CZ23499A3

CZ23499A3 - Způsob přípravy pyridin dikarboxylátových derivátů

Info

Publication number: CZ23499A3
Application number: CZ99234A
Authority: CZ
Inventors: Robert Francis Doehner Jr.
Original assignee: American Cyanamid Company
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 1999-08-11
Also published as: DK0933362T3; HUP9900194A1; AU756604B2; TW466234B; IL127853A0; PL331068A1; DE69901130D1; CA2260469A1; AR014500A1; JP4346141B2; SG74697A1; AU1423599A; EP0933362A1; DE69901130T2; SK283297B6; CN1118455C; KR19990068247A; ES2175899T3; CA2260469C; KR100566502B1

Description

Způsob přípravy pyridin dikarboxylátových derivátů

Oblast techniky i

Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy pyridin dikarboxylátových derivátů

I ,, Dosavadní stav techniky

Pyridin-2,3-dikarboxylové kyseliny a estery jsou stavební bloky řady bioaktivních produktů, zejména imidazolinonových herbicidů, například U.S. 4 758 667. Známé způsoby přípravy pyridin-2,3-dikarboxylátových derivátů oxidací vhodných chinollnových nebo alkylpyridinových prekurzorů jsou často omezeny nákladnými oxidačními činidly, jako je KMnO^, SeO₂ apod.,· dlouhou dobou reakčního cyklu, jako je při použití ozónu, elektrolýzy apod; a nežádoucími vedlejšími reakcemi, jako je dekarboxylace, tvoření N-oxidu apod.. Proto jsou stále hledány nové způsoby přípravy žádaných pyridinových dikarboxylátových produktů.

Nyní bylo zjištěno, že rychlý postup přípravy pyridin-2,3-dikarboxylátového derivátu v jednom zařízení se .—...-snadno, provede postupnou kondenzací~vhodného~alkylvinyl~etheru’' s Vilsmeierovým činidlem, oxalacetátem a zdrojem amoniaku.

II i Podstata vynálezu . .

Vynález se týká účinného způsobu přípravy . .. — pyridin^2-, 3-dikarboxylátových- derivátů- obecného vzorce I

kde znamená H nebo Cý-C^alkyl, případně substituovaný

• 0	00 *	. 00
0 0 *	• «	« *	0 0 0
0	♦ 0 0		•0 0 0 0
0	* '0		0
0 0 0 0 0	0 0	00 ·	• 0

*0 ι

** ·

C-L-C^alkoxy nebo halogenem; a R₂ a jsou nezávisle Ci-Cgalkyl, který zahrnuje

l) reakci alkylvinyletherové sloučeniny obecného vzorce II

(II) kde sloučenina obecného vzorce II je cis isomer, trans isomer nebo jejich směs, R znamená C-^-C^alkyl a R-^ má význam uvedený shora s alespoň jedním molárním ekvivalentem Vilsmeierova činidla, případně v přítomnosti prvního rozpouštědla za vzniku prvního meziproduktu;

2) reakci uvedeného prvního meziproduktu s alespoň jedním molárním ekvivalentem oxalacetátu obecného vzorce III

XCOOR u COOR₃(III) kde R₂ a R₃ mají význam uvedený pro vzorec I, v přítomnosti ~ ‘“alespoň dvou~mb£ářníbhr*eTčvd.válěntů”'bázě~zá vzniku druhého” meziproduktu; a * 3) reakci uvedeného druhého meziproduktu se zdrojem

J amoniaku případně v přítomnosti druhého rozpouštědla za ^? vzniku pyridin diesterového produktu.

Sloučeniny obecného vzorce I jsou užitečné při přípravě imidazolinonóvých hěřbicidních činidel.

Mezi známé způsoby přípravy pyridin

2,3-dikarboxylátových derivátů patří degradacní metody, jako je oxidace příslušně substituovaného chinolinového nebo alkylpyridinového prekurzoru. Nicméně, oxidační postupy jsou často nákladné a nebezpečné. Výhodně, nyní bylo zjištěno, že pyridin-2,3-dikarboxylátové deriváty obecného vzorce I mohou ft · ftft *

ft

ft být účinně připraveny v jednom zařízení sekvenční kondenzací vhodného alkylvinyletheru obecného vzorce II s Vilsmeierovým činidlem, oxalátem obecného vzorce III a zdrojem amoniaku. Reakce je ukázána v diagramu I, kde X^- znamená Cl nebo

PO₂C1₂-.

Blokové schéma I

Vilsmeierovo činidlo

RO (II) případně 1. rozpouštědlo

RO

První meziprodukt

Druhý meziprodukt

Podle postupu vynálezu, alkylvinylether obecného vzorce II, který může být cis isomer, trans isomer nebo jejich směs, reaguje s alespoň jedním molárním ekvivalentem Vilsmeierova činidla, případně v přítomnosti prvního rozpouštědla za vzniku prvního meziproduktu (vinylická imidátová sůl), který potom reaguje s alespoň jedním molárním ekvivalentem oxalacetátu obecného vzorce III v přítomnosti alespoň dvou molárních ekvivalentů báze, výhodně organické «· *« ·· • · · · · · · · · • · * « · • · · · «·*» «0 • · ·<

* · · · • · « · • · · ·· · • · aminové báze, za vzniku druhého meziproduktu (iminová sůl), který reaguje se zdrojem amoniaku (a výhodně) v přítomnosti druhého rozpouštědla za vzniku žádaného produktu obecného vzorce I, pyridin-2,3-dikarboxylátu.

Výraz Vilsmeierovo činidlo, jak se zde používá v popisu a v nárocích, označuje produkt in šitu reakce dimethylformamidu s aktivačním činidlem, jako je oxalylchlorid, fosgen, oxychlorid fosforečný, thionylchlorid a pod. a může být ilustrována jako imoniová sůl obecného vzorce IV nebo její analogy, kde X” znamená Cl“ PC^C^^-.

(CH₃)₂N⁺=CHC1 X (IV)

Výraz halogen, jak se užívá v popisu a v nárocích označuje Cl, Br, I nebo F.

Rozpouštědla vhodná pro použití jako první rozpouštědlo v postupu podle vynálezu mohou být jakákoliv inertní organická rozpouštědla, jako jsou uhlovodíky, například hexany, pentany, heptany apod.,· halogenované uhlovodíky, jako jsou methylenchlorid, chloroform, dichlorethan apod., výhodně dichlorethan nebo methylenchlorid; aromatické uhlovodíky, například benzen, toluen, xylen apod.; halogenované aromatické uhlovodíky,______ například chlorbenzen, o-dichlorbenzen nebo jejich směsi. Výhodně se reakce provádí s prvním rozpouštědlem a výhodně je první rozpouštědlo halogenovaný uhlovodík, jako je dichlorethan nebo methylenchlorid.

Báze vhodné pro použití v postupu podle vynálezu jsou organické aminy, jako triethylamin,_ pyridin, lutidin,

N,N-dimethylpiperidin, N-methylpyrrolidin apod., výhodně triethylamin nebo pyridin.

Jako zdroje amoniaku vhodné pro použití v postupu podle vynálezu se mohou použít jakékoliv konvenční prostředky pro výrobu NH₃ in sítu, včetně plynného, amoniaku, amonných solí apod.., výhodně amonných solí, jako je octan amonný, sulfamát amonný apod..

44 44

4 4 4 444

4 4 4

4 4 '4 4

4 4 4 1

44444444 44 ·4

4« »4 * · 4

4 ·

444 444 • ' 4

4« 4 4

Rozpouštědla vhodná pro použití jako druhé rozpouštědlo v postupu podle vynálezu jsou protická rozpouštědla, jako je voda; alkoholy, jako jsou C-^-C^alkanoly, například ethanol, methanol, propanol, butanol apod., výhodně ethanol; organické kyseliny, jako jsou C-^-C^karboxylové kyseliny, například kyselina octová, kyselina propionová apod., výhodně kyselina octová.

Rychlost tvoření reakčního produktu je obvykle přímo úměrná reakční teplotě. Obecně, nižší teplota snižuje reakční rychlost a vyšší teplota zvyšuje reakční rychlost reakce. Nicméně nadměrně vysoká teplota není žádoucí, poněvadž vede ke snížení výtěžku produktu a čistoty. Výhodný rozsah teploty je od 0 °C do 120 °C.

Vynález je dále ilustrován následujícími příklady provedení, které mají pouze informativní charakter a v žádném případě neomezují rozsah vynálezu. Výraz NMR označuje nukleární magnetickou rezonanci.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprav.a.diethyl -pyridin-2-,-3--dikarboxy-látu-‘............

c₂h_soO o

X) M

Cl

HCON(CH₃)₂<^CO2^C?₅ ¹ ₀^co₂c₂H₅

CO₂C₂H_s

N CO₂C₂H₅ n(c₂h₅)₃

3) NH.

2)

♦» 4 4	0« 4« 4 4 *	4	4 44	44 44 4 4 4 4

•	4 4'4	4	4 '4	444 444
•	• 4	4		4 -9
4*44	• 4 4 4 44		44 4	4 4 4 4

Roztok dimethylformamidu (73 g, 1,00 mol) v ethylenchloridu se pomalu podrobí za chlazení a míchání při okolní teplotě po dobu 18 hodin působení oxalylchloridu (88 ml, 1,00 mol) a potom se podrobí působení ethylvinyletheru (72,1 g, 1,00 mol) po dobu 1 hodiny a míchá se při okolní teplotě po dobu 16 hodin. Tato reakční směs se následně podrobí působení diethyl oxalacetátu (199,28 g, 1,06 mol) a (za chlazení) triethylaminu (224 g, 2,2 mol), míchá se po dobu 1 hodiny a podrobí se působení předem smíchaného roztoku koncentrované HCl (200 ml) a koncentrovaného NH₄0H (200 ml) ve 100 ml vody. Reakční směs se následně zpracuje vodou (250 ml), koncentrovaným NH₄OH (70 ml) a kyselinou octovou (200 ml). Vzniklá směs se destiluje pod N₂ při teplotě 88 °C a při atmosférickém tlaku k odstranění 1850 g destilátu. Destilační nádoba se potom zpracuje absolutním ethanolem (1,0 1) a NH₄OCOCH₃ (180 g), zahřívá se při teplotě refluxu po dobu 16 hodin a destiluje se při 100 °C k odstranění 887 g destilátu. Destilační nádoba se ochladí a zbytek se rozdělí mezi vodu a směs ethylacetátu a hexanů v poměru 2:1. Organická fáze se oddělí, promyje se postupně vodou a solankou a koncentruje se ve vakuu a získá se produkt uvedený v názvu jako olej, 179,5 g (77% Čistoty), výtěžek 58,5 %, identifikováno NMR analýzou.

Příklad 2 až 7

Za použití v podstatě stejného postupu, jak je popsáno v příkladu 1 a použitím vhodně substituovaného vinyletherového substrátu se získají výsledky uvedené v tabulce I.

·· ·* • · · 4 • <

*·· ·«·

Diethyl oxalacetát·

O X .

K) o

Ω

X «Λ tO

Ω u

BC

O k>

BC

Ω

BC

4P

BC tu c

CO

BC

	O	0
	X	x
	OJ	0)
	1—'
		-—Pí
Ω	Ω P^J	Ω P>	Ω
x.o	X	X	X
w « Ω ⁿpi H· w “	Ω ^Qw “	Ω ^Ω£cr Μ Μ	M Ω r

O HS P· CL

X

O — O Hl P· CL

O

X

—. OJ Ω J—¹Hpí Ω I—¹

Ω

X k?

Ω o

Cr

O H( — pCL

O

X — fu Ω P·

Ω P· X

Ω ^Ω x £

M

Ω O Ρ¹ K — PCL

Tabulka tO

		»3	h3		i-3
	HS	HS	rt		Hl
P-	P-	P·	P-	X	P-
(D	---CD —	----(0 -	— -o	(D
rr	— rr	—. rr	— rr		rr
GJ ET	to rr	to rt	ω rr	¹⁰ p.	to rr
Pí	• <	• H-	• Pí		• Pí
tn 1—¹	tn w	tn m	tn p·	tO &	tO H
(U	— ju	fU	— ju		OJ
3	3	3	3	P	3
P-	P-	P-	P·		P-
3	3	3	3		3

KJX kí o

s

VJ

Ω

O

Ω k>

X

Ω O X O Ω§ »°o X X ·—PU

O u, tn hl

H©

W O X Ω o° £S

P o	►P O
X Ω	K Ω
o° ►t* I J O X	Ul § o ώ sc

P>			Ch	to	in
•o	tP	tti	to	to	to
	to	co	v	•
Ό			GJ	<n	CD

X

Claims

1. Způsobu přípravy pyridin-

2,

3-dikarboxylátových derivátů obecného vzorce I kde R-j_ znamená H nebo C-|_-C₄alkyl, případně substituovaný C-L-C^alkoxy nebo halogenem; a R₂ a R₃ jsou každý nezávisle Ci-Cgalkyl, vyznačující se tím, že zahrnuje

a) reakci alkylvinyletherové sloučeniny obecného vzorce II

RO (II) kde sloučenina obecného vzorce II je cis isomer, trans isomer nebo jejich směs, R znamená C-^-C^alkyl a R-|_ má význam uvedený shora s alespoň jedním molárním ekvivalentem Vilsmeierova 'činidl'a“,^—případně^-v^-přítdmnósťi prvního rozpouštědla za” vzniku prvního meziproduktu;

b) reakci uvedeného prvního meziproduktu s alespoň jedním molárním ekvivalentem oxalacetátu obecného vzorce III ^COOR

.......... ‘ o coor₃(III) kde R₂ a R₃ mají význam uvedený pro vzorec I, v přítomnosti alespoň dvou molárních ekvivalentů organické aminové báze za vzniku druhého meziproduktu; a

c) reakci uvedeného druhého meziproduktu se zdrojem

ΦΦ Φ· «φ · φ» *· «φ Β * · · · Φ Φ ♦ φ φ · · * Φ · Φ · φ φ φ · Φ Φ Φ Φ · · ΦΦΦ

Φ φ · · * · · • ΦΦ· «··« ·* #·· ·· ·· amoniaku případně v přítomnosti druhého rozpouštědla za vzniku pyridin diesterového produktu obecného vzorce I.

, 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se provádí za přítomnosti prvního rozpouštědla, kterým je halogenovaný uhlovodík.

- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že báze je triethylamin.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se provádí v přítomnosti druhého rozpouštědla, kterým je C^-C^alkanol nebo C^-C^karboxylové kyselina nebo jejich směs.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj amoniaku je acetát amonný.

6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že R]_ je H, methyl, ethyl nebo methoxymethyl.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se

-------_t_í_.m.,—že-R-j.—j-e-H-.-.-----—--------—- ——- -----------—-—

8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se í tím, že a R₄ jsou každý nezávisle methyl nebo ethyl.