ES2199898T3 - Procedimiento para la produccion de n-fosfonometil-glicina. - Google Patents
Procedimiento para la produccion de n-fosfonometil-glicina.Info
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Abstract
Procedimiento para la producción de N-fosfonometilglicina, en el que a) se hace reaccionar un derivado de hexahidrotriazina de la fórmula II **(Fórmula)** en la que X representa CN, COOZ, CONR1R2 o CH2OY, Y representa H o un resto, que puede ser intercambiable fácilmente por H; Z representa H, un metal alcalino, metal alcalinotérreo, alquilo de C1-C18 o arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de C1-C4, NO2 o alquilo de OC1-C4; R1 y R2, que pueden ser iguales o diferentes, representan H o alquilo de C1-C4, con una triacilfosfita de la fórmula III P(OCOR3)3 (III) en la que los restos R3, que pueden ser iguales o diferentes, representan alquilo de C1-C18 o arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de C1-C4, NO2 o alquilo de OC1-C4, y b) el producto obtenido es hidrolizado y, en el caso de que X represente CH2OY, es oxidado.
Description
Procedimiento para la producción de
N-fosfonometil-glicina.
La invención se refiere a un procedimiento para
la producción de N-fosfonometilglicina a través de
reacción de un compuesto hexahidrotriazina con una triacilfosfita
así como a productos intermedios para la aplicación en este
procedimiento.
La N-fosfonometilglicina
(glicosatos) es un herbicida total empleado en gran extensión. Se
conocen numerosos procedimientos para la producción de
fosfonometilglicina. Una posibilidad de producción consiste en
llevar derivados de hexahidrotriazina a reacción con ésteres de
ácido fosforoso. Así, por ejemplo, el documento US 4.181.800
describe la producción de hexahidrotriazina de la fórmula:
y el documento US 4.053.505 describe la reacción
de estas hexahidrotriazinas con diésteres de ácido fosforoso e
hidrólisis siguiente del producto obtenido para formar
fosfonometilglicina. Se ha mostrado que, tanto el rendimiento, como
también la selectividad, pueden ser mejorados a favor del producto
monofosfonado. Además, los diésteres de ácido fosforoso son muy
caros.
El documento
EP-A-104 775 (que corresponde a los
documentos US 4.425.284, US 4.482.504 y US 4.535.181) describe la
reacción de hexahidrotriazinas con un halogenuro de acilo y la
fosfonación siguiente con un triéster de ácido fosforoso y
saponificación para formar fosfonometilglicina según la siguiente
ecuación de reacción:
De esta manera, se obtiene, en efecto,
fosfonometilglicina en rendimiento relativamente bueno, pero el
procedimiento requiere, además de la utilización de los ésteres de
ácido fosforoso caros, todavía adicionalmente el empleo de un
cloruro de ácido carboxílico. A ello hay que añadir que el cloruro
de ácido carboxílico es recuperado en forma del ácido libre y
entonces podría transferirse en una etapa separada de nuevo al
cloruro de ácido, lo que eleva en una medida considerable los costes
del procedimiento. Además, el alcohol, con el que está
esterificado el ácido fosforoso, no se puede reciclar
completamente, puesto que durante la reacción resulta un
equivalente del cloruro de alquilo correspondiente, que es, además,
nocivo desde el punto de vista toxicológico.
El documento US 4.428.888 (que corresponde a
EP-A-149 294) describe la reacción
de la hexahidrotriazina mencionada anteriormente con un cloruro de
ácido fosforoso en presencia de un ácido fuerte libre de agua, por
ejemplo cloruro de hidrógeno y un ácido carboxílico de
C_{1}-C_{6}, como ácido cético. De esta manera,
se obtienen numerosos subproductos indefinidos, que reducen el
rendimiento den fosfonometilglicina y requieren una purificación
costosa del producto.
El documento US 4.442.044 describe la reacción de
una hexahidrotriazina de la fórmula 5 con un triéster de ácido
fosforoso para formar el compuesto fosfonato correspondiente, que
se utiliza como herbicida.
En los documentos
DD-A-141 928 y
DD-A-1187 435 se describe la
reacción de una sal metálica alcalina de la hexahidrotriazina
indicada anteriormente (R = Na, por ejemplo) con un diéster de
ácido fosforoso. Sin embargo, en virtud de la mala solubilidad de
las sales alcalinas se obtienen sólo un rendimiento reducido.
El documento US 5.053.529 describe la producción
de fosfonometilglicina a través de reacción de hexahidrotriazinas
mencionadas anteriormente con triésteres de ácido fosforoso en
presencia de tetracloruro de titanio y saponificación siguiente del
producto obtenido. La utilización de tetracloruro de titanio
encarece en una medida considerable la producción. Además, los
rendimientos de fosfonometilglicina son poco satisfactorios.
\newpage
Los documentos US 4.454.963, US 4.487.724 y US
4.429.124 describen la producción de fosfonometilglicina a través
de la reacción de un compuesto de la fórmula
en la que R^{1} y R^{2} significan grupos
aromáticos o alifáticos, con RCOX (X = Cl, Br, I), para obtener un
compuesto de la
fórmula
reacción de este compuesto con un cianuro
metálico e hidrólisis del producto obtenido. Los inconvenientes de
este procedimiento son los indicados anteriormente con relación a la
utilización del cloruro de
ácido.
Se describen otras posibilidades de síntesis a
partir de la hexahidrotriazina, substituida con cianometilo, de la
fórmula
Así, por ejemplo, los documentos US 3.923.877 y
US 4.008.296 publican la reacción de este derivado de
hexahidrotriazina con un fosfonato de dialquilo en presencia de un
catalizador ácido, como cloruro de hidrógeno, un ácido Lewis, un
cloruro o anhídrido de ácido carboxílico, para formar un compuesto
de la fórmula:
La hidrólisis siguiente da como resultado la
fosfonometilglicina, donde se obtienen del 8 al 10% del producto
fosfonometilado dos veces.
Los documentos US 4.067.719, US 4.083.898,
US.4.989.671 y DE-A-2751631
describen la reacción de la hexahidrotriazina substituido con
cianometilo con un fosfonato de diarilo sin catalizador para formar
un compuesto 9 con R'' = arilo. Este procedimiento presenta los
mismos inconvenientes descritos anteriormente para la utilización
de la hexahidrotriazina 5 substituida con carboxi.
El documento
EP-A-097 522 (que corresponde a los
documentos US 4.476.063 y US 4.534.902) describe la reacción de la
hexahidrotriazina 6 con un halogenuro de acilo para formar 10,
fosfonación siguiente con un triéster o diéster de ácido fosforoso
para formar 11 y finalmente saponificación para formar
fosfonometilglicina según la siguiente ecuación de reacción:
También aquí se pueden observar los mismos
inconvenientes que para los procedimientos utilizando los
derivados de hexahidrotriazina substituida con carboxi.
Por último, el documento US 4.415.503 describe la
reacción de la hexahidrotriazina substituida con cianometilo de
una manera similar al procedimiento descrito en el documento US
4.428.888. También en este caso se puede observar la formación
reforzada de subproductos.
El documento EP 164 923 A describe una hidrólisis
mejorada de un compuesto de la fórmula 11.
Por lo tanto, la presente invención tiene el
cometido de poner a disposición un procedimiento sencillo y
económico para la producción de fosfonometilglicina, en el que la
fosfonometilglicina aparece, además, con alta pureza.
De una manera sorprendente, se ha encontrado
ahora que este cometido se soluciona cuando se lleva un derivado
de hexahidrotriazina a reacción con triacilfosfita y el producto
obtenido es hidrolizado a continuación para formar
fosfonometilglicina.
Por lo tanto, la presente invención se refiere a
un procedimiento para la producción de
N-fosfonometilglicina, donde
a) se hace reaccionar un derivado de
hexahidrotriazina de la fórmula II
en la que X representa CN, COOZ,
CONR^{1}R^{2} o
CH_{2}OY,
Y representa H o un resto, que puede ser
intercambiable fácilmente por H;
Z representa H, un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, alquilo de C_{1}-C_{18} o
arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de
C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4};
R^{1} y R^{2}, que pueden ser iguales o
diferentes, representan H o alquilo de
C_{1}-C_{4},
con una triacilfosfita de la fórmula III
P(OCOR^{3})_{3}
en la que los restos R^{3}, que pueden ser
iguales o diferentes, representan alquilo de
C_{1}-C_{18} o arilo, que está substituido,
dado el caso, por alquilo de C_{1}-C_{4},
NO_{2} o alquilo de OC_{1}-C_{4} o
representan metilo, para formar un compuesto de la fórmula
I
en la que R^{3} y X poseen los significados
indicados anteriormente,
y
b) el compuesto de la fórmula I es hidrolizado y,
en el caso de que X represente CH_{2}OY, es oxidado.
Con preferencia, los compuestos de la fórmula III
se emplean en cantidades esencialmente equivalentes.
Además, la invención se refiere a los compuestos
de la fórmula I así como a su preparación según la etapa a) del
procedimiento para la producción de fosfonometilglicina.
Alquilo significa una cadena alquilo lineal o
ramificada, con preferencia con 1 a 8 átomos de carbono y
especialmente con 1 a 4 átomos de carbono. Ejemplos de alquilo son
metilo, etilo, n-propilo, i-propilo,
n-butilo, i-butilo,
sec-butilo, t-butilo,
n-hexilo, 2-etilhexilo, etc.
Arilo representa con preferencia fenilo y
naftilo.
X representa con preferencia CN o COOZ.
Z representa con preferencia H, metal alcalino o
alquilo de C_{1}-C_{18}.
Cuando Y representa un resto, que se puede
substituir fácilmente por H, se trata con preferencia de un resto
acilo alifático o aromático o de un grupo alquilo de
C_{1}-C_{6}. El resto acilo alifático es con
preferencia con resto CO de C_{1}-C_{6}, siendo
el resto acilo aromático con preferencia el resto benzoilo.
R^{1} y R^{2} representan con preferencia
H.
El resto R^{3} es de manera especialmente
preferida un resto arilo, que puede estar substituido, dado el
caso, como se ha indicado anteriormente. Restos R^{3}
especialmente adecuados son fenilo, p-tolilo y
p-nitrofenilo. Especialmente preferido es un
compuesto, en el que R^{3} significa fenilo, y X representa
CN.
Los compuestos de la fórmula II son conocidos y
se pueden preparar de manera conocida o de forma similar a
procedimientos conocidos, ver por ejemplo el estado de la técnica
mencionado al principio. Por ejemplo, se puede llevar a reacción una
amina X-CH_{2}-NH_{2} con una
fuente de formaldehído, como solución acuosa de formalina o
paraformaldehído, por ejemplo a través de disolución de la amina
primaria en la solución acuosa de formalina. La hexahidrotriazina
deseada es obtenida a continuación a través de cristalización o
evaporación del agua. Este procedimiento se describe en el
documento DE-A-2645085 que
corresponde al documento US 4-181.800.
El compuesto de la fórmula II, en el que X
representa CN, se puede obtener a través de la síntesis de
Strecker, es decir, a través de reacción de amoníaco, ácido prúsico
o una fuente de formaldehído. Un procedimiento de este tipo se
describe, por ejemplo, en el documento US 2.823.222, al que se
hace referencia aquí en toda su extensión.
Los compuestos de la fórmula III se pueden
producir según varios procedimientos. Una primera posibilidad es la
reacción de una sal de un ácido carboxílico R^{3}COOH con un
trihalogenuro de fósforo, especialmente tricloruro de fósforo. Como
sal de ácido carboxílico se utiliza con preferencia una sal de
metal alcalino o sal de metal alcalinotérreo, especialmente la sal
de sodio, de potasio o de calcio, o la sal de amonio. Esta reacción
se puede realizar sin utilización de un disolvente y el producto de
reacción obtenido se emplea directamente en la etapa (a). No
obstante, con preferencia se trabaja en un disolvente orgánico
inerte, especialmente en un éter, como dioxano, tetrahidrofurano,
etc., en un disolvente orgánico halogenado, especialmente un
disolvente orgánico clorado o fluorado, como diclorometano,
1,2-dicloretano, 1,2-dicloropropano,
1,1,1-tricloretano,
1,1,2-tricloretano,
1,1,2,2-tetracloretano, clorobenceno o
1,2-diclorobenceno, un hidrocarburo alifático o
aromático, como n-octano, tolueno, xileno, o
nitrobenceno. Con preferencia se emplea el mismo disolvente que se
utiliza a continuación en la etapa (a). Especialmente preferida es
la utilización de un hidrocarburo clorado.
La sal que se obtiene durante la reacción,
especialmente cloruro de sodio en el caso de utilización de
tricloruro de fósforo y la sal sódica del ácido carboxílico
empleado, se puede descargar después de la reacción. Si se obtiene
como sal cloruro de amonio u otro halogenuro de amonio, entonces
se puede recuperar el amoníaco empleado, ajustando alcalinamente
una solución acuosa de la sal con una base fuerte, por ejemplo
hidróxido sódico (pH 11-14) y a continuación se
disocia el amoníaco de manera habitual. El amoníaco obtenido de
esta manera se puede reconducir de nuevo después del secado, por
ejemplo a través de destilación al estado líquido o gaseoso y se
puede utilizar para la preparación de la sal de amonio del ácido
carboxílico.
Otra posibilidad para la preparación de los
compuestos de la fórmula III es la reacción de un ácido
carboxílico R^{3}COOH con el trihalogenuro de fósforo en
presencia de una amina. Como amina se utilizan especialmente di o
triaminas alifáticas o cicloalifáticas, como trietilamina,
tributilamina, dimetiletilamina o dimetilciclohexilamina, así como
piridina. En general, en un procedimiento de este tipo se trabaja en
un disolvente orgánico. Los disolventes adecuados están indicados
anteriormente con relación a la primera posibilidad de producción.
Con preferencia se utilizan dioxano,
1,2-dicloropropano, 1,2-dicloretano,
nitrobenceno o tolueno. En el caso de utilización de un disolvente,
se precipita el clorhidrato de amina formado y se puede eliminar
por filtración. Si se tratan los clorhidratos de amina con una
base fuerte, por ejemplo con un hidróxido sódico acuoso, entonces
se liberan las aminas a partir de clorhidrato. Las aminas volátiles
se pueden recuperar entonces a través de destilación o extracción.
Las aminas no volátiles se pueden recuperar a través de extracción
o, cuando se obtiene una mezcla de dos fases durante la liberación
de la amina, a través de la separación de las fases. Las aminas
sólidas se pueden recuperar a través de filtración. Las aminas
recuperadas se pueden conducir de nuevo al procedimiento, dado el
caso después del secado.
Otra posibilidad para la preparación de los
compuestos de la fórmula III es la reacción del ácido carboxílico
R^{3}COOH con un trihalogenuro de fósforo, especialmente
tricloruro de fósforo, sin adición de una base. En esta reacción es
necesario eliminar el halogenuro de hidrógeno que se forma a
partir de la mezcla de reacción. Esto se puede realizar de la
manera habitual, por ejemplo a través de la conducción de un gas
inerte, como nitrógeno. El halogenuro de hidrógeno liberado se
puede utilizar entonces en forma de una solución acuosa para la
hidrólisis en la etapa (b).
La etapa (a) del procedimiento según la invención
se puede realizar con o sin disolvente, por ejemplo en una colada.
No obstante, con preferencia se emplea un disolvente orgánico
inerte, por ejemplo un hidrocarburo, como tolueno o xileno, un
éter, como tetrahidrofurano, dioxano o dibutiléter, nitrobenceno,
etc. De manera especialmente preferida se trabaja en un disolvente
halogenado, especialmente un hidrocarburo alifático clorado, con
preferencia clorado y/o fluorado, como diclorometano,
1,2-dicloretano, 1,2-dicloropropano,
1,1,1-tricloretano,
1,1,2-tricloretano,
1,1,2,2-tetracloretano, clorobenceno o
1,2-diclorobenceno. Los participantes de la reacción
se emplean de una manera más conveniente en cantidades
esencialmente estequiométricas. No obstante, se puede utilizar
también un exceso, por ejemplo hasta el 10% de uno u otro compañero
de la reacción. La temperatura de reacción está, en general, en el
intervalo de -10ºC a 140ºC, con preferencia en el intervalo de
temperatura ambiente a 100ºC. En estas condiciones, solamente son
necesarios tiempos de reacción cortos, en general la reacción está
esencialmente completada después de 10 a 30 minutos.
Los compuestos obtenidos según la etapa (a) de la
fórmula (I) son productos intermedios útiles para la producción
de fosfonometilglicina. Con este fin, se someten los compuestos de
la fórmula I a una hidrólisis. La hidrólisis alcalina se realiza,
en general, utilizando un hidróxido de metal alcalino o de metal
alcalinotérreo, especialmente utilizando hidróxido de sodio o de
potasio.
La hidrólisis se realiza de manera más
conveniente con un ácido acuoso o base. En este caso, se añade el
ácido acuoso o base, en general, a la mezcla de reacción obtenida a
partir de la etapa (a). La hidrólisis se puede realizar sin
disolvente o en presencia de un disolvente orgánico inerte,
miscible con agua, parcialmente miscible o no miscible. Con
preferencia, se utiliza el disolvente empleado en la etapa (a). En
el caso de utilización de un disolvente en la etapa (a), se emplea
de una manera más conveniente directamente la mezcla de reacción
obtenida en la etapa (a), dado el caso después de la eliminación,
por ejemplo a través de destilación, de una parte del disolvente.
Como una alternativa, se elimina totalmente el disolvente empleado
en la etapa (a) y es residuo es sometido a hidrólisis. El
disolvente recuperado a partir de la mezcla de reacción se puede
utilizar de nuevo en la producción de los compuestos de la fórmula
III o en la etapa (a).
De una manera especialmente preferida, la
hidrólisis se realiza en un sistema de dos fases (fase acuosa /
fase orgánica). En este caso, se utiliza un disolvente orgánico
parcialmente miscible o no miscible con agua, con preferencia un
hidrocarburo, como tolueno o xileno, un éter, como dibutiléter y
especialmente un hidrocarburo halogenado, como se ha indicado
anteriormente como disolvente para la etapa (a). La hidrólisis se
realiza bajo mezcla intensiva de las dos fases utilizando
dispositivos habituales, por ejemplo reactores de agitación,
reactores de circulación o con preferencia mezcladoras estáticas.
Una vez terminada la hidrólisis, se separan las fases y se trabaja
como se describe más adelante.
Una forma de realización especialmente preferida
es un procedimiento, en el que la etapa (a) se realiza en un
disolvente halogenado, el disolvente es eliminado, dado el caso,
parcialmente, y el compuesto obtenido de la fórmula I es sometido a
la hidrólisis, tratando la mezcla de reacción obtenida a partir de
la etapa (a) con un ácido acuoso o base.
Como una alternativa, la hidrólisis del compuesto
de la fórmula I en fosfonometilglicina se puede realizar
enzimáticamente, por ejemplo con una esterasa o una nitrilasa.
El ácido o base se utilizan en cantidades al
menos equivalentes, pero con preferencia en exceso, especialmente
en una cantidad de \geq 2 equivalentes.
La temperatura, a la que se realiza la hidrólisis
está, en general, en el intervalo de aproximadamente 10ºC a 180ºC,
con preferencia de 20 a 150ºC.
En el caso de que X represente CH_{2}OY, hay
que oxidar todavía el producto obtenido después de la hidrólisis.
Especialmente se parte en este caso de un compuesto, en el que X
representa CH_{2}OY. La oxidación en fosfonometilglicina se
realiza de la manera habitual conocida por el técnico, por ejemplo
a través de deshidrogenación catalítica bajo catálisis de
cobre.
En el caso de que X represente CH_{2}OY e Y
representa un resto acilo, durante la hidrólisis del producto a
partir de la etapa a) se lleva a cabo la disociación del resto
acilo bajo la formación del compuesto correspondiente con X =
CH_{2}OH. Éste es oxidado en fosfonometilglicina como se ha
indicado anteriormente.
En el caso de que X represente CH_{2}OY e Y
representa un resto alquilo, se realiza la disociación del éster
normalmente al mismo tiempo en las condiciones de una hidrólisis
ácida del producto de la etapa a). El compuesto obtenido con X =
CH_{2}OH es oxidado en fosfonometilglicina como se ha indicado
anteriormente.
La fosfonometilglicina obtenida durante la
hidrólisis utilizando un exceso de ácido o base es disuelve en la
fase acuosa. El ácido carboxílico R^{3}COOH se forma directamente
durante la hidrólisis con un exceso de ácido o durante la
hidrólisis de la base después de la acidificación con un ácido
fuerte, con preferencia a un valor pH < 0,5. La separación del
ácido carboxílico se realiza entonces de manera habitual, por
ejemplo a través de la eliminación por filtración del ácido
carboxílico precipitado en forma sólida, destilación o extracción
con un disolvente orgánico no miscible con la fase acuosa. En el
caso de hidrólisis de dos fases, el ácido carboxílico está
presente, dado el caso, en la fase orgánica. El ácido carboxílico
es eliminado entonces a través de la separación de la fase orgánica
y se puede recuperar a partir de ella, si se desea, de la manera
habitual. Se obtiene en alta pureza y se puede emplear de nuevo
sin problemas para la producción del compuesto de la fórmula III.
El disolvente que forma la fase orgánica se puede recuperar se
puede utilizar de nuevo para la producción de los compuestos de la
fórmula III o en la etapa (a). No obstante, previamente se somete
el disolvente, en general, a una destilación, extracción,
filtración y/o disociación con el fin de eliminar las impurezas,
como alcoholes acuosos o no acuosos, fenoles, sales de amonio y/o
ácidos carboxílicos.
La fosfonemetilglicina se puede precipitar a
través del ajuste de la fase acuosa a un valor pH en el intervalo
de 0,5 a 2,0, especialmente de 0,8 a 1,5, por ejemplo a través de
la adición de un ácido o base, por ejemplo HCl, H_{2}SO_{4} o
NaOH, KOH, Ca(OH)_{2} y, dado el caso, a través de
la concentración de la fase acuosa y/o a través de la adición de un
agente auxiliar de precipitación y se puede obtener de la manera
habitual, por ejemplo a través de filtración. Como agente de
precipitación se utiliza con preferencia un disolvente miscible
con agua, como metanol, etanol, isopropanol, acetona, etc. Los
disolventes se pueden recuperar por destilación a partir de la
lejía madre y se pueden utilizar de nuevo.
El amoníaco o el cloruro de amonio que resultan
durante la saponificación se pueden alimentar de nuevo al
procedimiento, ajustándolo, dado el caso, de forma alcalina y
recuperando el amoníaco a través de disociación.
En caso necesario, la fosfonometilglicina
obtenida se puede decolorar de manera habitual. Esto se puede
realizar, por ejemplo, a través de tratamiento con cantidades
reducidas de un agente decolorante, por ejemplo agente oxidante,
como perboratos o H2O2, o adsorbente, como carbón activo. La
cantidad de agente decolorante se ajusta según el grado de
coloración y se puede determinar fácilmente por el técnico de una
manera sencilla. El tratamiento con el agente decolorante se puede
realizar en un lugar discrecional después de la hidrólisis y de
manera habitual. De forma más conveniente, el agente decolorante
se añade antes de la precipitación de la fosfonometilglicina.
El procedimiento según la invención o bien cada
fase tomada por sí, se puede realizar de forma continua,
discontinua, o como procedimiento de semilotes. Para tales fines
se utilizan recipientes de reacción habituales, como calderas de
agitación o reactores tubulares, dado el caso con dispositivos de
mezcla intercalados o con elementos de mezcla montados en el
reactor tubular.
El procedimiento según la invención se
caracteriza, por lo tanto, por una conducción sencilla del proceso
y por substancias de aplicación económicas. Solamente se produce un
cloruro inorgánico como residuo y los grupos protectores, a saber,
los restos acilo de la triacilfosfita de la fórmula III, se pueden
reciclar de manera sencilla. El procedimiento proporciona
fosfonometilglicina en tiempos de reacción muy cortos y altos
rendimientos de > 90%, a partir de la hexahidrotriazina de la
fórmula II.
Los ejemplos siguientes explican la invención,
sin limitarla.
Se colocaron 0,2 mol de benzoato de Na con
exclusión de humedad a temperatura ambiente en 50 ml de
1,4-dioxano. A tal fin, se añadieron por goteo
0,0667 mol de tricloruro de fósforo y se agitó posteriormente el
preparado en el transcurso de 20 minutos a 85ºC (suspensión
incolora). Se añadieron 0,0222 mol de la hexahidrotriazina 6 y se
agitó el preparado en el transcurso de otros 20 minutos de 85 a 90ºC
(suspensión fina, bien agitable). A continuación se eliminó por
destilación el dioxano a 40ºC a vacío. Al residuo se añadieron 100
ml de ácido clorhídrico concentrado y se sometieron a reflujo en
el transcurso de 4 horas. Después de la refrigeración, se eliminó
por filtración el ácido benzoico, se lavó (con un poco de agua
fría) y se secó.
\newpage
Las fracciones filtradas reunidas fueron
evaporadas hasta la sequedad. Para el aislamiento de la
fosfonometilglicina, se absorbió en un poco de agua y se precipitó
en frío a través de la adición de NaOH hasta pH = 1,5. La
precipitación completa se consiguió a través de la adición de un
poco de metanol. La fosfonometilglicina fue retirada por
filtración y fue secada.
Rendimiento: 10,3 g de fosfonometilglicina
(pureza 95,3% según HPLC), que corresponde al 91% de rendimiento,
con respecto a PCL_{3}. En la lejía madre de la cristalización
estaba contenido todavía 1,8% en peso de fosfonometilglicina.
Se colocaron 0,2 mol de benzoato de Na con
exclusión de humedad a temperatura ambiente en 50 ml de
1,4-dioxano. A tal fin, se añadieron por goteo
0,0667 mol de tricloruro de fósforo y se agitó posteriormente el
preparado en el transcurso de 20 minutos a 85ºC (suspensión
incolora). Se filtraron con exclusión de humedad y se lavó el
residuo posteriormente con un poco de dioxano. Se añadieron al
material filtrado, además, con exclusión de humedad, 0,0222 mol de
la hexahidrotriazina 6 y se agitó el preparado en el transcurso de
otros 20 minutos de 85 a 90ºC. A continuación se eliminó por
destilación el dioxano a 40ºC a vacío. Al residuo se añadieron 100
ml de ácido clorhídrico concentrado y se sometieron a reflujo en el
transcurso de 4 horas. Después de la refrigeración, se eliminó por
filtración el ácido benzoico, se lavó (con un poco de agua fría) y
se secó.
Las fracciones filtradas reunidas fueron
evaporadas hasta la sequedad. Para el aislamiento de la
fosfonometilglicina, se absorbió en un poco de agua y se precipitó
en frío a través de la adición de NaOH hasta pH = 1,5. La
precipitación completa se consiguió a través de la adición de un
poco de metanol. La fosfonometilglicina fue retirada por
filtración y fue secada.
Rendimiento: 10,5 g de fosfonometilglicina
(pureza 94,1% según HPLC), que corresponde al 93% de rendimiento,
con respecto a PCL_{3}. En la lejía madre de la cristalización
estaba contenido todavía 1,9% en peso de fosfonometilglicina.
Se añadió a una solución de 0,04 mol de la
hexahidrotriazina 6 en 80 ml de dioxano a temperatura ambiente una
solución de 0,12 mol de triacetilfosfita en 50 ml de dioxano. La
solución se agitó posteriormente en el transcurso de 2 horas a
100ºC. A continuación se eliminó por destilación el disolvente a
40ºC en primer lugar a presión normal, más tarde a vacío. Al
residuo se añadieron 100 mol de ácido clorhídrico concentrado y se
sometieron a reflujo en el transcurso de 4 horas. La mezcla de
reacción se concentró hasta la sequedad. Para el aislamiento de la
fosfonometilglicina se absorbió en un poco de agua y se precipitó
en frío a través de la adición de NaOH hasta pH = 1,5. La
precipitación completa se consiguió a través de la adición de un
poco de metanol. La fosfonometilglicina fue retirada por
filtración y fue secada.
Rendimiento: 15,4 g de fosfonometilglicina
(pureza 98,7% según HPLC), que corresponde al 76% de rendimiento,
con respecto a PCL_{3}. En la lejía madre de la cristalización
estaba contenido todavía 1,6% en peso de fosfonometilglicina.
Se colocaron en un matraz de agitación de 2
litros con agitador de pala de Teflón y refrigerador a reflujo 284
g de benzoato de amonio en 1000 ml de
1,2-dicloretano y se añadieron por goteo bajo
atmósfera de nitrógeno 91,5 g de tricloruro de fósforo en el
transcurso de 30 minutos. Se elevó la temperatura en este caso
hasta máximo 36ºC. A continuación se agitaron de nuevo todavía en
el transcurso de 30 minutos de 25 a 36ºC. El precipitado fue
filtrado a través de un filtro a vacío a presión y la torta del
filtro fue lavada posteriormente bajo nitrógeno todavía dos veces
con 500 g de dicloretano, respectivamente (2054 g de material
filtrado).
Se colocó el material filtrado a temperatura
ambiente en un matraz de agitación de 2 litros con agitador de
pala de Teflón y agitador a reflujo y se añadió la
hexahidrotriazina 6 (45,54 g). Se calentaron a 80ºC en el
transcurso de 30 minutos y se agitaron posteriormente a 80ºC en el
transcurso de 30 minutos. Se dejó enfriar la solución y se
hidrolizó inmediatamente a continuación.
A tal fin se dosificaron las substancias de
aplicación en un reactor tubular (volumen aproximado 600 ml) con
mezcladora estática intercalada a 130ºC y 8 bares (1265 g/h de la
solución de dicloretano de la fase precedente, 207 g/h de HCl al
20%). El tiempo de residencia era 30 minutos. Se desechó una
cabeza de destilación. Para el procesamiento posterior, se recogió
la mezcla obtenida de dos fases durante 60 minutos. Las fases
fueron separadas a 60ºC y la fase acuosa fue extraída dos veces con
100 g de dicloretano, respectivamente.
En un matraz redondo con agitador de pala de
Teflón se disoció en primer lugar el dicloretano contenido todavía
en la fase acuosa a través e la introducción de nitrógeno a 60ºC en
el transcurso de una hora. Luego se ajustó el valor pH dentro de 15
minutos con hidróxido sódico al 50% a una temperatura de 40 a 60ºC
a un valor pH = 1,0. Se agitó la suspensión resultante todavía en
el transcurso de 3 horas a 40ºC, se dejó enfriar a temperatura
ambiente, se aspiró el producto precipitado y se lavó continuación
con 150 g de agua helada. La substancia sólida obtenida se secó a
70ºC y 50 mbares durante 16 horas.
Rendimiento: 54,6 g de fosfonometilglicina
(pureza 96,2% según HPLC), que corresponde al 80% de rendimiento,
con respecto a PCL_{3}. En la lejía madre de la cristalización
estaba contenido todavía 2,1% en peso de fosfonometilglicina.
A partir del residuo de cloruro amónico de la
síntesis de tribenzoilfosfita según el Ejemplo 4, se preparó una
solución saturada en agua. Ésta se concentró con la lejía madre a
partir de la cristalización de la fosfonometilglicina según el
Ejemplo 4 y se ajustó a pH 14 con exceso de hidróxido sódico. A
continuación se disoció amoníaco con nitrógeno a partir de la
mezcla de reacción y se recogió para el análisis de gas a través GC
(pureza 99 %). Las fases de dicloretano reunidas a partir de la
saponificación fueron secadas a través de destilación del
azeotropo dicloretano / agua. Se introdujo en el dicloretano
amoníaco seco hasta la conversión completa del ácido benzoico en
benzoato de amonio, y la suspensión resultante de benzoato de
amonio en 1,2-dicloretano se empleó de nuevo en la
síntesis.
Rendimiento (primer reciclaje): 54,0 g de
fosfonometilglicina (pureza 97,0% según HPLC) que corresponden a
79% de rendimiento con respecto a PCL_{3}.
Rendimiento (segundo reciclaje): 55,1 g de
fosfonometilglicina (pureza 95,5% según HPLC) que corresponden a
81% de rendimiento con respecto a PCL_{3}.
Se realizó la reacción como se ha descrito en el
Ejemplo 4. Sin embargo, en lugar del disolvente
1,2-dicloretano, se utilizó nitrobenceno.
Rendimiento: 56,2 g de fosfonometilglicina
(pureza 97,4% según HPLC) que corresponden a 82% de rendimiento
con respecto a PCL_{3}. En la lejía madre de la cristalización
estaba contenido todavía 2,0% en peso de fosfonometilglicina.
Se realizó la reacción como se ha descrito en el
Ejemplo 4. Sin embargo, en lugar del disolvente
1,2-dicloretano, se utilizó dicloropropano.
Rendimiento: 54,0 g de fosfonometilglicina
(pureza 96,92% según HPLC) que corresponden a 79% de rendimiento
con respecto a PCL_{3}. En la leía madre de la cristalización
estaba contenido todavía 2,1% en peso de fosfonometilglicina.
Se realizó la reacción como se ha descrito en el
Ejemplo 1, sin embargo, se utilizó 1,2-dicloretano
en lugar de dioxano como disolvente. Se obtuvo un rendimiento del
75% de fosfonometilglicina.
Se realizó la reacción como se ha descrito en el
Ejemplo 1, sin embargo, se utilizó tolueno en lugar de dioxano
como disolvente. Se obtuvo un rendimiento del 68% de
fosfonometilglicina.
Se añadieron por goteo 0,05 ml de tricloruro de
fósforo en 15 ml de tolueno a 0ºC a una solución de 0,15 mol de
ácido benzoico y 0,15 mol de dimetilciclohexilamina en 90 ml de
tolueno. Se agitaron posteriormente en el transcurso de 15 minutos a
0ºC y se dejaron calentar a continuación a temperatura ambiente.
El clorhidrato precipitado fue eliminado por filtración con
exclusión de humedad a través de un filtro a vacío a presión. A
través de un análisis del material filtrado por medio de
^{1}H-RMN y ^{31}P-RMN se
caracterizó la tribenzoilfosfita (rendimiento: 99%). Si se añade el
residuo obtenido a partir del material filtrado después de la
eliminación por destilación del tolueno en 0,15 mol de NaOH al
10%, entonces se puede recuperar cuantitativamente
dimetilciclohexilamina a través de la separación de las fases y
extracción siguiente con tolueno. A continuación se secó la
solución a través de la descarga del agua y se utilizó otra vez.
Se colocaron 0,2 mol de benzoato de Na con
exclusión de humedad a temperatura ambiente en 50 ml de
1,4-dioxano. A tal fin, se añadieron por goteo
0,0667 mol de tricloruro de fósforo y se agitó a continuación el
preparado en el transcurso de 20 minutos a 85ºC (suspensión
incolora). Se añadieron 0,0222 mol de la hexahidrotriazina 1 (X =
CN) y se agitó posteriormente el preparado en el transcurso de otros
20 minutos a 85 - 90ºC (suspensión fina, bien agitable). A
continuación se eliminó el dioxano por destilación a 40ºC a vacío.
Se añadieron al residuo 100 ml de ácido clorhídrico concentrado y
se sometieron a reflujo en el transcurso de 4 horas. Después de la
refrigeración, se eliminó por filtración el ácido benzoico y se lavó
(con un poco de agua fría). Las fracciones filtradas reunidas
fueron extraídas dos veces con 30 ml de tolueno, respectivamente,
se sometieron a rotación hasta la sequedad y se hicieron girar
todavía tres veces con etanol para la eliminación del ácido
clorhídrico excesivo. La fase de tolueno se concentró y el residuo
se reunió con el ácido benzoico recuperado.
Para el aislamiento de la fosfonometilglicina a
partir del residuo de la fase acuosa, se puede absorber ahora en
un poco de agua y se puede precipitar en frío a pH 1,0 (adición de
NaOH). Se consiguió la precipitación completa a través de la adición
de un poco de metanol, que fue recuperado a partir de la lejía
madre a través de destilación. Rendimiento: 91%.
Se disolvió el ácido benzoico recuperado (0,2
mol, pureza > 99% según HPLC) en 0,2 mol de NaOH al 5% y a
continuación se eliminó el agua por destilación y se secó el
residuo. El benzoato de sodio obtenido de esta manera se empleó de
nuevo en la síntesis junto con el dioxano recuperado.
Rendimiento (primer reciclaje): 90%
Rendimiento (segundo reciclaje): 84%
Rendimiento (tercer reciclaje): 88%
Claims (25)
1. Procedimiento para la producción de
N-fosfonometilglicina, en el que
a) se hace reaccionar un derivado de
hexahidrotriazina de la fórmula II
en la que X representa CN, COOZ,
CONR^{1}R^{2} o
CH_{2}OY,
Y representa H o un resto, que puede ser
intercambiable fácilmente por H;
Z representa H, un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, alquilo de C_{1}-C_{18} o
arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de
C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4};
R^{1} y R^{2}, que pueden ser iguales o
diferentes, representan H o alquilo de
C_{1}-C_{4},
con una triacilfosfita de la fórmula III
P(OCOR^{3})_{3}(III)
en la que los restos R^{3}, que pueden ser
iguales o diferentes, representan alquilo de
C_{1}-C_{18} o arilo, que está substituido,
dado el caso, por alquilo de C_{1}-C_{4},
NO_{2} o alquilo de OC_{1}-C_{4},
y
b) el producto obtenido es hidrolizado y, en el
caso de que X represente CH_{2}OY, es oxidado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que a través de la reacción del derivado de hexahidrotriazina de
la fórmula II con la triacilfosfita de la fórmula III se obtiene
un compuesto de la fórmula I
en la que R^{3} y X poseen los significados
indicados
anteriormente.
3. Procedimiento para la producción de un
compuesto fosfono de la fórmula I
fórmula I
en la que los restos R^{3}, que pueden ser
iguales o diferentes, representan alquilo de
C_{1}-C_{18} o arilo, que está substituido,
dado el caso, por alquilo de C_{1}-C_{4},
NO_{2} o alquilo de OC_{1}-C_{4},
y
X representa CN, COOZ, CONR^{1}R^{2} o
CH_{2}OY,
Y representa H o un resto, que puede ser
intercambiable fácilmente por H;
Z representa H, un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, alquilo de C_{1}-C_{18} o
arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de
C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4};
R^{1} y R^{2}, que pueden ser iguales o
diferentes, representan H o alquilo de
C_{1}-C_{4}, haciendo reaccionar un derivado de
hexahidrotriazina de la fórmula II
con una triacilfosfita de la fórmula
III
P(OCOR^{3})_{3}(III)
en la R^{3} y X poseen los significados
indicados
anteriormente.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que X representa CN o COOZ.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que R^{3} representa fenilo,
que está substituido, dado el caso, por alquilo de
C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4}, o representa CH_{3}.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se realiza la etapa (a) en
un disolvente orgánico.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que como disolvente se utiliza dioxano o tetrahidrofurano.
8. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que se utiliza un disolvente orgánico clorado.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el
que se utiliza un 1,2-dicloretano como
disolvente.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se emplean los compuestos
de las fórmulas II y III en cantidades esencialmente
equivalentes.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se produce el compuesto de
la fórmula III a través de reacción de un ácido carboxílico de la
fórmula IV
R^{3}COOH(IV)
en la que R^{3} posee los significados
indicados en la reivindicación 1, o de una sal del mismo, con un
trihalogenuro de
fósforo.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que se hace reaccionar una sal de metal alcalino o la sal
amónica del ácido carboxílico de la fórmula IV con el halogenuro
de fósforo.
13. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que el ácido carboxílico de la fórmula IV es reaccionado en
presencia de una amina con halogenuro de fósforo.
14. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que el ácido carboxílico de la fórmula IV se hace reaccionar
con el halogenuro de fósforo sin base.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 11 a 14, en el que se lleva a cabo la reacción en
un disolvente orgánico inerte, que está seleccionado entre
hidrocarburos aromáticos o alifáticos e hidrocarburos clorados.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que el disolvente es recuperado después de la reacción y es
reciclado.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1, 2 ó 4 a 9, en el que el compuesto de la
fórmula I es hidrolizado con un ácido acuoso.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que la hidrólisis se realiza en un sistema de dos fases.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que la fosfonometilglicina es precipitada a partir de la fase
acuosa a través del ajuste del valor pH a un valor en el intervalo
de 0,5 a 2,0.
20. Procedimiento según la reivindicación 19, en
el que la precipitación de la fosfonometilglicina se lleva a cabo
en presencia de un disolvente miscible con agua.
21. Compuestos fosfono de la fórmula I
en la que los restos R^{3}, que pueden ser
iguales o diferentes, representan alquilo de
C_{1}-C_{18} o arilo, que está substituido,
dado el caso, por alquilo de C_{1}-C_{4},
NO_{2} o alquilo de OC_{1}-C_{4},
y
X representa CN, COOZ, CONR^{1}R^{2} o
CH_{2}OY,
Y representa H o un resto, que puede ser
intercambiable fácilmente por H;
Z representa H, un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, alquilo de C_{1}-C_{18} o
arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de
C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4};
R^{1} y R^{2}, que pueden ser iguales o
diferentes, representan H o alquilo de
C_{1}-C_{4}, y sus sales.
22. Compuestos según la reivindicación 21, en la
que R^{3} representa fenilo, que está substituido, dado el caso,
por alquilo de C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo
de OC_{1}-C_{4}, o representa metilo.
23. Compuestos según la reivindicación 21 ó 22,
en la que X representa CN o COOZ, en la que Z representa H, metal
alcalino o alquilo de C_{1}-C_{18},.
24. Compuesto según la reivindicación 21 de la
fórmula
25. Producto intermedio, que se puede obtener a
través de reacción de un derivado de hexahidrotriazina de la
fórmula II
en la que X representa CN, COOZ,
CONR^{1}R^{2} o
CH_{2}OY,
Y representa H o un resto, que puede ser
intercambiable fácilmente por H;
Z representa H, un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, alquilo de C_{1}-C_{18} o
arilo, que está substituido, dado el caso, por alquilo de
C_{1}-C_{4}, NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4};
R^{1} y R^{2}, que pueden ser iguales o
diferentes, representan H o alquilo de
C_{1}-C_{4},
con una triacilfosfita de la fórmula III
P(OCOR^{3})_{3}(III)
en la que los restos R^{3}, que pueden ser
iguales o diferentes, representan alquilo de
C_{1}-C_{18} o arilo, que está substituido,
dado el caso, por alquilo de C_{1}-C_{4},
NO_{2} o alquilo de
OC_{1}-C_{4}.
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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