JPH0386892A - N―ホスホノメチルグリシンの精製法 - Google Patents

N―ホスホノメチルグリシンの精製法

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JPH0386892A
JPH0386892A JP2216465A JP21646590A JPH0386892A JP H0386892 A JPH0386892 A JP H0386892A JP 2216465 A JP2216465 A JP 2216465A JP 21646590 A JP21646590 A JP 21646590A JP H0386892 A JPH0386892 A JP H0386892A
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acid
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    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/3804Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
    • C07F9/3808Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、弱塩基性イオン交換s1脂を使用して、不純
物を含有する水溶液中のN−ホスホノメチルグリシンを
fi製し濃縮する方法に関する。
従来の技術 農薬のグリホセート(+JIvphO3atO)として
知られでいるN−ホスホノメチルグリシンは、発芽中の
種や抽水苗木、生育中の株立ち又唸定着した草や木、水
性植物の成長を阻止するのに石川な、非常に有効な市販
の重要な植物毒物質である。N −ホスホノメチルグリ
シンとその塩は、多くの植物種の用止のための発芽後稙
物毒性物質として水性製剤として適用するのが便利であ
る。N−ホスホノメチルグリシンとその塩tよ広いスペ
クトル活性(IIち広範囲の植物の発育制御I)が特徴
である。
N−ホスホノメチルグリシンの製造には多くの方法が知
られている。例えば米国特許第3,969.398:(
バーシュマン(Icrshsan) ) Glt、基本
的に活性炭素よりなる触媒の存在下で酸化体として分子
酸索含右気体を用いてN−ホスホノメヂルグリシンイミ
ノ二酢酸の酸化によりN−ホスホノメチルグリシンを生
産する方法が開示されている。米国特許第3.954,
848号(フランツ(Franz ) )は、過酸化水
素と硫酸のような酸によるN−ホスホノメチルイミノ二
酢酸の酸化を開示している。米国特許第4.670.1
90号(クライナー(に1einer ) )は、30
℃から100℃の間の温度で水性媒体又は水性右機媒体
中で、アミノメチルホスホン酸とグリオキシル酸を約1
:2のモル比で反応させてN−ホスホノメチルグリシン
を製造する方法を開示している。当該分野においてN−
ホスホノメチルグリシンを製造する方法は他に多く知ら
れており、これらの文献は単なる例示にすぎない。
発明が解決しようとする課題 N−ホスホツメ1−ルグリシンの製造のための方法のい
かんにかかわらず、これら全ての方法で水流(廃液流を
含むンが稈られ、これらはN−ホスホノメチルグリシン
や種々の副産物及び未反応の出発物質(例えばN−小ス
ホノメチルイミノ二酢酸、N−ホルミル−N−ホスホノ
メチルグリシン、リン酸、亜リン酸、ヘキサメチレンテ
トラミン、アミノメチルホスホン酸、イミノ二酢酸、ホ
ルムアルデヒド、allなど)が含まれる。N−ホスホ
ノメチルグリシンの責重ざから、当業者はN−ホスホノ
メチルグリシンを精製し他の産物をfIffiさせてさ
らに目的のN−ホスホノメチルグリシンに変換する工程
の初11382階に循環づるか、又はこのような水流を
廃液処E!1滴設に排出して捨てる前にN−ホスホノメ
チルグリシンを回収するなどして、[iなN−ホスホノ
メチルグリシンを回収する必要があると考えている。
課題を解決するための手段 かくして本発明により、水流中でより酸性及びIH性の
化合物の存在下でN−ホスホツメプルグリシンを精製し
濃縮する方法が提供される。本発明の一つ態様として、
N−ホスホノメチルグリシンよりも酸性の成分をまず分
離し、次にN−ホスホノメチルグリシンよりも酸性でな
い成分からN−ホスホノメチルグリシンを分離すること
により、水溶液中のN−ホスホノメチルグリシンを濃縮
し精製する方法が提供される。
弱塩基性イオン交換樹脂を含むイオン交換カラムに水溶
液を流して水溶液中のN−ホスホノメチルグリシンより
も酸性の不純物を除去することよりなる、不純物を含む
水溶液から精?JN−ホスホノメチルグリシンを得る方
法により、上記及び他の利点は達成される。
本発明において、N−ホスホノメチルグリシンの製造工
程における水流、又はN−ホスホノメチルグリシンI造
工程からの廃水流は、水流の湿度や他の原因に依存して
、種々のmのN−ホスホノメチルグリシンを含む。25
℃ではN−ホスホツメプルグリシンは約1.3%の程度
まで水に溶解する。このような水流は製造工程からの他
の不純物(好ましくない副産物か又は未反応の出発物質
のこともある)を含む。本発明の方法においては、弱1
1性イオン交換樹脂を含むイオン交換カラムに、このよ
うな不純物を含む水流を流して、N−ホスホノメチルグ
リシンよりも酸性、及びより酸性でない不純物が除去さ
れる。カラムの溶出液からの水流中のN−ホスホノメチ
ルグリシンは直接除草剤として使用されるか、又はさら
に処理される。当業者は容易に想像できるように、弱塩
基性イオン交換樹脂に保持された不純物は、強無機酸(
例えばV&酸又はj!lI!りの希薄溶液をカラムに流
すことにより除去することができる。
製造工程の水流又は廃液流としての水流は、使用される
製造方法により、N−ホスホノメチルグリシン以外にい
くつかの不純物を含んでいてもよい。このような不純物
の例としては、N−ホスホノメチルグリシンよりも酸性
の物質(例えばN−ホスボノメチルイミノ二酢酸、N−
ホルミル−N−ホスホノメチルグリシン、リン酸、亜リ
ン酸など)があるが、これらに限定されるものではない
。水流はまたN−ホスホノメチルグリシンよりも酸性で
ない不純物(例えばアミノメチルホスホン酸、イミノ二
酢酸、ホルムアルデヒド、グリシン、グリオキシル酸、
及び蟻酸〉があるが、これらに限定されるものではない
本発明の好適なm様において、N−ホスホノメチルイミ
ノニ酢M、N−ホルミル−N−ホスホノメチルグリシン
、リン酸、亜リン酸、アミノメチルホスホン酸、イミノ
二酢酸、ホルムアルデヒド、グリシン、グリオキシル酸
、及び蟻酸よりなる群から選択される不純物を含む水流
中のN−ホスホノメチルグリシンを濃縮し精製する方法
が提供され、これは以下の段階よりなる:a)プロセス
水流を、N−ホスホノメチルグリシンよりもMt’lの
不純物を保持りる弱j!!基性イオン交換樹脂を含む第
一のイオン交換カラムに流す(ここで保持される不純物
はN−ホスホノメチルイミノニ酢M、N−ホルミル−N
−ホスホノメチルグリシン、リン酸、亜リン酸よりなる
〉=b)第一のカラムの溶出液を、N−ホスホノメチル
グリシンの漏出が起きるまで、弱塩基性イオン交換樹脂
を含む第二のイオン交換カラムに流す二〇)次に第二の
イオン交換カラムに、アルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属炭酸塩、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム及
び分子量が杓300より小さい一級又は二級の有機アミ
ンよりなる群から選択される!!基を流して、N−ホス
ホノメチルグリシンを回収する。第二のイオン交換カラ
ムに強烈機1(例えば硫酸又は塩酸〉を流して、N−ホ
スホノメチルグリシンを回収することもできる。m酸が
好ましい。
イオン交換カラムは当業名には公知である。代表的には
イオン交換カラムは密閉された円筒形の容器であり、上
に入口と、底に出口があり、カラムの中央に別の口があ
り、これは代表的には樹脂を再生するために化学物質を
流すのに使用される。
このようなイオン交換カラムは使用したり再生したりす
るときに樹脂が膨張したり収縮したりしてもよいように
、普通全容積の半分から3分の2までイオン交換樹脂が
充填されている。イオン交換カラムの大きさや使用する
樹脂の偵は処理される物質の客船により異なる。本発明
の開示内容から当業者には明らかなように、木兄り」の
方法においてはイオン交換カラムの形は特別なものであ
る必要はなく、またイオン交換カラムの大きさや形は処
理する物質の容措により、当業者が決定することができ
る。
本発明の方法に使用するイオン交換カラムは当業者には
公知である。広い意味で占えば、イオン交換は固体と液
体の間のイオンの可逆的交換であり、イオン交換物質に
は構造の永久的変化は起きない。1935年に陽イオン
叉は陰イオンの可逆的交換に使用されるスルホン基又は
アミン基を含むフェノール性縮合生成物の合成から、合
成有機イオン交換樹脂が導入された。今日、アミンの性
質により種々の塩基強度の弱1!!塁性イオン交換樹脂
が得られる。−級アミン、二級アミンそして三級アミン
、又はそれらの混合物は、■ビクロロヒドリンーアミン
縮合物やアクリル性ポリマーからスチレン−ジビニル−
ベンゼン共重合体までの範囲の種々の構造にすることが
できる。このような弱塩基性樹脂の酸を吸着する能ツノ
は、酸のFIJ度やpKaにより異なる。N−ホスホノ
メチルグリシンのpKamは約2.2であるため、本発
明の方法においては、N−ホスホノメチルグリシン及び
pKalil!が約2.2より小ざい酸とを吸着するに
充分な塩基性を有する弱塩基性イオン交換樹脂を使用す
ることができる。
本発明に使用できる市販のイオン交換樹脂は、ロームア
ンドハース社(Rotv & 1laas Co、 )
  (ペンシルバニア州、フィラデルフィア)が商標ア
ンバーライト(八■ber+tte )で販売している
アンバーライトIRA−93、アンバーライトIRA−
94、アンバーライトIRA−68そしてアンパージイ
トIRA−35:ダイアモンドシャムロツク社(Dia
mond Shamrock Corp、)  (テキ
サス州、ダラス)が販売している商標デュオライト八−
392(Ouolite A−392) :そしてシブ
ロンケ風カルズ社(Sybron Chemicals
 Inc、 )〈ニューシャーシー州、バーミンガム〉
が商標イスナック(Ionac )で販売しているイオ
ナツク305、イオナック365、そしてイオナック3
80がある。当業者に公知の市販の他のイオン交換a4
脂を使用することもできる。
本発明の方法においては、水流を弱j!!基性イオン交
換樹脂に流すと、N−ホスホノメチルグリシンよりも/
!!性の不純物(例えばN−ホスホノメチルイミノ二酢
酸、N−ホルミル−N−ホスホツメデルグリシン、リン
酸、亜リン酸など〉は弱塩雄性イオン交換1Maltに
@着される。さらに水流を流すと、N−ホスボッメチル
グリシンはより酸性の不純物に置き換えられ、イオン交
換樹脂の溶出液にはN−ホスホノメチルグリシンと、よ
り酸性でない不純v!J(例えばアミノメチルホスホン
酸、イミノ二酢酸、ホルムアルデヒド、8M、グリシン
など)が現れる。電場度測定、1)II変化などにより
、N−ホスホノメチルグリシンよりも酸性の不純物の分
離がおきるまで、本方法を11 Gノる。一方イオン交
換カラムに入る水流の畿を調節して本方法を実蒲ηるこ
ともできる。
分離が起きたらカラムを水で洗浄し、次に強烈m酸(W
4えば硫酸又は塩酸)の希薄水溶液で洗浄して再生する
。当業者には公知のように、強い酸化性のM(例えば熱
硝酸又番より[1ム酸/硝酸混合液)は再生には避ける
べきであり、そして酸化剤??+液中のある種の金属イ
オン(例えば鉄、マンガンそして銅〉の聞も最小にすべ
きである。次に薄いS基(例えば希水酸化ナトリウム溶
液)をカラムに流して再生を完全にする。
本発明のある態様において、N−ホスホツメデルグリシ
ンよりもm性の不純物の分離が起きるまで、N−ホスホ
ノメチルグリシンと種々の不純物を含む水溶液を、弱塩
基性イオン交換樹脂を含むイオン交換カラムに流す。カ
ラムからの溶出液を集め、弱f!基性イオン交yJ!樹
脂を含有するイオン交換カラム(これは別のカラムか又
は上記のように再生した同じカラム)に流す。この溶出
液はN−ホスホツメデルグリシンが溶出液中に漏出して
くるまで流す。次にイオン交換カラムに強無機酸又は塩
基を流してN−ホスホノメチルグリシンの水溶性の塩を
形成させて、N−ホスホノメチルグリシンをカラムから
回収する。
使用に適した塩基としては、例えばアルカリ金属水酸化
物(例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムなど〉の水溶液:アルカリ金属炭lII塩(例
えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなど);水酸化アン
モニウム又は炭酸アンモニウムがある。分子間が約30
0未満の有機アミンを使用することもできる。このよう
な有機アミンとしては、アミン基が2つ以下のアルキル
アミン、アルキレンアミン(例えばメチルアミン、エチ
ルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、
n−ブチルアミン、イソブチルアミン、二級−ブチルア
ミン、n−アミルアミン、イソ−アミルアミン、ヘキシ
ルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルア
ミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミ
ン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデ
シルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン
、オクタデシルアミン、メチルエチルアミン、メチルイ
ソプロピルアミン、メチルヘキシルアミン、メチルノニ
ルアミン、メチルペンタデシルアミン、メチルオクタデ
シルアミン、エチルブチルアミン、エチルへ1チルアミ
ン、エチルオクチルアミン。
ヘキシルへブチルアミン、ヘキシルオクチルアミン、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロビルアミ
ン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−アミルアミン、ジ
イソアミルアくン、ジエチルアミン、ジエチルアミン、
ジオクチルアミン、トリメチルアミン、トエチルアミン
、トリー〇−プロピルアミン、トリイソブチルアミン、
トリイソブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ一
二級−ブチルアミン、トリー〇−7ミルアミン、エタノ
ールアミン、n−プロパツールアミン、イソプロパノー
ルアミン、ジオクチルアミン、N、N−ジエチルエタノ
ールアミン、N−エチルプロパツールアミン、N−ブチ
ルエタノールアミン、アリルアミン、n−アデニル−2
−アミン、n−ペンテニル−2−アミン、2.3−ジメ
チルブテニル−2−アミン、ジ−ブテニル−2−アミン
、n−へキセニルー2−アミン、そしてプロピレンジア
ミン)、−級アリールアミン(例えばアニリン、メトキ
シアニリン、エトキシアニリン、o、m、p−トルイジ
ン、フェニレンジアミン、2.4.6−トリブロモアニ
リン、ベンジジン、ナフチルアミン、o、m、p−クロ
0アニリンなど);lIJ索環式環式アミン例えばピリ
ジン、モルホリン):ピペリジン、ビ0リジン、インド
リン、アゼピンなどがある。イソプロごルアミンが好ま
しい。
本発明の好適な態様においては、N−ホスホノメチルイ
ミノ二酢酸、N−ホルミル−N−ホスホノメチルグリシ
ン、リン酸、亜リン酸、ヘキサメチレンブトラミン、ア
ミノメチルホスホン酸、イミノ二酢酸、ホルムアルデヒ
ド、グリシン、及び蟻酸などよりなる群から選択される
不純物を含む水溶液中のN−ホスホノメチルグリシンを
濃縮しtIPi製する方法が与えられ、それは以下の段
階よりなる:a)水流を、N−ホスホノメチルグリシン
よりも酸性の不純物を保持する弱J!!基性イオン交l
I!84ftを含む第一のイオン交換カラムに流す(こ
こで保持される不純物はN−ホスホノメチルイミノ二酢
酸、N−ホルミル−N−ホスホノメチルグリシン、リン
酸、亜すン哉などよりなる群から選択される):b)第
一のカラムの溶出液を、N−ホスホノメチルグリシンの
漏出が起きるまで、弱塩基性イオン交換樹脂を含む第二
のイオン交換カラムに流す;C)次に第二のイオン交換
カラムに、アルカリ金属水酸化物又は分子量が約300
より小さいアミンを流して、弱塩基性イオン交3!ks
lIIIiからN−ホスホノメチルグリシンを回収する
ことよりなる。
本発明の開示から当業者には明かなように、弱塩基性イ
オン交換樹脂は当業者に公知の方法で再生される(例え
ば樹脂に@塩酸を流し@脂上の不純物を除き、次に樹脂
を希水酸化ナトリウムで処理する)、、不純物は必要な
らば回収してN−ホスホノメチルグリシンのtJ造工程
にまわしでも、又は廃棄してもよい。本発明を以下の実
施例で詳述するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。パーセント数字(%〉は特に指定していない場
合は、型開%である。
友厘1 それぞれ1.89%、1.41%そして1.49%のN
−ホスホノメチルグリシン(グリホセート)を含有する
3314類の水溶液(1098,75J、1078.8
gそして592.2g)を、アンバーライトIRA−9
3イオン交換樹脂の80aeのカラム1本とアンバーラ
イトIRA−68の80I11のカラム3本に流した。
第二のアンバーライトI RA−68カラムからの溶出
液の1!導度が4080マイクロオームに達した時流れ
を止めた。脱イオン水(600d)を3木のアンバーラ
イトI RA −68カラムに流し、イソプロピルアミ
ン(3,3%)の水溶液(258,59)を第一のアン
バーライトIRA−68カラムに流した。溶液がなくな
ったら、第一のアンバーライトIRA−68カラムにさ
らに水を加えた。溶出液の電導度を;git、、て生成
物画分(300ae)を集めた。この両分には3.66
%のグリホセートが含まれていた。第一のアンバーライ
トIRA−68カラムにさらに水を加え、処理後の液(
250g)を集めた。
パルプを変えて、第一のアンバーライトIRA−68カ
ラムがラインの3番目になるように、第二のカラムをI
W目にして第三のカラムを2番目にした。それぞれ1.
49%と1.35%のグリホセートを含有する工程の1
1!I′a(542,2gと266.0g)を、21目
のカラムの溶出液の電導度がある特定の値になるまで4
本のカラムに流した。水、イソプロピルアミン溶液、そ
して追加の水を、上記したようにラインの第一のアンバ
ーライトIRA−68カラムに流した。これにより4.
34%のグリホセートを含む画分(300d)が得られ
た。
アンバーライトIRA−93カラムの溶出液のffls
度は、上記実験の間、溶出液は強酸で飽和されているこ
とを示していた。アンバーライトIRA−93カラムに
水、希塩酸、3%水酸化ナトリウム溶液そして追加の水
を流して、 再使用した 分析結果を表■に示す。
具体的な態様について本発明の詳細な説明したが、これ
は単に例示するのみであり、本発明の開示から当業者は
容易に別の態様及び操作法があることが理解できるであ
ろう。例えば当業者は本発明に記載した条件や操作法を
変更して、強1!ltiイオン交換樹脂を使用して、水
溶液からN−ホスホノメチルグリシンを濃縮し精製する
ことができる。
従って、本発明の精神から逸脱することなく、変更が可
能である。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N−ホスホノメチルグリシンと種々の不純物を含
    む水溶液から精製N−ホスホノメチルグリシンを得る方
    法において、弱塩基性イオン交換樹脂を含むイオン交換
    カラムに該水溶液を流して、水溶液からN−ホスホノメ
    チルグリシンよりも酸性の不純物を除去することよりな
    る、上記方法。
  2. (2)弱塩基性イオン交換樹脂は、pka値が約2.2
    未満の酸を吸着することができる。特許請求の範囲第1
    項に記載の方法。
  3. (3)N−ホスホノメチルグリシンよりも酸性の不純物
    は、N−ホスホノメチルイミノ二酢酸、N−ホルミル−
    N−ホスホノメチルグリシン、リン酸及び亜リン酸より
    なる群から選択される、特許請求の範囲1項に記載の方
    法。
  4. (4)不純物は強無機酸の希薄溶液をカラムに流すこと
    により除去される、特許請求の範囲第3項に記載の方法
  5. (5)強無機酸の希薄溶液は希塩酸である、特許請求の
    範囲第4項に記載の方法。
  6. (6)特許請求の範囲1項に記載の方法において: イ、弱塩基性イオン交換樹脂を含む第一のカラムに水溶
    液を流し; ロ、N−ホスホノメチルグリシンが第二のイオン交換カ
    ラムからの溶出液として水溶液中に出現するまで、第一
    のイオン交換カラムからの溶出液としての水溶液を、弱
    塩基性イオン交換樹脂を含む第二のイオン交換カラムに
    流し;次に、ハ、第二のイオン交換カラムに塩基又は強
    無機酸を流して、第二のイオン交換カラム中の弱塩基性
    イオン交換樹脂からN−ホスホノメチルグリシンを回収
    することよりなる、上記方法。
  7. (7)第一及び第二のイオン交換カラム中のイオン交換
    樹脂は、pka値が約2.2より大きい酸を吸着するこ
    とができる、特許請求の範囲第6項に記載の方法。
  8. (8)第一のカラムの弱塩基性イオン交換樹脂は水溶液
    中の不純物を吸着し、不純物はN−ホスホノメチルイミ
    ノ二酢酸、N−ホスホノメチルグリシン、リン酸及び亜
    リン酸よりなる群から選択される、特許請求の範囲第7
    項に記載の方法。
  9. (9)N−ホスホノメチルグリシンは第二のイオン交換
    カラムの弱塩基性イオン交換樹脂に吸着され、N−ホス
    ホノメチルグリシンよりも塩基性の不純物は第二のカラ
    ムの溶出液としての水溶液中に残る、特許請求の範囲第
    6項に記載の方法。
  10. (10)強無機酸は塩酸である、特許請求の範囲第6項
    に記載の方法。
  11. (11)N−ホスホノメチルグリシンを回収するための
    塩基は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、
    アンモニウム水酸化物及びアンモニウム炭酸塩よりなる
    群から選択される、特許請求の範囲第6項に記載の方法
  12. (12)アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウムであ
    る、特許請求の範囲11項に記載の方法。
  13. (13)塩基は水酸化アンモニウムの水溶液である、特
    許請求の範囲11項に記載の方法。
  14. (14)N−ホスホノメチルグリシンを回収するための
    塩基は、分子量が約300より小さい有機アミンである
    、特許請求の範囲第6項に記載の方法。
  15. (15)有機アミンはイソプロピルアミンである、特許
    請求の範囲第14項に記載の方法。
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