PL159424B1 - Sposób wytwarzania N-fosfonometyloglicyny PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania N-fosfonometyloglicyny poprzez reakcje glicyny z formalina w silnie zasadowym srodowisku wodnym w temperaturze 273 ÷283K, a nastepnie wprowadzenie do mieszaniny poreakcyjnej zawierajacej sól N-hydroksymetyloglicyny fosforynu trialkilowego i ogrzewanie powyzej 323K, po czym otrzymany ester dialkilowy hydrolizuje sie kwasem mineral- nym, znamienny tym, ze synteze prowadzi sie w kaskadzie dwóch reaktorów pracujacych w sposób ciagly, przy czym w pierwszym reaktorze, w którym czas przebywania reagentów wynosi 2 ÷20 min., otrzymuje sie N-hydroksymetyloglicynian sodowy, który w drugim reaktorze w czasie przebywania reagentów wynoszacym 1 ÷ 1 0 min., reaguje z fosforynem trietylowym w temperaturze 363 ÷368K do N-dietylofosfonometyloglicynianu sodowego i jednoczesnie odbiera sie alkohol etylowy, a nastepnie po zakwaszeniu kwasem solnym przeprowadza sie filtracje mieszaniny poreakcyjnej, w wyniku której oddziela sie osad chlorku sodu, a reszte kwasu pozostalego po destylacji zobojetnia sie do pH 1,9 ÷2,1 i prowadzi sie krystalizacje N-fosfonometyloglicyny. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania N-fosfonomeetloglicyny, zwanej dalej N-FMG, która jest suostancją aktywną środków chwastobójczych, szczególnie używanych do zwalczania perzu właściwego.

Znany z opisu patenoowego PRL nr 136275 tptsJo wytwarzania n-FMG polega na tym, że glicynę poddaje się reakcji z formaliną w silnie zasadowym środowisku wodnym w temperaturze 273 - 283 K,po czym do meszaniny poreakcyjnej zawierającej sól N-hydroksymmeyloglicyny wprowadza się fosforyn trialkilwwy i ogrzewa mieszaninę poreakcyjną 323 K, korzystnie do 353 K. Otrzymany w ten sposób ester dialkiowy poddaje się hydrolizie kwasem mineralnym do N-FMG.

Z opisu patentowego PRL nr 141981 znany jest sposób syntezy N-FMG z tych samych surowców co w opisie paten^Nym nr 136276, przy zmienionej kolejności dozowania surowców, a manar^wi^ccie do dwufazowej mieszaniny fosforynu triakktloeego i glicyny w silnie zasadowym środowisku wodnym, ogrzanej do temperatury 323 - 353 K wkrapla się formalinę otrzymując ester diαllitowy, który następnie hydrolizuje się kwasem mineralnym do N-FMG.

Przedstawione wyżej sposoby wytwarzania N-FMG posiadają szereg wad. Jedną z nich jest gwałtowna, silnie egzotermiczna, trudna do opanowwaia, zwłaszcza przy przejściu ze skali laboratoryjnej do półtechnicznee, reakcja fosforynu treeyi^o^^^^o z solą N-hydroksymetylogliclny, podczas której wydziela się w bardzo krótkim czasie stechimetryczna ilość slkoholu etylowego.

w obu o^^a^wianych sposobach przed rozpoczęciem reakcji fosfonylacji ma się do czynienia z mieszanina dwufazową. Reakcja fosfonylacji zaczyna się w temperaturze 323 K i biegnie początkowo na granicy faz. Po przekroczeniu 353 K przebiega gwałtownie z wydzieleniem dużej ilości ciepła, przy jednoczesnym ujednorodnianiu się mieszaniny i gwałtownym odparowaniu alkoholu etylowego.

Podstawową jednak wadą obydwu sposobów realni^en^^i w dużej skali jeet obniżenie selektywności reakcji i spadek wydajności całego procesu o 50k, a ponadto: otrzymany produkt końcowy jest silnie zanieczyszczony glicyną , N,N-bis-toftinoietylogllcyną i innymi produktami reakcji ubocznych. PoNwększenie skali procesu wydłuża znacznie czas przebywania

159 424 reagentów w podwyższonej temperaturze przed osiągnięciem wystarczającej szybkości reakcji głównej /powyżej 353 K/. związku z tyn, przy syntezie według sposobu opisanego w patencie nr 136275, powssający w pierwszym etapie N-hydroksyrnetyyoggicynian sodowy, trwały jedynie w niskich temperaturach, ulega rozkładowi nie pożądana reakcja osiągnie wymaganą szybkość. Prowadząc proces według opisu patentowego nr 141 981 stwierdzono też, że fosforyn tnietylu znajdujący się w kontakcie z fazę woanego roztworu glicynianu sodowego w podwyższonej temperaturze przsz dłuzszy okres czasu ulega hydrooizie z odszczeeienrem grup etylowych.

Istota sposobu wytwarzania N-fosfonometyloglicyny według wynalazku polega na tym, że syntezę prowadzi się w kaskadzie dwóch reaktorów pracujących w sposób ciągły, przy czym w pierwszym reaktorze otrzymuje się N-hydroksymmryycglicynian sodowy, który w drugim reaguje z fosfornnem tr^tylnym¹ do N-dietylooosfonometyloglicynianu sodowego i jednocześnie odbiera się alkohol etylowy. Czas przebywania reagentów w reaktorach wynosi: w piewwszym 2 7 20 mn. korzystnie 5,5 mn. przy temperaturze 273 7 2Θ3 K, korzystnie 273 7 278 K, a w drugim I7IO mn..korzystnie 2,7 min., przy temperaturze 353 7 368 K. Następnie po zakwaszeniu N-dirtylofo9fonomeryloglicyoianu sodowego kwasem solnym przeprowadza się filtrację meszaniny j^n^e, w wyniku której oddziela się osad chlorku sodu, a resztę kwasu pozostałego po destylacji zobojętnia się do pH 1,8 7 2,1 i prowadzi się krystalizację N-fosfonommrtloglicynr.

Taki sposób prowadzenia reakcji powodje, że w drugim reaktorze mieszanina jest jednofazowa i reakcja fosfonylacji przebiega równomiernie w temperaturze wrzenia, co umożliwia równocześnie odbiór powstaJącrgf w trakcie reakcji produktu ubocznego w połaci alkoholu etylowego.

Sposób według wynalazku eliminuje również niekorzystnie drugi czas dojrzewania kontaktujących się ze sobą reagentów, co we wcześniejszych rozwiązaniach uniemoożiwiało prowadzenie reakcji w dużej skali /rozkład N-hydroksymmrtroglicrnianu sodowego i hydroliza fosforynu trieyyowwego/.

Ponadto wprowadzenie operacji oddzielania wytrąconego chlorku sodu po zakwaszeniu Ndletyooossoonometyloglicynianu sodowego kwasem solnym ummożiwia już po jednokrotnej krystalizacji otrzymanie N-fosOooommrtroglicyny o bardzo wysokiej czystości mn. 96% wag.

Rozwiązanie według wynalazku umoożiwia więc prowadzenie procesu na dużą skalę bez spadku wydajności oraz zapewnia dużą wydajność produktu na jednostkę czasu 1 jednostkę objętości aparatury.

Sposób wytwarzania N-fos^no mme tloglicyny jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania .

. 3

Reakcję prowadzi się w kaskadzie dwóch reaktorów o pojemnościach roboczych 1,56 dm 1 1,42 dm³.

Do pierwszego reaktora wprowadzono schłodzone do temp. 273 K surowce: 38% wodny roztwór gllcynaanu sodowego i 33% formaainy. W reaktorze utrymmywano temperaturę 273 - 278 K. Nadmar mieszaniny reakcyjnej spływał grawitacyjnie do drugiego reaktora, do którego doprowadzono ogrzany do 353 7 358 K fosforyn trretyfowr. W drugim reaktorze utrymmywano temperaturę 363 7 367 K. Surowce były dozowane tak, aby ich stosunek molowy wynossi 1:1:1, a czasy przebywania w reaktorach kaskady odpowiednio 5,5 min i 2,7 min, W ciągu 1 h otrzymywało się z drugiego reaktora ok. 30 kg mieszaniny poreakcyynej, co odpowiada 6 kg N-FMG/h 1 odbierano z niego również w postaci destylatu, po^ssający ubocznie alkohol etylowy. Następnie do mieszaniny poreakcyjnej dodawano kwas solny /soosunek molowy HCL : glicyny wynossi 3,5 : 1/, oddzielano wytrącony osad NaCl i prowadzono hydrolizę w temperaturze 363 - 383 K, z Jednoczesnym odbiorem wydzielającego się alkoholu etylowego.

Następnie destylację kontynuowano pod obniżonym ciśrιienrem /68 hPa/ i odbierano kwas solny.

Pozostałość po destylacji rozcieńczano wodą; oeutralroawanf pozostały kwas solny 25%fwrm roztworem NaOH do pH = 2, podgrzewano mieszaninę do trm^er;^^ury 353 K i utrremyaaoo w tej temp. przez 1 h. Krystalirację prowadzono chłodząc meszaninę do temperatury 293 K i utrzymując ją w tej temperaturze przez 10 h . Wysuszony osad zawierał 96% N-FMG.

159 424

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sptsób wytwarzania N-ftsftntmetyltglicyny poprzez reakcję glicyny z formalinę w silnie zasadowym środowisku wodnym w temperaturze 273 - 283K, a następnie wprowadzenie do meszaniny poreakcyjnej zawierającej sól N-hycrokaymmeyloglicyny fosforynu trialkilowego i ogrzewanie powyżej 323K, po czym otrzymany ester dialkUowy hydrolizuje się kwasem mineralnym, znamienny tym, ze syntezę prowadzi się w kaskadzie dwóch reaktorów pracujących w sposób cięgły, przy czym w piewwszym reaktorze, w którym czas przebywania reagentów wynosi 2-20 min. otrzymuje się N-hydroksyrneeyloglicynian sodowy, który w drugim reaktorze w czasie przebywania reagentów wynoszącym 1-10 min., reaguje z fosforynem trttyylσlym w tempeeaturze 363-3ΘΚ do N-dietytfOofOinometlltglicynianu sodowego 1 Jednocześnie odbiera się alkohol etylowy, a następnie po zakwaszeniu kwasem solnym przeprowadza się filrrację mieszaniny poreakcyynej, w wyniku której oddziela się osad chlor· ku sodu, a resztę kwasu pozostałego po destylacji zobojętnia się do pH 1,9-2,1 i prowadzi się krystalizację N-fosftntmetyloglicyny.
2. 2. Sposób wytwarzania N-ftsftitmeeyltglicynl według zastrz. 1, znamienny t y m, ze czas przebywania mieszaniny reakcyjnej w piewwszym reaktorze wynosi 5,5 min. przy temp. 273 - 278 K, a w drugim wynosi 2,7 min.