本发明主要涉及一种制备下文中定义的某些式(i)的含磷氰醇酯的方法及其用于制备草铵膦/草铵膦盐的用途。本发明还涉及一种制备草铵膦/草铵膦盐的方法。
在各种工业领域中，含磷氰醇酯是有价值的中间体，特别是用于制备可用于制药/农业化学领域中的生物活性物质。
us4,168,963记载了各种各样的含磷除草活性化合物，其中尤其是膦丝菌素(2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸；通用名：草铵膦，在下文中称为草铵膦)及其盐在农用化学领域中已经具有商业重要性。
制备用于合成这样的含磷除草活性化合物、特别是草铵膦的中间体的方法记载于例如us4,521,348、us4,599,207和us6,359,162b1中。
氰醇酯与甲基亚膦酸酯的反应记载于例如us4,521,348或us4,599,207中。
尽管制备含磷氰醇酯的现有技术方法使得在一些情况下以非常好的产率制备所需的含磷氰醇酯，但是它们仍然具有缺点，例如仍然需要改进含磷氰醇酯的收率、偶联产物或副产物的比例过高、含磷氰醇酯的纯化/分离过度复杂和/或在工艺/设备工程方面反应条件过于苛刻。
因此，本发明的一个目的是找到一种制备含磷氰醇酯的方法，该方法提供具有进一步提高的产率的含磷氰醇酯和/或导致更低比例的偶联产物或副产物，此外优选使得反应方案得到改进，例如在与安全性、环境和/或质量有关的方面。
下文所述的本发明的方法实现了此目的。
本发明提供一种制备式(i)的含磷氰醇酯的方法，
其特征在于，在混合的反应器中在一种以上的自由基形成物质(iv)的存在下，使式(ii)化合物
与式(iii)化合物反应
其中在每种情况下：
r1代表(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-卤代烷基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-卤代芳基、(c7-c10)-芳烷基、(c7-c10)-卤代芳烷基、(c4-c10)-环烷基或(c4-c10)-卤代环烷基，
r2代表(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-卤代烷基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-卤代芳基、(c7-c10)-芳烷基、(c7-c10)-卤代芳烷基、(c4-c10)-环烷基或(c4-c10)-卤代环烷基，
r3和r4各自彼此独立地代表氢、(c1-c4)-烷基、苯基或苄基，
r5代表(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-卤代烷基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-卤代芳基、(c7-c10)-芳烷基、(c7-c10)-卤代芳烷基、(c4-c10)-环烷基或(c4-c10)-卤代环烷基，
x代表氧或硫，且
n为0或1，
其中在以下参数下进行混合：
比功率输入为至少0.03kw/m3(且优选不大于100000kw/m3，优选不大于10000kw/m3，更优选不大于5000kw/m3)，
和/或
达到0.01以下的变异系数(cov≤10-2)的混合时间小于10秒。
本发明的方法，特别是在本发明的方法中描述为优选/特别优选的一个实施方案中，提供了具有提高的收率和通常更高的纯度的式(i)/下文定义的式(ia)/(ib)的含磷氰醇酯。
总体而言，用于制备草铵膦的本发明的方法以及下文进一步描述的本发明的方法，形成更少的不期望的次要组分，使得本发明的方法更有效且更节能。
在本发明的上下文中所述的比功率输入涉及在反应器中在反应条件下凝聚相(即液相和/或固相，而非气相)的总体积。因此，在本发明上下文中，比功率输入不涉及在反应器中一个或多个混合区的体积，而是涉及在反应器中凝聚相的总体积。
变异系数cov表征混合物中各组分关于浓度差异的分布。变异系数(cov)0代表理想的完全均匀的混合物，而变异系数(cov)1代表没有共混合。
混合系数表示变异系数的对立面。混合系数1代表理想的完全均匀的混合物，而变异系数(cov)0代表没有共混合(参见例如“chemietechnik”，eckhardignatowitz，第8版(2007)，第314页)。
与本发明的方法相关的混合可根据本领域技术人员已知的方法进行，优选通过搅拌、泵送循环或泵送通过静态混合器，例如静态混合器(sulzersmx，emb级联混合器等)，另外可以采用挡板。
在本发明的方法中，优选在以下参数下进行混合：
比功率输入为至少0.3kw/m3(优选不大于10000kw/m3，优选不大于5000kw/m3，更优选不大于3000kw/m3，特别优选不大于1000kw/m3)
和/或
达到0.01以下的变异系数(cov≤10-2)的混合时间小于1秒。
在本发明的方法中，优选在以下参数下进行混合：
比功率输入为至少3kw/m3(并且优选不大于5000kw/m3，更优选不大于3000kw/m3，并且特别优选不大于1000kw/m3)，
和/或
达到0.01以下的变异系数(cov≤10-2)的混合时间小于0.1秒。
优选根据两个参数进行混合，即上文定义的各个比功率输入和同时上文定义的各个混合时间。
在本发明的方法中，反应器中的平均水力停留时间优选为1至8小时、优选2至6小时且特别优选为2.5至5小时。
本发明的方法特别适合于以工业规模进行。因此，反应器体积优选为至少100升，优选至少200升，还更优选至少250升。
反应器体积优选不大于250m3，优选不大于100m3，更优选不大于50m3。
基团r1、r2、r3、r4和r5各自的烷基可具有直链或支链(支化的)碳骨架。
表述“(c1-c4)-烷基”为具有1至4个碳原子的烷基的简要标记，即包括甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基丙基或叔丁基。具有更大的指定碳原子范围的一般烷基(例如“(c1-c6)-烷基”)相应地还包括具有更大碳原子数的直链或支链烷基，即在该实例中还包括具有5和6个碳原子的烷基。
“卤素”优选是指由氟、氯、溴和碘组成的组。卤代烷基、卤代芳基、卤代芳烷基和卤代环烷基分别是指部分或完全被相同或不同的卤素原子(优选氟、氯和溴，特别是氟和氯)的卤素原子取代的烷基、芳基、芳烷基和环烷基。因此，卤代烷基包括例如单卤代烷基(＝单卤素烷基)、二卤代烷基(＝二卤素烷基)、三卤代烷基(＝三卤素烷基)或者全卤代烷基，例如cf3、chf2、ch2f、cf3cf2、ch2fchcl、ccl3、chcl2、ch2ch2cl。其他卤素取代的基团也是如此。
合适且优选的式(ii)的化合物尤其包括：甲烷亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、甲烷膦酸单十二烷基酯、甲烷膦酸单苯基酯；乙烷亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、乙烷膦酸单十二烷基酯、乙烷膦酸单苯基酯；丙烷亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、丙烷膦酸单十二烷基酯、丙烷膦酸单苯基酯；丁烷亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、丁烷膦酸单十二烷基酯、丁烷膦酸单苯基酯；苯基亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、苯基膦酸单十二烷基酯、苯基膦酸单苯基酯；苄基亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、苄基膦酸单十二烷基酯、苄基膦酸单苯基酯；甲基硫代亚膦酸单(c1-c6)烷基酯、甲基硫代膦酸单十二烷基酯、甲基硫代膦酸单苯基酯；二甲基氧化膦、二乙基氧化膦、二丙基氧化膦、二丁基氧化膦、二苯基氧化膦、甲基苯基氧化膦、二苄基氧化膦、二甲基膦硫化物和二苯基膦硫化物。
制备式(ii)的化合物是本领域技术人员已知的，并且可以根据文献中已知的方法进行(例如us3,914,345；us4,474,711；us4,485,052；us4,839,105；us5,128,495)。
制备式(iii)的氰醇酯对于本领域技术人员同样是已知的，并且可以根据文献中已知的方法进行(例如根据ep0019750a1以及根据us4,521,348和其中引用的相关文献)。
在本发明的方法中，优选的是：
r3和r4各自彼此独立地代表氢或甲基，
和/或
x代表氧，
和/或
n为1。
本发明的方法优选涉及制备式(ia)的含磷氰醇酯，
其特征在于，使式(iia)的化合物
与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应，
其中式(iii)的化合物之一或式(iii)的化合物对应于式(iiia)(丙烯醛氰醇-o-乙酸酯，ac＝乙酰基，相应地式(i)中的r5＝甲基)
其中在每种情况下：
r1代表(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-卤代烷基、(c6-c8)-芳基、(c6-c8)-卤代芳基、(c7-c10)-芳烷基、(c7-c10)-卤代芳烷基、(c5-c8)-环烷基或(c5-c8)-卤代环烷基，且
r2代表(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-卤代烷基、(c6-c8)-芳基、(c6-c8)-卤代芳基、(c7-c10)-芳烷基、(c7-c10)-卤代芳烷基、(c5-c8)-环烷基或(c5-c8)-卤代环烷基。
优选在每种情况下：
r1代表(c1-c4)-烷基或(c1-c4)-卤代烷基，优选甲基或乙基，
r2代表(c1-c6)-烷基或(c1-c6)-卤代烷基，优选(c3-c6)-烷基，其中继而优选c4-烷基或c5-烷基。
在本发明的方法中，在式(i)/式(ia)中
r1特别优选代表甲基，且
r2特别优选代表(c1-c6)-烷基，继而优选(c4-c5)-烷基。
以下实施方式和作为优选/特别优选描述的本发明的方法的实施方案特别适用于式(iia)的化合物(其中r1代表甲基(并且因此对应于下文定义的式(iib)的化合物)，且r2代表(c1-c6)-烷基)与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯的反应。
在根据本发明优选的方法中，在本发明的上下文中定义的计量料流(d1)和(d2)从单独的(即，空间上间隔的)容器计量加入反应器(即反应容器)中。
在本发明的方法中，优选将总共使用的全部自由基形成物质(iv)的至少一部分与总共使用的全部式(ii)/(iia)的化合物的至少一部分混合，然后将得到的计量料流(d1)计量加入反应器中。
本发明的优选方法的特征在于将两个单独的计量料流(d1)和(d2)计量加入反应器中，并且这些计量料流(d1)和(d2)具有以下组成：
计量料流(d1)包含一种以上的式(ii)的化合物和一种以上的自由基形成物质(iv)
且
计量料流(d2)包含一种以上的式(iii)的化合物以及任选地一种以上的式(ii)的化合物和任选地一种以上的自由基形成物质(iv)。
本发明的优选方法的特征在于：
计量料流(d1)包含一种以上的式(ii)的化合物和一种以上的自由基形成物质(iv)，其中计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占反应中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的10-100摩尔％。
本发明的优选方法的特征在于，计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占反应中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的20-100摩尔％，优选25-100摩尔％，优选30-100摩尔％。
本发明的方法的特征优选在于将两个单独的计量料流(d1)和(d2)计量加入反应器中，并且这些计量料流(d1)和(d2)具有以下组成：
计量料流(d1)包含一种以上的式(ii)的化合物和一种以上的自由基形成物质(iv)，其中计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占反应中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的25-100摩尔％，
且
计量料流(d2)包含一种以上的式(iii)的化合物以及任选地一种以上的式(ii)的化合物和任选地一种以上的自由基形成物质(iv)。
此外，在本发明的方法中，优选将总共使用的全部式(ii)/(iia)的化合物的至少一部分与式(iii)/(iiia)的一种或多种化合物混合，并任选地添加一种以上的自由基形成物质(iv)，然后将所得的计量料流(d2)计量加入反应器中。
本发明的优选方法的特征在于：
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占反应中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的30-100摩尔％，优选40-100摩尔％、优选50-100摩尔％、更优选60-100摩尔％、还更优选70-100摩尔％，特别优选80-100摩尔％，尤其优选90-100摩尔％，且最优选95-100摩尔％。
本发明的更优选的方法的特征在于，计量料流(d1)中的式(ii)的化合物占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的式(ii)的化合物的总量的80-100重量％、优选90-100重量％、优选95-100重量％、尤其优选100重量％。
本发明的方法的一个替代的优选实施方案的特征在于，计量料流(d1)中的式(ii)的化合物占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的式(ii)的化合物的总量的10-90重量％、优选20-80重量％、更优选25-75重量％、特别优选30-70重量％，且尤其优选40-60重量％。
本发明的优选方法的特征在于：
计量料流(d2)中的式(iii)的化合物占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的式(iii)的化合物的总量的80-100重量％、优选90-100重量％、优选95-100重量％、尤其优选100重量％。
本发明的特别优选的方法的特征在于：
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的40-100摩尔％、优选50-100摩尔％、优选60-100摩尔％、更优选70-100摩尔％、尤其优选80-100摩尔％，且特别优选90-100摩尔％，
和/或
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-60摩尔％、优选0-50摩尔％、优选0-40摩尔％、更优选0-30摩尔％、尤其优选0-20摩尔％且特别优选0-10摩尔％。
在特别优选的实施方案中，本发明的方法的特征在于：
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的90-100摩尔％、优选95-100摩尔％、优选97-100摩尔％、更优选98-100摩尔％，
且
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-10摩尔％、优选0-5摩尔％、优选0-3摩尔％、更优选0-2摩尔％。
在特别优选的实施方案中，本发明的方法的特征在于：
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的99-100摩尔％、优选100摩尔％，
且
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-1摩尔％、优选0摩尔％。
本发明的特别优选的方法的特征在于，计量料流(d1)中的全部化合物(ii)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为75至100重量％，优选80至100重量％，更优选85至100重量％，特别优选90至100重量％。
本发明的方法优选在形成自由基的条件下进行。
在本发明的方法中，式(ii)和(iii)/式(iia)和(iiia)的化合物反应生成式(i)/(ia)的化合物优选借助于自由基形成源进行，例如使用电磁场(如uv辐射、γ辐射或x射线)、电场或电化学方法进行，或者在一种以上的自由基形成物质的存在下进行。
在本发明的方法的情况下，优选采用自由基形成物质。
本发明的优选方法的特征在于，一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)
其中
r6在每种情况下独立地代表氢、(c1-c10)-烷基，优选(c1-c6)-烷基，优选(c1-c4)-烷基，
r7代表氢或(c1-c10)-烷基，优选氢或(c1-c6)-烷基，优选氢或(c1-c4)-烷基，
且
r8代表甲基、乙基、2,2-二甲基丙基或苯基。
优选的式(v)的自由基形成物质是如下的那些化合物，其中
r6在每种情况下独立地代表(c1-c10)-烷基，优选(c1-c6)-烷基，优选(c1-c4)-烷基，
r7代表氢或(c1-c10)-烷基，优选氢或(c1-c6)-烷基，优选氢或(c1-c4)-烷基，
且
r8代表甲基、乙基、2,2-二甲基丙基或苯基。
式(v)的自由基形成剂(自由基引发剂)本身是已知的，并且在某些情况下可商购获得。
在本发明的上下文中，式(v)的自由基形成剂优选选自过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化新庚酸异丙苯酯、过氧化新戊酸异丙苯酯及其混合物。
在本发明的上下文中，式(v)的自由基形成剂优选选自过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯及其混合物，继而特别优选过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯和/或过氧化-2-乙基己酸叔丁酯。
本发明的方法使得在温和的反应条件下且以在工艺/设备工程方面更简单进行的方式制备式(i)或(ia)/下文定义的式(ib)的含磷氰醇酯。因此，式(i)、(ia)和(ib)的含磷氰醇酯可在工艺工程方面更容易地获得，甚至以更好的收率和高的纯度获得。
优选进行本发明的方法，使得计量料流(d1)和(d2)在大部分情况下同时地、优选同时地计量加入反应器中。
优选进行本发明的方法，使得反应在40℃至120℃范围内的温度下进行，优选在50℃至110℃范围内的温度下，更优选在55℃至100℃范围内的温度下，且特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
因此，进行本发明的方法显著降低了或极大避免了例如式(ii)/(iia)的反应物的歧化。进行本发明的方法还显著降低了或极大避免了式(iii)/(iiia)的化合物的低聚和聚合。
在本发明的方法的背景下，使用最高可能纯度的式(iii)/(iiia)的氰醇酯是有利的。优选使用的式(iii)/(iiia)的氰醇酯的纯度不小于90重量％、优选不小于92重量％、更优选不小于95重量％、尤其优选不小于98重量％。
所形成的式(i)/(ia)/下文定义的式(ib)的含磷氰醇酯可用作用于合成含磷氨基酸(例如草铵膦)的原料(下文中更具体地描述了这样的合成路线)。
为了避免不希望的副反应并由此实现高收率，还有利的是基于式(iii)/(iiia)的氰醇酯计以过量摩尔使用含磷反应物(ii)/(iia)。
在这些优选的实施方案中，本发明的方法还具有如下优点：为实现本发明的方法的有益效果，基于使用的全部式(iii)/(iiia)的化合物计，不需要大大过量的式(ii)/(iia)的化合物。
优选地，在本发明的方法中，所用的全部式(ii)/(iia)的化合物与所用的全部式(iii)/(iiia)的化合物的摩尔比在8:1至1:1的范围内，优选在5:1至2:1的范围内。
优选地，在本发明的方法中，所用的全部式(ii)/(iia)的化合物与所用的全部式(iii)/(iiia)的化合物的摩尔比在5:1至5:2的范围内，更优选在9:2至5:2的范围内。
通过式(ii)的化合物与式(iii)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(i)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占在反应中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的30-100摩尔％，优选40-100摩尔％、优选50-100摩尔％、更优选60-100摩尔％、还更优选70-100摩尔％、特别优选80-100摩尔％、尤其优选90-100摩尔％，且最优选95-100摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(ii)和(iv)在每种情况下基于计量流(d1)的总重量计为75至100重量％，优选80至100重量％，更优选85至100重量％，特别优选90至100重量％，
使用的全部式(ii)的化合物与使用的全部式(iii)的化合物的摩尔比为8:1-1:1，优选5:1-2:1，
且
反应在40℃至120℃的温度下进行，优选在50℃至110℃的温度下，更优选在55℃至100℃的温度下，且特别优选在60℃至95℃的温度范围下。
通过式(ii)的化合物与式(iii)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(i)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的40-100摩尔％、优选50-100摩尔％、优选60-100摩尔％、更优选70-100摩尔％、尤其优选80-100摩尔％，且特别优选90-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-60摩尔％、优选0-50摩尔％、优选0-40摩尔％、更优选0-30摩尔％、尤其优选0-20摩尔％，且特别优选0-10摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(ii)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为75-100重量％，优选80-100重量％，更优选85-100重量％，特别优选90-100重量％，
使用的全部式(ii)的化合物与使用的全部式(iii)的化合物的摩尔比为8:1至1:1，优选5:1至2:1，
其中一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且优选选自过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化新庚酸异丙苯酯、过氧化新戊酸异丙苯酯及其混合物，
且
反应在40℃至120℃的温度下进行，优选在50℃至110℃的温度下，更优选在55℃至100℃的温度下，并且特别优选在60℃至95℃的温度下。
通过式(ii)的化合物与式(iii)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(i)的化合物、特别是通过式(iia)的化合物与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的50-100摩尔％、优选60-100摩尔％、更优选70-100摩尔％、尤其优选80-100摩尔％，且特别优选90-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-50摩尔％、优选0-40摩尔％、更优选0-30摩尔％、尤其优选0-20摩尔％，且特别优选0-10摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(ii)/(iia)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为80至100重量％，优选85至100重量％，特别优选90-100重量％，
使用的全部式(ii)/(iia)的化合物与使用的全部式(iii)/(iiia)的化合物的摩尔比在5:1至2:1的范围内，
其中一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并优选选自过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化新庚酸异丙苯酯、过氧化新戊酸异丙苯酯及其混合物，
且
反应在50℃至110℃范围内的温度下进行，优选在55℃至100℃范围内的温度下，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(ii)的化合物与式(iii)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(i)的化合物、特别是通过式(iia)的化合物与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的70-100摩尔％、尤其优选80-100摩尔％，且特别优选90-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-30摩尔％、尤其优选0-20摩尔％，且特别优选0-10摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(ii)/(iia)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为80-100重量％，优选85-100重量％，特别优选90-100重量％，
使用的全部式(ii)/(iia)的化合物与使用的全部式(iii)/(iiia)的化合物的摩尔比范围为5:1至2:1，
其中，一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且选自过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化新庚酸异丙苯酯、过氧化新戊酸异丙苯酯及其混合物，
且
反应在50℃至110℃范围内的温度下进行，优选在55℃至100℃范围内的温度下，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(iia)的化合物与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的70-100摩尔％、尤其优选80-100摩尔％，且特别优选90-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-30摩尔％、尤其优选0-20摩尔％，且特别优选0-10摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(iia)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为80至100重量％，优选85至100重量％，特别优选90至100重量％，
使用的全部式(iia)的化合物与使用的全部式(iiia)的化合物的摩尔比在5:1至2:1范围内，
其中，一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且选自过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯及其混合物，继而特别优选过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯和/或过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，
且
反应在50℃至110℃范围内的温度下进行，优选在55℃至100℃范围内的温度下，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(iia)的化合物与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的尤其优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的80-100摩尔％、优选90-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-20摩尔％、优选0-10摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(iia)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为85-100重量％，优选90-100重量％，
使用的全部式(iia)的化合物与使用的全部式(iiia)的化合物的摩尔比范围为5:1至5:2，
其中一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且选自过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯及其混合物，继而特别优选过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯和/或过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，
且
反应在50℃至110℃范围内的温度下进行，优选在55℃至100℃范围内的温度下，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(iia)的化合物(其中r1代表甲基(并因此对应于下文定义的式(iib)的化合物)，r2代表(c1-c6)-烷基)与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的尤其优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的90-100摩尔％、优选95-100摩尔％、优选97-100摩尔％、更优选98-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-10摩尔％、优选0-5摩尔％、优选0-3摩尔％、更优选0-2摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(iia)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为85-100重量％，优选90-100重量％，
使用的全部式(iia)的化合物与使用的全部式(iiia)的化合物的摩尔比范围为5:1至5:2，
其中，一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且选自过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯及其混合物，继而特别优选过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧新癸酸叔丁酯和/或过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，
且
反应在55℃至100℃范围内的温度下进行，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(iia)的化合物(其中r1代表甲基(并因此对应于下文定义的式(iib)的化合物)，r2代表(c1-c6)-烷基)与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的尤其优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的90-100摩尔％、优选95-100摩尔％、优选97-100摩尔％、更优选98-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-10摩尔％、优选0-5摩尔％、优选0-3摩尔％、更优选0-2摩尔，
计量料流(d1)中的全部化合物(iia)和(iv)在每种情况下基于计量料流(d1)的总重量计为85-100重量％，优选90-100重量％，
使用的全部式(iia)的化合物与使用的全部式(iiia)的化合物的摩尔比在9:2至5:2的范围内，
其中，一种、大于一种或所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且选自过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯及其混合物，继而特别优选过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯和/或过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，
且
反应在55℃至100℃范围内的温度下进行，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(iia)的化合物(其中r1代表甲基(并因此对应于下文定义的式(iib)的化合物)，r2代表(c1-c6)-烷基)与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的95-100摩尔％、优选97-100摩尔％、更优选98-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-5摩尔％、优选0-3摩尔％、更优选0-2摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(iia)和(iv)基于计量料流(d1)的总重量计为90至100重量％，
使用的全部式(iia)的化合物与使用的全部式(iiia)的化合物的摩尔比在9:2至5:2的范围内，
其中所有自由基形成物质(iv)符合式(v)，并且选自过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯及其混合物，
且
反应在55℃至100℃范围内的温度下进行，特别优选在60℃至95℃范围内的温度下。
通过式(iia)的化合物(其中r1代表甲基(并因此对应于下文定义的式(iib)的化合物)，r2代表(c1-c6)-烷基)与式(iiia)的丙烯醛氰醇酯反应来制备式(ia)的化合物的本发明的方法的特别优选的实施方案的特征在于
计量料流(d1)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的97-100摩尔％、优选98-100摩尔％，
计量料流(d2)中的自由基形成物质(iv)占计量料流(d1)和(d2)中总共使用的自由基形成物质(iv)的总量的0-3摩尔％、优选0-2摩尔％，
计量料流(d1)中的全部化合物(iia)和(iv)基于计量料流(d1)的总重量计为90至100重量％，
使用的全部式(iia)的化合物与使用的全部式(iiia)的化合物的摩尔比在9:2至5:2的范围内，
其中所有自由基形成物质(iv)都符合式(v)，并且选自过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯及其混合物，
且
反应在60℃至95℃范围内的温度下进行。
本发明的方法可以以不连续的方法方案(例如以半间歇操作模式)或以连续的方法方案(例如在连续操作的搅拌罐)中进行。
在本发明的上下文中，连续的方法方案应理解为意指将化合物(即反应物，如式(ii)和(iii)的化合物)引入反应器中(进料/流入)，但同时将化合物(即产物，如式(i)的化合物)——在空间上从中移出——从反应器中引出(排料/流出)。
相反，在不连续的方法方案中，仅在各个阶段连续地或重叠地进行进料反应物(即诸如式(ii)和(iii)的化合物的反应物)、反应(即反应物的反应)和从反应器中排出产物(即诸如式(i)的化合物的产物)的步骤。
优选进行本发明的方法，使得计量料流(d1)和(d2)基本上连续地、优选连续地计量加入反应器中。
这种基本上连续的或优选连续的方法方案在经济上是有利的，这是因为例如可避免/最小化在半间歇方法和间歇方法中遇到的由于填充和排空步骤而导致的非生产性反应器时间和由于安全工程原因、反应器比热交换性能以及加热和冷却过程而导致的反应时间延长。
本发明的方法优选在惰性气氛下进行，优选在保护性气体气氛下进行。优选的保护性气体为氮气/氩气。
还可在超大气压下或在减压下进行本发明的方法。
本发明的方法可在任选的稀释剂中进行。
原则上可用的任选的稀释剂包括各种有机溶剂，优选甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)或这些有机溶剂的混合物。本发明的方法优选在没有这种其他任选的溶剂的情况下进行。
然而，可有利地在预先形成的式(i)、(ia)或(ib)的反应产物作为稀释剂的情况下进行本发明的方法。
在连续的操作模式中，特别有利的是在预先形成的式(i)、(ia)或(ib)的反应产物或者式(i)、(ia)或(ib)的反应产物与式(ii)/(iia)的反应物的混合物作为稀释剂的情况下进行本发明的方法。
在纯化后，例如在蒸馏除去过量的组分(ii)/(iia)之后，所需的式(i)的产物的纯度通常大于95％。优选回收的过量的起始化合物(ii)/(iia)可以随后不经进一步的纯化而再用于相同的反应中。
这特别适用于式(ib)的化合物(其中r2＝正丁基)，其通过本发明的方法通过含磷反应物(iia)(其中r1＝甲基且r2＝正丁基)与式(iiia)的丙烯醛氰醇-o-乙酸酯反应获得。
在本发明的上下文中，草铵膦盐优选为草铵膦的铵盐、鏻盐、锍盐、碱金属盐和碱土金属盐。
在本发明的上下文中，尤其优选草铵膦、草铵膦钠和草铵膦铵。
另一方面，本发明涉及制备草铵膦或草铵膦盐(优选草铵膦铵)，
其特征在于，在该方法中，采用式(ib)的化合物
其中r2具有上文中根据本发明定义的含义，优选上文中作为优选定义的含义，且特别优选上文中作为特别优选定义的含义，且
r5具有上文所述的含义，且优选代表甲基，且
式(ib)的化合物的制备通过本发明定义的方法进行。
在一个优选的方面，本发明涉及制备草铵膦和/或草铵膦盐，
其特征在于，使通过以下步骤获得的式(ib)的化合物进行反应：
式(iib)的化合物
其中
r2代表(c1-c6)-烷基，优选(c4-c5)-烷基，且特别优选正丁基或正戊基，
与式(iiia)的丙烯醛氰醇-o-乙酸酯反应
其中(iib)与(iiia)的反应通过上文描述的本发明的方法进行，优选在作为优选描述的一个实施方案中，且特别优选在作为特别优选描述的一个实施方案中。
本发明的制备草铵膦和/或草铵膦盐的方法还优选如下进行：式(ib)的化合物与nh3反应得到化合物(vi)，
其中r2和r5各自具有上文所述的含义，
随后水解化合物(vi)得到草铵膦/其盐。
本发明的制备草铵膦和/或草铵膦盐的方法可以以例如us4,521,348中所述的相似的方式进行。
最后，本发明还涉及如上文所定义的并通过本发明的方法制备的式(i)/(ib)的化合物用于制备草铵膦/草铵膦盐——特别是草铵膦、草铵膦钠或草铵膦铵——的用途。
本发明还涉及一种制备草铵膦/草铵膦盐——特别是草铵膦、草铵膦钠或草铵膦铵——的方法，其包括以下步骤(a)和(b)：
(a)制备如上文定义的式(i)/(ib)的化合物，
(b)使用步骤(a)中获得的式(i)/(ib)的化合物来制备草铵膦/草铵膦盐，特别是草铵膦、草铵膦钠或草铵膦铵。
下面的实施例说明本发明。
实施例：
除非另有所述，所有数据基于重量计。
使用的缩写：
mpe:甲烷亚膦酸单-正丁酯
aca:丙烯醛氰醇乙酸酯
acm:(3-氰基-3-乙酰氧基丙基)甲基亚膦酸正丁酯
实施例1：(3-氰基-3-乙酰氧基丙基)甲基亚膦酸正丁酯(acm)(非本发明)
不连续的操作模式
向温度可控的圆柱形玻璃反应器中装入一部分所需的mpe以充分覆盖搅拌装置，并使反应器内容物达到反应温度(通常为85℃)。在使用泵送循环系统/循环回路的实验中，包括相关泵的循环回路也充满mpe。反应器内容物的共混合通过六个叶盘式搅拌器结合四个挡板来完成。反应器内容物始终用氮气覆盖，并且在不施加超大气压的情况下运行反应器。
为确保可靠地启动反应(即可靠的引发)，将少量的引发剂(0.9-1.0ml，相当于约0.8-0.9g)注入预先加热至反应温度的初始进料的mpe中(并且还可能通过循环回路循环)，5分钟之后开始将反应物计量加入反应器中。5分钟的时间间隔大约相当于自由基引发剂过新癸酸叔丁酯在85℃下的半衰期。在4小时的计量时间结束时(即，大于所用的自由基引发剂的40个半衰期)，过新癸酸叔丁酯的初始注入量已经降至小于起始量的10-12份，并因而对在下面记录的实施例2的连续操作模式下的acm制备没有明显的进一步的相关性。
然后，将反应物e1和e2分别计量加入反应器中，直至达到所需的填充水平，同时考虑到各自的化学计量。
首先加入142.0gmpe(98％纯度)并加热至85℃。加入1.0ml(约0.9g)自由基引发剂过新癸酸叔丁酯(纯度98％)，5分钟之后开始计量加入反应物e1和e2。然后在4.0小时内将以下反应物e1和e2同时计量加入反应器中：
反应物e1为mpe(102.1g，98％纯度)和过新癸酸叔丁酯(3.0g，98％纯度)的混合物，反应物e2由57.0gaca(99％纯度)组成。
基于全部混合物计，自由基引发剂的浓度相应地为1.0重量％。
在计量时间结束后，不连续批次已完成；使用的aca已完全反应。
实施例2：(3-氰基-3-乙酰氧基丙基)甲基亚膦酸正丁酯(acm)(非本发明)
连续操作模式
首先向反应器中装入通过上文记录的实施例1的不连续的操作模式制备的混合物。反应条件和设备参数与实施例1中的那些相同。然后在85℃的反应温度下，将计量料流(d1)和(d2)同时并单独地计量加入反应器中。
在85℃下，将计量料流(d1)(mpe和自由基引发剂过新癸酸叔丁酯的混合物)以63ml/h加入反应器中，并将计量料流(d2)(aca)以14ml/h加入反应器中，选择自由基引发剂在mpe中的含量(1.2重量％)，使得在反应器中在全部混合物中自由基引发剂的含量为1.0重量％。
对应于所提供的体积流量，从反应器中排出足够大的体积流量的反应器混合物，以使反应器中的填充体积保持恒定。反应器中的填充体积和供给/排出的体积流量使得反应器中的平均水力停留时间为4.0小时。
一旦达到稳定状态，排出反应器内容物的样品，并测定aca反应得到acm的产率为95-96％。
实施例3：(3-氰基-3-乙酰氧基丙基)甲基亚膦酸正丁酯(acm)
连续操作模式
首先向反应器中装入通过上文记录的实施例1的不连续操作模式制备的混合物。反应条件和设备参数与实施例1中的那些相同。然后在85℃的反应温度下，将计量料流(d1)和(d2)同时并单独地计量加入反应器中。
在85℃下，将计量料流(d1)(mpe和自由基引发剂过新癸酸叔丁酯的混合物)以63ml/h加入反应器中，并将计量料流(d2)(aca)以14ml/h加入反应器中，选择自由基引发剂在mpe中的含量(1.2重量％)，使得在反应器中在全部混合物中自由基引发剂的含量达到1.0重量％。
对应于所提供的体积流量，从反应器中排出足够大的体积流量的反应器混合物，以使反应器中的填充体积保持恒定。反应器中的填充体积和供给/排出的体积流量使得在反应器中的平均水力停留时间为4.0小时。
将计量料流通过静态混合器供给搅拌容器的泵送循环系统/循环回路中的反应混合物中。此外，通过六个叶盘式搅拌器结合四个挡板完成反应器内容物的共混合。
在泵送循环系统中，对于各种体积流量使用具有毫米和/或微米级结构的各种静态混合器(例如sulzersmx，emb级联混合器)，在静态混合器中达到混合时间(对于cov<0.01)至多<1秒，在一些情况下甚至至多<0.1秒。静态混合器的比功率输入(基于反应器中凝聚相的总体积计)为>0.001w/l至<10w/l(1w/l＝1kw/m3)。
一旦达到稳定状态，对于混合时间<1s(在静态混合器中)和比功率输入大于0.1w/l(基于反应器中凝聚相的总体积计)，排出反应器内容物的样品，并测定aca反应得到acm的产率为98％。