RU1836348C

RU1836348C - Способ получени высших алкиловых эфиров (4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси)уксусной кислоты

Info

Publication number: RU1836348C
Application number: SU914894440A
Authority: RU
Inventors: Ян.Р.Кинг; Л.Крумел Карл; С.Ли Саймон
Original assignee: Дауэланко
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1993-08-23
Also published as: AU7085791A; EP0441457A2; CA2036017A1; CN1054420A; HU910421D0; BR9100532A; DK0441457T3; JP3045320B2; FI101535B1; ATE138912T1; EP0441457B1; HU208957B; EP0441457A3; FI910632A0; FI910632A; AU635608B2; FI101535B; IL97146A0; CN1031566C; ES2087961T3

Abstract

Использование: в сельском хоз йстве в качестве гербицидов. Сущность изобретени : продукты - высшие эфиры (4-амино-3,5- дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси)уксусной кислоты, ф-лы 1, где R-Ce-C 12-алкил, выход 94-98%, чистота 95-97%. Реагент 1: ф-лы 2; реагент 2: ХСНа C(0)OR ; реагент 3: ROH, где М - щелочной металл, X - хлор или бром, R - метил или этил, Р -Сб-С12-алкил. Услови реакции: процесс ведут в две стадии, а именно продукт взаимодействи реагентов 1 и 2 обрабатывают реагентом 3 в присутствии катализатора - тетра (Ci-

Description

OR

Предлагаетс способ получени высших алкиловых эфиров (4-амино-3,5-дихлор-6- фтор-2-пиридинилокси)уксусной кислоты общей формулы

МНг

civWci Q

F OCHzct(

где R - Сб-С12-алкил.

Эти соединени наход т применение в сельском хоз йстве в качестве гербицидов.

Сложные эфиры многих замещенных 2- пиридинилоксиалкановых кислот получают утем алкилировани солей 2-пиридинолов соответствующим эфиром галогеналкано- вой кислоты. Например, сложные эфиры (4- амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси) уксусной кислоты, как правило, получают путем алкилировани 4-амино-3,5-дихлор-6- фтор-2-пиридината щелочного металла соответствующим эфиром хлоруксусной или бромуксусной кислоты. Иногда примен ют

дипол рный апротонный растворитель. Однако при получении сложных спиртов, отличных от метанола и этанола, полученный продукт трудно извлекать из реакционной среды в чистом виде. В результате заданные сложные эфиры часто получают при неудовлетворительном выходе или неудовлетворительной чистоты.

Высшие эфиры карбоновых кислот, например замещенных 2-пиридинилокси- уксусных кислот, включа (4-амино-3,5- дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси)уксусную кислоту, с другой стороны, часто вл ютс более ценными, чем метиловые или этиловые эфиры, так как они вл ютс менее летучими и в случае применени их в качестве гербицидов более эффективны или менее избирательны в их действии.

Теперь установлено, что заданные высшие эфиры замещенных 2-пиридинилокси- алкановых кислот получаютс с высоким выходом и высокой чистотой, когда метилоСП

с

00

со

О GO 4 00

cj

вый или этиловый эфир предварительно получают путем конденсации соли щелочного металла замещенного 2-пиридинола с метил- или этилхлоралканоатом или -бро- малканоатом и полученный метиловый или этиловый эфир замещенной 2-пиридини-. локсиалкановой кислоты затем трансэтири- фицируют спиртом, содержащим шесть или более атомов углерода.

Предлагаемый способ включает в себ процесс получени эфира (4-амино-3,5-дих- лор-6-фтор-2-пиридинилокси)уксусной кислоты и алифатического спирта, имеющего 6-12 атомов углерода; упом нутый процесс отличаетс получением промежуточного продукта, т.е. метил- или этил(4-амино-3,5- дихлор 6-фтор-2-пиридинилокси)ацетата, путем алкилировани щелочно-металличе- ской соли 4-амино-3,5-дихлор-б-фтор-2-пири- динола с применением метил- или этилхлорацетата или -бромацетата в дипо- рном апротонном растворителе, содержащем среду, извлекающую промежуточный продукт, и последующей трансэтерификации с помощью алифатического спирта, имеющего 6-12 атомов углерода.

Октиловые сложные эфиры, включа 1-метилгептиловые и 2-этилгексиловые сложные эфиры, и (С4-Сб-алкокси)этиловые, и (Сз-Сб-алкокси)пропиловые сложные эфиры вл ютс предпочтительными.

Особенно предпочтительными вл ютс 1-метилгептиловые сложные эфиры. Ме- тил)4-амино-3,5-дихлор-б-фтор-2-пиридини- локси)ацетат вл етс желательным в.качестве промежуточного продукта, М-Метил-2- пиррилидинон и N, W-диметилформамид вл ютс предпочтительными дипол рны- ми апротонными растворител ми.

Предлагаемый способ обеспечивает ее получение заданных высших эфиров с более высоким выходом и более высокой чистотой , чем известными способами. Кроме того , преимущество способа состоит в наличии в промышленности метиловых и этиловых сложных эфиров галогеналкано- вых кислот, например метилхлорацетата и метил бромацетата.

Способ может быть применен дл получени высших эфиров широкого ассортимента карбоновых кислот и особенно предпочтителен дл получени высших эфиров замещенных 2-пиридинилоксиэлкано- вых кислот. Особый интерес представл ют эфиры (4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пири- динилокси)ацетата. Процесс протекает по следующей схеме: М представл ет щелочной металл; X - хлор или бром; R - метил или этил. R - алифатический спирт с 6-12 атомами углерода);

NH,

N ОМ

NH,

° ЖС1

ftXCH,CO, ,CO,R

(алкилирование)

+ МХ

NHj

. Ci X,d F-N OeH2COjR

+ ROH (трансэтерификаци )

Этот способ позвол ет получать заданный высший эфир при общем выходе, по меньшей мере, 90% от расчетного и без дополнительной очистки продукта, по меньшей мере, 97-пррцентной чистоты.

Реакци алкилировани (алкилирование щелочно-металлической соли 4-амино- 3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинола метил- или этилхлорацетата или -бромацетатом), как

правило, проводитс в дипол рном апротонном растворителе, например N, М-диме- тилформамиде, Г -метил-2-пирролидиноне, ,М-диметилацетамиде. 1,3-диметилимида- золидиноне, ацетонитриле, сульфолане, диметилсульфоксиде , ацетонитриле или гексаметилфосфорамиде, в присутствии катализатора фазового массообмена или в воде в присутствии катализатора массообмена . Получаемый продукт вл етс

метиловым или этиловым эфиром (4-амино- 3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинйлокси)уксус- ной кислоты. Эти сложные эфиры имеют хорошо образованные кристаллы с относительно высокой точкой плавлени , которые свободно извлекаютс из среды реакции, использованной дл их получени , с высоким выходом и хорошей чистотой.

Целесообразно примен ть дл этой части процесса дипол рный апротонный

растворитель, предпочтительно N.N-ди ме- тилформамид, К|-метил-2-пирролидинон и диметилсульфоксид. Как правило, используетс такое количество растворител , которое достаточно дл растворени , по

меньшей мере, части присутствующей щелочно-металлической соли 4-амино-3,5-дих- лор-6-фтор-2-пиридинола. Систему обычно высушивают до влажности менее 4% и предпочтительно до влажности менее 3% перед

реакцией путем отгонки воды. Реакцию, как правило, провод т путем контактировани щелочно-металлической соли 4-амино-3,5- дихлор-6-фтор-2-пиридинола с метил- или этилхлорацетатом или -бромацетатом в

растворителе и нагрева с одновременным помешиванием. Калиева соль 4-амино-3,5- дихлор-6-фтор-2-пиридинола часто вл етс предпочтительной солью щелочного металла, а метилхлорацетат - предпочтительным эфиром галогенацетата.

Создаютс благопри тные услови дл реакции алкилировани . Эфир галогенаце- тата может быть применен в приблизительно эквимол рном количестве с солью пиридината. Часто примен етс избыточное количество эфира галогенацетата (до 50%), обычно избыток равен 2-30%, предпочтителен избыток 5-20% Как вариант, может быть применено избыточное количество соли пиридината. Реакци может проводитьс при повышенных температурах, как правило при 30-100°С, и при любом подход щем давлении. Реакци обычно продолжаетс 1-24 ч.

Продукт реакции в виде метилового или этилового эфира, как правило, извлекаетс путем добавлени достаточного количества воды в смесь при одновременном помешивании , осаждени заданного продукта и последующего сбора осадка. Это может проводитьс при любой подход щей температуре , но часто целесообразно производить добавки при температуре окружающей среды или ниже. Иногда целесообразно производить добавку при повышенных температурах, например при 50-95°С. Если добавка производитс при повышенных температурах, целесообразно дать возможность смеси остынуть перед извлечением осадка дл обеспечени полного осаждени . Побочный продукт (галоид щелочного металла) может быть удален до добавлени волы, если это целесообразно, например, фильтрацией. Однако, как правило , он не удал етс до добавлени воды, Количество добавл емой воды (по весу), как правило, приблизительно в 0,6-4 раза больше веса присутствующего дипол рного апротонного растворител . Часто предпочтительными вл ютс количества пор дка в 0,8-1,8 раза больше веса растворител . Осажденный сложный эфир может быть извлечен обычным способом, например путем фильтрации или центрифугировани , и затем, как правило, экстрагируетс водой дл удалени как растворител , так и любой побочной галоидной соли щелочного металла, не удаленной ранее. Могут быть применены и другие способы извлечени , например выпаривание растворител .

Метил- или этил(4-амино-3,5-дихлор-6- фтор-2-пиридинилокси)ацетат, имеющий частоту свыше 96% (без воды и растворител ), как правило, свыше 99%, может быть получен способом, описанным выше, если примен ема щелочно-металлическа соль 4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинола имеет чистоту свыше 99%. Когда примен етс щелочно-металлическа соль 4-амино- 3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинола более

низкой чистоты, чистота конечного продукта может быть соответственно ниже. Обычно достигаютс выходы свыше 90%, как правило , свыше 93% от теоретически возможных.

Метиловый или этиловый эфир представл ет собой легко транспортируемое твердое кристаллическое вещество.

Часто целесообразно очищать конечный метиловый или этиловый эфир перед

0 проведением реакции трансэтерификации. Это может быть осуществлено известным способом, например путем перекристаллизации из растворител , например метанола, этанола, смеси воды и М-метил-2-пирроли5 динона и смесей толуола и гексана.

Реакци трансэтерификации представл ет собой трансэтерификацию метил- или этил(4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пириди- нилокси)ацетата алифатическим спиртом,

0 имеющим 6-12 атомов углерода. Октило- вые (Се) спирты, включа 1-метилгептанол (2-октанол), 2-этилгексанол и смешанные ок- танолы, (С4-Сб-алкокси)этанолы, (Сз-Сб-ал- кокси)пропэнолы, включа 2-бутоксиэтанол,

5 1-пропокси-2-пропанол и 2-бутокси-1-про- панол, вл ютс предпочтительными, особенно 1-метилгептанол и 2-этилгексанол.

Трансэтерификаци может быть осуществлена любым из известных высоко0 производительных способов. Как правило, примен етс катализатор. В качестве катализатора пригодны сильные кислоты, например серна , п-толуолсульфокислота, фосфорна тетраалкилтитанаты, например

5 четыреххлористый титан, и олов нные соли органических кислот. Сильна кислота может быть соединена со смолой с поперечной св зью, как в сульфонированных полистироловых смолах. Тетра(С1 С12-алкил)тита0 наты титановые (IV) С1 С12-алкоксилы вл ютс предпочтительными катализаторами , особенно тетрабутил-, тетрапропил- и тетраизопропилтитанаты. выпускаемые промышленностью.

5 При выполнении трансэтерификации метиловый или этиловый эфир первоначально , как правило, высушиваетс путем нагрева твердого вещества, растворени влажного твердого вещества в инертном

0 растворителе и удалени воды путем азеот- ропной или простой дистилл ции или путем объединени мокрого твердого вещества со спиртом, примен емым в трансэтерификации и отгонке воды. Наилучшие результаты

5 достигаютс , когда смесь перед обработкой вл етс сухой. Приемлемыми инертными растворител ми вл ютс те, которые не вступают в реакцию с любым из исходных материалов или продуктов процесса и которые раствор ют, по меньшей мере, небольшое количество исходного эфира. Примерами вл ютс ксилол, декан и т.п. Затем соответствующий спирт соедин етс с сухой смесью, если он уже не присутствует, и, наконец , добавл етс катализатор. Смесь обычно вступает в реакцию благодар нагреву при одновременном помешивании и удалении метанола или этанола - побочного продукта - путем дистилл ции по мере его образовани .

Создаютс услови , благопри тные дл реакции. Как правило, дл трансэтерифика- ции добавл етс избыточное количество соответствующего спирта. Типичное соотношение спирта и эфира составл ет 2:1 - 5:1. Используетс каталитически эффективное количество катализатора. В случае тетраалкилтитанатов каталитически эффективное количество составл ет 0,01-0,5% от общей смеси. Реакци , как правило, осуществл етс при повышенной температуре, обычно 80 - 200°С. Эта температура определ етс точкой кипени среды. Давление системы не вл етс критическим аспектом , однако оно может быть выше или ниже атмосферного давлени с тем, чтобы регулировать точку кипени среды или стимулировать удаление растворител или избыточного спирта.

По завершении реакции полученный заданный эфир может быть извлечен путем удалени избыточного спирта и каких-либо других летучих веществ путем Дистилл ции, в результате чего получаетс необходимый эфир в виде осадка. Как и предполагалось, остаетс небольшое количество высшего спирта. Больша часть этого спирта при желании может быть удалена путем десорби- ровани паром. Смесь после реакции, полученна после удалени метанола или этанола, может быть использована, как она есть. Катализатор или побочный продукт катализатора может быть удален путем фильтрации или центрифугировани , или .экстрагировани с водой до или после извлечени продукта. Они могут быть и оставлены в продукте. Если примен лс сильный кислотный катализатор и он остаетс в продукте , его при необходимости можно нейтрализовать соответствующим основанием.

Выход достигает 96% продукта с чистотой , по меньшей мере, 97% (на бесспиртовой основе), когда в качестве исходного материала примен етс метиловый или этиловый эфир. Типичными вл ютс выходы, по меньшей мере, 98% продукта с чистотой, по меньшей мере, 98%. Фактически достигаема чистота в большой степени зависит от полноты удалени высшего избыточного спирта.

П р и м е р 1. Получение метил(4-амино- 3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси)ацета- та в среде М,М-диметилформамида.

Раствор 323 г (1,374 моль) 4-амино-3,5дихлор-6-фтор-2-пиридината кали в N,N- диметилформамиде, общий вес которого составл л 967 г, содержащий менее 1 % воды , нагревают до 65°С и добавл ют 170.9 г ( моль) метилхлорацетата в течение 30

0 мин при одновременном помешивании. Когда смесь нагрели при помешивании до 65°С, ее оставл ют на ночь в таком состо нии и затем профильтровывают при температуре 55°С дл удалени образовавшихс не5 растворимых солей. Соли экстрагируют с помощью дополнительных 450 мл N.N-ди метилформамида и экстракт объедин ют с отфильтрованной реакционной смесью дл получени раствора общим весом 1412 г.

0 который не содержит 4-амино-3,5-дихлор-6- фтор-2-пиридината кали . Этот раствор охлаждают до 0°С, после чего добавл ют 1050 г воды, котора была охлаждена до 5°С, при одновременном помешивании и

5 охлаждении в течение свыше 30 мин. Смесь

затем охлаждают до 0°С и отфильтровыва- ют. Оставшийс нерастворимый материал

экстрагируют 600 г холодной воды. Затем

его высушивают в печи при пониженном

0 давлении и получают 361,8 г упом нутого соединени , которое подвергают анализу, в результате которого установлено, что он имеет чистоту 95,8%. Это соответствует выходу 1,29 моль или 93,9% от расчетного.

5 Фильтрат соедин ют с экстрагирующей водой и летучие вещества удал ют путем дистилл ции при пониженном давлении. Получают осадок весом 72,2 г. В результате анализа установлено, что он содержит

0 13.0% упом нутого соединени , что соответствует 0.035 моль, 2,6% от расчетной. Незначительное количество продукта присутствует в сол х и дистилл тах.

П р и м е р 2. Получение метил(4-амино5 Зд5-дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси)ацета- та в среде М-метил-2-пирролидинона.

1007,8 г раствора 4-амино-3.5-дихлор-6- фтор-2-пиридината кали в М-метил-2-пир- ролидиноне, содержащем 20 г воды,

0 разбавл ют 854 г дополнительного М-метил- 2-пирролидинона в реакционном сосуде, оборудованном дистилл ционной головкой, мешалкой, регул тором температуры и загрузочной воронкой. Смесь подогревают

5 при помешивании. 39,5 г вещества удал ютс путем дистилл ции и получают 968,3 г раствора, содержащего 19,7% 4-амино-3,5- дихлор-6-фтор-2-пиридината кали (0,812 моль). Этот раствор выдерживают при температуре 40-45°С при одновременном

помешивании и добавл ют 105,6 г (0,973 моль) метилхлорацетата и дополнительные 137 г М-метил-2-пирролидинона. Смесь находитс в состо нии реакции в течение 16 ч. Присутствовавшие избыточные ме- тилхлорацетат и другие летучие вещества были удалены путем дистилл ции (удалено 44,6 г). Добавл ют воды (1427 г) при одновременном помешивании при 80°С, после охлаждени образовавшиес твердые вещества извлекают фильтрацией, в результате чего получают 228,6 г материала, содержащего 90.1% упом нутого соединени , 0,3% М-метил-2-пирролидинона и 9,5% воды и имеющего 99,2%-ную чистоту на сухой основе без раствора. Выход 94,8% от расчетного.

Пример 3. Получение 1-метилгеп- тил(4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридин- илокси)ацетата.

1375 г метил(4-амино-3,5-дихлор-6- фтор-2-пиридинилокси)ацетата (5,02 моль) 98,0%-ной чистоты смешивают с 1901 г (14,6 моль) 1-метилгептанола (2-октанола) в 5-литровом стакане, снабженном мешалкой, колонкой Virgeaux диаметром 30 см, дистилл ционной головкой и термометром. Дл удалени какой-либо имеющейс в системе влаги раствор нагревают до 130°С перед добавлением тетрабутилтитаната в смесь. Затем выдерживают при температуре 150°С и давлении 60 кПа в течение 6 ч, удал метанол путем дистилл ции по мере его образовани . Давление постепенно снижают до 3,3 кПа и избыточный 1-метилгеп- танол удал ют путем дистилл ции вместе с другими летучими. Осадок весом до 1857 г- заданное соединение. Установили, что он имеет 97,4%-ную чистоту и содержит 0,2% непрореагировавшего метилового эфира и 0,1% 1-метилгептанола. Выход 98,7% от расчетного.

Пример 4. Получение 1-метилгеп- тил(4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридин- илокси)ацетата.

В смесь 50,0 г (0.18 моль) метил(4-ами- но-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси) ацетата и 5,0 г воды добавл ют 109 г (0,84 моль) 1-метилгептанола в 250- миллилитро- вом стакане, оснащенном термопарой, ме- .шалкой с воздушным приводом и колонкой 1x20 см Virgeaux с дистилл ционной головкой и источником вакуума. Полученную смесь выдерживают при одновременном помешивании при температуре тигл пор дка 62-123°С поддавлением пор дка 12- 17 кПа и летучие (главным образом влагу) удал ют путем дистилл ции до тех пор, пока температура головки не достигает 113°С, дл получени сухой смеси. Наблюдаетс

некоторое вспенивание. Затем добавл ют 0,09 г тетрабутилтитаната. Смесь затем выдерживают при помешивании при температуре 150°С и давлении 31 .кПа, контролиру подвод тепла так, чтобы температура головки оставалась ниже 80°С. Побочный продукт - метанол - удал ют путем дистилл ции по мере его образовани , Спуст 4 ч получают 2,7 г смеси

метанолам 1-метилгептанола, 70% которой составл ет метанол. Преобразование в 1- метилгептиловый эфир составл ет пор дка 98% (газожидкостна хроматографи ). Температуру поддерх ивают на уровне 150°С

и давление постепенно понижают до 1,3 кПа дл удалени избыточного 1-метилгептанола путем дистилл ции. Температуру затем повышают до 170°С. Всего удал ют 76,6 г 1-метилгептанола. Остаток в стакане

69,1 г и, как было установлено, состоит из 1,2% 1-метилгептанола и 97,3% заданного 1-метилгептилового эфира. Выход 99,6% от расчетного, а чистота на бесспиртовой основе 98,5%.

Claims

Формула изобретени 1. Способ получени высших алкиловых эфиров (4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пири- динилокси)уксусной кислоты общей формулыNH

C1WC1 FVOCH

где R - Сб-С12-алкил.

алкилированием4-амино-3,5дихлор-6-фтор- 2-пиридината щелочного металла алкилб- ром- или алкилхлорацетатом в среде дипол рного апротонного растворител , о тличающийс тем, что в качестве алкилбром- или алкилхлорацетата используют метил- или этилбромацетат или -хлора- цетат, образующийс метил- или этил(4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси )ацетат выдел ют и подвергают его трансэтерификации алифатическим спиртом , содержащим 6-12 атомов углерода, в присутствии катализатора - тетра(С1- С12)алкилтитаната.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с

тем, что алкилирование ведут метил-или этилхлорацетатом.
3.Способ по п. 1,отличающийс тем, что в качестве 4-амино-3,5-дихлор-6фтор-2-пиридината щелочного металла используют 4-амино-3,5-дихлор-6-фтор- 2-пиридинат кали .
4.Способ по п. 1,отличэющи и с тем, что в качестве дипол рного апротонного растворител используют Г Ьметил-2-пир

ролидинон, N.N-диметилформамид или ди-та использую т октанол или смесь октэнометилсульфоксид .лов.
5.Способ поп, 1, о т л и ч а ю щ и и с 8. Способ по пп. 1и7, отличзющий- тем, что алкилирование провод т при 30-с тем, что в качестве октанола используют 100°С,5 1-метилгептанол или 2-этилгексанол.
6.Способ по п. 1,отличающийс 9. Способ по п. 1, отличающийс тем, что метил- или этил(4-амино-3,5-дих-тем, что в качестве катализатора использу- лор-6-фтор-2-пиридинилокси)ацетат выде-ют тетрабутилтитанат, тетрапропилтитанат л ют путем добавлени в реакционнуюили тетраизопропилтитанат.

смесь воды при 50-95°С и извлечени осад-10 10. Способ по п. 1,отличающийс

кз фильтрацией или центрифугированием.тем, что трансэтерификацию провод т при
7.Способ по п. 1,отличающийс 80-200°С, причем перед добавлением кзтэли- тем, что в качестве алифатического спир-затора из реакционной смеси удал ют воду.