[发明专利]纯化N-膦酰甲基甘氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种用弱碱性离子交换树脂从含有杂质的水溶液中纯化和浓缩N-膦酰甲基甘氨酸的方法。

N-膦酰甲基甘氨酸在农业化学技术中称为草甘膦，是一种重要的高效植物毒性商品，可用于控制萌芽的种子、幼苗、成熟和成林的草本与木本植物、水生植物等的生长。N-膦酰甲基甘氨酸及其盐可以方便地以水基配方的形式施用。作为控制许多植物品种出苗后的植物毒性剂。N-膦酰甲基甘氨酸及其盐的特点是活性范围广，即，能控制种类繁多的植物的生长。

工艺上已知有多种制备N-膦酰甲基甘氨酸的方法。例如，美国专利3，969，398（Hershman）公开了一种制备N-膦酰甲基甘氨酸的方法，它是在主要由活性炭构成的催化剂存在下，用含分子氧的气体作为氧化剂，将N-膦酰甲基亚氨基二乙酰氧化成N-膦酰甲基甘氨酸。美国专利3，954，848（Franz）公开了用过氧化氢和一种酸，例如硫酸，将N-膦酰甲基亚氨基二乙酸氧化。美国专利4，670，190（Kleiner）公开了一种通过氨甲基膦酸和二羟乙酸按1∶2的摩尔比在水介质或含水有机介质中于30至100℃的温度下反应制备N-膦酰甲基甘氨酸的方法。这些文献仅作举例说明之用，因为在工艺上还有很多其它的制备N-膦酰甲基甘氨酸的方法。

不管用什么方法制备N-膦酰甲基甘氨酸，它们都产生含水液流，包括废料液流，其中含有N-膦酰甲基甘氨酸和各种副产物及未反应的原料，例如N-膦酰甲基亚氨基二乙酸、N-甲酰基-N-膦酰甲基甘氨酸、磷酸、亚磷酸、六亚甲基四胺、氨甲基膦酸、亚氨基二乙酸、甲醛、甲酸等。因为N-膦酰甲基甘氨酸价值贵重，可以理解，专业技术人员有必要设法从这种含水液流中通过纯化N-膦酰甲基甘氨酸将其回收，并将其它产物再循环到工艺过程的早期工序中，以便进一步转化成所要的N-膦酰甲基甘氨酸，或者是将这种含水液流排放到废料处理装置中，在泄放前回收N-膦酰甲基甘氨酸。

根据本发明，现在提供一种在含水液流中有更为酸性与更为碱性化合物存在的情况下，纯化和浓缩N-膦酰甲基甘氨酸的方法。在本发明的一个实施例中，提供了一种纯化与浓缩含水液流中的N-膦酰甲基甘氨酸的方法，它是先分离出酸性比N-膦酰甲基甘氨酸强的组分，然后将N-膦酰甲基甘氨酸与那些酸性它弱的组分分离开。

一种从含有杂质的水溶液中得到纯化的N-膦酰甲基甘氨酸的方法具有上述的和其它的优点。此方法是将水溶液通过含有弱碱性离子交换树脂的离子交换柱，以除去水溶液中酸性比N-膦酰甲基甘氨酸强的杂质。

根据本发明，在制备N-膦酰甲基甘氨酸过程中的含水液流，或从N-膦酰甲基甘氨酸制备过程中排放出的含水废液流，会含有数量不等的N-膦酰甲基甘氨酸，这取决于含水液流的温度及其它因素。在25℃，N-膦酰甲基甘氨酸在水中的溶解度约为1.3%。这些含水液流将含有制备过程中形成的其它杂质，它们可能是不需要的副产物或是未反应的原料。根据本发明的方法，将含有这些杂质的含水液流通过一个含有弱碱性离子交换树脂的离子交换柱，除去酸性强于和弱于N-膦酰甲基甘氨酸的杂质。由交换柱流出的含水液流中的N-膦酰甲基甘氨酸随后可直接作为除草剂使用。或是作进一步的加工。阻留在弱碱性离子交换树脂上的杂质，正如专业技术人员会想到的那样，可以利用无机强酸（例如硫酸或盐酸）稀溶液通过交换柱将其除去。

制造过程中的含水液流，或是作为废液流的含水液流，除N-膦酰甲基甘氨酸之外，可以含有许多杂质，这取决于所用的制备方法。这些杂质的例子包括酸性强于N-膦酸甲基甘氨酸的化合物，例如（但不限于）N-膦酰甲基亚氨基二乙酸、N-甲酰基-N-膦酰甲基甘氨酸、磷酸、亚磷酸等。含水液流中也可能含有酸性弱于N-膦酰甲基甘氨酸的杂质，例如（但不限于）氨甲基膦酸、亚氨基二乙酸、甲醛、甘氨酸、二羟乙酸和甲酸。