水形式或它们的衍生物以及未反应的六氧化四磷的温度（°C )和时间（小时）条 件。 第12栏：指示了如通过1H-NMR和31P-NMR光谱测量的以按重量计％的反应产率
[0078] 在表1中， (1) :代表固体Ν，Ν' -双（膦酰基甲基）-2, 5-二酮哌嗪的总产率。 (2) :代表在除去所有挥发物之后如对溶液或粗料测定的Ν，Ν'-双（膦酰基甲 基）-2, 5-二酮哌嗪的产率。 (3) :代表N-(膦酰基甲基）甘氨酸的产率。 (4) :Amberlyst 15(在实例 7 中）代表 Amberlyst?15(罗门哈斯公司（Rohm&Haas)) 并且是一种基于交联的苯乙烯-二乙烯苯共聚物的强酸、磺酸、大网状的聚合物树脂。 (5) :A10Tf3代表三氟甲磺酸铝。
【主权项】
1. 一种用于合成N-(膦酰基甲基）甘氨酸或其选自由其盐、其膦酸酯以及其膦酸酯盐 组成的组的衍生物之一的方法，所述方法包括以下步骤： a) 形成一种反应混合物，以形成N，N'_双（膦酰基甲基-2, 5-二酮哌嗪、其脱水形式或 它们的膦酸酯，所述反应混合物包含一种酸催化剂、N，N'-双（羧甲基）-2, 5-二酮哌嗪和 一种含有一个或多个P-O-P酸酐部分的化合物，其中所述部分包含一个处于氧化态（+III) 的P原子和另一个处于氧化态（+III)或（+V)的P原子； b) 水解所述反应混合物以形成N-(膦酰基甲基）甘氨酸或其选自由其盐、其膦酸酯以 及其膦酸酯盐组成的组的衍生物之一。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中在步骤a)中，将所述含有P-O-P酸酐部分、具有 一个处于氧化态（+III)的P原子和另一个处于氧化态（+III)或（+V)的P原子的化合物 逐渐混合到一种包含N，N' -双（羧甲基）-2, 5-二酮哌嗪和酸催化剂的混合物中，同时保持 所述温度低于120°C、优选低于90°C、更优选低于80°C。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含有P-O-P酸酐部分的化合物是选自由 以下各项组成的组： -六氧化四磷，焦磷酸四乙酯； -从一种或多种含有一个或多个P-OH部分的化合物与一种或多种含有一个或多个 P-O-P酸酐部分的化合物的组合获得的含有P-O-P酸酐部分的化合物，其中一种或多种化 合物的P原子是处于氧化态（+III); -从一种或多种含有一个或多个P-OH部分的化合物与一种或多种含有一个或多个P-X 部分的化合物的组合获得的含有P-O-P酸酐部分的化合物，其中一种或多种化合物的P原 子是处于氧化态（+III); -从一种或多种具有一个或多个P-X部分的化合物与水的组合获得的含有P-O-P酸酐 部分的化合物，其中所述含有P-X部分的化合物的P原子是处于氧化阶段（+III); -从一种或多种具有2个或更多个P-O-P部分的化合物与水的组合获得的含有P-O-P 酸酐部分的化合物，其中所述含有P-O-P部分的化合物具有处于氧化态（+III)的P原子和 一个处于氧化态（+III)或（+V)的P原子； 其中所述具有一个或多个P-OH部分的化合物可以是通过a>P ( = 0) H部分的互变异构 化可获得的， 其中X是一种卤化物选自由以下各项组成的组：氯、溴和碘并且 其中所述卤素水平以相对于所述含有P-O-P酸酐部分的化合物表达是1000 ppm或更 低、优选500ppm或更低并且更优选200ppm或更低。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含有P-O-P酸酐部分的化合物是 选自由以下各项组成的组：六氧化四磷、焦亚磷酸四乙酯以及从亚磷酸与六氧化四磷的、亚 磷酸与十氧化四磷的、亚磷酸与三氯化磷的、亚磷酸二甲酯与十氧化四磷的、三氯化磷与水 的以及六氧化四磷与水的组合获得的含有P-O-P酸酐部分的化合物。
5. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述包含P-O-P酸酐部分的化合物是 六氧化四磷。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述酸催化剂是一种均相布朗斯台德 酸催化剂，优选选自由以下各项组成的组：甲磺酸、三氟甲磺酸、乙酸、三氟乙酸、对甲苯磺 酸、盐酸、亚磷酸、磷酸和次磷酸以及它们的混合物。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述酸催化剂是一种多相布朗斯台德 酸催化剂，选自由以下各项组成的组： (i) 原样的或负载在一种载体材料上的固体酸性金属氧化物的组合； (ii) 选自包括苯乙烯、乙基乙烯基苯和二乙烯基苯的共聚物的组、功能化的以便将 SO3H部分接枝到芳香基团上的阳离子交换树脂和带有羧酸基和/或磺酸基的全氟化的树 脂； (iii) 有机磺酸的、羧酸的和膦酸的布朗斯台德酸（它们在所述反应温度下在所述反 应介质中是基本上不混溶的）； (iv) -种衍生自以下项的酸催化剂： -在其上沉积有有机布朗斯台德酸的具有孤对电子的一种固体载体的相互作用；或 -在其上沉积有具有路易斯酸位点的化合物的具有孤对电子的一种固体载体的相互作 用；或 -通过用一个布朗斯台德酸基团或其前体化学接枝而功能化的多相固体；以及 (V)通式HxPMyOz的多相杂多酸，其中P是选自磷和硅并且M是选自钨和钼及其组合。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述酸催化剂是一种路易斯酸催化 剂，选自由以下各项组成的组！LiN(CF3SO 2)2、Mg(OCF3SO2)2、Al (0CF3S02)3、Bi (0CF3S02)3、 Sc(OCF3SO 2)30
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述酸催化剂是三氟甲磺酸。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤a)的反应混合物包含一种溶 剂，所述溶剂选自由以下各项组成的组：乙酸乙酯，乙腈，1，4-二噁烷，环丁砜，甲苯，石蜡， 脂肪族或芳香族卤代烃如四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、邻氯甲苯、二氯苯和一 氯苯，1-乙基-3-甲基-咪唑鑰双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺或它们的混合物。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在完成所述含有P-O-P酸酐部分、具 有一个处于氧化态（+III)的P原子和另一个处于氧化态（+III)或（+V)的P原子的化合 物、所述N，N' -双（羧甲基）-2, 5-二酮哌嗪、所述酸催化剂以及任选地所述溶剂的混合之 后，将步骤a)维持在包括在30°C与120°C之间、优选在40°C与100°C之间的温度下持续一 段包括在10分钟与72小时之间、优选包括在1小时与30小时之间的时间。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤b)的水解是在酸性条件下在包 括在25°C与250°C之间、优选在80°C与200°C之间的温度下进行一段包括在10小时与100 小时之间、优选在1小时与50小时之间的时间。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中N，N' -双（羧甲基）-2, 5-二酮哌嗪 与P-O-P酸酐部分的当量比是包括在0. 2与2. 5之间，优选在0. 3与2. 0之间并且更优选 在0. 5与1. 5之间。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中N，N' -双（羧甲基）-2, 5-二酮哌嗪 与六氧化四磷的摩尔比是包括在〇. 4与5. 0之间，优选在0. 6与4. 0之间并且更优选在I. 0 与3. 0之间。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述酸催化剂与所述N，N' -双（羧甲 基）-2, 5-二酮哌嗪的摩尔比是包括在0. 05与25. 0之间，优选在0. 1与20. 0之间。
16. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中回收并且再利用一氧化碳。
17. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述衍生物是选自由以下各项组成 的组：N-(膦酰基甲基）甘氨酸盐、N-(膦酰基甲基）甘氨酸的膦酸酯以及N-(膦酰基甲基） 甘氨酸盐的膦酸酯，其中所述盐的阳离子是选自由以下各项组成的组：铵、异丙基铵、乙醇 铵、二甲基铵、三甲基锍、钠以及钾。
18. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述N-(膦酰基甲基）甘氨酸是在一 个分批或连续过程中获得的。
【专利摘要】本发明涉及一种用于合成N-(膦酰基甲基)甘氨酸或其选自由其盐、其膦酸酯以及其膦酸酯盐组成的组的衍生物之一的新方法，所述方法包括以下步骤：a)形成一种反应混合物，以形成N,N'-双(膦酰基甲基)-2,5-二酮哌嗪、其脱水形式或它们的膦酸酯，所述反应混合物包含一种酸催化剂、N,N'-双(羧甲基)-2,5-二酮哌嗪和一种含有一个或多个P-O-P酸酐部分的化合物，其中所述部分包含一个处于氧化态(+III)的P原子和另一个处于氧化态(+III)或(+V)的P原子；b)水解所述反应混合物以形成N-(膦酰基甲基)甘氨酸或其选自由其盐、其膦酸酯以及其膦酸酯盐组成的组的衍生物之一。
【IPC分类】C07F9-38, A01N57-20
【公开号】CN104812763
【申请号】CN201380037315
【发明人】塞巴斯蒂安·伯克尔, 帕特里克·诺特
【申请人】斯特雷特马克控股股份公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年7月17日
【公告号】EP2875034A1, US20150175635, WO2014012988A1