187438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-(foszfono-metil)-glicin előállítására
1 2 187 438 nagyobb (adott esetben háromszoros) kapacitáskihasználással, kedvező energiamérleggel és jó hozammal állíthatjuk elő a spektroszkópiailag tiszta célterméket. Az az észlelt jelenség, hogy a fentiekben vázolt lúg és sav adagolása esetén a keletkezett termék oldhatósága megnövekszik, két magyarázatra ad lehetőséget. Az egyik szerint túltelített oldat keletkezésével lehetne számolni. Ennek a feltevésnek azonban ellentmond az a tény, hogy a reakcióelegy- 10 bői mechanikus hatásra sem válik ki a termék. A másik teljesen hipotetikus magyarázat az lehetne, hogy a reakcióelegy az N-(foszfono-metil)imino-diecetsavat nem szabad sav és nem só, hanem egy eddig még fel nem derített szerkezetű más 15 származék (molekulavegyület, komplex, adduktum) formájában tartalmazza. A reakcióelegyben lévő N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav-származékot a továbbiakban „N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav savval és lúggal képezett komplexumá”- 20 nak vagy röviden „N-(foszfono-metil)-iminodiecetsav-komplexum”-nak nevezzük. A komplexum az alkalmazott reakcióközegben igen jól oldódik, és a komplexumból nagy töménységű, stabilis vizes oldatok készíthetők. Rendkívül meglepő to- 25 vábbá az a tapasztalatunk, hogy a találmány szerint összeállított reakcióelegyben az N-(foszfonometil)-imino-diecetsav lényegesen nagyobb sebességgel oxidálódik, mint a tiszta vizes oldatban egyébként^ azonos körülmények között oxidált N- 30 (foszfono-metil)-imino-diecetsav. Mindezek a tapasztalatok arra utalnak, hogy a találmány szerint összeállított reakcióelegyben az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavból egy, az oxidációra sokkal hajlamosabb komplexum képződött, és a komple- 35 xum oxidációja - az N-(foszfono-metil)-iminodiecetsavrsókéval ellentétben - a kívánt irányban megy végbe. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott kiindulási reakcióelegyet úgy készíthetjük el, hogy N- 40 (foszfono-metil)-imino-diecetsavat legalább 1 mólekvivalens bázist tartalmazó vízben oldunk, és a kapott oldat pH-ját a jelenlévő bázisra vonatkoztatva legföljebb 2 ekvivalens sav adagolásával legföljebb 3-ra állítjuk. Az utóbbi esetben döntő jelen- 45 tősége van a komponensek beadagolási sorrendjének. Tapasztalataink szerint az N-(foszfono-metil)imino-diecetsav a semleges vagy savas kémhatású, lúgot és savat is tartalmazó vizes oldatban (95 °C- on) nem oldódik 4 súly%-ot meghaladó mértékben, 50 tehát az oxidálni kívánt komplexum így nem állítható elő. Az eljárásban tetszőleges bázikus kémhatású anyagot felhasználhatunk, amelyek közül példaként a következőket soroljuk fel: szervetlen bázi- 55 sok, így nátrium-hidroxid, kálium-hidroxid, ammónium-hidroxid, továbbá szerves bázisok, így primer, szekunder és tercier alkil-aminok (előnyösen metil-amin, etil-amin, propil-amin, izopropil-amin, butil-amin és dimetil-amin), bázikus gyűrűs nitro- go gén-vegyületek (így piridin, 2-metil-piridin, anilin). 1 mól N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavra vonatkoztatva legalább 1 mólekvivalens bázist használunk fel. A bázis mennyiségének felső határa célszerűen kb. 2 mólekvivalens lehet; ennél nagyobb gg \ mennyiségű bázis alkalmazásából már további előnyök nem származnak. Előnyösen 1 mól N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavra vonatkoztatva 1,5-2 mól bázist használunk fel; így nagy N-(fosz- 5 fono-metil)-imino-diecetsav-koncentrációjú, homogén oldatokat készíthetünk. Az eljárásban alkalmazott sav tetszőleges erős sav lehet; így például kénsavat, salétromsavat, trifluor-ecetsavat és más, 2-es pK-értékű vagy annál erősebb savakat használhatunk fel. A reakcióelegyhez 1 mól bázisra vonatkoztatva legföljebb 2 ekvivalens savat adhatunk. Előnyösnek bizonyult, ha a reakcióelegyhez 1 mól bázisra vonatkoztatva 0,8-1,7 mólekvivalens savat adunk. 1 mól bázisra vonatkoztatva célszerűen kb. 1-1,5 mólekvivalens savat használunk fel; ez a savmennyiség elegendő a reakciósebesség fokozásához, ugyanakkor gazdaságossági szempontokból is optimális. A találmány szerint összeállított reakcióelegyben a savból és a bázisból puffer-rendszer képződik, így az elegy savassága még a megengedhető maximális mennyiségű sav beadagolásakor sem tolódik el a korróziót okozó tartományba. A bázisként felhasználható aminok, illetve az azokból sav hatására képződő származékok nagy része korróziógátló hatást fejt ki, ami a biztonságos üzemvitel szempontjából jelentős előny. A találmány szerinti eljárásban oxidálószerként peroxidokat használunk fel, amelyek közül példaként a következőket soroljuk fel: szervetlen peroxidok, így hidrogén-peroxid, nátrium-peroxid, perkénsav, kálium-peroxi-diszulfát, permangánsav, valamint szerves oxidálószerek, így perecetsav, kumil-hidroperoxid, etil-benzol-hidroperoxid, ditercier butil-hidroperoxid, di-tercier butil-peroxid. Az alkalmazott oxidálószer mennyisége az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav 1 móljára számítva 1 móltól 5 mólig terjedhet. Szakember számára nyilvánvaló, hogy 1 mólekvivalens oxidálószer használata esetén nem várható a reakció teljes végbemenetele, míg 5 mólekvivalens alkalmazása esetén a képződött N-(foszfono-metil)-glicin egy része már tovább oxidálódik. 1 mól N-(foszfono-metil)-iminodiecetsavra vonatkoztatva tehát célszerűen 2-2,5 mól oxidálószert használunk fel; ez biztosítja a reakció teljes vagy majdnem teljes lezajlását, de a képződött terméket nem oxidálja tovább számottevő mértékben. A reakciót megnövelt hőmérsékleten, például 50-120 °C-on, előnyösen 90-100 °C-on hajtjuk végre. Az oxidálószer beadagolásának módja nem kritikus, de célszerű azt a már kellő hőmérsékletre (mintegy 90-100 °C-ra) felmelegített reakcióelegyhez a katalizátor jelenlétében részletekben adagolni. Ha a reakciót úgy vezetjük, hogy az oxidáció nagyon gyorsan zajlik le (pl. 100 'C körüli hőmérsékletet és a lúggal legalább ekvivalens mennyiségű savat alkalmazunk), akkor ennek a részletekben történő adagolásnak nincs jelentősége. A találmány szerinti eljárásban katalizátorként a periódusos rendszer alcsoportjaiba tartozó bármilyen fémet felhasználhatunk önmagában vagy vegyület formájában, amelyek az oxidálószer gyökös bomlását katalizálják. Amennyiben nemesfém3
