NL8003363A - Werkwijze ter bereiding van optisch actieve aryloxyalkaanzuren en derivaten daarvan. - Google Patents

Description

N ' n.o. 29.122

Werkwijze ter bereiding van optisch actieve aryloxyalkaan-zuren en derivaten daarvan._

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bereiding van optisch actieve aryloxyalkaanzuren en derivaten daarvan. De uitvinding betreft meer in het bijzonder de bereiding van aryloxyalkaanzuren en derivaten ervan, die 5 een zeer toegenomen gehalte aan isomeer met de configuratie D bevatten, en toepas.aar zijn als herbiciden.

De optisch actieve derivaten, die bereid kunnen worden volgens de werkwijze van de uitvinding beantwoorden aan de algemene formule 1, waarin 10 Ar een mono- of bicyclische aromatische koolwaterstofrest met 6 tot 10 koolstofatomen, zoals fenyl, 1-naftyl of 2-naftyl, welke rest eventueel gesubstitueerd kan zijn met 1 tot 3 gelijke of verschillende substituenten zoals halogeenatomen, bij voorkeur chloor of broom en alkyl-15 groepen met 1 tot 4 koolstofatomen, de fenoxygroep, zelf eventueel gesubstitueerd met 1 tot 3 gelijke of verschillende substituenten zoals ha-logeenatomen, bij voorkeur chloor, alkylgroepen met 1 tot 4· koolstofatomen, bij voorkeur methyl, trifluormethyl of 20 nitro, of de pyridyloxygroep, zelf eventueel gesubstitueerd met 1 tot 3 substituenten zoals halogeenatomen, bij voorkeur chloor, alkylgroepen met 1 tot 4· koolstofatomen, bij voorkeur methyl of trifluormethyl,voorstelt, 23 A een -COOIL,, of CO-Z groep voorstelt, waarin 1 -CO-ïC * een waterstofatoom,*een equivalent van een kation van een organische of minerale base, bijvoorbeeld een equivalent van een kation van een alkalimetaal of aardalkali-•metaal of een eventueel gesubstitueerd ammoniumkation, 30 of een alkylgroep met 1 tot 12 koolstofatomen, eventueel gesubstitueerd met een of meer halogeenatomen of hydro-xylgroepen voorstelt, R2 en Hj, gelijk of verschillend, elk een waterstofatoom of een alkylgroep met 1 tot 6 koolstofatomen, eventueel 35 gesubstitueerd met een of meer hydroxyl-, amino- of al-koxy met 1 tot 4- koolstofatomen groepen, of een fenyl- 2 groep eventueel gesubstitueerd met een of meer halogeen-atomen, alkylgroepen met 1 tot 4 koolstofatomen of al-koxygroepen met 1 tot 4 koolstofatomen of en een alkenylgroep met 2 tot 4 koolstofatomen voorstellen, 5 Z een halogeenatoom, bij voorkeur chloor voorstelt, en R een alkylgroep met 1 tot 4· koolstofatomen, bij voorkeur methyl voorstelt.

De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op de bereiding van optisch actieve aryloxyalkaanzuren en 10 zuurzouten ervan met de formule 2, waarin Ar en R de bij formule 1 vermelde betekenissen bezitten en M een kation van een alkalimetaal, bijvoorbeeld natrium of kalium of een waterstofatoom voorstelt.

De verbinding met formule 1 en die met formule 2 bevat-15 ten een koolstofatoom, dat asymmetrisch gesubstitueerd is. Elk van deze verbindingen kan dus bestaan in twee enantio-mere vormen, waarvan de een de absolute D-configuratie en de andere de absolute L-configuratie bezit. (Volgens een andere equivalente nomenclatuur worden de letters R en S soms ge-20 bruikt in plaats van respectievelijk D en L om de absolute configuraties aan te duiden. In het volgende zal systematisch de eerste van deze nomenclaturen gebruikt worden, dat wil zeggen de letters D en L).

De verbinding met formule 1 (of met formule 2), die in 25 gelijke gewichtshoeveelheden het isomeer met de absolute configuratie D en de absolute configuratie L bevat is de optisch inactieve racemische verbinding.

In het volgende zal men onder optisch actieve verbinding een verbinding verstaan, die voor een overwegend deel '30 (in gewichtsdelen) of in zijn totaliteit bestaat uit een van de isomeren van deze verbinding. Onder optische zuiverheid van een optisch actieve verbinding, dat wil zeggen op overheersende wijze bestaande uit een van de twee isomeren, zal men het gewichtspercentage van het isomeer verstaan, dat in 35 overheersende mate in deze verbinding aanwezig is. Onder optisch actieve verbinding met verhoogde optische zuiverheid zal men een verbinding verstaan, waarin het gewichtspercentage van het overheersende isomeer ten minste 90 % is.

Het is bekend, dat talrijke verbindingen, die beant-40 woorden aan de formule 1 en 2, uitstekende herbicide eigen- 8003365 3 4*1 Λ schappen bezitten en verschillende ervan worden voor dit doel in de handel gebracht, zoals in het bijzonder: 2-(2-methyl-4-chloorfenoxy)propionzuur (of Mecoprop), 2-(2.4.5-'&richloorfenoxy)propionzmir (of Fenoprop), 5 2-(2.4-dichloorfenoxy)propionzuur (of Dichlorprop), 2-(2-methylfenoxy)propionzuur, welke zuren in het algemeen in de handel worden gebracht in de vorm van hun natrium- of kaliumzouten of hun aminezouten, of de esters met alkanolen met een klein aantal koolstof-10 atomen, of 2-(a-naftoxy)-N.N-di ethylpropionamide (of Fapropamide), methyl [4-(2,4-dichloorfenoxy)fenoxyjpropionaat (of Diclofop).

Deze verbindingen zijn tot dusverre in het algemeen in de handel gebracht in hun racemische vorm. Evenwel is waar-15 genomen dat, voor verschillende van de hiervoor vermelde verbindingen, een van de isomeren een veel betere herbicide activiteit heeft bij gelijke dosering dan die van de overeenkomstige racemische verbinding. Het lijkt dus zeer gewenst te beschikken over een werkwijze, die het mogelijk 20 maakt deze herbicide verbindingen te bereiden in hun optisch actieve vorm, grotendeels of totaal bestaande uit het isomeer, dat de betere herbicide activiteit heeft. In het geval van de hiervoor vermelde herbicide verbindingen heeft men waargenomen, dat het isomeer met de D-configuratie vrij-25 wel de totale herbicide activiteit heeft, terwijl het isomeer met de L-configuratie vrijwel geen enkele herbicide activiteit heeft,

De uitvinding heeft derhalve meer in het bijzonder betrekking op de bereiding van optisch actieve derivaten van 50 de verbindingen met de formules 1 en 2, welke derivaten totaal of grotendeels bestaan uit het isomeer met de D-configuratie.

Er is in het Franse octrooischrift 1.479.271 voorgesteld het isomeer met de D-configuratie te bereiden van be-55 paalde 2-fenoxypropionzuren, door een alkalimetaalzout, rechtsdraaiend in water, van 2-chloorpropionzuur te laten reageren met een alkalimetaalzout van een fenol, bij aanwezigheid van een inert organisch oplosmiddel met hoog kookpunt, zoals een aromatische koolwaterstof, bij de kooktem-40 peratuur van het oplosmiddel, daarna het aldus verkregen 4 alkalimetaalzout aan te zuren door behandeling met behulp van een sterk zuur, voor het verkrijgen van het D-2-fenoxy-propionzuur.

Volgens deze werkwijze verloopt de overgang van het 5 alkalimetaal 2-chloorpropionaat tot het alkalimetaalzout van het (D)-2-fenoxypropionaat met inversie van de configuratie van de inversie van het Walden type.

De werkwijze volgens dit Franse octrooischrift maakt het mogelijk met een goed rendement 2-fenoxypropionzuren te 10 verkrijgen, waarvan het D-isomeergehalte zeer hoog is. Vol-gensvm dit octrooischrift beschreven techniek verdient het praktisch de voorkeur watervrije reagentia te gebruiken en/of water aanwezig in het reactiemengsel te elimineren, voor het begin van de reactie door azeotroop meeslepen.

15 Industrieel heeft het gebruik van watervrije reagentia ernstige bezwaren. De werkwijze is kostbaar, omdat zij een voorafgaande dehydratering van de reagentia impliceert. Bovendien zijn bepaalde reagentia, en in het bijzonder het natrium 2-chloorpropionaat, moeilijk in watervrije toestand 20 te bereiden.

Anderzijds zijn verschillende van de watervrije reagentia vaste stoffen, waarvan de toepassing moeilijk is en die aanleiding geven tot heterogene, reactiemengsels, moeilijk te roeren en daarom weinig reactief.

25 Aan de andere kant tenslotte maakt de eliminering van water door azeotroop meeslepen het gebruik van een hulpop-losmiddel noodzakelijk, dat vervolgens noodzakelijkerwijze teruggewonnen en gerecirculeerd moet worden.

De onderhavige uitvinding beoogt deze nadelen te over-30 winnen.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde werkwijze ter bereiding van optisch actieve aryloxyalkaanzuren en derivaten daarvan met de formules 1 en 2.

55 Een ander doel van de uitvinding is het mogelijk maken van de bereiding van deze verbindingen uit water bevattende of water bevattende organische oplossingen van optisch actieve alkalimetaal 2-halogeenalkanoaten, die eventueel in situ zijn bereid.

40 Een ander doel van de uitvinding is het mogelijk maken 800 33 63 ·* 5 van de bereiding van deze verbindingen met een uitstekend rendement uitgaande van een optisch, actief alkyl 2-halogeen-alkanoaat of alkalimetaal 2-halogeenalkanoaat.

Een ander doel van de uitvinding is het mogelijk maken 5 van het verkrijgen van de verbindingen met een hoge optische zuiverheidsgraad.

Er werd nu gevonden, dat deze doeleinden bereikt kunnen worden volgens een-nieuwe werkwijze, die het onderwerp vormt van de onderhavige uitvinding.

10 Deze werkwijze is een bereidingswerkwijze van optisch actieve aryloxyalkaanverbindingen met de formules 1 en 2, door inwerking van een optisch actief alkalimetaalzout van een 2-halogeenalkaanzuur, dat 3 tot 6 koolstofatomen bevat, op een alkalimetaalzout van een fenol met formule 3» waarin 15 Ar de bij formule 1 vermelde betekenissen bezit, voor het verkrijgen van het alkalimetaalzout met de formule 2, waarin M een alkalimetaalkation voorstelt, het aanzuren van dit zout voor het verkrijgen van het overeenkomstige zuur (verbinding met formule 2, waarin M een waterstofatoom voor-20 stelt), daarna eventueel omzetting van dit zuur volgens op zichzelf bekende methoden voor het verkrijgen van een van de verbindingen met formule 1. De werkwijze wordt gekenmerkt, doordat het alkalimetaalzout met de formule 2 bereid wordt door de water bevattende of water bevattende .organische ..

25 oplossing van het alkalimetaalzout van het 2-halogeenalkaanzuur te laten reageren met een water bevattende oplossing van het alkalimetaalzout van het fenol, bij een hoge temperatuur, onder een druk lager dan de dampdruk van water bij de temperatuur van de reactie (de in de beschrijving ver-30 melde drukken zijn absolute drukken, de waarde nul komt overeen met een absoluut vacuum).

De voor deze reactie toe te passen temperatuur kan gekozen worden afhankelijk van de reactiviteit van het alkalimetaalzout van het fenol met formule 3 en die van het al-35 kalimetaalzout van het gebruikte 2-halogeenalkanoaat. Men zal bijvoorbeeld begrijpen, dat deze temperatuur niet noodzakelijkerwijze dezelfde zal zijn in het geval van een alkalimetaal 2-chloorpropionaat dan in het geval van een alkalimetaal 2-broompropionaat omdat deze verbindingen ta- 4-0 melijlc verschillende reactiviteiten bezitten.

onn 7τ kt 6

Deze temperatuur zal voldoende hoog worden gekozen om de reactie onder bevredigende omstandigheden te doen verlopen, zij moet overigens lager blijven dan de temperatuur voor de thermische afbraak van de produkten of bij de reactie toegepaste reagentia en 5 eventueel de autoracemisatie van de optisch actieve verbindingen.

Wanneer deze reactie wordt uitgevoerd onder toepassing als al-kalimetaal 2-halogeenalkanoaat van natrium 2-chloorpropionaat, worden goede resultaten verkregen door te werk te gaan tussen JO en 160°C.

10 Bij voorkeur zijn de omstandigheden, die gebruikt worden voor de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding, de omstandigheden zoals hierna aangegeven onder a, b, c, d, e en f. a - het 2-halogeenalkaanzuur is 2-chloorpropionzuur, b - als alkalimetaalzouten van de uitgangsreagentia past men res-15 pectievelijk het natriumzout van 2-chloorpropionzuur en het na- triumzout van het fenol met formule 5 toe en men verkrijgt op deze wijze de verbinding met formule 2, waarin R de methylgroep en M het natriumatoom voorstellen, c - de reactie wordt uitgevoerd onder een druk' lager dan of bij 20 voorkeur gelijk aan de atmosferische druk en bij voorkeur tus sen 10 en 100 kPa. Zij moet te meer lager gekozen worden naarmate de reactietemperatuur zelf lager gekozen wordt. Wanneer bijvoorbeeld men te werk gaat bij 80 - 90°C moet deze druk doelmatig in de ordegrootte liggen van 10 tot 70 kPa.

25 d - de water bevattende oplossing of water bevattende organische oplossing van het alkalimetaalzout van het 2-halogeenalkaanzuur is een oplossing met verhoogde concentratie, nabij de verzadi-gingsgrens.

Wanneer de oplossing een waterbevattende organische oplossing 50 is, bevat deze behalve water één of meer organische oplosmiddelen voor het alkalimetaalzout van het 2-halogeenalkaanzuur. Deze oplosmiddelen moeten met water mengbaar zijn en een kookpunt bezitten dat lager is dan dat van water onder de reactie-omstandigheden.

Bij voorkeur worden de oplosmiddelen gekozen uit de alcoholen, 55 zoals de alkanolen met 1 tot 4 koolstofatomen (in het bijzonder methanol en ethanol).

Wanneer men natrium 2-chloorpropionaat toepast bevat deze oplossing doelmatig ten minste 20 gew.% natrium 2-chloorpropionaat, waarbij de rest bestaat uit water en eventueel uit een alcohol, 40 bijvoorbeeld een alkanol met een klein aantal koolstofatomen.

800 33 63 6a

De bovenste grens van de hoeveelheid natrium 2-chloorpropionaat aanwezig in de oplossing komt overeen met de verzadigingsgrens aan natrium 2-chloorpropionaat van de oplos- o O η Λ 7 7 Ê 7 ί sing onder de toegepaste temperatuur- en drukomstandigheden.

Doelmatig bevat deze oplossing 20 tot 50 gew.% natrium 2-chloorpropionaat.

e - De water bevattende oplossing van het alkalimetaalzout 5 van het fenol met formule 3 is een oplossing met ver hoogde concentratie nabij de verzadigingsgrens. De oplossing bevat doelmatig ten minste 30 gew.% van het alkalimetaalzout van het fenol met formule 3· De bovenste grens van de toegepaste hoeveelheid van dit zout komt Ί0 overeen met de verzadigingsgrens van de oplossing onder de gebruikte temperatuur- en drukomstandigheden.

Bij voorkeur gebruikt men een oplossing, die 50 tot 90 gew.% van het natriumzout van het fenol met formule 3 bevat. De oplossing kan bereid worden door verzeping van het 15 fenol met formule 3 met een technische oplossing van natriumhydroxide in water. Deze oplossing is bij voorkeur geconcentreerd tot nabij de verzadigingsgrens ervan door een verwarming uitgevoerd bij een temperatuur tussen 70 en 160°C onder een druk, die lager is dan de dampdruk van water bij deze 20 temperatuur. Doelmatig wordt de verwarming uitgevoerd onder toepassing van dezelfde temperatuur- en drukomstandigheden als voor de reactie volgens de uitvinding, f - Het alkalimetaalzout van het 2-halogeenalkaanzuur is overwegend samengesteld uit het isomeer met de L-con-25 figuratie (doelmatig is ten minste 90 % van het L-iso- meer aanwezig). Omdat de reactie volgens de uitvinding wordt uitgevoerd met de inversie volgens Walden, met een zeer geringe vermindering van de optische zuiverheid, verkrijgt men aldus verbindingen met de formules 1 en 2, 30 die overwegend bestaan uit het isomeer met de D-confi- guratie (het zal zeer zeker mogelijk zijn, wanneer men dit wenst, de verbindingen met formule 1 en 2 in hoofdzaak bestaande uit het enantiomeer met de L-configura-tie te bereiden door uit te gaan van een alkalimetaal-35 zout van 2-halogeenalkaanzuur grotendeels bestaande uit het D-isomeer).

Het optisch actieve alkalimetaalzout van het als uit-gangsprodukt gebruikte 2-halogeenalkaanzuur kan bereid worden volgens een op zichzelf bekende methode, in een geschei-40 den bewerking, door verzeping met een minerale base, zoals 800 33 63 8 ' natriumhydroxide, van een optisch actief alkyl 2-halogeen-alkanoaat, Dit alkalimetaalzout kan eveneens in situ "bereid worden volgens een op zichzelf bekende methode (zie Frans octrooischrift 1.479*271)» waarbij een alkyl 2-chloorpro-5 pionaat gegoten wordt in het reactiemengsel, dat het fenol en een minerale base, zoals natriumhydroxide bevat, onder handhaving van de temperatuur tussen 5 en 35°C. Wanneer men volgens deze omstandigheden te werk gaat, is waargenomen, dat een temperaJuurverhoging tot boven de hiervoor aangege-10 ven waarden tegelijkertijd een zeer belangrijke rendements-vermindering aan alkalimetaal 2-chloorpropionaat met zich meebrengt, tengevolge van de vorming van het alkalimetaal-lactaat en eveneens een snelle verlaging van de optische zuiverheid van het gevormde alkalimetaal 2-chloorpropionaat. 15 Aangezien de verzepingsreactie exotherm is, is het dan noodzakelijk het reactiemengsel te koelen om de temperatuur ervan tussen 5 en 35°C gedurende de totale duur van deze reactie te handhaven, hetgeen een ernstig nadeel vormt bij industriële fabricage.

20 Volgens een variant van de werkwijze volgens de uitvin ding werd gevonden, dat het mogelijk is deze bereiding in situ van het optisch actieve alkalimetaalzout van het halo-geenalkaanzuur uit te voeren bij een verhoogde temperatuur (hoger dan 40°G en bij voorkeur tussen 70 en 160°C) onder 25 volledige vermijding van de hiervoor vermelde nadelen.

Volgens deze variant van de werkwijze volgens de uitvinding (een variant, die eveneens deel uitmaakt van de uitvinding) wordt het optisch actieve alkalimetaalzout van het 2-halogeenalkaanzuur in situ bereid, in de reactor, die de 30 water bevattende oplossing van het alkalimetaalzout van het fenol met formule 3 bevat, bij verhoogde temperatuur (bij voorkeur tussen 70 en 160°C), door in deze reactor tegelijkertijd en in in hoofdzaak stoechiometrische hoeveelheden enerzijds een water bevattende oplossing van een alkalime-35 taalhydroxide (bij voorkeur natriumhydroxide) en anderzijds een optisch actief alkyl 2-halogeenalkanoaat met formule 4 te brengen, waarin hal een halogeenatoom, bij voorkeur chloor voorstelt, R de bij formule 1 vermelde betekenissen bezit en een alkylgroep met 1 tot 6 koolstofatomen voor-40 stelt, onder een druk, die tegelijkertijd groter is dan de o π n 7 7 c 7 9 verdampingsdruk ( of kookdruk) van het alkyl 2-halogeenal-kanoaat met formule 4-, en lager dan de dampdruk van water bij deze temperatuur. Onder in hoofdzaak stoechiometrische hoeveelheden verstaat men zodanige hoeveelheden, dat de mol-5 verhouding van de toegevoegde reagentia (natriumhydroxide en alkyl 2-halogeenalkanoaat) tussen 0,8 en 1,2 en bij voorkeur ongeveer 1 blijft. Onder deze omstandigheden neemt men waar dat, hoewel de temperatuur verhoogd is, er vrij'wel noch vorming van alkalimetaallactaat noch verlaging van de opti-10 sche zuiverheid van de optisch actieve verbindingen (zoals het alkylhalogeenpropionaat en het alkalimetaalzout ervan) aanwezig in het reactiemengsel is en dat men het produkt verkrijgt met een uitstekende optische zuiverheid en een uitstekend rendement.

15 Voor deze variant gebruikt men doelmatig als uitgangs- verbindingen enerzijds een water bevattende oplossing van natriumhydroxide nabij de verzadigingsgrens en anderzijds een alkyl 2-halogeenalkanoaat met formule 4·, grotendeels bestaande uit het isomeer met de L-configuratie, dat een 20 linksdraaiend vermogen heeft (meting uitgevoerd zonder oplosmiddel) en dat bij voorkeur ten minste 90 gew.% L-iso-meer bevat. Men verkrijgt op deze wijze iii situ een water bevattende organische oplossing van het optisch actieve alkalimetaalzout van het halogeenalkaanzuur en dit zout 25 reageert al naar gelang zijn vorming met het alkalimetaalzout van het fenol volgens de hiervoor aangegeven omstandigheden.

Voor het uitvoeren van deze bereiding in situ van de alkalimetaalzouten van de 2-halogeenalkaanzuren kan men te 50 werk gaan volgens dezelfde temperatuursomstandigheden als volgens de hiervoor beschreven werkwijze bijvoorbeeld bij temperaturen tussen 70 en 100°C.

De voor deze variant van de werkwijze volgens de uitvinding toe te passen druk varieert binnen de grenzen, die 35 kunnen worden vastgesteld uitgaande van de verdampingsdia-grammen van water en het gebruikte optisch actieve alkyl-2-haloge enalkano aat.

Warneer men bijvoorbeeld het methyl 2-chloorpropionaat toepast, onder het te werk gaan bij een temperatuur van 4-0 90°0, moet deze druk liggen tussen 24* kPa (dampdruk van 800 3 3 63 10 methyl 2-chloorpropionaat bij 90°C en 69 kPa (dampdruk van water bij 90°C).

Wanneer men onder een lagere druk te werk wenst te gaan, kan men doelmatig het methyl 2-chloorpropionaat ver-5 vangen door een minder vluchtige ester, zoals bijvoorbeeld ethyl-, propyl- of butyl-2-chloorpropionaat.

De werkwijze volgens de uitvinding kan op discontinue wijze worden uitgevoerd, zoals aangegeven in de voorbeelden. De werkwij'ze kan eveneens continu worden uitgevoerd door 10 geleidelij'k een water bevattende of water bevattende -o.rgar -nische oplossing van het alkalimetaal 2-halogeenalkanoaat (of volgens de variant alkyl 2-halogeenalkanoaat en natrium hydroxide) te gieten in de water bevattende oplossing van het alkalimetaalzout van het fenol met formule 3 volgens de 15 hiervoor aangegeven omstandigheden en onder verwijdering van het reactieprodukt.

De werkwijze volgens de uitvinding geeft eerst de al-kalimetaalzouten met formule 2, waarin M een alkalimetaalion voorstelt, daarna door aanzuring van deze zouten de over-20 eenkomstige vrij’e zuren (verbindingen met formule 2, waarin M een waterstofatoom voorstelt).

Uitgaande van deze vrij'e zuren en hun zouten kunnen de verschillende verbindingen met formule 1 verkregen worden volgens op zichzelf bekende werkwijzen: 25 zuurhalogeniden met formule 1, waarin A een COZ groep voorstelt, kunnen verkregen worden door reactie van deze vrije zuren met een halogeneringsmiddel zoals SOCI2, PCl^ en PCl^, uitgaande van deze zuurhalogeniden kan men de overeenkomstige amiden bereiden (verbindingen met formule 1, waarin 30 A de .Rp CO - groep voorstelt, door deze zuurhalogeniden te laten reageren met een amine met de formule M RpR^, uitgaande van deze vrije zuren of de zuurhalogeniden kan men esters verkrijgen (verbindingen met formule 1, waarin A COOR^ voorstelt en R^ een eventueel gesubstitueerde alkyl-35 groep voorstelt), door verestering met een geschikte alkanol.

Andere esters kunnen eveneens verkregen worden door di-rekte omestering door middel van een geschikte alkanol.

Bepaalde zouten van de vrije zuren met formule 2 worden verkregen tijdens de werkwijze van de uitvinding, 800 33 63 (alkalimetaalzouten en in hoofdzaak de natrium- en kalium-zouten). Andere zouten kunnen verkregen worden uit de vrije zuren met formule 2 door verzeping met een geschikte minerale of organische base.

5 De werkwijze volgens de uitvinding kan gebruikt worden voor de bereiding van verschillende optisch actieve verbindingen met formule 1. De werkwijze is zeer in het bijzonder geschikt voor de bereiding van de volgende verbindingen verkregen in een optisch actieve vorm met een verhoogd D-iso-10 meergehalte: 2-(2-methyl-4-chlo orfenoxy)propi onz uur, 1- naftoxypropionzuur, 2- [4·- (2.4-dichloo rf enoxy ) f enoxy ]propionzuur.

De volgende voorbeelden worden beschreven ter toelich-15 ting van de uitvinding zonder deze te beperken.

Men zal volgens deze voorbeelden waarnemen dat de werkwijze volgens de uitvinding het mogelijk maakt uitgaande van alkalinetaal of alkyl 2-chloorpropionaten, die 94 tot 98 % L-isomeer bevatten, 2-fenoxypropionzuren te verkrijgen, 20 waarvan het gehalte aan D-isomeer in het algemeen tussen 91,5 en 95,9 % ligt.

Men zal eveneens na deze voorbeelden waarnemen, dat het rendement aan fenoxypropionzuur in het algemeen ligt tussen 96 en 98 %, wanneer het uitgangsprodukt natrium-2-chloor-25 propionaat is en tussen 91 en 95 % wanneer het uitgangsprodukt methyl 2-chloorpropionaat is.

Voorbeeld I

Men gebruikt een reactor van 500 ml, die voorzien is van een roerinrichting en een ontsnappingsbuis, die verlengd 50 is met een koeler (en die het aldus mogelijk maakt de ontsnapte dampen te condenseren), waarbij het geheel verbonden is met een systeem, dat het mogelijk maakt onder een verminderde druk te werk te gaan.

In de reactor brengt men 171 g (1,2 mol) 2-methyl-4-55 chloorfenol en 92 g van een water bevattende oplossing van natriumhydroxide, die 44 g natriumhydroxide en 44 g water bevat en men verwarmt het mengsel onder roeren tot 90°C onder 25 kPa gedurende 15 minuten.

Vervolgens giet men in dit mengsel in 2 uren en 15 minu-40 ten met een constante toevoer 200 ml van een water bevatten- 800 33 63 12 ,, de oplossing, die 130,5 g (1 mol) natrium 2-chloorpropio-naat met [a]^ = + 3°,90 (C = 0,1 water) en 125 g water bevat, waarbij bet geheel op een temperatuur van 90°G en een druk van 25 kPa wordt gehouden* Wanneer de toevoeging be-5 eindigd is wordt het reactiemengsel gedurende 15 minuten onder roeren op 90°C en onder een druk van 25 kPa gehouden.

Men giet dan dit mengsel in 550 ml water, daarna zuurt men met 10 R.HC1 zodanig aan, dat de pH 6 is. Vervolgens wordt met 4 x 200 ml perchlooretheen gewassen en daarna ge-10 decanteerd. ue water bevattende fase wordt op een pH van 0,5 gebracht en het 2-(2-methyl-4-chloorfenoxy)propionzuur (hierna aangeduid als MCPP zuur) wordt neergeslagen en daarna geëxtraheerd met 2 x 300 ml perchlooretheen. De organische fase wordt gewonnen en daarna onder een verminderde 15 druk gedestilleerd en men verkrijgt 199?5 g MCPP zuur (0,93 mol), alkalimetrische titer = 100 %, hetgeen een rendement • van 93 % is betrokken op natrium 2-chloorpropionaat. Uit de eerste afgescheiden organische fase wint men 9,6 g zuur, wat het totale rendement op 97 % brengt.

20 Het verkregen MCPP zuur heeft een roterend vermogen [oc]^ = + 25»86° (C = 0,1 aceton). Rekening houdende met het theoretische roterende vermogen van het optisch zuivere (D) MCPP zuur, gemeten onder dezelfde omstandigheden [α]^ = + 28,15°» bestaat het verkregen MCPP zuur voor 95»9 % uit 25 het D-isomeer en voor de rest uit het L-isomeer en derhalve bedraagt zijn optische zuiverheid 95»9 %·

Rekening houdende met het theoretische roterende vermogen van het optisch zuivere L-natrium 2-chloorpropionaat [a)j|p = + 4° (C = 0,1 water), bestaat het natrium 2-chloor-30 propionaat, dat als uitgangsprodukt is gebruikt, voor 98 % uit het L-isomeer (en voor de rest uit D-isomeer) en de optische zuiverheid ervan is derhalve 98 %.

Vergelijkingsnroef

Men voert de in voorbeeld I beschreven proef uit onder 35 toepassing van dezelfde hoeveelheden van dezelfde reagentia en onder het te werk gaan onder dezelfde omstandigheden, waarbij men in plaats van te werk te gaan onder 25 kPa men te werk gaat onder atmosferische druk (101,3 kPa) groter dan de dampdruk van water bij 90°C (69 kPa). Onder deze om-40 standigheden is het totale rendement aan MCPP zuur 92 % en 800 33 63 het roterende vermogen ervan is [aj^p = + 20,8° (G » 0,1 aceton) wat een optische zuiverheid van 87 % is.

Voorbeeld II

Men gaat onder de in voorbeeld I beschreven omstandig-5 heden te werk met evenwel de volgende verschillen: de temperatuur bedraagt 150°C (in plaats van 90°C) en de druk 101,3 kPa in plaats van 25 kPa. Men verkrijgt op deze wijze 205 g MCPP zuur met een alkalimetrische titer van 100 % en men wint bovendien 2 g MCPP zuur uit de afgescÊlileê^er?116 fa-10 se, wat· een totaal rendement van 96,5 °/° betekent. Roterend vermogen = + 24,8° (C = 0,1 aceton), wat een optische zuiverheid van 94 % is.

Yoorbeeld III

Men gaat onder de in voorbeeld II beschreven omstandig-15 heden te werk, met evenwel de volgende verschillen; de temperatuur bedraagt 130°C in plaats van 150°C. Men verkrijgt op deze wij'ze 200 g MCPP zuur en men wint bovendien 9,5 g van dit zuur uit de afgescheiden organische eerste fase, hetgeen een totaal rendement van 97»6 % betekent. Roterend 20 vermogen [a]p° = + 24,52° (C = 0,1 aceton), wat een optische zuiverheid van 93»5 % betekent.

Yoorbeeld IY

Men gaat onder de in voorbeeld I beschreven omstandigheden te werk met evenwel de volgende verschillen: 25 de druk bedraagt 26 kPa in plaats van'25 kPa, de water bevattende oplossing van natrium 2-chloorpropionaat wordt vervangen door een water bevattende methanolische oplossing bestaande: 130,5 g natrium 2-chloorpropionaat (1 mol), 30 42,0 g methanol en 93»0 g water.

Men verkrijgt op deze wijze 206 g MCPP zuur en men wint bovendien 2,4 g van dit zuur uit de afgescheiden organische eerste fase, hetgeen een totaal rendement van 97»2 % bete-r 35 kent. [a]^0 + 24,63° (C = 0,1 aceton) wat een optische zuiverheid van 93,7 % betekent.

De water bevattende methanolische uitgangsoplossing wordt in een gescheiden bewerking bereid door 122,5 g methyl 2-chloorpropionaat [a]^ “ - 24,85° (zonder oplosmid-40 del) zuiverheid: 99,9 % te behandelen met 133 g van een 8003363 14 30-procents oplossing van natriumhydroxide in water (1 mol) en 10 g methanol "big een temperatuur beneden 35°C onder normale druk.

Rekening houdende met het theoretische roterende ver-5 mogen van optisch zuiver L-methyl 2-chloorpropionaat [a]p° = - 27,8° (zonder oplosmiddel) bestaat het methyl 2-chloorpropionaat, toegepast als uitgangsprodukt, voor 94,7 % uit L-isomeer (optische zuiverheid 94,7 %).

Voorbeeld V

10 Men gaat onder de in voorbeeld IV beschreven omstandig heden te werk met evenwel de volgende verschillen: de temperatuur bedraagt 135°C in plaats van 90°C en de druk bedraagt 101,3 kPa in plaats van 26 kPa.

Men verkrijgt in totaal 208,4 g MCEP zuur (totaal ren-13 dement 97,1 %), roterend vermogen [a]^0 = + 24,0° (C = 0,1 aceton) wat een optische zuiverheid van 92,7 % betekent. Voorbeeld VI

Men past dezelfde inrichting toe als in voorbeeld I.

In de reactor brengt men 171,5 g 2-methyl-4-chloorfenol, 20 wat 1,2 mol is rekening houdend met de zuiverheid (99,8 %) en 88 g van een 50-procents oplossing van natriumhydroxide in water (1,1 mol) en men verwarmt dit mengsel tot 90°C onder een druk van 40 kPa en men handhaaft deze temperatuur en druk gedurende 20 minuten onder roeren.

25 In dit mengsel giet men tegelijkertijd in stoechiome- trische hoeveelheden enerzijds 124 g methyl 2-chloorpropio-naat met een zuiverheid van 98,5 °/° (1 mol) en met een rote-rend vermogen [a]D = 25°,3 (zonder oplosmiddel) en ander-zij'ds 80 g van een 50-procents oplossing van natriumhydro-30 xide in water (1 mol). De duur van toevoeging van de twee reagentia bedraagt 1 uur. Gedurende deze totale duur wordt de temperatuur op 90°C en de druk op 40 kPa gehouden en men houdt het reactiemengsel nog gedurende 30 minuten op deze temperatuur en op deze druk onder roeren.

35 Men giet vervolgens dit mengsel in 550 ml water; daar na zuurt men aan met 10 ff HC1 zodat de pH 5,5 wordt en men wast met 4 x 200 ml perchlooretheen. De organische fase, die het 2-methyl-4-chloorfenol in overmaat en een geringe hoeveelheid MCPP zuur bevat, wordt gescheiden. De water be-40 vattende fase wordt met 10 ff HC1 aangezuurd tot een pH van 800 33 63 0,5 en het 2-(2-methyl-4-chloorfenoxy)propionzuur wordt neergeslagen en daarna geëxtraheerd met 2 x 500 ml per-chlooretheen. De organische fase wordt gewonnen en daarna onder een verminderde druk gedestilleerd en men verkrijgt 5 200 g MCPP zuur, alkalimetrische titer - 99,6 % en roterend vermogen [oc]^ = + 24,2° (C = 0,1 aceton). Uit de afgescheiden organische eerste fase wint men nog 1,7 6 MCPP zuur. Optische zuiverheid (of percentage D-isomeer) van het verkregen MCPP zuur is 92,8 %, 10 optische zuiverheid (of percentage L-isomeer) van het uit-gangsmethyl 2-chloorpropionaat is 94,7 %, totaal rendement aan MCPP zuur betrokken op methyl 2-chloor-propionaat is 94 %.

Voorbeelden VII tot IX

15 Men gaat te werk zoals in voorbeeld VI uitgaande van de zelfde hoeveelheden van dezelfde reagentia, evenwel onder variëring van de temperatuur en de druk, die in stand gehouden worden gedurende het toevoegen van methyl 2-chloorpro-pionaat en van de water bevattende oplossing van natrium-20 hydroxide, evenals de duur van deze toevoeging. De verkregen resultaten zijn samengevat in de hierna volgende tabel. Voor- Doegevoegde reagentia MCPP zuur beeld Tempera- Druk Duur Totaal % isome- tuur (°C) (lsPa) (h) rendement ren

__%_D

VII 80 40 2 92,5 . 92,7 VIII 90 40 1,75 95,6 95,8 IX 150 101,5 1,55 95,0 91,5

Voorbeeld X

Men past dezelfde inrichting als in voorbeeld I toe.

In de reactor brengt men 172,8 g a-naftol (1,2 mol) en 88 g 25 van een 50-procents oplossing in water van natriumhydroxide (1,1 mol) en men verwarmt dit mengsel tot 100°C onder 50 kPa en men handhaaft deze temperatuur en druk gedurende 15 minuten onder roeren.

Men giet dan in 2 uren in dit mengsel 265,5 S van een 50 water bevattende methanolische oplossing van natrium 2-chloorpropionaat met dezelfde samenstelling als in voorbeeld IV en bereid' zoals in dit voorbeeld beschreven uitgaande van hetzelfde methyl 2-chloorpropionaat. Na de toe- 800 3 3 63 16 voeging houdt men gedurende 30 minuten een temperatuur van 100°C aan.

Men voegt aan dit mengsel 600 ml water toe en men brengt de pE op 3,5 door toevoeging van 10 ïï HC1. Men ex-5 traheert het vrije naftol met 6 x 100 ml perchlooretheen bij 85°C.

Aan de op 85°C gehouden water bevattende fase voegt men 500 ml perchlooretheen toe alvorens de pH op 0,5 te brengen door toevoeging van 10 H ÏÏC1. Men scheidt de orga-10 nische fase af, die gewassen wordt met tweemaal 100 ml warm water, men verwijdert vervolgens het oplosmiddel door verdamping onder een verminderde druk bij 135°C tot constant gewicht.

Men verkrijgt op deze wijze 202 g 1-naftoxypropionzuur, 15 dat bij 125°C smelt, met een alkalimetrische titer van 99,8 % en een roterend vermogen [a]^0 = -39>2° (C = 0,01 aceton). Rendement 93,5 c/°·

Door twee opeenvolgende herkristallisatiesuit tolueen vergroot men de optische zuiverheid van de verkregen verbin-20 ding en men verkrijgt op deze wijze een 1-naftoxypropion-zuur met roterend vermogen [a]D = -45,6 (C = 0,01 aceton), dat bij 128°0 smelt. Een derde herkristallisatie verbetert het roterende vermogen niet en het is waarschijnlijk, dat de aldus verkregen verbinding in zijn totaliteit bestaat uit 25 het isomeer met de absolute D-configuratie.

Voorbeeld XI

Men past dezelfde inrichting als in voorbeeld I toe. In de reactor brengt men 306 g 4-(2.4-dichloorfenoxy)fenol (1,2 mol) en 88 g van een 50-procents water bevattende op-30 lossing van natriumhydroxide (1,1 mol) en men verwarmt dit mengsel tot 90°C onder 30 kPa gedurende 1 uur.

In dit mengsel giet men in 90 minuten 265,5 g van dezelfde water bevattende methanolische oplossing van natrium 2-chloorpropionaat zoals in voorbeeld IV. Wanneer eenmaal 35 de toevoeging beëindigd is handhaaft men gedurende 30 minuten een temperatuur van 90°C.

Men giet vervolgens dit mengsel in 2500 ml water, waarna men de pH op 6 brengt door toevoeging van 10 N ÏÏC1. Het mengsel wordt met 6 x 300 ml xyleen gewassen en daarna ge-40 decanteerd. De water bevattende fase wordt op een pH van 0,5 8003365 gebracht en het 2-[4—(2.4—dichloorfenoxy)fenoxy]propion-zuur wordt neergeslagen. Men extraheert met 2 x 500 ml xyleen. De organische fase wordt gewonnen en daarna gedestilleerd onder een verminderde druk en men verkrijgt 293 g 5 (0,896 mol) 2-[4— (2.4—dichloorfenoxy)fenoxy]propi onzuur met een alkalimetrische titer van 99»7 %, wat een rendement van 89,6 % is betrokken op het uitgangsmethyl 2-chloorpropionaat. Men wint nog 14- g zuur uit de afgescheiden organische eerste fase (totaal rendement 93,9 %)· 10 Het verkregen zuur heeft een roterende vermogen [a]^° = + 15,6° (C = 0,1 chloroform).

Men lost 30 g van dit zuur op in 250 ml methanol en na 0,5 ml zwavelzuur te hebben toegevoegd verhit men 2 uren tot koken onder verwijdering van het gevormde water en een 15 deel van de methanol door destillatie. Men voegt dan 200 ml xyleen toe en men scheidt het methanol door destillatie af.

De xyleenoplossing van de gevormde ester wordt gewassen met een water bevattende oplossing van natriumwaterstofcarbonaat voor het neutraliseren van zwavelzuur en het niet veresterde 20 zuur. Na verwijdering van het xyleen door destillatie onder een verminderde druk verkrijgt men 29 g methyl 2-[4—(2.4—di-chloorfenoxy)fenoxy]propionaat, wat een rendement van 92,7 % is, roterend vermogen [a]^ = + 26° (C = 0,1 chloroform).

800 33 63

Claims (9)

18. CONCLUSIES 1. 1. Werkwijze ter bereiding van een optisch actieve aryloxyalkaanzuurverbinding met de algemene formule 1, waarin

5 Ar een mono- of bicyclische aromatische koolwaterstofrest voorstelt, die 6 tot 10 koolstofatomen bevat, welke rest eventueel gesubstitueerd is met: 1 tot 3 gelijke of verschillende substituenten zoals halogeenatomen, alkylgroepen met 1 tot 4 koolstofato-10 men, de fenoxygroep, zelf eventueel gesubstitueerd met 1 tot 3 gelij'ke of verschillende substituenten zoals halogeenatomen, alkylgroepen met 1 tot 4 koolstofatomen, de trifluormethylgroep en de nitrogroep, 15 en de pyridyloxygroep, die zelf eventueel gesubsti tueerd is met 1 tot 3 substituenten zoals halogeenatomen, alkylgroepen met 1 tot 4 koolstofatomen en de trifluormethylgroep , A een -COOEy,, .*E0 en CQZ groep voorstelt, Ί -CO-N^ d h 20 waarin ït| een waterstofatoom of een equivalent van een kation van een organische of minerale base of een alkylgroep met 1 tot 12 koolstofatomen, eventueel gesubstitueerd met een of meer halogeenatomen of hydroxylgroepen voor- 25 stelt, en E^ gelijk of verschillend zijn en elk een waterstofatoom of een alkylgroep met 1 tot 6 koolstofatomen, eventueel gesubstitueerd met een of meer groepen zoals hydroxyl-, amino- en alkoxygroepen met 1 tot 4 kool-30 stofatomen, of een fenylgroep, eventueel gesubstitueerd met een of meer substituenten zoals halogeenatomen, alkylgroepen met 1 tot 4 koolstofatomen en alkoxygroepen met 1 tot 4 koolstofatomen of een alkenylgroep met 2 tot 4 koolstofatomen voorstellen, 35. een halogeenatoom voorstelt, en E een alkylgroep met 1 tot 4 koolstofatomen voorstelt, door inwerking van een optisch actief alkalimetaalzout van een 2-halogeenalkaanzuur met 3 tot 6 koolstofatomen, op 800 3 3 83 een alkalimetaalzout van een fenol met formule 3» waarin Ar de hiervoor vermelde betekenissen bezit, en het verkrijgen van een optisch actief alkalimetaalzout met formule 2, waarin Ar en R de hiervoor vermelde beteke-5 nissen bezitten en M een alkalimetaalkation voorstelt, daarna eventueel omzetting van dit alkalimetaalzout volgens op zichzelf bekende methoden voor het verkrijgen van de optisch actieve aryloxyalkaanzuurverbinding met de algemene formule 1, waarin Ar, R en A de hiervoor vermelde beteke-10 nissen bezitten, met het kenmerk, dat men het alkalimetaalzout van het aryloxyalkaanzuur bereidt door inwerking van een water bevattende of water bevattende . organische . oplossing van het optisch actieve alkalimetaalzout van het 2-halogeenalkaanzuur op een water bevattende 15 oplossing van het alkalimetaalzout van het fenol bij verhoogde temperatuur onder een druk lager dan de dampdruk van water bij de temperatuur van de reactie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het optisch actieve alkalimetaal-20 zout van het 2-halogeenalkaanzuur in situ bereidt in een reactor, die de water bevattende oplossing van het alkalimetaalzout van het fenol bevat, door in deze reactor tegelijkertijd en in nagenoeg stoechiometrische hoeveelheden enerzijds een water bevattende oplossing van het alkali-25 metaalhydroxide en anderzijds een optisch actief alkyl 2-halogeenalkanoaat met de formule 4, waarin hal een halo-geenatoom voorstelt, R de bij conclusie 1 vermelde betekenissen bezit en R^ een alkylgroep met 1 tot 6 koolstof-atomen voorstelt, te brengen bij een verhoogde temperatuur 30 onder een druk lager dan de dampdruk van water bij deze temperatuur en groter dan de dampdruk van het alkyl 2-ha-logeenpropionaat bij deze temperatuur.

3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men als 2-halogeenalkaanzuur 2-chloor-35 propionzuur toepast.

4. Werkwijze volgens conclusie 3> met het kenmerk, dat men als optisch actief alkalimetaalzout van het 2-chloorpropionzuur en als alkalimetaalzout van het fenol natriumzouten toepast. 40 5· Werkwijze volgens conclusie 4, met het 800 3363 20 ; ~ kenmerk, dat men de reactie tussen het natriumzout van het fenol en het optisch actieve natriumzout van het 2-chloorpropionzuur uitvoert hij een temperatuur tussen 70 en 100°C onder een druk lager dan of ten hoogste gelijk 5 aan de atmosferische druk.

6. Werkwijze volgens conclusie 5j met het kenmerk, dat men een druk toepast tussen 10 en 100 kPa.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het 10 kenmerk, dat men een water bevattende of water bevattende organische oplossing van het optisch actieve natrium-chloorpropionaat toepast, die ten minste 20 gew.% natrium 2-chloorpropionaat bevat.

8. Werkwijze volgens conclusie 7» met het 15 kenmerk, dat men een water bevattende oplossing van het alkalimetaalzout van het fenol toepast, die ten minste 50 gew.% van dit zout bevat.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men een optisch actief natrium 2-chloor- 20 propionaat toepast, dat ten minste voor 90 gew.% bestaat uit het isomeer met de L-configuratie. ****** 800 33 61 _L Η Ar—0 — C—A R Ï Ar —O—C—COOM R A Ar —OH 4. Hal—CH—COO —R4 R 8003363