KR20200029451A - N-부틸(3-아미노-3-시아노프로필)메틸포스피네이트 및 (3-아미노-3-시아노프로필)메틸포스핀산 암모늄 염의 혼합물을 제공하기 위한 3-[n-부톡시(메틸)포스포릴]-1-시아노프로필 아세테이트의 반응에 의한 글루포시네이트의 제조 - Google Patents
N-부틸(3-아미노-3-시아노프로필)메틸포스피네이트 및 (3-아미노-3-시아노프로필)메틸포스핀산 암모늄 염의 혼합물을 제공하기 위한 3-[n-부톡시(메틸)포스포릴]-1-시아노프로필 아세테이트의 반응에 의한 글루포시네이트의 제조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 특히 n-부틸 (3-아미노-3-시아노프로필)메틸포스피네이트 및 (3-아미노-시아노프로필)메틸포스핀산 암모늄 염의 혼합물을 제공하기 위한 암모니아와 3-[n-부톡시(메틸)포스포릴]-1-시아노프로필 아세테이트의 반응에 의한 글루포시네이트 및 글루포시네이트 염의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 일반적으로, 본 발명은 또한 상응하는 인-함유 시아노히드린 에스테르 (II) 로부터 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴의 제조 방법, 및 이의, 글루포시네이트 및 글루포시네이트 염의 제조를 위한 중간체로서의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 주로 상응하는 인-함유 시아노히드린 에스테르로부터 이하에서 정의된 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 특정 인-함유 α-아미노니트릴의 제조 방법, 및 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염의 제조를 위한 이의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 나아가 글루포시네이트/글루포시네이트 염의 제조 방법에 관한 것이다.
인-함유 시아노히드린 에스테르는 각종 산업 분야에서, 특히 제약/농약 분야에서 사용될 수 있는 생물학적 활성 물질의 제조에서 가치있는 중간체이다.
US 4,168,963 에는, 각종 인-함유 및 제초 활성 화합물의 제조가 기재되어 있는데, 이 중에서도 특히 포스피노트리신 (2-아미노-4-[히드록시(메틸)포스피노일]부탄산; 일반적인 명칭: 글루포시네이트, 이하 글루포시네이트로 지칭됨) 및 이의 염이 농약 분야에서 상업적 중요성을 획득한 바 있다.
(글루포시네이트)
이러한 인-함유 제초 활성 화합물, 특히 글루포시네이트의 합성을 위한 중간체의 제조 방법은 예를 들어 US 4,521,348, US 4,599,207 및 US 6,359,162 B1 에 기재되어 있다. 공개공보 WO 2015/173146, WO 2017/037033, WO 2017/037034, WO 2017/037009 및 WO 2017/037012 에는 인-함유 시아노히드린 또는 시아노히드린 에스테르의 제조를 위한 추가-개선된 공정 변형이 기재되어 있다.
CA1231103 (EP 0 121 226 에 대응) 에는, 수소 분위기에서 수소화 촉매의 존재 하에, 4-(히드록시메틸포스피닐)-2-옥소부티르산의 암모니아 또는 1 차 아민으로의 처리에 의한 포스피노트리신의 제조 방법이 기재되어 있다.
US 4,521,348 (EP 0 011 245 에 대응) 에는, 주로 인-함유 시아노히드린 유도체의 제조 방법 및 공개 명세서 DE 27 17 440 (US 4,168,963 에 대응) 을 참조한 이소부틸 (3-시아노-3-히드록시프로필)메틸포스피네이트의 암모니아 및 물과의 개략적 반응 (WO 2015/173146 의 방식과 유사) 이 기재되어 있다.
US 4,692,541 에는, 염화암모늄 (NH4Cl) 및 농축 암모니아 수용액 (약 25%) 을 이용하는 Strecker 합성 조건 하에서의 알칼리 금속 시아니드와 아실랄의 반응에 의한 인-함유 α-아미노니트릴의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 문헌은 추가로 US 4,521,348 (EP 0 011 245 에 대응) 에 기재된 방법으로써, 이소부틸 (3-시아노-3-아세톡시프로필)메틸포스피네이트와 1.) NH3, 다음 2.) KOH 및 3.) H2SO4 의 반응 후에 글루포시네이트가 약 85% 의 수율로 수득된다고 기술하고 있다.
CN102399240A 에는, 아크롤레인 시아노히드린 아세테이트의 에틸 메틸 포스피네이트와의 자유-라디칼 형성제의 존재 하에서의 반응 이후, 염화암모늄 (NH4Cl) 과 25% 수성 암모니아의 혼합물로 수득된 미정제 생성물의 아미노분해(aminolysis) 로 α-아미노니트릴을 수득하는 것을 포함하는, 글루포시네이트-암모늄의 개선된 제조 방법이 개시되어 있다.
해당 인-함유 시아노히드린 에스테르로부터 인-함유 α-아미노니트릴의 제조를 위한 종래 기술의 방법은 때때로 매우 우수한 수율로 원하는 인-함유 α-아미노니트릴의 제조를 허용하지만, 예를 들어 지나치게 낮은 공간 시간 수율, 암모니아와 같은 출발 재료의 높은 화학양론적 이용, 부수적 산물 또는 부산물의 너무 높은 비율 (및 관련 처리, 예를 들어 폐수 처리) 및 인-함유 α-아미노니트릴의 정제 및 단리에서 과도하게 높은 복잡성 (예를 들어, 바람직하지 않게 높은 염 부담 및 그로 인한 여과에 필요한 복잡성의 결과로서) 과 같이, 여전히 산업적 생산 규모로의 사용가능성과 관련해서 단점이 있다.
따라서 본 발명에 의해 제기된 문제점은, 종래 기술 방법에 비해 적어도 필적할만하거나 더 나은 화학적 수율로 인-함유 α-아미노니트릴을 제공하고, 상술된 단점들 중 하나, 하나 초과, 또는 전부를 개선하고, 특히 개선된 공간 시간 수율을 허용하고, 암모니아와 같은 출발 재료의 사용의 감소, 더 적은 비율의 부수적 산물 또는 부산물, 및 바람직하게는 예를 들어 경제적, 환경 관련 및/또는 품질 관련 측면에서 개선된 반응 방식을 가능하게 하는 상응하는 인-함유 시아노히드린 에스테르로부터 인-함유 α-아미노니트릴의 제조 방법을 발견하는 것이었다.
이 문제는 이하에 기술된 본 발명에 따른 방법에 의해 해결된다.
본 발명은 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물의 제조 방법으로서,
이때, 화학식 (II) 의 화합물:
[식 중, 각 경우에서
R2
는 (C1-C12)-알킬, (C1-C12)-할로알킬, (C6-C10)-아릴, (C6-C10)-할로아릴, (C7-C10)-아르알킬, (C7-C10)-할로아르알킬, (C4-C10)-시클로알킬 또는 (C4-C10)-할로시클로알킬이고,
R5
는 (C1-C12)-알킬, (C1-C12)-할로알킬, (C6-C10)-아릴, (C6-C10)-할로아릴, (C7-C10)-아르알킬, (C7-C10)-할로아르알킬, (C4-C10)-시클로알킬 또는 (C4-C10)-할로시클로알킬임]
이, 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.0-3.5 몰 당량의 NH3 을 이용하여 NH3 과 반응하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 특히, 바람직한 및 특히 바람직한 것으로서 기재된 본 발명에 따른 방법의 구성 (configuration) 중 하나에서, 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물이, 공간-시간 수율이 개선되고, 암모니아와 같은 출발 재료의 사용이 감소되며, 공정 경제성 (예를 들어, 감소된 여과 복잡성을 통한 반응의 개선된 워크업) 이 개선되고, 부수적 산물 또는 부산물의 비율이 더 적고, 및 그에 따른 반응 방식이 개선되어 제조된다.
전반적으로, 글루포시네이트의 제조를 위해 이하에 기재된 본 발명에 따른 추가 방법을 비롯한 본 발명에 따른 방법은 감소된 출발 재료의 사용과 더불어 원치 않는 부수적 산물 및 부산물 성분이 덜 발생되고, 그리하여 본 발명에 따른 방법은 더욱 효율적이고 에너지 절약적이다.
라디칼 R2 및 R5 의 각 알킬 라디칼은 직쇄 또는 분지쇄 (분지형) 탄소 골격을 가질 수 있다.
표현 "(C1-C4)-알킬" 은 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼의 간략한 표기법으로, 즉 라디칼 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 2-메틸프로필 또는 tert-부틸을 포함한다. 보다 큰 특정 범위의 탄소 원자를 갖는 일반적인 알킬 라디칼, 예를 들어 "(C1-C6)-알킬" 은 상응되게 또한 더 큰 수의 탄소 원자를 갖는 직쇄형, 또는 분지형 알킬 라디칼, 즉 이 예에서는 5 및 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 또한 포함한다.
표현 "(C4-C5)-알킬" 은 4 또는 5 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼의 간략한 표기법으로, 즉 n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, sec-펜틸 및 네오펜틸 라디칼을 포함한다.
"할로겐" 은 불소, 염소, 브롬 및 요오드로 이루어진 군을 지칭한다. 할로알킬, 할로아릴, 할로아르알킬 및 할로시클로알킬은 각각, 바람직하게는 불소, 염소 및 브롬 군, 특히 불소 및 염소 군으로부터의 동일하거나 상이한 할로겐 원자에 의해 부분적으로 또는 완전히 치환된 알킬, 아릴, 아르알킬 및 시클로알킬을 지칭한다. 따라서, 할로알킬은 예를 들어 모노할로알킬 (= 모노할로겐알킬), 디할로알킬 (= 디할로겐알킬), 트리할로알킬 (= 트리할로겐알킬) 또는 그 밖의 퍼할로알킬, 예를 들어 CF3, CHF2, CH2F, CF3CF2, CH2FCHCl, CCl3, CHCl2, CH2CH2Cl 을 포함한다. 다른 할로겐-치환된 라디칼에 대해서도 동일하게 적용된다.
화학식 (II) 의 인-함유 시아노히드린 에스테르의 제조법은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에서 공지된 방법에 의해 (예를 들어, 처음에 인용된 문헌에 따라) 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법과 관련된 화학식 (Ia) 및 (II) 에 있어서,
R2
는 (C3-C6)-알킬이고,
R5
는 (C1-C4)-알킬, (C6-C8)-아릴 또는 (C5-C8)-시클로알킬인 경우가 바람직하다.
본 발명에 따른 방법과 관련된 화학식 (Ia) 및 (II) 에 있어서,
R2
는 (C4-C5)-알킬이고,
R5
는 메틸, 에틸 또는 이소프로필인 경우가 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 방법과 관련된 화학식 (Ia) 및 (II) 에 있어서,
R2
는 n-부틸, 이소부틸, n-펜틸 또는 이소펜틸이고,
R5
는 메틸인 경우가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법과 관련된 화학식 (Ia) 및 (II) 에 있어서,
R2
는 n-부틸이고,
R5
는 메틸인 경우가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총량 2.0 내지 3.0 몰 당량의 NH3 를 이용하는 방식으로 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총량 2.3 내지 2.8 몰 당량의 NH3 를 이용하는 방식으로 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총량 2.4 내지 2.7 몰 당량의 NH3 를 이용하는 방식으로 수행하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 사용된 NH3 가 본질적으로 무수성인 방식으로 수행하는 것이 바람직한데, 이는 처음에 언급된 본 발명에 따른 방법의 장점, 특히 개선된 공간-시간 수율, 암모니아와 같은 출발 재료의 사용 감소, 낮은 비율의 부수적 산물 또는 부산물 및 개선된 반응 방식과 관련된 장점이 특정 수준으로 달성될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 방법과 관련하여, 사용된 NH3 는 바람직하게는 본질적으로 무수성이며, 이는 사용된 NH3 내 수분 함량이 1 중량% 이하이고, 규칙적으로는 0.1-0.5 중량% 범위라는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 반응이 수행되는 방식으로 행해진다.
인-하우스 (In-house) 실험은, 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가가 본 발명에 따른 방법에 어떠한 유리한 영향도 미치지 않으며, 이러한 점에서 이것은 불필요한 것임을 보여줬다. 문헌에 공지된 방법에 의한 글루포시네이트 및 그의 염의 추가 제조는 반응 과정에서 형성되어진 염 형태의 부수적 산물 또는 부산물의 제거를 위한 여과 단계를 포함하는 것이 일반적이므로, 본 발명에 따른 방법에서 염화암모늄의 첨가를 생략하는 것은, 반응 방식에서, 특히 나중의 여과와 관련해서 추가적인 개선을 의미한다.
본 발명에 따른 방법은 상기 정의된 바와 같은 화학식 (II) 의 하나 이상의 화합물, 바람직하게는, 바람직한 또는 특히 바람직한 것으로서 정의된 화학식 (II) 의 화합물 하나 이상이 초반에 반응기에 액체 형태로 충전되고, NH3 가 첨가되는 방식으로 수행되는 것이 바람직하다.
바람직한 구성에서, 첨가는 공정 조건 하에서 일반적으로 기상, 액체 또는 부분적 기상 및 부분적 액체 형태인 NH3 가 부분적으로 또는 완전히 화학식 (II) 의 초반에 충전된 화합물(들)을 포함하는 액체 상의 표면 아래에서 계량되는 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 반응이 0 내지 70℃ 의 범위의 온도에서, 바람직하게는 10 내지 60℃ 의 범위의 온도에서 수행되는 방식으로 행해지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 15 내지 50℃ 의 범위의 온도에서, 더욱 바람직하게는 20 내지 45℃ 의 범위의 온도에서 수행되는 방식으로 행해지는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따라 형성된 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물은 예를 들어 글루포시네이트와 같이 인-함유 아미노산의 합성을 위한 출발 재료로서 이용될 수 있다 (이러한 합성 경로는 아래에 상세히 설명됨).
승압 또는 감압 하에서 본 발명에 따른 방법을 수행하는 것이 추가로 가능하다.
본 발명에 따른 방법은 반응이 5 bar 이하의 절대 압력 (pabs) 에서, 바람직하게는 4 bar 이하의 절대 압력에서, 추가 바람직하게는 970 mbar 내지 3 bar 범위의 절대 압력에서 수행되는 방식으로 행해지는 것이 바람직하다.
반응 매개변수 (특히, 화학식 (II) 의 화합물 및 NH3 의 몰 비, 반응에 존재하는 수분의 함량, 및 관련된 반응 온도 및 반응 시간) 의 선택에 따라, 본 발명에 따라 제조된 혼합물은 상이한 비율의 화학식 (Ia) 의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 화합물을 함유한다. 화합물 (Ia) 의 비율은 규칙적으로 10 내지 90 mol% 이고, 화합물 (Ia) 의 비율은 통상 20 내지 80 mol% 이다 (각 경우에서, 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물의 총량을 기준으로 함).
본 발명의 바람직한 및 특히 바람직한 반응 조건 하에서, 화합물 (Ia) 의 비율은 규칙적으로 30 내지 80 mol% 이고, 화합물 (Ia) 의 비율은 종종 40 내지 80 mol% 이고, 화합물 (Ia) 의 비율은 통상 50 내지 80 mol% 이다 (각 경우에서, 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물의 총량을 기준으로 함).
반응 절차, 특히 반응 시간 및 사용된 NH3 의 양에 따르면, 화합물 (Ia) 의 비율은 각 경우에서 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물의 총량을 기준으로 60 mol% 이상, 아니면 70 mol% 이상일 수 있다.
화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 바람직하게는
R2
는 (C4-C5)-알킬이고,
R5
는 메틸, 에틸 또는 이소프로필인
화학식 (Ia) 및 (II) 에 적용가능한데, 상기 방법은
사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.0 내지 3.5 몰 당량의 NH3 를 이용하며,
여기서, 반응은 0 내지 70℃ 범위의 온도에서, 바람직하게는 10 내지 60℃ 의 범위의 온도에서 수행되고,
바람직하게는, 하기 매개변수 중 하나, 하나 초과, 또는 전부가 부가적으로 적용가능하다:
반응이 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 실시됨,
사용된 NH3 가 본질적으로 무수성임, 및/또는
반응이 5 bar 이하의 절대 압력 (pabs) 에서 수행됨.
화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 바람직하게는
R2
는 (C4-C5)-알킬이고,
R5
는 메틸, 에틸 또는 이소프로필인
화학식 (Ia) 및 (II) 에 적용가능한데, 상기 방법은
사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.0 내지 3.0 몰 당량의 NH3 를 이용하며,
여기서 반응은 10℃ 내지 60℃ 범위의 온도에서 수행되고,
반응은 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 실시되고,
사용된 NH3 은 본질적으로 무수성이고,
반응은 5 bar 이하의 절대 압력 (pabs) 에서 수행된다.
화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 특히 바람직하게는
R2
이 n-부틸, 이소부틸, n-펜틸 또는 이소펜틸 (바람직하게는, 결국 n-부틸) 이고,
R5
이 메틸인
화학식 (Ia) 및 (II) 에 적용가능한데, 상기 방법은
사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.3 내지 2.8 몰 당량의 NH3 를 이용하며,
여기서, 반응은 15℃ 내지 50℃ 의 범위의 온도에서, 더욱 바람직하게는 20℃ 내지 45℃ 범위의 온도에서 수행되고,
바람직하게는, 하기 매개변수 중 하나, 하나 초과, 또는 전부가 부가적으로 적용가능하다:
반응이 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 실시됨,
사용된 NH3 가 본질적으로 무수성임, 및/또는
반응이 4 bar 이하의 절대 압력 (pabs) 에서 수행됨.
화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 특히 바람직하게는
R2
이 n-부틸, 이소부틸, n-펜틸 또는 이소펜틸 (바람직하게는, 결국 n-부틸) 이고,
R5
이 메틸인
화학식 (Ia) 및 (II) 에 적용가능한데, 상기 방법은
사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.3 내지 2.8 몰 당량의 NH3 를 이용하여 적용가능하며,
여기서, 반응은 20℃ 내지 45℃ 의 범위의 온도에서 수행되고,
반응은 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 실시되고,
사용된 NH3 은 본질적으로 무수성이고,
반응은 4 bar 이하의 절대 압력 (pabs) 에서 수행된다.
화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 인-함유 α-아미노니트릴을 포함하는 혼합물의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 매우 특히 바람직하게는
R2
이 n-부틸, 이소부틸, n-펜틸 또는 이소펜틸 (바람직하게는, 결국 n-부틸) 이고,
R5
이 메틸인
화학식 (Ia) 및 (II) 에 적용가능한데, 상기 방법은
사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.4 내지 2.7 몰 당량의 NH3 를 이용하며,
여기서, 반응은 20℃ 내지 45℃ 의 범위의 온도에서 수행되고,
반응은 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 실시되고,
사용된 NH3 은 본질적으로 무수성이고,
반응은 970 mbar 내지 3 bar 범위의 절대 압력 (pabs) 에서 수행된다.
본 발명에 따른 방법은 임의의 희석제에서 수행될 수 있다.
사용가능한 임의의 희석제는 원칙적으로 물 또는 반응 조건 하 불활성인 다양한 유기 용매이다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 공간-시간 수율과 관련해서도 이러한 희석제의 사용 또는 첨가 없이 수행된다 (이미 앞서 언급한 바와 같음).
반응식 1 의 하기 개략도는 화학식 (II) 의 화합물의 화학식 (Ia) 및 (Ib) (식 중, R2 및 R5 는 각각 상기에서 제공된 정의를 가짐) 의 화합물, 및 부수적 산물 (물 및 아미드 R5CONH2) 및 2차 성분 (주로 알코올 R2OH 및 에스테르 R5COOR2) 로의 전환을 예시한다.
반응식 1:
본 발명에 따른 반응은 회분식 (batchwise) 공정 방식으로 (예를 들어, 반회분식 작동 모드) 또는 연속식 공정 방식으로 (예를 들어, 연속 교반 탱크에서) 수행될 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 연속식 공정 방식이란 화합물 (즉, 화학식 (II) 의 화합물과 같은 반응물 및 암모니아) 이 반응기에 도입되고 (유입/공급), 동시에, 그러나 공간적으로 이로부터 분리되어, 화합물 (즉, 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물과 같은 생성물) 이 반응기로부터 방출되는 것 (방출/배출) 을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
대조적으로, 회분식 공정 방식에서는, 반응물 (즉, 화학식 (II) 의 화합물 및 암모니아) 의 도입, 전환 (즉, 반응물의 반응) 및 생성물 (즉, 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물과 같은 생성물) 의 반응기로부터의 방출의 단계가 오직 개별 상 (phase) 으로만 중첩되어 또는 연속적으로 수행된다.
바람직한 구성에서, 본 발명에 따른 방법은 반회분식 모드로 수행되고, 여기서 NH3 의 도입은 본질적으로 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물을 포함하는 혼합물을 형성하도록 동시에 진행되는 반응으로 수행된다.
본 발명의 문맥에서 글루포시네이트 염은 바람직하게는, 글루포시네이트의 암모늄 염, 포스포늄 염, 술포늄 염, 알칼리 금속 염 및 알칼리 토금속 염, 및 글루포시네이트의 할로겐화수소산 (hydrohalic acid) 및 황산과의 염이다.
본 발명의 문맥에서 특히 바람직한 것은 글루포시네이트, 글루포시네이트 나트륨 및 글루포시네이트 암모늄, 및 글루포시네이트 히드로클로라이드이다.
추가 양태에서, 본 발명은 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염의 제조에 관한 것으로서:
(글루포시네이트)
여기서, 이 방법에서, 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물이 이용되고:
[식 중, R2 은 상기 본 발명에 따라 정의된 의미, 바람직하게는 상기 바람직한 것으로서 정의된 의미, 및 더욱 바람직하게는, 상기 특히 바람직한 것으로서 정의된 의미를 가짐],
사용된 이 혼합물은 본 발명에 따른 방법에 의해, 바람직하게는 상기 바람직한, 또는 특히 바람직한 것으로서 기재된 구성 중 하나에 따라 제조된다.
본 발명은 추가로 하기 단계 (a) 및 (b) 를 포함하는, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히, 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄의 제조 방법에 관한 것이다:
(a)
본 발명에 따라 상기 정의된 바와 같은, 바람직하게는 바람직한 것으로서 상기 정의된 바와 같은, 및 더욱 바람직하게는, 특히 바람직한 것으로서 상기 정의된 바와 같은 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을 제조하는 단계로서, 이때 이러한 혼합물은 본 발명에 따른 방법에 의해, 바람직하게는 상기 바람직한 것으로서, 또는 특히 바람직한 것으로서 기재된 구성 중 하나로 제조되는 단계,
및
(b)
단계 (a) 에서 제조되고, 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄으로 전환하는 단계,
또는
(b)
글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄의 제조를 위해, 단계 (a) 에서 제조되고, 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을 이용하는 단계.
글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염의 제조를 위한, 본 발명에 따른, 바람직하게는, 바람직한 것으로서 또는 특히 바람직한 것으로서 기재된 구성 중 하나로의 방법은, 바람직하게는, 단계 (b) 에서 화학식 (Ia) 의 화합물에 대한 니트릴기 및 포스핀산 에스테르기의 산성 가수분해 및 화학식 (Ib) 의 화합물에 대한 니트릴기의 산성 가수분해가 수행되는 방식으로 수행되며, 이들 가수분해는 바람직하게는 무기산, 결국 바람직하게는 수성 HCl (염산) 으로 수행된다.
글루포시네이트 및/또는 글루포시네이트 염의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 상기 후자 방법 단계는 예를 들어 CN102399240A 에 기재된 바와 같은 공지된 방식으로 수행될 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법 (바람직하게는, 바람직한 것으로서 또는 특히 바람직한 것으로서 기재된 구성 중 하나로의) 에 의해 제조된, 각각의 경우, 상기 정의된 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물의, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄의 제조를 위한 용도에 관한 것이다.
하기의 실시예는 본 발명을 설명한다.
실시예:
모든 데이타는 달리 언급되지 않는 한 중량을 기준으로 한다.
사용된 약어:
ACM:
3-[n-부톡시(메틸)포스포릴]-1-시아노프로필 아세테이트, 화학식 (II) 의 화합물
AMN:
n-부틸 (3-아미노-3-시아노프로필)메틸포스피네이트, 화학식 (Ia) 의 화합물
장비: 내부 온도계 및 재킷 냉각, 교반기, 임의로는 HPLC 펌프 및 IR 프로브 (반응 모니터링을 위함) 을 갖춘 500 ml 오토클레이브.
실시예 1:
질소 기체로 퍼징된 500 ml 오토클레이브에, 초기에 9.6 g 의 물 및 9.3 g 의 염화암모늄 (사용된 ACM 의 양을 기준으로 0.45 몰 당량에 해당) 를 충전하고, 57.8 g 의 암모니아 수용액 (수 중 33%, 사용된 ACM 양을 기준으로 2.9 몰 당량에 해당) 을, 교반하면서 (600 rpm) 첨가하였다. 후속해서, 100.92 g 의 ACM 을 HPLC 펌프에 의해 오토클레이브로 펌핑하였고, 이 과정에서 내부 온도는 초기에 20℃ 에서 약 22℃ 로 상승하였다. ACM 의 첨가를 종료한 후, 혼합물을 추가 20 분 동안 교반하였다; 반응 혼합물의 조성에서 추가 변화는 IR 프로브에 의해 기록되지 않았다.
31P NMR 에 따르면, 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 원하는 화합물의 비율은 90% 였다 (NMR 에 의한 화학식 (Ia) 및 (Ib) 의 화합물의 양의 비는 69:31 였음).
31P-NMR (162 MHz, D2O): δ (ppm) = 63.06/63.05 ppm (69%) 및 42.91/42.84 ppm (31%).
실시예
2:
사용된 NH3 의 수분 함량은 0.2 내지 0.25 중량% 였다.
NH3 기체로 퍼징된 500 ml 오토클레이브에, 초기에 252.9 g 의 ACM (ACM 함량: 92%) 을 충전하고, 20℃ 에서, 교반하면서 (800 rpm), 42.3 g 의 NH3 기체 (사용된 ACM 의 양을 기준으로 2.6 몰 당량에 해당) 를 22 분 이내에 오토클레이브에 통과시키고, 이 과정에서 내부 온도가 35℃ 로 상승되었고, 재킷 냉각에 의해 35℃ 에서 유지시켰다. 73 분 이후, 반응이 종결되었다; 반응 혼합물의 조성에서 추가 변화는 IR 프로브에 의해 기록되지 않았다.
오토클레이브로부터의 반응 혼합물을 400 ml 의 32% 염산에 방출하고 생성된 혼합물을 7 시간 동안 110℃ 에서 교반하고, 이 과정에서 물, 아세트산, n-부틸 클로라이드, n-부탄올 및 n-부틸 아세테이트와 같은 휘발성 성분이 부분적으로 증류 제거되었다. 이어서, 암모니아 수용액으로 중화시켰다. 수득된 용액 중 글루포시네이트-암모늄의 함량은 15.9% 였으며, 이는 사용된 ACM 의 양을 기준으로 이론치의 91.5% 의 수율에 해당한다.
글루포시네이트-암모늄의 함량 측정을, 외부 표준으로서 글루포시네이트-암모늄 및 용리액으로서 0.1 몰 KH2PO4 수용액을 사용하여 HPLC 에 의해 암모늄 히드록시드 용액으로 중화된 샘플로부터 수행했다.
실시예 3:
사용된 NH3 의 수분 함량은 0.2 내지 0.25 중량% 였다.
재킷 냉각을 갖춘 0.5 l 오토클레이브에 초기에 252.8 g 의 ACM (ACM 함량 90.7%) 을 충전하고, 오토클레이브를 질소로 퍼징하였다. 22℃ 의 내부 온도에서, 약 8 g 의 기상 NH3 를 용액에 냉각 없이, 교반하면서 (900 rpm) 주입했다. 여기서 35℃ 로의 온도 상승이 발생했다. 후속해서, 33 내지 35℃ 에서의 재킷 온도를 통한 폐쇄-루프 제어에 의해 내부 온도를 제어하고 (크리오스탯을 통한 냉각), 38 분 내, 약 34.4 g 의 NH3 를 기체로서 첨가했다 (총 42.4 g, 2.6 당량에 해당). 최대 내부 압력은 3.5 bar 절대 압력 (2.5 bar 게이지에 해당) 이었다. 내부 온도 34℃ 에서, 교반을 추가 96 분 동안 지속하고, 이 반응 혼합물을 507 g 의 염산 (수 중 32%, 4.6 당량에 해당) 에 방출하였다 (수 조를 통한 냉각). 이어서, 이 혼합물을 환류 하 7 시간 동안 교반하고, 약 200 ml 의 증류액을 증류 제거하였다. 이어서, 반응 혼합물을 22℃ 로 냉각시키고, 암모니아 용액 (수 중 25%) 으로 pH 6.5 로 만들고, 물로 희석하였다 (용액의 총 중량 1026.2 g; 글루포시네이트-암모늄의 함량 (HPLC): 16.5%, 사용된 ACM 의 양을 기준으로 이론치의 97% 에 해당).
글루포시네이트-암모늄의 단리를 위해, 용액을 이용하여 후속된 절차는 CN102399240A 의 실시예 7 에 기재된 것과 유사하였다: 이를 위해, 용액을 농축시키고, 메탄올을 첨가하고, 침전된 염화암모늄을 여과해내고, 모액을 감압 하에서 농축하고, 다시 한번 메탄올과 교반하고 냉각시켰다. 결정화된 생성물을 여과해내고, 메탄올로 세정했다. 건조 후, 192.8 g 의 고체를 수득하였다 (글루포시네이트-암모늄의 함량 (HPLC): 81.4%, 사용된 ACM 의 양을 기준으로 이론치의 90.3% 에 해당). 글루포시네이트-암모늄의 함량을 확인하기 위해, 이들 고체를 이용하여, 물을 함유한 50 중량% 용액을 제조하였다 (글루포시네이트-암모늄의 함량 (HPLC): 40.9%, 이론치의 90.6% 에 해당).
31P-NMR (162 MHz, D2O): δ (ppm) = 56 ppm.
Claims (15)
- 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물의 제조 방법으로서:
화학식 (II) 의 화합물:
[식 중, 각 경우에서:
R2 는 (C1-C12)-알킬, (C1-C12)-할로알킬, (C6-C10)-아릴, (C6-C10)-할로아릴, (C7-C10)-아르알킬, (C7-C10)-할로아르알킬, (C4-C10)-시클로알킬 또는 (C4-C10)-할로시클로알킬이고,
R5 는 (C1-C12)-알킬, (C1-C12)-할로알킬, (C6-C10)-아릴, (C6-C10)-할로아릴, (C7-C10)-아르알킬, (C7-C10)-할로아르알킬, (C4-C10)-시클로알킬 또는 (C4-C10)-할로시클로알킬임]
을 NH3 과, 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로 총 2.0-3.5 몰 당량의 NH3 을 이용하여 반응시키는, 혼합물의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
R2 는 (C3-C6)-알킬이고,
R5 는 (C1-C4)-알킬, (C6-C8)-아릴 또는 (C5-C8)-시클로알킬인, 혼합물의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
R2 는 (C4-C5)-알킬이고,
R5 는 메틸, 에틸 또는 이소프로필인, 혼합물의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로, 총량 2.0 내지 3.0 몰 당량의 NH3 가 사용되는, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 화학식 (II) 의 화합물의 양을 기준으로, 총량 2.3 내지 2.8 몰 당량의 NH3 가 사용되는, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 NH3 가 본질적으로 무수성이고, 사용된 NH3 에서의 수분 함량이 1 중량% 이하인, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 반응이 염화암모늄 (NH4Cl) 의 첨가 없이 수행되는, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 화학식 (II) 의 하나 이상의 화합물이 초기에 액체 형태로 반응기에 충전되고, NH3 가 첨가되는, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 반응이 0 내지 70℃ 의 범위의 온도에서, 바람직하게는 10 내지 60℃ 의 범위의 온도에서 수행되는, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 반응이 15 내지 50℃ 의 범위의 온도에서, 바람직하게는 20 내지 45℃ 의 범위의 온도에서 수행되는, 혼합물의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 반응이 5 bar 이하의 절대 압력, 바람직하게는 4 bar 이하의 절대 압력, 추가 바람직하게는 970 mbar 내지 3 bar 범위의 절대 압력에서 수행되는, 혼합물의 제조 방법.
- 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염의 제조 방법으로서:
(글루포시네이트)
이 제조 방법에서, 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물이 사용되고, 사용된 이 혼합물은 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에서 정의된 제조 방법에 의해 제조되는, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염의 제조 방법:
[식 중, R2 은 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서 제공된 정의를 가짐]. - 하기 단계 (a) 및 (b) 를 포함하는, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄의 제조 방법:
(a) 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에서 정의된 제조 방법에 의해 제조되고, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을 제조하는 단계,
및
(b) 단계 (a) 에서 제조되고, 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄으로 전환하는 단계,
또는
(b) 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄의 제조를 위해, 단계 (a) 에서 제조되고, 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을 이용하는 단계. - 제 13 항에 있어서, 단계 (b) 에서, 화학식 (Ia) 의 화합물을 제공하기 위한 니트릴기 및 포스핀산 에스테르기의 산성 가수분해 및 화학식 (Ib) 의 화합물을 제공하기 위한 니트릴기의 산성 가수분해를 수행하며, 바람직하게는 이들 가수분해가 무기산으로, 결국 바람직하게는 수성 HCl (염산) 으로 수행되는, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에서 정의된 제조 방법에 의해 제조되고, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 화학식 (Ia) 의 적어도 하나의 화합물 및 화학식 (Ib) 의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물의, 글루포시네이트 또는 글루포시네이트 염, 특히 글루포시네이트, 글루포시네이트-나트륨, 글루포시네이트 히드로클로라이드 또는 글루포시네이트-암모늄의 제조를 위한 용도.
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