PL198949B1 - Sposób wytwarzania estrów kwasu 5- i/lub 6-podstawionego-2-hydroksybenzoesowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania zwi azku o wzorze I w którym R oznacza C 1 -C 6 alkil, a R 1 i R 2 niezale znie oznaczaj a atom wodoru lub C 1 -C 4 alkil, znamienny tym, ze zwi azek o wzorze II w którym R oznacza C 1 -C 6 alkil, a X oznacza atom chlorowca lub OCOCH 3 , poddaje si e reakcji ze zwi azkiem o wzorze III w którym R 1 i R 2 niezale znie oznaczaj a atom wodoru lub C 1 -C 4 alkil w obecno sci soli kwasu C 1 -C 4 karboksylowego i rozpuszczalnika, przy czym stosunek molowy zwi azku o wzorze III do zwi azku o wzorze II jest równy 1,8 lub wi ekszy. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Tło wynalazku

Pochodne estrów kwasu 2-hydroksybenzoesowego są użytecznymi związkami wyjściowymi w syntezie produktów istnieją cych w naturze lub do wytwarzania grzybobójczych benzofenonów, takich jak te opisane w opisie patentowym US 5773663. Sposoby wytwarzania tych estrów kwasu 2-hydroksybenzoesowego są znane, np. F.M. Hauser i inni, Synthesis, 1980, 814 lub Y. Hamada i inni, Tetrahedron, tom 47 (1991), 8635. Jednak zgodnie z tymi znanymi sposobami reakcję trzeba prowadzić w kilku etapach i konieczna jest utylizacja korozyjnych lub toksycznych reagentów, a więc te sposoby są nieodpowiednie do wytwarzania produktów w dużej skali lub w warunkach produkcji przemysłowej.

W dwuetapowych syntezach opisanych w wyż ej wymienionych publikacjach w Synthesis i Tetrahedron trzeba wyodrębniać produkty pośrednie, a odprowadzane odpady zawierające rozpuszczalnik mają niekorzystny wpływ na środowisko. Ponadto w tych syntezach wymagane jest stosowanie gazowego HCl i prowadzenie oddzielnego utleniania z użyciem środków utleniających, takich jak Br2 lub CuCl2.

Zatem celem niniejszego wynalazku jest opracowanie skutecznego i wydajnego jednoetapowego sposobu wytwarzania estrów kwasu 5- i/lub 6-podstawionego-2-hydroksybenzoesowego, odpowiedniego do stosowania w dużej skali i w produkcji przemysłowej.

Kolejnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie skutecznego sposobu wytwarzania estru kwasu podstawionego-2-hydroksybenzoesowego z dobrą wydajnością w łagodnych warunkach reakcji, z użyciem łatwo dostępnych związków wyjściowych i reagentów.

Te i inne cele i cechy wynalazku staną się bardziej jasne po zapoznaniu się ze szczegółowym opisem przedstawionym poniżej.

Streszczenie wynalazku

Wynalazek dotyczy jednoetapowego sposobu wytwarzania związku o wzorze I

w którym R oznacza C1-C6 alkil; a

R¹ i R² niezależnie oznaczają atom wodoru lub C1-C4 alkil, polegającego na tym, że związek o wzorze II

w którym R oznacza C1-C6 alkil, a X oznacza atom chlorowca lub OCOCH3, poddaje się reakcji ze związkiem o wzorze III

w którym R¹ i R² niezależ nie oznaczają atom wodoru lub C1-C4 alkil, przy czym zwią zek o wzorze III może mieć konfigurację cis, trans lub stanowić ich mieszaninę, w obecności soli kwasu C1-C4

PL 198 949 B1 karboksylowego i rozpuszczalnika, przy czym stosunek molowy związków wyjściowych: związku o wzorze III do zwią zku o wzorze II jest równy 1,8 lub wię kszy.

Szczegółowy opis wynalazku

Estry kwasu podstawionego-2-hydroksybenzoesowego o wzorze I są użytecznymi związkami wyjściowymi w syntezie produktów istniejących w naturze lub do wytwarzania ważnych benzofenonowych środków grzybobójczych. Zatem wysoce pożądane jest wydajne wytwarzanie takich grzybobójczo czynnych związków w sposób przyjazny dla środowiska.

Zgodnie z jednoetapowym sposobem kwas salicylowy o wzorze I wytwarza się z dostępnych β-ketoestrów o wzorze II i aldehydów o wzorze III. Sposób ten realizuje się z użyciem aldehydu o wzorze III w stosunku molowym nie mniejszym niż 1,8 względem związku o wzorze II. Dzięki temu mieszaninę reakcyjną można skutecznie wymieszać nawet przy małych ilościach rozpuszczalnika, a zatem uzyskuje się dobrą wydajność nawet w skali przemysłowej.

W korzystnej postaci sposobu, najpierw wprowadza się aldehyd o wzorze III, po czym kolejno lub równocześnie dodaje się sól i rozpuszczalnik w ciągu 0-3 godzin.

Korzystne może być podwyższenie temperatury reakcji od początkowej temperatury 60-120°C do końcowej 130-140°C.

Korzystne związki wytwarzane sposobem według wynalazku to takie związki o wzorze I, w którym R¹ oznacza C1-C4 alkil, a R² oznacza atom wodoru. Szczególnie korzystne są takie związki o wzorze I, w którym R¹ oznacza metyl, a R² oznacza atom wodoru.

Korzystne związki o wzorze II stosowane w sposobie według wynalazku to takie związki, w których X oznacza atom chlorowca. Szczególnie korzystne są takie związki o wzorze II, w którym X oznacza atom chloru.

Związki o wzorze III mogą występować w konfiguracji cis, trans lub jako ich mieszanina. W opisie i w zastrzeżeniach patentowych związki o wzorze III stanowią izomer cis, izomer trans lub ich mieszaninę.

Określenie atom chlorowca, stosowane w opisie i zastrzeżeniach patentowych, oznacza atom Cl, Br, F lub I.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku, β-ketoester o wzorze II poddaje się reakcji z α,β-nienasyconym aldehydem o wzorze III w obecności soli kwasu C1-C4 karboksylowego i rozpuszczalnika, z wytworzeniem żądanego produktu o wzorze I. Reakcja przebiega według schematu I, gdzie M oznacza atom metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych.

Do odpowiednich rozpuszczalników stosowanych w sposobie według wynalazku należą polarne rozpuszczalniki, korzystnie rozpuszczalniki protonowe, takie jak kwasy C1-C4 karboksylowe lub C1-C6 alkanole. Korzystnymi rozpuszczalnikami są kwasy C2-C4 karboksylowe lub mieszaniny kwasu C2-C4 karboksylowego i C1-C6 alkanolu, a zwłaszcza kwas octowy i jego mieszanina z metanolem lub etanolem. Zwykle stosuje się więcej niż 2,5 molowego równoważnika rozpuszczalnika, korzystnie od około 2,5 do 5, a zwłaszcza od około 2,5 do 3,5 molowego równoważnika rozpuszczalnika.

Odpowiednimi solami kwasu stosowanymi w sposobie według wynalazku są C1-C4 karboksylany metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, a zwłaszcza octany metali alkalicznych, takie jak octan sodu lub octan potasu. Korzystnie do mieszaniny reakcyjnej dodaje się od około 1,3 do

3,0 molowego równoważnika soli kwasu karboksylowego, a zwłaszcza od około 1,4 do 1,6 molowego równoważnika.

PL 198 949 B1

W tym sposobie aldehyd o wzorze III stosuje się w stosunku molowym nie mniejszym niż 1,8 względem związku o wzorze II. Korzystnie w reakcji stosuje się około 1,9-2,5, a zwłaszcza 2,0-2,2 równoważnika molowego aldehydu o wzorze III.

W korzystnej postaci sposobu, najpierw wprowadza się aldehyd III, po czym kolejno lub równocześnie dodaje się sól i rozpuszczalnik w ciągu 0-3 godzin. Korzystnie można najpierw dodać porcję lub całą ilość soli, a następnie dodać rozpuszczalnik. Związek o wzorze II zwykle dodaje się ostatni w cią gu 0-3 godzin.

W sposobie wedł ug wynalazku szybkość reakcji jest bezpoś rednio związana z temperaturą reakcji, to znaczy szybkość reakcji wzrasta ze wzrostem temperatury. Jednak zbyt wysoka temperatura reakcji może prowadzić do rozkładu i powstawania niepożądanych produktów ubocznych, co powoduje zmniejszenie wydajności i czystości produktu. Zgodnie ze sposobem według wynalazku reakcję prowadzi się w temperaturze od temperatury pokojowej do temperatury wrzenia rozpuszczalnika w warunkach powrotu skroplin, korzystnie od około 60°C do 150°C, a zwłaszcza od około 110°C do 140°C.

Korzystne może być podwyższenie temperatury reakcji od początkowej temperatury 60-120°C do końcowej 130-140°C. Temperaturę reakcji można podwyższyć np. usuwając związki niskowrzące, ewentualnie pod zmniejszonym ciśnieniem. Ponadto reakcję można prowadzić w układzie zamkniętym. W tym przypadku wyższa temperatura reakcji powoduje automatycznie zwiększenie ciśnienia. Korzystnie reakcję prowadzi się pod ciśnieniem 0,1-6 atm.

Poszczególne reagenty zwykle dodaje się w temperaturze od pokojowej do temperatury wrzenia rozpuszczalnika w warunkach powrotu skroplin.

Reakcję zwykle prowadzi się w ciągu 3-8 godzin.

Ester kwasu hydroksybenzoesowego o wzorze I można wyodrębnić z użyciem znanych metod rozdzielania, takich jak strącanie, dekantacja, filtracja, ekstrakcja, rozdział chromatograficzny i inne, korzystnie filtracja lub ekstrakcja.

Związki o wzorze I są użytecznymi związkami pośrednimi w syntezie produktów istniejących w naturze lub do wytwarzania benzofenonowych ś rodków grzybobójczych, takich jak te opisane w opisie patentowym US 5773663.

Dla lepszego zrozumienia wynalazku przedstawiono poniżej następujący przykład. Przykład ten jedynie ilustruje wynalazek i w żadnym przypadku nie należy go rozumieć jako ograniczający zakres ochrony lub zasady leżące u podstaw wynalazku w żaden sposób.

Określenie NMR oznacza spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego. Jeżeli nie wspomniano inaczej, wszystkie części są częściami wagowymi.

P r z y k ł a d l

Do 4-litrowego naczynia z płaszczem połączonego z aparaturą destylacyjną na początku wprowadzono 770,9 g (11 moli) aldehydu krotonowego. W trakcie mieszania dodano 615,2 g (7,5 mola) bezwodnego octanu sodu i całość ogrzano do 60°C. Następnie dodano 900 g kwasu octowego w ciągu 1 godziny, przy czym temperatura wzrosła do 83°C. Następnie zawiesinę ogrzewano w temperaturze wrzenia w warunkach powrotu skroplin i mieszano ją z 857,2 g (5 moli) 2-chlorooctanu etylu (czystość: 96%) w ciągu 1 godziny.

Następnie mieszaninę mieszano przez 5 godzin i w tym czasie początkowo oddestylowano około 700 ml związków niskowrzących aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 130°C. Ciśnienie zmniejszono do 200 mbarów i destylację kontynuowano aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 135°C.

Pozostałość ochłodzono do 85°C i zmieszano z 1250 g wody (ogrzanej do 80°C). Po mieszaniu przez 10 minut w 80°C oddzielono warstwę wodną. Otrzymano ciemnobrązową oleistą fazę organiczną o zawartości 63,2% produktu (co odpowiadało wydajności teoretycznej 62,6%).

Claims (7)

1. Sposób wytwarzania związku o wzorze I

Zastrzeżenia patentowe w którym R oznacza C1-C6 alkil, a

R¹ i R² niezależnie oznaczają atom wodoru lub C1-C4 alkil, znamienny tym, że związek o wzorze II w którym R oznacza C1-C6 alkil, a X oznacza atom chlorowca lub OCOCH3, poddaje się reakcji ze związkiem o wzorze III w którym R¹ i R² niezależnie oznaczają atom wodoru lub C1-C4 alkil w obecności soli kwasu C1-C4 karboksylowego i rozpuszczalnika, przy czym stosunek molowy związku o wzorze III do związku o wzorze II jest równy 1,8 lub wię kszy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że najpierw wprowadza się aldehyd o wzorze III, po czym kolejno lub równocześnie dodaje się sól i rozpuszczalnik, a na końcu dodaje związek II.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ustala się temperaturę reakcji od temperatury początkowej 60°C do temperatury wrzenia rozpuszczalnika w warunkach powrotu skroplin i temperaturę zwiększa się do 130-140°C w trakcie reakcji.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się kwas C1-C4 karboksylowy lub jego mieszaninę z C1-C6 alkanolem.

5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się kwas octowy, a jako sól kwasu C1-C4 karboksylowego stosuje się octan sodu.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się związek o wzorze II, w którym X oznacza atom chloru.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje związek o wzorze III, w którym R¹ oznacza metyl, a R² oznacza atom wodoru.