制备Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的方法技术

制备Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的方法，包括在反应条件下，将乙醛酸或其衍生物与如下式之Ｎ－酰基氨基甲基膦酸反应，Ｒ－Ｃ－ＮＨ－ＣＨ－［２］－ＰＯ－［３］Ｈ－［２］式中Ｒ选自具１－６个碳原子的烷基，具有１－６个碳原子的卤代烷基，苯甲基和苯基。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备N-膦酰基甲基甘氨酸的方法，更具体地说是涉及N-膦酰基甲基甘氨酸的改进的制备方法，其中将N-酰基氨基甲基膦酸与乙醛酸或其衍生物反应，而无需分离N-酰基甲基膦酸或相关的中间产物。N-膦酰基甲基甘氨酸是一种高效的，市售的重要的植物毒剂，它应用于控制萌发种子，出芽种子，成熟和成长树木，草木植物和水生植物等的生长。N-膦酰基甲基甘氨酸的盐类可方便地制成水剂，而用作广谱植物的芽后植物毒剂或除草剂。加拿大专利1，039，739号(Gaertner)中描述了一种制备N-膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中将氨基甲基膦酸或其酯类与乙醛酸衍生物反应，以生成羰基醛亚胺甲基磷酸酯。然后，将羰基醛亚胺甲基磷酸酯经催化氢化生成N-膦酰基甲基甘氨酸或其酯类。酯基团可以经过水解而生成N-膦酰基甲基甘氨酸。美国专利3，799，758(Franz)中，描述了N-膦酰基甲基甘氨酸的一种制备方法，其中将甘氨酸乙酯、甲醛和亚磷酸二乙酯反应，然后进行水解。在Franz描述的另一种制法中，包括在氢氧化钠存在下，用氯代甲基次膦酸将甘氨酸进行膦甲基化，并且将N-膦基甲基甘氨酸用氯化汞氧化。美国专利4，369，142(Moser)中，叙述了一种制备N-膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中在二氧化硫催化剂存在下，使氨基甲基膦酸在一含水介质中与乙二醛反应。在H.Yanagawa等人所著“NovalFormationofα-AminoAcidsandTheirDerivativesformOxoAcidsandAmmomiainanAqueousMedium”中，披露了应用乙醛酸与氨、甲胺和硫酸铵反应以制取甘氨酸和/或其衍生物。其中2088页表Ⅰ中，说明了在27℃和105℃，pH为4和8时，各种氨基酸的合成。另外在2088页左下栏底至右上栏上部，叙述了在酸性pH和低温条件比碱性pH和高温条件，对甘氨酸的生成更为有利。在J.Kihlberg所著“Synthesisofstrombine.ANewMethodforMonocarboxymethylationofPrimaryAmines”，中，描述了二个当量的乙醛酸和脂族和芳香族伯胺的反应，该反应先经相应的亚胺衍生物的形成。在914页表Ⅰ中，描述了在25-70℃温度下，各种胺起始原料与2个当量的乙醛酸的反应，生成相应的N-甲酰基-N-羧基-甲基胺，并易于使之水解成N-羧基甲基胺。美国专利4，670，191(Kleiner)中，公开了一种制备N-膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中在10-100℃温度下，使氨基甲基膦酸与2个摩尔当量的乙醛酸反应。由以上所述各已知技术，不论是单独或结合起来应用，虽然可制得产率令人满意的N-膦酰基甲基甘氨酸，但各种已知方法或多或少都有其缺点。现在可以提供一种直接生产N-膦酰基甲基甘氨酸或其衍生物的方法，它可应用便宜的原料，以低成本和简便生产过程生产出高产率产品，并且无需分离中间产物。上述的或其他的各种优点可通过下述N-膦酰基甲甘氨酸的制备方法来实现，即在反应条件下，使乙醛酸和如下式所示的N-酰基氨基甲基膦酸反应， 式中R选自具1-6个碳原子的烷基，具1-6个碳原子的卤代烷基，苯甲基和苯基。所述的烷基是指直链或带支链的基团，如甲基，乙基，异丙基，环丙基，环己基，叔丁基，异丁基，正丁基和各种形式的苯基，己基等。各种具6个以上碳原子的烷基可应用于本专利技术方法，但似乎并无特别优点，优选用甲基。所述卤代烷基包括所有上述各种烷基且已被一个或多个卤原子取代的基团，所述卤素例如氯、溴和碘。优选用氯代烷基。所述苯甲基和苯基之含义为本专业技术人员所熟知，且该苯甲基和苯基可以是被取代的或未被取代的。典型的取代基包括硝基，甲基或卤素如氯，但使用较廉价的未取代的苯基可取得满意的效果。所述乙醛酸也可包括水合的，半缩醛或其乙缩醛衍生物，或是乙醛酸的酯类，其中适宜的酯基团可以如上述具1-6个碳原子的烷基。其应用效果皆良好。本方法适用的N-酰基氨基甲基膦酸是已知的。与“Synthesis”(1978年6月，479和480页)的报导有所不同的是，已经发现简单的烷基和芳基胺可以和三氯化磷和甲醛反应，使其进行膦酰甲基化且可取得高产率，在本专利技术方法第一步骤中，优选使用上述过程。乙醛酸和N-酰基氨基甲基膦酸的摩尔比可影响N-膦酰基甲基甘氨酸的产率。为取得定量产率，优选用1摩尔的N-酰基氨基甲基膦酸和2摩尔(或更多)的乙醛酸。可用少于1∶2的摩尔比，但N-膦酰基甲基甘氨酸产率则降低。本专利技术方法包括，在水中或含水介质中将N-酰基氨基甲基膦酸与乙醛酸加热，在同一反应器进行水解/还原烷基化并生成N-膦酰基甲基甘氨酸。可选用经纯化的N-酰基氨基甲基膦酸;或粗制的、由膦酰甲基化反应中经除油的N-酰基氨基甲基膦酸，皆可得到良好效果。应用粗制的，未经分离的N-酰基氨基甲基膦酸可避免昂贵的分离步骤，提高整个过程产率，减少废料，而这些正是我们所希望达到的效果。反应温度可在较大范围内变化。虽然可在室温下反应，但反应缓慢。优选温度至少是50℃，最好是至少70℃。在同一反应器内进行水解/还原烷基化过程时，最高限温度仅取决于N-酰基氨基甲基膦酸的水解稳定性。因而，反应可在回流温度(约110℃)或在加压下在150℃温度下进行。当应用N-苯甲酰基氨基甲基膦酸，乙醛酸和含水盐酸时，从制备观点考虑，优选温度为135-140℃。下列各实施例可进一步说明本专利技术方法，但非限定本专利技术方法。实施例1由乙酰胺制备N-膦酰基甲基甘氨酸。在50毫升烧瓶中加入乙酰胺(1.48克，0.025摩尔)，多聚甲醛(0.79克，0.0265摩尔)和7毫升冰乙酸。加热混合物使成溶液(约100℃)，然后冷至室温。一次加入三氯化磷(4.11克，0.03摩尔)，温度升至40℃。将溶液加热至107℃经3小时，然后在55℃下蒸干成油状物。生成的油状物在25毫升水中用5.10克(0.55摩尔)的一水合乙醛酸处理。溶液回流过夜，溶液经高效液相色谱分析，可知含N-膦酰基甲基甘氨酸(产率69.9%)，和N-甲酰基-N-膦酰基甲基甘氨酸(产率7.72%)。实施例2用乙醛酸甲基酯甲基半缩醛作为还原剂，由乙酰胺制备N-膦酰基甲基甘氨酸。按实施例1所述方法将乙酰胺(2.96克，0.05摩尔)进行膦酰甲基化。加热至107℃经3小时后，加入2-羟基-2-甲氧基乙酸甲酯和5毫升水，反应溶液蒸干至成粘稠油状物，该油状物用50毫升浓盐酸处理，并加热回流过夜。反应混合物经离子交换纯化，可得6.2克N-膦酰基甲基甘氨酸，按乙酰胺用量计，产率为73.4%。实施例3由苯甲酰胺制备N-膦酰基甲基甘氨酸在100毫升烧瓶中加入苯甲酰胺(3.02克，0.025摩尔)，多聚甲醛(0.79克，0.0265摩尔)和20毫升冰乙酸。加热混合物至成溶液(约100℃)，在冰浴中冷却至10℃。保持温度低于30℃，滴加三氯化磷(3.6克，0.0265摩尔)。经1小时将溶液加热至120℃，并在120℃保持2小时。加热后，在降压下将溶液蒸干，以除去乙酸，以得到N-苯甲酰基氨基甲基膦酸(呈油状物)。用乙醛酸单水合物(4.85克，0.053摩尔)和25毫升盐酸处理该油状物，回流加热8小时。经高效液相色谱分析生成溶液，结果可知含82.4%N-膦酰基甲基甘本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的方法，其中包括在反应条件下，使乙醛酸或其衍生物和如下式之Ｎ－酰基氨基甲基膦酸反应，＊＊＊式中Ｒ选自具１－６个碳原子的烷基，具有１－６个碳原子的卤代烷基，苯甲基和苯基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小唐纳德李菲尔德斯，雷蒙查尔斯格拉比阿克，谢罗尔李贝斯登，彼得爱得华罗杰斯，
申请(专利权)人：孟山都公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]