CS257059B1 - Spósob výroby derivátov 2,1,3-benzotiadiazin-4-on-2,2-dioxidu - Google Patents

Abstract

Spósob výroby uvedených derivátov, zvlášt 3-izopropylbenzotiadiazín-4-on~2,2- -dioxidu (bentazonu) sa uskutočňuje z alkylamidu (izopropylamidu) kyseliny antranilovej, aduktu pyridinovéj bázy (2-metylpyridínu) s oxidom sírovým, ktoré reagujú za tvorby soli sulfámovej kyseliny. Tá sa dehydratačne cyklizuje pósobením halogenidov a/alebo anhydridov kyselin (hlavně POCI3), pričom sa surový produkt hydrolyzuje vodou s následným oddělením ťažšej organickej a lahšej vodnej fáze. Z organickej fázy sa pósobením hydroxidu alkalického kovu oddělí sodná alebo draselná sol bentazonu. tahšia vodná fáza sa neutralizuje najmenej jedným oxidom, hydroxidom alebo uhličitanom alkalického kovu alebo zeminy, pričom uvolněná báza (2-metylpyridin) sa oddělí azeotropickou destiláciou a následným destilačným alebo extrakčným delením sa regeneruje organická báza a rozpúšťadlo, ktoré sa recyklujú a destilačný zvyšok sa separuje alebo deponuje. Ide o prakticky bezodpadová technológiu výroby herbicidu alebo medziproduktu farmaceutík.

Description

Vynález sa týká spósobu výroby derivátov 2,1,3-benzotiadiazín-4-on-2,2-dioxidu, ako 3-izopropyl-2,1,3-benzotiadiazín-4~on-2,2-dioxidu (bentazonu) z izopropylamidu kyseliny antranilovej i2-amínobenzoovej), jeho sulfonáciou aduktom oxidu mírového s 2-metylpyridínom v dichlóretáne a cyklizáciou soli 1-(izopropylamidokarbonylS-fenylsulfámovej kyseliny s 2-metylpyridínom pósobením oxychloridu fosforečného a hydrolýzou vzniknutej zložitej zmesi s následnou technicky jednoduchou regeneráciou aspoň podstatných množstiev pomocných látok.

Deriváty 2,1,3-benzotiadiazín-4-on-2,2-dioxidu, hlavně však 3-izopropyl-2,1,3-benzotiadiazín-4-on~2,2-dioxid, sú významné hlavně z hladiska farmaceutickéj výroby, ale tiež výroby pesticídov a z nich najmá herbicídov. Najčastejšie sa vyrábajú z derivátov kyseliny antranilovej (2-amínobenzoovej), napr. 2-sulfamidobenzoových kyselin cyklizáciou fosgénom (USA pat.

822 257), obvykle za přítomnosti organických báz, ako pyridinu a jeho alkylderivátov, N,N-dimetylanilínu, N-etyl-piperidínu, N-metylpyrolidónu, imidazolov ap. Ďalej cyklizácia 2-sulf-amidoesterov kyseliny benzoovej sa móže uskutočniť. aj pósobením oxychloridu fosforečného alebo tionylchloridu (Belgický pat. 702 877)! „ Okrem toho, zavedenie skupiny SO₂ do molekuly sa uskutočňuje (pat. ČSSR 204 023; Europ. pat. přihláška 0 070 467) tak, že sa vychádza z esterov kyseliny antranilovej, ktoré sa sulfonujú na jej amínoskupine komplexom pyridinových báz, připravených z bázy a kyseliny chlórsulfónovej.

Pre technické riešenie v priemyselnom meradle je však zapotreby regenerácia inertných rozpúšťadiel (dichlóretán), hlavně však reaktívnych rozpúšťadiel, ako je 2-metylpyridín, ktorého aduktom s oxidom sírovým sa sulfonuje.

Pri cyklizácii 2-sulfamidobenzoových kyselin oxychloridom fosforečným za přítomnosti pyridinových báz dochádza po dehydratácii za súčasnej cyklizácie k vzniku rozpadných produktov dehydratačného činidla (HCI, H^PO^), ktoré sa za přítomnosti hydrolyzačnej vody viažu na pyridinová bázu. Preto za přítomnosti inertného rozpúšťadla je nutné zásadité ako aj inertně rozpúšťadlo regenerovat.

Podlá předloženého vynálezu spósob výroby derivátov 2,1,3-benzodiazín-4-on-2,2-dioxidu obecného vzorca

II ^!O v ktorom R' je vodík alebo alkyl až Cg, X je vodík, sodík alebo draslík, ž derivátov kyseliny antranilovej obecného vzorca .CONHR’ kde R' má vyššie uvedený význam, ktoré reagujú s oxidom sírovým a/alebo s kyselinou chlórsulfonovou v přítomnosti najmenej jednej organickej bázy alebo s aduktom oxidu sírového na organickú bázu alebo bázy za vzniku odpovedajúcich solí sulfámovej kyseliny, ktoré samotné a/alebo volné sulfámové kyseliny sa dehydratačne cyklizujů pósobením halogenidov a/alebo anhydridov kyselin, s výhodou oxychloridom fosforečným, sa uskutočňuje tak, že po dehydratačnej cyklizácii sa surový reakčný produkt hydrolyzuje vodou a oddělí sa ťažšia organická a lahšia vodná fáza, z organickej fázy, s výhodou za miešania, sa pósobením vodného roztoku alespoň jedného hydroxidu alkalického kovu, s výhodou hydroxidu sodného, oddělí sodná a/alebo draselná sol 3-alkyl-2,],3-tiadiazín-4-on-2,2-dioxidu vo formě prevážne vodného roztoku, z ktorého sa 3-alkyl-2,1,4-tiadiazín-4-on-2,2-dioxid izoluje po prezrážaní kyselinou s následnou separáciou. Potom sa lahšia vodná fáza neutralizuje najmenej jedným oxidom, hydroxidom alebo uhličitanom alkalického kovu alebo zeminy, s výhodou uhličitanom vápenatým a/alebo uhličitanom horečnatovápenatým, pričom uvolněná báza alebo bázy, s výhodou 2-metylpyridín, sa oddelia azeotropickou destiláciou s vodou a/alebo extrakčnou reaktifikáciou s 1,2-dichlóretanom a následným extrakčným a/alebo destilačným delením sa regeneruje báza alebo organické bázy a rozpúšťadlo, pričom zvyšky vody sa oddelia, s výhodou extrakčnou destiláciou. Organická báza alebo bázy a rozpúšťadlá sa spravidla vracajú do stupňa přípravy aduktu, pričom destilačný zvyšok z azeotropickej destilácie a/alebo extrakčnej rektifikácie sa deponuje a/alebo separuje, s výhodou filtráciou alebo odstredovaním anorganického podielu.

Výhodou spósobu výroby podlá vynálezu je komplexně spracovanie surovin a regenerácia cenných rozpúšťadiel tak, že ide prakticky o bezodpadový proces s pozitívnymi i ekologickými dósledkami a nájdenie vhodných reagentov umožňujúcich recykláciu pomocných látok a technicky poměrně jednoducho výrazné znížiť spotřebu surovin.

Postup syntézy možno vyjádřit takto:

1. Příprava aduktu oxidu sírového (z oxidu sírového a/alebo kyseliny chlórsulfónovej) s derivátom pyridinu, napr. 2-metylpyridínom

šo₃ ve]

2. Sulfonácia alkylamidu kyseliny antranilovej, napr. izopropylamidu kyseliny antraniloconhch(ch₃), conhch(ch₃)₂ ⁺ CK’ <

so,

CH, nhso₃h.

CH,

3. Cyklizáoia pósobením oxychloridu fosforečného conhch(ch₃)_{2 N}hso₃h. p

CH, +· poci₃ a:

o

NH^/ ^0 n-ch(ch₃)₂

CCc„, bentazon + NaOH (+KOH)

HqPOd * sodná alebo draselná sol bentazonu

Uvolňeniet2-metylpyridínu před recyklováním, napr. pósobením uhličitanu vápenatého:

HCI ^!CK_CHj ⁺

HCI r |) + CaCI₂ + co₂ + h₂o ch₃

+ CaCO₃ -5- (^j)__CH+ Ca(H₂PO₄)₂ + H₂O + CO₂

•ch₃ + CaCOg

4- CaHPO^ 4· H2O + CO2

Pri izolácii pyridinu alebo jeho derivátov podía vynálezu, za účelom hlavně jeho recyklovania, sa kyslé zložky z vodnej fázy viažu oxidmi, resp. produktami ich hydratácie, zvlášť hydroxidmi, alebo uhličitanmi kovov I. a/alebo II. skupiny Meitdelejevovej tabulky, najlepšie sodíka alebo vápníka a/alebo horčíka.

Přidáním oxidov, hydroxidov a/alebo uhličitanov, ako napr. uhličitanu vápenatého alebo hydroxidu vápenatého do kvapalnej zmesi voda - pyridinová báza - kyselina trihydrogénfosforečná··- kyselina chlorovodíková vznikají hlavně fosforečnany vápenaté a chlorid vápenatý. Fosforečnany vápenaté sa obvykle v podstatnej miere vylúčia ako tuhá fáza a chlorid vápenatý zostáva v kvapalnej fáze.

Takto po neutralizácii kyslých komponentov v uvedenej zmesi sa pyridin, 2-metylpyridín, připadne iná použitá pyridinová báza oddělí azeotropickou destiláciou. Destilát obsahujúci najčastejšie 50 až 70 % vody a 30 až 50 % pyridínovej bázy sa vyextrahuje vhodným chlórovaným uhlovodíkom, napr. 1,2-dichlóretánom. Organická vrstva obsahujúca najčastejšie do 3 % hmot. vody sa oddělí ako azeotropická zmes s dichlóretánom.

Organická vrstva pozostávajúca zo zmesi dichlóretán-2-metylpyridín sa použije na přípravu sulfonačného činidla - aduktu 2-metylpyridínu s oxidom sírovým (oxid sírový pochádza bu3 zo samotného oxidu sírového, připadne oddělený z olea alebo kyseliny chlórsulfónovej), pričom dichlóretán slúži ako rozpúšťadlo bázy.

Niektoré podrobnejšie údaje o uskutočnení spósobu podlá vynálezu, ako aj Salšie výhody, sú zřejmé z príkladov.

Příklad 1

Příprava 3-izopropyl-2,1,3-benzotiadiazín-4-on-2,2-dioxidu (bentazónu) z izopropylamidu kyseliny antranilovej sa uskutočňuje tak, že do zmesi bezvodých rozpúšťadiel - 1,2-dichlóretánu a 2-metylpyridínu (obsah 11,3 % hmot.) sa počas 30 min pri teplote 0 °C přidá 52,1 hmot. častí oxidu sírového. Po člalších 20 min sa přidá 92,7 hmot. častí izopropylamidu kyseliny antranilovej a zmes sa mieša počas 1 h pri teplote 20 °C.

K vzniknutéj suspenzii 2-metylpyridínovej soli kyseliny 1-(izopropylamidokarbonyl>ťfenýlsulfámovej kyseliny sa přidá pri teplote miestnosti počas 5 min'í54,2 hmot. častí oxychloridu fosforečného (POCl^ř a reakční zmes sa pod spátným chladičom zahřeje do varu. Po 2 h zohrievaní a vychladnutí sa reakčná zmes hydrolyzuje 416 hmot. časťami vody a extrahuje .300 hmot. časťami vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentrácii 8,5 % hmot.

Organická fáza sa opSť premyje 240 hmot. časťami vody. Spojené alkalické extrakty sa okyslia zriedenou kyselinou sírovou v množstve 66,6 hmot. častí o koncentrácii 50 % hmot. Vzniknutá zrazenina sa odfiltruje a vysuší. Získá sa 112 hmot, častí 3-izopropyl-2,l,3-benzotiadiazín-4-on-2,2-dioxidu (bentazónu) o teplote tavenia 130-134 °C.

Ďalej sa spracovávajú hydrolyzačné vody tak, aby sa z nich izolovali a recyklovali cenné zložky, hlavně 2-metylpyridín. Tak k 610 hmot. častiam hydrolyzačnýoh vód s obsahom 108 hmot. častí 2-metylpyridínu (17,7 % hmot) viazaného vo formě soli s anorganickou kyselinou (kyselina sírová, kyselina chlorovodíková, kyselina trihydrogénfosforečnáj, sa přidá 119 hmot. častí uhličitanu vápenatého a zmes sa mieša pri teplote miestnosti počas 30 min.

Uvolněný 2-metylpyridín sa oddestiluje v azeotropickej zmesi, obsahujúcej v 250 hmot. častiach azeotropickej zmesi 308 hmot. častí 2-metylpyridínu. Destilačný zvyšok sa odfiltruje, premyje vodou, vysuší a anorganická hmota sa deponuje.

Získaná azeotropická zmes sa spracuje extrakciou 1,2-dichlóretánom tak, že sa 250 hmot. častí azeotropickej zmesi extrahuje dvakrát po 190 hmot. časťami 1,2-dichlóretánu. Potom organická vrstva obsahuje 380 hmot. časti dichlóretánu, 108 hmot. častí 2-metylpyridínu a 6 hmot. častí vody. Vodná vrstva pozostáva zo 138 hmot. častí vody a 2 hmot. častí dichlčretánu. Z organickej vrstvy (494 hmot. častí) sa oddestiluje voda (6 hmot. častí vody a 34 hmot. častí dichlóretánu). Destilačný zvyšok obsahuje 1,2-dichlóretán a 2-metylpyridín (346 a 108 hmot. častí). Po úpravě zloženia (na 12,5 % hmot. 2-metylpyridínu) sa táto zmes znova použije na přípravu aduktu oxidu sírového s 2-metylpyridínom, ktorý je sulfonačným činidlom izopropylamidu kyseliny antranilovej.

Příklad 2

Postupuje sa podobné ako v přiklade 1, len miesto kyseliny sirovéj sa na okyslenie alkalických extraktov použije mólove rovnaké množství kyseliny trihydrogénfosforečnej a potom získaná anorganická hmota sa hedeponuje, lebo obsahuje prevážne vodorozpustné vápenaté hydrogénsoli kyseliny fosforečnéj, ktoré sa primiešavajú do priemyselných hnojiv.

Příklad 3

Příprava bentazónu sa uskutočňuje podlá postupu, ktorý je uvedený v příklade 1, len s tým rozdielom, že namiesto uhličitanu vápenatého sa použije bezvodý uhličitan sódny. Organická vrstva po azeotropickej destilácii obsahuje 346 hmot. častí 1,2-dichlóretánu a 106 hmot. častí 2-metylpyridínu. Po extrakcii destilátu dichlóretánom vo vodnej vrstvě ostávajú 2 hmot. časti 2-metylpyridínu. Regenerovaná zmes dichlóretán s 2-metylpyridínom sa použije pre přípravu aduktu s oxidom sírovým.

Příklad 4

Příprava bentazónu sa uskutočňuje podlá příkladu 1, ale s tým rozdielom, že na neutralizáciu kyslých solí 2-metylpyridínu sa použije hydroxid sodný. Organická vrstva (destilačný zvyšok)¹ po azeotropickej destilácii obsahuje 343 hmot. častí dichlóretánu, 100 hmot. častí 2-metylpyridínu; 8 hmot. častí 2-metylpyridínu zostáva vo vodnej vrstvě po extrakcii destilátu (azeotropická zmes) dichlóretánom.

Příklad 5

Postup přípravy bentazónu sa uskutočňuje podlá přikladu 1, ale s tým rozdielom, že na neutralizáciu kyslých solí 2-metylpyridínu sa použije 1 100 hmot. častí vápenného mlieka (obsah 8 % hmot. hydroxidu vápenatého). Organická vrstva obsahuje 325 hmot. častí dichlóretánu, hmot. častí 2-metylpyridínu. Vodná vrstva po extrakcii dichlóretánom obsahuje 14 hmot. častí 2-metylpyridínu.

Příklad 6

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, len miesto izopropylamidu kyseliny antranilovej sa použije rovnaké molové množstvo sek. butylamidu kyseliny antranilovej. Získá sa 123,5 hmot. častí 3-sek.butyl-2,1,3-benzotiadiazín-4-on-2,2-dioxidu o teplote tavenia 153-154 °C.

Claims (1)

1. Spůsob výroby derivátov 2,l,3-benzotiadiazín-4-on-2,2-dioxidu obedného vzorca

   PREDMET VYNALEZU

   X v ktorom R' je vodík alebo alkyl až C₅, X je vodík, sodík alebo draslík, z derivátov kyseliny antra antranilovej obecného vzorca

   CONHR* nh₂ kde R' má vyššie uvedený význam, ktoré reagujú s oxidom sírovým a/alebo s kyselinou ohlórsulfónovou v přítomnosti najmenej jednej organickej bázy alebo s aduktom oxidu sírového na organické bázu alebo bázý za vzniku odpovedajúcich solí sulfámovej kyseliny, ktoré samotné a/alebo volné sulfámové kyseliny sa dehydratačne cyklizujú působením halogenidov a/alebo anhydridov kyselin, s výhodou oxychloridom fosforečným, vyznačujúci sa tým, že po dehydratačnej cyklizácii sa surový reakčný produkt hydrolyzuje vodou a oddělí sa ťažšia organická a lahšia vodná fáza, z organickej fázy, s výhodod.za miešania, sa působením vodného roztoku aspoň jedného hydroxidu alkalického kovu, s výhodou hydroxidu sodného, oddělí sodná a/alebo draselná sol 3-alky1-2,l,3-tiadiazín-4-on-2,2-dioxidu vo formě prevážne vodného roztoku, z ktorého sa izoluje 3-alky1-2,1,3-tiadiazin-í-op -4-on-2,2-dioxid po prezrážaní kyselinou s následnou separáciou a potom sa lahšia vodná fáza neutralizuje najmenej jedným oxidom, hydroxidom alebo uhličitanom alkalického kovu alebo zeminy, s výhodou uhličitanom vápenatým a/alebo uhličitanom horečnatovápenatým, pričom uvolněná báza alebo bázy, ako 2-metylpyridín, sa oddelia azeotropickou destiláciou s vodou a/alebo extrakčnou reaktifikáciou s 1,2-dichlóretanom a následným extrakčným a/alebo destilačním delením sa regeneruje organická báza alebo organické bázy a rozpúšťadlo, pričom zvyšky vody sa oddelia, s výhodou extrakčnou destiláciou, organická báza alebo bážy a rozpúšťadlá sa vraeajú do stupňa přípravy aduktu, pričom destilačný zvyšok z azeotropickej destilácie a/alebo extrakčnej rektifikácie sa deponuje a/alebo separuje, s výhodou filtráciou alebo odstreSovaním anorganického podielu.