PT98701B

PT98701B - Processo para a preparacao de acido aminometanofosfonico e de acidos aminometil-fosfinicos a partir de n-hidroximetil-amidas

Info

Publication number: PT98701B
Application number: PT98701A
Authority: PT
Inventors: Hanss-Jerg Kleiner
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1999-01-29
Also published as: WO1992003448A1; CN1059146A; ZA916501B; CN1029616C; IE912921A1; DE4026028A1; IL99201A0; PT98701A; AU8309891A; IL99201A

Description

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE ÃCIDO AMINOMETANOFOSFÓNICO

E DE ÃCIDOS AMINOMETIL-FOSFÍNICOS A PARTIR DE

N-HIDROXIMETIL-AMIDAS

São conhecidas as propriedades herbicidas e de regula ção do ãcido aminometanofosfónico do crescimento de plantas; os ácidos aminometil-fosfinicos são igualmente compostos tecnicamente valiosos com actividade biológica ou utilizáveis como pro dutos intermediários para a preparação de compostos biologicamente activos (veja-se o artigo de L. Maier Advances in the Chemistry of Aminophosphonic Acids na revista phosphorus and Sulfur, 1983, Vol. 14, páginas 295-322 e, em especial, páginas 317-323 e a literatura aí citada). 0 ãcido aminometilfosfónico ê igualmente valioso como produto intermediário para a preparação de N-fosfonometil-glicina (veja-se a memória descritiva da patente de invenção europeia EP-A 214 578).

Até agora, o ãcido aminometanofosfónico pode ser obtido, por exemplo, por reacção de N-hidroximetilamidas com triclo reto de fósforo e subsequente hidrólise para a obtenção de ácidos acilamino-metanofosfónicos que, seguidamente, são hidrolisa dos por aquecimento com ãcido clorídrico para se obter o produto final (memórias descritivas das patentes de invenção norte-americanas US-A-2 304 156 e US-A-2 328 358). Um inconveniente especial deste processo consiste na formação de éter bisclo rometílico como produto secundário indesejado, o qual se sabe ser cancerígeno. Obtém-se o produto secundário na fase de hidrólise por reacção do ãcido clorídrico com aldeído fõrmico, o

-2ν(· qual está contido sob a forma de vestígios nas N-hidroxi-metil amidas ou nos ácidos acilamido-metanofosfõnicos por causa da preparação. A eliminação completa dos vestígios deste produto secundário necessita, no entanto, de purificação especial e a aplicação de medidas de segurança especiais no processo de pro dução. Procura-se, portanto, descobrir processos industrialmente utilizáveis que excluam a formação deste produto secundário objecto da presente invenção é constituído por um processo para a preparação de compostos de fórmula geral I h₂nch₂p

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R, (I)

OH na qual o símbolo R^ representa um radical hidroxi , C^-C^-alquilo ou fenilo, caracterizado pelo facto de se fazer reagir uma N-hidroxi-metil. amida de fórmula geral (II) r₂ - conhch₂oh (II) na qual o símbolo R₂ representa um átomo de hidrogénio ou um radical alquilo com um até seis átomos de carbono, de preferência com um a três átomos de carbo no, benzilo ou fenilo, que não é substituído ou mono-substituído ou poli-substituído por substituintes es colhidos do grupo formado por C^-C^-alquilo e C^-C^-alcoxi e átomos de halogéneo.

-3com ãcido fosforoso ou com ácidos fosfõnicos de formula geral

(III)

R.

(III)

OH na qual o símbolo R^tem os significados definidos an tes, na presença de pelo menos uma quantidade equimolar de anidrido acético, considerado em relação ao composto de fórmula geral II e, em seguida, se fazer reagir o produto da reacção com ãgua a uma temperatura compreendida entre 80 e 300°C, de preferência entre 150 e 250°C.

Preferivelmente, o símbolo R^ representa um radical hi. droxi, metilo ou fenilo. 0 símbolo R₂ representa preferivelmen te um radical da fórmula CH₃ ou fenilo, que pode ser substituído por metilo ou halogéneo; o símbolo R₂ representa especialmen te fenilo não substituído.

Como compostos de partida para o processo de acordo com a presente invenção, interessam, por exemplo, N-hidroximetil-formamida, N-hidroximetil-acetamida e, em especial, N-hidro ximetil-benzamida. Os ácidos de fórmula geral III são, por exem pio, ãcido fosforoso, ãcido netanofosfónico e ãcido benzenofosfo nico. Os compostos de fórmulas gerais II e III são geralmente conhecidos e podem obter-se no comércio ou podem preparar-se fa cilmente de acordo com processos conhecidos.

A proporção molar dos reagentes um em relação ao outro

-4tem uma importância especial para o valor do rendimento obtido. As substâncias de partida N-hidroxi-metilamida de fórmula geral II, ácido de fórmula geral III e anidrido acético são utilizadas, de preferência, na proporção molar compreendida dentro do intervalo de 1 : 1 : 1,5 até 1 : (1 - 1,1): 8, mas, em especial, na proporção molar de 1 : 1 : 1,5 até 1 : 1: 4.

São possíveis outros excessos de anidrido acético.

A reacção dos compostos de fórmulas II e III pode rea lizar-se no seio de um dissolvente orgânico.

Como dissolventes, interessam, por exemplo, dissolventes orgânicos prõticos e apróticos polares, como ácido acé tico, acetonitrilo, tetra-hidrofurano ou dioxano. 0 dissolven te preferido é o ácido acético. No entanto, pode também prescindir-se da utilização de dissolventes.

processo pode realizar-se convenientemente, por exem pio, misturando os componentes reagentes a uma temperatura dentro do intervalo de temperatura de 5 a 60°C, eventualmente sob arrefecimento. A sequência da adição dos componentes não é cri_ tica. Por exemplo, pode adicionar-se doseadamente a solução do ácido de fórmula geral III, dissolvido num dissolvente orgânico como ácido acético, ao anidrido acético e, em seguida, adicionar-se em várias porções ou continuamente a esta mistura a N-hidroxi-metilamida de fórmula geral II, eventualmente dissol^ vida num dissolvente. Depois de terminada a mistura, agita-se ainda eventualmente, por exemplo, a temperaturas compreendidas entre 10 e 60°C e, em seguida, aquece-se de preferência a reflu xo. Depois de terminada a reacção, pode ter interessse eliminar o dissolvente orgânico eventualmente adiconado nas reacções previamente realizadas e igualmente o excesso de anidrido acé-5-

tico, assim como o ãcido acético obtido, por exemplo, por destilação, eventualmente sob pressão reduzida. Ainda pode ser conveniente, depois de a reacção ter terminado, hidrolisar a quantidade em excesso de anidrido acético contido na mistura reaccional, por exemplo, por adição de água. Em muitos casos, especialmente depois da hidrólise mencionada em último lugar, pode separar-se o produto da reacção também sob a forma cristalina do dissolvente orgânico por filtração sob sucção. 0 produto bruto ou o produto purificado proveniente da reacção dos compostos de fórmulas gerais II e III é em seguida misturado com ãgua, eventualmente com um excesso de água e feito reagir a uma temperatura compreendida entre 80 e 300°C, de pre ferência entre 150 e 250°C.

O valor do excesso de ãgua não é especialmente críti^ co para a realização da reacção; por exemplo, pode ser conveniente, por razões de melhor manipulação, usar um excesso de ãgua de 2 a 30 molar, de preferência 10 a 25 molar. As tempe raturas de realização da reacção estão compreendidas entre 80 e 3QQ°C, de preferência entre 150 e 250°C. Os tempos de realização da reacção dependem do substrato, da temperatura de realização da reacção e da pressão e estão compreendidos, em ge ral, dentro do intervalo de cinco a quarenta horas, de preferên cia entre dez e trinta e cinco horas.

processamento depois desta reacção é simples; por exemplo, pode separar-se· um ácido carboxílico como ãcido benzói co, em geral sou a forma de sólido e eliminar o ãcido acético por destilação. O ácido aminometanofosfónico que se separa, assim como os ácidos aminometil-fosfínicos, pode eventualmente ser purificado por métodos usuais, por exemplo, por cristaliza çao

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EXEMPLOS

Exemplo 1

Adicionaram-se gota a gota 65 gramas (0,64 mole) de anidrido acético arrefecido a 10°C sob agitação a uma mistura formada por 16,4 gramas (0,2 mole) de ácido fosforoso e 40 ml de ãcido acético. Em seguida, adicionaram-se em várias por ções 30,2 gramas (0,2 mole) de N-hidroximetil-benzamida, duran te dez a quinze minutos a cerca de 10°C. Em seguida, aqueceu-se a refluxo a mistura reaccional durante 2,5 horas. O resí. duo obtido após concentração sob pressão reduzida foi igual a 51 gramas que se dissolveram seguidamente em 120 ml de ãgua a quente ( = 171 gramasl. Colocaram-se 53 gramas desta solução num tubo de vidro vedado durante vinte horas a 200°C. Depois de se arrefecer e digerir com ãgua, separou-se o ãcido benzõi co por filtração. Concentrou-se o filtrado sob pressão reduzi da até uma temperatura interior de 95°C e digeriu-se o resíduo com metanol. Obtiveram-se 6 gramas de ãcido metano-fosfõ nico com um ponto de decomposição igual a 290°C. Relativamente ã quantidade total (171 gramas em vez de 53 gramas), obteve-se um rendimento de 19,4 gramas (87% da teoria) de ãcido amino metanofosfõnico.

Exemplo 2

Arrefeceram-se a 10°C 40,8 gramas (0,4 mole) de anidrido acético. A esta solução adicionou-se, sob agitação, pri. meiramente, uma mistura de 16,4 gramas (0,2 mole) de ãcido fo,s

-7foroso em 40 ml de ácido acético, durante cinco minutos e, em seguida, adicionou-se, gota a gota, a 10°C, 17,8 gramas (0,2 mo le) de N-hidroximetil-acetamida, durante dez minutos. Em seguida, deixou-se aquecer a mistura reaccional até à temperatura ambiente. Depois, aqueceu-se a refluxo durante 2,5 horas. Seguidamente, arrefeceu-se até ã temperatura ambiente e adiciona ram-se lentamente 50 gramas de água. Durante a adição de ãgua, a temperatura subiu para 30°C. Aqueceu-se de novo a refluxo para hidrolisar o excesso de anidrido acético. Para se eliminar o dissolvente, concentrou-se sob pressão reduzida até ã tem peratura interior de 95°C. Dissolveu-se o resíduo assim obtido, com o peso de 30,3 gramas, em 30 gramas de ãgua e aqueceu-se a refluxo durante duas horas. Em seguida, manteve-se a mis tura reaccional a 200°C durante vinte horas dentro de um tubo vedado. Depois de se arrefecer, concentrou-se sob pressão reduzida até uma temperatura interior de 95°C. Digeriu-se o resí duo com uma mistura de 30 mlde.metanol e 10 ml de ãgua. Obtiveram-se 16,1 gramas (72,5 % da teoria) de ácido aminometanofosfónico.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo para a preparação de compostos de fórmula geral

Rh₂nch₂ (I)

OH na qual o símbolo R^ representa um grupo hidroxi, alquilo C^-C^ ou fenilo,.

caracterizado pelo facto de se fazer reagir uma N-hidroximetilamida de fórmula geral r₂ - CONHCH₂OH (II) na qual o símbolo R₂ representa um átomo de hidrogénio ou um radical alquilo com 1 a 6 átomos de carbono, benzilo ou fenilo que é não substituído ou monossubstituído ou polissubstituído por substituintes escolhidos do grupo formado por radicais alquilo C^-C^ ou alcoxi C^-C^ ou por átomos de halogéneo, com ácido fosfórico ou com um ácido fosfõnico de fórmula geral *1 (III)

OH na qual tem os significados definidos antes, na presença de pelo menos uma quantidade equimolar de anidrido acético, em relação ao composto de fórmula geral II e, em seguida, de se fazer reagir com água o produto que precipita durante a reacção, a uma temperatura compreendida entre 80 e 300°C.

•
2·.-·· Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o símbolo R^ representar um grupo hidroxi.
3.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o símbolo R£ representar um grupo metilo, etilo ou fenilo.
4,- Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, ca-3- racterizado pelo facto de o símbolo R₂ representar um átomo de hidrogénio ou um radical alquilo C^-C^, benzilo ou fenilo.
5. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo facto de o símbolo representar um radical fenilo.
6. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de a temperatura da reacção estar compreendida entre 150 e 250°c.
7. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações

1 a 6, caracterizado pelo facto de se fazer reagir os compostos de fórmulas gerais II e III e o anidrido acético em uma proporção molar compreendida entre 1:1:1,5 e 1:(1 - 1,1):8.
8. - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a proporção molar entre os reagentes estar compreendida entre 1:1 : 1,5 e 1:1:4.
9. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações

1 a 7, caracterizado pelo facto de a reacção entre os compostos de fórmulas gerais II e III se realizar na presença de um dissolvente orgânico.
10.- Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de o dissolvente ser ácido acético.