BG62140B1

BG62140B1 - Метод за получаване на аминометанфосфонова киселина

Info

Publication number: BG62140B1
Application number: BG100092A
Authority: BG
Inventors: Kenneth R. Randles; Paul G. Legras; Graham D. Arnold; Ivor J. Brown; Nigel D. Bishop; Malcolm J. Houghton; Michael J. Ricks; John R. Waterman; Francis J. Tierney; Peter I. Dolton
Original assignee: Zeneca Limited
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1999-03-31
Also published as: ZA942047B; HU9502821D0; SK124795A3; JPH08508284A; NZ262449A; DE69404454T2; BG100092A; GR3024238T3; JP3547441B2; HUT72040A; ATE155789T1; EP0693074A1; DE69404454D1; US5471000A; GB9307235D0; FI954786A; IL108991A0; FI954786A0; NO953992D0; KR100253674B1

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод за получаване на аминометанфосфонова киселина.

Предшестващо състояние на техниката

Аминометанфосфоновата киселина е известно съединение, което се използва като междинно съединение при получаването на агрохимически средства. Описани са по-специално голям брой методи, чрез които аминометанфосфоновата киселина може да се превърне в хербицида N-фосфонометилглицин и неговите соли. Типичен метод може да се открие, например в US 4 094 928, който описва реакцията на аминометанфосфонова киселина или нейни алкилови естери с глиоксал или глиоксилови естери до карбонилалдиминометанфосфонат, който чрез редукция и хидролиза се превръща в N-фосфонометилглицин. Публикувани са много други варианти на такива методи за получаване на N-фосфонометилглицин от аминометанфосфонова киселина като изходно съединение.

Експлоатацията на такива методи с търговска цел обаче е ограничена от липсата на икономически целесъобразна схема за получаване на изходния материал - аминометанфосфонова киселина.

Във WO А 9 203 448 се съобщава за метод за получаване на аминометанфосфонова киселина и аминометанфосфинови киселини, в който N-хидроксиметиламиди с формула R₂CONHCH₂OH, където R, е Н, алкил или евентуално заместен арил, взаимодействат с фосфористи или с фосфонисти киселини.

В US А 4 044 006 са описани нови уреидоалкилфосфонати и методи за тяхното получаване. В пример 1 се получава уреидоалкилфосфонат чрез взаимодействието на триметилфосфит с диметилолуреа.

В Synthesis, No. 6, 1978, стр. 469 до 472 се описва синтезът на 1-аминоалканфосфонаги през тиоуреидоалкилфосфонати.

Техническа същност на изобретението

Настоящото изобретение осигурява метод за получаване на аминометанфосфонова киселина, като се използват евтини и лесно достъпни изходни материали. Освен това, единственият главен продукт на метода, освен желаната аминометанфосфонова киселина, е въглероден диоксид и по този начин методът съгласно изобретението е природосъобразен. Съгласно изобретението методът включва:

а) взаимодействие на съединение с формула

R-CH₂-NH-CO-NH-CH₂-R’ I където R и R’ представляват хидрокси или С[ ₄-алкокси, с фосфониращо средство, което е (ί) фосфорен трихлорид, (И) диалкилфосфит, (iii) съединение с формула (С1)_пР(О^),_п VI или смес от такива съединения, където η е 1 или 2, a R_t е евентуално заместен алкил или арил, или (iv) фосфорен трихлорид в смес с алкохол с формула R[OH, където R₍ има даденото значение и

б) хидролизиране на съединението от етап а), за да се образува аминометанфосфонова киселина.

Не трябва да се приема, че обхватът на настоящото изобретение е ограничен от някаква специална теория, но се предполага, че взаимодействието на съединението R-CH₂-NHCO-NH-CH₂-R’ (формула I) с фосфонирашо средство протича чрез взаимодействие с групите R и R’, при което се получава междинно съединение - фосфонирана или частично фосфонирана уреа, която след това в етап б) се хидролизира, за да се образува аминометанфосфонова киселина. Реакционната схема е показана в схема 1 - за реакцията на диметилолуреа с фосфорен трихлорид, а в схема 2 - за реакцията на диметилолуреа с диметил хлорофосфинат, както е описано по-долу.

Една обикновена отцепваща се група се предпочитан по икономически съображения, а особено предпочита изходен материал е диметилолуреа, където R и R’ca хидрокси.

Ако е желателно може да се използва смес от фосфониращи средства (i) до (iv).

В съединението с формула VI η е предимно 1. Тези съединения, в които η е 1, са известни и могат да се опишат с голям брой познати имена, включващи диалкилфосфохлоридит, диалкилхлорофосфит и диалкилхлорофосфинат. Такива съединения тук са такива като диалкилхлорофосфинати, например диетилхлорофосфинат. Когато η е 1, двете групи R_[ могат да са еднакви или различни. Ако е желателно двете групи R_t могат да са свързани и да образуват една мостова алкилова група. Двете групи R, са еднакви за удобство.

Заместители като халоген и нитро могат да присъстват в алкиловата група (и) R,, но от присъствието на такива заместители няма особена полза и групата(ите) са предимно незаместени C_t, например метил, етил, пропил, бутил и пентил.

Съединението с формула VI се получава лесно чрез взаимодействие на фосфорен трихлорид с алкохол К₍ОН. Когато в него η има стойност 1, се получава например при взаимодействие на две молни части алкохол с една молна част фосфорен трихлорид. Ясно е, че използването на по-малко от 2 молни части алкохол ще доведе до получаване на пропорционално количество от съединението с формула VI, където η е 2. Използването на повече от две молни части алкохол ще клони към образуване на съответно количество от триалкилфосфит.

Докато съединението с формула VI може да се изолира от сместа на алкохол RfOH и фосфорния трихлорид и след това да се използва като фосфониращо средство, фосфорният трихлорид в смес с алкохол с формула R^H може самостоятелно да се използва като фосфониращо средство в предпочитани пропорции, както са посочени по-горе. Природата на радикалите в такава смес по време на фосфонирането може да е сложна и обхватът на изобретението не се ограничава от наличието на каквито и да са специфични радикали и в случая на съединението с формула VI и в други случаи в сместа от фосфорен трихлорид и алкохола с формула R]OH, когато посочената смес се използва като фосфониращо средство.

И в случая, когато фосфониращото средство е съединение с формула VI, образувано при взаимодействието на фосфорен трихлорид и алкохола, и в другия случай, когато фосфониращото средство е смес от фосфорен трихлорид и алкохола R₍OH се предпочита използването на 1 до 2.2 mol алкохол R,OH на mol фосфорен трихлорид, например от 1.8 до 2.2 mol алкохол R_tOH на mol фосфорен трихлорид и предимно около 2 mol алкохол R,OH на mol фосфорен трихлорид.

Ако е желателно, солната киселина, която е продукт на реакцията, може да се отстрани най-напред, например чрез разпръскване със сух неокисляващ газ като азот.

Като фосфониращо средство е подходящо да се използва фосфориста киселина в комбинация с оцетна киселина и оцетен анхидрид. Като фосфониращи средства могат да се използват диалкилфосфити, но е необходима реакционна температура от порядъка на 100°С, за да се получат значими добиви, докато с предпочитаните фосфониращи средства се получават отлични добиви при умерени условия.

Фосфорен трихлорид или диалкилхлорофосфинат като диетилхлорофосфинат или дибутилхлорофосфинат, или смес от фосфорен трихлорид и алкохол като етанол или бутанол са особено предпочитани фосфониращи средства.

Реакционният етап а) се провежда подходящо в безводни неокислителни условия.

Реакционният етап а) може да се проведе, ако е желателно, в отсъствие на разтворител при условие, че фосфониращото средство може да разтвори или да суспендира съединението с формула I и да осигури ефективна реакционна среда. Ако е желателно, може да се използва излишък от фосфониращо средство, за да се осигури ефективна реакционна среда, например да се понижи нейният вискозитет и да се осигури ефективно разбъркване или размесване. Алтернативно, с фосфониращото средство може да се използва безводен разтворител. Подходящите разтворители са инертни при реакционните условия и особено инертни по отношение на фосфониращото средство. Примери за подходящи разтворители са кетони, хлорирани въглеводороди, ароматни разтворители, нитрили и безводни карбоксилни киселини и естери. Особено предпочитани разтворители са нитрили като ацетонитрил, бензонитрил, пропионитрил и бутиронитрил и карбоксилни киселини, например оцетна киселина и етилформиат. Могат да се използват комбинации от разтворители като смеси от етилформиат и оцетна киселина. Следващото отделяне на аминометанфосфоновата киселина може да се улесни от използването на несмесващ се с водата разтворител, както е описано по-нататък подробно.

За да се осигури нисковизкозна реакционна среда и да се улесни разбъркването, се предпочита използването поне на 1 тегл. ч. Разтворител на 1 тегл. ч. съединение с формула I. Така предпочитаното количество разтворител в реакцията е от 1 тегл.ч. разтворител на 1 тегл. ч. съединение с формула I до 20 тегл. ч. разтворител на 1 тегл. ч. съединение с формула I. Икономически е неизгодно да се използва излишък от разтворител и се предпочита използването на 1 тегл. ч. разтворител на 1 тегл. ч. съединение с формула I до 5 тегл. ч. разтворител на 1 тегл. ч. съединение с формула I.

Реакционният етап а) се осъществява предимно при температура от 0°С до 50°С, въпреки че се установи, че реакцията протича бавно в подходящ разтворител като ацетонитрил при температура 30°С. Няма особена изгода от провеждането на реакционния етап а) при температури над 50°С, тъй като образуването на страничен продукт може да понижи добива. Реакцията от етап а) е екзотермична и за да се поддържа желаната температура, може да е необходимо охлаждане.

В етап а) се използват удобно стехиометрични количества от реагентите, въпреки че е възможно при желание използването на излишък както от фосфониращото средство, така и от съединението с формула I. Както е посочено, може да се използва голям излишък от фосфониращото средство, ако е желателно то да се използва като разтворител за реакцията.

Етапът на хидролиза б) може да се осъществява чрез добавяне на вода към реакционната среда от етап а), евентуално след отстраняването на всеки използван, несъвместим с водата разтворител. Ако е необходимо, за да се улесни етапът на хидролиза, може да се добави киселина или основа. Предпочита се киселата хидролиза, например като се използва разредена минерална киселина като солна. Киселата хидролиза се провежда за удобство в присъствието на минерална киселина с концентрация от 0 до 36 %, тегл., например от 0.3 до 4.0 % тегл. Когато като фосфониращо средство за получаване на междинната уреа (схема 1) се използва фосфорен трихлорид, може да не се налага добавяне на киселина към етапа на хидролиза, тъй като в етап а) се получава киселина в резултат на фосфонирането или на частичното фосфониране.

Когато в реакционен етап а) се използва намесващ се с водата разтворител, добавянето на вода или киселина ще предизвика превръщане на междинното фосфониращо средство II от схема 1 и ΙΓ от схема 2 да се превърне във водна фаза. След това водната и органичната фаза могат да се разделят, така че хидролизата б) се осъществява във водната фаза, докато органичната фаза евентуално се рециклира.

Когато реакционният етап а) се осъществява в присъствието на смесващ се с водата разтворител, може да е необходимо отделянето на разтворителя преди приключване на етапа хидролиза б) и заместването му с несмесващ се с водата разтворител, за да се улесни възстановяването и рециклирането на разтворителя. Например смесващият се с вода разтворител може да се отстрани чрез дестилация и да се замени с несмесващ се с водата разтворител. Ако несмесващият се с вода разтворител е с по-висока точка на кипене от смесващия се с вода разтворител и не образува азеотропна смес с него, несмесващият се с вода разтворител може да се добави преди или по време на дестилацията, за да се поддържа един ефективен обем и да се помогне при отстраняването на всичкия смесващ се с водата разтворител, например ако несмесващия се с вода разтворител е ацетонитрил, могат да се добавят ксилен или бензонитрил и сместта де се загрее до температурата на кипене на ацетонитрил, който се отделя и рециклира. С добавянето на вода или киселина след това се президвиква екстракцията на фосфонираното междинно съединение във водната фаза за следваща хидролиза или за завършване на хидролизата. Фазата на несмесващия се с вода разтворител може след това също да бъде рециклирана.

Етапът на хидролиза б) е показан на схеми 1 и 2 като отделен етап. На практика се счита, че хидролизата протича в два етапа, както е показано на схема 3. Предполага се, че реакция (i) протича много лесно при меки условия, например просто при контакт с вода при стайна температура или под обратен хладник при нормално налягане. Реакция (й) изисква определени условия, както е описано по-долу. Открито е, че в някои случаи и когато трябва да се отстрани смесващият с водата разтворител, може да е благоприятно да се добави достатъчно вода (напр. до 4 mol вода на mol фосфонирано междинно съединение II или II’, за да се повлияе реакция (i) хидролизирането да протече преди отстраняването на смесващият се с водата разтворител и заместването му с несмесваш се с водата разтворител, така че радикал IV (по-често отколкото радикали II или II’) присъства по време на дестилацията за отстраняване на смесващия се с водата разтворител и след това се екстрахира във водната фаза за приключване на хидролизата.

Така съгласно друг вариант на изобретението се осигурява метод за получаване на аминометанфосфонова киселина, включващ:

1) взаимодействие на съединение с формула

R-CH₂NH-CO-NH-CH₂-R’ където R и R’ представляват хидрокси или С₍ алкокси, с фосфониращо средство, което представлява фосфорен трихлорид или диалкилхлорофосфинат с формула ClPIORg,. където R, е С_р7 алкил, или с фосфониращо средство, което представлява смес от фосфорен трихлорид и алкохол с формула R_tOH в присъствието на смесващ се с водата разтворител, за да се образува съединение с формула II. когато фосфониращото средство е фосфорен трихлорид, и съединение с формула ΙΓ, когато фосфониращото средство е диалкилхлорофосфинат или е смес от фосфорен трихлорид и алкохола RjOH;

2) хидролиза на съединение с формула II или ΙΓ с вода при меки условия, за да се образува съединение с формула IV;

3) отделяне на смесващият се с водата разтворител чрез дестилация и заместването му с несмесващ се с водата разтворител;

4) добавяне на вода и екстрахиране на съединението с формула IV в така образуваната водна фаза и

5) хидролизиране на водната фаза от етап 4) при температура от 100° до 200°С, като налягането се регулира според образуващата се при това аминометанфосфонова киселина.

В друг вариант вместо вода може да се използва алкохол, например ₇алкиалкохол като R^H или висш алкохол с С₅ до С._с. например 2-етилхексанол (схема 4), така че радикал V (по-често, отколкото радикал II присъства по време на дестилацията за отстраняване на смесващият се с водата разтворител и след това се екстрахира във водната фаза за завършване на хидролизата.

Изборът на радикал, който да присъства по време на дестилацията за отстраняване на смесващия се с водата разтворител (съгласно схема 1, 2, 3 или 4) придава гъвкавост на метода и може да се управлява например от относителната термична стабилност на радикала при точката на кипене на несмесващия се с водата разтворител.

Етапът на хидролиза б) или като комбинация от реакции (i) и (Н) както е показано на схеми 1 и 2, или като втора реакция в отделен метод, както е показано на схеми 3 и 4, се провежда предимно от стайна температура до температура на кипене под обратен хладник, евентуално при прилагане на външно налягане. Хидролизата протича при температури от 100° до 200°С, например при 150°С, със съответното налягане, по време на което се образува въглероден двуокис (схема 1), който за предпочитане се изпуска по време на хидролизата.

Предпочита се добавянето на 5 до 50 mol вода на mol изходно вещество с формула I за целия период на хидролизата. Ако е желателно, може да се добави допълнително вода, но излишъкът може да затрудни следващите етапи на изолиране. Обикновено се предпочита да се добавя минималното количество вода, необходимо за хидролизата и да разтвори продукта на реакцията.

Съединенията с формула I са известни или могат да се получат по методи, аналогични на използваните за известни съединения. Например диметилолурея се получава удобно при реакция на уреа с формалдехид. Съединението с формула I може да се подаде в реакцията или като сухо твърдо вещество, или като разтвор или като суспензия в безводен разтворител, като разтво или суспензия в разтворител, който ще се използва в реакционен етап а).

Продуктът на хидролизния етап б) е винаги воден разтвор, съдържащ желаната аминометафосфонова киселина. Аминометанфосфоновата киселина може да се получи от водния разтвор по известни методи, например чрез кристализация. Аминометанфосфоновата киселина, получена по метода на изобретението, се използва като изходно вещество в следващата реакция, например като изходно вещество за получаване на N-фосфонометилглицин. Често водният разтвор на аминометанфосфоновата киселина представлява подходяща захранваща смес за следващата реакция евентуално при условие, че е проведен междинен етап на пречистване. В този случай може да не е необходимо изолирането на продукта аминометанфосфонова киселина от водния разтвор.

Както е посочено, когато за етап а) се използва несмесващ се с водата разтворител или когато използваният за етап а) смесващ се с водата разтворител се измести от несмесващ се с водата разтворител, то фазата с несмесващия се с водата разтворител може удобно да се рециклира непрекъснато или полунепрекъснато за следващ реакционен етап а).

Когато като фосфониращо средство се използва съединение с формула I или смес от фосфорен трихлорид и алкохола, един продукт на хидролизата е алкохолът ЕЦОН (схема 2). Ако RjOH е несмесващ се с водата алкохол, такъв като производен на С₄ или C_s алкилова група R₍ (бутанол или респ. пентанол), това дава възможност за отделяне и рециклиране на алкохола. Нисши алкохоли могат да се възстановят и рециклират по алтернативни начини, например чрез дестилация по време на етапа хидролиза.

Редът на подаване на реагентите в етап а) може да варира, ако е желателно. Например удобно е съединението с формула I и фосфониращото средство да се добавят към разтворителя. Еднакво възможно е обаче добавянето на фосфонирашото средство към разтвор или суспензия на съединението с формула I в реакционния разтворител или добавянето на разтвор, или суспензия на съединението с формула I към разтвор на фосфониращото съединение в реакционния разтворител. Когато се използва съединение с формула VI като фосфониращо средство и се създава in situ чрез реакцията на фосфорен трихлорид и алкохола RjOH, не е необходимо предварително формиране на съединението с формула VI преди добавянето му към рекционната среда. Така например фосфорният трихлорид може да се добави към реакционния разтворител, последван от алкохола.

Примери за изпълнение на изобретението

Изобретението се илюстрира от следващите примери, в които всички части и проценти са тегловни, ако не е посочено друго.

Пример 1. Фосфорен трихлорид 25.7 g (0.183 mol) се подава в 250 ml облодънна колба и се бърка. При разбъркване в продълже ние на 30 min се добавят 10 g (0.083 mol) диметилолуреа. Добавят се допълнително 10 g (0.073 mol) фосфорен трихлорид, за да се улесни разбъркването на реакционната смес, и реакцията се поддържа 3 h при стайна температура. Добавят се 20 g(0.333 g/mol) суха оцетна киселина и реакционната смес се загрява до 50°С и се държи при тази температура 3 h. Температурата се повишава до 100°С и се поддържа такава 4 h. След това реакционната смес се охлажда до 60°С и за 15 min се добавя вода (50 g). Реакционната смес се загрява под обратен хладник (104°С) и се държи така 20 h.

Анализът на получения воден разтвор показва присъствие на аминометанфосфонова киселина в излишък от 50 % добив.

Пример 2. Ацетонитрил 100 g (2.44 mol) се поставя в 500 ml облодънна колба, снабдена с бъркалка, термометър и хладник. В апаратурата се подава аргон и разтворителят се охлажда до 10^оС. При разбъркване в продължение на 3 h се прибавят диметилолуреа 51.6 g (0.409 g/mol) и фосфорен трихлорид 105.9 g (0.766 g/mol) в десет еднакви порции. Реакционната смес се бърка 16 h при стайна температура, след което изходното вещество диметилолуреа, което е било като утайка, се разтваря напълно. При поддържане на температурата под 30°С се добавя бавно вода (27 g). Реакционната смес се загрява при атмосферно налягане до температура, достатъчна, за да се дестилира ацетонитрилът, и по време на дестилацията се добавя бавно ксилен (100 g). Добавя се вода (100 g) и долната водна фаза, съдържаща бисфонометилуреа (съединение IV, схема 3) се отделя.

Към водната фаза се добавя разредена солна киселина (200 ml с концентрация 3.65 m/m%) и водната фаза се загрява 10 h при достатъчно налягане, за да се поддържа температура 150°С, като кранчето за налягането периодично се отваря, за да се отстрани образувалият се въглероден двуокис.

Добивът на аминометанфосфонова киселина е определен като 85% с ЯМР-анализ и 83.2% с анализ с високоефективна течна хроматография.

Пример 3. Бутиронитрил (20 g) се поставя в 100 ml облодънна колба, снабдена с бъркалка, термометър и хладник. Апаратурата се пълни с аргон и разтворителят се охлажда до 10°С. В продължение на 1 h се прибавят диметилолуреа 10.3 g (при 95 %-на концентрация) и фосфорен трихлорид 21.3 g в пет еднакви порции с интервал от десет минути между добавянето на фосфорен трихлорид и следващото добавяне на диметилолуреа. Реакционната смес се бърка през нощта при стайна температура и след това се загрява до 55°С и се държи 1 h при тази температура. Добавя се вода (20 g) и образуваната твърда утайка се разтваря бавно в излишък вода. Двете фази се разделят и се получават бистра безцветна фаза с бутиронитрил и бистър воден разтвор от бис(фосфонометил)уреа. Добивът от бис(фосфонометил)уреа е 80%, определен с ЯМР. Хидролиза на водната фаза се провежда както в пример 1 с количествено превръщане в аминометанфосфонова киселина.

Пример 4. Повтаря се процедурата от пример 2, като се използват оцетна киселина и етилформиат, съответно като смесващи се с водата разтворители.

Пример 5. Повтаря се процедурата от пример 3, като се използват толуен, бензонитрил, пропионитрил и 2-метилглутаронитрил като несмесващи се с водата разтворители.

Пример 7. Фосфорен трихлорид (23.4 g) и ацетонитрил (100 g) се поставят в 250 ml колба. Добавя се на порции диметилетер на диметилолуреа (съединението с формула I, където R и са - ОСН₃ (2.3 g). Сместа се бърка 18 h при стайна температура и след това се загрява до 50°С и се държи при тази температура 2 h. Образува се бяла утайка и се отделя водород. Реакционната смес се загрява под обратен хладник до температура на кипене и се държи при тази температура 2 h. Разтворителят ацетонитрил се отделя от реакционната смес чрез дестилация, като към края на дестилацията се добавят 30 ml ксилен. Реакционната смес се изважда с 60 g вода и след това се разделя на две фази. Чрез вакуумна дестилация се отделя вода (40 g), за да се получи твърд продукт.

Така полученият продукт се разтваря в 40 g вода и 11.9 g 36% солна киселина и се загрява до температурата на кипене под обратен хладник при атмосферно налягане. По икономически съображения на практика не е необходимо водата от водната фаза да се отстранява и след това да се добавя друго количество вода. В този случай това е направено, така че НС1 да се отстрани по време на дестилацията и след това да се проведе хидролиза, като се използва киселина с точно определена концентрация. Хидролизата приключва за 8 дни и се получава 48.3 % аминометанфосфонова киселина както се установява от анализ с високоразрешаваща течна хроматография.

Пример 8. Повтаря се процедурата от пример 7, но като изходно вещество се използва съединение с формула I, където R и R₍ са еднакви и представляват -О-С₄Н₉. Добивът е

35.5 % аминометанфосфонова киселина, определен с анализ с високоразрешаваща течна хроматография.

Пример 9. Разтвор от 32.8 g фосфорен трихлорид в 60 ml оцетна киселина се добавя на капки към 112.2 g оцетен анхидрид при охлаждане в продължение на 1 h. При поддържане на температурата между 10 и 15°С, на порции в продължение на 50 min се добавя диметилолуреа (24 g). Разтворът се бърка още 20 min при 10°С. След това реакционната смес се загрява под обратен хладник и се държи при тази температура на кипене два и половина часа. След охлаждане до стайна температура се добавят 12.2 g вода на капки при охлаждане и температурата се поддържа между 25-30°С. Разтворът се загрява под обратен хладник и се поддържа при тази температура 2 h. След охлаждане оцетната киселина се отделя чрез вакуумна дестилация и се получава белезникаво бяло твърдо вещество.

Твърдото вещество се разтваря във вода (40 g) и солна киселина (1.9 g от 36% разтвор) и се загрява под обратен хладник при атмосферно налягане. Хидролизата приключва след 7 дни и се получава добив от аминометанфосфонова киселина от 17.8 %, определен с анализ с вискокоразрешаваща течна хроматография.

Пример 10. Повтаря се процедурата от пример 9. с изключение на това, че хидролизата се провежда в алкални условия. Воден разтвор на бис(фосфонометил)уреа (82.7 g при 30 % концентрация 0.1 g/mol) и разтвор на натриев хидроксид (51.1 g при 47 %-на концентрация; 0.6 g/mol) се загряват при ЮОоС в продължение на 120 h. Получават се 10.55 g (95 % на база на заредената бис(фосфонометил)уреа) динатриева сол на аминометанфосфонова киселина.

Пример 11. Диметилолуреа (6 g) се добавя към ацетонитрил (100 ml) и на капки при охлаждане и разбъркване се добавя диетилхлорофосфинат (15.65 g). Реакционната смес става прозрачна с преминаването на цялото количество диметилолуреа в разтвор. Добавят се вода (50 ml) и солна киселина (10 ml от 0.1 М) и реакционната колба се загрява, за да се дестилира ацетонитрилът. Добавят се две порции етанол (2 х 30 ml), за да се образува азеотропна смес с водата и да се помогне на следващата дестилация, и след това сместа се загрява под обратен хладник при атмосферно налягане.

Пример 12. В колба, снабдена с хладник, термометър, бъркалка и фуния за изкапване, се зарежда ацетонитрил (25 ml) и се охлажда до 0-10°С. Добавя се фосфорен трихлорид (7 g). последван от бавно в продължение на 1 h добавяне на етанол (4.6 g), при което температурата се поддържа при 0-10оС. Сместа се бърка lh и при поддържане на температурата от 0 до 10°С за половин час се добавя твърда диметилолуреа (3.3 g). Реакционната смес се оставя да се затопли до стайна температура и се бърка 3 h. чрез вакуумна дестилация след това се отстранява ацетонитрилът. Добавя се вода (50 ml) и водната смес се загрява при атмосферно налягане в продължение на 1 h под обратен хладник. Получава се бисфосфонометилуреа с добив 80% и количествено се превръща в аминометанфосфонова киселина.

Пример 13. Процедурата от пример 12 се повтаря, като се използва толуен вместо ацетонитрил. След като реакцията на фосфониране приключи, се добавя вода (50 ml) и фазите се разделят. Водната фаза се загрява под обратен хладник и атмосферно налягане в продължение та 1 h. Получава се бисфосфонометилуреа с добив 69 % и се превръща количествено в аминометанфосфонова киселина.

Пример 14. Повтаря се процедурата от пример 2 до етапа, в който изходното вещество диметилолуреа, присъстваща като утайка, се разтвори.

След това бавно се добавя 2-етилхексан (200.7 g), като температурата се поддържа под 30°С. Реакционната смес се загрява при атмосферно налягане до температура, достатъчна за дестилиране на ацетонитрил. Добавя се вода (100 g) и реакционната смес се загрява до кипене под обратен хладник за 2 h. Реакционната смес се охлажда и фазите се разделят, за да се получи воден разтвор на бис(фосфонометил)уреа. която се хидролизира както в пример 2.

Пример 15. Диетилфосфит (41.4 g) и диметилолуреа (10 g) се зареждат в 100 ml облодънна колба и се загрява до 120°С. Загряването продължава 20 h, като през това време се събира малко количество дестилат (7.2 g). Излишъкът от диетилфосфит се дестилира при понижено налягане и се добавя вода (40 ml). Сместа се загрява 2 h под обратен хладник в присъствието на 0.8 g 36 %-на НС1. Добивът от бис(фосфонометил)уреа е 66 % както се определя от анализ с ЯМР, която се превръща 10 количествено чрез хидролиза в аминометанфосфонова киселина.

Пример 16. Фосфорен трихлорид (7.0 g) се зарежда в 100 ml облодънна колба и при поддържане на температурата под 20°С се 15 добавя бавно метанол (3.2 g). Доавя се бензонитрил (25 ml) и бавно, на порции за 30 min се прибавя диметилолуреа (3.3 g). Сместа се бърка при стайна температура през нощта. 20 добавя се вода (50 ml) и двете фази се разделят.

Водната фаза се загрява под обратен хладник 2 h, за да се получи воден разтвор на бис(фосфонометил)уреа - 82 % добив, която чрез хидролиза се превръща количествено в амино25 метилфосфонова киселина.

НО

Схема 1

(II) + ;на о

НО—Р—СИ,—NH, + 4НС1 + CO,

I * он (III)

Схема 2

НО

(Н

ОН

2Pa(ORi)_; т

RxO— с

\ /

NH

) (ΊΓ)

5Н.0

СН.—NH+ 4RjOH + co?

(III)

Схема 3

ЯН

или (ΙΓ)

Н₂О

Схема 3 (продължение) '11 4 Η,Ο

V

О II

! Ги

4П

Н:О о

II

НО—р—СЛ-Ь—ΝΗ,

I он + со₂ ί ПГ»

Схема 4

+ 4 на

Схема 4 (продължение)

(VI) (ii) t

Н_:О о

НО—р—СН_:—ΝΉ₂

ОН (ПГ) +4R_tOH + CO?

Claims

1?/^СН2\ .<Н₂. θ

R.O-P ^P-CR,

II

ClCl

1. Метод за получаване на аминометанфосфонова киселина, характеризиращ се с това, че включва: а) взаимодействие на съединение с формула 25

R-CH,-NH-CO-NH-CH₂-R’ I в която R и R’ представляват хидрокси или Cj ₄-алкокси, с фосфониращо средство, 40 което е (i) фосфорен трихлорид, (ii) диалкилфосфит, (iii) съединение с формула VI:

(Cl) P(OR ) VI ^ν 'η ' 1'3-n или смес от такива съединения, където η има стойност 1 или 2, a R_t е евентуално заместен алкил или евентуално заместен арил, или (iv) фосфорен трихлорид в смес с алкохол 59 с формула R^H, където R, има даденото значение и впоследствие б) хидролизиране на съединението от етап а), за да се образува аминометанфосфонова киселина.

2) хидролиза на съединение c формула II или ΙΓ с вода при меки условия, за да се образува съединение с формула IV:

iJch. сθ

ЧО-Р ^ΝΙ-Τ ч\||-г ^Р-СН ClCI

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че фосфониращото средство е съединение с формула (CDJHOR,^ VI или смес от такива съединения, където η el или 2, a R₁ е евентуално заместен алкил или евентуално заместен арил или фосфониращото средство е фосфорен трихлорид в смес с алкохол с формула R^H, където Rj има даденото значение.

3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че фосфониращото средство е съединение с формула VI, където η е 1, a R₍ е С₁₇алкил.

4. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че фосфониращото средство е смес от фосфорен трихлорид и алкохол с формула _R1OH, където _RI е С1-7 алкил, и се използва от 1.8 до 2.2 mol алкохол R.OH на един mol фосфорен трихлорид.

5. Метод съгласно която и да е от предходните претенции, характеризиращ се с това, че реакция а) се осъществява при температура от 0° до 50°С.

6. Метод съгласно която и да е от пред- ⁵ходните претенции, характеризиращ се с това.

че реакцията на хидролиза б) се осъществява при температура от 100° до 200°С със съответно регулирано налягане. iq

7. Метод съгласно която и да е от предходните претенции, характеризиращ се с това, че реакция а) се осъществява в присъствието на разтворител, представляващ кетон, хлориран въглеводород, ароматен разтворител, нитрил или безводна карбоксилна киселина или естер.

8. Метод съгласно която и да е от пре- тенции 1 до 6, характеризиращ се с това, че реакцията а) се осъществява в присъствието на смесващ се с водата разтворител, който се отделя преди завършване на етапа на хидролиза б) и се замества с несмесващ се с водата разтворител. 25

9. Метод за получаване на аминометанфосфонова киселина, характеризиращ се с това, че включва 1) взаимодействие на съединение с формула

R-CH₂NH-CO-NH-CH₂-R’ I.

където R и R’ представляват хидрокси или С[ ₄ алкокси, с фосфониращо средство, което представлява фосфорен трихлорид или диалкилхлорофосфинат с формула С1Р (OR,),, където R_! е С_Ь7 алкил, или с фосфониращо средство, което представлява смес от фосфорен трихлорид и алкохол с формула R,OH в присъствието на смесващ се с водата разтворител, за да се образува съединение с формула II. когато фосфониращото средство е фосфорен трихлорид

О

О ги ДО

Cl—Р 'ΝΗτ NH^ ^P-CI

II

ClCl и съединение c формула IF, когато фосфониращото средство е диалкилхлорофосфинат или е смес от фосфорен трихлорид и алкохола R.OH

3) отделяне на смесващия се с водата разтворител чрез дестилация и заместването му с несмесващ се с водата разтворител; 4) добавяне на вода и екстрахиране на съединението с формула IV в така образуваната водна фаза и 5) хидролизиране на водната фаза от етап 4) при температура от 100° до 200°С, като налягането се регулира според образуващата се при тома аминометанфосфонова киселина.