168961. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-foszfonometil- glicin-származékok előállítására

168961 5 Természetesen a szakember számára világos, hogy a vizes közegnek az elektromos áramot a legjobban vezető vizes közegnek kell lennie. Ily módon savakat, bázisokat vagy olyan bázisok sóit használhatjuk, amelyek az elektrolizáló oldatot vezetővé teszik. Természetesen a szakember számára az is világos, hogy a reakció ideje változó, és azt az áramerősség az elektródfelület és a reakcióoldat térfogata határozza meg. A találmány szerinti eljárásnál a melléktermékek között formaldehid is képződik. A képződött formaldehid néha reagál a termékkel, és N-metil-N-foszfonometil-glicin képződik. Azt találtuk, hogy ezt a másodlagos reakciót kiküszöbölhetjük, vagy lényegesen visszaszoríthatjuk, ha egy formaldehid-mentesítő ágenst, például karbamidot stb. használunk. A jobb eredmények elérése érdekében azonban ellenőrizni kell a reakció paramétereit, azaz a hőmérsékletet, a koncentrációt és a reakcióidőt, hogy kiküszöböljük az ilyen anyagok szükségességét, mivel ezek az ágensek befolyásolhatják az N-foszfonometil-glicin termék kristályosítását és kinyerését. Az N-foszfonometil-glicin terméket a találmány tárgyát képező eljárás szerint a reakcióoldatból a szakember számára ismert, szokásos módszerekkel, mint például extrakcióval és átkristályosítással, centrifugálással, betöményítéssel stb. nyerjük ki. A reakcióoldatot például vákuumban bepárolhatjuk a víz, a sav és az illékony melléktermékek eltávolítása céljából. A szilárd maradékot vízben oldhatjuk, és az oldatot lehűtve kiválik az N-foszfonometil-glicin, amelyet szűréssel kinyerünk. Kinyerhetjük és tisztíthatjuk a terméket izopropanol-víz elegyéből átkristályosítva is. A találmány tárgya szerinti eljáráshoz használt N-organo-N-foszfonometfl-amino-ecetsav-származékokat a megfelelő aminból formaldehiddel és foszforossawal sósav jelenlétében állíthatjuk elő a 3 288 846 számú Amerikai Egyesült Allamok-beli szabadalom alapján. A következő példák közelebbről is bemutatják a találmány tárgya szerinti eljárást. A példákban, ha másképpen nincs megadva, a részek súlyrészt jelentenek. 1. példa Egy alkalmas üveg reakciódénybe, amelyet grafit anóddal és platina katóddal szerelünk fel, N-foszfonometilimino-diecetsav (15 g), nátriumhidroxid (4,6 g) és víz (60 ml) oldatát tesszük. A reakció hőmérséklete körülbelül 16 C°, a pH-t 3 körül tartjuk pH szabályozóval. Az anódot és a katódot feszültségszabályozóra kapcsoljuk, amelynek anódpotenciálja 0,9 volt, standard kalomel elektródra vonatkoztatva. A kezdeti 112 mA áramerősség 64 óra múlva 25 mA-ra csökken. A reakciókeveréket ezután NMR spektrum analízissel analizálva azt találtuk, hogy 7,7% N-foszfonometilimino-diecetsavat, 72% N-foszfonometil-glicint és 15,4% N-metil-N-foszfonometil-glicint tartalmaz. 2. példa Grafit anódot és platina katódot tartalmazó elektrolizáló cellába N-foszfonometilimino-diecetsav 5 (15 g) 50 ml koncentrált sósavval készült oldatát tesszük körülbelül 1,09 V (standard kalomel elektródára vonatkoztatva) feszültségű elektromos áramot vezetünk át a cellán és az oldaton keresztül kb. 65 órán keresztül kb. 10-15 C° hőmérsékle-10 ten, amíg a teljes, 18,060 coulomb töltésmennyiség felhasználódik. A reakciókeveréket ezután NMR spektroszkópiával analizálva a talált összetétel a következő: 15 9,2% foszfonometilimino-diecetsav, 77,5% N-foszfonometil-glicin, 7,4% N-metil-N-foszfonometil-glicin és 6,1% N,N-dimetiliminometilén-foszfonsav. 20 3. példa Egy kb. 25 ml térfogatú szendvics cellát használunk, amely két (10,8 cm) átmérőjű grafit korongból áll, amelyeket U-alakú gumitömítés választ 25 el, és a két szigetelő szorítócsavarral van összekapcsolva. Ebbe a cellába 20 ml koncentrált sósavban oldott N-foszfonometilimino-diecetsavat (4,5 g) teszünk. Az iminodiecetsav oldásához a sósavat melegíteni kell, azonban lehűtés után az anyag 30 oldatban marad. Az elektrolízist 1,05-1,17 V (standard kalomel elektródra vonatkoztatva) anódpotenciál mellett végezzük (kezdeti áramerősség 300 mA) 4 óra 40 percen keresztül, amíg 0,0524 Faraday töltésmennyiség halad át. 35 A reakcióoldatot analizálva azt találjuk, hogy N-foszfonometil-glicint tartalmaz kevés reagálatlan kiindulási anyag és NJí-dimetih'minometilén-foszfonsav és N-metil-N-foszfonometil-glicin mellett. 4. példa N-foszfonometilimino-diecetsav (15 g) 50 ml koncentrált sósavval készített oldatát elektrolitiku-45 san oxidáljuk üveg cellában grafit elektródokat használva, 40 C°-on, konstans, 200 mA-es áramot használunk (anód potenciál 2,1 v) kb. 26 órán keresztül. Ez alatt az idő alatt az anódpotenciál l,8V-ra csökken és az oldat szintje a cellában kb. 50 10%-kal csökken. A reakcióoldatot egy flaskába dekantáljuk, a cellát és az elektródokat kb. 100 ml koncentrált sósavval mossuk és a »mosó oldatokat a reakcióoldattal egyesítjük. Az oldatot ezután vákuumban 55 bepároljuk, így 22,6 g fehér szilárd anyagot nyerünk, ezt analizálva 39,1 súly% N-foszfonometil-glicint találtunk, ami a kiindulási anyagra számított 79,5%-os kitermelést jelent. 5. példa Számos kísérletet végeztünk a 3. példában használt szendvics cellához hasonló cellát használva, 65 azonban elektrolitikusan tiszta grafittal és fűtő-3