CZ391699A3 - Process for preparing formylphosphonic acid - Google Patents

Abstract

Způsob výroby derivátů kyseliny formylfosfonové, při němž se substrát na bázi kyseliny aminomethylfosfonové uvede do kontaktu s reakčnímčinidlem, zvolenýmze skupiny sestávající z vody, alkoholi, fenolové sloučeniny ajenich směsí a oxidačnímplynemv přítomnosti katalyzátoru za vzniku směsi reakčních produktů obsahujících kyselinu formylfosfonovou nebojejí derivát za podmínek, za kterých se reakcí s reagentemspotřebuje maximálně 50 %vytvořené kyseliny formylfosfonové nebojejího derivátu ze směsi reakčních produktů a alespoň přibližně 25 % substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové.A process for preparing formylphosphonic acid derivatives wherein the aminomethylphosphonic acid-based substrate is introduced into contacting a reagent selected from the group consisting of from water, an alcohol, a phenolic compound, and mixtures thereof; oxidative gas in the presence of a catalyst to form a mixture reaction products containing formylphosphonic acid or the derivative is under the conditions under which it is reacted with the reagent consumes a maximum of 50% of the acid formed formylphosphonic acid or a derivative thereof from the reaction mixture and at least about 25% of the acid-based substrate aminomethylphosphonic.

Description

Oblast techniky , Vynález se týká způsobu přípravy derivátů kyseliny formylfosfonové a zejména nových způsobů přípravy kyseliny » formylfosfonové, jejích solí, esterů, hydrátu, acetálů a hemiacetálů katalytickou oxidací derivátů kyseliny aminomethylfosfonové.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the preparation of formylphosphonic acid derivatives and in particular to novel processes for the preparation of formylphosphonic acid, its salts, esters, hydrate, acetals and hemiacetals by catalytic oxidation of aminomethylphosphonic acid derivatives.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Sloučeniny obsahující fosfor, například kyselina formylfosfonové, jsou důležitými prekurzory při syntéze organofosfonových sloučenin. Tyto organofosfonové sloučeniny mají celou řadu uplatnění. Kyselinu formylfosfonovou lze například použít jako prekurzor při syntéze N-(fosfonomethyl)glycinu, což je vysoce účinný komerční herbicid (dostupný pod obchodním označením Roundup) použitelný při kontrole širokého spektra plevelů. Kyselinu formyl’ fosfonovou lze alternativně použít jako výhodný meziprodukt při přípravě farmaceuticky důležitých sloučenin, například kyseliny fosfonohydroxyoctové, která se používá jako antivirové činidlo. Potenciál kyseliny formylfosfonové ve formě reakčního činidla nebo meziproduktu spočívá v možnosti chemické transformace na karbonylovém, fosforovém nebo hydroxylovém zbytku.Phosphorus-containing compounds, such as formylphosphonic acid, are important precursors in the synthesis of organophosphonic compounds. These organophosphone compounds have many applications. For example, formylphosphonic acid can be used as a precursor in the synthesis of N- (phosphonomethyl) glycine, a highly effective commercial herbicide (available under the trade name Roundup) useful for controlling a wide range of weeds. Alternatively, formyl phosphonic acid can be used as a preferred intermediate in the preparation of pharmaceutically important compounds, for example phosphonohydroxyacetic acid, which is used as an antiviral agent. The potential of formylphosphonic acid in the form of a reagent or intermediate is in the possibility of chemical transformation into a carbonyl, phosphorus or hydroxyl moiety.

Výzkumní pracovníci zaznamenali elektrochemické procesy, při kterých dochází ke tvorbě kyseliny formylfosfonové. Například Wagenknecht (Synth. React. Inorg. Met.-Org.Researchers have noticed electrochemical processes that produce formylphosphonic acid. For example, Wagenknecht (Synth. React. Inorg. Met.-Org.

• · ······ ·· ·· • tete tete · · · · ·• · ········· · tete tete · · · · ·

01-2409-99-Če tetetete tete · ·· · • «tetete · · · · ··· · ·· ·· ·· ··01-2409-99-English tetetete tete · tet · tete · tetetete tete

4:567-572 (1974)) spektrofotometricky pozoroval kyselinu formylfosfonovou při elektrochemické oxidaci nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) na sekundární amin a z této reakce ji rovněž izoloval. Podobná reakce je zaznamenána v patentu US 3,907,652. V J. Electrochem. Soc. 123:620-624 (1976) Wagenknecht popisuje elektrochemickou oxidaci substituovaných iminodimethylendifosfonových kyselin vedoucí ke vzniku sekundárního aminu. Při této studii byla kyselina formylfosfonová izolována jako vedlejší produkt v nezaznamenaném výtěžku. Wagenknecht a kol. opět popisují tvorbu kyseliny formylfosfonové jako vedlejšího produktu při elektrochemické oxidaci nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) rovněž v Synth. React. Inorg. Med.-Org. 12:1-9 (1982). Tyto reakce však vykazují několik nedostatků. Výtěžky kyseliny formylfosfonové jsou buď nízké nebo nezaznamenané. Tato reakce navíc vyžaduje přidání koncentrovaného roztoku kyseliny chlorovodíkové, který ohrožuje provozní prostředí a způsobuje korozi zařízení. Elektrochemické metody obecně vyžadují vnější zdroj energie a další zařízení, které má zpravidla vyšší požadavky na údržbu a které je nákladnější než zařízení potřebné pro neelektrochemické reakce. Bylo by tedy výhodné poskytnout způsob přípravy kyseliny formylfosfonové, který by poskytoval požadovaný produkt ve vysokém výtěžku, nevyžadoval by specializované elektrochemické vybavení a manipulaci s větším množstvím silných minerálních kyselin.4: 567-572 (1974)) observed spectrophotometrically formylphosphonic acid in the electrochemical oxidation of nitrilotris (methylenephosphonic acid) to a secondary amine and also isolated it from this reaction. A similar reaction is reported in US Patent 3,907,652. J. Electrochem. Soc. 123: 620-624 (1976) Wagenknecht describes the electrochemical oxidation of substituted iminodimethylenediphosphonic acids to form a secondary amine. In this study, formylphosphonic acid was isolated as a by-product in unrecorded yield. Wagenknecht et al. again disclose the formation of formylphosphonic acid as a by-product in the electrochemical oxidation of nitrilotris (methylenephosphonic acid) also in Synth. React. Inorg. Med.-Org. 12: 1-9 (1982). However, these reactions have several drawbacks. Yields of formylphosphonic acid are either low or unrecorded. In addition, this reaction requires the addition of a concentrated hydrochloric acid solution, which endangers the operating environment and causes corrosion of the equipment. Electrochemical methods generally require an external power source and other equipment, which generally has higher maintenance requirements and is more expensive than the equipment required for non-electrochemical reactions. Thus, it would be advantageous to provide a process for the preparation of formylphosphonic acid which provides the desired product in high yield, without requiring specialized electrochemical equipment and handling of larger amounts of strong mineral acids.

Hershman a kol. popisuje v patentu US 4,072,706 způsob, ve kterém se terciáiní fosfonomethylaminy oxidují kyslíkem v přítomnosti aktivního uhlí jako katalyzátoru a při tom dochází k odštěpení fosfonomethylové skupiny a vzniku sekundárního aminu. Podle Hersmana a kol. se kyselina formylfosfonová, která je meziproduktem štěpení,Hershman et al. discloses in U.S. Pat. No. 4,072,706 a process in which tertiary phosphonomethylamines are oxidized with oxygen in the presence of activated carbon as a catalyst, whereby the phosphonomethyl group is cleaved and a secondary amine is formed. According to Hersman et al. formylphosphonic acid, which is an intermediate of cleavage,

01-2409-99-Če podléhá ve druhém kroku hydrolýze a poskytuje kyselinu mravenčí a kyselinu fosforitou. Nicméně Hersman a kol. identifikoval kyselinu formylfosfonovou jako meziprodukt štěpení pouze v jednom reakčním běhu a přesto, že výtěžek nebyl zaznamenán, je pravděpodobné, že byl velmi nízký. Hersman a kol. nepopisuje ani žádný prostředek, který by redukoval hydrolýzu meziproduktu štěpení.01-2409-99-Ce undergoes hydrolysis in the second step and provides formic acid and phosphorous acid. However, Hersman et al. identified formylphosphonic acid as an intermediate of cleavage in only one reaction run, and although the yield was not recorded, it is likely to be very low. Hersman et al. nor does it disclose any means of reducing the hydrolysis of the cleavage intermediate.

Je tedy žádoucí vyvinout způsob oxidačního štěpení derivátů kyseliny aminomethylfosfonové, který by produkoval kyselinu formylfosfonovou ve vysokém výtěžku při minimální degradaci a který by byl konvenčně použitelný, slučitelný se životním prostředím, bezpečný a ekonomický.Thus, it is desirable to develop a method for the oxidative cleavage of aminomethylphosphonic acid derivatives which produces formylphosphonic acid in high yield with minimal degradation and which is conventionally applicable, environmentally compatible, safe and economical.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Jak již bylo uvedeno, vynález poskytuje zlepšený způsob výroby derivátů kyseliny formylfosfonové. Vynález se zejména týká zlepšeného způsobu výroby kyseliny formylfosfonové, jejích esterů, solí, acetálů, hemiacetálů a hydrátu.As already mentioned, the invention provides an improved process for producing formylphosphonic acid derivatives. In particular, the invention relates to an improved process for the production of formylphosphonic acid, its esters, salts, acetals, hemiacetals and hydrate.

Tedy stručně řečeno, jeden z aspektů vynálezu se zaměřuje na způsob přípravy kyseliny formylfosfonové, jejích esterů, solí, acetálů, hemiacetálů a hydrátu a zejména kyseliny formylfosfonové, přičemž tento způsob zahrnuje uvedení kyseliny aminomethylfosfonové do kontaktu s reakčním činidlem zvoleným ze skupiny sestávající z vody, alkoholu, fenolové sloučeniny a jejich směsí a oxidačním plynem v přítomnosti katalyzátoru za vzniku směsi reakčních produktů obsahující derivát kyseliny formylfosfonové. U tohoto způsobu jsou podmínky, za kterých se jednotlivéBriefly, one aspect of the invention is directed to a process for the preparation of formylphosphonic acid, its esters, salts, acetals, hemiacetals and hydrate, and in particular formylphosphonic acid, which process comprises contacting aminomethylphosphonic acid with a reagent selected from the group consisting of water, an alcohol, a phenolic compound and mixtures thereof, and an oxidizing gas in the presence of a catalyst to form a reaction product mixture comprising a formylphosphonic acid derivative. In this method there are conditions under which the individual

01-2409-99-Če • · ······ · · · · ·· « · · · ···· • · · · · · ···· ··#···· · ··· · · · • · · · · · · · · · • · · · ♦· «φ · · ·« reakční složky uvádí do kontaktu, řízeny tak, aby reakce s reakčním činidlem nespotřebovala více než 50 % derivátu kyseliny formylfosfonové obsaženého ve směsi reakčních produktů.01-2409-99-Eng • · ····· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · The reactants are contacted, controlled so that the reaction with the reagent does not consume more than 50% of the formylphosphonic acid derivative contained in the mixture. reaction products.

Další rozsah aplikovatelnosti vynálezu se stane zřejmým po prostudování následujícího podrobného popisu. Nicméně by mělo být zřejmé, že následující podrobný popis a příklady, které popisují výhodná provedení vynálezu, mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.Further scope of the invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the following detailed description and examples describing preferred embodiments of the invention are illustrative only and are not intended to limit the scope of the invention as set forth in the appended claims.

Následující podrobný popis má být pouze pomocným nástroje při realizaci vynálezu odborníkem v daném oboru, a neměl by nikterak omezovat vynález, pro jehož realizaci mohou odborníci v daném oboru použít modifikace a varianty zde diskutovaných provedení bez toho, že by překročili rámec vynálezu vymezený přiloženými patentovými nároky.The following detailed description is intended as an aid to the practitioner of the invention, and should not be construed as limiting the invention to which those skilled in the art may employ modifications and variations of the embodiments discussed herein without departing from the scope of the appended claims. .

Obsahy všech zde citovaných dokumentů, včetně obsahu dokumentů v nich citovaných, jsou zde zmíněny formou odkazů.The contents of all documents cited herein, including the contents of the documents cited therein, are incorporated herein by reference.

a. Definicea. Definitions

Cílem následujících definicí je usnadnit čtenáři pochopení podrobného popisu vynálezu.The following definitions are intended to facilitate the reader to understand the detailed description of the invention.

Výraz „hydrokarbylová skupina znamená skupinu tvořenou uhlíkem a vodíkem. Tato definice zahrnuje alkylové, alkenylové a alkinylové skupiny, které mají přímýThe term "hydrocarbyl" means a carbon and hydrogen group. This definition includes alkyl, alkenyl, and alkynyl groups that have straight

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

9 999999 ·· φ · • · · 9 · · «99* ······· · 9 · · · · · • 9 · · · 9 «9999 999999 9 9999999 9 9 99 99 9 9 9 9 999

9 9 9 ·· 9 9 9 · * 9 nebo větvený řetězec, nebo cyklické uhlovodíky s 1 až přibližně 20 atomy uhlíku. Do rozsahu této definice rovněž spadají arylové skupiny tvořené uhlíkem a vodíkem. Hydrokarbylová skupina tedy zahrnuje například methylovou skupinu, ethylovou skupinu, propylovou skupinu, butylovou skupinu, pentylovou skupinu, hexylovou skupinu, cyklopropylovou skupinu, cyklobutylovou skupinu, cyklopentylovou skupinu, cyklohexylovou skupinu, methylcyklopentylovou skupinu, ethenylovou skupinu, propenylovou skupinu, butenylovou skupinu, pentenylovou skupinu, hexenylovou skupinu, ethinylovou skupinu, propinylovou skupinu, butinylovou skupinu, pentinylovou skupinu, hexinylovou skupinu, fenylovou skupinu, naftylovou skupinu, anthracenylovou skupinu, benzylovou skupinu a jejich isomery.Or a branched chain or cyclic hydrocarbon having from 1 to about 20 carbon atoms. Also included within the definition are aryl and carbon-containing aryl groups. Thus, hydrocarbyl includes, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, ethynyl, propynyl, butynyl, pentinyl, hexinyl, phenyl, naphthyl, anthracenyl, benzyl, and isomers thereof.

Výraz „substituovaná hydrokarbylová skupina znamená hydrokarbylovou skupinu, ve které je jeden nebo více atomů vodíku substituováno skupinou obsahující heteroatom. Takové substituční skupiny například zahrnují halogenoskupinu, oxoskupinu, heterocyklickou skupinu, alkoxyskupinu, hydroxyskupinu, aryloxyskupinu, nitroskupinu, aminoskupinu, alkylaminoskupinu nebo amidoskupinu. Pokud je substituční skupinou oxoskupina, potom může být substituovanou hydrokarbylovou skupinou například acylová skupina.The term "substituted hydrocarbyl" means a hydrocarbyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a heteroatom-containing group. Such substituent groups include, for example, halo, oxo, heterocyclic, alkoxy, hydroxy, aryloxy, nitro, amino, alkylamino or amido. When the substituent group is an oxo group, the substituted hydrocarbyl group may be, for example, an acyl group.

Výraz „heteroatom znamená atom libovolného prvku jiného než uhlík nebo vodík, který je schopen tvořit chemické vazby.The term "heteroatom" means an atom of any element other than carbon or hydrogen that is capable of forming chemical bonds.

Výraz „heterocyklická skupina znamená nasycenou nebo nenasycenou jednokruhovou nebo vícekruhovou karbocyklickou skupinu, ve které je alespoň 1 atom uhlíku nahrazen atomem dusíku, atomem síry, atomem fosforu nebo atomem kyslíku.The term "heterocyclic group" means a saturated or unsaturated single or multi-ring carbocyclic group in which at least 1 carbon atom is replaced by a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom or an oxygen atom.

• ·• ·

01-2409-99-Če například01-2409-99-English for example

Definice „heterocyklická následující struktury:The definition of "heterocyclic of the following structure:

skupina zahrnujegroup includes

2'-z nebo2'-z or

Z' ve kterých Z, Z', Z'' nebo Z''' znamená atom uhlíku, atom síry, atom fosforu, atom kyslíku nebo atom dusíku, pod podmínkou, že jeden ze Z, Z', Z'' nebo Z''' neznamená atom uhlíku a neznamená atom kyslíku nebo atom síry, pokud je pomocí dvojné vazby navázaný na další atom Z nebo pokud je navázán na další atom kyslíku nebo atom síry. Na atomy Z, Z', Z'' nebo Z''' mohou být navázány případné substituenty pouze v případě, že všechny znamenají atom uhlíku. Místo navázání na požadovanou molekulu se může nacházet na heteroatomu nebo kdekoliv na kruhu.Z 'in which Z, Z', Z '' or Z '' 'represents a carbon atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, an oxygen atom or a nitrogen atom, provided that one of Z, Z', Z '' or Z ' it is not a carbon atom and is not an oxygen or sulfur atom when it is attached via a double bond to another Z atom or when it is attached to another oxygen atom or a sulfur atom. Z, Z ', Z' 'or Z' '' atoms can be attached to optional substituents only if they all represent a carbon atom. The site of attachment to the desired molecule may be located on a heteroatom or anywhere on the ring.

Výraz „halogen nebo „halogenoskupina znamená fluoroskupinu, chloroskupinu, bromoskupinu nebo jodoskupinu.The term "halogen" or "halo" means fluoro, chloro, bromo or iodo.

Výraz „pyrolýza označuje rozštěpení molekul na menší jednotky za použití tepla.The term "pyrolysis" refers to the cleavage of molecules into smaller units using heat.

Výraz „oxidační plyn označuje plyn nebo plynnou směs, která obsahuje oxidační činidlo. Oxidační činidla mohou například zahrnovat kyslík, oxidy dusíku, atomární kyslík a ozón.The term "oxidizing gas" refers to a gas or gas mixture that contains an oxidizing agent. For example, oxidizing agents may include oxygen, nitrogen oxides, atomic oxygen, and ozone.

Výraz „plyn obsahující atom kyslíku označuje plyn nebo plynnou směs, ve které alespoň jedna ze složek obsahuje atom kyslíku.The term "oxygen-containing gas" refers to a gas or gas mixture in which at least one of the components contains an oxygen atom.

01-2409-99-Če • 9 *·«··· 9 9 « · • 99 99 9 999901-2409-99-English • 9 * · «··· 9 9« · 99 99 9 9999

999 9 · 9 9999999 9 · 9,999

9999 9 9 9 ««9 99 99999 9 9 9 «« 9 99 9

9 9999 «9999,990 «999

999 9 99 9· 99 99999 99 99 · 99 99

Výraz „povrchový oxid znamená reakční skupinu na povrchu aktivního uhlí, která obsahuje jeden nebo více atomů kyslíku.The term "surface oxide" means a reactive group on the surface of activated carbon containing one or more oxygen atoms.

Zkratka „GC označuje plynovou chromatografii.The abbreviation "GC" refers to gas chromatography.

Zkratka „HPLC označuje vysokotlakou kapalinovou chromatografii.The abbreviation "HPLC" refers to high pressure liquid chromatography.

Zkratka „IC označuje iontovou chromatografii.The abbreviation "IC" refers to ion chromatography.

Zkratka „NMR označuje nukleární magnetickou rezonanční spektroskopii.The abbreviation "NMR" refers to nuclear magnetic resonance spectroscopy.

Zkratka „MS označuje hmotovou spektrometrii.The abbreviation "MS" refers to mass spectrometry.

b. Podrobný popis způsobub. A detailed description of the method

Při provádění způsobu podle vynálezu lze deriváty kyseliny formylfosfonové obecného vzorce (I) překvapivě získat ve vysokém výtěžku uvedením kyseliny aminomethylfosfonové do reakce s oxidačním činidlem a reakčním činidlem (vodou, alkoholem, fenolovou sloučeninou nebo jejich směsí) v reakční směsi v přítomnosti katalyzátoru. Reakce se provádí za podmínek, při kterých se výhodně přibližně alespoň 25 %, výhodněji přibližně alespoň 50 % a ještě výhodněji přibližně alespoň 75 % substrátu tvořeného kyselinou aminomethylfosfonovou zoxiduje za vzniku kyseliny formylfosfonové bez toho, že by reakce s uvedeným reakčním činidlem spotřebovala více než 50 % takto připravené kyseliny formylfosfonové. Tuto reakci obecně znázorňuje rovnice 1, ve které má kyselina aminomethylfosfonová obecný vzorec (II), R¹ a R² mohou nezávisle znamenat atom vodíku, hydrokarbylovou skupinu substituovanou hydrokarbylovouSurprisingly, in the process of the invention, the formylphosphonic acid derivatives of formula (I) can be obtained in high yield by reacting aminomethylphosphonic acid with an oxidizing agent and a reagent (water, alcohol, phenolic compound or mixtures thereof) in the reaction mixture in the presence of a catalyst. The reaction is conducted under conditions wherein preferably at least about 25%, more preferably at least about 50% and even more preferably at least about 75% of the aminomethylphosphonic acid substrate is oxidized to form formylphosphonic acid without consuming more than 50% of the reagent with said reagent. % of the formylphosphonic acid thus prepared. This reaction is generally illustrated by Equation 1, in which aminomethylphosphonic acid has the general formula (II), R ¹ and R ² may independently be hydrogen, hydrocarbyl substituted by hydrocarbyl

01-2409-99-Če skupinu, kationt tvořící sůl a heterocyklickou skupinu; R³ může znamenat aldehydovou skupinu nebo -CH(OR⁸) (OR⁹); R⁴ a R⁵ mohou nezávisle znamenat atom vodíku, -CH₂PO(OR⁶) (OR⁷) , hydrokarbylovou skupinu, substituovanou hydrokarbylovou skupinu a heterocyklickou skupinu; R⁶ a R⁷ mohou nezávisle znamenat atom vodíku, hydrokarbylovou skupinu, substituovanou hydrokarbylovou skupinu, kationt tvořící sůl a heterocyklickou skupinu; a R⁸ a R⁹ mohou nezávisle znamenat atom vodíku, hydrokarbylovou skupinu, substituovanou hydrokarbylovou skupinu a heterocyklickou skupinu.01-2409-99-Ce a salt-forming cation and a heterocyclic group; R ³ can be an aldehyde group or -CH (OR ⁸ ) (OR ⁹ ); R ⁴ and R ⁵ can independently be hydrogen, -CH ₂ PO (OR ⁶ ) (OR ⁷ ), a hydrocarbyl group, a substituted hydrocarbyl group, and a heterocyclic group; R ⁶ and R ⁷ can independently be hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, salt-forming cation and heterocyclic group; and R ⁸ and R ⁹ can independently be hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, and heterocyclic.

OR (XI) θ2'OR (XI) θ2 '

R OH, R⁹OH i katalyzátorR OH, R ⁹ OH and catalyst

R²O-P-R³ R ² OPR ³

OR (I)OR (I)

NH (III)NH (III)

Rov. 1Rov. 1

Překvapivě se zjistilo, že degradaci kyseliny formylfosfonové na kyselinu mravenčí lze regulovat volbou času a teploty. Stupeň degradace kyseliny formylfosfonové na kyselinu mravenčí a kyselinu fosforitou se zpravidla zvyšuje s prodloužením reakční doby a se zvýšením reakční teploty, přičemž hodnota zvýšení pro tento reakční krok je vyšší než hodnota zvýšení pro konverzi kyseliny aminomethylfosfonové na kyselinu formylfosfonovou. Z toho vyplývá, že reakční doba a reakční teplota jsou nastaveny tak, aby se získal poměr kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu ku kyselině mravenčí přibližně alespoň 1:1, výhodněji přibližně alespoň 2:1 a optimálně přibližně alespoň 3:1. Reakci lze provádět při teplotě 150 °C, nicméně při této teplotě by degradace kyseliny formylfosfonové překročila požadovaný degradační stupeň a bylo bySurprisingly, it has been found that the degradation of formylphosphonic acid to formic acid can be controlled by the choice of time and temperature. The degree of degradation of formylphosphonic acid to formic acid and phosphorous acid generally increases with increasing reaction time and increasing reaction temperature, the increase value for this reaction step being higher than the increase value for the conversion of aminomethylphosphonic acid to formylphosphonic acid. Accordingly, the reaction time and the reaction temperature are adjusted so as to obtain a ratio of formylphosphonic acid or a derivative thereof to formic acid of at least about 1: 1, more preferably about at least 2: 1 and optimally about at least 3: 1. The reaction can be carried out at a temperature of 150 ° C, but at this temperature the degradation of formylphosphonic acid would exceed the desired degradation degree and

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

9 99·· 9 9 · ·9 98 ·· 9 9 · ·

9 9 « * 9 · · 9 · 9 9 ·9 9 «* 9 · · 9 9 9 ·

9 999 99 99,999 99 9

99 · 9 99 9 • 9 99 99 9 · obtížné získat kyselinu formylfosfonovou ve významnějším výtěžku. Je tedy obecně výhodné, pokud se reakce provádí při teplotě nižší než 115 °C, výhodněji při teplotě nižší než 95 °C a ještě výhodněji při teplotě, která nepřesahuje 85 °C. Vhodnou reakční dobou, která umožní získat přibližně 70 % nebo více derivátů kyseliny formylfosfonové, je při reakčních teplotách vyšších než přibližně 105 °C méně než přibližně 120 minut, při teplotách přibližně 95 °C až 105 °C méně než přibližně 5 hodin, při teplotách přibližně 85 °C až 95 °C méně než 15 hodin a při reakčních teplotách nižších než přibližně 85 °C 10 hodin nebo více (například přibližně 20 až 30 hodin nebo více).99 · 9 99 9 • 9 99 99 9 · difficult to obtain formylphosphonic acid in significant yield. Thus, it is generally preferred that the reaction be carried out at a temperature below 115 ° C, more preferably below 95 ° C, and even more preferably at a temperature not exceeding 85 ° C. A suitable reaction time to obtain about 70% or more formylphosphonic acid derivatives is at reaction temperatures above about 105 ° C for less than about 120 minutes, at temperatures about 95 ° C to 105 ° C for less than about 5 hours, at temperatures about 85 ° C to 95 ° C for less than 15 hours and at reaction temperatures below about 85 ° C for 10 hours or more (for example, about 20 to 30 hours or more).

Reakční směs výhodně obsahuje alespoň jeden ekvivalent reakčního činidla zvoleného ze skupiny sestávající z vody, alkoholu, fenolu nebo jejich směsí na každý ekvivalent požadované kyseliny formylfosfonové, tj. na každý ekvivalent reakčního produktu. Alkoholem může být libovolná sloučenina ze široké třídy organických sloučenin obsahujících hydroxylovou skupinu zahrnující například sloučeniny obsahující jednu, dvě nebo více hydroxylových skupin, kterými jsou jinak hydrokarbylové, substituované hydrokarbylové nebo heterocyklické sloučeniny. Fenolem může být libovolná aromatická sloučenina zvolená ze třídy aromatických sloučenin, které mají přímo na aromatický kruh navázanou alespoň jednu hydroxylovou skupinu. Fenoly zahrnují například benzofenol, kresoly, xylenoly, resorcinol, naftoly atd.The reaction mixture preferably comprises at least one equivalent of a reagent selected from the group consisting of water, alcohol, phenol or mixtures thereof for each equivalent of the desired formylphosphonic acid, i.e., for each equivalent of the reaction product. The alcohol may be any compound from a wide variety of hydroxyl-containing organic compounds including, for example, compounds containing one, two or more hydroxyl groups which are otherwise hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl or heterocyclic compounds. The phenol may be any aromatic compound selected from the class of aromatic compounds having at least one hydroxyl group attached directly to the aromatic ring. Phenols include, for example, benzophenol, cresols, xylenols, resorcinol, naphthols, etc.

Katalyzátorem je obecně libovolný materiál, který účinně katalyzuje tvorbu derivátu kyseliny formylfosfonové při provádění způsobu podle vynálezu. Katalyzátorem může být heterogenní katalyzátor nebo homogenní katalyzátor. ProThe catalyst is generally any material that effectively catalyzes the formation of a formylphosphonic acid derivative in the process of the invention. The catalyst may be a heterogeneous catalyst or a homogeneous catalyst. For

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

ΦΦ ·φφ φ • φ φ ΦΦΦ··· • φ φ φ φ φφφφ φφφφ φ φ φ φφφ φ φ φ φ φφφφ φφφφ φφφ φ »· · φ φφ φφ účely vynálezu výraz homogenní katalyzátor označuje katalyzátor, který je rozpustný v reakční směsi. Výraz „heterogenní katalyzátor označuje katalyzátor, který je nerozpustný nebo v podstatě nerozpustný v reakční směsi. Výraz „reakční směs zahrnuje reakční směsi, které obsahují jednu diskrétní fázi a reakční směsi, které obsahuji více než jednu diskrétní fázi. Příklady reakčních směsí, které obsahují více než jednu diskrétní fázi, zahrnují emulze typu „olej ve vodě a emulze typu „voda v oleji.For the purposes of the invention, the term homogeneous catalyst refers to a catalyst which is soluble in a reaction mixture which is soluble in a catalyst which is soluble in a catalyst which is soluble in a reaction mixture. . The term "heterogeneous catalyst" refers to a catalyst that is insoluble or substantially insoluble in the reaction mixture. The term "reaction mixture" includes reaction mixtures that contain one discrete phase and reaction mixtures that contain more than one discrete phase. Examples of reaction mixtures that contain more than one discrete phase include oil-in-water emulsions and water-in-oil emulsions.

Při provádění tohoto způsobu je reakční směs zpravidla neutrální nebo kyselá a obsahuje Lewisovu kyselinu, jakou je například kyselina chlorovodíková nebo chlorid hlinitý. Pokud se jako rozpouštědlo použije voda, potom je pH hodnota nižší než přibližně 6, výhodně nižší než přibližně 3 a nejvýhodněji nižší než přibližně 1,5. Reakci lze provádět v přítomnosti přidané báze, například hydroxidu alkalického kovu, ale je výhodné, pokud je množství přidané báze nižší než jeden ekvivalent báze na ekvivalent derivátu amino-methylfosfonové kyseliny. Údaje uvedené v Tabulce 1 ukazují příklady vlivu pH hodnoty a přidané báze na výtěžek kyseliny formyl-fosfonové (FPA, obecný vzorec (I), ve kterém R¹ a R² znamenají atom vodíku a R³ znamená aldehydovou skupinu) při provádění reakce nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) (obecného vzorce (II), ve kterém R¹ a R² znamenají atom vodíku a R⁴ a R⁵ znamenají CH2PO3H2) způsobem podle vynálezu. Přestože Tabulka 1 uvádí výsledky získané za použití heterogenního katalyzátoru, je tato kyselinová závislost nezávislá na typu použitého katalyzátoru.In carrying out this process, the reaction mixture is generally neutral or acidic and comprises a Lewis acid such as hydrochloric acid or aluminum chloride. When water is used as the solvent, the pH is less than about 6, preferably less than about 3, and most preferably less than about 1.5. The reaction may be carried out in the presence of an added base, for example an alkali metal hydroxide, but it is preferred that the amount of base added is less than one equivalent of base per equivalent of amino-methylphosphonic acid derivative. The data presented in Table 1 show examples of the effect of pH and base added on formyl phosphonic acid yield (FPA, general formula (I) in which R ¹ and R ² are hydrogen and R ³ is aldehyde) in the nitrilotris reaction ( methylenephosphonic acids) (of formula (II) wherein R ¹ and R ² are hydrogen and R ⁴ and R ⁵ are CH 2 PO ³ H 2) according to the process of the invention. Although Table 1 shows the results obtained using a heterogeneous catalyst, this acid dependence is independent of the type of catalyst used.

01-2409-99-Če • · ·· ···· ·* ·· •· · : : z : ; j :01-2409-99-English::: z:; j:

9999 99 9 ··♦ ·· · • « · · 9 · »··· ·· · « ·* « * ·· *·9999 99 9 · · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

Tabulka 1Table 1

Ebčet ekvivalentů přidané kyseliny nébo táze Ebčet equivalents of added acid or base pH Produktu Product pH Konverze při 120 min (%) Conversions at 120 min (%) Nbxitólní výtěžek FEA, % (při reakční cfcbě v min) Nbxitol yield FEA,% (reaction reaction in min) Phximální výtěžek NFI, % Phaxal yield NFI,% 1,0 ekviv. HUL 1.0 equiv. STICK 0,9 0.9 97 97 69 (120) 69 (119) 10 10 žádný none 1,0 1.0 99 99 71 (120) 71 (119) 5 5 1,0 ekviv. NaCH 1.0 equiv. Purple 1,4 1.4 97 97 62 (120) 62 (119) 17 17 1,8 ekviv. NaCH 1.8 equiv. Purple 2,1 2.1 68 68 38 (120) 38 (119) 20 20 May 2,2 ekviv. NaCH 2.2 equiv. Purple 2,9 2.9 65 65 28 (120) 28 (119) 30 30 3,0 ekviv. NaCH 3.0 equiv. Purple 4,5 4,5 94 94 14 (30) 14 (30) 65 65 4,0 ekviv. NaCH 4.0 equiv. Purple 5,9 5.9 přibližně 100 approximately 100 8 (60) 8 (60) 63 63

Reakční podmínky jsou popsány v příkladu 6 FPA = kyselina formylfosfonováThe reaction conditions are described in Example 6 FPA = formylphosphonic acid

NFI = N-formyliminobis(methylenfosfonová kyselina)NFI = N-formyliminobis (methylenephosphonic acid)

Pokud se v rámci vynálezu použije heterogenní katalyzátor, potom je tímto katalyzátorem výhodně uhlíkový katalyzátor. Uhlíkové katalyzátory, které jsou zvláště vhodné pro použití v rámci vynálezu, lze připravit způsoby popsanými v patentu US 4,624,937, který je zde uveden formou odkazů. Uhlíkový katalyzátor lze vyrobit způsobem, který zahrnuje pyrolýzu aktivního uhlí při teplotě přibližně 500 °C až 1 500 °C, přičemž tato pyrolýza je prováděna za současného kontaktování aktivního uhlí s prvním plynem obsahujícím amoniak a druhým plynem obsahujícím plyn, který obsahuje atom kyslíku, přičemž hmotnostní poměr plynu obsahujícího atom kyslíku ku amoniaku se pohybuje v rozmezí přibližně od 0:10 do 90:10. Doba, po kterou je aktivní uhlí v kontaktu s prvním plynem a druhým plynem, musí být dostatečná pro odstranění povrchových kyslíků z aktivního uhlí. Plynem obsahujícím • A ····If a heterogeneous catalyst is used in the present invention, the catalyst is preferably a carbon catalyst. Carbon catalysts that are particularly suitable for use in the present invention can be prepared by the methods described in U.S. Patent 4,624,937, which is incorporated herein by reference. The carbon catalyst may be produced by a process comprising pyrolysis of activated carbon at a temperature of about 500 ° C to 1500 ° C, wherein the pyrolysis is carried out by contacting the activated carbon with a first ammonia-containing gas and a second oxygen-containing gas, the weight ratio of oxygen-containing gas to ammonia ranges from about 0:10 to 90:10. The time during which the activated carbon is in contact with the first gas and the second gas must be sufficient to remove surface oxygen from the activated carbon. Gas containing • A ····

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

AA Α··ΑAA Α ·· Α

A A A A ♦ · ·A · A · ·

A A A AAAAA A A AAAA

AA A AAA AA AAA

A AAAA AAAAAnd AAAA AAAA

AAA A AA AA AA AA atom kyslíku je výhodně vodní pára, oxid dusíku, kyslík, oxid uhličitý nebo oxid siřičitý nebo jejich směsi. Výhodně je plynem obsahujícím atom kyslíku vodní pára.The oxygen atom is preferably water vapor, nitrogen oxide, oxygen, carbon dioxide or sulfur dioxide or mixtures thereof. Preferably, the oxygen-containing gas is water vapor.

Alternativně lze jako uhlíkový katalyzátor použít některý z katalyzátorů dodávaných společností American Nořit Company (Jacksonville, FL) pod obchodním označením Nořit. Výhodnými uhlíkovými katalyzátory dodávanými touto společností jsou Nořit SX Plus nebo Nořit SA-3. Heterogenní katalyzátor použitý v rámci vynálezu může obsahovat uhlík impregnovaný vzácným kovem. Výhodně je vzácným kovem platina nebo palladium a nejvýhodněji platina.Alternatively, one of the catalysts available from the American Norit Company (Jacksonville, FL) under the tradename Norit may be used as the carbon catalyst. Preferred carbon catalysts supplied by the company are Norit SX Plus or Norit SA-3. The heterogeneous catalyst used in the present invention may comprise noble metal impregnated carbon. Preferably, the noble metal is platinum or palladium, and most preferably platinum.

V přítomnosti heterogenního katalyzátoru lze způsob podle vynálezu provádět při libovolné teplotě, která je slučitelná s provozním vybavením a provozními postupy. Způsob podle vynálezu se výhodně provádí při teplotách nižších než přibližně 95 °C. Výhodně se provádí při teplotách přibližně 20 °C až 95 °C, výhodně přibližně při 20 °C až 90 °C a ještě výhodněji při 20 °C až 70 ’C. Údaje uvedené v tabulce 2 ukazují vliv teploty na konverzi při použití nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) jako výchozího materiálu a vliv na selektivitu tvorby kyseliny formylfosfonové při 65 ’C a 95 °C. Tyto údaje ukazují, že snížení reakční teploty zvýší selektivitu způsobu podle vynálezu ve prospěch tvorby kyseliny formylfosfonové.In the presence of a heterogeneous catalyst, the process of the invention can be carried out at any temperature that is compatible with process equipment and process procedures. The process of the invention is preferably carried out at temperatures below about 95 ° C. It is preferably carried out at temperatures of about 20 ° C to 95 ° C, preferably about 20 ° C to 90 ° C, and even more preferably at 20 ° C to 70 ° C. The data presented in Table 2 show the effect of temperature on conversion using nitrilotris (methylenephosphonic acid) as the starting material and the effect on selectivity of formylphosphonic acid formation at 65 ° C and 95 ° C. These data show that lowering the reaction temperature will increase the selectivity of the process of the invention in favor of formylphosphonic acid formation.

01-2409-99-Če ·· 00 0000 ·0 0« 900 90 0 0 0 · 901-2409-99-English · 00 0000 · 0 0 «900 90 0 0 0 · 9

0·9 99 9 «9090 · 9 99 9

9000909 0 000 00 «9000909 0 000 00 «

0 9999 90990 9999 9099

999 9 99 90 9« 99999 98 99 90 9 «99

Tabulka 2Table 2

Čas, min Time, min Konverze³ při 65 °CConversion ³ at 65 ° C Selektivita¹³ při 65 °CSelectivity ¹³ at 65 ° C Konverze³ při 90 °CConversion ³ at 90 ° C Selektivita¹³ při 90 °CSelectivity ¹³ at 90 ° C 0 0 0 0 0 0 40 40 35,4 35.4 70,4 70.4 70 70 18,3 18.3 84,0 84.0 80 80 69, 0 69, 0 63,5 63.5 120 120 96, 2 96, 2 58,2 58.2 140 140 30, 9 30, 9 83,3 83.3 236 236 52, 4 52, 4 75,3 75.3 318 318 64,9 64.9 78,4 78.4 456 456 87,4 87.4 73,0 73.0

Reakční podmínky jsou popsány v příkladu 7.The reaction conditions are described in Example 7.

^a Konverze nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) na produkty. ^and Conversion of nitrilotris (methylenephosphonic acid) to products.

^b Selektivita ve prospěch tvorby kyseliny formylfosfonové. ^b Selectivity in favor of formylphosphonic acid formation.

V rámci způsobu podle vynálezu lze v oxidačním plynu použít celou řadu oxidačních činidel. Výhodná oxidační činidla zahrnují kyslík, oxidy dusíku například oxid dusný, atomární kyslík a ozón. Nejvýhodnějším oxidačním činidlem je kyslík. Oxidační plyn podle vynálezu může být například tvořen v podstatě pouze kyslíkem nebo může obsahovat kyslík naředěný jedním nebo více dalšími plyny. Příkladem oxidačního plynu, který obsahuje kyslík naředěný dalšími plyny, je vzduch.A wide variety of oxidizing agents can be used in the oxidizing gas of the present invention. Preferred oxidizing agents include oxygen, nitrogen oxides such as nitrous oxide, atomic oxygen and ozone. The most preferred oxidant is oxygen. For example, the oxidizing gas of the invention may consist essentially of oxygen only or may contain oxygen diluted with one or more other gases. An example of an oxidizing gas that contains oxygen diluted with other gases is air.

Oxidační činidlo, například kyslík, může být použito v rámci způsobu podle vynálezu při různých parciálních tlacích. Výhodně se oxidační činidlo použije při parciálním tlaku přibližně 10 kPa až přibližně 10 000 kPa.An oxidizing agent, for example oxygen, can be used in the process of the invention at various partial pressures. Preferably, the oxidizing agent is used at a partial pressure of about 10 kPa to about 10,000 kPa.

• · · ·• · · ·

« · * • · « • · «· · • • •

01-2409-99-Ce01-2409-99-Ce

Způsob, kterým se derivát kyseliny aminomethylfosfonové uvádí do kontaktu s oxidačním plynem a katalyzátorem, se může podstatně lišit. Derivát kyseliny aminomethylfosfonové lze například umístit do uzavřené nádoby, která ve svém volném prostoru obsahuje oxidační plyn, a nádobu potom intenzívně protřepávat nebo míchat pomocí míchadla, nebo lze roztokem derivátu kyseliny aminomethylfosfonové, který obsahuje katalyzátor, nechat probublávat oxidační plyn, buď přímou trubicí, nebo trubicí spojenou s fritovým difuzérem. Kontaktování lze rovněž realizovat v kontinuálním reaktoru, například trubicovém reaktoru, vyplněném heterogenním katalyzátorem. Způsob podle vynálezu může tedy zahrnovat aktivní a účinné kontaktování oxidačního plynu se směsí derivátu kyseliny aminomethylfosfonové obsahující katalyzátor. Pokud by odborníci v daném oboru realizovali vynález pouze na základě popisu vynálezu tak, že by nechali směs derivátu kyseliny aminofosfonové obsahující katalyzátor stát na vzduchu (tj. v kontaktu se vzduchem) za správných reakčních podmínek, i v tomto případě by vyprodukovali určitý požadovaný produkt.The manner in which the aminomethylphosphonic acid derivative is contacted with the oxidizing gas and the catalyst may vary substantially. For example, an aminomethylphosphonic acid derivative may be placed in a closed vessel containing oxidizing gas in its free space and then vigorously shaken or stirred by means of a stirrer, or the oxidizing gas may be bubbled through the solution of the aminomethylphosphonic acid derivative containing catalyst. a tube connected to a frit diffuser. Contacting may also be effected in a continuous reactor, for example a tubular reactor, filled with a heterogeneous catalyst. Thus, the process of the invention may comprise actively and efficiently contacting the oxidizing gas with a mixture of an aminomethylphosphonic acid derivative containing a catalyst. If those skilled in the art would realize the invention solely by describing the invention by leaving the aminophosphonic acid derivative mixture containing the catalyst standing in air (i.e., in contact with air) under the correct reaction conditions, they would still produce the desired product.

Při provádění kontinuálního nebo nekontinuálního reakčního procesu se různé provozní proudy mohou recyklovat v jiných částech procesu. Použitý katalyzátor nebo rozpouštědlo se například mohou separovat z reakční směsi a opět použít v reakčním procesu.In carrying out a continuous or discontinuous reaction process, different process streams can be recycled in other parts of the process. For example, the catalyst or solvent used may be separated from the reaction mixture and reused in the reaction process.

Pokud se způsob podle vynálezu provádí vsádkovým způsobem, potom se může podstatně měnit hmotnostní poměr derivátu kyseliny aminomethylfosfonové ku katalyzátoru. Běžně se tento hmotnostní poměr pohybuje v rozmezí přibližně od 0,001 do 100 000 nebo vyššího. Pokud je katalyzátoremWhen the process according to the invention is carried out in a batch process, the weight ratio of the aminomethylphosphonic acid derivative to the catalyst can be substantially varied. Typically, the weight ratio ranges from about 0.001 to 100,000 or greater. If it is a catalyst

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

9 99 99999 99 9999

9 9 9 99

9 9 9 9 09 9 9 9 1

990999 0 9990999 0 9

9 9 9 9 09 9 9 9 1

0909 90 90 ·*0909 90 90

9 « 9 • * · 99 «9 • * · 9

9 9 9 99

9 9 99 9 9

9 9 0 heterogenní katalyzátor, potom se hmotnostní poměr heterogenního katalyzátoru ku derivátu kyseliny aminomethylfosfonové zpravidla nastaví přibližně na 0,001 až 1 000 nebo vyšší. Výhodněji se nastavený hmotnostní poměr pohybuje přibližně od 0,1 do 100 a ještě výhodněji přibližně od 0,5 do 50. Pokud je katalyzátorem homogenní katalyzátor, potom se hmotnostní poměr homogenního katalyzátoru ku derivátu kyseliny aminomethylfosfonové běžně nastavuje přibližně na 0,1 až 100 000 nebo vyšší. Výhodněji se tento hmotnostní poměr nastaví přibližně na 1 až 10 000 a ještě výhodněji na 50 až 10 000. Hmotnostní poměr katalyzátoru ku derivátu kyseliny aminomethylfosfonové v kontinuálním reaktoru se může měnit dokonce v širším rozsahu než, který zde byl popsán.Then the weight ratio of the heterogeneous catalyst to the aminomethylphosphonic acid derivative is generally set to about 0.001 to 1000 or greater. More preferably, the set weight ratio is from about 0.1 to 100, and even more preferably from about 0.5 to 50. When the catalyst is a homogeneous catalyst, the weight ratio of the homogeneous catalyst to the aminomethylphosphonic acid derivative is normally set to about 0.1 to 100,000. or higher. More preferably, the weight ratio is set to about 1 to 10,000, and even more preferably to 50 to 10,000. The weight ratio of catalyst to aminomethylphosphonic acid derivative in a continuous reactor may vary even wider than described herein.

Pokud se reakce provádí vsádkovým nebo kontinuálním způsobem, potom se reakce mezi substrátem tvořeným derivátem kyseliny aminomethylfosfonové a reakčním činidlem výhodně ukončí při dosažení takové koncentrace zbývajícího substrátu v reakční směsi, při které je rychlost spotřeby kyseliny formylfosfonové vyšší než rychlost tvorby kyseliny formylfosfonové, nebo před dosažením této koncentrace. Výhodněji se reakce mezi substrátem a reakčním činidlem ukončí v okamžiku, kdy je alespoň 75 % substrátu zavedeného do reakční zóny převedeno na kyselinu formylfosfonovou a maximálně 50 % takto připravené kyseliny formylfosfonové je spotřebováno jakoukoliv další reakcí. Reakce může být zastavena například snížením teploty z reakční teploty na teplotu, při které se spotřeba kyseliny formylfosfonové v podstatě zastaví. Při provozu v kontinuální reakční zóně, do které se substrát a reakční činidlo zavádí kontinuálně nebo přerušovaně a ze které se směs reakčních produktů obsahující kyselinu formylfosfonovou odvádí kontinuálněIf the reaction is carried out in a batch or continuous manner, the reaction between the aminomethylphosphonic acid derivative substrate and the reagent is preferably terminated when the concentration of the remaining substrate in the reaction mixture is reached at which the formylphosphonic acid consumption rate is higher than or this concentration. More preferably, the reaction between the substrate and the reagent is complete when at least 75% of the substrate introduced into the reaction zone is converted to formylphosphonic acid and a maximum of 50% of the formylphosphonic acid thus prepared is consumed by any further reaction. The reaction can be stopped, for example, by lowering the temperature from the reaction temperature to a temperature at which the consumption of formylphosphonic acid is substantially stopped. When operating in a continuous reaction zone into which the substrate and reagent are introduced continuously or intermittently and from which the reaction product mixture containing formylphosphonic acid is withdrawn continuously

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

99

9 99 9

9999 • 9 • 9999999 • 9 • 999

9999

9 9 «9*9 • · 9 9 9 9 99 9 «9 * 9 • 9 9 9 9 9

9 999 *9 9 • 99« »99 99 999 * 9 9 • 99

99 99 99 nebo přerušovaně, se doba prodlení v reakční zóně výhodně řídí tak, aby se alespoň 75 % substrátu zavedeného do reakční zóny převedlo na kyselinu formylfosfonovou a maximálně 50 % takto připravené kyseliny formylfosfonové se spotřebováno jakoukoliv další reakcí.99 99 99 or intermittently, the residence time in the reaction zone is preferably controlled so that at least 75% of the substrate introduced into the reaction zone is converted to formylphosphonic acid and a maximum of 50% of the formylphosphonic acid thus prepared is consumed by any further reaction.

U jednoho provedení vynálezu znamenají R¹ a R² v derivátu kyseliny aminomethylfosfonové obecného vzorce (II) atom vodíku. U dalšího provedení vynálezu znamenají R⁴ a R⁵ ve sloučenině obecného vzorce (II) -CH₂PO (OR⁶) (OR⁷) , kde R⁶ a R⁷ mají výše definovaný význam. Výhodně R^s a R⁷ znamenají atom vodíku. V ještě dalším provedení vynálezu znamená jeden z R⁴ a R⁵ ve sloučenině obecného vzorce (II) hydrokarbylovou skupinu nebo substituovanou hydrokarbylovou skupinu.In one embodiment of the invention, R ¹ and R ² in the aminomethylphosphonic acid derivative of formula (II) are hydrogen. In another embodiment of the invention, R ⁴ and R ⁵ in the compound of formula (II) -CH _{2 are} PO (OR ⁶ ) (OR ⁷ ), wherein R ⁶ and R ⁷ are as defined above. Preferably, R ^s and R ⁷ are hydrogen. In yet another embodiment of the invention, one of R ⁴ and R ⁵ in the compound of formula (II) is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group.

Způsob podle vynálezu lze provádět v přítomnosti rozpouštědla. Pro tyto účely lze použít libovolné rozpouštědlo, které bude slučitelné s provozním zařízením a reakčními postupy. U některých provedení vynálezu může rozpouštědlo zahrnovat vodu, alkohol, polyalkohol (například ethyleglykol), polyether (například polyethylenglykol), kyselinu octovou, tetrahydrofuran, dioxan nebo jejich směs. Výhodně je rozpouštědlem voda. Výhodně rozpouštědlo obsahuje sloučeni-nu obsahující hydroxylovou skupinu.The process of the invention may be carried out in the presence of a solvent. Any solvent that is compatible with the process equipment and reaction procedures can be used for this purpose. In some embodiments of the invention, the solvent may include water, an alcohol, a polyalcohol (e.g., ethyl glycol), a polyether (e.g., polyethylene glycol), acetic acid, tetrahydrofuran, dioxane, or a mixture thereof. Preferably, the solvent is water. Preferably, the solvent comprises a hydroxyl-containing compound.

U jednoho provedení je katalyzátorem homogenní katalyzátor obsahující přechodný kov, výhodně sůl nebo oxid přechodného kovu. Přechodným kovem může být například vanad, mangan, kobalt, ruthenium nebo jejich směsi. Pokud homogenní katalyzátor obsahuje sůl vanadu, potom je touto solí výhodně síran vanadu, bromid vanadu, chlorid vanadu nebo acetylacetonát vanadu. Alternativně může býtIn one embodiment, the catalyst is a homogeneous transition metal-containing catalyst, preferably a transition metal salt or oxide. The transition metal may be, for example, vanadium, manganese, cobalt, ruthenium or mixtures thereof. If the homogeneous catalyst comprises a vanadium salt, the salt is preferably vanadium sulfate, vanadium bromide, vanadium chloride or vanadium acetylacetonate. Alternatively, it may be

01-2409-99-Če homogenním katalyzátorem oxid vanadu například oxid vanadičný.01-2409-99-C a homogeneous catalyst of vanadium oxide, for example vanadium oxide.

Pokud homogenní katalyzátor obsahuje sůl manganu, potom bude touto solí výhodně octan manganu, acetylacetonát manganu, jodid manganu, bromid manganu, chlorid manganu, uhličitan manganu, dusičnan manganu nebo síran manganu. Jako alternativu může homogenní katalyzátor obsahovat oxid manganu, například oxid manganičitý.If the homogeneous catalyst comprises a manganese salt, the salt will preferably be manganese acetate, manganese acetylacetonate, manganese iodide, manganese bromide, manganese chloride, manganese carbonate, manganese nitrate or manganese sulfate. As an alternative, the homogeneous catalyst may comprise manganese oxide, for example manganese dioxide.

Homogenní katalyzátor podle vynálezu může obsahovat kobaltovou sůl. Výhodné kobaltové soli zahrnují síran kobaltu, chlorid kobaltu, bromid kobaltu, acetylacetonát kobaltu, dusičnan kobaltu a acetát kobaltu. Jako homogenní katalyzátor lze rovněž použít oxidy kobaltu, například oxid kobaltnatý nebo oxid kobaltitý.The homogeneous catalyst of the invention may contain a cobalt salt. Preferred cobalt salts include cobalt sulfate, cobalt chloride, cobalt bromide, cobalt acetylacetonate, cobalt nitrate, and cobalt acetate. Cobalt oxides such as cobalt oxide or cobalt oxide may also be used as a homogeneous catalyst.

Jako homogenní katalyzátory podle vynálezu lze rovněž použít soli nebo oxidy ruthenia. Vhodnou solí ruthenia jsou například acetylacetonát ruthenia, chlorid ruthenia, bromid ruthenia, oxid ruthenitý nebo oxid rutheničitý.Salts or oxides of ruthenium can also be used as homogeneous catalysts of the invention. Suitable ruthenium salts are, for example, ruthenium acetylacetonate, ruthenium chloride, ruthenium bromide, ruthenium oxide or ruthenium dioxide.

V přítomnosti homogenního katalyzátoru lze způsob podle vynálezu provádět při libovolné teplotě, která je slučitelná z provozním zařízením a s použitými postupy. Při vyšších teplotách bude proces zpravidla probíhat rychleji než při nižších teplotách. Na druhou stranu při nižších teplotách proces vykazuje vyšší selektivitu na tvorbu derivátu kyseliny formylfosfonové jako produktu než při vyšších teplotách. Způsob podle vynálezu lze provádět v teplotním rozmezí přibližně od 0 °C do 150 °C, výhodně přibližně od 10 °C do 95 °C a výhodněji přibližně od 25 °C do 75 °C.In the presence of a homogeneous catalyst, the process of the invention can be carried out at any temperature that is compatible with the process equipment and processes used. At higher temperatures, the process will generally run faster than at lower temperatures. On the other hand, at lower temperatures, the process shows a higher selectivity for the formation of the formylphosphonic acid derivative as a product than at higher temperatures. The process of the invention can be carried out in a temperature range of about 0 ° C to 150 ° C, preferably about 10 ° C to 95 ° C, and more preferably about 25 ° C to 75 ° C.

9* *9*9* 9 * 9 * 9

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

9 19 1

9 I • 9 1 ft 9 9 «9 I • 9 1 ft

94» 9994 »99

U zvláště výhodného provedení způsob podle vynálezu poskytuje způsob přípravy kyseliny formylfosfonové (obecného vzorce IV), jejích esterů, solí, acetálů, hemiacetálů nebo hydrátu, při kterém se nitrilotris(methylenfosfonová kyselina) (obecného vzorce V), její estery nebo soli uvádí do kontaktu s oxidačním plynem při teplotě, která se pohybuje v rozmezí přibližně od 20 °C do 150 °C, v reakční směsi za neutrálních nebo kyselých podmínek v přítomnosti heterogenního katalyzátoru pro oxidaci nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny), jejích esterů nebo solí za vzniku kyseliny formylfosfonové, jejích esterů, solí, acetálů, hemiacetálů nebo hydrátu. Pro účely vynálezu je hydrát kyseliny formylfosfonové reprezentován strukturou, ve které je aldehydová skupina hydratována vodou za vzniku gem-díolu (tj. R³ v obecném vzorci (I) znamená -CH(OH)₂). Pokud R³ v obecném vzorci (I) znamená -CH(OR⁸) (OR⁹), ve kterém R⁸ a R⁹ nezávisle znamenají hydrokarbylovou skupinu, substituovanou hydrokarbylovou skupinu nebo heterocyklickou skupinu, potom obecný vzorec reprezentuje acetál kyseliny formylfosfonové. Pokud R³ v obecném vzorci (I) znamená -CH(OR⁸) (OR⁹), ve kterém jeden z R⁸ a R⁹ znamená atom vodíku a druhý R⁸ a R⁹ znamená hydrokarbylovou skupinu, substituovanou hydrokarbylovou skupinu nebo heterocyklickou skupinu, potom obecný vzorec (I) reprezentuje hemiacetál kyseliny formylfosfonové.In a particularly preferred embodiment, the process of the invention provides a process for the preparation of formylphosphonic acid (Formula IV), esters, salts, acetals, hemiacetals or hydrate by contacting nitrilotris (methylenephosphonic acid) (Formula V), esters or salts thereof with an oxidizing gas at a temperature in the range of about 20 ° C to 150 ° C, in a reaction mixture under neutral or acidic conditions in the presence of a heterogeneous catalyst for oxidizing nitrilotris (methylenephosphonic acid), its esters or salts to form formylphosphonic acid, esters, salts, acetals, hemiacetals or hydrate thereof. For the purposes of the invention, formylphosphonic acid hydrate is represented by a structure in which an aldehyde group is hydrated with water to form a gemidol (i.e., R ³ in formula (I) means -CH (OH) ₂ ). When R ³ in formula (I) is -CH (OR ⁸ ) (OR ⁹ ) wherein R ⁸ and R ⁹ independently represent a hydrocarbyl group, a substituted hydrocarbyl group or a heterocyclic group, then the formula represents a formylphosphonic acid acetal. When R ³ in formula (I) is -CH (OR ⁸ ) (OR ⁹ ) wherein one of R ⁸ and R ⁹ is hydrogen and the other R ⁸ and R ⁹ is hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl or heterocyclic then formula (I) represents formylphosphonic acid hemiacetal.

PO,HPO, H

3ⁿ23 ⁿ 2

OH •OH (IV (VOH • OH (IV (V

N/N /

PO₃H₂ PO ₃ H ₂

H₂O₃P • · ** 9999H ₂ O ₃ P • · 9999

01-2409-99-Če ’ί J.I. . ί ί \ , • · * · · « ··· · 99 9901-2409-99-What J.I. . ί ί \, 99 99

U alternativního provedení se derivát formylfosfonové a amin připraví z derivátu aminomethylfosfonové a derivát kyseliny aminomethylfosfonové se následně regeneruje z aminu fosfonomethylací. Toto provedení recykluje amin, což vede ke snížení množství odpadního materiálu. Chemická rovnice 2 ukazuje příklad způsobu podle vynálezu, který zahrnuje regenerační stupeň.In an alternative embodiment, the formylphosphonic acid derivative and the amine are prepared from the aminomethylphosphonic acid derivative and the aminomethylphosphonic acid derivative is subsequently regenerated from the amine by phosphonomethylation. This embodiment recycles the amine, resulting in a reduction in the amount of waste material. Chemical equation 2 shows an example of a process according to the invention which comprises a regeneration step.

V rovnici 2 mají R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁸ a R⁹ výše definované významy. Fosfonomethylační regenerační stupeň může být jednostupňový nebo vícestupňový. Výhodně se derivát kyseliny formylfosfonové a amin připraví uvedením kyslíku do kontaktu s derivátem kyseliny aminomethylfosfonové a vhodným katalyzátorem v reakční směsi za vzniku derivátu kyseliny formylfosfonové a aminu a derivát kyseliny aminomethylfosfonové se následně z aminu regeneruje. Výhodněji se derivát kyseliny aminomethylfosfonové regeneruje uvedením aminu do kontaktu s formaldehydem a kyselinou fosforitou. Alternativně se derivát kyseliny aminomethylfosfonové uvede do kontaktu s aminem, formaldehydem, chloridem fosforitým a vodou. Podmínky pro oddělení derivátů kyseliny aminomethylfosfonové od aminů fosfonomethylací zahrnují neomezujícím způsobem podmínky popsané v článku autorů Moedritzer a Irani, J. Org. Chem., 31:1603 ((1966), která je zde uvedena formou odkazu. Patentu US 3,738,937, který je zde zmíněn formou odkazu, rovněž popisuje podmínky pro oddělení derivátů kyseliny aminomethylfosfonové z aminů, které lze použít v regeneračním kroku způsobu podle vynálezu.In Equation 2, R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁸ and R ^{9 are} as defined above. The phosphonomethylation regeneration step may be single-stage or multi-stage. Preferably, the formylphosphonic acid derivative and the amine are prepared by contacting oxygen with an aminomethylphosphonic acid derivative and a suitable catalyst in the reaction mixture to form a formylphosphonic acid derivative and an amine, and the aminomethylphosphonic acid derivative is subsequently recovered from the amine. More preferably, the aminomethylphosphonic acid derivative is regenerated by contacting the amine with formaldehyde and phosphorous acid. Alternatively, the aminomethylphosphonic acid derivative is contacted with an amine, formaldehyde, phosphorus trichloride and water. Conditions for separating aminomethylphosphonic acid derivatives from amines by phosphonomethylation include, but are not limited to, those described in Moedritzer and Irani, J. Org. Chem., 31: 1603 (1966), which is incorporated herein by reference, U.S. Pat. No. 3,738,937, which is incorporated herein by reference, also discloses conditions for separating aminomethylphosphonic acid derivatives from amines that can be used in the regeneration step of the process of the invention.

OO

II 3II 3

R²O-p-R³ R ² OpR ³

I , Rov. 2I, Rov. 2

OR¹ kyseliny kvselinv //OR ¹ acid of acid //

ORSTEED

O₂,O ₂ ,

R^eOH, R OH^ katalyzátorR ^e OH OH R ^ catalyst

NH (II) (III) (I)NH (II) (III)

Fosfonomethylace ft ft · *· · « » ftftft·Phosphonomethylation ft ft.

01-2409-99-Če • » · ftftft· • · ft ftftft ·· · ··« · · · • ···· ···· «·· · ·· ·· ·· ··01-2409-99-English • ftftft · ftftft ··· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Produkty způsobu podle vynálezu lze izolovat z reakční směsi běžnými metodami a pro některé účely je lze použít bez toho, že by se izolovaly ze směsi reakčních produktů.The products of the process of the invention can be isolated from the reaction mixture by conventional methods and can be used for some purposes without isolating them from the reaction product mixture.

U výhodného provedení je produkt způsobu podle vynálezu prekurzorem pro výrobu dalších fosforových sloučenin. Způsob podle vynálezu lze například dále použít jako první stupeň při vícestupňové přípravě N-(fosfonomethyl)aminosloučenin (obecného vzorce IX), ve kterých R¹⁰ může znamenat atom vodíku, hydrokarbylovou skupinu, substituovanou hydrokarbylovou skupinu nebo heterocyklickou skupinu, nebo jejich solí případně esterů. Derivát kyseliny aminomethylfosfonové obecného vzorce (II) lze uvést do kontaktu s oxidačním plynem a vodou, alkoholem nebo fenolem v přítomnosti katalyzátoru pro oxidaci derivátu kyseliny aminomethylfosfonové za vzniku derivátu kyseliny formylfosfonové obecného vzorce (I) . Získaný derivát kyseliny formylfosfonové lze uvést do styku s aminosloučeninou obecného vzorce (X) , ve kterém má R¹⁰ výše definovaný význam, za vzniku kondenzovaného meziproduktu. Tento kondenzovaný meziprodukt lze redukovat a připravit tak N-(fosfonomethyl)aminosloučeninu nebo její sůl případně ester. Příklady podmínek, za kterých lze derivát kyseliny formylfosfonové uvést do styku s aminosloučeninou, zejména s glycinem, za vzniku kondenzovaného meziproduktu, který se zredukuje a poskytne N-(fosfonomethyl)aminosloučeninu, jsou popsány v patentu US 4,568,432, který je zde uveden formou odkazu. Redukce vytvořeného kondenzovaného meziproduktu na N-(fosfonomethyl)aminosloučeninu nebo její sůl případně její ester může, pokud je to žádoucí, zahrnovat hydrogenaci. U výhodného provedení vynálezu může být derivátem kyseliny formylfosfonové kyselina formylfosfonové nebo jejíIn a preferred embodiment, the product of the process of the invention is a precursor for the production of other phosphorus compounds. For example, the process of the invention may further be used as a first step in the multi-step preparation of N- (phosphonomethyl) amino compounds (Formula IX) wherein R ¹⁰ may be hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl or heterocyclic, or salts or esters thereof. The aminomethylphosphonic acid derivative of formula (II) may be contacted with an oxidizing gas and water, an alcohol or a phenol in the presence of a catalyst for oxidizing the aminomethylphosphonic acid derivative to form a formylphosphonic acid derivative of formula (I). The obtained formylphosphonic acid derivative can be contacted with an amino compound of the general formula (X) in which R ^{10 is} as defined above to form a condensed intermediate. This condensed intermediate can be reduced to produce the N- (phosphonomethyl) amino compound or a salt or ester thereof. Examples of conditions under which a formylphosphonic acid derivative can be contacted with an amino compound, particularly glycine, to form a condensed intermediate that is reduced to give the N- (phosphonomethyl) amino compound are described in U.S. Patent 4,568,432, which is incorporated herein by reference. The reduction of the formed condensed intermediate to the N- (phosphonomethyl) amino compound or a salt thereof or an ester thereof may, if desired, include hydrogenation. In a preferred embodiment of the invention, the formylphosphonic acid derivative may be formylphosphonic acid or its form

01-2409-99-Če • ·♦ ···· ·· ·· • · · ····· • · · · t ···* ···· · · * ··· ·· · • ···· ···· • ·· ·· ·» hydrát. U ještě výhodnějšího provedení vynálezu je aminosloučeninou glycin nebo jeho sůl případně ester. Pokud je aminosloučeninou glycin a derivátem kyseliny formylfosfonové je kyselina formylfosfonová nebo její hydrát, potom je N-(fosfonomethyl)aminosloučeninou N-(fosfonomethyl)glycin (obecného vzorce (VI)). U dalšího výhodného provedení vynálezu je aminosloučeninou 2-aminoethanol. Pokud je aminosloučeninou 2-aminoethanol a derivátem kyseliny formylfosfonové kyselina formylfosfonová nebo její hydrát, potom je N-(fosfonomethyl)aminosloučeninou, která je produktem, N-(2-hydroxyethyl)-N-(fosfonomethyl)amin (obecného vzorce VII)). U ještě dalšího výhodného provedení vynálezu je aminosloučeninou zdroj amoniaku, například plynný amoniak, hydroxid amonný, amonná sůl nebo močovina. Pokud je aminosloučeninou zdroj amoniaku a derivátem kyseliny formylfosfonové je kyselina formylfosfonová nebo její hydrát, potom je N-(fosfonomethyl)aminosloučeninou, která je produktem, kyselina aminomethylfosfonová (obecného vzorce VIII)).01-2409-99-Če • · ♦ ······················ ··· ···· · ·· ·· · »Hydrate. In an even more preferred embodiment of the invention, the amino compound is glycine or a salt or ester thereof. When the amino compound is glycine and the formylphosphonic acid derivative is formylphosphonic acid or a hydrate thereof, the N- (phosphonomethyl) amino compound is N- (phosphonomethyl) glycine (Formula (VI)). In another preferred embodiment of the invention, the amino compound is 2-aminoethanol. When the amino compound is 2-aminoethanol and the formylphosphonic acid derivative is formylphosphonic acid or a hydrate thereof, the N- (phosphonomethyl) amino product that is the product is N- (2-hydroxyethyl) -N- (phosphonomethyl) amine (Formula VII). In yet another preferred embodiment of the invention, the amino compound is an ammonia source, for example ammonia gas, ammonium hydroxide, ammonium salt or urea. When the amino compound is an ammonia source and the formylphosphonic acid derivative is formylphosphonic acid or a hydrate thereof, then the N- (phosphonomethyl) amino compound that is the product is aminomethylphosphonic acid (Formula VIII).

H₂O₃P·H ₂ O ₃ P ·

CO₂H (VICO ₂ H (VI

H₂O₃PH ₂ O ₃ P

(VII(VII

H₂O₃P'H ₂ O ₃ P '

NH, (VIIINH, (VIII

H₂O₃P' 'N'H ₂ O ₃ 'N'

H₂N-R (IX (X)H ₂ NR (X (X))

01-2409-99-Če • ·· 9 9 9 9 · ·· · 9 9 9···01-2409-99-English • 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 9 999 99 9 φ 9 · 9 9 9999 • · 9 99 99 999999 99 9 999 99 9 φ 9 · 9 9 9999 · 9 99 99 99

Dále bude popsána kompozice použitelná pro přípravu derivátu kyseliny formylfosfonové obecného vzorce (I). Kompozice podle vynálezu obsahuje derivát kyseliny aminomethylfosfonové obecného vzorce (II), oxidační plyn a katalyzátor pro oxidaci derivátu kyseliny aminomethylfosfonové na derivát kyseliny formylfosfonové.Next, a composition useful for preparing a formylphosphonic acid derivative of formula (I) will be described. The composition of the invention comprises an aminomethylphosphonic acid derivative of formula (II), an oxidizing gas and a catalyst for oxidizing the aminomethylphosphonic acid derivative to formylphosphonic acid derivative.

Následující příklady, které si kladou za cíl ilustrovat různé aspekty vynálezu, nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.The following examples, which are intended to illustrate various aspects of the invention, are not intended to limit the scope of the invention as set forth in the appended claims.

Podrobný popis způsobu přípravyDetailed description of the preparation method

Výchozí materiály, které se použijí při provádění způsobu podle vynálezu, jsou známé nebo je lze připravit běžnými metodami, které jsou odborníkům v daném oboru známé.The starting materials to be used in the process of the invention are known or can be prepared by conventional methods known to those skilled in the art.

Způsob podle vynálezu může být obecně prováděn následujícím způsobem.The process according to the invention can generally be carried out as follows.

MateriályMaterials

Nitrilotris(methylenfosfonová kyselina ) (ATMP) se izoluje z komerčně dostupných vodných roztoků (Aldrich Chemical, Milwaukee, WI) zahuštěním a krystalizací z 6 až 10M kyseliny chlorovodíkové. Čerstvým HPL uhlíkovým katalyzátorem je aktivní uhlí připravené způsoby načrtnutými v příkladu 4 patentu US 4,624,937, Chou). Nořit SX Plus a Nořit SA-3 jsou komerčně dostupné produktyNitrilotris (methylenephosphonic acid) (ATMP) is isolated from commercially available aqueous solutions (Aldrich Chemical, Milwaukee, WI) by concentration and crystallization from 6 to 10 M hydrochloric acid. The fresh HPL carbon catalyst is activated carbon prepared by the methods outlined in Example 4 of U.S. Patent 4,624,937 to Chou. Dive SX Plus and Dive SA-3 are commercially available products

01-2409-99-Če • · • · ···· · · společnosti American Nořit Co., Jacksonvilie, FL. Nořit SX Plus je kyselinou promytý, parou aktivovaný práškový uhlík, který má 96 % částic menších než 150 μιη a který má povrchovou plocha 1 000 m²/g. Nořit SA-3 je parou aktivovaný uhlík který má 97 % částic menších než 150 gm a který má povrchovou plocha 750 m²/g. Všechny ostatní chemikálie se získaly z komerčních zdrojů a použily bez další purifikace.01-2409-99-English American Norit Co., Jacksonvilie, FL. The immerse SX Plus is an acid-washed, steam-activated carbon powder having 96% of particles smaller than 150 μιη and having a surface area of 1,000 m ² / g. The dip SA-3 is a steam activated carbon having 97% of particles smaller than 150 gm and having a surface area of 750 m ² / g. All other chemicals were obtained from commercial sources and used without further purification.

AnalýzaAnalysis

Veškeré analýzy kyseliny formylfosfonové (FPA) se, není-li stanoveno jinak, prováděly pomocí ³¹P{¹H} NMR na Varian Unity 300 při 121,4 MHz za použití prodlevy, dl, 5 sekund. Všechna NMR spektra se získala z roztoků D₂O nebo H₂O/D₂O. Chemické posuny jsou zaznamenány v ppm, přičemž ¹H a ¹³C píky jsou zaznamenány jako kladné hodnoty ve směru klesajícího pole od kyseliny nátrium-3-(trimethylsilyl)-1propansulfonové (DSS) použité jako vnitřní standard a ³¹P chemické posuny jsou zaznamenány jako kladné hodnoty ve směru klesajícího pole od 85% roztoku kyseliny ortofosforečné.All formylphosphonic acid (FPA) analyzes, unless otherwise specified, were performed by ³¹ P ( ¹ H) NMR on a Varian Unity 300 at 121.4 MHz using a dwell, dL, of 5 seconds. All NMR spectra were obtained from D ₂ O or H ₂ O / D ₂ O solutions. Chemical shifts are reported in ppm, with ¹ H and ¹³ C peaks being recorded as positive values in the downward field from sodium-3- (trimethylsilyl) acid. The -1-propanesulfonic acid (DSS) used as the internal standard and the ³¹ P chemical shifts are reported as positive values in the downward field from the 85% orthophosphoric acid solution.

SyntézaSynthesis

Terciáiní fosfonomethylaminy N-methylimino-bis(methylenfosfonová kyselina) (NMI), N-cyklohexyliminobis(methylenfosfonofenylová kyselina), glyfosin a N-isopropyliminobis(methylenfosfonová kyselina) se připravily způsobem, který popsali Moedritzer a Irami v J. Org. Chem. 31:1603 (1966).Tertiary phosphonomethylamines N-methylimino-bis (methylenephosphonic acid) (NMI), N-cyclohexyliminobis (methylenephosphonophenyl acid), glyphosine and N-isopropyliminobis (methylenephosphonic acid) were prepared as described by Moedritzer and Irami in J. Org. Chem. 31: 1603 (1966).

• 9• 9

01-2409-99-Če •••999 · 999 9901-2409-99-English ••• 999 · 999 99

9999 9999999 999

99 99 9999 99 99

Fosfonomethylace ethanolaminuPhosphonomethylation of ethanolamine

Ethanolaminhydrochlorid (50,24 g, 0,515 mol) a přibližně 15 ml vody se umístilo do 1 OOOml baňky s kulatým dnem. Roztok kyseliny fosforité (84,5 g, 1,03 mol) ve 100 ml vody se přidal do suspenze amin-hydrochloridu spolu se 100 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Směs se ohřála na refluxní teplotu a v průběhu 45 minut se do této směsi po kapkách přidal vodný roztok formaldehydu (37%, 168,5 g, 2,07 mol). Kompletní směs se vařila jednu hodinu pod zpětným chladičem a potom se nechala přes noc ochladit na pokojovou teplotu. ³¹P NMR analýza surového produktu, zahuštěného na rotační odparce tak, že vytvořil hustý sirup, odhalila přibližně 1:1 směs cyklické a otevřené formy N-(2-hydroxyethyl)iminobis(methylenfosfonové kyseliny) (HEIB). Rozpuštěním surového sirupu v methanolu a následným ochlazení na 0 ’C se vytvořila bílá sraženina, která se izolovala filtrací, promyla methanolem a po vysušení ve vakuu při 50 °C poskytla 50,4 g bílých krystalů. Sloučený filtrát a methanolové průplachy se nechaly odstát a poskytly druhou sklizeň bílých krystalů, které po podobném zpracování poskytly dalších 28,8 g. ³¹P NMR ukázala, že obě sklizně jsou tvořeny z 96 % hmotn. cyklickou HEIB a ze 4 % hmotn. otevřenou HEIB. Celkový izolovaný výtěžek činil 66,4 %.Ethanolamine hydrochloride (50.24 g, 0.515 mol) and approximately 15 mL of water were placed in a 1000 mL round bottom flask. A solution of phosphorous acid (84.5 g, 1.03 mol) in 100 mL of water was added to the suspension of the amine hydrochloride along with 100 mL of concentrated hydrochloric acid. The mixture was heated to reflux temperature and an aqueous formaldehyde solution (37%, 168.5 g, 2.07 mol) was added dropwise over 45 minutes. The complete mixture was refluxed for one hour and then allowed to cool to room temperature overnight. ³¹ P NMR analysis of the crude product, concentrated on a rotary evaporator to form a thick syrup, revealed an approximately 1: 1 mixture of the cyclic and open forms of N- (2-hydroxyethyl) iminobis (methylenephosphonic acid) (HEIB). Dissolution of the crude syrup in methanol followed by cooling to 0 ° C resulted in a white precipitate which was isolated by filtration, washed with methanol and dried in vacuo at 50 ° C to give 50.4 g of white crystals. The combined filtrate and methanol washes were allowed to stand to give a second crop of white crystals which, after similar treatment, gave an additional 28.8 g. ³¹ P NMR showed that both harvests consisted of 96 wt%. % cyclic HEIB and 4 wt. open HEIB. The total isolated yield was 66.4%.

Cyklická HEIB (tvořící většinu) : ^XH NMR (D₂0, 300 MHz) δCyclic HEIB (forming the majority) ^X H-NMR (D ₂ 0, 300 MHz) δ

4,42 (dt, Jhp=13,0 Hz, 2H, -CH₂OP), 3,60 (nerozlišené, 2H,4.42 (dt, JHP = 13.0 Hz, 2H, CH ₂ OP), 3.60 (unresolved, 2H,

COPCH₂-), 3,57 (d, Jhp=12,7 Hz, 2H, -CH₂PO₃H₂) ; ³¹P NMR (D₂O,COPCH ₂ -), 3.57 (d, J H P = 12.7 Hz, 2H, -CH ₂ PO ₃ H ₂ ); ³¹ P NMR (D ₂ O,

121,4 MHz), 8,10 (dd, Jhp=12, 98 Hz, Pjj=2,5 Hz, zavěšený121.4 MHz), 8.10 (dd, Jhp = 12.98 Hz, Pjj = 2.5 Hz, suspended

Ρ), 5,42 (zjevný kvintet, Jhp, _pp~12,6 Hz, kruhový P); ¹³C{¹H} (D₂O, 75,4 MHz) 61,8 (d, J_CP=4,9 Hz), 54,3 (dd, J_CP=138,3 aΡ), 5.42 (apparent quintet, Jhp, _pp ~ 12.6 Hz, ring P); ¹³ C { ¹ H} (D ₂ O, 75.4 MHz) 61.8 (d, J _CP = 4.9 Hz), 54.3 (dd, J _CP = 138.3 a)

01-2409-99-Če fc · fcfc fcfcfcfc fcfc • fcfc fcfc · fcfcfcfc • fcfc fcfc · fcfcfcfc • fcfcfcfc fcfc · · · · fcfc · • · fcfcfcfc fcfcfcfc • fcfc · fcfc fcfc fcfc fcfcFcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfcfc

7,7 Hz), 54,2 (dd, J_CP=5,7 a 4,6 Hz), 50,8 (dd, J_CP=128,8 a 4,0 Hz) .7.7 Hz), 54.2 (dd, J _CP = 5.7 and 4.6 Hz), 50.8 (dd, J _CP = 128.8 and 4.0 Hz).

Otevřená HEIB (tvořící menšinu): ³¹P (D₂0, 121,4 MHz) 9, (t, Jhb=13, 0 Hz) .Open HEIB (forming minority): ³¹ P (D ₂₀ , 121.4 MHz) 9, (t, Jhb = 13.0 Hz).

Oxidační zařízeníOxidation equipment

Reakce se prováděly v autoklávu vyrobeném z nerezové oceli, který sestával z 300ml reaktoru z nerezové oceli, jehož vybavení bylo rovněž smáčeno nerezovou ocelí a který dodala společnost Autoclave Engineers (Erie, PA). Kyslík se do reaktoru zaváděl pomocí slinované kovové frity do které byl vháněn pomocí standardního šestilopatkového radiálního rychloběžného míchadla při frekvenci otáčení 900 min^-1. Kyslík se odměřoval do nádoby pomocí regulátoru průtoky kyslíku Porter (Porter oxygen mass flow controller) a tlak v reaktoru se udržoval pomocí kontrolního ventilu řízeného počítačovým rozhraním pro regulaci vystupujícího proudu a pro udržení specifikovaného tlaku v reaktoru. Proud plynu, který odcházel z reaktoru, se monitoroval přístrojem pro měření průtoku Porter.Reactions were carried out in a stainless steel autoclave consisting of a 300 ml stainless steel reactor, also equipped with stainless steel, and supplied by Autoclave Engineers (Erie, PA). Oxygen is introduced into the reactor through a sintered metal frit into which was injected using a standard šestilopatkového radial impeller at a speed of 900 min ^-1. Oxygen was metered into the vessel using a Porter oxygen mass flow controller and the reactor pressure was maintained by a control valve controlled by a computer interface to control the outflow and maintain the specified reactor pressure. The stream of gas leaving the reactor was monitored by a Porter flow meter.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Oxidace nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny)Oxidation of nitrilotris (methylenephosphonic acid)

Nitrilotris(methylenfosfonová kyselina) (25,00 g, 83,60 mmol), 2,63 g HPL aktivního uhlí jako katalyzátoru a 150 ml vody se umístilo do 300ml autoklávu z nerezové > · · 4Nitrilotris (methylenephosphonic acid) (25.00 g, 83.60 mmol), 2.63 g of HPL activated carbon catalyst and 150 ml of water were placed in a 300 ml stainless steel autoclave.

I · 9 » · · 4 » · · 4 • · · ·I · 9 »4 · 4 · 4

01-2409-99-Če ···· · · oceli. Oxidace se prováděla při 75 °C a tlaku kyslíku 0,45 MPa při nastavení průtoku kyslíku autoklávem 38 cm³/min Po 81 minutách analýza přefiltrované reakční směsi, prováděná pomocí ³¹P{¹H} NMR, odhalila 90% konverzi výchozího materiálu, t j . nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) s 82% selektivitou pro kyselinu formylfosfonovou. Aminovým koproduktem byla iminobis(methylenfosfonová kyselina) s menším množstvím N-formyliminobis(methylenfosfonové kyseliny), kyseliny fosforové a stopovým množstvím kyseliny fosforité.01-2409-99-English ···· · · steel. The oxidation was carried out at 75 ° C and an oxygen pressure of 0.45 MPa at an autoclave oxygen setting of 38 cm ³ / min. After 81 minutes analysis of the filtered reaction mixture by ³¹ P ( ¹ H) NMR revealed 90% conversion of the starting material, i.e. . nitrilotris (methylenephosphonic acids) with 82% selectivity for formylphosphonic acid. The amine co-product was iminobis (methylenephosphonic acid) with minor amounts of N-formyliminobis (methylenephosphonic acid), phosphoric acid and trace amounts of phosphorous acid.

Kyselina formylfosfonové: ^XH NMR (121,4 MHz, H₂O/D₂O) δ 16,1 ppm (d, Jhp=8 Hz).Acid formylfosfonové ^X H NMR (121.4 MHz, H ₂ O / D ₂ O) δ 16.1 ppm (d, JHP = 8Hz).

Příklad 2Example 2

Porovnání teplot a katalyzátorůComparison of temperatures and catalysts

Následující reakce se prováděly způsobem popsaným v příkladu 1 s rozdíly, které uvádí Tabulka 3. Výsledky shrnuté v Tabulce 3 srovnávají vliv zvolené teploty a katalyzátoru na konverzi a selektivitu pro FPA. Všechny hodnoty konverze a selektivity se získaly pomocí ³¹P{^XH}NMR na přefiltrovaných alikvotních podílech směsi produktů.The following reactions were carried out as described in Example 1 with the differences shown in Table 3. The results summarized in Table 3 compare the effect of the selected temperature and catalyst on the conversion and selectivity for FPA. All values of conversion and selectivity were obtained by ³¹ P {H} NMR ^X to aliquots of the filtered product mixture.

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

Tabulka 3 Příklady ATMP oxidací s různými uhlíkovými katalyzátory a při různých teplotáchTable 3 Examples of ATMP oxidations with different carbon catalysts and at different temperatures

Kataly- Kataly- Teplota Temperature Reakční Reaction Konverze Conversion FPA selek- FPA selek- PFA PFA zátor zátor °C Noc: 2 ° C doba, min time, min 2- *5 2- * 5 tivita, % tivita,% výtěžek, O, Ό yield, O, Ό HPL HPL 65 65 146 146 91 91 88 88 80 80 HPL HPL 85 85 60 60 97 97 73 73 71 71 Nořit SX Plus Dip SX Plus 75 75 300 300 63 63 69 69 43 43 Nořit SA -3 Dive SA -3 75 75 300 300 73 73 70 70 51 51

Příklad 3Example 3

Oxidace N-methyliminobis(methylenfosfonové kyseliny)Oxidation of N-methyliminobis (methylenephosphonic acid)

300ml autokláv z nerezové oceli se naplnil N-methyliminobis(methylfosfonovou kyselinou) (18,36 g, 83,81 mmol), 164 ml vody a 1,54 g dříve použitého HPL uhlíkového katalyzátoru. Oxidace se prováděla při 75 °C a tlaku 4,5 MPa při průtoku kyslíku 38 cm³/min v rychle míchaném autoklávu. Po 240 minutách se přefiltrovaný reakční produkt analyzoval výše popsaným způsobem. Výsledky odhalily 24% konverzi výchozího materiálu se 69% selektivitou pro FPA. Aminovým koproduktem byla kyselina N-methyliminomethylenfosfonová.A 300 mL stainless steel autoclave was charged with N-methyliminobis (methylphosphonic acid) (18.36 g, 83.81 mmol), 164 mL water and 1.54 g of the previously used HPL carbon catalyst. The oxidation was carried out at 75 ° C and a pressure of 4.5 MPa at an oxygen flow rate of 38 cm ³ / min in a rapidly stirred autoclave. After 240 minutes, the filtered reaction product was analyzed as described above. The results revealed a 24% conversion of the starting material with 69% selectivity for FPA. The amine co-product was N-methyliminomethylenephosphonic acid.

Příklad 4Example 4

Oxidace isopropyliminobis(methylenfosfonové kyseliny)Oxidation of isopropyliminobis (methylenephosphonic acid)

Reakce se prováděla způsobem popsaným v Příkladu 3 za použití N-isopropyliminobis(methylenfosfonové kyseliny) (15,00 g, 60,70 mmol), 160 ml vody a 1,44 g dříve použitého • · · • · · φ · ·The reaction was carried out as described in Example 3 using N-isopropyliminobis (methylenephosphonic acid) (15.00 g, 60.70 mmol), 160 mL of water and 1.44 g of the previously used solution.

01-2409-99-Če φ φ φ • · · ··· · ·· ♦· ·· ··01-2409-99-φ φ · · · · · · ·

HPL uhlíkového katalyzátoru. Po 294 minutách se přefiltrovaný reakční produkt analyzoval způsobem popsaným vHPL carbon catalyst. After 294 minutes, the filtered reaction product was analyzed as described in

Příkladu 1. Výsledky odhalily 58% konverzi výchozího materiálu se 76% selektivitou pro FPA. Hlavním koproduktem byla N-isopropylimino(methylenfosfonová kyselina).Example 1. The results revealed a 58% conversion of the starting material with 76% selectivity for FPA. The major co-product was N-isopropylimino (methylenephosphonic acid).

Příklad 5Example 5

Oxidace pomocí homogenního katalyzátoruOxidation using a homogeneous catalyst

Nitrilotris(methylenfosfonová kyselina) (25,0 g, 83,6 mmol), deionizovaná voda (150 g) a hydrát vanadylsulfátu (27,6 % hmotn. H₂O), (0,33 g, 1,5 mmol) se umístily do 300ml autoklávu vyrobeného z nerezové oceli. Směs se natlakovala dusíkem na 4,5 MPa a zahřála na 75 °C při mechanickém míchání s frekvencí 900 min^-1. Při dosažení reakční teploty se kyslík nechal 50 minut probublávat roztokem při průtoku kyslíku 38 cm³/min. Analýza produktu ukázala 94% konverzi výchozího materiálu přibližně s 32% selektivitou pro FPA. Sekundárním aminem, který tvořil koprodukt oxidace, byla iminobis(methylenfosfonová kyselina), přičemž ve směsi reakčních produktů byla rovněž zaznamenána N-formyliminobis(methylenfosfonová kyselina), kyselina fosforitá a fosforečná.Nitrilotris (methylenephosphonic acid) (25.0 g, 83.6 mmol), deionized water (150 g) and vanadyl sulfate hydrate (27.6 wt% H ₂ O) (0.33 g, 1.5 mmol) were added. placed in a 300 ml autoclave made of stainless steel. The mixture was pressurized with nitrogen at 4.5 MPa and heated to 75 ° C with mechanical stirring at a frequency of 900 min ^-1. Upon reaching the reaction temperature, oxygen was bubbled through the solution for 50 minutes at an oxygen flow rate of 38 cm ³ / min. Analysis of the product showed 94% conversion of the starting material with approximately 32% selectivity for FPA. The secondary amine, which was the co-product of the oxidation, was iminobis (methylene phosphonic acid), and N-formyliminobis (methylene phosphonic acid), phosphorous acid and phosphoric acid were also recorded in the reaction product mixture.

Příklad 6Example 6

Porovnání kyselinových a bazických podmínekComparison of acidic and basic conditions

Reakce se prováděly způsobem popsaným v Příkladu 1 s rozdíly, které jsou uvedeny v Tabulce 1. Do reakční nádoby se na začátku reakce přidala kyselina nebo báze. VýsledkyThe reactions were carried out as described in Example 1 with the differences shown in Table 1. An acid or base was added to the reaction vessel at the beginning of the reaction. Results

01-2409-99-Če ···· · · shrnuté v Tabulce 1 demonstrují vliv přidaných ekvivalentů kyseliny nebo báze a vliv pH hodnoty na konverzi nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) a výtěžek FPA za vodných podmínek. Hodnoty všech konverzí a výtěžků se získaly pomocí ³¹P{¹H}NMR na přefiltrovaných alikvotních podílech směsi produktů.01-2409-99-Ce ···· · summarized in Table 1 demonstrate the effect of added acid or base equivalents and the effect of pH on nitrilotris (methylene phosphonic acid) conversion and FPA yield under aqueous conditions. All conversion and yield values were obtained by ³¹ P ( ¹ H) NMR on filtered aliquots of product mixture.

Příklad 7Example 7

Vliv teplotyInfluence of temperature

Reakce se prováděly způsobem popsaným v Příkladu 1 s rozdíly, které jsou uvedeny v Tabulce 2. Výsledky shrnuté v Tabulce 2 ukazují vliv teploty na konverzi nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny) a selektivitu reakce pro FPA. Hodnoty všech konverzí a výtěžků se získaly pomocí ³¹P{¹H}NMR na přefiltrovaných alikvotních podílech směsi produktů.The reactions were carried out as described in Example 1 with the differences shown in Table 2. The results summarized in Table 2 show the effect of temperature on nitrilotris (methylene phosphonic acid) conversion and the selectivity of the reaction for FPA. All conversion and yield values were obtained by ³¹ P ( ¹ H) NMR on filtered aliquots of product mixture.

Přiklad 8Example 8

Vliv teploty a reakční dobyInfluence of temperature and reaction time

Do 300 ml autoklávu (Hastelloy C) opatřeného díly (nořenými v materiálu Hastelloy C) se umístilo 25,0 g nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny), 2,63 g HPL aktivního uhlí a 150 ml vody. Nádoba se natlakovala na 4,5 MPa dusíkem ohřála na 115 °C. Kyslík se následně zaváděl při průtoku 90 cm³/min. Analýza přefiltrovaného reakčního produktu pomocí ³¹P NMR, která se provedla po 35 minutách zavádění kyslíku při 115 °C, odhalila 96% konverzi výchozího materiálu se 42% selektivitou pro FPA, což • · · ···· « AIn a 300 ml autoclave (Hastelloy C) with parts (immersed in Hastelloy C) were placed 25.0 g nitrilotris (methylenephosphonic acid), 2.63 g HPL activated carbon and 150 ml water. The vessel was pressurized to 4.5 MPa with nitrogen heated to 115 ° C. The oxygen was then introduced at a flow rate of 90 cm ³ / min. Analysis of the filtered reaction product by ³¹ P NMR, performed after 35 minutes of oxygen introduction at 115 ° C, revealed 96% conversion of the starting material with 42% selectivity for FPA, resulting in A

01-2409-99-Če ukazuje na 40% výtěžek FPA. Reakce se opakovala výše popsaným způsobem, ale při 95 °C. Analýza alikvotního podílu přefiltrované reakční směsi po 46 minutách odhalila 92% konverzi se 64% selektivitou pro FPA, jejíž výtěžek tedy činil 58 %. Reakce se opět zopakovala, tentokrát při 75 °C. Analýza alikvotního podílu přefiltrované reakční směsi po 132 minutách odhalila 93% konverzi se 75% selektivitou pro FPA, jejíž výtěžek tedy činil 70 %.01-2409-99-Ce shows a 40% yield of FPA. The reaction was repeated as above but at 95 ° C. Analysis of an aliquot of the filtered reaction mixture after 46 minutes revealed 92% conversion with 64% selectivity for FPA, thus yielding 58%. The reaction was repeated again, this time at 75 ° C. Analysis of an aliquot of the filtered reaction mixture after 132 minutes revealed 93% conversion with 75% selectivity for FPA, thus yielding 70%.

01-2409-99-Če01-2409-99-Ce

9 ······ · · ·99 ······ · · · 9

9·· · · 9 · 9 9 99 ·· · · 9 · 9 9 9

9 9 99 · »9999 9 99 · 999

9*99 99 9 4 4 4 99 99 99 99 9 4 4 4 99 9

9 9 9 · 4 99999 9 9 · 4.9999

444 4 99 99 *9 99444 4 99 99 * 9 99

Claims (36)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob přípravy kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu, vyznačený tím, že zahrnuje:A process for the preparation of formylphosphonic acid or a derivative thereof, comprising: uvedení substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové do kontaktu s reakčním činidlem zvoleným ze skupiny sestávající z vody, alkoholu, fenolové sloučeniny a jejich směsí a oxidačním plynem v přítomnosti katalyzátoru za vzniku směsi reakčních produktů obsahující kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát a řízení podmínek, za kterých se uvedení do kontaktu provádí, při němž se reakcí s reagentem spotřebuje maximálně 50 % vytvořené kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu ze směsi reakčních produktů a alespoň přibližně 25 % substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové.contacting the aminomethylphosphonic acid substrate with a reagent selected from the group consisting of water, an alcohol, a phenolic compound and mixtures thereof, and an oxidizing gas in the presence of a catalyst to form a reaction product mixture containing formylphosphonic acid or a derivative thereof; The contacting is effected by consuming a maximum of 50% of the formylphosphonic acid or derivative formed from the reaction product mixture and at least about 25% of the aminomethylphosphonic acid substrate by reaction with the reagent. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se alespoň 75 % substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové převede na kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát.The method of claim 1, wherein at least 75% of the aminomethylphosphonic acid substrate is converted to formylphosphonic acid or a derivative thereof. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se uvedení do kontaktu prováděné ve vsádkové reakční zóně, ve které se tvoří kyselina formylfosfonové nebo její derivát, ukončí v okamžiku, kdy je alespoň 75 % substrátu3. A process according to claim 1, wherein the contacting carried out in the batch reaction zone in which formylphosphonic acid or a derivative thereof is formed is terminated when at least 75% of the substrate is present. 01-2409-99-Če ·· 9«···· 9 9 9901-2409-99-English · 9 9 · ··· 9 9 99 99 9 99 9 999»99 9 99 9 999 » 9 9 9 9» · 99999 9 9 9 »· 9999 9 9999 99 9 * · 9 99 99,999 99 9 * · 9,999 9 9 9 9··» 9999 ·♦· · >9 »· *· »· na bázi kyseliny aminomethylfosfonové, zavedené do reakční zóny, převedeno na kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát.Based on aminomethylphosphonic acid introduced into the reaction zone, converted to formylphosphonic acid or a derivative thereof. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že se reakce ukončí v okamžiku, kdy dosáhne zbytek substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové v reakční směsi koncentrace, při které je rychlost spotřeby kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu vyšší než rychlost tvorby kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu.4. The process of claim 3, wherein the reaction is complete when the remainder of the aminomethylphosphonic acid substrate in the reaction mixture reaches a concentration at which the rate of consumption of formylphosphonic acid or a derivative thereof is higher than the rate of formation of formylphosphonic acid or a derivative thereof. 5. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že se reakce mezi kyselinou formylfosfonovou nebo jejím derivátem a uvedeným reakčním činidlem zastaví snížením teploty reakční směsi na teplotu, při které se spotřeba kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu v podstatě zastaví.The process of claim 3, wherein the reaction between formylphosphonic acid or derivative thereof and said reagent is stopped by lowering the temperature of the reaction mixture to a temperature at which consumption of formylphosphonic acid or derivative thereof is substantially stopped. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se reakce mezi kyselinou formylfosfonovou nebo jejím derivátem a uvedeným reakčním činidlem zastaví snížením teploty reakční směsi na teplotu, při které se spotřeba kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu v podstatě zastaví.6. The process of claim 1 wherein the reaction between formylphosphonic acid or derivative thereof and said reagent is stopped by lowering the temperature of the reaction mixture to a temperature at which consumption of formylphosphonic acid or derivative thereof is substantially stopped. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se teplota reakční směsi řídí tak, že rychlost spotřeby kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu není v7. The process of claim 1, wherein the temperature of the reaction mixture is controlled such that the rate of consumption of formylphosphonic acid or a derivative thereof is not 01-2409-99-Če • 99 999· ·9 ·· • · · 99999 •9 99 9 999901-2409-99-English • 99,999 · 9,99 · 99999 9,99 9,999 9··9 9 9 9 999 99 99 ·· 9 9 9 9 999 99 9 9 9999 99999,999,999 9 99 99 99 99 libovolném okamžiku v průběhu reakce vyšší než rychlost její tvorby.9 99 99 99 99 at any time during the reaction higher than the rate of its formation. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se provádí v kontinuální reakční zóně, do které se substrát na bázi kyseliny aminomethylfosfonové a reakční činidlo zavádí kontinuálně nebo přerušovaně a ze které se směs reakčních produktů obsahující kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát odvádí kontinuálně nebo přerušovaně, přičemž doba prodlení v reakční zóně se řídí tak, že se alespoň 75 % substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové převede na kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát a maximálně 50 % takto připravené kyseliny formyl-fosfonové nebo jejího derivátu se spotřebuje jakoukoliv další reakcí.Process according to Claim 1, characterized in that it is carried out in a continuous reaction zone in which the aminomethylphosphonic acid substrate and the reagent are introduced continuously or intermittently and from which the reaction product mixture comprising formylphosphonic acid or a derivative thereof is withdrawn continuously or intermittently. wherein the residence time in the reaction zone is controlled so that at least 75% of the aminomethylphosphonic acid substrate is converted to formylphosphonic acid or a derivative thereof, and a maximum of 50% of the formylphosphonic acid or derivative thus prepared is consumed by any further reaction. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že se rychlost zavádění kyseliny aminomethylfosfonové a reakčního činidla do reakční zóny, teplota a doba prodlení v reakční zóně řídí tak, že reakční směs obsahuje kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát a kyselinu mravenčí v molárním poměru kyseliny formylfosfonové ku kyselině mravenčí 2:1.9. The process of claim 8 wherein the rate of introduction of the aminomethylphosphonic acid and reagent into the reaction zone, the temperature and residence time in the reaction zone are controlled such that the reaction mixture comprises formylphosphonic acid or a derivative thereof and formic acid in a molar ratio of formylphosphonic acid. to formic acid 2: 1. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se směs reakčních produktů udržuje při teplotě menší než přibližně 115 °C.The process of claim 1 wherein the reaction product mixture is maintained at a temperature of less than about 115 ° C. 00 900000 9000 90 99 ► 9 9 9 » 0 9 990 99 ► 9 9 9 »0 9 9 Κ 0 0 0 » 0 9 «Κ 0 0 0 99 99 •••9 · 9 9 198 99 ••• 9 · 9 9 1 9 · 0 9 ( * 9 99 099 · 0 9 (* 01-2409-99-Ce01-2409-99-Ce 11. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se směs reakčních produktů udržuje při teplotě menší než přibližně 95 °C.The process of claim 1, wherein the reaction product mixture is maintained at a temperature of less than about 95 ° C. 12. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se směs reakčních produktů udržuje při teplotě menší než přibližně 85 °C.12. The process of claim 1 wherein the reaction product mixture is maintained at a temperature of less than about 85 ° C. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že kyselina formylfosfonová nebo její derivát mají obecný vzorec (I):Method according to claim 1, characterized in that the formylphosphonic acid or a derivative thereof has the general formula (I): r²o-R (Ir ² oR (I OR substrát na bázi kyseliny aminomethylfosfonové má obecný vzorec (II) (IIThe aminomethylphosphonic acid OR substrate has the general formula (II) (II R¹ a R² se nezávisle zvolí z množiny sestávající z atomu vodíku, hydrokarbylové skupiny, substituované hydrokarbylové skupiny, heterocyklické skupiny a sůltvořícího kationtu;R ¹ and R ² are independently selected from the group consisting of hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, heterocyclic and salt-forming cation; R³ se zvolí z množiny sestávající z aldehydové skupiny a -CH(OR⁸) (OR⁹) ;R ³ is selected from the group consisting of aldehyde and -CH (OR ⁸ ) (OR ⁹ ); R⁴ a R⁵ se nezávisle zvolí z množiny sestávající z atomu vodíku, -CH₂P0 (OR⁶) (OR⁷), hydrokarbylové skupiny,R ⁴ and R ⁵ are independently selected from the group consisting of hydrogen, -CH ₂ PO (OR ⁶ ) (OR ⁷ ), hydrocarbyl, 99 999999 9999 9 9 99 9 9 9999 9 99999 8 9 01-2409-99-Če • 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 901-2409-99-Ee • 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9999 999«9,990,999 « 999 9 99 99 99 99 substituované hydrokarbylové skupiny a heterocyklické skupiny;999 9 99 99 99 99 substituted hydrocarbyl and heterocyclic groups; R⁶ a R⁷ se nezávisle zvolí z množiny sestávající z atomu vodíku, hydrokarbylové skupiny, substituované hydrokarbylové skupiny, heterocyklické skupiny a sůltvořícího kationtu; aR ⁶ and R ⁷ are independently selected from the group consisting of hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, heterocyclic and salt-forming cation; and R⁸ a R⁹ se nezávisle zvolí z množiny sestávající z atomu vodíku, hydrokarbylové skupiny, substituované hydrokarbylové skupiny a heterocyklické skupiny.R ⁸ and R ⁹ are independently selected from the group consisting of hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, and heterocyclic. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačený tím, že katalyzátorem je heterogenní katalyzátor a směs reakčních produktů se udržuje při teplotě nižší než 115 °C.14. The process of claim 13 wherein the catalyst is a heterogeneous catalyst and the reaction product mixture is maintained at a temperature below 115 [deg.] C. 15. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že se uvedení do kontaktu provádí za neutrálních nebo kyselých podmínek.15. The method of claim 14 wherein the contacting is carried out under neutral or acidic conditions. 16. Způsob podle 16. The method of nároku claim 14, v 14, p y z n y z n a and v* c e in* c e n ý n ý tím, že pH hodnota by pH value reakční reaction směsi mixtures produktů products je Yippee nižší lower než than přibližně 6. approximately 6. 17. Způsob podle 17. The method of nároku claim 14, vyzn 14, zn a and č e č e n ý n ý tím, že pH hodnota by pH value reakční reaction směsi produktů product mixtures je Yippee nižší lower než than přibližně 3.approximately 3. AA AAAAAA AAAA 18. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že pH hodnota reakční směsi produktů je' nižší než přibližně 1,5.The method of claim 14, wherein the pH of the reaction mixture of the products is less than about 1.5. 01-2409-99-Če • A · f01-2409-99-English • A · f A A A A ·A A A A · AAA· AAA AAAA A AAAAA AAAA A A ·· AA • A AA • A A AAA. AA. AA A A A A • A A AA A A A A A A A A A A • A A AA A A A A A A 19. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že směs reakčních produktů obsahuje maximálně jeden ekvivalent báze na jeden ekvivalent substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové.19. The process of claim 14 wherein the reaction product mixture comprises at most one equivalent of base per equivalent of aminomethylphosphonic acid substrate. 20. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že heterogenní katalyzátor zahrnuje uhlíkový katalyzátor.20. The process of claim 14 wherein the heterogeneous catalyst comprises a carbon catalyst. 21. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že heterogenní katalyzátor zahrnuje uhlík napuštěný vzácným kovem.21. The process of claim 14 wherein the heterogeneous catalyst comprises noble metal impregnated carbon. v in 22. Způsob 22. Method podle nároku 14, vy according to claim 14, you z n z n a č e a č e n ý n ý tím, že that uvedeným vzácným kovem said precious metal je Yippee platina platinum nebo or 1 1 palladium. palladium. 23. Způsob 23. Method podle nároku 14, vy according to claim 14, you z n z n a č e a č e n ý n ý tím, že oxidační plyn obsahuje oxidační činidlo zvolené ze skupiny sestávající z kyslíku, oxidů dusíku, atomárního kyslíku a ozónu.in that the oxidizing gas comprises an oxidizing agent selected from the group consisting of oxygen, nitrogen oxides, atomic oxygen and ozone. 0· 00 ► 0 0 0 » 0 9 0 ► 9 0 9 » · 9 «0 · 00 ► 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 9900 99 00 0 00 9 • · · • · 000 0 00 9 0 01-2409-99-Če01-2409-99-Ce 24. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že oxidační plyn je v podstatě tvořen kyslíkem.24. The method of claim 14, wherein the oxidizing gas is substantially oxygen. 25. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že oxidačním plynem je vzduch.25. The method of claim 14, wherein the oxidizing gas is air. 26. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že se hmotnostní poměr heterogenního katalyzátoru ku substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové pohybuje v rozmezí přibližně od 1 do 50.26. The process of claim 14 wherein the weight ratio of the heterogeneous catalyst to the aminomethylphosphonic acid substrate is in the range of about 1 to 50. 27. Způsob podle nároku 14, vyznačen ý tím, že R¹ a R² znamenají atom vodíku.27. The method of claim 14 wherein characterized in that R ¹ and R ² are hydrogen. 28. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že R⁴ a R⁵ znamenají -CH₂PO(OR⁶) (OR⁷) .The method of claim 14, wherein R ⁴ and R ⁵ are -CH ₂ PO (OR ⁶ ) (OR ⁷ ). 29. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že R⁶ a R⁷ znamenají atom vodíku.29. The method of claim 14, wherein R ⁶ and R ⁷ are hydrogen. 30. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že alespoň jeden z R⁴ a R⁵ znamená hydrokarbylovou skupinu nebo substituovanou hydrokarbylovou skupinu.The method of claim 14, wherein at least one of R ⁴ and R ⁵ is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group. ·· ······ ···· 01-2409-99-Če • · · «*·»· • · ·· ♦ ***« ···· ·· « ··· ·« · • »··» ···· • ·· *· ·« ··01-2409-99-English • · «*** · · *** · · · · · · · · · ·« · «« · · «·· 31. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že reakční směs dále obsahuje rozpouštědlo.31. The process of claim 1 wherein the reaction mixture further comprises a solvent. 32. Způsob podle nároku 31, vyznačený tím, že se rozpouštědlo zvolí ze skupiny sestávající z alkoholu, polyalkoholu, polyetheru, kyseliny octové, tetrahydrofuranu, dioxanu a jejich směsi.32. The process of claim 31 wherein the solvent is selected from the group consisting of an alcohol, a polyalcohol, a polyether, acetic acid, tetrahydrofuran, dioxane, and mixtures thereof. 33. Způsob přípravy kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu, vyznačený tím, že zahrnuje uvedení substrátu na bázi kyseliny aminomethylfosfonové do kontaktu s reakčním činidlem zvoleným ze skupiny sestávající z vody, alkoholu, fenolové sloučeniny a jejich směsí a oxidačním plynem v přítomnosti homogenního katalyzátoru za vzniku směsi reakčních produktů obsahující kyselinu formylfosfonovou nebo její derivát.33. A process for preparing formylphosphonic acid or a derivative thereof comprising contacting an aminomethylphosphonic acid substrate with a reagent selected from the group consisting of water, an alcohol, a phenolic compound, and mixtures thereof and an oxidizing gas in the presence of a homogeneous catalyst to form a mixture. reaction products containing formylphosphonic acid or a derivative thereof. 34. Způsob podle nároku 33, vyznačený tím, že homogenní katalyzátor obsahuje přechodný kov.34. The process of claim 33 wherein the homogeneous catalyst comprises a transition metal. 35. Způsob podle nároku 34, vyznačený tím, že se přechodný kov zvolí ze skupiny sestávající z vanadu, manganu, kobaltu, ruthenia a jejich směsí.35. The process of claim 34 wherein the transition metal is selected from the group consisting of vanadium, manganese, cobalt, ruthenium, and mixtures thereof. 36. Způsob podle nároku 33, vyznačený tím, že se uvedení do kontaktu provádí při teplotě přibližně 10 °C až 115 °C.36. The method of claim 33, wherein the contacting is carried out at a temperature of about 10 ° C to 115 ° C. 99 999999 9999 01-2409-99-Če • · 9 · ·· 99 • · 9 901-2409-99-English • 9 · 99 · 9 9 9 9 9 99 9 9 9 99 9 9 9 99 99 9 999 9 9 37. Způsob podle nároku 33, vyznačený tím, že se uvedení do kontaktu provádí při teplotě přibližně 25 °C až 75 °C.37. The method of claim 33, wherein the contacting is carried out at a temperature of about 25 ° C to 75 ° C. 38. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že substrátem kyseliny aminomethylfosfonové je nitrilotris (methylenfosfonová kyselina), nebo ester nitrilotris (methylenfosfonové kyseliny) nebo sůl nitrilotris(methylenfosfonové kyseliny).38. The method of claim 1 wherein the aminomethylphosphonic acid substrate is nitrilotris (methylenephosphonic acid) or nitrilotris (methylenephosphonic acid) ester or nitrilotris (methylenephosphonic acid) salt. 39. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se během kroku, kdy se provádí kontaktování, tvoří ve směsi reakčních produktů amin, který se regeneruje fosfonomethylací na substrát kyseliny aminomethylfosfonové.39. The process of claim 1, wherein during the contacting step an amine is formed in the reaction product mixture which is regenerated by phosphonomethylation to an aminomethylphosphonic acid substrate. 40. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuje uvedené kyseliny formylfosfonové nebo jejího derivátu do kontaktu s glycinem nebo glycinátem za vzniku kondenzovaného meziproduktu a redukci tohoto kondenzovaného meziproduktu na N-(fosfonomethyl)glycin, sůl N-(fosfonomethyl)glycinu nebo ester N-(fosfonomethyl)glycinu.40. The method of claim 1, further comprising said formylphosphonic acid or derivative thereof in contact with glycine or glycinate to form a condensed intermediate and reducing said condensed intermediate to N- (phosphonomethyl) glycine, N- (phosphonomethyl) glycine salt, or N- (phosphonomethyl) glycine ester.