Способ получения -замещенных -фос-фонометилглицин-окисей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскх Соцаектчвскк Республик(23) Орортет - (32) 11. 12. 72 С 07 Г 9/38 С 07 Г 9/40 Государствеый комитет СССР ио делам зобретеий и открытий(72) Автор . зобфте Иностранец джон Эдвард ФранцИностранная Фирма фИонсанто Компании-оаЕо-с-с, сн -ри з 1 кой ф0 и ОЪ Изобретение относится к химии ФосФорорганических соединений с С-Р связью, а именно к способу получения новых М-замещенных М-фосфонометилглицин-М-окисей общей формулы 10где а,а, и а- водород, алкнп, катионщелочного метаала,аммоний или алкиламмоний;а - С в ,С алкил нормальЪ ф 1%ного или иэо-строения,циклоалкил, аллил,аралкил, замещенныйатомами хлора в бензольном кольце аралкил 20карбоксиалкил, карбалкоксиалкил или фосфоногруппа Формулы-снр(о) (оа,) (оа ),где В и В - как указано выше.йЭти соединения являются биологи"чески активными и могут найти применение в сельском хозяйстве.Известен способ получения окисей,третичных аюнов взаимодействием , 30 третичных аминов с окислителями перекисного типа, например перекисьюводорода Щ .Известен также способ полученияМ-окисей М-фосфонометиламинов окислевием соответствующих третичных аминов перекисью водорода при 259 Оос ЯД.Однако М-замещенные М-фосфонометилглицин-М-окиси Формулыи способих получения в литературе не описаныи являются новыми.1Цель изобретения - получение М-замещенных М-фосфонометилглицин-М-окисей.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения М-эамещенных М-Фосфонометилглицин-М-окисей формулы 1 , М-замещенныйМ-фосфонометилглицин подвергают взаимодействию с неорганическим или органическим окнслителем перекисноготипа в воднокислой нли воднощелочнойсреде при 20-80 С,Соотношение реагентов не являетсястрого определенным, обычно применяютстехиометрическое соотношение реагентов, Однако для получения лучших ре-,зультатов предпочтительно использомометром. Перемешивают смесь при 7580 С, причем добавляют по каплям24 мл (0,21 моль) 30-ной перекисиводорода в течение 25 мин. Газ медленно выделяется, смесь становитсямолочной и твердое вещество превращается в коллоид. Затем перемешивают 60 вать 2-3 моль окислителя на 1 моль М-замещенного М-фосфонометилглицина,Окислители, которые могут быть использованы, включают неорганические или органические соединения перекисного типа, такие как герекись водорода, перекись натрия, надсерную или надборную кислоты или их соли, надуксусную, надфторуксусную кислоты, органические перекиси и другие соединения перекисного типа.Предлагаемый процесс является Экзотермическим, поэтому для равномерного распределения тепла желательно использовать растворители, такие как вода, жидкие кислоты, например уксусная, трифторуксусиая, муравьиная,.15 серная кислоты, спирты, эфиры, кетоны или нитрилы.Процесс можно вести при атмосферном давлении, или выше или ниже атмосферного, однако целесообразно 20 проводитьокисление при атмосферном давлении.П р и и е р 1. Загружают смесь иэ 2,3 г (0,01 моль) М-Фосфонометилиминодиуксусной кислоты, 7 мл три-. 25 фторуксусной кислоты и 9 мл 30-ной перекиси водорода (0,08 моль) в сосуд иэ стекла пирекс. Нагревают смесь, и при температуре примерно 550 С реакция начинается, Температура повыаается до 65 оС и при этой температуре смесь становится прозрачной и выделяется газ. Выдерживают температуру при 50-60 оС до тех пор, пока осаждение белого твердого вещества не завершено, Охлаждают смесь до комнатной температуры и хранят ее в течение72 ч. Затем собирают белое твердоевещество, промывают смесь этаноломи простым эфиром и высушивают воздухом. Получают примерно 2,0 (82) белого твердого вещества. Водорастворимое белое твердое вещество можнорасплавить при 149 С с разложением,продукт представляет собой М-окисьМ-Фосфонометилнминодиуксусную кислоту. Точка плавления пробы; перекристаллизованной иэ тетрагидрофурана,146,50 С с разложением..Найдено,; С 24,01; Н 4,21;М 5,64; Р 12,70,Вычислено,: С 24,70; Н 4,15;М 5, 76; Р 12, 74.П р и м е р 2, Загружают смесьиэ М-Фосфонометилиминодиуксусной кислоты (13,7 г 0,06 моль), 100 мл ледяной уксусной, кислоты и О,б г концентрированной серной кислоты в250 мл колбу иэ стекла пирекс, снабженную мешалкой, конденсатором и терсмесь реакции в течение 1 ч при 80 оС. Примерно через 50 мин после конца добавления начинают выпаривание зернистого твердого вещества. Перемешивают смесь при 750 С в течение еще одного часа и удаляют пробу твердого вещества; промывают ее этанолом и простым диэтиловым эфиром и анализируют ее при помощи ядерного магнитного резонансного спектра. Спектр показывает, что от исходных материалов в смеси реакции ничего не осталось. Охлаждают смесь реакции в холодильнике, собирают твердое вещество, промывают ледяной уксусной кислотой, этанолом и простым эфиром и высушивают воздухом. Получают белое твердое вещество (9,2 г) (63), т.пл. 152 оС с разложением, которое представляет собой М-окись М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты.П р и и е р 3, перемешивают смесь иэ М-метил-М-Фосфонометилглицина (9,2 г 0,05 моль) 25 мл воды н б г (0,15 моль) гидроокиси натрия при 350 С, причем добавляют в один раэ б мл 30-ной перекиси водорода (0,55 моль). Происходит экзотермическая реакция, и температура повы" шается до 50 оС, и при этой температуре применяют водное охлаждение. В это время происходит также выделение газа. Вскоре после завершения выделения газа удаляют охлаждающую среду. Температура медленно понижается, Концентрируют раствор реакции при 20 мм рт.ст. с нагреванием с целью удаления большей части воды. Затем концентрируют остаток при 0,5 мм рт.ст. и высушивают в течение четырех дней при помощи высушивателя. Выход белого твердого вещества 15,9 г. Дополнительно высушивают материал в эксикаторе, вследствие чего вес понижается до 14 г (93,3), продукт представляет собой дигидрат тринатриевой соли М-окиси М-метил-М-Фосфонометилглицина, т.пл. 135 С (разложение).Найдено,: С 15,82; Н 3,73 М 4,70; Ма 22,54.Вычислено,: С 15,96; Н 3,68; М 4,65; Ма 22,91П р и м е р 4. Перемешивают смесь из М, М-бис (фосфонометнл) глицина (26,3 г 0,10 моль),30 мп воды и гидроокиси натрия (20 г, 0,5 моля) при 70 оС и затем охлаждают ее до ЗООС с целью образования пентанатриевой соли. При этой температуре добавляют в один раз перекись водорода (30, 12 г 0,11 моль). Нагревают реакционную смесь, а при 520 С прекращают наружное нагревание в течение 10 мин: в это время смесь реакции начинает охлаждаться. Затем нагревают смесь до 54-550 С дополнительно в течение двух с половиной часов. Получают 70 мл вязкого бесцветногораствора, вес которого составляет96,1 г, Концентрируют часть этогораствора (10,9 г) под пониженным давлением (20 мм рт.ст,) со слабым нагреванием на паровой ванне. Затемдополнительно откачивают остаток5(6,7 г) с нагреванием под давлением0,5 мм рт.ст. до достижения веса5,8 г, Проводят окончательное высушивание при 0,5 мм рт.ст. в зксикаторе в течение одного дня. Вес полученного остатка составляет 5,2 г(21 ),Найдено,Ъ: С 10,35; Н 3,25,М 3,03,Вычислено,Ъ: С 10,42, Н 3,06,М 3,04. 15Продукт является М-окисью пентанатриевой соли М,М-бис(фосфонометилглицинтетрагидрата.П р и м е р 5. При перемешиваниинагревают смесь из М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты (23 г,0,1 моль), воды (100 мл),гидроокисинатрия (16 г, 0,40 моль) и 30-нойперекиси водорода (12 г, 0,11 моль)до 40 С. Затем нагревают смесь реакции до 50 ОС в течение 7 ч. Охлаждаютсмесь реакции в течение ночи и концентрируют ее под пониженным давлением со слабым нагреванием до техпор, пока не остался вязкий остаток.Вязкий остаток дополнительно концентрируют под давлением 0,5 мм рт.ст.в течение ночи и затем высушиваютего в зксикаторе при том же давлениив течение 6 дней. Получают белый твердый продукт, вес которого составляет36,3 г (97,8). Определяют этот материал как тетранатриевую соль дигидрата М-окиси М-фосфонометилглициниминодиуксусной кислоты.Найдено,: С 16,19; Н 2,72; 40М 3,79.Вычислено,Ъ: С 16, 36, Н 2, 75,М 3,82.П р и м е р 6. Перемешивают смесьиз М,М-бис(фосфонометил)глицина 45(13,2, 0,05 моль) ледяной уксуснойкислоты (75 мл) и 30-ной перекисиводорода (40 мл, 0,35 моль) при комнатной температуре в течение примерно 48 ч. В это время гетерогеннаясмесь превращается в прозрачный, бесцветный раствор. Концентрируют этотраствор под пониженным давлением(5 мм рт.ст.) на теплой паровой ванне. Добавляют воду (100 мл) к сиро"пообразному остатку и дополнительноконцентрируют раствор в вязкий сироп. Этот сироп затем еще раз концентрируют при 50 бС при 10 мм рт.ст.до тех пор, пока не получится сгущенный пористый белый липкий остаток. 60Затем концентрируют липкий остатокпри 0,2 мм рт,ст. в течение ночи,после чего получают белый пористыйпорошок (14,7 г.)(100, чистота 95).Это белое твердое вещество определяют 65 при помощи инфракрасного и ядерногомагнитного резонансного спектрального анализа как моно-гидрат М-окисиМ,М-бис(фосфонометил)глицина,т.пл, 65750 С с разложением.Найдено,Ъ: С 16,31, Н 4,11,М 4,66; Р 20,78.Вычислено,Ъ С 16 у 17 Н 4 р 41М 4,71, Р 20,85.П р и м е р 7. Загружают М-этил-М-фосфонометияглицин (3,94 г,0,02 моль) в сосуд и суспендируют с30 мл ледяной уксусной кислоты и затем нагревают до 68 оС. Добавляют перекись водородапо каплям(30, 4,5 г,0,04 моль) в течение 45 мин, и в этовремя твердое вещество растворяется,Нагревают смесь до 63-70 оС еще в течение 3 ч, охлаждают до комнатнойтемпературы и упаривают уксусную кислоту. Получают вязкий сироп с кристаллическим слоем на дне. Обрабатываютсироп 25 мл абсолютного этанола ивыпаривается липкое вещество, Декантируют зтанол и помещают остаток в вакуумный эксикатор над пятиокисью серы в течение ночи, в результате чегополучают твердый, кристаллическийхрупкий материал. Ядерный магнитныйрезонансный спектральный анализ этого продукта показывает, что он является смесью исходного вещества сМ-окисью М-этил-М-фосфонометилглицина. Порцию этого продукта (2,5 г)растворяют в 15 мл ледяной уксуснойкислоты, нагревают до 63 С и добавОляют 4,5 г 30-ной перекиси водородапо каплям в течение 30 мин. Выдерживают температуру при 63-69 С в теочение 10 ч,охлаждают, фильтруют иполучают белый твердый остаток, точка плавления которого составляет 145147 оС с разложением. Этот белый кристаллический материал определяют какЙ-окись М -этил-М-фосфонометилглицинапри помви ядерного магнитного резонансного спектрального анализа.Найдено,Ъ: С 27,92; Н 558;М 6,44.Вычислено,Ъ: С 28,18; Н 5,68;М 6,57.П р и м е р 8. Загружают М-н-пропил-М-фосфонометилглицин (6, 34 г0,03 моль) и ледяную уксусную кислоту (30 мп) в сосуд и перемешивают., Нагревают сме ь до 700 С и добавляют30-ную перекись водорода (17,0 г,0,15 моль) по каплям в течение 3 ч45 мин. Выдерживают температуру при55-70 О С в течение 10 ч. Выпариваютсмесь реакции в колпачке и пропускают поток двуокиси, серы в растворес целью удаления избыточной перекисиводорода. Затем концентрируют растворпутем пропускания потока азота наджидкостью. Образуется твердая кристаллическая корка на дне сиропнойжидкости. Разрушают и суспендируюткорку и отвержденная масса дает белое твердое вещество.,Растирают этобелое твердое вещество с 15 мл этанола и Фильтруют с целью получениятонкого белого порошка, который плавится при 138-139 С. Выход 58. Продукт представляет собой Й-окись М-н-пропил-И-фосфонометилглицина.5Найдено,: С 31,45; Н 6,07Й 5,98.Вычислено,: С 31,72, Н 6,21,М 6,17.Согласно укаэанным процессам, но, замещая соответствующий М-замещенный-М-Фосфонометилглицин в качестве исходного материала, получают следующие соединения.М-окись Й-изопропил-Й-фосфонометилглицина (т.пл. 136-137 оС с разложением), выход 66,Найдено,%: С 31,77; Н 6,30,Й 6,27Вычислено,: С 31,72; Н 6,21 у 20М 6,17.М-окись М"бензил"М-Фосфонометилглицина (т.пл, 148-150 ОС с разложением), выход 74.,Найдено,; С 43,57; Н 5,11; 25М 5,22.Вычислено,%: С 43,64; Я 5,13;М 5,09.М-окись Й,4-дихлорбенэил-И-Фосфонометилглицина (т.пл. 135-136 ОС ЗОс разложением), выход 68.Найдено,г С 34,90; Н 3,30;Й 3,86.Вычислено,: С 34, 91; Н 3,52;Й 4,07.М-окись М-втор.-бутил-М-фосфонометилглицина, тригидрат трехнатриевойсоли (т.пл. 140-1450 Сс раэложевкем),выход 99 .Найдено,; С 23,50; Н 5,21;Вычислено,: С 23,28; Н 5,30;И 3,88.Й-окись М-изобутил-И-Фосфонометилглицина, тригидрат трехнатриевой соли.Найдено,с С 23,10; Н 4,9 М 3,50.Вычислено,: С 23,28, Н 5,3,М 3,88.Й-окись М-циклогексил-Й-Фосфонометилглицкна, дигидрат трехнатриевойсоли (т.пл.2900 С), выход 82.Найдено,%: С 29,53; Н 5,20;Й 3,59,Вычислено,: С 29,28; Н 5,19;Й 3,79М-окись Й-фенэтил-Й-фосфонометилглицина, дигидрат трехнатриевой соли(т.пл. Ъ 2900 С), выход 86.Найдено,: С 33,70 Н 4,26;И 3,49. 60Вычислено,: С 33,77, Н 4,38;Й 3,58.М-окись М-додецил-И-фосфонометилглицина, дигидрат трехнатриевой соли (т.пл.280 ОС), выход 88, ь 5 Найдено,г С 38,09; Н 7,27;М 2,99.Вычислено,: С 39,56, Н 7,38;Й 3,08.М-окись М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты, дигидрат тетралитиевой соли (т.пл. ) 320 фС), выход 100, чистота 95.Найдено,%: С 19,95; Н 3,23; М 461 1 871Вычислено,: С 19,85; Н 3,30 М 4,62;9,17.П р и м е р 9, Растворяют дкбутиловый сложный эфир М -Фосфонометилими" нодиуксусной кислоты (8,5 г) в 40 кп ледяной уксусной кислоты и загружают его в подходящий реактор, Добавляют перекись водорода (10 мл 30,.0,088 моль) и выдерживают смесь реак. ции прк комнатной температуре в течение 20 ч. Концентрируют порцию бесцветного раствор при 50 оС к прк 20 мм рт,ст. разбавляют остаток ди" этиловым эфиром. После осветленкя мутной смеси декантируют раствор эфира от осажденного липкого вещества. Проьывают липкое вещество эфиром и концентрируют его при 50 С и нри 20 мм рт.ст.Растирают остаток, белое твердое вещество, с тетрагидрофураном и фильтруют его. Нерастворимый .остаток представляет М"окись дибутил-Й-фосфонометилиминодиацетата, т.пл,111- 113 о С. Выход 90-95.Найдено,; С 43,58; Н 7,26; Й 3,95.Вычислено,: С 43,99; Н 7,38; М 3,94.Аналогично получают другие И-окиси: Й-окись н-монобутилового эфира М-Фосфонометилиминодиуксусной кис" лоты выход 90-95 (т.пл. 99-104 аС с разложением).М-окись моноэтклового эфира бис- -И-фосфонометилглицина, выход 93 (т.пл. 91"954 С с разложением).М-окись дкэтклового эфира М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты, выход 50 (т.пл. 105-106 С с разложением).П р к м е р 10. Загружают смесь из И-Фосфонометилимкнодиуксусной кислоты (1,0 г), трифторуксусной кислоты (20 мя, 50-ная водяная) и Й- -хлорнадбенэойной кислоты 2,7 г 85-ная чистая) в стеклянный реактор и перемешивают ее при комнатной температуре в течение 3 ч. Затеи нагревают смесь до 60-65 ОС в течение 2 ч, в это время смесь становится прозрачной и затем выпадает белое твердое вещество. удаляют белое твердое вещество путем центрифугирования. Порцию прозрачного раствора подвергают ядерному магнитному спектральному анализу и обнаруживают, что он содержит чистую М-окись М-Фосфонометилиминодиуксусной кислоты,850008 1 О формула изобретения Я оа,я .с-с, -н-оню ОЯЪ О где Н й Составитель Л. КарунинаРедактор С. Патрушева Техред М,Голиика КорректОр О. Билак Тираж 397 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж Раушская наб., д. 4/5 Заказ6146/83 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В этом процессе хлорнадбензойную кислоту можно заменить надуксусной кислотой. Аналогичный результат получен при использовании пербората натрия в щелочной водной среде прн 50 оС или при использовании персульфата калия в щелочной водной среде при 46 о СП р и м е р 11. Сначала получают М-окись М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты, как описано в примере 1. Получаю- смесь М-окиси (4,9 г 0,02 моль), 10 мл воды и изопропиламина (1,2 г 0,02 моль) и концентрируют при пониженном давлении над теп" лой водяной баней. Остаток дальше концентрируют при 0,2 мм рт.ст и потом 15 помещают в эксикатор при этом сниженном давлении в течение 2 дней. Полученный в виде белого порошка продукт (5,95 г) представляет М-окись М-фосфонометилимннодиуксусной кисло ты, в виде моноизолропиламмониевой соли, т.пл. 83-87 оС (с разложением). Выход составляет 97,5 от теории.Найдено,Ъ: С 31,71; Н 6,75Вычислено,Ъ: С 31, 79; Н 6, 34; М 9,32.Способ анализа ядерно-магнитного резонанса (ЯМР),Аликвоту раствора окислительной реакции подкисляют трифторуксусной кислотой и прибавляют стандартныйтетраметилсилан. Спектр измеряют с низкой скоростью вращения (примерно 20 об./с) с целью предотвращения перекрытия связей воды и связей продукта. Каждое из соединений М-фосфонометилиминодиуксусная кислота, М-оксид М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты и М-фосфонометилглицин показывают синглет и дублет протонов ао -ЙСНОСООН М-СН Р 05 НО, соответственно. Путем определения химических смещений идентифицируется каждый компонент и интегрированием определяются относительные количества компонентов. 45 Таким образом легко можно определять превращение М -фосфонометилиминодиуксусной кислоты в й -оксид и М -фосфонометилглицин в процентах. При проведении спектра на 60 СН ЯМР-аппарате обнаруживают следующие химические смещения:М-окись М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты -д 5,15,М-фосфонометилиминодиуксусная кислота - д 4 г 55,М-фосфонометилглицин - 04,22. Способ получения М -замещенныхМ-фосфонометилглицин-М-окисей общейформулы 1 й - водород, алкил, катион щелочного металла аммоний илйалкиламмоний.В - С -С -алкил нормаль 1 Ъного или изо-строения, циклоалкил, аллил, аралкил, замещенный атомами хлорав бензольном кольцеаралкил, карбоксиалкил, карбалкоксиалкил или фосфоногруппа формулы-сн,Р(о)(ов, )(ов ),где Н и к - как укаэайо выше, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что М-за"мещенный М-фосфонометилглицин подвергают взаимодействию с неорганическимили органическим окислителем перекисного типа в воднокислой или воднощелочной среде при 20-80 оС,2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве окислителя перекисного типа используютперекись водорода, перуксусную кислоту или перекись натрия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 2169976,кл. 260-404.5, опублик. 1939.2. Патент США 9 3429914,кл. 260-502,5, опублик. 1969,