【課題を解決するための手段】
【0015】
以下に記載されている本発明の方法は、この目的を達成する。
【0016】
本発明は、式(I)
【化2】
【0017】
で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)を製造する方法を提供し、ここで、該方法は、式(II)
【化3】
【0018】
で表される化合物を、式(III)
【化4】
【0019】
〔ここで、いずれの場合にも、
R
1は、(C
1−C
12)−アルキル、(C
1−C
12)−ハロアルキル、(C
6−C
10)−アリール、(C
6−C
10)−ハロアリール、(C
7−C
10)−アラルキル、(C
7−C
10)−ハロアラルキル、(C
4−C
10)−シクロアルキル又は(C
4−C
10)−ハロシクロアルキルを表し;
R
2は、(C
3−C
12)−アルキル、(C
3−C
12)−ハロアルキル、(C
6−C
10)−アリール、(C
6−C
10)−ハロアリール、(C
7−C
10)−アラルキル、(C
7−C
10)−ハロアラルキル、(C
4−C
10)−シクロアルキル又は(C
4−C
10)−ハロシクロアルキルを表し;
R
3及びR
4は、それぞれ互いに独立して、メチル又はエチルを表す〕
で表される化合物と、酸性触媒の存在下、及び、水の存在下で反応させることを特徴とする。
【0020】
本発明による方法を用いて、同時に最少量の水の存在下及び酸性触媒の存在下で、式(II)で表される化合物を式(III)で表されるアルコールと反応させることによって、式(I)で表される所望のホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)が優れた収率で且つ極めて高い純度で得られる。
【0021】
本発明による方法においては、式(II)で表される化合物の部分的な加水分解及びエステル交換反応が、その場で、好ましくは、ワンポット反応において起こる。本発明による方法においては、特に、好ましい又は特に好ましいと称される本発明による方法の構成のうちの1つにおいては、式(I)で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)は、実質的に定量的な収率で且つ極めて高い純度で得られる。本発明による方法は、(プロセス工学の観点から)極めて単純であり、大規模で実施するのに適している。
【0022】
総体的に、本発明による方法は、及び、以下に記載されているグルホシネートを製造する方法も、望ましくない二次成分を僅かにしか形成せず、従って、これらの方法は、より効率的であり、且つ、より省エネである。
【0023】
ラジカルR
1及びR
2のそれぞれのアルキルラジカルは、直鎖炭素骨格又は分枝鎖(分枝)炭素骨格を有し得る。
【0024】
表現「(C
1−C
4)−アルキル」は、一例として、1〜4個の炭素原子を有するアルキルラジカルについての簡潔な表記であり、即ち、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−ブチル、2−ブチル、2−メチルプロピル又はtert−ブチルラジカルを包含する。さらに大きな範囲が指定されている炭素原子を有する一般的なアルキルラジカル、例えば、「(C
1−C
6)−アルキル」も、同様に、さらに大きな数の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖のアルキルラジカル(即ち、5個及び6個の炭素原子を有するアルキルラジカル)を包含する。
【0025】
「ハロゲン」は、好ましくは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群を示している。ハロアルキル、ハロアリール、ハロアラルキル及びハロシクロアルキルは、それぞれ、同一であるか又は異なっているハロゲン原子(好ましくは、フッ素、塩素及び臭素からなる群から選択されるハロゲン原子、特に、フッ素及び塩素からなる群から選択されるハロゲン原子)で部分的に又は完全に置換されている、アルキル、アリール、アラルキル及びシクロアルキルを意味する。かくして、ハロアルキルは、例えば、モノハロアルキル(=モノハロゲンアルキル)、ジハロアルキル(=ジハロゲンアルキル)、トリハロアルキル(=トリハロゲンアルキル)又はペルハロアルキル(例えば、CF
3、CHF
2、CH
2F、CF
3CF
2、CH
2FCHCl、CCl
3、CHCl
2、CH
2CH
2Cl)を包含する。同様のことは、ハロゲンで置換されているその他のラジカルにも当てはまる。
【0026】
本発明による方法は、好ましくは、式(I)で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)の製造に関し、ここで、いずれの場合にも、
R
1は、(C
1−C
6)−アルキル、(C
1−C
6)−ハロアルキル、(C
6−C
8)−アリール、(C
6−C
8)−ハロアリール、(C
7−C
10)−アラルキル、(C
7−C
10)−ハロアラルキル、(C
5−C
8)−シクロアルキル又は(C
5−C
8)−ハロシクロアルキルを表し;
及び、
R
2は、(C
3−C
8)−アルキル、(C
3−C
8)−ハロアルキル、(C
6−C
8)−アリール、(C
6−C
8)−ハロアリール、(C
7−C
10)−アラルキル、(C
7−C
10)−ハロアラルキル、(C
5−C
8)−シクロアルキル又は(C
5−C
8)−ハロシクロアルキルを表す。
【0027】
本発明による方法は、好ましくは、式(I)で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)の製造に関し、ここで、いずれの場合にも、
R
1は、(C
1−C
4)−アルキル、(C
1−C
4)−ハロアルキル又は(C
6−C
8)−アリールを表し、好ましくは、メチル又はエチルを表し;
及び、
R
2は、(C
3−C
6)−アルキル又は(C
3−C
6)−ハロアルキルを表し、好ましくは、(C
3−C
6)−アルキルを表し、これらの中で、好ましいのは、C
4−アルキル又はC
5−アルキルである。
【0028】
本発明による方法は、特に、式(I)で表される特定のアルキルホスフィネート(アルキル亜ホスホン酸モノエステル)の製造に関し、ここで、特に好ましくは、式(I)において、
R
1は、メチルを表し;及び、
R
2は、(C
3−C
6)−アルキルを表し、特に好ましいのは、(C
4−C
5)−アルキルである。
【0029】
下記方法及び好ましい/特に好ましいということを特徴とする本発明の方法の実施形態は、特に、式(I)〔式中、R
1はメチルを表し、及び、R
2は(C
3−C
6)−アルキルを表す〕で表される化合物の製造に適用される。
【0030】
本発明による有利な方法は、いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が、少なくとも0.8モル当量、好ましくは、少なくとも0.9モル当量、さらに好ましくは、少なくとも0.95モル当量であることを特徴とする。
【0031】
本発明による好ましい方法は、使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が1〜5モル当量であることを特徴とする。
【0032】
本発明による特に好ましい方法は、いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が1〜3モル当量、とりわけ好ましくは、1〜2モル当量であることを特徴とする。
【0033】
本発明による好ましい方法は、いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する式(III)で表される化合物の総量が1〜25モル当量、好ましくは、2〜20モル当量であることを特徴とする。
【0034】
本発明による特に好ましい方法は、いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する式(III)で表される化合物の総量が3〜15モル当量、好ましくは、4〜12モル当量、好ましくは、5〜10モル当量であることを特徴とする。
【0035】
化合物(III)の好ましくは回収された過剰量は、その後、それ以上精製することなく同じ反応において再使用することができる。
【0036】
本発明による方法の好ましい構成においては、該反応において使用する式(III)で表されるアルコールの総量のうちの一部分を最初に使用するのが好ましい。好ましくは、最初に、使用する式(III)で表されるアルコールの総量のうちの20〜80重量%の割合(好ましくは、30〜70重量%の割合、さらに好ましくは、40〜60重量%の割合)を式(II)で表される化合物、水及び酸性触媒と混合及び反応させ、その後、得られた反応混合物に、使用する式(III)で表されるアルコールの総量のうちの残りの量を添加する。
【0037】
本発明による好ましい方法は、標準的な条件(273.15K、及び、100kPa)下における酸性触媒のpKaが3未満、好ましくは、2未満、及び、好ましくは、1未満、であることを特徴とする。
【0038】
本発明による一方法においては、H
3PO
3、H
2SO
4、HCl、HBr、HClO
4、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びp−トルエンスルホン酸から選択される酸性触媒が好ましい。
【0039】
本発明による一方法においては、酸性イオン交換体、酸性ポリシロキサン及び酸性ゼオライトから選択される酸性不均一系(固体)触媒が好ましい。
【0040】
従って、本発明による好ましい方法は、1又は該酸性触媒が、H
3PO
3、H
2SO
4、HCl、HBr、HClO
4、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、酸性イオン交換体、酸性ポリシロキサン及び酸性ゼオライトからなる群から選択されることを特徴とする。
【0041】
本発明による特に好ましい方法は、標準的な条件(273.15K、及び、100kPa)下における酸性触媒のpKaが0(ゼロ)未満、好ましくは、−1未満、であることを特徴とする。
【0042】
特に好ましいのは、H
2SO
4、HCl、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びp−トルエンスルホン酸から選択される酸性触媒である。
【0043】
特に好ましい酸性不均一系(固体)触媒は、スルホン酸基(即ち、−SO
3H基)を有している酸性不均一系(固体)触媒である。
【0044】
本発明による方法における酸性触媒の総使用量(総量)は、本発明による方法を実施する上で重要ではなく、いずれの場合にも式(II)で表される化合物の総使用量(総量)に基づいて、好ましくは、0.1〜10重量%、好ましくは、0.5〜5重量%である。
【0045】
本発明による方法の特に有利な点及び特に好ましい構成は、当該反応をワンポット反応として実施すること、即ち、化合物(I)を生成させるための化合物(II)と化合物(III)の反応を、特に好ましくは、中間体を単離することなく本発明に従って実施することを特徴とする。
【0046】
本発明による方法は、好ましくは、当該反応が30〜140℃の範囲内の温度で、好ましくは、40〜130℃の範囲内の温度で、さらに好ましくは、50〜120℃の範囲内の温度で、特に好ましくは、60〜110℃の範囲内の温度で実施されるように、実施する。
【0047】
本発明による方法では、穏やかな反応条件下、プロセス/プラント工学に関して実施するのがより容易な方法で、式(I)で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)を製造することが可能である。従って、式(I)で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)は、より良好な収率及び高い純度で、プロセス工学に関してより容易に得ることができる。
【0048】
精製後における、例えば、蒸留による精製後における、式(I)で表される所望の生成物の純度は、通常、95%より高い。
【0049】
従って、本発明による方法は、工業規模で実施するのに特に適している。即ち、本発明による方法は、好ましくは、本発明による方法において、少なくとも100kgの量の式(II)で表される化合物、好ましくは、少なくとも250kgの量の式(II)で表される化合物、さらに好ましくは、少なくとも500kgの量の式(II)で表される化合物を使用するような方法で、実施する。
【0050】
形成された式(I)で表されるホスフィネート(亜ホスホン酸モノエステル)は、グルホシネート及びグルホシネート塩などのリン含有アミノ酸を合成するための出発物質として使用することができる。
【0051】
式(II)で表される化合物を式(III)で表されるアルコールと反応させることによって式(I)で表される化合物を製造するための本発明による方法の好ましい構成は、
使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が1〜3モル当量であること;
及び、
いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する式(III)で表される化合物の総量が2〜20モル当量であること、さらに好ましくは、使用する式(III)で表される化合物の総量が3〜15モル当量であること;
を特徴とする。
【0052】
式(II)で表される化合物を式(III)で表されるアルコールと反応させることによって式(I)で表される化合物を製造するための本発明による方法の好ましいさらなる構成は、
使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が1〜2モル当量であること;
及び、
いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する式(III)で表される化合物の総量が4〜12モル当量であること、さらに好ましくは、使用する式(III)で表される化合物の総量が5〜10モル当量であること;
を特徴とする。
【0053】
式(II)で表される化合物を式(III)で表されるアルコールと反応させることによって式(I)で表される化合物を製造するための本発明による方法の特に好ましい構成は、
使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が1〜3モル当量であること;
いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する式(III)で表される化合物の総量が2〜20モル当量であること、さらに好ましくは、使用する式(III)で表される化合物の総量が3〜15モル当量であること;
前記酸性触媒が、H
2SO
4、HCl、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸及びスルホン酸基(即ち、−SO
3H基)を有する酸性不均一系(固体)触媒からなる群から選択されること;
当該反応を、30〜140℃の範囲内の温度で、好ましくは、40〜130℃の範囲内の温度で実施すること;及び、
いずれの場合にも式(II)で表される化合物の総使用量(総量)に基づいて、酸性触媒の総使用量(総量)が、好ましくは、0.1〜10重量%、好ましくは、0.5〜5重量%であること;
を特徴とする。
【0054】
式(II)で表される化合物を式(III)で表されるアルコールと反応させることによって式(I)で表される化合物を製造するための本発明による方法の特に好ましい構成は、
使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する水の総量が1〜2モル当量であること;
いずれの場合にも使用する式(II)で表される化合物の総量に基づいて、使用する式(III)で表される化合物の総量が3〜15モル当量であること、さらに好ましくは、使用する式(III)で表される化合物の総量が4〜12モル当量であること;
前記酸性触媒が、H
2SO
4、HCl、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸及びスルホン酸基(即ち、−SO
3H基)を有する酸性不均一系(固体)触媒からなる群から選択されること;
当該反応を、50〜120℃の範囲内の温度で、好ましくは、60〜110℃の範囲内の温度で実施すること;及び、
式(II)で表される化合物の総使用量(総量)に基づいて、酸性触媒の総使用量(総量)が0.5〜5重量%であること;
を特徴とする。
【0055】
本発明による方法は、不連続プロセス方式(例えば、セミバッチ様式の操作において)又は連続プロセス方式(例えば、連続して操作される撹拌槽において)で実施し得る。
【0056】
本発明による方法は、好ましくは、不活性化条件下で、好ましくは、保護ガス雰囲気下で、実施する。好ましい保護ガスは、この場合、窒素/アルゴンである。
【0057】
さらに、本発明による方法は、過圧下又は減圧下で実施することも可能である。
【0058】
本発明による方法は、不活性希釈剤の中で、又は、希釈剤無しで、実施することができる。
【0059】
本発明による方法を不活性な(即ち、当該反応条件下で安定な)希釈剤の中で実施する場合、該希釈剤は、好ましくは、炭化水素類(この場合、好ましいのは、アルカン類及び芳香族炭化水素類である)、ハロゲン化炭化水素類(この場合、好ましいのは、ハロアルカン類及びハロゲン化芳香族炭化水素類である)、エーテル類(この場合、好ましいのは、環状エーテル類、アルキルアルキルエーテル類及びアリールアルキルエーテル類である)、カルボン酸エステル類(この場合、好ましいのは、アルキルアルキルエステル類及びアリールアルキルエステル類)及びカルボキサミド類及びそれらの混合物からなる群から選択される。
【0060】
本発明による方法において使用可能な場合による希釈剤は、不活性有機溶媒、例えば、ヘプタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)又はこれらの有機溶媒の混合物である。
【0061】
この場合、好ましい希釈剤は、ヘプタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール及びそれらの混合物である。
【0062】
さらに好ましくは、該希釈剤は、本発明による方法において式(II)で表される化合物の残基R
3又はR
4から生じるアルコール(メタノール及び/又はエタノール)と共沸混合物を形成し、これは、好ましくは、当該反応混合物から蒸留によって除去することが可能であり、即ち、留去することが可能である。これに関連して好ましい希釈剤は、芳香族炭化水素類であり、トルエン、キシレン及び/又はエチルベンゼンなどのアルキルベンゼン類が好ましい。
【0063】
好ましい構成においては、本発明による方法は、希釈剤を添加することなく実施する。
【0064】
本発明に関連して、グルホシネート塩は、好ましくは、グルホシネートのアンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩である。
【0065】
本発明に関連して、特に好ましいのは、グルホシネート、グルホシネートナトリウム及びグルホシネートアンモニウムである。
【0066】
最後に、本発明は、医薬分野又は農薬分野において使用することができる生物学的に活性な物質を製造するための、好ましくは、リン含有アミノ酸を製造するための、特に、グルホシネート又はグルホシネート塩(この場合、特に、グルホシネート、グルホシネートナトリウム又はグルホシネートアンモニウム)を製造するための、上記で定義されている本発明による方法に従って製造された式(I)で表される化合物の使用にも関する。
【0067】
グルホシネート及び/又はグルホシネート塩を製造する方法は、例えば、US 4,521,348に記載されている方法と同様の方法で実施することができる。
【0068】
本発明は、さらに、医薬分野又は農薬分野において使用することができる生物学的に活性な物質を製造する方法、好ましくは、リン含有アミノ酸を製造する方法にも関し、ここで、該方法は、以下の段階(a)及び段階(b)を含んでいる:
(a) 上記で定義されている式(I)で表される化合物を製造する段階;
(b) 段階(a)で得られた式(I)で表される化合物を医薬分野又は農薬分野において使用することができる生物学的に活性な物質を製造するために使用する段階、好ましくは、リン含有アミノ酸を製造するために使用する段階。
【0069】
下記実施例によって、本発明について説明する。