187438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-(foszfono-metil)-glicin előállítására
1 187 438 2 katalizátorokat alkalmazunk, ezeket célszerűen hordozóra felvitt fém formájában juttatjuk a reakcióelegybe. A hordozós nemesfém-katalizátorok közül példaként az aktívszénre, alumínium-oxidra, bárium-szulfátra felvitt platinát és palládiumot említjük meg. Az egyéb fémeket célszerűen vegyületeik formájában adjuk a reakcióelegyhez. A fémvegyületek pl. oxidok (így vas-oxid, molibdén-oxid, ezüst-oxid, ólom-oxid stb.), sók (így vas-szulfát, ón-klorid, mangán-klorid stb.) vagy a fémet anion vagy komplex formájában tartalmazó vegyületek (így ammónium-molibdát stb.) lehetnek. Különösen előnyös katalizátoroknak bizonyultak a molibdén, vanádium és króm nagyobb oxidációs fokú vegyületei, elsősorban a molibdátok. A reakciót ultraibolya fény besugárzásával is katalizálhatjuk. Különösen előnyösnek bizonyult a 250-300 nm tartományba eső hullámhosszú ultraibolya fény. További lehetőség az, hogy az előzőekben felsorolt katalizátorok alkalmazása mellett a reakcióelegyet ultraibolya fénnyel is besugározzuk. A találmány szerinti eljárásban homogén (tehát a reakcióközegben oldódó) és heterogén (tehát a reakcióközegben nem oldódó) katalizátorokat egyaránt felhasználhatunk. A katalizátor szükséges mennyiségének alsó határértéke a felhasznált fém vagy fémvegyület minőségétől és a reakcióközegben való oldhatóságától függően változik. A reakcióközegben jól oldódó, nagy aktivitású katalizátorok (pl. egyes molibdén-vegyületek) esetenként már az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav mennyiségér re vonatkoztatott 10-100 ppm koncentrációban is jó katalitikus hatást fejtenek ki, míg más esetekben a katalizátort ennél nagyobb mennyiségben kell felhasználnunk. Általában célszerű, ha az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav mennyiségére vonatkoztatva legalább kb. 0,01-0,1 súly% katalizátort adunk a reakcióelegyhez. A katalizátort rendszerint az N-(foszfono-metil)-imino-diecetsavra vonatkoztatva 0,1-10 súly % mennyiségben használjuk fel. A katalizátor mennyiségének felső határa kémiailag nem döntő jelentőségű tényező. A heterogén katalizátorokat (így a vas-oxidot vagy a hordozós nemesfém katalizátorokat) az N-(foszfono-metil)imino-diecetsav mennyiségére vonatkoztatva 10-30%-os mennyiségben is felhasználhatjuk. A heterogén katalizátorok szűréssel egyszerűen elkülöníthetők a reakcióelegytől, és ismét felhasználhatók a reakcióban. A katalizátormennyiség növelésének gazdaságossági szempontokból korlátot szab az a körülmény, hogy rendszerint a katalizátor mennyiségének növelésével párhuzamosan fokozódik a peroxid-vegyület fajlagos fogyása. A találmány szerinti eljárásban kapott végső reakcióelegyet önmagában ismert módon dolgozzuk fel. Eljárhatunk például úgy, hogy a reakcióelegyből - semlegesítés után - ismert kicsapószerekkel (célszerűen alkohollal) leválasztjuk az N-(foszfonometil)-glicint. Az N-(foszfono-metil)-g!icin ekkor rendszerint szervetlen sókkal keverten válik le. A mezőgazdasági felhasználás szempontjából ezek a szervetlen sók általában nem zavarnak, sőt egyes esetekben - például ha lúgként ammónium-hidroxidot, savként pedig salétromsavat használtunk fel - a képződött só (ammónium-nitrát) a védendő kultúrnövények által hasznosítható, értékes mezőgazdasági anyag (a példakénti esetben műtrágya) lehet. Kívánt esetben azonban a kísérő sókat ismert módon (például vizes mosással) egyszerűen eltávolítjuk a termékből. Az N-(foszfono-metil)-glicint nem szükséges feltétlenül elkülönítenünk képződési reakcióelegyéből, mert - amennyiben a kapott oldat összetétele az érvényes mezőgazdasági és környezetvédelmi előírásoknak megfelel - az oldat közvetlenül is felvihető a kultúrnövényekre, illetve maga az oldat is felhasználható mezőgazdasági készítmények (pl. permetlevek stb.) készítésére. A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnyeit az alábbiakban foglaljuk össze: a) kiküszöbölhetők a reakcióelegy korrozivitásával kapcsolatos nehézségek; b) a tiszta vizes oldatban, illetve savadalék jelenlétében végzett reakciókhoz képest 5-6-szorosára növelhető a reakcióelegy N-(foszfono-metil)imino-diecetsav koncentrációja, ami azonos mértékű kapacitásnövekedést eredményez; c) a tiszta vizes oldatot, illetve szuszpenziót alkalmazó eljárásokhoz viszonyítva 5-6-od részére csökken a reakcióidő. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesebben ismertetjük. 1. példa 20,0 g N-(foszfono-metil)-imino-diecetsav (0,09 mól), 70 ml víz és 15,4 ml (0,18 mól) izopropil-amin elegyét feltisztulásig kevertük, majd az elegyet 100 °C-ra melegítettük és 30 ml víz, 4,7 ml (0,18 mól) tömény kénsav és 0,03 g Na2MoÓ4.2 - H20 (nátrium-molibdát) elegyét adtuk hozzá. Ezután a reakcióelegyet 100 °C-on kevertük, miközben az elegybe 1 óra alatt 18,5 ml 30%-os hidrogénperoxid-oldatot csepegtettünk. Az 1 óra eltelte után komplexometriás elemzéssel 0,3 g maradék N(foszfono-metil)-imino-diecetsav mellett 11,2 g (75,3%) N-(foszfono-metil)-glicint mutattunk ki a reakcióelegyben. A reakcióelegyet háromszoros mennyiségű 96 %os etanolba öntöttük. Hűtés után a kivált anyagot leszűrtük és szárítottuk. 9,22 g kristályos anyagot kaptunk, amelynek N-(foszfono-metil)-glicintartalma 86,4% volt (tehát 7,97 g N-(foszfonometil)-glicint kaptunk, ami 53,5%-os termelésnek felel meg). A szennyezőanyag főleg izopropil-aminszulfát volt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4
