DD271328A5

DD271328A5 - Verfahren zur herstellung von anilinofumaraten

Info

Publication number: DD271328A5
Application number: DD87317184A
Authority: DD
Inventors: Donald R Maulding
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1987-08-28
Publication date: 1989-08-30
Also published as: DD262024A5; SU1736334A3; UA19160A; ZA876455B; DD271326A5; GEP19970662B; US4675432A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Anilinofumaraten, die wichtige Zwischenprodukte bei der Herstellung der hochwirksamen 2-(2-Imidazolin-2-yl)chinolin-3-carbonsaeureherbicidmittel darstellen. Erfindungsgemaess wird ein Dichlorsuccinat der Formel ClCHCO2R ClCHCO2Rworin R C1-C4-Alkyl ist, mit einem Molaequivalent Anilin in einem inerten organischen Loesungsmittel und zwei oder mehr Molaequivalenten einer waessrigen Base in Anwesenheit eines Phasenuebergangskatalysators bei einer Temperatur von etwa 20C bis 90C ueber einen Zeitraum von 1-24 Stunden umgesetzt.

Description

-2- 271328 Darlegung des Wesens dar Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren für die Herstellung von Anilinofumarat der allgemeinen Formel I unter Verwendung von Dichlorsuccinaten zur Verfügung zu stellen. Diese sind in großen Mengen leicht verfügbar und bieten daher ein Verfahren für die Herstellung großer Mengen von Anilinofumarat und damit von Chinolin-2,3-dicarbonsäure und Estern davon für die nachfolgende Produktion von herbicider 2-(4-lsopropyl-4-methyl-5-oxo-2-imidazolin-2-yl)chinolin-3-carbonsäure. Estern und Salzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt das Umsetzen eines Dichlorsuccinats der Formel I, worin R C₁-C₄-AIkYl ist, mit einem Moläquivalent Anilin und einem Minimum von 2 Moläquivalenten (gleich oder größer als 2 Moläquivalonto) wäßriger Base in Anwesenheit eines Phasenübergangskatalysators in einem organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 2O⁰C bis 9O⁰C über einen Zeitraum von 1 bis 24 Stunden und Isolieren des auf diese Weise gebildeten Anilinofumarats. Chinolin-2,3dicarbonsäure kann dann aus dem auf diese Weise gebildeten Anilinofumarat hergestellt werden, indem das Anilinofumarat mit einer ungefähr äquimolaren Menge eines Vilsmeier-Reagens (Immoniumsalz) in Anwesenheit eines Kohlenwasserstofflösungsmittels wie Toluen oder eines chlorierten Kohlenwasserstofflösungsmittels wie Methylenchlorid, Dichlorethan, Orthodichlorbenzen, Chlorbenzen oder Gemischen davon bei einer Temperatur von etwa 40°C bis 130°C über einen Zeitraum umgesetzt wird, der ausreicht, um die Umsetzung im wesentlichen zu vollenden und ein Dialkylchinolin-2,3-dicarboxylat zu gewinnen. Dieses Chinolin-2,3-dicarboxylat wird hydrolysiert, entweder unter sauren oder basischen Bedingungen, um Chinolin-2,3-dicarbonsäure zu erhalten.

Die vorstehenden Umsetzungen werden graphisch in den Reaktionsschemata Il a und Il veranschaulicht, worin R der Beschreibung in Formel I entspricht.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Anilin durch das erfindungsgemäße Verfahren mit Dialkyldichlorsuccinaten umgesetzt werden kann, um direkt Anilinofumarat zu gewinnen. Diese Verfahrensweise eliminiert eine Verfahrensstufe, die bei der kürzlich entdeckten neuartigen Synthese von Anilioofumarat erforderlich ist, bei der zuerst Dialkyldichlorsuccinat mit einem primären oder sekundären Amin umgesetzt wird und dann das entstehende Produktgemisch mit Anilin umgesetzt wird. Das neue erfindungsge;:ipße Verfahren stellt somit ein einfaches und direkteres Verfahren für die Anilinofumarathetstelking zur Verfügung. Dieses Verfahren wiederum verringert Transport, Verarbeitung, Ablauf und Einfluß von Zwischenreaktionon und Reagenzien, wodurch ein Verfahren entsteht, das saubdrer, !Sicherer, billiger und effektiver ist als früher vorgestellte Verfahren. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Diethyldichlorsuccinat (0,01 Mol) in Monochlorbenzen mit Anilin (0,01 Mol) umgesetzt, indem das Gemisch in Anwesenheit von 0,3Moläquivalenten wäßrigem Natriumhydroxid (33% NaOH Masse/ Masse) und einer katalytischen Menge (5Mol-%) Tetrabutylammoniumchlorid über einen Zeitraum von 2 Stunden und 30 Minuten bei 75°C bis 80 °C gerührt wird. Das auf diese Weise hergestellte Anilinofumarat läßt sich leicht isolieren, indem Wasser zugesetzt, die organische Schicht gewaschen, die organische Phase abgetrennt und das Lösungsmittel entfernt wird. Wäßrige Basen, die für die Herstellung von Anilinofumarat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, umfassen Natrium- und Kaliumhydroxid, -carbonat und -hydrogencarbonat in Konzentrationen von 15 bis 50Ma.-%, in Mengen, die ausreichen, um etwa 2 Moläquivalen'e verfügbare Base zur Verfügung zu stellen, weshalb die oben angeführten Basen vorzugsweise in Mengen von 1 bis' .violäquivalenten verwendet werden. Die Carbonate werden in Mengen von etwa 1 bis 3 Moläquivalenten und die Hydro- .e und Hydrogencarbonate in Mengen von etwa 2 bis 3 Moläquivalonien eingesetzt. Die quaternären Ammoniumphasenübergangskatalysatoren wie Tetrabutylammoniumchlorid und Benzyltriethylammoniumchlorid in Mengen von nur 0,05 Moläquivalent haben für das Verfahren der Erfindung vergleichbare Ergebnisse gebracht. Andere Reagenzien, die in der Lagt sind, zweiphasige Reaktionen zu katalysieren, und unter den Bedingungen dieser Reaktion Stabilität zeigen, sind ebenfalls geeignet.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Verwendung von 1,1 bis 3,0 Moläquivalenten 15- bis 50%igen wäßrigen Natriumcarbonats oder Kaliurncarbonats, vorzugsweise in Verbindung mit dem Einsatz von 2 bis 10Mol-% Tricaprylylmethylammoniumchlorid oder Tributylmethylammoniumchlorid unerwartet hohe Anilinofumaratausbeuten erbringt.

Im allgemeinen sind die organischen Lösungsmittel, die bei dem et findungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommen, gegenüber den Reaktionsbedingungen inort und schließen solche Lösungsmittel wie Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe und chlorierte Derivate davon ein, wobei chlorierte aromatische Kohlenwasserstoffe wie Chlorbenzen und aromatische Lösungsmittel wie Toluen bevorzugt werden.

Die erfindungsgemäße Umsetzung verläuft mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in einem Temperaturbereich von etwa 2O⁰C bis 90⁰C, wobei 2O⁰C bis 85°C bevorzugt werden und 2O⁰C bis 8O⁰C die bevorzugtesten Temperaturen sind.

Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend anhand einiger Beispiele näher erläutert werden, die kdine Einschränkung desselben bedeuten.

Beispiel 1

Herstellung von Dlchlorsucclnat

Man läßt Chlorgas in eine Ethylendichloridlösung von Diethylmaleat mit Ethanolgehalt (0,1 Moläquivalente) hineinperlen.

Nachdem das Gemisch 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt worden ist, wird es 5 Minuten lang mit Stickstoffgas gespült, und das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt, um das Dichlorsuccinat in einer Ausbeute von 94% zu gewinnen (Reaktionsschema III)

Beisplele2bls14 Herstellung von Diethylanilinofumarat

Anilin (0,93g, 0,01 Mol) wird einer gerührten Lösung von Diethyldichlorsuccinat (hergestellt gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 oben aus Oiethylmaleat (0,01 Mol) in Monochlorbenzol zugesetzt. Dann werden bei Raumtemperatur wäßriges Natriumhydroxid (3,6g, 33% Masse/Masse, 0,03 Mol) und Tetrabutylammoniumchlorid (0,14g, 0,005MoI) zugesetzt. Das entstehende Gemisch wird 2 Stunden und 30 Minuten bei 75⁰C bis 80⁰C gerührt. Dann wird das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und Wasser (10ml) wird zu dem gerührten Gemisch hinzugegeben. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt, und die entstehende organische Lösung wird durch Gas-Flüssig-Chromatografie auf Anilinofumarat analysiert. Die Isolierung des Produkts durch Entfernung des Lösungsmittels ergibt 1,25g \nilinofumarat.

(Reaktionsschema IV)

Unter Anwendung des obigen Verfahrens entsteht mit verschiedenen Phasenüborgangskatalysatoren, wäßrigen Basen unterschiedlicher Konzentrationen und Lösungsmitteln Anilinofumarat, wie in Tabelle I veranschaulicht.

Tabelle I

Beispiel	•	5	Phasenübergangs	Lösungs	Temp.	Zeit	Base	Mol	% Ausbeute an Anilino
			katalysator (Mol-%)	mittel	⁰C	Std.	(Konz.)		fumarat (basierend auf
								Diethylmaleat als Aus
	6						0,2	gangsprodukt
3		Rcnzyltriethyl-	Monochlor	75-80	2,0	NaOH
		ammonium	benzen			(33%)	0,1
	7	Chlorid (5,0)				K₂PO₃		32
4		Tetrabutyl-	Monochlor	75-80	2,5	NaOH		48
	ammonium	benzen		3,0	(33%)
8	Chlorid (5,0)					0,3
	Benzyltriethyl-	Monochlor	30-43	0,5	NaOH		32
	ammonium	benzen	dann	3,0	(33%)
9	chlorid (5,\.,		25-30			0,3
	Benzyltriethyl-	Monochlor	25-48	0,5	NaOH		18
	ammonium-	benzen	dann		(50%)
10	chlorid (5,0)		25-30	2,5		2,2
	Tricaprylylmethyl-	Toluen	75-80	10	Na₂CO₃		78
	ammonium-				(20%)
11	chlorid(5,0)					2,2
	Tricapryfylmethyl-	Toluen	75-80	6	Na₂CO₃		43
	ammonium-				(40%)
12	chlorid (5,0)					2,2
	Tributylmethyl-	Toluen	75-80	10	Na₂CO₃		56
	ammonium-				(20%)
13	chlorid (6,0)					2,5
	Tricaprylylmethyl-	Toluen	75-80	10	NaHCO₃		66
	ammonium-				(15%)
14	chlorid (5,0)					3,0
	Tricaprylylmethyl-	Toluen	75-80	5	K₂CO₃		62
ammonium-				(50%)
chlorid(5,0)					1,2
Tricaprylylmethyl-	Toluen	75-80	10	Na₂CO₃		73
ammonium-				(20%)
chlorid (5,0)					2,2
Benzyltriethyl-	Toluen	75-80	10	Na₂CO₃		8
ammonium-				(20%)
chlorid (6,0)					2,2
keiner	Toluen	75-80	10	Na₂CO₃		1
				(20%)

Beispiele 15 bis 18

Herstellung von Diethyldiethylaminomaleat und Diethyl^-chlor-S-dlethylaminosuccinat Diethylamin (2,41 g, 0,033MoI) wird tropfenweise zu gerührter Lösung von Diethyldichlorsuccinat (2,59g, 0,01 Mol) in Toluen (15ml) gegeben. Das entstehende Gemisch wird 8 Stunden bei SO⁰C bis 85°C gehalten und dann 3 Stunden unter Rückflußkühlung gekocht. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches auf Raumtemperatur wird es mit Wasser (15ml) gewaschen, und die Toluenschicht wird abgetrennt und unter vermindertem Druck eingedampft, so daß 2,07g (85%) des Gemisches aus Diethyldiethylaminomaleat und der Chloraminosuccinat-Titelverbindung in einem Maleat/Succinat-Verhältnis von 7,5:1 entstehen (Reaktionsschema V).

Wenn das obige Verfahren angewendet und das entsprechende Amin für Diethylamin eingesetzt wird, entstehen die in Tabelle Il aufgeführten Produkte.

Tabelle II Beispiel

Amin

%Ausbeute (Maleatund Succinat)

Maleat/ Succinat-Verhältnis

NH

4:1

HNC₄H₀Ii

44 (Fumarat)

52 (l^:umarat)

Beispiele 19 bis 22 Herstellung von Anllinofumarat

Anilin (0,93g, 0,01 Mol) wird einer Toluen-(20ml)-Lösung von Essigsäure (3,0p, 0,05Mol) und dem im obigen Beispiel 2 hergestellten Gemisch von Diethyldiethylaminomaleat und Diethyl^-chlor-S-diethylaminosuccinat zugesetzt. Die entstehende Lösung wird 4 Stunden bei 80°C bis 85°C gehalten. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches auf Raumtemperatur wird es mit Wasser (10ml) und dann mit verdünnter HCI (12% Masse/Masse, 2 ml) gewaschen.

(Reaktionsschema Vl)

Analyse der entstehenden Toluenlösung durch Gas-Flüssig-Chromatografie und Isolierung des Produktes ergeben eine Gesamtausbeute der Sequenz, ausgehend von Diethylmaleat, von 69%.

Bei Anwendung des obigen Verfahrens ergeben die in den Beispielen 2 bis 5 gewonnenen Gemische aus Alkylaminomaleat und Chloralkylaminosuccinat die in Tabelle III verzeichneten Ausbeuten an Anilinofumarat auf der Basis von Diethylmaleat als

Ausgangsstoff.

Tabelle III

Beispiel	Ausgangsstoff	% Ausbeute für die Se	67%
	von Beispiel	quenz, ausgehend von Di	38%
		ethylmaleat oder Diethyl-	45%
		fumarat	40%
7	3
8	4
9	5
10	2 ke.ii zehnstündiges
	Kochen unter Rückfluß
	kühlung von organischer
	Säure

F.e!spiel23

Herstellung von Diethyloxylacetat unr¹, anschließende Herstellung von Diethylanilinofumarat Eine Toluen-(15mi)-Lösung eines Ge nisches aus Diethyldiethylaminomaleat und Diethyl^-chlor-a-diethylaminosuccinat (2,43g, 0,01 Mol) wird nach dem Verfahren des vorstehenden Beispiels 2 hergestellt und mit Wasser (5,0) mit einem Gehalt von 2,15g (0,015 Mol) konzentrierter HCI zwei Stunden und 30 Minuten lang gerührt. Die Toluenschicht mit Diethyloxylacetatgehalt wird abgetrennt und Anilin (0,93g, 0,01 Mol) zugesetzt. Die entstehende Lösung wird 30 Minuten bei Raumtempert tür gerührt und dann eine Stunde und 30 Minuten unter Rückflußkühlung gekocht, während das sich bildende Wasser in einem üean-Stark-

Sammler gesammelt wird.

Die Analyse der gekühlten Toluenlösung durch Gas-Flüssig-Chromatografie zeigt eine Ausbeute von 55% Diethylanilinofumarat

(Reaktionsschema VII).

η tr s r>

Reaktionsschema I

NH₂

R¹- CO-CH₂CO₂R

oder R¹¹O₂C-C ^e C-CO₂R'

HCCO₂R

C-R'

Cl

(Y) oder

η = U oder

CI-CH-CO₂R CI-CH-CO₂R

(D

Reaktionsschema IE A

CI-CH-CO₂R Ct—CH-CO₂R

Dichlorsuccinat Inertes

Lösungs· mittel NH₅

Wäflrige

Base

PTC

RO₂CC-H

NH-C-CO₂R

Anilin

Anilinofumarat

Reaktionsschema E B

RO₂CC-H I! NH-C-CO₂R

Anilinofumarat

Vilsmeier Reagens

N⁵ CO₂R CO₂R

Chinolin-2, 3-dicarboxylat

Hydrolyse ( sauer ι basisch )

CO₇H

Chi nolin -2,3- dicarbonsäure

Reaktionsschema IH

HC-CO₂C₂H₅ HC—CO₂C₂H₅

Cl₂

EtOH CI-CH-CO₂C₂H₅

(cat) CI-CH-CO₂C₂₁H₅

Reaktionsschema 12!

CI-CH-CO₂C₂H₅ CI-CH-CO₂C₂H₅

MonocUorbenzen

NH,

NaOH/wäfirig

_n_- C₄H₉NCI

C₂H₅O₂CCH

NH-C-CO₂C₂H₅

Reaktionsschema

Cl — CH-CO₂C₂H₅

Cl- CH-CO₂C₂H₅ HC-CO₂C₂H₅

Il

I₅J₂N- C-CO₂C₂H₅ (C₂H₅)₂ NH

H CI-C-CO₂C₂H₅

(C₂H₅)N-C-CO₂C₂H₅H

Reaktionsschema "VT

HC-CO₂C₂H₅ (C₂H₅J₂N- C-CO₂C₂H₅

Cl

H-C-CO₂C₂H₅

(C₂H₅J₂N-C-CO₂C₂H₅ H

NH:

HOAC

C₂H₅O₂CCH.

-N-C-COAH₅

Reaktionsschema

HC-CO₂C₂H₅

(C₂H₅J₂N-C-CO^C₂H₅

Cl

H-C-CO₂C₂H₅

(C₂H₅J₂N-C-CO₂C₂H₅ H

HCl

Toluen

H₂C—CO₂C₂H₅

O=C-CO₂C₂H₅

C₂H₅O₂CCH

Anilin

N-C-CO₂C₂H₅

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Anilinofumaraten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichlorsuccinat der Formel I, worin R C₁-C₄-AIkVl ist, mit einem Moläquiyalent Anilin in einem inerten organischen Lösungsmittel und zwei oder mehr Moläquivalenten einer wäßrigen Base in Anwesenheit eines Phasenübergangskatalysators bei einerTemperatur von etwa 20⁰C bis 9O⁰C vorzugsweise von 20⁰C bis 85⁰C über »inen Zeitraum von 1 bis 24 Stunden umgesetzt wird.

-1 - 271 3*8 Patentansprüche:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der wäßrigen Base um 15- bis 50%iges, vorzugsweise 20- bis 50%iges Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Gemische davon, bei dem Phasenübergangskatalysator um quaternäres Ammoniumsalz, das aus solchen Salzen wie n-Butylammoniumchlorid, Benzyltriethylammoniumchlorid oder Gemischen davon besteht und bei dem organischen Lösungsmittel um einen Kohlenwasserstoff, aromatischen Kohlenwasserstoff, chlorierter, aromatischen Kohlenwasserstoff, aromatischen Kohlenwasserstoff oder Gemische davon handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der wäßrigen Base um etwa 1,1 bis 3,0 Moläquivalentö 15- bis 50%iges Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat oder eines Gemisches davon und boi dem quaternären Ammoniumsalz um Tricaprylylmethylammoni¹ imchlorid oder Tributylmethylammoniumchlorid handelt.

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein neues Verfal,, en zur Herstellung von Anilinofumaraten. Diese Fumarate sind nützliche Zwischenverbindungen bei der Herstellung von herbiciden Pyridin- und Chinolinimidazolinonverbindungen.

Charakteristik des be kannten Standes der Technik

Die bisher hergestellten herbiciden Pyridin- und Chinolinimidazolinonverbindungen schließen 2- (4-lsopropyl-4-methyl-5-oxo-2-imidazo!in-2-yl)chinolin-3-carbonsäure, Ester und Salze davon ein und werden in EPO-PS 0041623 (hier durch Bezugnahme eingeschlossen) offenbart. Diese herbiciden Imidazolinylchinolincarbonsäuren können hergestellt werden nach dem in US-PS 4513780 beschriebenen Verfahren durch Cyclisierung, unter basischen Bedingungen, einer entsprechend substituierten 2-Carbonylchinolin-3-carbonsäure, die wiederum durch die Umsetzung eines substituierten Chinolin-2,3-dicarbonsäureanhydrids und von entsprechend substituierton Aminocarboxamid oder Aminothiocarboxamid hergestellt wird. Chinolin^.a-dicarbonsäureanhydride werden nach im Fachgebiet bekannten Verfahren aus den zweibasischen Säuren hergestellt. Die zweibasischen Säuren selbst sind allerdings nicht leicht verfügbar. Ein für die Herstellung von Chinolin-2,3-dicarbonsäure und deren Estern nützliche Verfahren durch Umsetzen eines beta-anilinoalpha, beta-ungesättigten Esters mit einem Immoniumsalz (gewöhnlich Vilsmeier-Reagens genannt) ist inzwischen vorgeschlagen wordun. Die beta-anilino-alpha, beta-ungesättigten Ester werden durch die Umsetzung entsprechend substitjierter Aniline mit Ketoestern oder Dialkylacetylendicarboxylaten gewonnen. Diese Gesamtumsetzung (ür die Herstellung von Chinolin-2,3-dicarboxylaten wird in Reaktionsschema I gezeigt, worin R' CH₃ oder CO₂R" ist und R" C|-C₄-Alkyl ist und R"' CH₃ (oder C₁-C₄-AIlCyI) ist.

Wenn R' CH₃ ist, wird die zweibasische Säure durch gleichzeitige Oxidation und Hydrolyse des Produktes unter wäßrigen basischen Bedingungen in Anwesenheit von Dinickeltrioxid, wie in US-PS 4459409 beschrieben, gewonnen. Leider 'st die Verfügbarkeit von Ketoestern und Dialkylacetylendicarboxylaten wie Diethyloxalacetat und Dietylacetylendicarboxylat begrenzt, wodurch die Mengen an Anilinofumarat und Chinolin-2,3-dicarbonsäure begrenzt sind, wobei es sich um da:: Zwischenprodukt handelt, das für die Herstellung herbicider 2-(4-lsopropyl-4-methyl-5-oxo-imidazolin-2-yl)chinolin-3-carboniiäure, Estern und Salzen davon erforderlich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, diesen Engpaß zu überwinden und eine neue Quelle für Anilinofumarat zu schaffen. Mit einer günstigen Anilincfumaratquellis steht dann ein effektives und neues Verfahren für die Gewinnung einer günstigen Quelle von Chinolin-2,3-dicarbonsäure für din Herstellung der Herbicide, 2-(4-lsopropyl-4-rr»ethyl-5-oxo-2-imidazolin-2-yl)chinolin-3-carbonsäure, Estern und Salzen davon zur Verfügung.