Способ получения n-фосфонометилглицина

Способ получения n-фосфонометилглицина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сотоэ Советских

Социалистически»

Реснубннк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

« 927121 (6l) Дополнительный к патенту (22) Заавлено 07.05.80 (21) 2917349/23-04 (51) М. Кл. (23) Приоритет - (32) 1.1. 05. 79

С 07 Г 9/38

9еудеретеаиай кеиетет

CCCP ае делан езеератеххй к етарытей (31) ИА-3146 (33) ВН1

Опубликовано 07. 05. 82.Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 070582 (53) УЙК 547.341. .07 (088.8) Иностранцы

Антал Гаал,йожеф Фаркаш,Шандор Хорват, Шандор Балинт, -:-....

Золтан Колонич, Ласло Шолтес, Лайош Леринц, Петер Хайду,.

Ласло Ботар, Иштван Немев, Агнеш Гедра, Ласло Шюмеги,.

Тамаш Видроци, Юлиа Лукач, Деже Гал и Агнеш Кеслер (ВНР1

Иностранное предприятие

Нит рокемиа ипартелейек"

il (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (ВНР) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Й -.ФОСФОНОИЕТИЛГЛИЦИНА

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к усовершенствованному способу получения N-фосфонометилглицина, который может быть использован в качестве гербицида в сельском хозяйстве.

Известен способ получения N-фосфонометилглицина электролитическим окислением тетраэфира Хфосфономе" тилиминодиуксусной кислоты с последующим гидролизом полученного продукта 1) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения N-фосфонометилглицина каталитическим окислением N-фосфонометилиминодиуксус" ной кислоты кислородом или кислородсодержащим газом при 70-120 С и давлении 3-10 атм в присутствии катализатора - активированного угля с удельной поверхностью, равной 300

1900 м /г, взятого в количестве 5403 от веса М-фосфонометилиминодиуксусной кислоты (2l.

Однако из-за плохой растворимости N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты приходится обрабатывать большие количества модных растворов, а это существенно снижает полезную производственную мощность реактора и повышает энергетические затраты.

Кроме4того, из отходящего раствора приводится удалять большое количест тО во воды, что требует дополнительной затраты энергии.

Цель изобретения - упрощение проце сса.

Поставленная цель достигается

1а тем, что в способе получения N-фосфонометилглицина, который заключается в том, что водную суспензию, содержащую 7 - 70 г N-фосфонометилиминодиуксуснои кислоты в 100 мл воее ды, подвергают каталитическому окислению кислородом или кислородсодеро жащим газом при 70 - 120 С и давлении 3 - 1О атм в присутствии катализатора - активированного угля с .та удельной поверхностью, равной 300

927121

1S

З5 ао

SO

3

190С м /r, или платины на активированном угле, или палладия на активированном угле, взятого в количестве 5 - 403 от веса N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты, окисление ведут в водной суспензии, содержащей 7 - /О г N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты в 100 мл воды, а в качестве катализатора используют активированный уголь, или платину на активированном угле, или палладий на активированном угле.

При этом окисление ведут в водной суспензии, содержащей 20 - 50 r

Я"фосфонометилиминодиуксусной кислоты в 100 мл воды.

Предлагаемый способ характеризуется простотой технологии, так как позволяет исключить из обработки большие количества водных раство- ров, а также устраняет необходимость удалять из отходящего раствора большие количества воды, что позволяет . снизить затраты энергии при одновременном повышении производительности и процесса.

Il р и м е р 1 (сравнительный) .

Реакцию проводят в снабженном обогревающей рубашкой, термометром, вентилем для подачи и отвода газа кислотоупорном стальном резервуаре, изготовленном путем вальцевания. В реактор помещают раствор 4 г Ы-фосфонометилиминоуксусной кислоты в 100 мл воды при 100 С, затем добавляют к раствору 0,4 г катализатора .в виде активированного угля марки "Норит А".

Реактор закрывают, закрепляют на приспособлении для встряхивания и вводят в реактор сжатый воздух, пока давление не достигнет 6 атм. Рео акцию проводят при 90-95 С при постоянном перемешивании. Образующиеся во время реакции формальдегид и углекислый газ через каждые 30 мин стравливают из реактора. При этих условиях реакция заканчивается за

2,5 ч, причем получают,2,8 г (100%) чистого N-фосфонометилглицина, степень чистоты которого подтверждается данными спектроскопии ядерного магнитного резонанса.

Удельную конверсию вычисляют по следующему уравнению:

Вес окончательного продукта, r

Удельная конверсия

Объемы жидкости, лхВремя реакции,ч

Достигнутая степень конверсии:

11,2 г/ л ч.

Пример 2. Поступают, как описано в примере 1, однако исходными веществами служат 100 г воды и 20 г N --фосфонометилиминодиуксусной кислоты, а в качестве катализатора 2 r "Норита А".

После 6,5 ч реакции получают

1н,о гй -аосфонометилглицина (94,4) что соответствует удельной конверсии 21, 5 г/л ч, что превышает в

1,9 раза значение, достигнутое в сравнительном примере.

Пример 3; Поступают, как описано в примере 1, однако исходными веществами служат 100 r воды, 40 r N -фосфонометилиминодиуксусной кислоты и в качестве катализатора

4 r "Норита А". После 10 ч реакции получают 28,6 г (94 73) М-фосфонометилглицина, чистого по данным

ЯИР-спектроскопии. Достигнута удельная конверсия: 28,.6 г/л ° ч (в 2,5 раза выше, чем в сравнительном примере) .!

ll р и м е р 4. Поступают, как описано в примере 1, однако исходными веществами служат 100 r воды.

30 г N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты и в качестве катализатора 3 г "Норита А". После 8,5 ч реакции получают 21,2 г (93,6) N-фосфонометилглицина, чистого по данным

ЯИР-спектроскопии. Достигнутая удельная конверсия: 24,9 г/л,ч (в 2,2 раза выше, чем в сравнительном примере) .

Пример 5. Реакцию проводят в кислотоупорном автоклаве с рубашкой для обогрева, снабженном лопастной месйтельной мешалкой и вентилями для подачи и отвода газа. В автоклав помещают 800 г N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты,1000 мл воды и 30 r катализатора "Йорит А".

Автоклав закрывают, реакционную смесь нагревают до 90 - 95oC и подают сжатый воздух ниже уровня жидкости, пока давление не достигнет

6 атм. Суспензию перемешивают со скоростью 400 об/мин. После реакции, продолжающейся 8,5 ч, получают

208 г (95,33) N-фосфонометилглицина, чистого по данным ЯМР-спектроскопии. Достигнута удельная конверсия: 24 г/л -ч в 2,2 раза выше, чем в сравнительном примере.

27121 4

16

2S

30,сия: 33,75 г/л .ч (в 3 раза больше, чем было достигнуто в сравнительзз им при

Пример 12. Поступают как и в примере 2, но в качестве катализатора берут 4 г/203 при соотнесении к исходному веществу/ активированного угля "Норит". Удельная по. ее рхность катализатора составляет

1100 + /г. Вместо воздуха в суспензию вводят чистый газообразный кисе лород и реакцию проводят при 70 С.

После 3 ч реакции получают 14 r (93,36) ЯИР-cпектрoскoпичеcки чистого К-фосфонометилглицина. Удельная конверсия: 46,66 г/л ч (в 4, 16 г раза больше, чем достигнуто в срав50 нительном примере) .

Пример 13. Поступают так же, как .и в примере 2, но в качест- ве катализатора используют 1. г ак. г, ä. тивированного угля мед. Норит нАР уП в количестве 5 вес.3 в пересчете на исходное вещество. Удельная поверхность катализатора составляет 18001900 м /г. В суспенэию вводят воздух, содержащий 403 кислорода. Пос-.

5 9

По окончании реакции катализатор сразу же отфильтровывают, остаток промывают горячей водой и высушивают при l10 С. Регенерированный таким образом катализатор применяют для последующих синтезов.

Пример 6. Поступают, как описано в примере 5, однако исходными веществами служат 1000 мл воды, 200г N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты и в качестве катализатора 20 r "Иорита A".

После 6,5 проведения реакции получают 146 r (95,34)N-фосфонометилглицина, чистого по данным ЯИР-спектроскопии. Достигнутая удельная конверсия: 22,4 г/л ч (превышает вдвое значение,полученное в сравнительном примере) .

Катализатор регенерируют, как описано в примере 5, и используют для проведения дальнейших операций.

Пример 7. Поступают, как описано в примере 1, однако применяют в качестве исходных веществ

100 мл воды, 20 r Й -фосфонометил, иминодиуксусной KHclloTbl катализатором служит 2 r катализатора "Норит А", регенерированного после проведения реакции по примеру 6. После 6, 5 ч реакции получают l4,2 г (94,5 ь) N-фосфонометилглицина, чистого по данным ЯИР-спектроскопии.

Достигнутая удельная конверсия:

21,8 г/л ч (превышает в 1,9 раза зна чение, полученное в сравнительном примере) .

Катализатор используют при проведении дальнейших пяти рабочих циклов

Активность катализатора не снижается.

Пример 8. Поступают, как описано в примере 7, однако исходными веществами служат 1М мл воды, 120 г N -фосфонометилиминодиуксусной кислоты и 2 r катализатора в виде

53-ro палладия, нанесенного на активированный уголь марки "Карбо С экст ра". После 5 ч реакции получают 14,4 (95,34) N-фосфонометилглицина, чистого по данным ЯМР-спектроскопии.

Достигнутая удельная конверстия:

28,8 г/л ч (превышает в 2,5 раза значение, полученное в сравнительном примере) .

Пример 9. Поступают, как описано в примере 1, однако в качестве исходных веществ используют

100 мл воды, 20 г 4-фосфонометилиминодиуксусной кислоты и катализатор

2 г активированного угля "Карбо

Экстра С". После 7 ч реакции получают 14,3 г (94,6Ф) N-фосфонометилглицина, чистого по данным ЯИР-спектроскопии. Достигнутая удельная конверсия: 20,8 г/л,ч (превышает в 1;85 раза значение, полученное в сравнительном примере).

Пример 10. Поступают, как описано в примере 1, однако исходны" ми веществами служат 100 мл воды, 20 r N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты и катализатор в виде 53-ной платины, нанесенной на активированный уголь "Карбо Экстра С". После

4,5 ч реакции получают 14,2 г (94,5Ф}N-фосфорометилглицина, чистого по данным ЯИР-спектроскопии. Достигнутая удельная конверсия: 31,5 r/ë ч (превышает в 2, 8 раза значение, достигнутое s сравнительном примере) .

Пример 11. Поступают также, как это описано в примере 2. В качестве катализатора применяют

8 г/40 вес.3 при соотнесении к исходному веществу активированного угля

"Дарко Х", удельная поверхность которого составляет 300 м /г. После а

4 ч реакции пойучают 13,5 г (903)

ЯИР-спектроскопически чистого N-фосфонометилглицина. Удегьная конверФормула изобретения

Составитель В.Мякушева

ТехРед За фанта Корректор С . Шекмар

Редактор E.Äè÷èíñêàÿ

Заказ 3013/49 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 9271 ле 6 ч реакции получают 14,2 r (94,63) ЯМР-спектроскопически чистого Й -фосфонометилглицина. Удельная конверсия: 23,4 г/л ° ч (в 2,1 раза выше, чем в сравнительном примере) .

Пример 14. Поступают также, как описано в примере 2, но реакцию проводят при давлении 10 атм.

Получают 11 г 73,3М ЯМР-спектроско- 10 пически чистого Й-фосфонометилглицина. Удельная конверсия: 17, 1 г/лзч (а 1,51 раза балвше, чем е сравните л ьном приме ре) .

Пример 15. Поступают так- 15 же, как описано в примере 2, но реакцию проводят при давлении 10 атм.

После 4 ч реакции выделяют 16 г продукта, содержащего 80 вес.4 (12,8 г} Й -фосфонометилглицина, Удельная конверсия: 19,7 г/л ч (в

1,8 раза больше, чем в сравнительном примере).

Пример 16. Поступают также, как в примере 2, но реакцию про- 25 водят при 120 С и давлении 3 атм.

Вместо воздуха вводят смесь, содержащую аргон и кислород (203). После 1 ч реакции выделяют 18 г твердого вещества - 40 вес.3 7,2 г

hl-фосфонометилглицина. Удельная конверсия: 72 г/л ч (в 6,4 раз больше чем в сравнительном примере).

Пример 17.Поступают также, как описано в примере 2, но в качестве исходной смеси применяют суспензию из 100 мл воды, 70 г Й-фосфонометилиминодиуксусной кислоты и

7 г активированного угля "Норит А" в качестве катализатора удельная по- 4в верхность: 900 и /г.. После 7 ч реакции выделяют 61 r твердого вещества, которое содержит 55 вес. i (33,5 г)

N-фосфонометилглицина. Удельная конверсия: 47,8 г/л ч (в 4,3 раза боль- 45 ше, чем в сравнительном примере) .

Пример 18. Поступают также, как описано в примере 2, но в качестве исходного материала примейяI

21 8 ют суспензию из 100 мл воды, 7 г

N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты, О, 7 г активированного угля Карбо С Экстра {удельная поверхность:

1200 м /r. После 3,5 ч реакции поФ лучают 5,1 (98 ) ЯМР-спектроскопически чистого N-фосфонометилглицина.

Удельная конверсия: 14,57 г/л ч (в 1,3 раза больше, чем в сравнительном примере) .

Удельная поверхность активированного угля марки "Норит А" 900 м /л, ъ марки "Карбо С Экстра" 1100 м /r.

1. Способ получения N-фосфонометилглицина каталитическим окислел нием N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты кислородом или кислородсодержащим газом при 70 - 120 С и давлении 3 - 10 атм в присутствии катализатора, включающего активированный уголь с удельной поверхностью, равный 300 - 1900 м /г, в количестве 5 - 404 от веса N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты, о т л ич а ю, шийся тем, что, с целью упрощения процесса, окисление ведут в водной суспензии, содержащей 7

70 г N-фосфонометилиминодиуксусной кислоты в 100 мл воды, и в качестве катализатора используют активированный уголь, или платину- на активированном угле, или палладий на активированном.угле.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что окисление ведут в водной суспензии,. содержащей 20

50 г N-фосфонометилиминодиуксусной, кислоты в 100 мл воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Н 3859183, кл. 204-59, опублик. 1975.

2. Патент СССР М 588923, кл. С 07 F 9/38, 1975 (прототип) .