Способ получения ( -фосфонометил) глицина Советский патент 1977 года по МПК C07F9/38 A01N5/00 

Изобретение относите к области химии фосфорорганических соединений с С-Р связью, а именно к новому способу получения N -(фосфонометил)-гл цина формулы HOOC-CH2-NH-CH2-P(OH)j который находит применение в качестве гербицида и регулятора роста. Известен способ получения N-(фосфонометил)-глицина окислением N -(фос фонометил) -иминодиуксусной кислот1 а перекисью водорода при 2О-125°С l Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения N -(фосфонометил) глицина взаимодействием N -бензил-N-(фосфонометил)- глицина или его эфиров с водной галоидоводородпой кисло той при кипячении реакционной смеси. Выход целевого продукта составляет 41% 2. К недостаткам этого способа следует отнести образование побочного продукта - галоидного .бензила, дл отделения которого от целевого продукта необходимо вводить дополнитель ную стадию - экстракцию, а также сра нительно невысокий выход N -(фосфонометил) -глицина, С целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта описывают способ получения N-(.фосфонометил) -глицина, который отличается от известного тем, что производное N -органоЫ-(фосфонометил)-глицина общей фоо .,.f,-C,H, ROOC-CHi -N-CW - ;з(оя)г где R - водород или С - q алкил, подвергают действию с водной галоидводородной кислотой, желательно 20-60%ной концентрации при нагревании до 100-130°С, Способ характеризуется простотой, поскольку побочные продукты явля19тся летучими и легко удаляются, и позволяет получать N -(фосфонометил)-глицин с выходом 90-95%. При осуществлении описываемого способа в качестве галоидводородной кислоты могут быть использованы хлористоводородная, бромистоводородная или йодистоводородная кислоты в количестве 1-100 экв. на 1 моль К -органо-N (фосфонометил)-глицината. Наиболее предпочтительным является использован 10-15 экв кислоты на 1 моль фосфорорг нического соединения. Продолжительность процесса колеблется от одной минуты до 40 ч и более. Выход целавого продукта зависит от продолжительности и температуры реакции. Исходный N -органо-- N - (фосфонометил)-глицин или эфиры получают следующимАлкиловый N-трет -бутилглициновы сложный эфир получают из третичного бутиламина и алкилбромацетатов. 16,7 г (0,1 моль) этилбромацетата по каплям добавляют к 21,9 г (0,3 моль) третичного бутиламина, перемешивают и охлаж дают до S-IOC. Выпадает твердый продукт, после чего в течение 3 ч смесь размешивают при 0-10°С; затем смесь обрабатывают простым эфиром гидроокиси натрия (0,1 моль). Эфирный слой отделяют, высушивают безводным сульфатом магния, фильтруют и концентрируют Полученное масло перегоняют при 85100 С 0,3 мм рт.ст. и получают 9,4 г (58%) этил -Н- третичный бутилглицинат. Охлажденный (10°С) раствор сложного эфира аминокислоты в этаноле обрабатывают имеющимся в продаже 36-37%-н формалином с применением 0,1 моль фор мальдегидного эквивалента на 0,1 моль содержащейся аминокислоты. Реакция до бавления протекает слегка экзотермически., и может оказаться необходимым охлаждение, чтобы температура смеси поддерживалась в пределах 25-35°С. По ле перемешивания в течение приблизите но 15 мин к полученному раствору добавляют 0,11 моль диорганофосфита (за один прием), охлаждая затем до , Смесь нагревают в течение i ч при И5°С, после чего добавляют толуол дл удаления спирта и воды азеотропной ди тилляцией . Толуоловый раствор декантируют или же фильтруют в целях удаления нераств риг/пглх солей, затем концентрируют на р тационном испарителе при (l мм р ст. или менее) для удаления непрореаг ровавшего фосфита. Остаточное масло снова фильтруют (в случае необходимости) и перегоняют в молекулярном перегонном аппарате в глубоком вакууме порядка 1-20 мкм или при минимальной температуре в целях отгонки продукта от менее летучих смолообразных побочных веществ, Триэтил- N -rnponi-бутил- N -(фосфонометил)-глицинат перегоняют в перегонном аппарате (молекулярном) при 121-125 С (0,2 мм рт, ст.)., Найдено, : С 50,36; Н 8,95 Р 10,36. f i5H; «05l Вычислено, : С 50,4; Н 9,12; F 1 О , О 2 . Пример 1. Раствор 5,0 г (0,019 моль) триметил - N -третгьбутилN -(фосфонометил)-глицината в 20мл 48%-ной водной бромистоводородной кислоты (0,12 ммоль) загружают в соответствующий реактор и нагреваю-Е с обратным холодильником в течение 3 ч при 1209С с удалением бромистого метила и изобутилена через конденсатор. Раст вор концентрируют на вакуумном ротационном испарителе в целях удаления большей части избыточной бромистоводородной кислоты, после чего отделяют кристаллы. Шлам дважды растворяют с простым эфиром (декантированным), разбавляют этанолом, фильтруют, промывают водным этанолом и высушивают. Белые кристаллы, 2,85 г (0,017 моль, 90%) являются чистым N -(фосфонометил)г -глицином, что подтверждается ЯМР-спектром в DjO и посредством анализа. Точка плавления с разложением. Найдено, %: С 20,2; Н 4,80; Р 18,48 . CjHgWOgP Вычислено, %: С 21,3; Н 4,77; Р 18,3. При растирании с К(;Н продукт имеет эквивалент нейтрализации 56,3. П Р им е Р 2. Раствор 30,0 г (0,010 моль) триоктадецил-N -трет-бу-. тил- N - (фосфонометил)-1лицината в, 169 мл водной бромистоводородной кислоты (1,0 моль) загружают в соответству ощий реактор и нагревают с -обратным холодильником в течение 3 ч при 120с с удалением изобутилена через конденсатор. Раствор концентрируют на вакуумном ротационном испарителе в целях удаления большей части избыточной бромистоводородной кислоты, после чего отдаляет кристаллы. Шлам дважды растирают с простым эфиром (декантированным) , разбавляют этанолом, фильтруют, пpc sывaют водным этанолом и высушивают. Белые кристаллы, °1,5 г (О ,009 моль) являются чистым N -(фосфонометил) -глицином, что подтверждается ЯМРспектром в D2.0 и посредством анализа; т,пл. 230 С с разложением. Пример J. Раствор 5,0 г (0,02 моль) М -mpem-бутил- N -(фосфонометил)-глицина в 30 мл 20%-ной водной бромистоводородной кислоты (0,074 моль) загружают в соответствующий реактор и нагревают с обратным холодильником в течение 3 ч при 130°С с удалением изобутилена через конденсатор. Раствор концентрируют на вакуумном ротационном испарителе в целях удаления большей части избыточной бромистоводородной кислоты, после чего отделяют кристаллы, йлам дважды растирают с простым эфиром (декантированным) , разбавляют этанолом, фильтруют и прогивают водным этанолом и высушивают. Белые кристаллы 3,7г (0,022моль)

ЯБЛЯютс IHCTKM М - (фосфонометилУ Глиti.HHOM, что н дтверкдается посредством точки плав;;е; ип х смеси с пробой по примеру 1,

При г,1 е р 4. Раствор S.06

(0,02 моль) моноэтил- Ч-ггдашбутил-М

-(фосфонометил)-глнцината в 20 м-п

37%-ной ЕГ.1ДНОЙ йодистонодородной кислоты (0.09 г.этль) загрунают в соответствуЮ14ий рейктор и нагревают с обратным холодильником в течение 3 ч при 100°С с удалеыием йодистого этила и изобутилена через конденсатор. Раствор KOMLTeHTrjvipyiOT на вакуумном ротацион1 ОМ исПс.;:;; 1-е- е rjjrn vrr,;.refWK большей части нзп Тг;ч;О ; jLc , г:го:-.о ;ород;- Ой кмслоты. ппс:-е С/Л.Р. кристаллы. 1лам д;;. рг::С:Т;;:/;м;/г . прос: :- ; эфиром ( :мд Ч; ,. р-Ч;-аг лгю этаполом, ф1; льтру;о.; , .гц;- к0л-;н;-:тм этанолом к 7i:;:cyT.j} ют, ; е/;ь1е 1р:-.г:те/1лы 3,1 г (0,0; С ,) ;i--1,;:д/лс;. Ы

-(фосфоноъ-к/:::.: - пиi;-:.. что подтверждается Hi-iP-cb:f-:;r-fiOiv; -j-j--; :Л;л.

с -)a3JTv;s v;:- :,

П р -ч м .:. р :. .г:с-:ч:ог; 5,-2 г

(0,02 моль) ,иг.,ч -.л--лр п:-оуткл (ёосфоиоглетм.-:)-;г.;п- Т1--;;;- :;л 4 глл 57% -ной ноi.iji: : с лл Cpo.jлной кисло Tfc 0;0б ;.;о. :;;I/D;..:,:..: г ссотзетстнующкЛ ,::(, ср ;л : (.; обратI 00 С с у .;-г: i.:.. ;:..-{:4 :4Vv:;;:. DTF.r;a и

ИйоОу;к,ие5;к :,:;;:: -:О:-;. ;.;:;;:; o;;i.. i :OTBOp концентоитУ . . ;-:;.: .-р .J-;iiM ро1с ;.;иояном испе. ;.- .;,.:;:; : :у-,::р:,ля;г;-ия большей ча ти i35urovi OS: йодчсч О1- .: д-;ро,ц-ой кислот попле ч.пго . ,г .-.;;-:-,п.;:а, Шлам дзажд.- parr.:p-.--vv г; ,1;-;.:;л-г;- эр-даол (декаиткров:.;-о;н:.ч) . .::. Pl:-г;;л т ьтпнолом,

фильтруют, ПрОМ:Г-; ПЧ- И Дч:;Гч ЭТ51КОЛО «г.

и аысуи1Изя.;о-;( , П: ;w:iHe г : : ;та:л:э , 3,2 г (95%) явлп Г-:от чл:г:;;;-- , (гРтсгасжома-тил) -г.,ян ::;р. -,;:-) :: ,х ;л ;;ар;х;:;:;.;5тся

ЯМР« СПКСГО ; л О-Г) - -Г-:т;: - т-/: п пе)ШЯ

с ;эаз;:о.;с-:..ч:;.

П р и .: е - 6 , .;лг-.о 5:,0 г (0,022 моль) .р -ir;;-):::: -бутил- f- -{фосфОКОМеТлЛ : .VIT-JIM;T;J, ;- П i-HT 37%-НОЙ

водно(-5 хлор-гстозодорпд ой кмслоты загружают 3 --.M:;v;yn:Ju;-iK реак- ;ю и нагревают с оРрг;Т;:;л: i в течение 3 д грк 1 -Г:: : уг(с.п -ккем хлористого этрлд : чзоРу-йленй через конденсатор, p xcTtiop к-нгуалтсизуют ка вакуумном pOTcUjp KHOi/i ::г:ппр1::тела ;з целях удаления части гэбыточной клористозодородио - з{ксч;: ти. чего отделяют кристалл -. Ь/эгл дчах-г ы растирают с просгькл Риро;. {дйк -;л-нрованным) разбавл :юг отвчсглО.-г ф1.г;т-,тругоТ; npoivtb:BdK : вОп;;-1:ЧЧ эта::с лог.1 IT :-:ысу1аК - , вают. Белые : ;онстз., 3,,-35 г ( моль) яаляютсл гисты- с- - (оюлфпноме-

-i ЙМРПример. Раствор 5,0 (0,022 моль) N -тргтп-бутил- N -(фосфонометил)-глицина в 37 мл 48%-ной водной бромнстоводородной кислоты (Oj022 моль) загружают в соответствующий реактор и нагревают с обратниг/; холодильником в течение 3 ч при 120°С с удалением бромистого этила и изобутилена через конденсатор. Раствор концентрируют в вакуумном ротационном испарителе в целях удаления большей части избыточной бромистоводородной кислоты, после чего отделяют кристаллы. Шлам дважды растирают с простым эфиром (декантированным), разбавляют этанолом, фильтруют и промывают водным этанолом и выcinIlивaют. Белые кристаллы, 3,64 г (0,022 моль) являются чис-тым .М - (фосфонометил)-ГЛИЦИНОМ; что подтверждается ЯМР-спектром вDjO; точка плавления с разложением,

Примере. Раствор 5,0 г (0,021 моль) метил -М -гпрет-бутил-- М -(фос фонометил)-глицината в 40 ма 4и%-ной водной бромистозодородной кислоты (0,24 моль) загружают Е соответструюш.ий реактор и нагревают с обратным ;солодильнкком в теченке 3 ч npi-i 1. с удалением бромистого метила и изобу™ тилена через конденсатор. Раствор хо - центрируют на вакуумном ротацконко.ч кспарителе в целях удаления больше, части избыточной бромистозодородной ккс.поты, после чего удаляют крист;х.гт лы. Илам дважды растирают с простьзм эфиром (декантированным), разбавляют этанолом, фильтруют, промывают водным этанолом и высушивают. Еелые кристалjti Jf 3,5 г (0,021 моль) являются ч.кстым М (фосфонометил)-глкцкком, что псдтзеркшаетдя ЯМР-спектром Б ,2зО г т,пл/23(С с разлокент.тег.и

Формула изобретения

1, Способ получения М -(фосфокомет.чл) -глицина взаимодействием водкого М -органо- N - (фосфог-юкетил) -глицина с водной галоидводородкой кислотой при нагревании, о т л и ч ,,ю щ и и с я тем, что, с цельга упрощения процесса и повышения выхода целеного продукта, в .качестве производного Ы -органо- Ы -(фосфонометил)глицинсч используют соединения обией форМУЛЙ . ,

. Jig

ЙС Ое-ен Н-йН Р1«В)г

о

где р. - водород или Ci-Cfs -алкил.

2. Способ по П.1, отлича юоазщ и и с я тем, что используют 20- . 60%-ную гапоидводородную кислоту и нагревание ведут до 100-130 с. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка ФРГ 2327680, кл. 120, 26/01, 1973. 2. Заявка ФРГ 2337289, кл. 120, 26/01, 1973.