ES2228923T3 - Procedimiento para la preparacion de derivados de quinolina. - Google Patents

Procedimiento para la preparacion de derivados de quinolina.

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Abstract

Un procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula I en la que R1 es hidrógeno o cloro y R2 es hidrógeno, alquilo de 1 a 8 átomos de carbono o alquilo de 1 a 8 átomos de carbono substituido por alcoxi de 1 a 6 átomos de carbono o por alqueniloxi de 3 a 6 átomos de carbono, procedimiento que comprende a) introducir la porción principal de la cantidad que ha de hacerse reaccionar de un compuesto de fórmula II en una mezcla de disolventes que comprende al menos un disolvente orgánico capaz de formar un azeótropo con agua y al menos un disolvente dipolar aprótico; b) dosificar una base acuosa fuerte en una cantidad equivalente a esa porción principal de la cantidad total del compuesto de fórmula II; c) añadir la porción restante de la cantidad que ha de hacerse reaccionar del compuesto de fórmula II; d) añadir una base débil en una cantidad que es al menos equivalente a esa porción restante; e) retirar el agua de la mezcla de reacción mediante destilación azeotrópica; f) añadir uncompuesto de fórmula III en la que R2 es como se define para la fórmula I; y g) aislar el compuesto resultante de fórmula I de la mezcla de reacción.

Description

Procedimiento para la preparación de derivados de quinolina.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de derivados de quinolina haciendo reaccionar 8-hidroxiquinolinas con ésteres de ácido cloroacético.
Se conocen derivados de quinolina usados para proteger plantas cultivadas de la acción fitotóxica de los herbicidas, por ejemplo de EP-A-0 094 349 y US-A-5 441 922.
De acuerdo con EP-A-0 094 349, tales derivados de quinolina deben prepararse haciendo reaccionar 8-hidroxiquinolinas con derivados de ácido cloroacético en presencia de una base y un disolvente inerte a temperatura elevada. Los rendimientos obtenidos no son satisfactorios, especialmente para la preparación a gran escala de esos compuestos. Por otra parte, se forman en ese procedimiento subproductos no deseables, por ejemplo alcoholes, que reducen significativamente la calidad del producto.
De acuerdo con esto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de derivados de quinolina que se distingue por los altos rendimientos y la buena calidad de los productos y se evitan las desventajas de los procedimientos conocidos.
El procedimiento de acuerdo con la invención para la preparación de compuestos de fórmula I
1
en la que
R_{1} es hidrógeno o cloro y
R_{2} es hidrógeno, alquilo de 1 a 8 átomos de carbono o alquilo de 1 a 8 átomos de carbono substituido por alcoxi de 1 a 6 átomos de carbono o por alqueniloxi de 3 a 6 átomos de carbono, comprende
a) introducir la porción principal de la cantidad que ha de hacerse reaccionar de un compuesto de fórmula II
2
en una mezcla de disolventes que comprende al menos un disolvente orgánico capaz de formar un azeótropo con agua y al menos un disolvente dipolar aprótico;
b) dosificar una base acuosa fuerte en una cantidad equivalente a esa porción principal de la cantidad total del compuesto de fórmula II;
c) añadir la porción restante de la cantidad que ha de hacerse reaccionar del compuesto de fórmula II;
d) añadir una base débil en una cantidad que es al menos equivalente a esa porción restante;
e) retirar el agua de la mezcla de reacción mediante destilación azeotrópica;
f) añadir un compuesto de fórmula III
3
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en la que R_{2} es como se define para la fórmula I; y
g) aislar el compuesto resultante de fórmula I de la mezcla de reacción.
El compuesto de fórmula I puede aislarse, por ejemplo, precipitando en agua y filtrando, seguido por secado. Se da una preferencia especial al aislamiento del compuesto de fórmula I de la mezcla de reacción, después de la terminación de la etapa de reacción f), separando por destilación los disolventes, preferiblemente bajo presión reducida, especialmente a vacío. Después de separar por destilación los disolventes, una pequeña cantidad de ácido acético se añade preferiblemente a la masa fundida de producto para neutralizar el exceso de base y a continuación se añade agua para retirar las sales. La fase acuosa se separa y la fase orgánica de producto se extrae de nuevo con agua. Las extracciones con agua se llevan a cabo preferiblemente a temperaturas de 80ºC hasta la temperatura de ebullición de la mezcla de reacción, especialmente a una temperatura de 90 a 95ºC.
Después de que se haya separado la segunda fase acuosa, el agua todavía disuelta en la masa fundida de producto puede separarse por destilación bajo presión reducida, especialmente a vacío.
El compuesto de partida de fórmula II se usa en el procedimiento de acuerdo con la invención en dos porciones. La porción principal, preferiblemente de 0,70 a 0,98 equivalentes molares (de un total de 1 equivalente molar), especialmente 0,95 equivalentes molares, se usa como carga inicial al principio del procedimiento y la porción restante se añade después de la adición de la base fuerte. Antes de añadirse, la porción restante se forma preferiblemente como una suspensión en un disolvente que tiene propiedades dipolares apróticas, especialmente N-metilpirrolidona. Es ventajoso usar el mismo disolvente que ya se ha usado para la porción principal de la cantidad total del compuesto de fórmula II.
La base débil se añade en una cantidad equivalente a esa porción restante o en exceso, preferiblemente en una cantidad de 1 a 3 equivalentes molares, especialmente 2 equivalentes molares, basado en la porción restante del compuesto de fórmula II.
Disolventes orgánicos capaces de formar un azeótropo con agua son, por ejemplo, tolueno o xileno o mezclas de los mismos, preferiblemente tolueno.
Disolventes que tienen propiedades dipolares apróticas son, por ejemplo, N-metilpirrolidona, dimetilformamida, dimetilacetamida y acetonitrilo o mezclas de los mismos, preferiblemente N-metilpirrolidona.
Dentro del contexto de la presente invención, bases fuertes son preferiblemente los hidróxidos de metales alcalinos y metales alcalinotérreos, especialmente hidróxido sódico e hidróxido potásico.
Dentro del contexto de la presente invención, las bases débiles son preferiblemente los carbonatos de metales alcalinos y metales alcalinotérreos, especialmente carbonato sódico y carbonato potásico.
El compuesto de fórmula III se dosifica en una cantidad equivalente o en un ligero exceso con relación a la cantidad total de compuesto de fórmula II usado. Se da preferencia al uso de un ligero exceso, especialmente de 1,01 a 1,1 equivalentes, más especialmente de 1,01 a 1,03 equivalentes, muy especialmente 1,02 equivalentes, de compuesto de fórmula III. La reacción del compuesto de fórmula II con el compuesto de fórmula III se lleva a cabo preferiblemente bajo presión reducida, especialmente a una presión de 10 a 50 kPa, más especialmente a 25 kPa.
La base fuerte se añade a temperatura ambiente o, preferiblemente, a temperatura elevada, especialmente a una temperatura de 40 a 50ºC, más especialmente de 42 a 45ºC.
El compuesto de fórmula II se hace reaccionar con el compuesto de fórmula III a temperatura elevada, preferiblemente a de 75 a 85ºC, especialmente de 78 a 80ºC.
El procedimiento de acuerdo con la invención tiene un número de ventajas sobre la técnica anterior: En estado seco, el compuesto de fórmula II usado como material de partida puede manejarse sólo con una dificultad importante ya que se forman cantidades extremadamente grandes de polvo. Por esta razón, el compuesto, como norma, se almacena en una forma que contiene agua de cristalización y habitualmente también está disponible comercialmente en esa forma (contenido de agua generalmente de aproximadamente 30 a 50%). El contenido de agua del compuesto de fórmula II usado es generalmente muy variable debido a que, después de la destilación azeotrópica con tolueno, es necesario determinar el contenido exacto de compuesto de fórmula II en la mezcla; de otro modo, la cantidad de otros reaccionantes que han de usarse no puede calcularse con suficiente exactitud y por lo tanto pueden dosificarse cantidades excesivas insuficientes, dando como resultado pérdidas significativas de rendimiento y/o una reducción en la calidad del producto. El procedimiento de acuerdo con la invención evita esas desventajas por medio del procedimiento de procesamiento especial del modo simple siguiente:
Al principio del procedimiento, se usa una porción del compuesto de partida de fórmula II como carga inicial y la base fuerte se dosifica hasta que el compuesto de fórmula II se ha convertido cuantitativamente en la sal correspondiente. Cuando el pH se mide continuamente durante la adición de la base, ese punto en el tiempo puede reconocerse simplemente en un salto en la curva de pH (pH > 13, es decir, aparecen iones hidroxilo libres después de que la conversión de la sal sea completa). Sobre la base del consumo conocido de base fuerte, las cantidades de los otros materiales de partida pueden calcularse exactamente a continuación.
Una ventaja adicional del procedimiento de acuerdo con la invención es que el producto aislado de fórmula I puede obtenerse en la forma de una masa fundida y también puede almacenarse en esa forma. Aislar el compuesto de fórmula I en la forma de un producto seco es, en contraste, laborioso y prolongado debido a que, en el caso de la preparación a escala industrial, el procedimiento de secado para retirar agua residual puede durar hasta una semana.
Ejemplo de preparación
Preparación de éster 2-(5-cloroquinolin-8-iloxi)-1-metilhexílico de fórmula 4:01
\vskip1.000000\baselineskip
4
Se añade, a una temperatura de 42 a 45ºC, hidróxido sódico acuoso al 30% en porciones a una mezcla de 1705 kg (aproximadamente 0,95 equivalentes) de 5-cloro-8-hidroxiquinolina (aproximadamente 70%, conteniendo agua de cristalización) en 1400 kg de tolueno y 3200 kg de N-metilpirrolidona en un recipiente agitado, hasta que la adición de una porción da lugar a un salto en el pH de > 0,5 y, al mismo tiempo, el pH es > 13 (de aproximadamente 740 a 840 kg). La cantidad de 5-cloro-8-hidroxiquinolina calculada a partir del consumo de hidróxido sódico acuoso se añade a continuación en 200 kg de N-metilpirrolidona de modo que la cantidad total es 1 equivalente (aproximadamente 63 kg). Después de separar por destilación azeotrópica el agua, se añade carbonato potásico (aproximadamente 97 kg, correspondientes a 0,1 equivalentes, basado en la cantidad total de 5-cloro-8-hidroxiquinolina usada). Se añaden a continuación a la mezcla de reacción 1,02 equivalentes de éster 1-metilhexílico de ácido cloroacético a una temperatura de 78 a 82ºC y una presión de 25 a 30 kPa. Después de que la reacción sea completa y los disolventes se hayan separado por destilación a vacío hasta una temperatura de 120ºC, se añaden a continuación 80 kg de ácido acético al 80% a 80-95ºC. Se añaden a continuación 4500 litros de agua desmineralizada a una temperatura de 80-95ºC. Después de la separación en capas, la masa fundida de producto inferior a una temperatura de 80-95ºC se separa en 3700 litros de agua desmineralizada a una temperatura de 80-95ºC en un segundo reactor. Después de la separación en capas, la masa fundida de producto inferior a una temperatura de 80-95ºC se separa en un reactor adicional y el agua residual que permanece en forma disuelta se separa por destilación de la masa fundida de producto a vacío a una temperatura de 80 a 115ºC. Se obtienen 2310 kg (94% de la teoría, basado en la 5-cloro-8-hidroxiquinolina) de éster 2-(5-cloroquinolin-8-iloxi)-1-metilhexílico que tiene un contenido de 95%.
El procedimiento de acuerdo con la invención es especialmente adecuado para la preparación de los compuestos indicados en la siguiente Tabla 1.
TABLA 1 Compuestos de fórmula I
5
El procedimiento de acuerdo con la invención es muy especialmente adecuado para la preparación del compuesto Nº 4.01.

Claims (2)

1. Un procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula I
6
en la que
R_{1} es hidrógeno o cloro y
R_{2} es hidrógeno, alquilo de 1 a 8 átomos de carbono o alquilo de 1 a 8 átomos de carbono substituido por alcoxi de 1 a 6 átomos de carbono o por alqueniloxi de 3 a 6 átomos de carbono, procedimiento que comprende
a) introducir la porción principal de la cantidad que ha de hacerse reaccionar de un compuesto de fórmula II
7
en una mezcla de disolventes que comprende al menos un disolvente orgánico capaz de formar un azeótropo con agua y al menos un disolvente dipolar aprótico;
b) dosificar una base acuosa fuerte en una cantidad equivalente a esa porción principal de la cantidad total del compuesto de fórmula II;
c) añadir la porción restante de la cantidad que ha de hacerse reaccionar del compuesto de fórmula II;
d) añadir una base débil en una cantidad que es al menos equivalente a esa porción restante;
e) retirar el agua de la mezcla de reacción mediante destilación azeotrópica;
f) añadir un compuesto de fórmula III
8
en la que R_{2} es como se define para la fórmula I; y
g) aislar el compuesto resultante de fórmula I de la mezcla de reacción.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto de fórmula I se aísla de la mezcla de reacción, después de la terminación de la etapa de reacción f), destilando los disolventes de la masa fundida de producto, extrayendo la masa fundida de producto con agua y a continuación separando la fase acuosa de la masa fundida de producto.
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