MXPA97004259A - Proceso para la preparacion de haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio - Google Patents

Abstract

Se presenta un proceso para la preparación de haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio que tienen la fórmula estructural I. Los haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio sonútiles como productos intermedios en la preparación deésteres y sales herbicidas deácido 5-(alcoximetil)-2-(2-imidazoli-2-il)-nicotínico.

Description

PROCESO PARA LA PREPARACIÓN DF HALUROS DF ff* fi. DICARBOXI-S-PIRIDII-.MET1L1AMON1O ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio son útiles como productos intermedios en la preparación de ácidos 5-(alcoximetil)-2-(2-imidazolin- * 2-il)nicotínicos, esteres y sales herbicidas. En la Patente de los Estados Unidos No. 5.378.843, patente argentina 249.015 se describe un proceso para convertir derivados de ácidos 5-metil-2,3-piridinodicarboxílicos a haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio. Si bien el proceso descripto en la mencionada patente es útil, se está llevando a cabo una investigación para descubrir nuevos procesos para preparar los haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio. Por lo tanto, un objetivo de la presente invención consiste en presentar un proceso eficaz y eficiente para la preparación de haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio. SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN La presente invención presenta un proceso eficaz y eficiente para la preparación de un haluro de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio.que tiene la fórmula estructural I ( I ) en la cual Cada uno de R, R, y R2 es independientemente alquilo C,^ o cuando son considerados juntos, R y R, pueden formar un anillo de 5 o 6 miembros optativamente interrumpido por O, S o NR3; REF : 24612 R3 es alquilo C?-C4l X es C'l, Br o I; Z es hidrógeno o halógeno; y Zi es hidrógeno, halógeno, aano o nitro, proceso que comprende oxidar un haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula estructural II ( I I ) R, R,, R2, X, Z y Zi son tal como se describieran anteriormente; Cada uno de R4, R5, Re y R7 es independientemente hidrógeno, hidroxi, nitro, OC(O)R8, halógeno, NR9R10, alcoxi C?-C4, SO3H, -SO2CI o SH, con la salvedad de que uno de R4, R o R6 y R7 no es hidrógeno ni halógeno; R8 es alquilo C1-C4, alcoxi d-C4l fenilo o NRnR12; cada uno de R9, R10, Rn y R?2 es independientemente hidrógeno, alquilo C?-C4 o fenilo; los N-óxidos de los mismos; y las sales de adición de ácido de los mismos, con peróxido de hidrógeno en presencia de una base acuosa. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En una realización preferida de la presente invención, se oxida un haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido representado por la fórmula II con por lo menos 8 equivalentes molares de peróxido de hidrógeno en presencia de por lo menos aproximadamente 1 equivalente molar, preferentemente aproximadamente 4 a 10 equivalentes molares, de una base acuosa, preferentemente en un rango de temperatura de aproximadamente 50°C a 100°C, más preferentemente de aproximadamente 75°C a 95°C. Favorablemente, ahora se ha descubierto que se obtienen haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio con gran rendimiento y pureza por medio del eficaz y eficiente proceso de la presente invención. El producto de haluros de [(5,6-dicarboxi-3-piridil)metil]amonio se puede aislar acidificando la mezcla de reacción con un ácido mineral y recogiendo el producto de la fórmula I resultante mediante procedimientos normales. Por otro lado, la mezcla de reacción se puede integrar al proceso utilizado para preparar el agente herbicida final sin aislar el compuesto de ia fórmula I. Son ejemplos de los halógenos citados anteriormente para Z, Z,, R4, R5, R6 y R7, el flúor, cloro, bromo y yodo, siendo el cloro el preferido. Las bases acuosas adecuadas para utilizar en el proceso de la presente invención incluyen los hidróxidos de metal alcalino tales como el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio, hidróxidos de metal alcalinotérreo tales como el hidróxido de calcio, carbonatos de metal alcalino tales como el carbonato de sodio y el carbonato de potasio, carbonatos de metal alcalinotérreo tales como el carbonato de calcio, y mezclas de los mismos. Las bases acuosas preferidas incluyen el hidróxido de sodio acuoso y el hidróxido de potasio acuoso. Por fortuna, los haluros de (3-quinolilmetil)amonio de la fórmula II son altamente solubles en la base acuosa. En general, se prefieren las concentraciones de base de aproximadamente 35 % a 65 %, siendo las concentraciones de base más preferidas entre aproximadamente 40 % y 60 %. En el pasado, se han oxidado ciertas quinolinas con peróxido de hidrógeno en presencia de bases acuosas con concentraciones de hasta aproximadamente 35 % en base al peso (ver, por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 4.816.588, patente argentina 245.697). Sin embargo, es más conveniente el uso de una base acuosa más concentrada , puesto que reduce la cantidad de pérdida acuosa producida. Otra ventaja del proceso de la presente invención es que no se requieren disolventes miscibles en agua porque los haluros de (3-quinolilmetil)amonio sustituidos son altamente solubles en la base acuosa. Se requiere un mínimo de 8 equivalentes molares de peróxido de hidrógeno para oxidar por completo un haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula II. De preferencia, se utilizan 8 a 60 equivalentes molares de peróxido de hidrógeno acuoso al 30% hasta 50%, más preferentemente aproximadamente 8 a 40 equivalentes molares de peróxido de hidrógeno acuoso al 30% hasta 50%, para oxidar el compuesto de ia fórmula II. En un proceso preferido de la presente invención, cada uno de R, R, y R2 es independientemente alquilo C^C^ X es Cl o Br; Z y Z1 son hidrógeno; por lo menos uno de R4; R5; R6 y R7 es hidroxi, nitro o ÓC(O)R8; y Rd es alquilo C|-C4, alcoxi OpC*; o fenilo. En un proceso más preferido de la presente invención, R, R, y R2 son metilo; X es Br; R5; R6 R7 Z y Z, son hidrógeno; R4 es hidroxi, nitro o OC(O)R8; y R8 es alquilo C^C* O alcoxi CrC4. Los haluros de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula II se pueden preparar halogenando una 3-metilquinolina de la fórmula III con un agente halogenante en presencia de un disolvente y optativamente en presencia de una cantidad catalítica de un iniciador de radicales para formar una 3-halometilquinolina sustituida de la fórmula IV y reaccionando el compuesto de la fórmula IV con por lo menos aproximadamente un equivalente molar de una amina de la fórmula V en presencia de un disolvente. El esquema de reacción está expuesto a continuación en el Diagrama de Proceso I DIAGRAMA DEPROCESO I ( I I I ) ado ( IV) NRR i. R 2, (V) ? La presente invención presenta asimismo con un proceso para la preparación áe un compuesto herbicida de éster y sal de ácido 5-(alcoximetil)-2- (2-¡midazoiin-2-il)-p?cotínico, que tiene la fórmula en la cual (VI ) Z y Zi son tal como se definieran anteriormente, A es O o S; R12 es alquilo C?-C4 optativamente sustituido con fenilo optativamente sustituido con uno a tres grupos alquilo C?-C4 o átomos de halógeno, o fenilo optativamente sustituido con uno a tres grupos alquilo C?-C4 o átomos de halógeno; R13 es alquilo C?-C4, R14 es alquilo C?-C4, cicloalquilo C3-C6 o R13 y R? , tomados junto con el átomo al cual están adheridos, representan un grupo cicloalquilo C3-C6 optativamente sustituido con metilo y R15 es hidrógeno, dialquilimino inferior, alquilo C?-C?2 optativamente sustituido con uno de los siguientes grupos; alcoxi C1-C3, halógeno, hidroxi, cicloalquilo C3-C6, benciloxi, furilo, fenilo, halofenilo, alquilfenilo inferior, alcoxifenilo inferior, nitrofenilo, carboxilo, alcoxicarbonilo inferior, ciano o trialquilamonio inferior; alquenilo C3-C?2 optativamente sustituido con uno de los siguientes grupos: alcoxi C1-C3, fenilo, halógeno o alcoxicarbonilo inferior o con dos grupos alcoxi C1-C3, o dos grupos halógeno; cicloalquilo C3-Ce optativamente sustituido con uno o dos grupos alquilo C-C3; o un catión preferentemente seleccionado entre el grupo que consiste en metales alcalinos, metales alcalinotérreos, manganeso, cobre, hierro, zinc, cobalto, plomo, plata, níquel, amonio y amonio orgánico; y cuando R?3 y R?4 representan sustituyentes diferentes, los isómeros ópticos de los mismos; proceso que comprende: (a) preparar un compuesto que tiene la fórmula I ( I ) en la cual Z, Z-,, R, Ri y R2 y X son tal como se definieran anteriormente, mediante un proceso antes especificado; y (b) convertir el mencionado compuesto de la fórmula I al compuesto que tiene, la fórmula VI. El término "inferior" antes utilizado en relación con los grupos alquilo y alcoxi significa que el grupo alquilo o alcoxi contiene de 1 a 6, preferentemente de 1 a 4 átomos de carbono. La conversión del compuesto de la fórmula I al compuesto que tiene la fórmula VI se puede efectuar de varias maneras. Se pueden planear rutas combinando reacciones conocidas para la conversión de un derivado de ácido carboxílico a otro. Los métodos que se pueden utilizar para crear herbicidas de imidazolinona están ilustrados en el libro "Los Herbicidas de Imidazolinona" editado por D. L. Shaner y S. L. O'Connor, publicado en 1991 por CRC Press, Boca Ratón, Florida, haciendo referencia específica al capitulo 2 titulado "Síntesis de los Herbicidas de Imidazoíinona", páginas 8-14 y las referencias citadas en el mismo. Las siguientes referencias bibliográficas a patentes ilustran también los métodos que se pueden utilizar para convertir los derivados de ácidos carboxílicos a productos finales de imidazolinona: Patentes de los Estados Unidos Nos. 5.378.843; 5.371.229; 5.520.694; .110.930 5.122.608 5.206.368 4.925.944 4.921.961 ; 4.959.476; 5.103.009 4.816.588 4.757.146 4.798.619 4.766.218 5.001.254; 5.021.078; 4.723.01 1 4.709.036 4.658.030 4.608:079 4.719.303 4.562.257; 4.518.780; 4.474.962 4.623.726 4.750.978 4.638.068 4.439.607 4.459.408; 4.459.409; 4.460.776 4.125.727 y 4.758.667, y las Solicitudes de Patente Europea Nos. EP-A- ' 041.623, EP-A-0.331.899 y EP-A-0-388.619. Para facilitar una mayor comprensión de la invención, se presentan los siguientes ejemplos, fundamentalmente con el fin de ilustrar los detalles más específicos de la misma. No debe considerarse a la invención limitada por los ejemplos, puesto que el alcance total de la misma se define en las reivindicaciones. Ejemplo 1 Preparación de la Bromuro de f(5.6-dicarboxi-3-piridi0metiptrimetilamonio H202 /H20 NaOH/H20 ? Se adiciona una solución de peróxido de hidrógeno (20 g, % p/p, 12 equivalentes) a una solución agitada de bromuro de [(8-acetox¡-3-qu?nol?l)metil]tpmetilamon?o (5,0 g, 14,7 mmol) y una solución de hidróxido de sodio (9,4 g, 50 % p/p, 8 equivalentes) a una temperatura de 85° a 90°C en un lapso de 15 minutos. La mezcla de reacción resultante es agitada a una temperatura de 85° a 90°C durante 90 minutos, tratada con una solución adicional de peróxido de hidrógeno (26 g, 30 % p/p, 15,6 equivalentes) a 85°C en un lapso de 30 minutos, y agitada a una temperatura de 85° a 90°C durante una hora El análisis de CL de la mezcla de reacción final indica que el producto del título se produce con un 80 % de rendimiento. Eiemplos 2 - 4 Utilizando esencialmente el mismo procedimiento descppto en el Ejemplo 1 , aunque empleando diversos bromuros de bromuros de [(8-sustituido-3-qu?polil)-met?l]tpmetilamonio, se obtiene bromuro de [(5,6-dicarboxi-3-p?pd?l)met?l]tpmet?lamon?o con los rendimientos que se ilustran en la Tabla I.

TABLA I Preparación de bromuro de [(S.e-dicarb?xi-S-piridi metiíJtrimetilamonio Br ( CH3 ) Equivalentes de Equivalentes de Horas de Solución NaOH Solución H2O2 agitación a Ejemplo 50 % p/p 30 % p/p 85 ° - 90°C % RerK 2 OH 8 38 1 ,83 3 OCO2CH3 9,8 58 1 ,75 4 N?2 8 32 2,58 1 determinado por análisis de CL de la mezcla de reacción.

Ejemplo 5 Preparación de 8-acetoxi-3-metilauinolina Se trata una mezcla de la sal de clorhidrato de 8-hidroxi-3-metilquinolina (200 g, 1 ,02 mol) e hidróxido de sodio (102 g, 2,55 mol) en agua (1.000 mi) con anhídrido acético (208 g, 2,04 mol) a una temperatura de 0° a 10°C en un lapso de 1 hora y se agita a temperatura ambiente durante 1 hora. Se adiciona otra porción de anhídrido acético (50 g, 0,49 mol) y la mezcla resultante es agitada durante una hora, tratada con una solución saturada de bicarbonato de sodio (100 mi) y filtrada para obtener un sólido. El sólido es lavado con agua, secado a 60°C en un horno al vacío y recristalizado con una solución de acetato de etilo/ heptano para dar el producto del título en forma de agujas blancas (168,5 g, 82 % de rendimiento).

Ejemplo 6 Preparación HP R-bepzoiloxi-3-metilquinolina Se trata una mezcla de la sal de clorhidrato de 8-hidroxi-3-metilquinolina (10 g, 0,051 mol) y trietilamina (15,5 g, 0,15 mol) en cloruro de metileno (100 mi) con cloruro de benzoilo (10,8 g, 0,77 mol) a una temperatura de 0° a 10°C en un lapso de 1 hora, se agita a temperatura ambiente durante tres horas y se diluye con agua. Se separan las fases, y la fase orgánica es lavada con agua, secada sobre sulfato de magnesio anhidro y concentrada al vacío para obtener un sólido. El sólido es recristalizado con una solución de heptano/ tolueno para dar el producto del título en forma de cristales de color amarillo pálido (8,8 g, 65 % de rendimiento).

Ejemplo 7 Preparación de bromuro de r(8-acetoxi-3-auinolihmetintrimetilamnnir? Una solución de 8-¿cetoxi-3-metilquinolina (168,5 g, 0,84 mmol) N-bromosuccinimida (177,9 g, 1 ,00 mol) y 2,2 '-azobisisobutironitrilo (6,7 g, 0,04 mmol) en clorobenceno (1.675 mi) es purgada con nitrógeno, calentada a una temperatura de 80° a 90°C bajo nitrógeno durante 2 horas, enfriada a temperatura ambiente y filtrada. Una mezcla del filtrado en acetona (700 mi) es tratada con trimetilamina (75,4 g, 1 ,28 mol) a una temperatura de 0° a 5°C, agitada a una temperatura de 5° a 10°C durante 30 minutos, agitada a temperatura ambiente durante 1 hora y filtrada para obtener un sólido. El sólido se lava con acetona y se seca a 60°C en un horno de vacio para dar el producto del título en forma de sólido blanco (180 g, 63 % de rendimiento total) Utilizando esencialmente el mismo procedimiento, pero empleando diversas 3-metilquinolinas 8-sustituidas, se obtienen los siguientes compuestos: OC(0)C6H5 ^C(0)OCH3 N02 Ejemplo 8 Preparación de bromuro de ff8-hidroxi-3-quinolinmetil]trimetilamonio CH3OH Una solución e romuro e -acetox-3-quinoiil)metil]trimetilamonio (5,0 g, 14,7 mmol) en metanol es mantenida a reflujo durante 13,5 horas, y concentrada al vacío para obtener un residuo. El residuo es secado en un horno de vacío a 60°C para dar el producto del título en forma de sólido blancuzco (4,4 g, 100 % de rendimiento).

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se t reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1 Un proceso para la preparación de un haluro de [(5,6-dicarboxi-3- piridil)metil]amonio que tiene la fórmula estructural I ( i ) en la cuál cada uno de R, R y R2 es independientemente alquilo C-,-C4 o cuando son considerados juntos, R y R, pueden formar un anillo de 5 o 6 miembros optativamente interrumpido por O, S o NR3; R3 es alquilo CrC4, X es CI, Br o l; Z es hidrógeno o halógeno; y Z, es hidrógeno, halógeno, ciano o nitro, caracterizado porque conprende oxidar un haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula estructural II ( II) en la cual R, R,, R2, X, Z y Z, son tal como se describieran anteriormente para la fórmula I; cada uno de R4, R5, R6 y R7 es independientemente hidrógeno, hidroxi, nitro, OC(O)R8, halógeno, NR9R10, alcoxi CrC4, SO3H, -SO2CI o SH, con la salvedad de que uno de R4, R5 , R6 y R7 no es hidrógeno ni halógeno; R8 es alquilo C C4, alcoxi CrC4, fenilo o NRnR12; cada uno de R9, R10, Rn y R12 es independientemente hidrógeno, alquilo C C4 o fenilo; los N-óxidos de los mismos; y las sales de adición de ácido de los mismos, con peróxido de hidrógeno en presencia de una base acuosa. 2. a proceso efe acuerdo can la reivinrücación 1, arartEriza-to orq* cp?b ar> <fe R, R, y R2 es independientemente alquilo CrC4; X es Cl o Br; Z y Z, son hidrógeno; por lo menos uno de R4; R5; R6 y R7 es hidroxi, nitro o OC(O)R8; y R8 es alquilo CrC4, alcoxi CrC4; o fepilo. 3. £1 proceso de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado parque R, R, y R son metilo; X es Br; R5; R6? R7, Z y Zi son hidrógeno; R4 es hidroxi, nitro o OC(O)R8; y R8 es alquilo C,-C4 o alcoxi C^C^ 4- EL CCCGEBD de fHHil> aan la veáywáks?ápi 1, < uHt Iw-uab pnrpB el tm! kl> de hidrógeno está presente en una cantidad de aproximadamente 8 a 60 equivalentes molares con respecto al haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula II. 5 el oca-Bao ds acuap-b sn la ?mvJ--d---aci¿a 1, <v«Ai tf ia-J P-toue la base aarßa está presente en una cantidad de por lo menos aproximadamente un equivalente molar con respecto al haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula II. 6- El prco?so de acuerdo cm la re?vip^ aaó 5, caracta?-za-b p rqué la base acuosa está presente" en una cantidad de aproximadamente 4 a 10 equivalentes molares. 7. El rp- vfr, de acuerdo cm la r iv-rriic-Ci? 1, caracterizado perqué la Case aaxsa es hidróxicio de sodio acuoso o hidróxido de potasio acuoso. 8. EL propago de acuerdo cm la reivipfocaci?i 1, caracterizado perqué se a?da el haluro de (3-quinolilmetil)amonio sustituido de la fórmula II con peróxido de hidrógeno en presencia de una base acuosa en un rango de temperatura de aproximadamente 50°C a 100°C. 9. El pra8 efe aoErcto acn a reivi^^ temperatura es de aproximadamente 75°C a 95°C. 10. Un proceso para la preparación de un compuesto herbicida de imidazolinona que tiene la fórmula VI en la cual \VI ) Z y Z, son tal como se definieran en la reivindicación 1 , A es O o S; R12 es alquilo C.,-C4 optativamente sustituido con fenilo optativamente sustituido con uno a tres grupos alquilo C C4 o átomos de halógeno, o fenilo optativamente sustituido con uno a tres grupos alquilo C C4 o átomos de halógeno; R13 es alquilo 0,-04, R14 es alquilo CrC4, cicloalquilo C3-C6 o R13 y R14, tomados junto con el átomo al cual están adheridos, representan un grupo cicloalquilo C2-C6 optativamente sustituido con metilo y R15 es hidrógeno, dialquilimino inferior, alquilo 0,-0^ optativamente sustituido con uno de los siguientes grupos: alcoxi C C3, halógeno, hidroxi, cicloalquilo C3-C6, benciloxi, furilo, fenilo, halofenilo, alquilfenilo inferior, alcoxifenilo inferior, nitrofenilo, carboxilo, alcoxicarbonilo inferior, ciano o trialquilamonio inferior; alquenilo C3-C12 optativamente sustituido con uno de los siguientes grupos: alcoxi C,-C3, fenilo, halógeno o alcoxicarbonilo inferior o con dos grupos alcoxi CrC3, o dos grupos halógeno; cicloalquilo C3-C6 optativamente sustituido con uno o dos grupos alquilo C-|-C3; o un catión y cuando R13 y R14 representan sustituyentes diferentes, los isómeros ópticos de los mismos; el proceso esta caracterizado porque comprende : (a) preparar un compuesto que tiene la fórmula I ( I ) en la cual Z, Z,, R, R1 t R2 y X son tal como se definieran en la reivindicación 1 , mediante un proceso especificado en la reivindicación 1 ; y (b) convertir el mencionado compuesto de la fórmula I al compuesto que tiene la fórmula VI.