PL103396B1 - Sposob wytwarzania pochodnych benzofuranu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pochodnych benzofuranu o ogólnym wzorze 1, w którym Rt i R2 moga byc jednakowe lub rózne i oznaczaja atom wodoru lub grupe alkilowa, korzystnie grupe metylowa, etylowa lub propylowa, M oznacza grupe alkilowa, korzystnie metylowa, etylowa lub propylowa, R? oznacza grupe alkilowa, korzystnie grupe metylowa, etylowa lub propylowa, które znajduje zastosowanie jako substancje czynne herbicydów.

Zgodnie z wynalazkiem sposób otrzymywania zwiazków o ogólnym wzorze 1, w którym wszystkie podstawniki maja wyzej podane znaczenie polega na reakcji zawierajacego wiecej niz 1% hydrochinonu zwiazku o wzorze 2, w którym Ri, R2 i R? maja wyzej podane znaczenie, aR10 \ Ru moga byc takie same lub rózne i oznaczaja nizsza grupe alkilowa lub R10 \Hu razem z atomem azotu tworza pierscien heterocykliczny korzystnie morfolinowy, piperydynowy lub pirolidynowy z mieszanina silnego kwasu, który dysocjuje w wodzie dajac co najmniej 1 gramorównowaznik H na gramomol kwasu i zwiazku o wzorze HOM, w którym M ma wyzej podane znaczenie, w srodowisku cieklym.

Pod terminem kwas rozumie sie silny kwas, taki jak kwas mineralny lub kwas organiczny, który nie bierze udzialu w szkodliwych reakcjach ubocznych podczas procesu oprócz tworzenia soli z amina HMRi0Rii uwalniana podczas procesu i który dysocjuje w wodzie dajac przynajmniej 1 gramorównowaznik H+ na gramomol kwasu. Odpowiednimi kwasami stosowanymi w sposobie wedlug wynalazku sa kwasy solny, siarkowy i fosforowy, ale nie kwas azotowy, który moze utleniac reagenty i/lub produkty. Kwas moze byc stosowany w formie wodnego roztworu lub w formie bezwodnej. Korzystnym kwasem mineralnym stosowanym w sposobie wedlug wynalazku jest kwas solny, który dostarcza nie mniej niz 20 czesci wagowych HCI na 80 czesci wody w mieszaninie reakcji. Korzystnie zwiazek HOM jest alkanolem, a zwlaszcza metanolem, etanolem, propanolem lub izopropanolem.

Sposób wedlug wynalazku prowadzi sie w cieklym srodowisku, które moze zawierac niewielki nadmiar alkanolu. Wygodnie jest jednakze prowadzic proces stosujac dodawanie roztworu zwiazku o wzorze 2 np. wniepolarnym rozpuszczalniku organicznym, takim.jak benzen, ksylen, toluen lub heksan, do energicznie2 103 396 mieszanej mieszaniny kwasu i alkoholu tak, aby utworzyc mieszanine dwóch faz reakcyjnych. Dodawac mozna w jednym lub w dwóch etapach lub w sposób ciagly, jesli proces prowadzicie w sposób ciagly. Reakcje mozna prowadzic w temperaturze podwyzszonej, chociaz korzystna jest temperatura ponizej 40°C.

Stwierdzono, ze odpowiednie proporcje kwasu, alkanolu i zwiazku o wzorze 2 wplywaja na wydajnosc ' " i jakosc produktu. Korzystne jest uzywac alkanolu w proporcjach wiekszych niz 1,5 moli i wiecej niz 1,2 mólorównowaznika kwasu na mol zwiazku o wzorze 2. Jakkolwiek proces prowadzi sie w zasadzie w bezwod¬ nyeh warunkach, w przypadku stosowania kwasu siarkowego, to z pewnymi kwasami np. kwasem solnym, .korzystna jest woda. W tym przypadku korzystniej jest stosowac wiecej niz 0,35 czesci wagowych HCl na jfedna bzesc wody w mieszaninie reakcyjnej.

Korzystnie jest stosowac energiczne mieszanie mieszaniny reaKcyjnej i wtedy wszystkie substancje tworza jedna faze reakcyjna.

! Pomijajac reagenty i rozpuszczalniki, mieszanina reakcyjna moze zawierac male ilosci innych nieszkodli¬ wych substancji. Dzieki temu, zwiazek o wzorze 2 nie musi byc stosowany w czystej postaci lecz mozna stosowac go w postaci surowego produktu reakcyjnego pochodzacego z wczesniejszego etapu procesu jak zaznaczono ponizej.

Zwiazek o wzorze 1 mozna odzyskac z mieszaniny reakcyjnej pozwalajac mieszaninie rozdzielic sie na fa¬ ze wodna i organiczna, usuwajac nastepnie faze organiczna i odzyskujac z niej produkt np. przez destylacje ce¬ lem usuniecia nadmiaru alkanolu lub rozpuszczalnika, przemywanie lagodnymi alkaliami, np. weglanem metalu alkalicznego, a zwlaszcza weglanem sodu i dalsza destylacje lepiej pod zmniejszonym cisnieniem, celem usuniecia ' ostatecznych ilosci rozpuszczalnika. Wyodrebniony produkt oczyszcza sie nastepnie zwyklymi metodami.

Zwiazki o wzorze 2 mozna otrzymac róznymi sposobami np. przez reakcje zwiazku o wzorze 3 w którym wszystkie podstawniki maja wyzej podane znaczenie ze zwiazkiem o wzorze R7S02 halogen w którym R7 ma wyzej podane znaczenie, w obecnosci akceptora kwasu takiego jak np. trzeciorzedowa amina. Reakcje prowadzi sie korzystnie w rozpuszczalniku a zwlaszcza w rozpuszczalniku takim jakim przeprowadza sie proces wedlug wynalazku. Zwiazek o wzorze 2 nie musi b/c wyodrebniany z mieszaniny reakcyjnej ale ta mieszanina moze byc bezposrednio zastosowana w procesie wedlug wynalazku.

Zwiazek o wzorze 3 mozna takze otrzymywac wieloma metodami np. przez reakcje enaminy o wzorze Ri R2C=CHNRi o Ri 1 w którym wszystkie podstawniki maja wyzej podane znaczenie z benzochinonem. cnami- ne natomiast otrzymuje sie zwykle przez reakcje aminy o wzorze HNRi o Rn w którym Ri o i Ri 1 maja wyzej podane znaczenie z aldehydem o wzorze Rt R2 CHCHO w którym Rt R2 maja wyzej podane znaczenie.

Nizej podane przyklady ilustruja sposób wedlug wynalazku. Wszystkie czesci i procenty podane sa wagowo, chyba, ze zaznaczono inaczej.

Przyklad I.

Etap 1. Otrzymanie enaminy.

Do mieszanej mieszaniny 332 czesci aldehydu izomaslowego z 867,5 czesciami toluenu dodano 200,5 czesci morfoliny. Temperatura wzrosla od 20°C do 41°C. Mieszanine ogrzewa sie do wrzenia usuwajac w sposób ciagly wydzielana faze wodna z zawracanego strumienia rozpuszczalnika. Celem usuniecia calej wody, etapy koncowe prowadzi sie stosujac kolumne frakcjonujaca. Calkowity czas ogrzewania do wrzenia wynosi 4,8 godzin. Nadmiar aldehydu izomaslowego usuwa sie z produktu przez destylacje.

Etap 2. Otrzymanie 2,3 Do 238,2 czesci technicznego benzochinonu w 226 czesciach toluenu dodaje sie roztwór enaminy w toluenie otrzymany w etapie 1 przez 1,2 godz. Temperature utrzymuje sie od 35-45°C przez caly czas dodawania stosujac, jesli to konieczne, ogrzewanie lub chlodzenie. Jesli nie zauwaza sie juz wydzielania ciepla reakcji wtedy mieszanine reakcyjna ogrzewa sie do temperatury wrzenia i utrzymuje wstanie wrzenia przez 0,5 godziny. Po ochlodzeniu do 25°C nierozpuszczalny produkt odsacza sie i przemywa 670 czesciami toluenu.

Odsaczony, mokry od rozpuszczalnika staly produkt powtórnie zarabia sie na papke w 1083 czesciach toluenu do etapu 3A, Etap 3. Otrzymanie 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo-2-morfolinobenzofuranylo-5-metanosulfonianu.

Papke z etapu 2 ogrzewa sie do 40°C stosujac odpowiednio mieszanie mechaniczne. Nastepnie dodaje sie równoczesnie lecz oddzielnie chlorku metylosu Ifony Iu (258 czesci) i trójetyloaminy (228 czesci) do mieszaniny reakcyjnej, której temperature utrzymuje sie na poziomie 40—46°C za pomoca zewnetrznego chlodzenia, przez okres 0,35 godz. Po dodaniu dalszych 23 czesci trójetyloaminy dodaje sie 585 czesci wody. Mieszanine skladajaca sie z dwóch faz ogrzewa sie nastenie do 50—55°C i pozostawia sie do odstania. Po wydzieleniu sie dolnej warstwy bedacej roztworem chlorowodorku trójetyloaminy, górna warstwe rozpuszczalnika przekazuje sie do etapu 4A.103 396 3 Etap 4, Otrzymanie 2,3 Do roztworu z otapu 3 dodaje sie 350 czesci alkoholu etylowego, 43 czesci wody i 655 czesci 30% w/w kwasu solnego. Temperatura wzrosla do 47°C. Dwufazowa mieszanine reakcyjna miesza sie przez 16 godzin stosujac chlodzenie do 20°C a potem pozostawia do odstania i usuwa dolna warstwe wodna.

Górna warstwe rozpuszczalnikowa destyluje sie celem usuniecia glównej czesci nieprzereagowanego alkoholu etylowego i przemywa roztworem weglanu sodowego celem usuniecia sladów kwasu solnego. Nastepnie roztwór destyluje sie celem usuniecia pozostalego toluenu otrzymujac 565 czesci produktu o czystosci 98% stwierdzonej za pomoca GLC, co odpowiada 87,5% wydajnosci liczac na techniczny benzochinon.

Przyklad II. Otrzymanie 2,3-dwuwodoro-2,3-dwumetylo-2-metoksybenzofuranylo-10-5-metanosulfon- ianu. 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo^-hydroksy-2-morfolinobenzofuran (62,3 czesci 98% czystosci otrzymany jak w przykladzie 1) zarabia sie na papke w 180 czesciach handlowej mieszanki ksylenów. Nastepnie dodaje sie równoczesnie lecz oddzielnie do mieszaniny reakcyjnej chlorku metanosulfonylu (31,25 czesci) i trój etyloaminy (27,6 czesci), utrzymujac temperature od 40—45°C za pomoca zewnetrznego chlodzenia, przez okres 0,6 godz.

" Po energicznym mieszaniu przez dalsze 0r5 godz. dodaje sie dalsze 3,5 czesci trójetyloaminy i 66 czesci wody.

Dwufazowa mieszanina reakcyjna zostaje nastepnie ogrzana do 60—65°C i pozostawiona do odstania. Po wydzieleniu dolnej warstwy roztworu chlorowodorku trójetyloaminy, górna warstwe rozpuszczalnika pozostawia sie do odparowania do stalej wagi. Wydajnosc produktu 80,2 czesci, czystosc oznaczona chromatograficznie 98%, co odpowiada 98,2% wydajnosci molowej.

Etap hydrolizy/alkoksylacji, 65,4 czesci 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo-2-morfolinobenzofuranylo-6-metanosulfonianu otrzymanego jak powyzej rozpuszcza sie w 150 czesciach handlowej mieszanki ksylenów. Do tego roztworu dodaje sie 24 czesci alkoholu metylowego, 13 czesci wody i 473 czesci 36% kwasu solnego. Temperatura wzrosla do 28°C.

Dwufazowa mieszanine reakcyjna miesza sie energicznie przez 16 godzin w temperaturze pokojowej i po odstaniu, usuwa sie dolna warstwe wodna.

Górna warstwe rozpuszczalnika odparowuje sie do stalej wagi uzyskujac 53,3 czesci 2,3-dwuwodoro-3,3-dwu metylo-2-metoksybenzofuranylo-5-metanosulfonianu o czystosci 95% oznaczonej chromatograficznie, co odpo¬ wiada 94,8% molowych wydajnosci 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo-2- morfolinobenzofuranylo-5- metanosulfo- nianu.

Przyklad III. Metoda opisana w etapie 1 przyklad I zostala powtórzona, z tym, ze uzyto 196,2 czesci piperydyny zamiast morfoliny. Produktem jest odpowiednia piperydynoenamina, która poddaje sie reakcji jak w etapie 2 przykladu I z benzochinonenem, w toluenie otrzymujac 2,3-dwuwodoro-3,-3dwumetylo-5- hydroksy- 2-piperydynobenzofuran. Zwiazek ten przeprowadza sie w 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo-2-piperydyno-benzo- furanylo-5-metanosulfonian a nastepnie 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo- 2-etoksybenzofuranylo-5-metanosulfo- nian jak w etapie 3 i 4 przykladu I.

W sposób analogiczny otrzymno 2,3-dwuwodoro-3,3- dwumetylo-5-hydroksy-2-pirolidyno- benzofuran który obrabia sie jak w etapach 3 i 4 przykladu I, 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo-5-hydroksy-2-dwu( 2-etylo-he- ksylo)- aminobenzofuran który obrabia sie jak w etapie 3 i 4 przykladu I, 2,3-dwuwodoro-3,3 -dwumetylo-2-me- toksybenzofuranylo-5- metanosulfonian o temperaturze topnienia 69—70°C, 2,3-dwuwodoro-3,3-dwumetylo- 2-propoksybenzofuranylo-5- metanolsulfonian o temperaturze topnienia 54—56°C oraz 2,3-dwuwodoro-3,3- dwumetyio-2-heksyloksybenzofuranylo-5- metanosulfonian w postaci nidestylujacej sie zóltej cieczy.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania pochodnych benzofuranu o ogólnym wzorze 1, w którym Ri i R2 moga byc jednakowe lub rózne i oznaczaja atom wodoru lub grupe alkilowa, korzystnie metylowa, etylowa, lub propylowa M oznacza grupe alkilowa, korzystnie metylowa, etylowa lub propylowa, a R7 oznacza grupe alkilowa, korzystnie grupe metylowa, etylowa lub propylowa, znamienny tym, ze zawierajacy wiecej niz 1% molowy hydrochinonu zwiazek o wzorze 2, w którym Rj, R2 i R7 maja wyzej podane znaczenia a R10 i Rn moga byc jednakowe lub rózne i oznaczaja nizsza grupe alkilowa lub R, 0 i Ri 1 razem z atomem azotu tworza pierscien heterocykliczny, korzystnie morfolinowy, piperydynowy lub pirolidynowy, poddaje sie reakcji w srodowisku cieklym z mieszanina silnego kwasu, który dysocjuje w wodzie dajac co najmniej 1 gramorównowa- znik H na gramomol kwasu i zwiazku o wzorze HOM, w którym M ma wyzej podane znaczenie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, zenal mol zwiazku o wzorze 2 stosuje sie wiecej niz 1,5 mola zwiazku o wzorze HOM.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze na 1 mol zwiazku o wzorze 2 stosuje sie wiecej niz 1,2 mole kwasu, korzystnie kwasu solnego.4 103 396 A. Sposób wedlug zastrz. 3 z n a m i e n n y t y m, ze stosuje sie wiecej niz 0,35 czesci wagowych HCL na jedna czesc wagowa wody w mieszaninie reakcyjnej. A R7SO20-r^l-?-R2 -o^ OM WZÓR l O^\H/R10 N. R„ WZÓR 2 HO-r^[]—C-R2 **s^v sC—H R«-v ^^0 \ / 'O R11 WZÓR 3 " Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 zl