close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8038

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8038
(13) C1
(19)
(46) 2006.04.30
(12)
7
(51) C 07C 67/343, 69/88,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
45/46, 49/84, 67/31,
51/09, 51/60
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ 5- И/ИЛИ
6-ЗАМЕЩЕННОЙ 2-ОКСИБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ
(54)
(71) Заявитель: БАСФ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
(72) Автор: ДОЭНЕР, Роберт, Фрэнсис, Мл.
(US)
(73) Патентообладатель: БАСФ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
(56) US 5773663 A, 1998.
HAUSER F.M. et al. Synthesis, 1980,
№ 10, p. 814-815.
(21) Номер заявки: a 20020123
(22) 2000.07.10
(31) 09/354,037 (32) 1999.07.15 (33) US
(85) 2002.02.15
(86) PCT/US00/18768, 2000.07.10
(87) WO 01/05739, 2001.01.25
(43) 2002.09.30
(57)
1. Способ получения сложных эфиров 5- и/или 6-замещенной 2-оксибензойной кислоты формулы I:
OH
CO2R
,
(I)
R1
BY 8038 C1 2006.04.30
R2
где R означает С1-С6-алкил,
R1 и R2 независимо означают водород или С1-С4-алкил,
отличающийся тем, что соединение формулы II:
X
CO2R
,
O
(II)
CH3
где R означает С1-С6-алкил,
Х - галоген или группа ОСОСН3,
подвергают взаимодействию с соединением формулы III:
R1
,
R2
1
2
(III)
CHO
где R и R независимо означают водород или С1-С4-алкил,
в присутствии соли С1-С4-карбоновой кислоты в полярном растворителе.
BY 8038 C1 2006.04.30
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют С1-С6алканол, С1-С4-карбоновую кислоту или их смесь.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют метанол, этанол, уксусную кислоту или их смесь.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соли С1-С4-карбоновой кислоты
используют натриевую или калиевую соль.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве натриевой соли используют ацетат натрия.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют этанол, уксусную кислоту или их смесь.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что получают соединение формулы I, где R означает этил, R1 - метил, а R2 - водород.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют соединение формулы II, где Х
означает галоген.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что используют соединение формулы II, где
галоген означает хлор.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют соединение формулы III, где
1
R означает метил, а R2 - водород.
11. Способ получения фунгицидного бензофенонового соединения формулы IV:
O
OR3
OR4
OR5
,
1
R
(IV)
6
H3C
OR
R2
где R1 и R2 независимо означают водород или С1-С4-алкил,
R3, R4, R5 и R6 независимо означают С1-С6-алкил,
отличающийся тем, что включает следующие стадии:
а) взаимодействие соединения формулы II:
X
O
CO2R
,
(II)
,
(III)
CH3
где R означает С1-С6-алкил,
Х - галоген или группа OСОСН3,
с соединением формулы III:
R1
R2
1
CHO
2
где R и R имеют вышеуказанные значения,
в присутствии соли С1-С4-карбоновой кислоты в полярном растворителе с получением соединения формулы I:
2
BY 8038 C1 2006.04.30
OH
CO2R
,
(I)
1
R
R2
где R, R1 и R2 имеют вышеуказанные значения;
б) алкилирование соединения формулы I ди(С1-С6-алкил)сульфатом в присутствии основания с получением соединения формулы V:
OR3
CO2R
,
(V)
R1
R2
где R3 означает С1-С6-алкил;
в) гидролиз соединения формулы V в водном растворе кислоты или водном растворе
основания с получением соединения формулы VI:
OR3
CO2H
,
(VI)
R1
R2
где R1, R2 и R3 имеют вышеуказанные значения;
г) взаимодействие соединения формулы VI с тионилхлоридом с получением соединения формулы VII:
OR3
COCl
,
(VII)
R1
R2
где R1, R2 и R3 имеют вышеуказанные значения, и
д) взаимодействие соединения формулы VII, по меньшей мере, с одним мольным эквивалентом соединения формулы VIII:
OR4
H3C
,
(VIII)
OR5
OR6
где R4, R5 и R6 независимо означают С1-С6-алкил,
в присутствии кислоты Льюиса, при необходимости, в среде растворителя, с получением
фунгицидного бензофенонового соединения формулы IV.
3
BY 8038 C1 2006.04.30
Производные сложных эфиров 2-оксибензойной кислоты являются полезными исходными соединениями для синтеза природных продуктов, см., например, [1] , или для производства фунгицидных безнофенонов, описанных, например, в [2]. Известны способы
получения таких сложных эфиров 2-оксибензойной кислоты, см., например, [3] или [4].
Однако данные известные способы требуют несколько стадий, в них используют неустойчивые или токсичные реагенты, и они не пригодны для осуществления в крупном масштабе или в условиях промышленного производства.
В двухстадийных способах, описанных в вышеуказанных источниках Synthesis и Tetrahedron, необходимо выделение промежуточных продуктов, что приводит к чрезмерной
нагрузке окружающей среды отходящим растворителем. Далее, в данных способах используют газообразный хлористый водород и требуется отдельная стадия окисления с
применением окислителей, таких как Br2 или CuCl2.
Таким образом, задачей изобретения является разработка эффективного и производительного одностадийного способа получения сложных эфиров 5- и/или 6-замещенной
2-оксибензойной кислоты, пригодного для осуществления в крупном масштабе и в условиях промышленного производства с высоким выходом при относительно умеренных условиях реакции с использованием легко доступных исходных соединений и реагентов.
Дальнейшей задачей изобретения является разработка возможности щадящего окружающую среду производства сложных эфиров замещенной 2-оксибензойной кислоты,
предназначенных для получения важных фитопатогенных фунгицидных веществ и для
дальнейшего изучения синтеза природных продуктов. Указанные и еще дальнейшие задачи и признаки изобретения более подробно описаны в нижеследующем.
Объектом изобретения является способ получения сложных эфиров 5- и/или 6-замещенной 2-оксибензойной кислоты формулы I:
OH
CO2R
,
(I)
1
R
R2
где R означает C1-С6-алкил и
R1 и R2 независимо означают водород или С1-С4-алкил,
который отличается тем, что соединение формулы II:
X
CO2R
,
O
(II)
CH3
где R означает C1-С6-алкил и
X - галоген или группа ОСОСН3,
подвергают взаимодействию с соединением формулы III:
R1
,
R2
CHO
4
(III)
BY 8038 C1 2006.04.30
где R1 и R2 независимо означают водород или С1-С4-алкил,
в присутствии соли С1-С4-карбоновой кислоты в полярном растворителе.
Предпочтительно в качестве растворителя используют С1-С6-алканол, С1-С4-карбоновую кислоту или их смесь, предпочтительно метанол, этанол, уксусную кислоту или их
смесь.
Предпочтительно в качестве соли С1-С4-карбоновой кислоты используют натриевую
или калиевую соль, предпочтительно в качестве натриевой соли используют ацетат натрия
и предпочтительно в качестве растворителя используют этанол, уксусную кислоту или их
смесь.
Предпочтительно способом по изобретению получают соединение формулы I, где R
означает этил, R1 - метил, a R2 - водород.
В предпочтительном варианте способа используют соединение формулы II, где X означает галоген, предпочтительно хлор.
В предпочтительном варианте способа используют соединение формулы III, где R1
означает метил, a R2 - водород.
Другим объектом изобретения является способ получения фунгицидного бензофенонового соединения формулы IV:
O
OR3
OR4
OR5
,
R1
OR6
H3C
R2
где R1 и R2 независимо означают водород или С1-С4-алкил,
R3, R4, R5 и R6 независимо означают С1-С6-алкил,
включающий следующие стадии:
а) взаимодействие соединения формулы II:
X
O
CO 2R
,
(II)
,
(III)
CH3
где R означает С1-С6-алкил,
X - галоген или группа ОСОСН3,
с соединением формулы III:
R1
R2
CHO
где R1 и R2 имеют вышеуказанные значения,
5
(IV)
BY 8038 C1 2006.04.30
в присутствии соли C1-C4-карбоновой кислоты в полярном растворителе с получением
соединения формулы I:
OH
CO2R
,
(I)
1
R
R2
где R, R1 и R2 имеют вышеуказанные значения;
б) алкилирование соединения формулы I ди(С1-С6-алкил)сульфатом в присутствии основания с получением соединения формулы V:
OR3
CO2R
,
R
(V)
1
R2
где R3 означает С1-С6-алкил;
в) гидролиз соединения формулы V в водном растворе кислоты или водном растворе
основания с получением соединения формулы VI:
OR3
CO2H
,
(VI)
R1
R2
где R1, R2 и R3 имеют вышеуказанные значения;
г) взаимодействие соединения формулы VI с тионилхлоридом с получением соединения формулы VII:
OR3
COCl
,
1
R
R2
где R1, R2 и R3 имеют вышеуказанные значения;
6
(VII)
BY 8038 C1 2006.04.30
д) взаимодействие соединения формулы VII, по меньшей мере, с одним мольным эквивалентом соединения формулы VIII:
OR4
H3C
OR5 ,
(VIII)
OR6
где R4, R5 и R6 независимо означают (C1-С6-алкил),
в присутствии кислоты Льюиса, при необходимости, в среде растворителя, с получением
фунгицидного бензофенонового соединения формулы IV.
Сложные эфиры замещенной 2-оксибензойной кислоты формулы I являются ценными
исходными соединениями при синтезе природных продуктов и для получения важных
бензофеноновых фунгицидных агентов. Последние способствуют получению высококачественных продуктов питания и снабжению потребителей в США и во всем мире зерном.
Практически все семена кукурузы и пшеницы и около одной трети соевых бобов в США
обрабатывают фунгицидными средствами. По этой причине является крайне желательным
иметь в распоряжении высокопроизводительный и щадящий окружающую среду способ
получения таких обладающих фунгицидной активностью соединений.
В рамках настоящего изобретения было найдено, что сложные эфиры 5- и/или
6-замещенной 2-оксибензойной кислоты формулы I можно получать путем одностадийного
способа, используя легко доступные исходные соединения, в относительно умеренных
условиях реакции, причем данный способ пригоден для крупномасштабного промышленного производства.
Преимущество предлагаемого способа заключается также в том, что не используют неустойчивого газообразного хлористого водорода и окислителей, как, например, Вr2 и CuCl2.
Соединения формулы III могут иметься в цис- или транс-конфигурации или в виде их
смеси. В данном описании и в формуле изобретения соединения формулы III включают
цис-изомер, транс-изомер или их смесь.
Под понятием "галоген" в рамках настоящего описания и формулы изобретения подразумеваются хлор, бром, фтор или йод.
Согласно предлагаемому способу β-кетоэфир формулы II подвергают взаимодействию
с α,β-ненасыщенным альдегидом формулы III в присутствии ангидрида С1-С4-карбоновой
кислоты, имеющегося в количестве предпочтительно примерно от 1,0 до 2,0 мольных эквивалентов, предпочтительно примерно от 1,0 до 1,5 мольных эквивалента, в среде растворителя, представляющего собой предпочтительно С1-С6-алканол, C1-С4-карбоновую
кислоту или их смесь, наиболее предпочтительно метанол, этанол, уксусную кислоту или
их смесь, для получения соединения формулы I. Реакция изображена на схеме I, где М означает щелочной или щелочно-земельный металл.
Схема I
OH
X
C1-C4-алкил-COO-M+
+
O
CH3
CO2R
R1
CO2R
растворитель
2
R
R1
CHO
R2
(II)
(I)
(III)
7
BY 8038 C1 2006.04.30
Получаемый сложный эфир оксибензойной кислоты формулы I можно выделять известными методами, например путем осаждения, декантирования, фильтрации, экстракции, хроматографического отделения или т.п., предпочтительно путем фильтрации или
экстракции.
В предлагаемом способе скорость реакции непосредственно связана с температурой
реакции, то есть скорость реакции повышается при повышении температуры. Однако,
чрезмерно высокая температура реакции может приводить к разложению и образованию
нежелательных побочных соединений и тем самым к снижению выхода и чистоты. Пригодные температуры реакции для предлагаемого способа лежат между комнатной температурой и температурой флегмы растворителя и составляют предпочтительно примерно
от 25 до 125 °С, особенно предпочтительно примерно от 75 до 120 °С.
Пригодными для применения в предлагаемом способе ангидридами кислот являются ангидриды алифатических кислот, предпочтительно соли щелочного или щелочноземельного металла С1-С4-карбоновой кислоты, более предпочтительно соли щелочного
металла уксусной кислоты, как, например, ацетат натрия или калия.
Пригодными растворителями для осуществления предлагаемого способа являются,
например, полярные растворители, предпочтительно протонные растворители как, например, C1-C6-алканолы, C1-C4-карбоновые кислоты или их смесь, более предпочтительно метанол, этанол, уксусная кислота или их смесь.
На практике β-кетоэфир формулы II и α,β-ненасыщенный альдегид формулы III смешивают примерно с 1,2-2,0, предпочтительно примерно 1,0-1,5, более предпочтительно
примерно 1,2 мольными эквивалентами ангидрида C1-C4-карбоновой кислоты, предпочтительно соли щелочного или щелочно-земельного металла, более предпочтительно ацетата
щелочного металла, в среде растворителя, предпочтительно протонного растворителя, более
предпочтительно C1-C4-алканола, C1-C4-карбоновой кислоты или их смеси, при температуре
от комнатной до температуры флегмы растворителя, предпочтительно при 25-125 °С,
более предпочтительно 75-120 °С, причем в итоге получают желаемый сложный эфир
5- и/или 6-замещенной 2-оксибензойной кислоты.
Соединения формулы I являются ценными промежуточными соединениями для синтеза
природных продуктов и для производства бензофеноновых фунгицидных агентов. Следовательно, согласно одному аспекту изобретения, соединение формулы I, получаемое вышеописанным образом из соединений формулы II и III путем одностадийного способа,
удобным методом можно превращать в бензофеноновое фунгицидное соединение формулы IV, а именно путем алкилирования соединения формулы I ди(C1-C6-алкил)сульфатом в
присутствии основания с получением соответствующего алкокси-производного формулы V;
гидролиза производного формулы V в присутствии водной кислоты или водного основания с получением соответствующей карбоновой кислоты формулы VI; взаимодействия
соединения формулы VI с хлорирующим средством, например SOCl2, с получением хлорангидрида формулы VII и взаимодействия соединения формулы VII с соединением формулы VIII
в присутствии Льюисовой кислоты, возможно в среде растворителя, с получением желаемого фунгицидного соединения формулы IV. Реакция показана на схеме II, на которой R3,
R4, R5 и R6 независимо означают C1-C4-алкил.
Соединения формулы IV, их применение в фунгицидных средствах и способы получения соединений формулы IV описаны в [2], и в [5], как ссылки включенных в объем
данной заявки.
Для лучшего понимания изобретения в нижеследующем приведены примеры. Данные
примеры служат лишь для иллюстрации и никаким образом не ограничивают объем или
суть изобретения. ЯМР означает ядерную магнитно-резонансную спектроскопию. Где не
указано ничего другого, под частями подразумеваются весовые части.
8
BY 8038 C1 2006.04.30
Схема II
OH
X
CO2R
R1
CO2R
+
R1
O
R2
CH3
CHO
R2
(I)
(III)
(II)
(R3)2SO4, основание
OR3
OR3
CO2H
CO2R
H2O
кислота или основание
R1
R1
(VI)
R2
(V)
R2
SOCl2
O
OR3
OR4
OR3
OR5
кислота Льюиса
COCl
OR4
H3C
R1
R1
R
R2
OR5
(VII)
2
OR6
OR6
H3C
(IV)
(VIII)
Пример 1
Получение этил-2-окси-6-метилбензоата
Cl
CO2C2H5
OH
H3C
NaOCOCH3
+
O
CH3
CO2C2H5
CH3CO2H
CHO
CH3
Смесь из 21,0 г (0,30 моль) кротональдегида и 25,0 г (0,30 моль) безводного ацетата
натрия в ледяной уксусной кислоте в атмосфере азота нагревают до температуры флегмы,
в течение 2,25 ч по каплям добавляют 41,1 г (0,25 моль) 95 %-ного этилхлорацетоацетата,
держат при температуре флегмы в течение 16 ч, охлаждают до комнатной температуры и
концентрируют в вакууме с получением остатка. Последний распределяют между этилацетатом и водой. Органическую фазу разбавляют гексанами, промывают последовательно водой и водным NaHCO3 и концентрируют в вакууме с получением целевого продукта
в виде масла чистотой 71,4 % с выходом 41,0 г (65 %) (анализ ЯМР).
9
BY 8038 C1 2006.04.30
Пример 2
Получение этил-2-окси-5-метилбензоата
OH
Cl
CO2C2H5
+
O
CO2C2H5
NaOCOCH3
CH3CO2H
CH3
H3C
CHO
CH3
Смесь из 22,8 г (0,30 моль) 92 %-ного 2-метилакролеина, 41,1 г (0,25 моль) 95 %-ного
этил-2-хлорацетоацетата и 24,6 г (0,30 моль) безводного ацетата натрия в уксусной кислоте нагревают с обратным холодильником в атмосфере азота в течение 16 ч, охлаждают до
комнатной температуры и концентрируют в вакууме с получением остатка. Последний
распределяют между этилацетатом и водой. Органическую фазу концентрируют в вакууме
с получением целевого продукта в виде масла чистотой 71,9 % с выходом 44,2 г (70,6 %)
(анализ по ЯМР).
Примеры 3-11
Получение сложных эфиров 5- и/или 6-замещенной 2-оксибензойной кислоты
OH
Cl
R1
CO2R
NaOCOCH3
растворитель
+
O
R2
CH3
CO2R
R1
CHO
R2
По методу, подобному методу примеров 1 и 2, и с использованием пригодных кетоэфира и α,β-ненасыщенного альдегида получают сложные эфиры 2-оксибензойной кислоты, указанные в нижеследующей таблице.
Пример 12
Получение этил-2-окси-6-метилбензоата через 2-ацетоксиацетоацетат
O
H3C
O
CO2C2H5
OH
H3C
NaOCOCH3
CH3CO2H
+
O
CH3
CHO
CO2C2H5
CH3
Согласно данному примеру, этил-2-ацетоксиацетоацетат получают путем нагревания с
обратным холодильником смеси 95,5 г (0,58 моль) 95 %-ного этил-2-хлорацетоацетата и
57,0 г (0,7 моль) ацетата натрия в уксусной кислоте в атмосфере азота в течение 16 ч и
концентрации реакционной смеси в вакууме с получением остатка. Остаток распределяют
между этилацетатом и водой. Органическую фазу разбавляют гексанами, последовательно
промывают водой и водным NaHCO3 и концентрируют в вакууме, в результате чего получают 82 г масла, согласно данным ЯМР и анализа масс-спектра представляющего собой
этил-2-ацетоксиацетоацетат.
10
BY 8038 C1 2006.04.30
19,0 г (0,1 моль теории) полученного таким образом этил-2-ацетоксиацетоацетата без
дальнейшей очистки смешивают с 10,0 г (0,14 моль) кротональдегида и 3,0 г (0,036 моль)
ацетата натрия в уксусной кислоте и нагревают с обратным холодильником в течение 16 ч.
Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и концентрируют в вакууме с
получением остатка, который распределяют между этилацетатом и водой. Органическую
фазу разбавляют гексанами, последовательно промывают водой и водным NaHCO3 и концентрируют в вакууме, в результате чего получают 16,6 г целевого соединения в виде масла (чистота 41 %, выход 37,8 %, анализ по ЯМР).
Таблица
OH
Cl
R1
CO2R
CO2R
NaOCOCH3
+
растворитель
R1
O
2
CH3
R
CHO
R2
Прим.
R
R1
R2
Раствор.
Выход
3
4
5
6
7
8
9
10
11
CH3
Sec-Butyl
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
CH3
CH3
CH3
CH3
H
H
H
CH3
C2H5
H
H
H
H
H
C2H5
n-C4H9
CH3
H
CH3CO2H
CH3CO2H
n-BuOH
C2H5OH
CH3CO2H
CH3CO2H
CH3CO2H
CH3CO2H
CH3CO2H
43,7
50,2
44,0
37,0
70,8
44,0
32,0
Low
24,6
Источники информации:
1. F. M. Hauser и др. Synthesis, 1980 г., стр. 72.
2. Патент США № 5,773,663.
3. G. Schill и др., Synthesis, 1980 г., стр. 814.
4. Y. Hamada и др. Tetrahedron, том 47, 1991 г., стр. 8635.
5. Патентная заявка США № 08/914,966, поданная 20 августа 1997.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
11
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
130 Кб
Теги
патент, by8038
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа