PL85129B1

PL85129B1 -

Info

Publication number: PL85129B1
Application number: PL1972153395A
Authority: PL
Original assignee: Imperial Chemical
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1972-02-14
Publication date: 1976-04-30
Also published as: AU3887572A; HU165063B; SE408176B; DK136063C; FR2126243A1; AU457148B2; DD94995A5; IE36066B1; IL38765A0; MY7400197A; AT313899B; NL157898B; IL38765A; CA982134A; CH576465A5; IE36066L; ZA72867B; IT954892B; RO62414A; DK136063B

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia pochodnych l,l-dwu(hydroksylakilo)-il,r,4,4'- -czterowodoro-4,4'-dwupirydylu ewentualnie w po¬ staci soli, które po utlenieniu daja odpowiednie sole pirydyliowe o wlasnosciach chwastobójczych.Wedlug wynalazku sposób wytwarzania pochod¬ nych l,l'-dwu(hydroksyalkUo)l,1^4,4'-czterowodoro- •^^'-diwutfirydylu polega na tym, ze produkt wy¬ tworzony z metalo-pirydyny, posiadajacy anion o wzorze 1, poddaje sie reakcji z tlenkiem alkdle- nu o wzorze 2 dmb z podstawiona pochodna tego zwiazku w temperaturze w zakresie od 120°C do + 200°C, w obecnosci cieklego rozcienczalnika, otrzymujac zwiazek o wzorze ogólnym 3 ewentual¬ nie w postaci soli, w którym to wzorze R oznacza grupe HO-CH2-CH2 — lub jej pochodna i otrzy¬ many produkt ewentualnie utlenia sie do soli l,l'-dwu(hydroksyalikiilo)-4,4/Hdwupirydyliow©j.Reakcje prowadzi sie korzystnie w warunkach bezwodnych i w; srodowisku beztlenowym, ponie¬ waz obecnosc tlenu powoduje tworzenie sie niepo¬ zadanych produktów ubocznych, zazwyczaj w obec¬ nosci rozcienczalnika, zwlaszcza stanowiacego roz¬ puszczalnik zwiazku metalopirydynowego. Korzyst¬ nie stosuje sie rozpuszczalnik aprotyczny, np. cie¬ kly amoniak lub organiczne polarne rozpuszczal¬ niki aprotyczne, np. dwumetyloformaimid, eter dwiurnetylowy glikolu etylenowego lub pirydyne, szczególnie amoniak. Rozpuszczalnik korzystnie powinien byc bezwodny, jednak slady wody sa dopuszczalne.Zwiazek wytworzony z metado-pirydyny mozna stosowac w postaci zawiesiny w srodowisku pore- 8 akcyjnym bez wyodrebniania. Reakcja przebiega w szerokim zakresie temperatury, od —120° do + 200°C, w zaleznosci od srodowiska, korzystnie jednak nie powyzej 150°C. Tak wiec przy uzyciu amoniaku jako rozpuszczalnika temperatura reak- eji nie powinna przekraczac —33°C, jednakze moze ona byc wyzsza, o ile stosuje sie podwyzszone ci¬ snienie. Tlenek alkilenu stosuje sie zazwyczaj w fazie cieklej, przy czyim mozna stosowac tem¬ perature powyzej temperatury wrzenia tlenku ety- w lenu, lecz wówczas proces nalezy prowadzic pod zwiekszonym cisnieniem. Tak np. przy uzyciu tlenku etylenu pod normalnym cisnieniem, tempe¬ ratura nie powinna przekraczac 10°C a przy tlen¬ ku propylenu 35°C.Zwiazek z metalo-pirydyny wytwarza sie w zna¬ ny sposób, np. przez poddanie reakcji pirydyny, ewentualnie podstawionej, z metalem alkalicznym w postaci zawiesiny, zwlaszcza z sodem w tempe¬ raturze 50—120°C w sposób jak opisano w bry- tyjskiim opisie patentowymi nr 963 441 lub z roz¬ tworem metalu alkalicznego, zwlaszcza sodu, w sro¬ dowisku cieklego amoniaku w sposób jak opisano w brytyjskim opisie patentowym 1 Olid 541, lub z magnezem, w sposób jak opisano w brytyjskim opisie patentowym nr 956 564, a takze przez pod- 851293 85129 4 danie reakcji zwiazku metalopirydynowego, ewen¬ tualnie podstawionego, z glinem w sposób jak opi¬ sano w brytyjskim opisie patentowym nr 1 016 541.Wytwarzanie zwiazku sodowopirydynowego przez poddanie reakcji pirydyny z roztworem sodu w cieklym amoniaku jest korzystne, poniewaz otrzymany w wyniku reakcji roztwór soli sodowej cziterowodaro-4,4'-dwupirydylu w cieklym amonia¬ ku mozna uzyc bezposrednio w sposobie wedlug wynalazku. Jako podstawniki w pierscieniu piry¬ dynowym wymienia sie np. rodnik alkilowy, alko- ksylowy, arylowy, aryloksylowy, grupe dwualkilo- aminowa oraz atom chlorowca.Tlenek alkilenu zawiera 2—10 atomów wegla, korzystnie 2—4 atomów wegla. Zwlaszcza stosuje sie tlenek etylenu. Tlenek alkilenu moze równiez zawierac podstawniki, np. atomy chlorowca, przy czyim zazwyczaj stosuje sie go w postaci cieklej w warunkach reakcji, ewentualnie pod zwiekszo¬ nym cisnieniem, korzystnie w postaci bezwodnej.Pochodne l,l'-dwupodstawionego l,l',4,4'-cztero- wodoro-4,4'-dwupiirydylu otrzymane sposobem we¬ dlug wynalazku maja charakter anionowy i moga byc utlenione do odpowiednich soli l,l'-dwupodista- wionych-4,4'-pirydyliowych. W procesie utleniania mozna stosowac rózne srodki utleniajace, bedace akceptorami .wodóru o potencjale redukujaco-utle- niajacym w wodzie bardziej dodatnim od -^1,48 wolt w porównaniu z nasycona elektroda kalome- lowa. Sposób utleniania l,r-dwupodstawionych czterowodoro-4,4'-dwupirydyli przy uzyciu tych srodków utleniajacych opisano w brytyjskim opi¬ sie patentowym nr 1073 081. Jako odpowiednie srodki utleniajace stosuje sie chinony, siarke i bez¬ wodnik nieorganicznych kwasów tlenowych, np. dwutlenek siarki.Obecnie stwierdzono, ze wydajnosc soli dwupi- rydyliowej mozna znacznie powiekszyc, jezeli po¬ chodna czterowodorodwupirydyilu o charakterze anionowym podda sie przed jej utlenieniem profa¬ nowaniu lub alkilowaniu. Proces protonowania mo¬ ze byc dokonany przy uzyciu dowolnego ziródla protonowego, takiego jak woda, alkohol, np. me¬ tanol, bezwodny kwas aprotyczny, organiczny lub nieorganiczny, lub jego sól amonowa. Korzystnie stosuje sie niewodne zródlo protonowe w warun¬ kach bezwodnych reakcji oraz nie zawierajacych tlenu czasteczkowego, przy czym nalezy unikac nadmiaru zródla protonowego powyzej ilosci ste- chiometrycznej.Jako dogodne zródlo protonowe stosuje sie sól amonowa rozpuszczalna w srodowisku reakcji wy¬ twarzanej pochodnej czterowodorodwupirydylu, poniewaz unika sie koniecznosci wyodrebnienia wytworzonej pochodnej w celu jej protonowania.Jako sól amonowa, szczególnie w srodowisku cie¬ klego amoniaku, stosuje sie azotan amonu.Odpowiednim srodkiem alkilujacym jest siarczan dwumetyilowy.L Otrzymany ljT-dwuChydroksyalkiloJ-M^^^rzte- rowodoro-4,4-dwupLrydyl lub l,l'Kiwu(aikoksyailki- lo)-lyl'4,4/-iCzterowodoro-4,4/^dwuparydy nic do odpowiednich soli l,r-dwu(hydrokisyalkilo)- -4,4'-dwupirydyiliowych lub l,r-dwu(alkoksyalfci- lo)-4,4'Hdwupirydyliowych sposobem, jak opisano wyzej w odniesieniu do pochodnych l^r-dwupod- stawionego czterowodorodwupirydylu, przy czym szczególnie korzystnym srodkiem .utleniajacym jest dwutlenek siarki. ' v $ Temperatura protonowania anionowej pochodnej l,l'-dwupodstawioneigo-czterowodorodwupirydy.lu w zaleznosci od rodzaju stosowanego rozpuszczal¬ nika, moze wahac sie w szerokich granicach, od —120°C do -H100°C i proces moze przebiegac pod !0 zwiekszonym cisnieniem. i Sól l,l'-dwupodstawiona-4,4'-dwupirydyilLOwa wy¬ odrebnia sie z mieszaniny poreakcyjnej w znany sposób, np. przez dodanie do mieszaniny poreak¬ cyjnej wody lub rozcienczonego kwasu, np. solne- go lub octowego, nastepnie odparowanie wody z oddzielonej warstwy wodnej, na ogól jednak soli dwupirydyliowej nie wydziela sie z roztworu wod¬ nego, poniewaz w tej postaci moze byc stosowana jako srodek chwastobójczy, ewentualnie po doda- niu odpowiedniego srodka zwilzajacego.Wynalazek ilustruja, nie ogroniczajac jego za¬ kresu, nizej podane przyklady, przy czyim wszyst¬ kie reagenty stosowano w postaci bezwodnej i nie zawierajacej wolnego tlenu.Przyklad I. Wytworzono zawiesine soli so¬ dowej czteirowodoro-4,4/-dwupirydyilu w cieklym amoniaku przez poddanie reakcji 3,85 g pirydyny z roztworem 1,328 g sodu w 200 mil cieklego amo¬ niaku, w temperaturze —35°C w ciagu 30 minut, w atmosferze azotu.Do otrzymanej zawiesiny pochodnej czterowo¬ dorodwupirydylu w cieklym amoniaku wdestylo- wano okolo 10 ml tlenku etylenu, w atmosferze azotu i utrzymujac atmosfere azotu, po uplywie minut dodano 3,89 g azotanu amonu. Otrzyma¬ ny roztwór l,r-dwu-(2-hydroksyetylo)-l,r,4,4'- -czterowodoro-4,4'-dwupirydylu odsaczono do 200 ml eteru dwumetylowego glikolu etylenowego, po czym 40 oddestylowano amoniak do osiagniecia w miesza¬ ninie poreakcyjnej temperatury 0°C. Do otrzyma¬ nia pozostalosci, utrzymujac atmosfere azotu, wpro¬ wadzono w postaci gazowej okolo 10 g bezwodnego dwutlenku siarki w celu utlenienia l,r-dwu(hydro- 45 ksyetylo)-l,l'-4,4/-caterowodoro-4,4'-dwupiirydylu do soli l,l'-dwu(hydroksyetyloM,4'-dwupdrydyiliowej.Kationy l,l/-dwu(hydroksyetylo)-4,4/-pirydyliowe oznaczono kolorymetrycznie, po uprzedniej reduk^ cji podsiarczynem sodu w roztworze wodnym przy 50 pH 9,2. Stwierdzono, 3,4 g soli l,l'-dwu(hydrokisy- etylo)-4,4/-dwupiirydyliowej, co stanowi 45e/§ wy¬ dajnosci w przeliczeniu na uzyta pirydyna, której nie odzyskiwano z mieszaniny poreakcyjnej.Przyklad II. Proces prowadzono w sposób 55 jak opisano w przykladzie I, do momentu wpro¬ wadzenia tlenku etylenu. Po uplywie 30 minut, utrzymujac atmosfere azotu, mieszanine poreakcyj¬ na wlano do 200 ml eteru dwumetylowego glikolu etylenowego i oddestylowano amoniak az do osia- M gniecia temperatury 0°C. Jako produkt otrzymano l,r-dwui(hydroksyetyloM,r,4,4'lczterowodoro-4,4'- -dwupirydyil.Utrzymujac atmosfere azotu, do otrzymanej po¬ zostalosci wprowadzono okolo 10 g dwutlenku siar- 65 ki w postaci gazowej i otrzymana zawiesine pod-85129 6 dano analizie na zawartosc soli l,l'-dwu(2<-hydro- ksyetylo)-4,4'dwupirydyliowej.Wydajnosc reakcji wynosila 12% w stosunku do uzytej pirydyny. Nie próbowano odzyskania nie- przereagowanej pirydyny.Przyklad III. W beztlenowym srodowisku cieklego amoniaku o temperaturze —40°C podda¬ no reakcji 10,5 g pirydyny i 3,5 g sodu, po czym wprowadzono 30 ml tlenku etylenu, a nastepnie ,5 ml metanolu. Z mieszaniny poreakcyjnej odpa¬ rowano amoniak, po czym pozostalosc uzupelnio¬ no do pierwotnej objetosci eterem dwumetylowym glikolu etylenu. Jako produkt otrzymano 1,1'- -dwu(hydroksyetylo)-l,1^4,4'-czterowodoro-4,4'-dwu- pirydyl.Do tak otrzymanej mieszaniny wprowadzono ga¬ zowy dwutlenek siarki, mieszajac i utrzymujac temperature ponizej 25°C. Otrzymany zólty osad rozpuszczono w wodzie i poddano analizie kolory¬ metrycznej. Stwierdzono obecnocc 5,5 g jonów l,r-dwu(l2-hydroksymetylo)-4,4'-dwupiirydyliowych, co stanowi wydajnosc reakcji 43% w stosunku do uzytej pirydyny. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania pochodnych l,l'-dwju(hy- droksyalkilo)-l,r,4,4'-czterowodoro-4,4'-dwupirydy- lu, znamienny tym, ze produkt wytworzony z me- talo-pirydyny, posiadajacy anion o wzorze 1, pod¬ daje sie reakcji z tlenkiem alkilenu o wzorze 2 lub z podstawiona pochodna tego zwiazku, w tem¬ peraturze w zakresie od —120°C do +200°C, w obecnosci cieklego rozcienczalnika, otrzymujac zwiazek o wzorze ogólnym 3 ewentualnie w po¬ staci soli, w którym to wzorze R oznacza grupe HOCH2-CH2 — lub jej pochodna i otrzymany produkt ewentualnie utlenia sie do soli pirydylio- wej.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w srodowisku beztlenowym.
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w warunkach bezwodnych.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozcienczalnik stosuje sie rozpuszczalnik, w którym otrzymano produkt wewnetrznej reak- cji-metalo-pirydyny.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie rozpuszczalnik aprotyczny.
6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie ciekly amoniak.
7. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie polarny aprotyczny rozpuszczalnik organiczny.
8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w temperaturze nie przekra¬ czajacej 150°C.
9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w srodowisku cieklego amo- 5 niaku w temperaturze ponizej —33°C.
10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie tlenek alkilenu w fazie cieklej i proces prowadzi sie w temperaturze ponizej temperatury wrzenia tlenku alkilenu. 10
11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie tlenek alkilenu o 2—10 atomach wegla.
12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze stosuje sie tlenek alkilenu o 2—4 atomach wegla.
13. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 15 w celu wytworzenia l,l'-dwu l,r,4,4'-cztedowodoro-4,4'-dwupirydylu protonuje sie reagenty.
14. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze do protonowania stosuje sie niewodne zródlo pro- 20 tonów w warunkach bezwodnych.
15. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze protonowanie prowadzi sie w srodowisku beztleno¬ wym.
16. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze 25 protonowanie prowadzi sie w temperaturze w za¬ kresie od —|120°C do 100°C.
17. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze protonowanie prowadzi sie przy uzyciu bezwodnego kwasu protycznego lub jego soli amonowej. 80
18. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze protonowanie prowadzi sie przy uzyciu alkoholu.
19. Sposób wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze jako akohol stosuje sie nizszy alkohol alifatyczny.
20. Sposób wedlug zastrz. 19, znamienny tym, ze 35 jako alkohol stosuje sie metanol.
21. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze jako srodek protonujacy stosuje sie azotan amonu.
22. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w celu wytworzenia l,r-dwu(alkoksyalkilo)-l,l',4,4'- 40 -czterowodoro-4,4/^dwupirydylu produkt reakcji anetalo-pirydyny i tlenek alkilenu traktuje sie srodkiem alkilujacym.
23. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze jako srodek alkilujacy stosuje sie siarczan dwume- 45 tylu.
24. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do utleniania stosuje sie srodek utleniajacy o po¬ tencjale redukujaco-utleniajacym w wodzie bar¬ dziej dodatnim od —1,48 wolt w porównaniu z na- 50 sycona elektroda toalomelowa.
25. Sposób wedlug zastrz. 24, znamienny tym, ze jako srodek utleniajacy stosuje sie dwutlenek siarki.
26. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 55 jako tlenek alkilenu stosuje sie tlenek etylenu.Wzór 1 CrU CH9 o Wzór 2 R-N N-R H Wzór 3 DN-3 zam. 2538/76 Cena 10 zl PL