SI8711595A8 - Postopek za pridobivanje hinolin-2.3-dikarbonske kisline - Google Patents

Description

AMERICAN CYANAMID COMPANY

POSTUPAK ZA DOBIJANJE HINOLIN-2,3-DlKARBONSKE KISELINE

Oblast tehnike u koju spada pronalazak

Dati pronalazak spada u oblast preparativne organske heterociklične hemije i odnosi se na nove postupke dobijanja hinolin-2,3-dikarbonske kiseline. Ove kiseline su koksni intermedijari kod dobi janja herbicidnih poridinskih i hinolinimidazolinonskih herbicidnih jedinjenja. Prema MKP pronalazak nosi sledeče oznake:

Tehnički problem

Tehnički problem u ovom predmetu predstavlja obezbedjIvanje novog hemijskog postupka za dobijanje hinolin-2,3-dikarbonske kiseline, kojim bi se prevazišli nedostaci ranijih poznatih postupaka.

Stanje tehnike

Herbicidna piridinska i hinolinimidazolinska jedinjenja dobijena iz sadašnjih jedinjenja obuhvataju 2-(4-izopropil-4-metil-5-okso-2-imidazolin-2-il)hinolin-3-karbonsku kiselinu, estre i njihove soli i izložena su u European Patent Application 0 041 621 (objedinjena ovde referencom). Ove herbicidne imidazolil karbonske kiseline mogu se dobiti postupkom opisanim uTUnated States Patent 4.518.780 (objedinjen ovde referencom), ciklizacijom pod baznim uslovima, odgovarajuče supstituisane 2-karbamil-hinolin-3-karbonske kiseline, koja se dobija reakcijom anhidrida supstituisane hinolin-2,3-dikarbonske kiseline i odgovarajučeg supstituisanog aminokarboksamida ili aminotiokarboksamida. Anhidridi hinolin-2,3-dikarbonske kiseline se dobijaju iz dikiseline pomoču postupka dobro poznatih u nauči.

Medjutim same kiseline nisu lako pristupačne. Koristan postupak dobijanja hinolin-2,3-dikarbonske kiseline i njenih estara reagovanjem beta-anilino-alfa, beta nezasičenog estra sa imonijumovom soli (uobičajeno nazvan Vilsmeier reagens) je pristupačan u istovremeno podnetoj prijavi. Beta-anilino-alfa,beta-nezasičeni estri dobijaju se reagovanjem odgovarajuče supstituisanog anilina sa beta-estriraa ili dialkil-acetilen dikarboksilatima. Ova celokupna reakcija za dobijanje hinolin-2,3-dikarboksilata je ilustrovana u šemi I.

ŠEMA I

R‘-CO-CH₂CO₂R ♦ ili

+

Cl-CH-N- iR') <^V> ili Cl-Cri-c* n . 4 ili i

V (Vi,;

u kojoj je R’CH₃ ili COjR i R5 je C.,-^ alkil ili R· je CH₃ (ili C₁-C₄ alkil).

Kada je R' CH₃ dikiselina se dobija uporednom oksidacijom i hidrolizom produkta pod vodeno baznim uslovima u prisustvu nikl-peroksida, kao Sto je opisano u United States Patent 4.459.409.

Na nesroču, pristupačnost ketoestara i dialulaetilen-dikarboksilata, kao što su dieLiloksalaoetat i dietilaetilen-dikarboksilat, je ograničena, i na taj način se ograničavaju količine anilino-fumarata i hinolin-2,3-dikarbonske kiseline, intermedijara koji se zahtevaju za dobijanje herbicidnih 2-(4-izopropil-4-meti1-5-okso-2-imidazolin-2-il)hinolin-3-karbonske kiseline, estara i njihovih soli.

Opis rešenja tehničkog problema

Dati pronalazak prevazilazi ovo ograničenje obezbedjivanjem izvora hinolin-2,3-dikarbonske kiseline, estara i njihovih soli, putem reakcije, u prvoj fazi, dihlorgulcinata i amina radi formiranja anilinofumarata u prvoj fazi. Sa spremnim izvorom anilinofumarata u trečoj fazi dobija se hinolin-2,3-dikarbonska kiselina koja je pristupačna za proizvodnju herbicida, 2-(4-izopropiI -4-metil-S-okso-2-imidazo)in-2-il)hino1 in-3-karbonske kiseli ne, estara i njihovih soli.

Postupak za dobijanje hinolin-2,3-dikarbonske kiseline formule:

u kojoj je R (C^-C^)alkil ili H, izvodi se tako, što u prvoj fazi reaguje dihlorsukcinat formule:

Cl - CH - CO₂R Cl - CH - CO₂R u kojoj je R (C^-c₄) alkil sa minimum 3 molska ekvivalenta amina formule: ^v

R.R-HH

u.kojoj i R₂ su__svakXHHi C^-C^ alkil pod uslovom da samo jedan od-Ry i je. H Hi kada »a n»·»« gA-jodno-Ri i r₂ «a- a z otovim atomom za koji._su_j?ričuršdeni-,r—&»τηΛτβ}ττ-ί«σ~1.1Τ e^-člani pisLen kuj±~ sadrži najvJ_še_2Jiete£O--ato>nMH- u inertnom rastvaraču, na temperaturi približno 25°C do refluksa, tokom približno 1-24 časa pri čemu se dobija smesa alkilaminomaleata ili alkilaminofumarata formule:

CH - CO-R

II

R R N - C - CO R I 2. 2 i hJLoraminosukcinat. tor.n··. !<?:

H

Cl - C - CO„R I

R R-N - C - CO_R »j u kojima R, R^ i R^ su kao što je prethodno definisano, što u drugoj fazi ova smesa reaguje sa molskim ekvivalentom anilina u inertnom organskom rastvaraču koji sadrži organsku kiselinu, kao što je sirčetna kiselina, na temperaturi od oko 25°C do 90°C tokom 1-24 časa, pri čemu se dobija anilinofumarat formule:

u kojoj je R kao što je prethodno definisano, i što u trečoj fa2i tako dobijeni anilinofumarat reaguje sa ekvimolarnom količinom

Vilsmeier-ovog reagensa u prisustvu ugljovodoničnog rastvarača ili hlorovanog ugljovodoničnog rastvarača kao što je toluol, metilenhlorid, dihloretan, ortodihlorbenzol, hlorbenzol ili njihova smesa, na « temperaturi od oko 40°C do 110°C tokom vremenskog perioda dovoljnog da se suštinski završi reakcija i dobije dialkil-hinolin-2,3-dikarboksil« i što se potom vrši njegova hidroliza da bi se dobila hinolin-2,3-dikarbonska kiselina.

•ir?

» 'V ’ '*'$/··

5Opisane reakcije ilustrovane su šemama II Ά-C, ispod ŠEMA II A ci-ch-co₂r + 3 RjRjNH

CI-CH-COjR

II

Oi-COjR

H

Cl-C-COjR r₁r₂n-c-co_?r

R R K-Č-CO.F.

i .. _H

ITIa

6-_ [lila

Šema II-B

Šema II-C

V mir

co₂H co_k u kojoj R, R^ i R2 su kao što je prethodno opisano.

Iznenada je pronadjeno da se dietilamilinofumarat ili dietiloksalacetat i otuda hinolin-2,3-dikarbonska kiselina, dobijaju u visokim prinosima, pomoču postupka sadašnjeg pronalaska.

U saglasnosti sa postupkom ovog pronalaska, dietildihlorsukcinat koji se može dobiti pomoču postupka opisanog u Japanese Patent 71.21 564 objedinjenog ovde referenco», reaguje sa 3 molska ekvivalenta metilamina u toluolu na 80°C do 85°C tokom 7 časova i onda uz refluks 3 Časa. Reakciona smesa se ohladi do sobne temperature, opere vodom i rastvarač otpari dajuči produkte lila i lllb (u odnosu IIIa/IIIb=7,5/1) pri čemu i Rj su svaki etil. Rastvarači, pogodnl za reagovanje dihlorsukcinata sa arainima formule II, koji obuhvataju ugljovodonike, aromatske ugljovodonike, halogenovane ugljovodonike i aromatske ugljovodonike.

Dietil anilinofumarat se dobija dodavanjem molskog ekvivalenta anilina u toluolni rastvor (20 ml) smese jedinjenja formule lila i lllb, prethodno dobljene, koja sadrži 5 molskih ekvivalenata sirčetne kiseline. Reakciona smesa se zatim meša na 80-85°C tokom 4 časa. Produkt se izoluje u 85-90%-tnim prinosima, posle hladjenja smese do sobne temperature i pranja organskog rastvora sa vodom i zatim razblaženom HCl 1 otparavanjem rastvarača.

Pogodnl rastvarači za reakciju anilina sa jedinjenjima formule lila i Hib obuhvataju ugljovodonike, aromatske ugljovodonike i halogenovane ugljovodonike i aromatske ugljovodonike. Nadalje je pronadjeno da dok gornja reakcija protiče bez organske kiseline, da se znatno viši prinosi anilinofumarata dobijaju u kračim reakcionim vremenima u prisustvu organske kiseline, kao što je sirčetna kiselina, propionska i slično. Na taj način, dok su gornji reakcioni prinosi 80-90% željenog produkta posle 4 časa na 80-85°C u prisustvu sirčetne kiseline, refluksovanjem reaktanta u odsustvu organske kiseline tokom 10 časova ostaje samo 40% anilinofumarata.

^HCi°2^C2^H5 hc-co₂c₂h₅

Gasoviti hlor se

Postupci datog pronalaska dalje su prikazani pomoču sledečih primera koji su ilustrativni i nisu njihovo ograničenje.

Primer 1

Dobijanje dihlorsukcinata

EtOH C1-CH-CO,C_H12 2 5 *(cat) C1-CH-CO₂C₂H₅ uvodi barbotiranjem u etilendihloridni rastvor dietilmaleata, koji sadrži etanol, (0,1 molska ekvivalenta). Posle mešanja smese tokom 8 časova na sobnoj temperaturi, ona se prekrije gasovitim azotom tokom 5 minuta i rastvarač ukloni pri sniženom pritisku dajuči dihlorsukcinat u 54%-tnom prinosu.

Primeri 2-5

Dobijanje dietilamlnoaleata i dietil-2-hlor-3-dletll-aminosukcinata

Cl - CH - COC.H. j z t b

Cl - CH - CO₂C₂H₅

HC - CO C,H,

II

(C₂h₅)₂n - c -<V₂H₅ (C H )N - c - CO C,H, ^ά ° H ²²⁵

- 9Dietilamin (2,41 g. 0.033 mola) se doda, kap po kap, u mešani rastvor dietildihlorsukcinata (2,59 g. 0,01 mol) u toluolu (15 ml). Nastala smesa se zagreva na 80°C do 85°C tokom 8 časova i zatim uz refluks 3 časa. Posle hladjenja reakcione smese do sobne temperature, opere se vodom (15 ml) i toluolni sloj odvoji i upari pri sniženom pritisku dajuči 2,07 g (85%) smese dietil dietilaminomaleata i naslovnog hloraminosukcinata u odnosu maleat prema sukcinatu 7,5/1.

Upotrebljavajuči gornji postupak i zamenjujuči odgovarajučim aminom dietilamin, nastaju produkti navedeni u tabeli I.

Tabela I

Primer	Amin	% Prinosa (maleat x sukcinat)	Odnos prema	maleata sukcinatu
3	0 NH	86		M : 1
M	HNC^Hg-n	MM (fumarat)		-
5	v-0	52 (fumarat)		-

- Td ·Primeri 6-9

Dobi.janjc ani iinoiumarata hc-co₂c₂h₅ < W₂N-e-CO₂C₂H₅ ci

H-Č-CO₂C₂H₅

HOAC (c₂H₅)₂N-č-e°₂ ^c2^H5 n

Anilin (0,93 g, 0,01 mol) doda se toluolnom (20 ml) rastvoru sirčetne kiseline (3,0 g 0,05 mola) i smesi dietil-dietilaminomaleata i dietil-2-hlor-3-dietilaminosukcinata, dosbijenoj u primeru 2 gore. Nastali rastvor se zagreva 4 časa na 80-85°C. Posle hladjenja reakcione smese do sobne temperature, opere se vodom (10 ml) i zatim vodenom HCl (12% tež/tež, 2 ml) .

Analiza nastalog toluolnog rastvora pomoču gasno-tečne hromatografije i izolovanje produkta ukazuje da je ukupan prinos faze polazeči od dietilmaleata 69%.

Primer 10

Dobijanje dletiloksalacetata i naredno dobijanje dietilanilinofumarata hc-co₂c₂h₅ (C₂H₅)jH-e-CO₂C₂H₅

Cl

HCl toluel ^H2^lf-^CO2^C2^H5

O-C-COjCjHj

H-C-COjCjHj anilin <^C2^H5>2^N--^CO2^C2^H5 c₂h₅°₂cc^h ^-^CO2^C2^H5

Toluolni rastvor (15 ml) smese dietil dietilaminomaleata i dietil-2-hlor-3-dietilaminosukcinata (2,43 g. 0,01 mol) se dobija pomoču postupka primera 2, prethodno, i meša se sa vodom (5,0 g) koja sadrži 2,15 g (0,015 mola) koncentrovane HCl tokom 2,5 časova. Toluolni sloj, koji sadrži dietiloksalat, se odvoji i doda anilin (0,93 g. 0,01 mol). Nastali rastvor se meša na sobnoj temperaturi tokom 30 minuta i zatim uz refluks tokom 1,5 časova, uz sakupijanje vode koja nastaje pomoču Dean-Starkovog nastavka. Analiza ohladjenog toluolnog rastvora pomoču gasnotečne hromatografije daje prinos 55% dietilaminofumarata.

Primer 1·1

Dobijanje hinolln-2,3-dikarbonske kiseline

Vilsmeierov reagens dobija se dodavanjem 4,61 g (0,03 mola) POCl^, kap po kap, u rastvor 2,19 g (10,03 mola) dimetil-formamida u 12 ml toluola, uz održavanje temperature od 20-30°C. Dva sloja se mešaju na 20-30°C tokom 60 minuta i zatim tretiraju, kap po kap, sa rastvorom 5,26 g (0,02 mola) dietilanilinofumarata dobijenog postupkom prethodnog primera 2, u 40 ml toluola, uz održavanje temperature na 20-30°C. Rastvor koji nastaje pri zagrevanju se refluksuje 2 časa, ohladi pošto refluks stane i izruči u 50 ml vode. Tamna sirupasta materija, koja se taloži, rastvori se kada se meša na sobnoj temperaturi tokom 30 minuta. Analiza toluolnog rastvora pomoču gasno tečne hromatograflje ukazuje na prinos 72%. Uparavanjem dietarskog rastvora daje uljastu čvrstu masu niške tačke topljenja, koja nakon prekristalizacije iz izopropilalkohola daje 4,05 g tamne čvrste mase t.t. 53-56°C.

Dve faze koje se formiraju iz 4,1 g (0,015 mola) diestra u 25 ml toluola i 16 ml 15% NaOH se refluksuje uz dobro mešanje tokom 8 časova. Dve faze se ohlade do 50-55°C i razblaže sa 20 ml vode. Vodeni sloj se odvoji i doda, kap po kap, u 11 ml 35% HjSO^, uz održavanje temperature niže od 40°C, i nastala gusta smesa se filtrira, i čvrsta masa sakupija i osuši preko noči na 60°C/30-50 mm Hg dajuči 3,19 g hinolin-2,3-dikarbonske kiseline.

Claims (3)

1. Postupak za dobijanje hinolin-2,3-dikarbonske kiseline formule:

u kojoj je R (C j-C^) alkil ili H, naznačen t i m e, što u prvoj fazi reaguje dihlorsukcinat formule:

Cl - CH - CO R I

Cl - CH - CO₂R u kojoj je R (C^-C^jalkil sa minimum 3 molska ekvivalenta amina formule:

^R,^R2^NH u kojoj R i R predstavljaju etil grupu, u inertnom rastvaraču, na tempe1 u raturi od približno 25 C do temperature refluksa, u toku od oko 1-24 sati, pri čemu se dobija smesa alkilaminomaleata ili alkilaminofumarata formule:

CH - CO₂R ^R1^R2^N - C - CO₂ i hloraminosukcinata formule:

H

Cl-C - co₂r ^R,^R2^N ' '^C - ^CO2^R u kojima R, i R₃ su kao što je prethodno definisano, što u drugoj fazi ova smesa reaguje sa molskim ekvivalentom anilina u inertnom organskom rastvaraču koji sadrži organsku kiselinu, kao što je sirčetna kiselina, na temperaturi od oko 25°C do 90°C tokom 1-24 časa, pri čemu se dobija anilinofumarat formule:

ROjC-G-H 'NH-Č-CO u kojoj je R kao što je prethodno definisano, i što u trečoj fazi tako dobijeni anilinofumarat reaguje sa ekvimolarnom količinom Vilsmeier-ovog reagensa u prisustvu ugljovodoniČnog rastvarača ili hlorovanog ugljovodoniČnog rastvarača kao što je toluol, metilenhlorid, dihloretan, ortodihlorbenzol, hlorbenzol ili njihova smesa, na temperaturi od oko 40°C do 110°C tokom vremenskog perioda dovoljnog da se suštinski završi reakcija i dobije dialkil-hinolin-2,3-dikarboksila i što se potom vrši njegova hidroliza da bi se dobila hinolin-2,3-dikarbonska kiselina.

2. Postupak prema zahtevu 1,naznačen time, što je inertni organski rastvarač hlorovani rastvarač, hlorovani aromatični rastvarač, aromatični ugljovodonik ili njihova smesa, kao što su etilendihlorid, monohlorbenzol, toluol ili njihova smesa.

3. Postupak prema zahtevima 112,naznačen time, što se reakcija u drugoj fazi izvodi na temperaturi od oko 75-85°C tokom 2-9 časova.

AMERICAN CYANAMID COMPANY Punomočnik,

APSTRAKT

Opisan je postupak za dobijanje hinolin-2,3-dikarbonske kiseline formule:

u kojoj je R (C^-C^) alkil ili H, koji se izvodi tako , što u prvoj fazi reaguje dihlorsukcinat formule:

Cl - CH - C0₉R I ²

Cl - CH - CO₂R u kojoj je R (C^-C^)alkil sa minimum 3 molska ekvivalenta amina formule:

R^NH u kojoj R^ i R₂ su svaki H ili C^-C^ alkil pod uslovom da samo jedan od R₁ i R^ je H ili kada se uzmu zajedno i R₂ sa azotovim atomom za koji su pričvrščeni, formiraju 5-o ili 6-0 člani prsten koji sadrži najviše 2 hetero atoma; u inertnom rastvaraču, na temperaturi približno 25°C do refluksa, tokom približno 1-24 časa pri čemu se dobija smesa alkilaminomaleata ili alkilaminofumarata formule:

CH - CO_R H ²

R₁R₂N - C - CO₂R i hloraminosukcinata formule:

H

Cl - C - CO R t

R R-N - θ' - CO R ' ² H