氨基鏈烷膦酸及其鹽和/或酯的生產的製作方法

2023-12-03 06:18:46 2

專利名稱：氨基鏈烷膦酸及其鹽和/或酯的生產的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有下述通式(Ⅰ)的α-氨基鏈烷膦酸和/或其鹽或酯的生產新方法
式中R1、R2相同或不相同，它們選自於氫原子、1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基、鹼金屬或鹼土金屬原子。
R3＝氫原子或烷基、環烷基、芳基或芳烷基，這些基團可含雜原子，並可由一個或多個雜原子，最好是滷素原子取代。
R4＝氫原子、1-4碳原子的直鏈或支鏈烷基。
化學式(Ⅰ)的產品是已知的，並用作殺真菌劑(EP0153284和US4994447和4888330)。R1、R2和R4是氫原子而R3是乙基的這種產品就是ampropylfos。
在上述專利中描述的這些產品的生產方法還不能應用於工業上生產這類產品，尤其是高溫高壓，反應時間很長的氫化催化法生產這些產品更是如此。
本發明的目的在於以比先前描述的生產方法更經濟地得到這些化合物。
本發明的另一目的是以比已知的條件溫和得多的水解條件、尤其反應時間也短得多，來生產化學式(Ⅰ)的化合物。
此外，本發明的第三個目的是利用一種能較好控制含水或氣體流出物的方法。
最後，本發明另一個目的是提供具有產率高、純度好的化學式(Ⅰ)的化合物。
1、氨基鏈烷膦酸或其酯和鹽(R，S)1的製備方法經過三步(酸)或四步(酯，鹽)，其步驟如下圖所示
R5＝R1和/或R2、或鹼金屬原子，最好是Na或K，n＝1或2。
反應a)是伯胺與羰基衍生物(或羰基衍生物的保護形式，也就是說醛縮醇、半醛縮醇或二氧戊環，為生成羰基，它適於在酸性介質中進行反應)之間進行的，它可按下圖描述
在比如丙醛之類的醛與特丁基胺之類的伯胺之間的反應是在環己烷中於室溫下(20℃)進行的。得到相應的亞胺例如特丁基丙亞胺，這種亞胺只是中間化合物，這樣人們可以不用任何輔助處理就進入下面的反應步驟(步驟b)，但這樣得到的雜質比率高。蒸餾的亞胺得到選擇性比較好，但在這種情況下，蒸餾會損失很大一部分(30%)含成的亞胺。
在有機溶劑介質中進行步驟a)時，可以很容易傾析生成的水，而水是造成雜質率高的原因。
使用諸如環己烷的溶劑，除去95%這種生成水，而使用二氯甲烷只能除去61%生成的水、甲苯為83%，甲苯-蘇打混合物為93%。
可用共沸蒸餾除去剩餘的水，但要在亞胺降解的這一溫度(環己烷為80℃)下進行。最好在環乙烷溶液中用簡單的傾析生成水的方法實施。
按a)得到的亞胺對二烷基亞磷酸鹽的縮合步驟b)描述如下
其步驟a)和b)是在有機溶劑中實施的，如環己烷、二氯甲烷或甲苯。將步驟a)得到的亞胺有機溶液倒入純二烷基亞磷酸鹽，或它本身為有機溶液。
所得二酯水解與所得二酸沉澱的步驟c)按下圖進行
在步驟b)以後得到的二酯化合物可以如此分離和使用。然而，作為殺真菌劑有很大意義的化合物是酸和鹽，即其R1和/或R2選自於鹼金屬或鹼土金屬的化合物。由於所涉及的酸或者作為某種酸，或者作為製得鹽的中間物都是有利的，所以實際上總是在實施其水解步驟之後接著進行所得亞磷酸的沉澱。
水解c)條件比前面描述的要更溫合，事實上，人們已經知道酸解1-氨基鏈烷膦酸二酯這個步驟的基本反應，但要使用溴氫酸，在一定壓力下而溫度為175-180℃，反應48小時。
本發明使用每摩爾二酯為2-5當量的硫酸，在大氣壓下，溫度120-140℃;可進行水解達幾小時(4-6小時)。
在這些條件下，兩個酸性官能團被釋放如同重新給出NH2的伯胺。如果把溫度調到更低，例如80℃左右，製得R4不是氫原子的化合物是可能的。在這種情況下，只生成兩個酸性官能團。
在步驟c)製得的二酸的成鹽酯化作用的可能步驟d)描述如下
其中R5＝R1和/或R2，最好是Na或K，n＝1或2，當n＝1時，其中一個R5是氫原子。
下面實施例非限制性地說明了本發明。
實施例1 氨基丙烷膦酸的合成(二乙基亞磷酸鹽方法1)a)在室溫(20℃)下於1小時將3摩爾(174g)丙醛倒入裝在圓底燒瓶中的3摩爾(219g)特丁基胺中。為了傾析所生成的水，最後倒入393g環己烷。這樣得到51.5g水相和734.5g有機相(d＝0.786)b)抽取183g前面反應混合物(有機相)，以便有0.75摩爾(84.75g)生成的亞胺，在1小時內將其反應混合物加到0.75摩爾(103.5g)溫度升到60℃的二乙基亞磷酸鹽中。
讓總反應混合物(34%環己烷286.5g)保持在60℃，然後在1小時內將其溫度升到80℃，再維持1小時後停止加熱和攪拌。
那麼得到亞胺和亞磷酸鹽的轉換率(TT)分別是97%和96%，二酯的反應產率(RR)達到89%，氫氧化物雜質((EtO)2POCH(OH)Et)達6%。
(c)在溫度140℃下用每摩爾二酯為3當量的硫酸(96%)進行二酯水解。在熱的酸溶液中倒入其二酯。
在反應5小時後，得到呈水相的二酸用甲醇處理，然後用三乙基胺(NEt3)處理。
這樣得到下述結果以氨基鏈烷膦酸/二酯表示的RR＝81%氨基鏈烷膦酸純度＝99%
實施例2 氨基丙烷膦酸的合成(二乙基亞磷酸鹽方法2)a)在20℃圓底燒瓶中加入2摩爾(146g)特丁基胺，往其中(胺)再倒入2摩爾(116g)20℃丙醛。在加入丙醛之後，為了能夠傾析，加入250g環己烷。那麼就得到35g水相和477g有機相(d＝0.78)，將有機相分成兩份各238.5g。
b)從其中一份抽取179克以便有0.75摩爾(84.75g)亞胺，在攪拌下於40分鐘內將前述亞胺倒入50℃，0.75摩爾(103.5g)二乙基亞磷酸鹽。然後，將溫度升到60℃達6小時，在70℃，278g所得到的混合物在實驗真空下蒸發之後得到184g產品，其產品進行氣相色譜法和RMN分析。
小結如下特丁基丙烷亞胺的TT＝96%，二乙基亞磷酸鹽的TT＝97%二酯的RR＝90%羥基雜質的RR＝7.2%用鹼性洗滌(NaOH20%，然後為H2O)純化其二酯以除去羥基雜質(EtO)2POCH(OH)Et)。為使剩餘的羥基量限制在0.5%摩爾，必需進行多次洗滌。事實上，僅用60℃水只洗滌一次達1小時40分鐘，在最終混合物中這種雜質就達6%。
c)使用一部分製得純化到95%的二酯，在溫度140℃用每摩爾二酯為3當量的硫酸(96%)進行水解，將二酯倒入熱的酸溶液中。在反應5小時後，所得到的水相二酸用甲醇，再用三乙基胺(NEt3)處理。
得到下述結果以氨基鏈烷膦酸/二酯表示的RR＝88%氨基鏈烷膦酸純度＝＞99%
實施例3 氨基丙烷膦酸的合成(二甲基亞磷酸鹽方法1)a)在20℃圓底燒瓶中加入2摩爾(146g)特丁基胺，再往其中的胺倒入2摩爾(116g)20℃丙醛。在加完丙醛後，為了傾析，加入250g環己烷。這樣得到35g水相和477克有機相(d＝0.78)，將有機相分成兩份，各為238.5g。
b)由其中一份抽取179克，以便有0.75摩爾(84.75g)亞胺，在攪拌下於40分鐘內將前述亞胺倒入0.75摩爾(82.5g)50℃二甲基亞磷酸鹽中。然後，將溫度升到60℃達6小時，在70℃實驗真空下蒸發所得到的257g混合物後，得到164g產品，其產品進行氣相色譜法和RMN進行分析。
小結如下亞胺轉化率(TT)＝100%二甲基亞磷酸鹽(DMP)的TT＝100%二酯/DMP的反應產率(RR)＝90%羥基(Meo)2POCH(OH)Et)/DMP的RR＝4.8%其它雜質＝4.3%c)由所得到的二酯，在130℃於4小時內用3當量的硫酸進行水解。然後，所得到的酸用甲醇和三乙基胺沉澱。
那麼就有氨基丙烷膦酸/二酯的RR＝85%氨基丙烷膦酸/二甲基亞磷酸鹽的RR＝77%氨基丙烷膦酸純度＝99%實施例4 氨基丙烷膦酸的合成(二甲基亞磷酸鹽方法2)a)在圓底燒瓶中，加入3.5摩爾(258g)特丁基胺(d＝0.7)，在20℃於1小時內給此胺加入3.5摩爾(203g)丙醛(d＝0.8)。為傾析加入461g環己烷，得到60.5g水相(除去96%生成的水)和860g有機相(d＝0.76)。
b)在另一個圓底燒瓶中，將2.5摩爾(275g)二甲基亞磷酸鹽與275g環己烷混合。將其混合物加熱達到溫度80℃。在此溫度，加入614.3g相應於2.5摩爾亞胺的有機相。其加入時間為1小時，在此期間蒸發含有一部分由亞胺減退作用生成的丙醛的環己烷。這時將其溫度保持在88℃達4小時。蒸發得到178g環己烷溶液。
抽取955g反應混合物，物料平衡可表明損失達28g。此反應混合物(932g，在抽取分析試樣酸後得到517g幹提取物，其提取物用氣相色譜法和RMN進行分析。
得到二甲基亞磷酸鹽的TT＝100%二酯/二甲基亞磷酸鹽的RR＝94%羥基/二甲基亞磷酸鹽的RR＝2%因此，其蒸餾能顯著地降低羥基(MeO)2POCH(OH)Et雜質的生成。
c)將得到的二酯(470g，2.03摩爾)於30分鐘倒入20℃96%硫酸溶液(643g，6.3摩爾，即3.1當量酸/1摩爾二酯)然後，將其溫度升到最高達130℃，保持其溫度達5小時。在20℃和pH5的條件下，用甲醇(1.6ml/g溶液)和三乙基胺(340g/摩爾二酯)沉澱之後，得到氨基丙烷膦酸/二酯表示的RR＝84%氨基丙烷膦酸/二甲基亞磷酸鹽表示的RR＝79%氨基丙烷膦酸純度＝99.1%
實施例5用二乙基亞磷酸鹽實施步驟a)和b)(其它溶劑)a)在圓底燒瓶中於室溫下放入1摩爾(73g)特丁基胺。在15分鐘內倒入1摩爾(58g)丙醛。在45分鐘後，為了進行傾析加入130g二氯甲烷和2gNaCl。當時得到13g水相(除去61%生成的水)和247g有機相，在提取4g後，其有機相於50℃蒸餾20分鐘。其蒸餾完成後，得到236g反應混合物。
b)提取118g該混合物倒入0.4摩爾(55g)25℃二乙基亞磷酸鹽中，然後將溫度在15分鐘內升到57℃以便稍微回流。保持其溫度達3小時。
在這些條件下，得到下述結果特丁基丙烷亞胺的TT＝91%二乙基亞磷酸鹽的TT＝98%二酯的RR＝76%羥基雜質表示的RR＝15%
權利要求
1.製備具有下述通式(I)的α-氨基鏈烷膦酸，及其鹽或酯的方法
式中R1、R2相同或不同，它們選自於氫原子、1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基、鹼金屬或鹼土金屬原子，R3是氫原子、烷基、環烷基、芳基或芳烷基，這些基團可由一個或多個雜原子，最好是滷素原子取代，R4是氫原子、1-4碳原子的直鏈或支鏈烷基，其特徵在於該方法包括三個(酸)或四個(鹽或酯)步驟，所有這四個步驟可按下述描述
R5等於R1和/或R2，或鹼金屬原子，最好是Na或K，而n是1或2，條件是n=1時，其中一個R5是氫原子。
2.按權利要求1的方法，其特徵在於在步驟d)中，R5是鈉或鉀原子。
3.按權利要求1的方法，其特徵在於步驟a)和b)是在水中不混溶或有點混溶的有機溶劑介質中進行的。
4.按權利要求3的方法，其特徵在於其有機溶劑選自於包括環己烷，二氯甲烷或甲苯的組中。
5.按權利要求4的方法，其特徵在於其有機溶劑是環己烷。
6.按權利要求1的方法，其特徵在於其羰基化合物呈非保護形式、酮或醛、或呈保護形式，醛縮醇、半醛縮醇或二氧戊環。
7.按權利要求6的方法，其特徵在於其羰基化合物(Ⅱ)是丙醛。
8.按權利要求1的方法，其特徵在於胺(Ⅲ)選自於甲基-、乙基-、丙基-、或異丙基-或正丁基-、或特丁基胺。
9.按權利要求8的方法，其特徵在於胺(Ⅲ)是特丁基胺。
10.按權利要求1的方法，其特徵在於步驟a)是用與羰基衍生物(Ⅱ)相比摩爾數過量的胺(Ⅲ)進行的，同時除去生成的水。
11.按權利要求1的方法，其特徵在於在步驟b)中，二烷基亞磷酸鹽(Ⅴ)化合物是二甲基-或二乙基亞磷酸鹽。
12.按權利要求1的方法，其特徵在於在步驟c)中，在溫度80-150℃下，按每摩爾二酯(Ⅵ)為2-5當量的酸使用硫酸。
13.按權利要求12的方法，其特徵在於在130-140℃用約3當量硫酸進行該反應。
14.按權利要求1的方法，其特徵在於在步驟c)結束後於pH＝5時，通過在有機或無機強鹼性介質中沉澱來純化生成的氨基鏈烷膦酸(Ia)。
15.按權利要求14的方法，其特徵在於其鹼是三乙基胺。
16.按權利要求1得到化學式(Ⅰ)化合物的方法，其中R1和R2不都是氫原子，其特徵在於1摩爾步驟c)的氨基鏈烷膦酸與約1或2摩爾化合物R5OH進行反應，R5與R1或R2有相同的意義。
全文摘要
本發明涉及製取具有化學通式(I)的α-氨基鏈烷膦酸及其鹽或酯的新方法
文檔編號C07F9/40GK1072932SQ9211379
公開日1993年6月9日 申請日期1992年10月30日 優先權日1991年10月31日
發明者喬治·阿克西奧蒂斯, 埃萊娜·德韋特 申請人:羅納-普朗克農業化學公司