Composa chimiques intermédiaires pour la fabrication de 2-haloacétanilides et procédé de préparation.
La présente invention concerne des composés chimiques intermédiaires et un procédéde préparation de ces composés chimiques intermédiaires. Ces composés chimiques intermédiaires sont utiles pour la préparation d'anilines substituéesqui sont des précurseurs d'une nouvelle
classe d'herbicides de 2-haloacétanilides.
Il a récemment été découvert qu'une certaine classe d'herbicides de 2-haloacétanilides est particulièrement utile pour contrôler de façon sûre des mauvaises
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charlatan, le carex jaune desnoyers et des nombreuses autres mauvaises herbes en présence de variétés de plantes de culture y compris le coton, le blé et le soya. Cette nouvelle classe d'herbicides est décrite et revendiquée dans le brevet du Brésil 887 997 . Deux herbicides particulièrement efficaces dans cette classe sont la N-(éthoxyméthyl)-2'-trifluorométhyl-6'-méthyl-2-chloroacétanilide
et la N-(éthoxyméthyl)-2'-trifluorométhyl-6'-éthyl-2-chloroacétanilide.
La présente invention concerne des intermédiaires chimiques pour la fabrication des composés dans cette nouvelle classe d'herbicides. La présente invention concerne également un procédé de préparation de ces intermédiaires chimiques. Ce procédé comporte généralement la nitration d'acétanilides substituées.
La substitution électrophile teleque la nitration, la sulfonation etc. de divers types de composés de benzène substitué est connue dans la technique. Il est également connu que des substituants sur l'anneau benzénique peuvent influencer à la fois la réactivité et l'orientation de la substitution électrophile. Certains substituants peuvent augmenter la réactivité de l'anneau
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par induction ou par résonance. D'autres groupes diminuent la densité électronique de l'anneau et réduisent ainsi
la réactivité de l'anneau.
Les substituants sur l'anneau peuvent imposer. la substitution électrophile soit en position ortho soit para soit méta. Avec une pluralité de substituants ,
les substituants peuvent soit renforcer soit opposer
leur influence directe l'un à l'autre. Les substituants activateurs en général l'emportent sur les substituants désactivateurs. Cependant, à cause de la sensibilité
de la substitution électrophile à l'empêchement stérique, il y a normalement peu de substitutions entre deux substituants méta l'un par rapport à l'autre quel que soit l'effet direct des substituants sur l'anneau.
Par exemple, la nitration du méta -chlorotoluène résulte seulement en environ 9% de 2-nitro-3-chloro-toluène et environ 59% de 6-nitro-3-chloro-toluène. La nitration
de l'acide 3-chloro benzoïque résulte en seulement environ 8% d'acide 2-nitro-3-chloro benzoïque.
Il est connu que le substituant acétamido impose généralement la nitration sur l'anneau en position para. La nitration de l'acétanilide non-substituéerésulte en 4-nitro-acétanilide avec rendement de 90%. Cependant, d'autres substituants sur l'anneau gênait 1 influence directe du groupement acétamido. Par exemple, il est connu
<EMI ID=3.1>
ment 81% de rendement du produit para de mononitràtion au groupement acétamido. La nitration de l'ortho méthoxy acétanilide résulte en environ 84% seulement de produit de paramononitration. Cependant, l'effet direct du substituant d'acétamide peut être sensiblement altéré.
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résulte en seulement 31% de produit de para mononitration.
Il est un but de la présente invention de réaliser de nouveaux composés intermédiaires utiles pour la production de composés dans une nouvelle classe d'herbicides de 2-haloacétanilides.
Il est un autre but de l'invention de mettre
en oeuvre un procédé pour préparer certains de ces nouveaux composés intermédiaires.
Il est un autre but de l'invention de réaliser un nouveau système imposant la nitration aromatique.
D'autres buts et avantages seront apparents
à la lecture de la description suivante.
Les nouveaux composés intermédiaires selon la présente invention sont utiles pour la fabrication d'anilines substituées qui sont des précurseurs pour la préparation
de composés dans de nouvelles classes d'herbicides de 2-haloacétanilides.
Les nouveaux composés intermédiaires de la présente invention sont les 3'-trifluorométhyl-5'-méthyl
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3'-trifluorométhyl-4'-nitro-5'-méthyl aniline et 3'-trifluorométhyl-4'-nitro-5'-éthyl aniline.
Le procédé de la présente invention comporte généralement la nitration d'une acétanilide intermédiaire 3'-trifluorométhyl-5'-méthyl acétanilide ou 3'-trifluorométhyl-5'-éthyl acétanilide pour former l'acétanilide intermédiaire nitratéecorrespondante.L'acétanilide nitratée est transformée en aniline intermédiaire (acétylation ) selon des procédés bien connus. Les acétanilides intermédiaires non-hydratées peuvent être préparées par acétylation selon des procédés bien connus du composé de 3-alkyl-5-amino benzotrifluorure correspondant.
Un procédé de fabrication du 3-alkyl-5-amino benzotrifluorure comporte en général la nitration d'un mélange de 2,4, et 6 monochloro isomères du 3-alkyl benzotrifluorure. La nitration résulte en la formation
de principalement l'isomère 5-nitro. Le produit de la nitration est hydrogéné pour former les composés de départ 3-alkyl-5-amino benzotrifluorure.
Les nouvelles anilines intermédiaires selon la présente invention peuvent être transformées en aniline qui sont précurseurs pour des composés dans la nouvelle classe des herbicides de 2-haloacétanilides.
Les anilines précurseurs peuvent être formées par diazotation et réduction des anilines intermédiaires selon des procédés de laboratoire bien connus. Les anilines précurseurs peuvent ensuite être transforméesen herbicides de 2-haloacétanilides selon des procédés bien connus. Une description plus complète de la présente invention sera présentée dans la description détaillée suivante.
La présente invention concerne des composés intermédiaires et un procédé pour leur préparation .
Ces composés intermédiaires sont utiles dans la préparation d'anilinesqui sont des précurseurs pour des composés
<EMI ID=6.1>
(1-acétamido-3-trifluorométhyl-5-méthyl benzène); (b) 3'trifluorométhyl-5-éthyl acétanilide (1-acétamido-3-trifluorométhyl-5-éthyl benzène); (c) 3'-trifluorométhyl-4'-nitro5'-méthyl acétanilide (1-acétamido-3-trifluorométhyl-4-nitro-
<EMI ID=7.1>
(1-amino-3-trifluorométhyl-4-nitro-5-méthyl benzène) et (f) 3'-trifluorométhyl-4'-nitro-5'-éthyl aniline (1-amino-3trifluorométhyl-4-nitro-5-éthyl benzène). Les nouveaux composés intermédiaires ont la formule suivante :
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
Le procédé selon la présente invention comporte d' une manière générale la nitration d'acétanilides inter-
<EMI ID=10.1> les acétanilides intermédiaires nitratées correspondantes
(c) ou (d). Les acétanilides intermédiaires non nitratées peuvent être préparées par acétylation selon les procédés bien connus du composé correspondant de 3-alkyl-5-amino <EMI ID=11.1>
Le procédé comporte d'une manière générale la nitration d'un mélange de 2,4,et 6 monochloro isomères
du 3-alkyl benzotrifluorure . Ce mélange peut être préparé
<EMI ID=12.1>
organique convenable tel que du chlorure de méthylène avec un excès molaire de 10% de gaz chlore et un catalyseur d'halogénation convenable , tel que le chlorure de fer.
La réaction est habituellement mise en oeuvre à une température d'environ 40[deg.] à environ 50[deg.]C . Le mélange chloré est alors lentement nitraté avec un mélange d'environ 1,0 équivalent molaire d'acide nitrique concentré et environ 3,0 équivalents molaires d'acide sulfurique à une température d'environ 0[deg.]C à environ 35[deg.]C. La nitration résulte en la formation d'une quantité substantielle d'isomère 5-nitro. Le produit de la nitration est isolé par des procédés de laboratoire habituels tek que l'extraction au solvant. La réduction du groupement nitro et la
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chlore convenable télé que la triméthylamine et un alcool . Un catalyseur d'hydrogénation convenable
est ajouté à la solution. L'hydrogénation est mise en oeuvre en utilisant des procédés de laboratoire habituels.
Le 3-méthyl benzotrifluorure de départ peut être préparé en faisant réagir un réactif de Grignard de bromure de m-trifluorométhyl phénylmagnésium avec du
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benzotrifluorure peut également être préparé en
faisant réagir du m-iodotoluène avec le sel de sodium
de l'acide trifluoroacétique et de l'iodure de cuivre.
(Chem Letters 1719, 1981). Le 3-éthyl benzotrifluorure de départ peut être préparé par hydrogénation d'une m-trifluorométhyl acétophénone disponible dans le commerce. D'autres procédés de préparation du 3-éthyl benzotrifluorure seront évidents à ces spécialistes à la matière.
Les acétanilides intermédiaires non nitratées sont alors forméespar l'acétylation du groupement amino sur le 3-alkyl-5-amino benzotrifluorure selon des procédés connus. Le benzotrifluorure est habituellement dissous dans un solvant organique convenable tel que le dichlorure d'éthylène ou le dichlorométhane. Le mélange
<EMI ID=15.1>
un
agité pendant/certain nombre d'heures pour former le composé intermédiaire non hydraté de 3-trifluorométhyl5-alkyl acétanilide.
Les nouveaux acétanilides intermédiaires nitratéesde la présente invention sont alors formées
en nitratant les acétanilides intermédiaires non nitrées correspondartesavec un agent de nitration convenable
tel que l'acide nitrique, des oxydes d'azote, par
<EMI ID=16.1>
La nitration peut être convenablement mise en oeuvre
en utilisant l'acide nitrique. La nitration peut être convenablement mise en oeuvre en utilisant un excès molaire d'acide nitrique concentré , par exemple
une concentration de 80% ou davantage. La nitration
peut également être convenablement mise en oeuvre
en utilisant un mélange d'acide nitrique concentré
et un co-solvant d'acide convenable par exemple l'
oleum, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique ou l'acide fluorh�drique. Si on le désire, l'acétanilide
non nitratée peut être isolée avant la nitration. L'acétanilide peut être nitratée avec ou sans solvant organique inerte convenable, tel que 1, 2 dichloroéthane, nitrométhane, tétrachlorure de carbone, sulfolane ou chlorure de méthylène. Avant la nitration de l'acétanilide intermédiaire, il est souhaitable de mélanger d'abord l'acétanilide avec un co-solvant acide convenable par exemple l'acide sulfurique. De manière appropriée un excès molaire d'environ 2,0 à environ 15,0 par exemple environ 7,0 d'acide sulfurique concentré , par exemple
<EMI ID=17.1>
L'acide sulfurique fonctionne à la fois comme solvant pour la réaction de nitration et comme agent pour fixer l'eau formée pendant la réaction. Pendant l'addition de l'acide sulfurique, le milieu de réaction est convenable refroidi pour maintenir la température , de
<EMI ID=18.1>
de 25[deg.]C. Après addition de l'acide sulfurique, l'acétani-lide est nitratée. De manière convenable un mélange de nitration d'acide nitrique concentré et d'acide sulfurique concentré est ajouté lentement au mélange de la réaction alors que la température est maintenue,
<EMI ID=19.1>
en-dessous de 5[deg.]C. Pour chaque mole d'acétanilide,
le mélange de nitration de manière convenable comprend environ 1,0 à environ 2,0 par exemple 1,1 mole (équivalents molaires) d'acide nitrique 98% et environ 3 à environ 20,0, par exemple 4 moles (équivalents molaires) d'acide sulfurique 96%. Le mélange est agité durant environ 1,0 à environ 2,5 heures.
Des durées d'agitation plus longues peuvent réduire
le rendement. Le mélange est alors refroidi convenablement en versant sur de la glace et le produit est extrait avec un solvant organique convenable tel que l'acétate d'éthyle. Le produit de la nitration peut être isolé en utilisant des procédés de laboratoire habituels, tels que la cristallisation fractionnée.
La nitration de l'acétanilide intermédiaire résulte enla formation de quantités très élevée d'isomères 4nitro. La nitration du 3-trifluorométhyl-5-méthyl acétanilide résulte de façon surprenante en un rendement d'environ 85% de 3-trifluorométhyl-4-nitro-5méthyl acétanilide sans formation aisément détectable d'un autre isomère nitro quelconque.
Les nouveaux composés d'acétanilidesintermédiaires nitratëesde la présente invention peuvent alors être transformés en anilines intermédiaires de la présente
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par des procédés de laboratoire habituels. L'acétanilide nitratéeest de manière convenable dissoute dans un solvant polaire convenable , tel que l'alcool , de préférence éthanol , et on la fait réagir à une température d'environ 25[deg.] à 65[deg.]C avec environ 1 à 6 équivalents molairesd'acide sulfurique concentré. L'aniline inter-médiaire peut alors être isoléeconvenablement par neutralisation du mélange de la réaction avec une
base convenable telle que l'hydroxyde de sodium et un solvant extrait avec un solvant organique inerte convenable tel que l'acétate d'éthyle.
Les anilines intermédiaires peuvent alors
être transformées en anilines précurseurs, 2-trifluorométhyl-6-alkyl anilines,pour les herbicides de 2-halo-
<EMI ID=21.1>
selon des procédés de laboratoire connus. La diazotation est convenablement mise en oeuvre en faisant réagir l'aniline intermédiaire avec de l'acide sulfurique aqueux , de l'éthanol et du nitrite de sodium aqueux. La réduction peut être mise en oeuvre avec
un gaz d'hydrogène à 2,7-3,5 atmosphères (2,7 x 105 à 3,5 x 105 pascals) et une quantité convenable de catalyseur de palladium sur carbone.
Les anilines précurseurs peuvent alors être transformées en composés dans la nouvelle classe des herbicides tertiaires de 2-haloacétanilid� selon diverses méthodes. Par exemple, les 2-haloacétanilides tertiaires peuvent être préparées par haloacétylation de l'aniline précurseur selon des procédés connus pour former une2-haloacétanilide secondaire qui est alors N-alkyléepour former des composés dans la nouvelle classe des herbicides de 2-haloacétanilid� tertiaires. L'haloacétylation de l'aniline précurseur peut être accomplie en ajoutant un léger excès molaire de chlorure de chloroacétyle à l'aniline dans un solvant organique convenable tel que le toluène, et en chauffant la solution à reflux pendant une courte période de temps. La 2-haloacétanilide secondaire est alors N-alkylée selon des procédés connus.
Un procédé de N-alkylation convenable est décrit en détail dans le brevet US 4 258 196. Un procédé de N-alkylation modifié est décrit dans le brevet US 4 284 564. Les 2-haloacétanilides tertiaires peuvent également être réalisées par un procédé de transéthérification. Ce procédé est décrit dans le brevet US
4 296 254. La 2-haloacétanilide tertiaire peut également être préparéeà partir de l'aniline précurseur par le procédé décrit dans le brevet brésilien 887 997.
Les exemples suivants sont présentés pour illustrer la présente invention ainsi que certains
des nombreux modes de réalisation de l'invention. Ces exemples sont présentés comme étant illustratifs
du nouveau procédé de l'invention et ne sont pas prévus pour limiter la portée de celle-ci .
Exemple 1
<EMI ID=22.1>
A température ambiante , on agite 29,0 g
(0,166 moles) de 3-trilfuorométhyl-5-méthyl aniline dans
150 ml de toluène et 15,0 g (0,19 moles) de chlorure d'acétyle sont graduellement ajoutés. La réaction
est amenéeà reflux durant 5 heures et refroidie graduellement à 25[deg.]C. On a enlevé environ 100 ml de toluène sous pression réduite provoquant la cristallisation du produit
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
Exemple II
<EMI ID=25.1>
acétanilide
Dans un flacon de 500 ml à température ambiante on a dissous 30 g (0,17 moles) de 3-trifluorométhyl-5méthyl aniline dans 250 ml de dichloroéthane. Rapidement on a ajouté 19 g (0,186 moles) d'anhydride acétique et agité mécaniquement. On a amené la température à 63[deg.] C et on l'y a maintenu durant 2 heures. On a refroidi <EMI ID=26.1>
a commencé à se former. � ce moment, on a ajouté 200 g
(2,04 moles) de H2SO4 96% en une vitesse telle que la température restait à environ 27[deg.]C. Pendant l'addition de H2S04, on a refroidi le flacon avec de la glace et
la température est tombéeéventuellement à 15[deg.]C.
On a traité le mélange sombre final avec
<EMI ID=27.1>
de H2S04. L'addition a résulté en un dégagement de chaleur qui a été contrôlé par refroidissement externe jusqu'à
35[deg.]C maximum. On a agité le mélange durant 1 heure
30 minutes et ensuite on l'averse dans un entonnoir séparé . La couche inférieure de H2S04 a été versée sur
500 g de glace résultant en un précipité qui après extraction avec de l'acétate d'éthyle a donné une solution organique orange brillante. On a séché l'acétate d'éthyle sur du sulfate de sodium , on l'a décanté et évaporé en cristaux de coloration orange. On a lavé le cristaux avec du toluène pour donner 29,6 g de cristaux de coloration blanchâtre. La liqueur-mère,a été concentrée pour donner 5,4 g de cristaux de coloration blanchâtre.
Le rendement total en 3'-trifluorométhyl-4'nitro-5'-méthyl acétanilide : 35,0 g (rendement 78,6%); point de fusion 187[deg.]-189[deg.]C
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
Exemple III
<EMI ID=30.1>
Acétanilide
On a traité 18 g (0,103 moles) de 3-trifluorométhyl-5méthyl aniline dans 160 ml de dichloroéthane avec 11,0 g
(1,08 moles) d'anhydride acétique à température ambiante.
<EMI ID=31.1>
a maintenu durant 4 heures. On a refroidi la solution à 22[deg.]C et 120 g de H2S04 (96%) ont été ajoutés goutte-àgoutte. On a pris soin de maintenir la température de la solution en-dessous de 35[deg.]C . Après achèvement de la réaction, on a refroidi le mélange à 23[deg.]C et traité avec 8,0 g (0,127 moles) de HN03 98% dans 30 g de H2SO4 96%.
De nouveau , on a pris soin que la température de la réaction ne dépasse jamais environ 35[deg.]C. On a agité
le mélange final tout en arrivant à température ambiante durant 1,5 heures. On a séparé ce mélange et on a versé
la couche d'acide sulfurique sur 250 g de glace. On a isolé le produit 3'-trifluorométhyl-4'-nitro-5'-méthyl acétanilide selon le procédé de l'exemple 1. Rendement
21,2 g de cristaux de couleur blanchâtre (rendement 82,2% ) avec point de fusion 187[deg.]-189[deg.]C.
Exemple IV
Le même procédé que dans l'exemple III à l'exception qu'on a permis au produit de la nitration d'être agité durant 6 heures à température ambiante. On a récupéré
15,6 g (rendement 60,8% ) de cristaux de couleur blanchâtre; point de fusion 187-189[deg.]C.
Exemple V
Préparation de 3'-Trifluorométhyl 4'-Nitro5'-Méthyl Aniline
Dans un flacon à température ambiante, on a agité 5,2 g
<EMI ID=32.1>
acétanilide dans une solution comprenant 20 ml de méthanol, 2 ml de H2S04 96% et 5 ml d'eau. On a amené la suspension à 65[deg.]-70[deg.]C et on l'y a maintenu durant 1,5 heures. On a refroidi le mélange de/réaction homogène résultant à température ambiante et on l'a neutralisé avec 1,0 équivalent
de NaOH 5%. On a extrait la matière organique dans
35 ml d'acétate d'éthyle. On a séché la couche organique,
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orange sombre de 3'-trifluorométhyl-4'-nitro-5'-méthyl aniline, point de fusion 105,5[deg.]-107[deg.]C.
Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux composés et produits qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Intermediate chemical compounds for the manufacture of 2-haloacetanilides and preparation process.
The present invention relates to intermediate chemical compounds and a process for the preparation of these intermediate chemical compounds. These intermediate chemical compounds are useful for the preparation of substituted anilines which are precursors of a new
class of 2-haloacetanilide herbicides.
It has recently been discovered that a certain class of 2-haloacetanilide herbicides is particularly useful for the safe control of bad
<EMI ID = 1.1>
quack, yellow sedge and many other weeds in the presence of varieties of crops including cotton, wheat and soybeans. This new class of herbicides is described and claimed in Brazilian Patent 887,997. Two particularly effective herbicides in this class are N- (ethoxymethyl) -2'-trifluoromethyl-6'-methyl-2-chloroacetanilide
and N- (ethoxymethyl) -2'-trifluoromethyl-6'-ethyl-2-chloroacetanilide.
The present invention relates to chemical intermediates for the manufacture of compounds in this new class of herbicides. The present invention also relates to a process for the preparation of these chemical intermediates. This process generally involves the nitration of substituted acetanilides.
Electrophilic substitution telephones nitration, sulfonation etc. various types of substituted benzene compounds are known in the art. It is also known that substituents on the benzene ring can influence both the reactivity and the orientation of the electrophilic substitution. Some substituents can increase the reactivity of the ring
<EMI ID = 2.1>
by induction or resonance. Other groups decrease the electronic density of the ring and thus reduce
the reactivity of the ring.
The substituents on the ring can impose. electrophilic substitution either in ortho or para or meta position. With a plurality of substituents,
the substituents can either reinforce or oppose
their direct influence to each other. Activator substituents in general prevail over deactivator substituents. However, because of the sensitivity
from electrophilic substitution to steric hindrance, there are normally few substitutions between two meta substituents relative to each other regardless of the direct effect of the substituents on the ring.
For example, the nitration of meta-chlorotoluene only results in approximately 9% of 2-nitro-3-chloro-toluene and approximately 59% of 6-nitro-3-chloro-toluene. Nitration
3-chloro benzoic acid results in only about 8% 2-nitro-3-chloro benzoic acid.
It is known that the acetamido substituent generally imposes nitration on the ring in the para position. Nitration of unsubstituted acetanilide results in 4-nitro-acetanilide with a yield of 90%. However, other substituents on the ring hindered the direct influence of the acetamido group. For example, it is known
<EMI ID = 3.1>
81% yield of the para product of mononitration to the acetamido group. The nitration of ortho methoxy acetanilide results in only about 84% of paramononitration product. However, the direct effect of the acetamide substituent can be significantly altered.
<EMI ID = 4.1>
results in only 31% of para mononitration product.
It is an object of the present invention to provide new intermediate compounds useful for the production of compounds in a new class of 2-haloacetanilide herbicides.
It is another object of the invention to put
implementing a process for preparing some of these new intermediate compounds.
It is another object of the invention to provide a new system imposing aromatic nitration.
Other goals and benefits will be apparent
on reading the following description.
The new intermediate compounds according to the present invention are useful for the manufacture of substituted anilines which are precursors for the preparation
of compounds in new classes of 2-haloacetanilide herbicides.
The new intermediate compounds of the present invention are 3'-trifluoromethyl-5'-methyl
<EMI ID = 5.1>
3'-trifluoromethyl-4'-nitro-5'-methyl aniline and 3'-trifluoromethyl-4'-nitro-5'-ethyl aniline.
The process of the present invention generally comprises the nitration of a 3'-trifluoromethyl-5'-methyl acetanilide or 3'-trifluoromethyl-5'-ethyl acetanilide intermediate acetanilide to form the corresponding nitrated intermediate acetanilide. as an intermediate aniline (acetylation) according to well known methods. The non-hydrated intermediate acetanilides can be prepared by acetylation according to well known methods of the corresponding 3-alkyl-5-amino benzotrifluoride compound.
A manufacturing process for 3-alkyl-5-amino benzotrifluoride generally involves the nitration of a mixture of 2,4, and 6 monochloro isomers of 3-alkyl benzotrifluoride. Nitration results in formation
mainly the 5-nitro isomer. The nitration product is hydrogenated to form the starting compounds 3-alkyl-5-amino benzotrifluoride.
The new intermediate anilines according to the present invention can be transformed into anilines which are precursors for compounds in the new class of 2-haloacetanilide herbicides.
The precursor anilines can be formed by diazotization and reduction of the intermediate anilines according to well known laboratory methods. The precursor anilines can then be transformed into 2-haloacetanilide herbicides according to well known methods. A more complete description of the present invention will be presented in the following detailed description.
The present invention relates to intermediate compounds and a process for their preparation.
These intermediate compounds are useful in the preparation of anilines which are precursors for compounds
<EMI ID = 6.1>
(1-acetamido-3-trifluoromethyl-5-methyl benzene); (b) 3'trifluoromethyl-5-ethyl acetanilide (1-acetamido-3-trifluoromethyl-5-ethyl benzene); (c) 3'-trifluoromethyl-4'-nitro5'-methyl acetanilide (1-acetamido-3-trifluoromethyl-4-nitro-
<EMI ID = 7.1>
(1-amino-3-trifluoromethyl-4-nitro-5-methyl benzene) and (f) 3'-trifluoromethyl-4'-nitro-5'-ethyl aniline (1-amino-3trifluoromethyl-4-nitro-5- ethyl benzene). The new intermediate compounds have the following formula:
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
The process according to the present invention generally comprises the nitration of acetanilides inter-
<EMI ID = 10.1> the corresponding nitrated intermediate acetanilides
(c) or (d). The non-nitrated intermediate acetanilides can be prepared by acetylation according to well-known methods of the corresponding compound of 3-alkyl-5-amino <EMI ID = 11.1>
The process generally involves the nitration of a mixture of 2.4 and 6 monochloro isomers
3-alkyl benzotrifluoride. This mixture can be prepared
<EMI ID = 12.1>
suitable organic such as methylene chloride with a 10% molar excess of chlorine gas and a suitable halogenation catalyst such as iron chloride.
The reaction is usually carried out at a temperature of about 40 [deg.] To about 50 [deg.] C. The chlorine mixture is then slowly nitrated with a mixture of about 1.0 molar equivalent of concentrated nitric acid and about 3.0 molar equivalents of sulfuric acid at a temperature of about 0 [deg.] C to about 35 [ deg.] C. Nitration results in the formation of a substantial amount of the 5-nitro isomer. The product of the nitration is isolated by usual laboratory methods such as solvent extraction. The reduction of the nitro group and the
<EMI ID = 13.1>
suitable chlorine tele as trimethylamine and an alcohol. A suitable hydrogenation catalyst
is added to the solution. The hydrogenation is carried out using standard laboratory methods.
The starting 3-methyl benzotrifluoride can be prepared by reacting a Grignard reagent of m-trifluoromethyl phenylmagnesium bromide with
<EMI ID = 14.1>
benzotrifluoride can also be prepared in
reacting m-iodotoluene with the sodium salt
trifluoroacetic acid and copper iodide.
(Chem Letters 1719, 1981). The starting 3-ethyl benzotrifluoride can be prepared by hydrogenation of a commercially available m-trifluoromethyl acetophenone. Other methods of preparing 3-ethyl benzotrifluoride will be obvious to these subject specialists.
The non-nitrated intermediate acetanilides are then formed by acetylation of the amino group on 3-alkyl-5-amino benzotrifluoride according to known methods. Benzotrifluoride is usually dissolved in a suitable organic solvent such as ethylene dichloride or dichloromethane. The mixture
<EMI ID = 15.1>
a
stirred for a certain number of hours to form the non-hydrated intermediate compound of 3-trifluoromethyl5-alkyl acetanilide.
The new intermediate nitrate acetanilides of the present invention are then formed.
by nitrating the corresponding non-nitrated intermediate acetanilides with a suitable nitrating agent
such as nitric acid, nitrogen oxides, for
<EMI ID = 16.1>
Nitration can be properly carried out
using nitric acid. Nitration can be conveniently carried out using a molar excess of concentrated nitric acid, for example
a concentration of 80% or more. Nitration
can also be properly implemented
using a mixture of concentrated nitric acid
and a suitable acid co-solvent for example the
oleum, sulfuric acid, phosphoric acid or fluoric acid. If desired, acetanilide
non-nitrated can be isolated before nitration. Acetanilide can be nitrated with or without a suitable inert organic solvent, such as 1, 2 dichloroethane, nitromethane, carbon tetrachloride, sulfolane or methylene chloride. Before the nitration of the intermediate acetanilide, it is desirable to first mix the acetanilide with a suitable acid co-solvent, for example sulfuric acid. Suitably a molar excess of about 2.0 to about 15.0 e.g., about 7.0 concentrated sulfuric acid, e.g.
<EMI ID = 17.1>
Sulfuric acid functions both as a solvent for the nitration reaction and as an agent for fixing the water formed during the reaction. During the addition of sulfuric acid, the reaction medium is suitably cooled to maintain the temperature,
<EMI ID = 18.1>
of 25 [deg.] C. After adding the sulfuric acid, the acetani-lide is nitrated. Suitably a mixture of concentrated nitric acid and concentrated sulfuric acid is slowly added to the reaction mixture while the temperature is maintained,
<EMI ID = 19.1>
below 5 [deg.] C. For each mole of acetanilide,
the nitration mixture suitably comprises from about 1.0 to about 2.0, for example 1.1 moles (molar equivalents) of 98% nitric acid and from about 3 to about 20.0, for example 4 moles (molar equivalents) sulfuric acid 96%. The mixture is stirred for about 1.0 to about 2.5 hours.
Longer shaking times can reduce
the yield. The mixture is then cooled properly by pouring onto ice and the product is extracted with a suitable organic solvent such as ethyl acetate. The nitration product can be isolated using standard laboratory procedures, such as fractional crystallization.
Nitration of the intermediate acetanilide results in the formation of very high amounts of 4nitro isomers. The nitration of 3-trifluoromethyl-5-methyl acetanilide surprisingly results in a yield of approximately 85% of 3-trifluoromethyl-4-nitro-5methyl acetanilide without easily detectable formation of any other nitro isomer.
The new nitrate intermediate acetanilide compounds of the present invention can then be transformed into intermediate anilines of the present
<EMI ID = 20.1>
by standard laboratory procedures. The nitrated acetanilide is suitably dissolved in a suitable polar solvent, such as alcohol, preferably ethanol, and reacted at a temperature of about 25 [deg.] To 65 [deg.] C with about 1 to 6 molar equivalents of concentrated sulfuric acid. The intermediate aniline can then be appropriately isolated by neutralizing the reaction mixture with a
a suitable base such as sodium hydroxide and a solvent extracted with a suitable inert organic solvent such as ethyl acetate.
The intermediate anilines can then
be transformed into precursor anilines, 2-trifluoromethyl-6-alkyl anilines, for 2-halo- herbicides
<EMI ID = 21.1>
according to known laboratory methods. The diazotization is suitably carried out by reacting the intermediate aniline with aqueous sulfuric acid, ethanol and aqueous sodium nitrite. The reduction can be implemented with
hydrogen gas at 2.7-3.5 atmospheres (2.7 x 105 to 3.5 x 105 pascals) and a suitable amount of palladium on carbon catalyst.
The precursor anilines can then be transformed into compounds in the new class of tertiary herbicides of 2-haloacetanilid � by various methods. For example, tertiary 2-haloacetanilides can be prepared by haloacetylation of the precursor aniline according to known methods to form a secondary 2-haloacetanilide which is then N-alkylated to form compounds in the new class of herbicides of 2-haloacetanilid; tertiary. Haloacetylation of the precursor aniline can be accomplished by adding a slight molar excess of chloroacetyl chloride to the aniline in a suitable organic solvent such as toluene, and heating the solution to reflux for a short period of time. The secondary 2-haloacetanilide is then N-alkylated according to known methods.
A suitable N-alkylation process is described in detail in US Patent 4,258,196. A modified N-alkylation process is described in US Patent 4,284,564. Tertiary 2-haloacetanilides can also be carried out by a transetherification process . This process is described in the US patent
4,296,254. Tertiary 2-haloacetanilide can also be prepared from the precursor aniline by the method described in Brazilian Patent 887,997.
The following examples are presented to illustrate the present invention as well as some
of the many embodiments of the invention. These examples are presented as illustrative
of the new process of the invention and are not intended to limit the scope thereof.
Example 1
<EMI ID = 22.1>
At room temperature, stir 29.0 g
(0.166 moles) of 3-trilfuoromethyl-5-methyl aniline in
150 ml of toluene and 15.0 g (0.19 moles) of acetyl chloride are gradually added. The reaction
is brought to reflux for 5 hours and gradually cooled to 25 [deg.] C. About 100 ml of toluene was removed under reduced pressure causing the product to crystallize
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
Example II
<EMI ID = 25.1>
acetanilide
In a 500 ml flask at room temperature, 30 g (0.17 moles) of 3-trifluoromethyl-5methyl aniline were dissolved in 250 ml of dichloroethane. Quickly, 19 g (0.186 moles) of acetic anhydride was added and mechanically stirred. The temperature was brought to 63 ° C. and held there for 2 hours. We cooled <EMI ID = 26.1>
started to form. � right now, we added 200 g
(2.04 moles) of H2SO4 96% at a rate such that the temperature remained at about 27 [deg.] C. During the addition of H2SO4, the flask was cooled with ice and
the temperature eventually fell to 15 [deg.] C.
The final dark mixture was treated with
<EMI ID = 27.1>
of H2S04. The addition resulted in the generation of heat which was controlled by external cooling until
35 [deg.] C maximum. The mixture was stirred for 1 hour
30 minutes and then pour it into a separate funnel. The lower layer of H2SO4 was poured over
500 g of ice resulting in a precipitate which after extraction with ethyl acetate gave a bright orange organic solution. The ethyl acetate was dried over sodium sulfate, decanted and evaporated into orange-colored crystals. The crystals were washed with toluene to give 29.6 g of whitish-colored crystals. The mother liquor was concentrated to give 5.4 g of crystals of whitish coloring.
The total yield of 3'-trifluoromethyl-4'nitro-5'-methyl acetanilide: 35.0 g (yield 78.6%); melting point 187 [deg.] - 189 [deg.] C
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
Example III
<EMI ID = 30.1>
Acetanilide
18 g (0.103 moles) of 3-trifluoromethyl-5methyl aniline in 160 ml of dichloroethane were treated with 11.0 g
(1.08 moles) acetic anhydride at room temperature.
<EMI ID = 31.1>
maintained for 4 hours. The solution was cooled to 22 [deg.] C and 120 g of H2SO4 (96%) was added dropwise. Care was taken to keep the temperature of the solution below 35 [deg.] C. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 23 [deg.] C and treated with 8.0 g (0.127 mol) of 98% HN03 in 30 g of 96% H2SO4.
Again, care was taken that the reaction temperature never exceeded about 35 [deg.] C. We waved
the final mixture while arriving at room temperature for 1.5 hours. We separated this mixture and poured
the sulfuric acid layer on 250 g of ice. The product 3'-trifluoromethyl-4'-nitro-5'-methyl acetanilide was isolated according to the method of Example 1. Yield
21.2 g of whitish-colored crystals (yield 82.2%) with melting point 187 [deg.] - 189 [deg.] C.
Example IV
The same process as in Example III except that the nitration product was allowed to be stirred for 6 hours at room temperature. We recovered
15.6 g (yield 60.8%) of whitish-colored crystals; melting point 187-189 [deg.] C.
Example V
Preparation of 3'-Trifluoromethyl 4'-Nitro5'-Methyl Aniline
5.2 g was stirred in a room temperature flask
<EMI ID = 32.1>
acetanilide in a solution comprising 20 ml of methanol, 2 ml of 96% H2SO4 and 5 ml of water. The suspension was brought to 65 [deg.] - 70 [deg.] C and held there for 1.5 hours. The resulting homogeneous / reaction mixture was cooled to room temperature and neutralized with 1.0 equivalent
5% NaOH. We extracted the organic matter in
35 ml of ethyl acetate. We dried the organic layer,
<EMI ID = 33.1>
dark orange 3'-trifluoromethyl-4'-nitro-5'-methyl aniline, melting point 105.5 [deg.] - 107 [deg.] C.
Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the compounds and products which have just been described only by way of nonlimiting examples without departing from the scope of the invention.