(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する際に、ｐＨ２．５以上で中和塩を析出させ、その中和塩を除去した後、ｐＨを２．５以下にし、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることを特徴とするＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法。
【請求項２】
Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルをアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物により加水分解をして得られるＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する際に、ｐＨ２．５以上で中和塩を析出させ、その中和塩を除去した後、ｐＨを２．５以下にし、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることを特徴とするＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法。
【請求項３】
グリコロニトリルとアミノメチルホスホン酸をアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物の存在下で反応させた後、加水分解して得られるＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する際に、ｐＨ２．５以上で中和塩を析出させ、その中和塩を除去した後、ｐＨを２．５以下にし、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることを特徴とするＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法。
【請求項４】
アルカリ金属塩がナトリウム塩またはカリウム塩である請求項１〜３記載の単離方法。
【請求項５】
アルカリ土類金属塩がカルシウム塩またはマグネシウム塩である請求項１〜３記載の単離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法に関する。Ｎ−ホスホノメチルグリシンは、そのイソプロピルアミンクロライドなどの形で、生物的に分解され少量の使用で除草剤として有効な化合物であり、広く使用されている。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎ−ホスホノメチルグリシンの製造方法は多数知られている。その製造方法にはＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液を経由する方法があり、その水溶液からＮ−ホスホノメチルグリシンを純度が高くかつ収率良く単離、精製する手段が求められている。
特開平４−２７９５９５号公報では、アミノメチルホスホン酸とグリコロニトリルをアルカリ金属水酸化物の存在下で反応させた後、生成するカルボン酸を中和するのに十分な量のアルカリ金属水酸化物をさらに加えて加水分解するＮ−ホスホノメチルグリシンの製造方法が開示されている。同公報（実施例２）によれば反応収率は原料のアミノメチルホスホン酸およびグリコロニトリルに対して９５％と極めて高い。また、純度も高く反応操作が容易であり、Ｎ−ホスホノメチルグリシンの優れた製造方法である。しかしながら、この方法において反応終了後に得られる化合物はＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩であるため、酸を加えてＮ−ホスホノメチルグリシンを単離、精製しなければならない。この単離、精製は酸析やイオン交換樹脂などの手段が採用される。
【０００３】
米国特許第4,221,583 号公報の実施例中にはＮ−ホスホノメチルグリシノニトリルを塩酸または水酸化ナトリウムで加水分解した後イオン交換樹脂のような手段が記載されている。
このようにＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩から遊離のＮ−ホスホノメチルグリシンを純度が高くかつ収率良く単離、精製する手段の検討が十分に従来、行われていたとは言えない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸により遊離のＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する際に、純度が高くかつ収率良く単離、精製する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を解決するため、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを単離、精製する方法を鋭意検討した結果、Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する際に、ｐＨ２．５以上で中和塩を析出させ、その中和塩を除去した後、ｐＨを２．５以下にし、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることにより純度が高くかつ収率良くＮ−ホスホノメチルグリシンを単離、精製する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用するＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液は、特に制限はない。製造工程で得られるものであっても、精製工程で生じるものであってもよい。
アルカリ金属塩としてはナトリウム塩、カリウム塩が適当であり、アルカリ土類金属塩としてはカルシウム塩、マグネシウム塩が適当である。これらは１種でも、また２種以上の混合物で得られる場合であってもよい。特開平４−２７９５９５号公報の製造工程を考慮するとナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。
【０００７】
Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液からＮ−ホスホノメチルグリシンを酸析により単離する際に非常に大きな問題点はＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液を酸により中和したときに生成する中和塩をＮ−ホスホノメチルグリシンの回収率をできるだけ減少させずに、如何に効率的に除去し、単離したＮ−ホスホノメチルグリシン中に中和塩を含ませないようにするかである。本発明ではＮ−ホスホノメチルグリシンおよび中和塩のｐＨによる水への溶解度の差異を巧みに利用することにより効率的に中和塩を除去し高収率で純度の高いＮ−ホスホノメチルグリシンを遊離形で単離することが可能になった。
【０００８】
本発明者らがＮ−ホスホノメチルグリシンの室温（約２３℃）での水への溶解度のｐＨによる変化を詳細に検討したところ、その溶解度（ｗｔ／ｗｔ％）は、ｐＨ０．７５で２．７、ｐＨ１．２５で１．０、ｐＨ２．４５で１．５、ｐＨ３．１５で４．８、ｐＨ３．９で１３．８、ｐＨ５．０で１４．０であった。すなわち。ｐＨが約２．５以上になると、特に４以上になるとＮ−ホスホノメチルグリシンの水への溶解度はかなり高いが、それと比較してｐＨが約２．５以下では著しく低いことがわかった。Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の中和により、一般的な中和塩の水に対する溶解度は通常、水溶液を極端な酸性にする場合を除いてｐＨによる依存性は低い。このため。Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩を含んだ水溶液をまずｐＨ２．５以上まで中和して生成する中和塩の１部を析出させそれを除去した後、次いでｐＨ２．５以下まで変化させ、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることができる。
【０００９】
まず、Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩または（及び）アルカリ土類金属塩の水溶液に酸を加えて場合に応じて濃縮させてｐＨを２．５以上、好ましくは４以上まで中和し、生成する中和塩の一部を析出させる。加える酸の例としては無機酸や有機酸などが挙げられ、その代表的な化合物を例示すれば、塩酸、硫酸、硝酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸等が挙げられる。
中和塩の一部を析出させる際には、３０℃以下が好ましい。温度が高すぎると中和塩の溶解度が高くなるため、好ましくない。
【００１０】
また、この操作におけるＮ−ホスホノメチルグリシンの濃度は１０〜１７ｗｔ％が好ましい。濃度が高すぎる場合は中和塩と同時に析出するＮ−ホスホノメチルグリシンの量が多いため好ましくない。また、濃度が低すぎる場合は析出する中和塩の量が少ないため好ましくない。
析出した中和塩を濾過操作等の通常の方法により分離した後、濃縮あるいは酸を新たに加えることなどでｐＨを２．５以下さらに好ましくは２．０以下に変化させてＮ−ホスホノメチルグリシンを析出させる。
【００１１】
Ｎ−ホスホノメチルグリシンの晶析温度は３０℃以下が好ましい。温度が高すぎるとＮ−ホスホノメチルグリシンの収率が低くなるため好ましくない。
晶析したＮ−ホスホノメチルグリシンは濾過操作等の通常の方法により単離できる。
このようにして単離されたＮ−ホスホノメチルグリシンは、Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ水溶液から中和により生成する中和塩を取り除かずに一段階で晶析させて得られたものと比較して、中和塩の含量が少なく、純度が高い。
【００１２】
本発明のＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法は、好適に次の製造工程に適用できる。
Ｎ−ホスホノメチルグリシノニトリルをアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物により加水分解をして得られるＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する場合、ｐＨ２．５以上で中和塩を析出させ、その中和塩を除去した後、ｐＨを２．５以下にし、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることを特徴とするＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法に適用できる。この方法では加水分解に使用するアルカリは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好ましく、金属塩もナトリウム塩またはカリウム塩が好ましい。
【００１３】
また、グリコロニトリルとアミノメチルホスホン酸をアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物の存在下で反応させた後、加水分解して得られるＮ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する場合、ｐＨ２．５以上で中和塩を析出させ、その中和塩を除去した後、ｐＨを２．５以下にし、Ｎ−ホスホノメチルグリシンを晶析させることを特徴とするＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法に適用できる。この方法でも加水分解に使用するアルカリは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好ましく、金属塩もナトリウム塩またはカリウム塩が好ましい。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明によるＮ−ホスホノメチルグリシンの単離方法についてその代表的な例を示し具体的に説明する。ただし、これらは本発明についての理解を容易にするための例示であり、本発明はこれのみに限定されないのは勿論のこと、これによって何ら限定的に解釈されるものではない。
【００１５】
実施例１
２００ｍｌの４ツ口フラスコに５０ｇの水，１６．７ｇの４８％水酸化ナトリウム水溶液（２００ｍｍｏｌ）、１１．１ｇのアミノメチルホスホン酸（１００ｍｍｏｌ）の混合液を入れ、反応器を氷水中で冷却し反応液を５℃に保ちながら撹拌した。その反応液に１４．３ｇの４０％グリコロニトリル溶液（１００ｍｍｏｌ）を３０分かけて滴下し、その後５℃以下で３０分、室温に戻して１時間撹拌した。次いで、２９．４ｇの４８％水酸化ナトリウム水溶液（３５０ｍｍｏｌ）を加え、２時間加熱還流させた。反応終了後の液をＨＰＬＣで分析したところ、Ｎ−ホスホノメチルグリシンナトリウム塩を９５ｍｍｏｌ含んでいた。反応収率は原料アミノメチルホスホン酸及びグリコロニトリルに対して９５％であった。
【００１６】
反応液に濃塩酸を加え、ｐＨを６（ｐＨ７の緩衝液で２０℃において校正したｐＨメーターで測定した。以下同じ）とした後、蒸発乾固した。その後水を１００ｇ加え、室温で攪拌後未溶解の固形分を濾過分離した。この固形分の乾燥重量は３２．５ｇでありＨＰＬＣ分析によりＮ−ホスホノメチルグリシンを０．２ｇ含んでいた。その後濃塩酸をさらに１２．５ｇ加え、ｐＨを１．５とし、５℃まで冷却して、晶出したＮ−ホスホノメチルグリシンを濾別した。水洗、乾燥後の重量は１４．４ｇでありＨＰＬＣから求めた純度は９８％であった。Ｎ−ホスホノメチルグリシンの回収率は８８％であった。
【００１７】
比較例１
実施例１と同様に反応させ、反応液に濃塩酸を加え、ｐＨを６とした後、蒸発乾固した。その後水を１００ｇ加え、さらに濃塩酸１２．５ｇ加え、ｐＨを１．５とした後、５℃まで冷却して、晶出したＮ−ホスホノメチルグリシンを濾別した。水洗、乾燥後の重量は４３．３ｇありＨＰＬＣから求めた純度は３３％であった。Ｎ−ホスホノメチルグリシンの回収率は８９％であった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｎ−ホスホノメチルグリシンのアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩の水溶液から酸によりＮ−ホスホノメチルグリシンを単離する際に、純度が高くかつ収率良く単離、精製することができる。