | N-포스포노메틸 글리신의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR900003411B1 (ko) |
-
1988
- 1988-06-15 KR KR1019880007187A patent/KR900003411B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900000374A (ko) | 1990-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4519316B2 (ja) | グルホシネートおよびそのための中間体の製造法 | |
| GB2034313A (en) | Process for the preparation of n-phosphonomethyl glycine | |
| EP0221043B1 (en) | Process for the preparation of n-substituted aminomethylphosphonic acids | |
| US10364262B2 (en) | Method for the synthesis of N-phosphonomethyliminodiacetic acid | |
| RU2674023C2 (ru) | Способ синтеза n-(фосфонометил)глицина | |
| US5312972A (en) | Conversion of hydroxymethyl-iminodiacetic acid to phosphonomethyl-iminodiacetic acid | |
| KR900003411B1 (ko) | N-포스포노메틸 글리신의 제조방법 | |
| EP0216745B1 (en) | Process for the preparation of n-substituted aminomethylphosphonic acids | |
| US5679842A (en) | Process for the preparation of aminomethanephosphonic acid and aminomethylphosphinic acids | |
| EP0097522A2 (en) | Preparation of N-phosphonomethylglycine | |
| KR910002510B1 (ko) | N-포스포노메틸글리신의 제조 방법 | |
| JP3547441B2 (ja) | 製法 | |
| IL92437A (en) | Preparation of N-noble aminomethylphonates | |
| RU2674021C9 (ru) | Способ синтеза n-(фосфонометил)глицина | |
| IE912920A1 (en) | Process for the preparation of aminomethylphosphonic acid¹and aminomethylphosphinic acids | |
| US4389349A (en) | Process for preparing of N-phosphenomethyl glycine | |
| HU199853B (en) | Process for thermal dealkylation of n-alkyl-n-(phosphonomethyl)-glycine | |
| JP3236612B2 (ja) | アシルアミノメタンホスホン酸およびアシルアミノメタンホスフィン酸の製造方法 | |
| IE912921A1 (en) | Process for the preparation of aminomethylphosphonic acid¹and aminomethylphosphinic acids from N-hydroxymethylamides | |
| US4548758A (en) | Preparation of phosphonomethylated amino acids | |
| GB2114131A (en) | Process for preparation of N- phosphonomethyl glycine | |
| KR880002606B1 (ko) | 비스(트리메틸실릴)포스파이트의 제조방법 | |
| NZ244927A (en) | Process for the preparation of an alpha-aminoalkanephosphonic acid, salt or ester | |
| NZ208676A (en) | Preparation of n-phosphonomethylglycine | |
| JPS5989695A (ja) | １−ヒドロキシアルカン−１−ホスホン酸の製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |