MXPA06013372A

MXPA06013372A - Purificacion de n-(fosfonometil)glicina.

Info

Publication number: MXPA06013372A
Application number: MXPA06013372A
Authority: MX
Inventors: Jimmy Jui Tai; Herbert Nathan Praay; James William Ringer; Mark Victor Michael Emonds
Original assignee: Dow Agrosciences Llc
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2007-03-01
Also published as: ES2317251T3; US20060264655A1; RU2369611C2; BRPI0511434A; JP2008500395A; JP4896881B2; CN1953986A; IL178994A0; EP1756127B1; ATE417854T1; AU2005245973A1; KR20070012828A; CA2564397A1; DE602005011797D1; UA84345C2; TW200538459A; AU2005245973B2; CN1953986B; EP1756127A1; DK1756127T3

Abstract

La presente invencion es un proceso para la purificacion de glifosato (PMG) que comprende: 1) disolver o suspender un material que comprende PMG en agua, en la presencia de una base, para producir una composicion que comprende una sal de PMG en una base acuosa, poner en contacto la composicion con un acido, de manera que se neutraliza la sal de PMG, formando un precipitado de PMG, y 3) aislar el precipitado de PMG, con la condicion de que la composicion del paso 1) no se concentra o filtra usando una membrana de nano-filtracion.

Description

PURIFICACIÓN PE ? FOSFONOMETIDGLICINA La presente invención se refiere la purificación de N-(fosfonometil)gllcina, aludida comúnmente como glifosato PMG. La síntesis del glifosato (PMG) se puede lograr mediante un número de rutas conocidas, incluyendo la oxidación catalítica del ácido /V-(fosfonometil) ¡minodiacético (PMI DA) e hidrólisis del triéster de glifosato. Sin embargo, las varias reacciones que conducen a la producción de PMG y los materiales de partida utilizados, producen varios sub-productos y contaminantes en el producto final de PMG, incluyendo glicina, ácido iminodiacético (IDA), ?/-formilglifosato, ácido J-(fosfonometil)im¡nodiacét¡co (PMIDA), ácido (aminometil)fosfónico (AMPA), ? -metil-?/-fosfonometil)glicina (MePMG), N, N-bis(fosfonometil)amina (bPMNH o iminobis(ácido metilenfosfónico)), ? ,?/-bis(fosfonometil)glicina (bPMG o glifosina) y cloruro de sodio (NaCI). Anua/mente se venden mucho más de 250, 000 toneladas métricas de glifosato. Los costos de producción, incluyendo costos de los materiales de partida, el tiempo, los requerimientos de energía, la purificación , el manejo de desperdicios y, por supuesto, el rendimiento del producto, son altamente importantes en el mercado competitivo actual. Por lo tanto, el mercado actual para PMG requiere la oferta de un producto altamente puro en condiciones económicas deseables. Las patentes de E. U. 3,799,758 y 3,956,370 describen métodos para preparar glifosato. Sin embargo, no se presentan análisis de impurezas y no se describen métodos de purificación adicionales. La WO 2003000704 describe un proceso de recuperación de N-(fosfonometil)glicina (PMG o glifosato) que comprende ajustar el pH de un licor que comprende ?/-(fosfonometil)glicina de impurezas que incluyen Cl sodio/CI amonio, concentrar en una membrana de nano-fittración de celda de presión y recuperar la ?/-(fosfonometil) glicina a partir del retenido mediante precipitación con HCl a un pH de 1 .3. Sin embargo, este método remueve sales de halogenuro, y es problemático y costoso, mediante la inclusión de un paso de nano-filtración en la purificación. Por lo tanto, existe una necesidad continua de un método mejorado para purificar PMG que considere la eficiencia y economía y que proporcione cantidades de PMG suficientemente puro adecuado para comercialización vía la producción a gran escala. La presente invención es un proceso para la purificación de glifosato (PMG) que comprende: 1 ) disolver o suspender en agua un material que comprende PMG, en la presencia de una base, para producir una composición que comprende una sal de PMG en una base acuosa, 2) poner en contacto la composición con un ácido, de manera que la sal de PMG se neutralice, formando un precipitado de PMG, y 3) aislar el precipitado de PMG, con la condición de que la composición del paso 1 ) no se concentra o filtra usando una membrana de nano-filtración . Este método remueve sustancialmente los contaminantes, especialmente glicina y glifosina y produce PMG de alta pureza' mientras que sigue siendo económicamente factible para procesos comerciales. En general, la presente invención está dirigida a un proceso para purificar ? -(fosfonometil) glicina o glifosato (aludido en la presente como "PMG"). El PMG puede ser preparado en un número de maneras diferentes, tales como las descritas en las patentes de E . U. 3,799,758 y 3,956,370 , las cuales se incorporan en la presente por referencia. Tales métodos incluyen la esterificación de glicina seguido por la fosfonometilación e hidrólisis, sin embargo el glifosato producido puede incluir niveles inaceptables de impurezas de glicina y glifosina. Se encuentra que el proceso de la presente invención reduce específicamente la cantidad de glicina y glifosina en tales composiciones en una manera económica comercialmente, de manera que se reduce el nivel de impurezas. El material de PMG que se va a purificar puede ser cualquier material de PMG que contiene impurezas en cantidades inaceptables. Típicamente, el material de PMG contendrá glicina en una cantidad mayor que 0. 1 % en peso, con base en el peso total del material de PMG. Adicionalmente, el material de PMG a ser purificado contendrá típicamente glifosina en una cantidad mayor que 0.2% en peso, con base en el peso total del material de PMG. En general, el material de PMG contiene por lo menos 90% en peso de PMG técnico, de preferencia por lo menos 93% en peso, con base en el peso total del material de PMG. Para purificar el material de PMG, primero se disuelve o suspende en agua y se trata con una base; o alternativamente, puede disolverse o suspenderse directamente en una base acuosa de manera que el PMG se convierte parcial o completamente en una sal más soluble, formando una composición de sal de PMG . Esto se puede realizar mezclando el material de PMG con agua , seguido por la adición de una base , o mezclando el material de PMG con una base acuosa directamente. Típicamente, la cantidad de sal de PMG en la composición es tal que la composición está saturada o casi saturada. En particular, la composición de sal de PMG puede ser una pasta a temperaturas ambiente, pero forma una solución clara cuando se calienta a temperaturas elevadas. En algunos casos, alguna porción del PMG puede permanecer sin disolver en la composición de sal de PMG. Generalmente, la cantidad de PMG (presente como sal de PMG o material de PMG sin disolver) será desde 1 0, de preferencia desde 12 y lo más preferible desde 1 5 hasta 30, de preferencia hasta 28 y lo más preferible hasta 25% en peso con base en el peso total de la composición de sal de PMG. La base utilizada en el proceso de la presente invención puede ser cualquier base que forme una sal de PMG la cual es más soluble en agua que el material de PMG. Las bases típicas incluyen hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, amoniaco o hidróxido de amonio y los similares. La cantidad de base necesaria con el fin de proporcionar la concentración deseada de base y para producir suficiente sal de PMG es típicamente desde 0.50, de preferencia desde 0.65, y lo más preferible desde 0.75 hasta 1 .2, de preferencia hasta 1 . 1 y lo más preferible hasta 1 .0 equivalentes molares de base, con base en la cantidad de material de PMG. Un equivalente molar de base se refiere a una mol de base por mol de material de PMG para una base monovalente tal como hidróxido de sodio, o 0.5 mol de base por mol de material de PMG para una base divalente tal como carbonato de sodio. La composición de sal de PMG en base acuosa tendrá típicamente un pH desde 1 .7 hasta 3.5. Para ayudar en el proceso de disolución y en la formación de sales de PMG, la solución puede calentarse para acelerar el proceso de disolución y obtener una solución saturada o casi saturada.

Típicamente, la solución se calienta hasta una temperatura desde 50 hasta 85° C. Este proceso se puede realizar también a temperaturas tan bajas como 15° C aunque la temperatura menor reduce la solubilidad de la sal de PMG. La composición de sal de PMG en base acuosa no se concentra posteriormente, y no se procesa a través de una membrana de nano-filtración. De manera sorprendente, se ha descubierto que el proceso de la presente invención remueve adecuadamente las impurezas de interés sin el uso de nano-filtración. Después de que se ha obtenido la composición deseada de PMG en base acuosa, se agrega un ácido para neutralizar la sal de PMG. Se puede utilizar cualquier ácido que disminuya el pH de la composición y logre la neutralización completa de la sal de PMG. Los ácidos típicos incluyen cualquier ácido suficientemente fuerte para protonar completamente la sal de PMG, tal como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido fosfórico. Se prefieren ácido clorhídrico y ácido sulfúrico debido a su bajo costo y alta solubilidad acuosa de sus sales. La cantidad utilizada de ácido en la neutralización es una cantidad que, de preferencia, neutralizará completamente la sal de PMG y resulte en la precipitación de PMG. Típicamente, la cantidad de ácido en moles será aproximadamente igual a la cantidad de equivalentes molares de base, usados previamente. Esta fluctuará típicamente desde 0.5, de preferencia desde 0.6 y lo más preferible desde 0.7 hasta 1 .3, de preferencia hasta 1 .2 y lo más preferible hasta 1 .1 equivalentes de ácido, con base en la cantidad de material de PMG utilizada inicialmente. La cantidad de ácido utilizada en el proceso de la presente invención es una cantidad que disminuirá el pH de ia composición hasta un nivel desde 0.3, de preferencia desde 0.35 y lo más preferible desde 0.38 hasta 1 .6, de preferencia hasta 1 .5 y lo más preferible hasta 1 .4. El pH del punto final depende de la temperatura de neutralización, puesto que temperaturas mayores aumentarán la cantidad de PMG en solución, y el grado de disociación del ácido de PMG aumentará, por lo que disminuye el pH. Típicamente, la neutralización ocurre a una temperatura entre 20 y 90° C. El ácido se agrega típicamente a una tasa lenta o gota a gota, con agitación o revolviendo, con el fin de evitar el sobrecalentamiento de la solución. El pH de la solución final cambiará a medida que la temperatura de la solución alcanza la temperatura ambiente o aproximadamente 25° C. El pH final estará típicamente en el rango desde 0.9, de preferencia desde 1 y lo más preferible desde 1 .05 hasta 2.9, de preferencia hasta 1 .4 y lo más preferible hasta 1 .25. El producto final de PMG puede ser recuperado mediante cualquier proceso y típicamente se recupera por centrifugación, filtración en banda o filtración al vacío, como es bien conocido en la técnica. El producto puede ser lavado también opcionalmente con agua adicional. El proceso de la presente invención contempla también procesos que incluyen pasos de reciclado, tal como reciclar el filtrado. El producto de PMG purificado contiene típicamente menos de 0.1 % en peso de glicina, de preferencia menos de 0.08 y lo más preferible menos de 0.06% en peso, con base en el peso total del PMG purificado. Adicionalmente, el producto de PMG purificado contiene típicamente menos de 0.2% en peso de glifosina, de preferencia menos de 0.15, más preferible menos de 0.10 y lo más preferible menos de 0.08% en peso, con base en el peso total del PMG purificado. El producto de PMG purificado contiene típicamente menos de 0.1 % en peso de MePMG, de preferencia menos de 0.08 y lo más preferible menos de 0.06% en peso, con base en el peso total del PMG purificado. De preferencia, el producto de PMG purificado comprende por lo menos 95% en peso de PMG técnico, más preferible por lo menos 98% en peso, aun más preferible por lo menos 98.5% y lo más preferible por lo menos 99% en peso, con base en el peso total del PMG purificado. Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar la presente invención. Los ejemplos no pretenden limitar el alcance de la presente invención y no deben ser interpretados así . Las cantidades están en partes en peso o porcentajes en peso a menos que se indique otra cosa. Ejemplo 1 Un recipiente de vidrio, enchaquetado, cilindrico, con drenaje en el fondo, de dos litros se equipó con un agitador eléctrico superior, condensador de agua, pozo térmico, sonda de pH y un tubo de adición de productos químicos. Se agregaron al recipiente: 200.00 g de glifosato (96.5% de ensayo, con 0.1 1 % de glicina, 0.1 9% de MePMG, y 1 .00% de glifosina) y 800.0 g de agua deionizada. La mezcla se agitó a 245 rpm usando un agitador de vidrio, de dos escalones, de cuatro paletas, con declives. Después de 1 5 minutos, se observó que el pH es de 1 .96 con temperatura interna de 24° C, y se inició la adición de 89.96 g de solución de hidróxido de sodio (0.95 equivalentes molares de una solución acuosa de 50% en peso). La base se agregó en una hora utilizando una bomba peristáltica. Al final de la adición, el pH fue de 3.57 y se observó que la solución era casi clara e incolora, aunque una pequeña cantidad de glifosato sin disolver hizo que la solución apareciera ligeramente turbia. La mezcla se calentó hasta 85° C en 45 minutos. A los 85° C la solución es clara ahora, incolora y se observó un pH de 3. 1 1 . Se agregó en 45 minutos ácido clorhídrico concentrado (109.2 g de HCL al 37.5%, 0.95 equivalentes molares). El pH cayó a 0.67 y apareció una pasta de sólidos blancos. Se inició el enfriamiento y una vez que la temperatura interna alcanzó los 30° C, el punto de control del baño se fijó en 25° C y la pasta se agitó durante un adicional de 30 minutos. Después de 30 minutos de digestión, se observó que el pH era de 1 .66 y la temperatura interna de 28° C. Se agregó ácido clorhídrico concentrado vía una pipeta hasta que se observó un pH de 1 .40 (se requirieron 3.44 g de ácido clorhídrico al 37.5%, 0.03 equivalentes molar). Ahora se permitió que la pasta se agitara y digiriera durante dos horas con el baño aún ha 25° C. Se aisló glifosato sólido vía filtración al vacío usando un embudo Buchner de vidrio grueso de 350 mL enzima de un matraz de vacío de 2 L. La torta resultante se lavó con 1 /2 volumen de la torta de agua deionizada, se dejó secar durante una hora usando una aspiradora de agua, después se dejó asentar durante una noche en la campana de humos de productos químicos. La torta se colocó en un horno al vacío para secarse durante una noche a temperatura ambiente, se transfirió a un frasco de vidrio de 600 mL, y después se completó el proceso de secado durante una noche en el horno al vacío. Esto resultó en la recolección de 1 79.42 g de producto y una recuperación de 89.7% (rendimiento). El análisis de la muestra mostró que contenía > 99.9% de PMG mediante ensayo, con 0.04% de glicina , 0.04% de MePMG y 0.06% de glifosina.

Claims

REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para la purificación de glifosato (PMG) que comprende: 1 ) disolver o suspender en agua un material que comprende PMG, en la presencia de una base, para producir una composición que comprende una sal de PMG en una base acuosa, 2) poner en contacto la composición con un ácido, de manera que la sal de PMG se neutralice, formando un precipitado de PMG, y 3) aislar el precipitado de PMG, con la condición de que la composición del paso 1 ) no se concentra o filtra usando una membrana de nano-filtración. 2. El proceso de la reivindicación 1 , en donde la cantidad de base es desde 0.5 hasta 1 .2 equivalentes molares, con base en las moles de material de PMG. 3. El proceso de la reivindicación 1 , en donde la cantidad de ácido utilizada para ia neutralización es desde 0.5 hasta 1 .3 equivalentes molares, con base en las moles de material de PMG. 4. El proceso de la reivindicación 1 , en donde la base es hidróxido de sodio. 5. El proceso de la reivindicación 1 , en donde el ácido es ácido clorhídrico. 6. El proceso de la reivindicación 1 , en donde el producto de PMG purificado contiene menos de 0.1 % en peso de glicina, con base en el peso total del producto de PMG purificado. 7. El proceso de la reivindicación 1 , en donde el producto de PMG purificado contiene menos de 0.1 % en peso de MePMG, con base en el peso total del producto de PMG purificado. 8. El proceso de la reivindicación 1 , en donde el producto de PMG purificado contiene menos de 0.2% en peso de glifosina, con base en el peso total del producto de PMG purificado. 9. El proceso de la reivindicación 1 , en donde el producto del paso 2) tiene un pH desde 0.9 hasta 2.9. 1 0. El proceso de la reivindicación 1 , en donde el producto del paso 2) tiene un pH desde 0.9 hasta 1 .25.