EP1135372A1 - Procede de preparation de 4-hydroxyquinoleines et/ou formes tautomeres - Google Patents

Procede de preparation de 4-hydroxyquinoleines et/ou formes tautomeres

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Publication number
EP1135372A1
EP1135372A1 EP99973021A EP99973021A EP1135372A1 EP 1135372 A1 EP1135372 A1 EP 1135372A1 EP 99973021 A EP99973021 A EP 99973021A EP 99973021 A EP99973021 A EP 99973021A EP 1135372 A1 EP1135372 A1 EP 1135372A1
Authority
EP
European Patent Office
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carbon atoms
group
quinoleic
compound
base
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99973021A
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German (de)
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Inventor
Tuan-Phat Dang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhodia Chimie SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie SAS filed Critical Rhodia Chimie SAS
Publication of EP1135372A1 publication Critical patent/EP1135372A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D215/00—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
    • C07D215/02—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D215/16—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D215/20—Oxygen atoms
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    • C07D215/233—Oxygen atoms attached in position 2 or 4 only one oxygen atom which is attached in position 4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07D215/02—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D215/16—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D215/48—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen
    • C07D215/54—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen attached in position 3
    • C07D215/56—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen attached in position 3 with oxygen atoms in position 4

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of 4-hydroxyquinolines and / or tautomeric forms.
  • the invention relates more particularly to 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoline and / or its tautomeric forms.
  • DCHQ 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoline
  • the characteristic of the process of the invention is to heat a 4-hydroxyquinoline carboxylic acid, its derivatives or precursors, at a temperature at most equal to 200 ° C. and in the presence of a base.
  • a quinoleic compound is used.
  • quinoleic compound is meant a heterocyclic compound comprising a quinoline motif. This term is also used for the naphthypyridine type compounds which are also included in the process of the invention.
  • the heterocycle of the quinoleic compound carries at least one hydroxyl group in position 4 and a functional group in position ⁇ of the hydroxyl group. Other substituents can also be present in particular in position 5 and / or 7.
  • Y As regards the nature of the functional group which is symbolized in the following formula (I) by Y, it is a carboxylic group (COOH), a precursor group (nitrile) or a derivative group ( ester or amide).
  • a linear or branched alkenyl group having from 2 to 12 carbon atoms, preferably from 2 to 4 carbon atoms, such as vinyl, allyl,. a cyclohexyl, phenyl or benzyl group,
  • a linear or branched alkoxy or thioether group having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms such as the methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy radicals,
  • an amino group optionally substituted by alkyl groups having from 1 to 6 carbon atoms,. a halogen atom, preferably a chlorine or bromine atom, . a trifluromethyl group,
  • - Y represents one of the following groups:. a CN group, a COOR2- group. a CO NR 3 R 4 group .
  • groups, R2, R3 or R4, identical or different represent a hydrogen atom or an alkyl, cyclohexyl, phenyl or benzyl group,
  • - n is a number between 1 and 4, preferably equal to 1 or 2.
  • substituents in position 5 and / or 7 more particularly suitable are halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine, iodine or a group of type -CFg.
  • halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine, iodine or a group of type -CFg.
  • the preferred substituents are chlorine atoms, a methyl or methoxy radical.
  • R2 As for the nature of R2, R3 or R 4 , it is not critical insofar as the carboxylate group is eliminated. It is for economic reasons, essentially a linear or branched alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, but it is possible to have other groups, for example example cyclohexyl, phenyl or benzyl or other group.
  • the starting quinoleic compounds which correspond to formula (I) are known products and which can be obtained in particular by reaction of the substituted anilines on the alkyl aikoxymethylenemalonates (cf. CC Price et al, Organic Synthesis 2, P-272) .
  • R ⁇ Y and n have the meanings given above for formula (I).
  • the decarboxylation of the quinoleic compound is carried out in the presence of a base.
  • a base which can be mineral or organic therefore intervenes in the process of the invention.
  • a sufficiently strong base is chosen, that is to say a base whose pKa of the associated acid is greater than or close to 5: the pKa being defined as the cologarithm of the acid dissociation constant measured, in aqueous medium, at 25 ° C.
  • alkaline bases derived from alkali metals or alkaline earth metals.
  • alkali metals is meant in this text, the elements of column 1A of the periodic table, preferably alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium.
  • alkaline earth metals is meant in this text, the elements of column 2A of the periodic table, preferably alkaline earth metals such as beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium.
  • Use is preferably made, in the process of the invention, of an alkali metal hydroxide, preferably potassium or sodium hydroxide or else a hydrogen carbonate or an alkali metal carbonate, preferably hydrogen carbonate or potassium or sodium.
  • an alkali metal hydroxide preferably potassium or sodium hydroxide or else a hydrogen carbonate or an alkali metal carbonate, preferably hydrogen carbonate or potassium or sodium.
  • quaternary ammonium hydroxide use is preferably made of tetralkylammonium or trialkylbenzylammonium hydroxides in which the identical or different alkyl radicals represent a linear or branched alkyl chain having from 1 to 12 carbon atoms, preferably from 1 to 6 carbon atoms.
  • Tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide or tetrabutylammonium hydroxide is preferably chosen. It is also possible according to the invention to use trialkylbenzylammonium hydroxides and in particular trimethylbenzylammonium hydroxide.
  • tri-n-butylamine di-n-butylamine, hexamethylenediamine, cyclohexylamine, N-methylpyrrolidine, 4-dimethylaminopyridine, morpholine, quinoline, pyridine, 3 -picoline, 5-picoline.
  • the base is advantageously used in the form of an aqueous solution.
  • concentration of the basic solution is preferably between 2 and 45% by weight, and even more preferably between 5 and 30%.
  • the amount of base used expressed by the molar ratio between the number of moles of base (or of base equivalents) and the number of moles of quinoleic compound preferably varies between 1 and 6, and more preferably between 1, 5 and 3.5.
  • the decarboxylation reaction carried out in the process of the invention is preferably carried out in the presence of water which can be in liquid and / or vapor form.
  • the amount of quinoleic compound used preferably represents from 2 to 50%, and even more preferably from 5 to 35% by weight of water.
  • the water is provided by the basic solution.
  • a first variant consists in carrying out the decarboxylation by heating the reaction mixture comprising the quinoleic compound, the base and the water.
  • a third implementation variant of the process of the invention consists in adding to the reaction medium comprising the compound quinoleic, base, water, an organic solvent which can be a water-miscible or immiscible solvent.
  • the organic solvent need not dissolve the quinoleic compound.
  • an organic solvent, immiscible with water and with a high boiling point, is chosen.
  • a preferred solvent for this type of reaction is the eutectic mixture of biphenyl oxide and biphenyl referenced by the trade names of Therminol VP1, Dowtherm or Gilotherm DO.
  • the decarboxylation temperature is advantageously chosen in the preferred temperature zone.
  • solvents such as, for example, triphenylmethane, sulfolane, benzylbenzene, 1,4-dibenzylbenzene, a silicone oil or petroleum fractions with a high boiling point above the temperature. of reaction chosen.
  • Organic solvents such as dimethylformamide or N, N'-diacetamide are also suitable.
  • the concentration of the quinoleic compound in the organic solvent is such that the weight ratio between the organic solvent and the quinoleic compound preferably varies between 1 and 30, and even more preferably between 1 and 10.
  • the base used is liquid, for example an amine
  • another variant which consists in carrying out the decarboxylation by heating the reaction mixture comprising the quinoleic compound and the base, in the absence of water .
  • the medium can be liquid, solid or two-phase (liquid / liquid or liquid / solid) or three-phase (liquid / liquid / solid).
  • the choice of reactor will be adapted accordingly.
  • the reagents are worked under autogenous pressure.
  • the decarboxylation operation proper it is carried out by heating the reaction medium.
  • the decarboxylation temperature is at most equal to 200 ° C, preferably between 90 ° C and 190 ° C, and even more preferably between 95 ° C and 180 ° C.
  • the duration of the heating must be sufficient for the reaction to be sufficiently complete. It should be noted that the process is particularly advantageous in the case of the use of the quinoleic compound in the form of an ester, because due to the presence of the base, the hydrolysis of the ester takes place during of the decarboxylation step, simultaneously and / or successively.
  • the product obtained is found in salified form in the aqueous phase which is separated from the organic phase, for example by decantation.
  • an acid treatment is carried out in order to recover the desired free product in the form of a precipitate.
  • an acid is preferably added, hydrochloric, sulfuric or phosphoric acid, in an amount such that the 4-hydroxyquinoline produced is in free form.
  • the concentration of the starting acid is indifferent comprising from 10 to
  • an acid solution of dilute concentration preferably from 20 to 50% by weight.
  • the precipitate is separated according to conventional solid-liquid separation techniques, preferably by filtration. It may be appropriate to wash the precipitate in order to remove any excess acid used and traces of heavy solvent.
  • water and / or a solvent having a low boiling point for example less than 150 ° C and preferably between 60 ° C and 120 ° C, can be used.
  • very suitable solvents mention may be made of: o-dichlorobenzene, methylcyclohexane, benzene, toluene, chlorobenzene, methanol or ethanol.
  • the decarboxylated product is thus obtained with very good yield.
  • the filtrate which contains the base is optionally recyclable in other decarboxylation operations.
  • the invention applies very particularly to the preparation of 4-hydroxy-7-halo-quinolines, preferably of 4-hydroxy-7-chloro-quinoline and its isomer, 4-hydroxy-5-halo-quinoline, preferably 4 -hydroxy-5-chloroquinoline. It is quite well suited for the preparation of 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoline.
  • the transformation rate (TT) corresponds to the ratio between the number of moles of substrate transformed and the number of moles of substrate used.
  • the yield (RR) corresponds to the ratio between the number of moles of product formed and the number of moles of substrate used.
  • Example 7 Therminol VP1 which is a eutectic mixture of diphenyl and diphenyl oxide.
  • the reaction medium is kept under stirring at 70 ° C for 50 min, the precipitate obtained is washed with water and then dried under reduced pressure (10 mm of mercury) at 70 ° C.
  • Example 23 a - Preparation of 4-hvdroxv-5.7-dichloro ⁇ uinorial ⁇ ne-3-carboxvlate of ethvle: In a stirred reactor provided with a distillation column, 266 g of
  • the temperature of the reaction mixture obtained above is lowered to 95 ° C. and 142.3 g of a 25% aqueous potassium solution (0.638 mol) are added.
  • the mixture is heated to 95 ° C-100 ° C for 9 hours and then 28.6 g of the 25% aqueous potassium solution (0.128 mol) are added.
  • the mixture is left to settle at 85 ° C. for 2 hours and then the aqueous potassium phase is separated from the Therminol VP1 phase.
  • This aqueous phase is acidified with 412 g of a 10.5% aqueous sulfuric acid solution (0.437 mol).
  • the precipitate obtained is filtered, washed with water and dried.
  • soda is used in place of potash.
  • the mixture is stirred at 30 rpm. A suspension is obtained and a gas evolution is observed.
  • the autoclave is closed and heated for 45 min to 120 ° C: the pressure is 4.87 Bar.
  • the seal is put back on and heated for 2 hours 15 min, up to 150 ° C. by decompressing from time to time (2 times).
  • a suspension is obtained which is diluted with 1 liter of water.
  • the base introduced at the start is present in the mother liquors which can therefore be recycled in a new decarboxylation step which avoids the rejection of effluents.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de préparation de 4-hydroxyquinoléïnes et/ou formes tautomères. L'invention concerne plus particulièrement la 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoléïne et/ou ses formes tautomères. La caractéristique du procédé de l'invention est de chauffer un acide 4-hydroxyquinoléïnecarboxylique, ses dérivés ou précurseurs, à une température au plus égale à 200 DEG C et en présence d'une base.

Description

PROCEDE DE PREPARATION DE 4-HYDROXYQUINOLEINES ET/QU FORMES TAUTOMERES,
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de 4- hydroxyquinoléïnes et/ou formes tautomères. L'invention concerne plus particulièrement la 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoléïne et/ou ses formes tautomères.
La 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoléïne (DCHQ) est un produit intermédiaire utilisé dans le domaine phytosanitaire.
La préparation industrielle d'un tel produit pose problème et nécessite de perfectionner les procédés existants.
Il est connu selon les auteurs C.C. Price et al (Organic Synthesis, 2, P- 272) de préparer les 4-hydroxyquinoléïnes selon un procédé qui consiste à effectuer la décarboxylation des acides 4-hydroxy-3-quinoléïnecarboxyliques obtenus préalablement par hydrolyse alcaline ou acide, des esters correspondants. Toutefois, la décarboxylation est effectuée à haute température puisque cette dernière est supérieure à 230°C. On a proposé d'améliorer ce procédé selon US-5 731 440, en opérant la décarboxylation à plus basse température comprise entre 120°C et 165°C, mais en opérant dans un milieu acide fort tel que l'acide sulfurique, phosphorique ou chlorhydrique. L'inconvénient dont souffre ce procédé est que le milieu est très corrosif en raison de la présence d'un acide fort. La demanderesse a trouvé un procédé perfectionné de préparation d'hydroxyquinoléïnes.
La caractéristique du procédé de l'invention est de chauffer un acide 4- hydroxyquinoléïnecarboxylique, ses dérivés ou précurseurs, à une température au plus égale à 200°C et en présence d'une base.
Il a été trouvé d'une manière inattendue qu'il était possible d'effectuer la décarboxylation des acides et des esters d'acides 4- hyroxyquinoléinecarboxyliques, à basse température avantageusement comprise entre 90°C et 160°C, avec de bons rendements réactionnels ce qui présente un énorme avantage d'un point de vue industriel.
Dans le procédé de l'invention, on met en oeuvre un composé quinoléïque. Par "composé quinoléïque", on entend un composé hétérocyclique comprenant un motif quinoléïne. Ce terme est également utilisé pour les composés de type naphtypyridine qui sont également inclus dans le procédé de l'invention. L'hétérocycle du composé quinoléïque porte au moins un groupe hydroxyle en position 4 et un groupe fonctionnel en position α du groupe hydroxyle. D'autres substituants peuvent être également présents notamment en position 5 et/ou 7.
En ce qui concerne la nature du groupe fonctionnel qui est symbolisé sur la formule (I) suivante par Y, il s'agit d'un groupe carboxylique (COOH), d'un groupe précurseur (nitrile) ou d'un groupe dérivé (ester ou amide).
Le composé quinoléïque de départ de l'invention peut être symbolisé par la formule générale suivante :
dans ladite formule (I),
- R-| identiques ou différents, représentent :
. un groupe al yle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alkyle, porteur d'un ou plusieurs atomes d'halogène, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 12 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un groupe cyclohexyle, phényle ou benzyle,
. un groupe alkoxy ou thioéther, linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy,
. un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe nitro,
. un groupe amino éventuellement substitué par des groupes alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un atome d'halogène, de préférence, un atome de chlore ou de brome, . un groupe triflurométhyle,
. un groupe alcénylène ayant 3 ou 4 atomes de carbone susceptible de former un cycle avec les atomes de carbone adjacents au cycle phényle,
- Y représente l'un des groupes suivants : . un groupe CN, un groupe COOR2- . un groupe CO NR3R4.
.dans lesquels groupes, R2, R3 ou R4, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle, cyclohexyle, phényle ou benzyle,
- n est un nombre compris entre 1 et 4, de préférence, égal à 1 ou 2.
Comme substituants en position 5 et/ou 7, conviennent plus particulièrement les atomes d'halogène tels que fluor, chlore, brome, iode ou un groupe de type -CFg. Parmi la liste des substituants donnés à titre illustratif et sans caractère limitatif, les substituants préférés sont les atomes de chlore, un radical méthyle ou méthoxy.
En ce qui concerne la nature de R2, R3 ou R4, elle n'est pas critique dans la mesure ou le groupe carboxylate est éliminé. Il s'agit pour des raisons économiques, essentiellement d'un groupe alkyle, linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes ce carbone mais il est possible d'avoir d'autres groupes, par exemple cyclohexyle, phényle ou benzyle ou autre groupe.
Comme composés de formule (I) mis en oeuvre préférentiellement dans le procédé de l'invention, on peut citer plus particulièrement, l'acide 4- hydroxy-5,7-dichloroquinoléïne-3-carboxylique, le 4-hydroxy-5,7-dichloro- quinoléïne-3-carboxylate de méthyle ou d'éthyle.
Les composés quinoléïques de départ qui répondent à la formule (I) sont des produits connus et qui peuvent être obtenus notamment par réaction des anilines substituées sur les aikoxyméthylènemalonates d'alkyle (cf. C. C. Price et al, Organic Synthesis 2, P- 272).
Il est à noter que l'invention s'applique aux composés quinoléïques répondant à la formule (I) mais également aux formes tautomères qui peuvent être représentées par la formule (II) :
dans ladite formule (II), R^ Y et n ont les significations données précédemment pour la formule (I).
Conformément au procédé de l'invention, on effectue la décarboxylation du composé quinoléïque, en présence d'une base. Intervient donc, dans le procédé de l'invention, une base qui peut être minérale ou organique.
On choisit préférentiellement une base suffisamment forte c'est-à-dire une base dont le pKa de l'acide associé est supérieur ou voisin de 5 : le pKa étant défini comme le cologarithme de la constante de dissociation de l'acide mesurée, en milieu aqueux, à 25°C.
Comme bases convenant particulièrement à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, on peut citer les bases alcalines dérivées des métaux alcalins ou des métaux alcalino-terreux.
Par métaux alcalins, on entend dans le présent texte, les éléments de la colonne 1A de la classification périodique, de préférence les métaux alcalins tels que le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium et le césium.
Par métaux alcalino-terreux, on entend dans le présent texte, les éléments de la colonne 2A de la classification périodique, de préférence les métaux alcalino-terreux tels que le béryllium, le magnésium, le calcium, le strontium et le baryum.
Pour la définition des éléments, on se réfère ci-après à la Classification périodique des éléments publiée dans le Bulletin de la Société Chimique de France, n°1 (1966).
On met en oeuvre préférentiellement dans le procédé de l'invention, un hydroxyde de métal alcalin, de préférence l'hydroxyde de potassium ou de sodium ou bien un hydrogénocarbonate ou un carbonate de métal alcalin, de préférence, l'hydrogénocarbonate ou le carbonate de potassium ou de sodium.
Il est également possible de faire appel à un hydroxyde d'ammonium quaternaire.
Comme exemples d'hydroxyde d'ammonium quaternaire, on met en oeuvre préférentiellement, les hydroxydes de tétralkylammonium ou de trialkylbenzyl- ammonium dont les radicaux alkyle identiques ou différents représentent une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone.
On choisit préférentiellement l'hydroxyde de tétraméthylammonium, l'hydroxyde de tétraéthylammonium ou l'hydroxyde de tétrabutylammonium. Il est également possible selon l'invention d'avoir recours à des hydroxydes de trialkylbenzylammonium et notamment à l'hydroxyde de triméthylbenzylammonium.
On peut également faire appel, selon l'invention, à des aminés monofonctionnelles ou difonctionnelles, primaires, secondaires ou tertiaires aliphatiques, carbocycliques ou hétérocycliques aromatiques ou non.
Comme exemples plus spécifiques, on peut mentionner la tri-n-butylamine, la di-n-butylamine, l'hexaméthylènediamine, la cyclohexylamine, la N- méthylpyrrolidine, la 4-diméthylaminopyridine, la morpholine, la quinoléïne, la pyridine, la 3-picoline, la 5-picoline.
Pour des considérations économiques et pratiques, on choisit parmi toutes les bases, préférentiellement l'hydroxyde de potassium ou de sodium.
La base est avantageusement mise en oeuvre sous forme de solution aqueuse. La concentration de la solution basique est de préférence, comprise entre 2 et 45 % en poids, et encore plus préférentiellement entre 5 et 30 %.
La quantité de base mise en oeuvre exprimée par le rapport molaire entre le nombre de moles de base (ou d'équivalents de base) et le nombre de moles de composé quinoléïque varie de préférence, entre 1 et 6, et plus préférentiellement entre 1 ,5 et 3,5.
La réaction de décarboxylation mise en oeuvre dans le procédé de l'invention est conduite de préférence en présence d'eau qui peut être sous forme liquide et/ou vapeur.
La quantité de composé quinoléïque mise en oeuvre représente de préférence, de 2 à 50 %, et encore plus préférentiellement de 5 à 35 % du poids d'eau.
D'une manière préférentielle, l'eau est apportée par la solution basique.
On peut conduire le procédé de l'invention selon plusieurs modes de réalisation. Une première variante consiste à effectuer la décarboxylation par chauffage du mélange réactionnel comprenant le composé quinoléïque, la base et l'eau.
Selon une deuxième variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on peut procéder au mélange du composé quinoléïque et de la base, en solution aqueuse, évaporer l'eau puis conduire l'opération de décarboxylation par chauffage, en milieu uniquement solide.
Enfin, une troisième variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention consiste à ajouter dans le milieu réactionnel comprenant le composé quinoléïque, la base, l'eau, un solvant organique qui peut être un solvant miscible ou non miscible à l'eau.
Il n'est pas nécessaire que le solvant organique solubilise le composé quinoléïque. D'une manière préférée, on choisit un solvant organique, non miscible à l'eau et à haut point d'ébullition.
Un solvant préféré pour ce type de réaction est le mélange eutectique d'oxyde de biphényle et de biphényle référencé par les appellations commerciales de Therminol VP1 , Dowtherm ou Gilotherm DO. Lors de sa mise en oeuvre, la température de décarboxylation est choisie avantageusement dans la zone de température préférée.
On peut également envisager de mettre en oeuvre d'autres solvants tels que par exemple, le triphénylméthane, le sulfolane, le benzylbenzène, le 1,4- dibenzylbenzène, une huile silicone ou les coupes pétrolières de température d'ébullition élevée supérieure à la température de réaction choisie.
Conviennent également des solvants organiques tels que le diméthylformamide ou le N,N'-diacétamide.
On peut également faire appel à un solvant de type alcool et plus particulièrement au propanol, à l'isopropanol ou au n-butanol. La concentration du composé quinoléïque dans le solvant organique est telle que le rapport pondéral entre le solvant organique et le composé quinoléïque varie de préférence, entre 1 et 30, et encore plus préférentiellement entre 1 et 10.
Si la base utilisée est liquide, par exemple une aminé, il est possible en plus de mettre en oeuvre une autre variante qui consiste à effectuer la décarboxylation par chauffage du mélange réactionnel comprenant le composé quinoléïque et la base, en l'absence d'eau.
Ainsi, selon les modes de mise en oeuvre de l'invention, le milieu peut être liquide, solide ou biphasique (liquide/liquide ou liquide/solide) ou triphasique (liquide/liquide/solide). Ainsi, le choix du réacteur sera adapté en conséquence.
On travaille sous pression autogène des réactifs.
En ce qui concerne l'opération de décarboxylation à proprement parler, on la conduit en chauffant le milieu réactionnel. La température de décarboxylation est au plus égale à 200°C, de préférence, comprise entre 90°C et 190°C, et encore plus préférentiellement comprise entre 95°C et 180°C.
La durée du chauffage doit être suffisante pour que la réaction soit suffisamment complète. Il est à noter que le procédé est particulièrement intéressant dans le cas de la mise en oeuvre du composé quinoléïque sous la forme d'un ester, car en raison de la présence de la base, l'hydrolyse de l'ester se fait au cours de l'étape de décarboxylation, simultanément et/ou successivement.
En fin d'opération, on obtient selon la quantité de base utilisée, un produit sous forme libre (acide) ou salifiée comprenant essentiellement le composé quinoléïque recherché (B) en équilibre avec sa forme tautomère (A) et qui répondent aux formules suivantes :
(A) (B) dans ladite formule Ri et n ont la signification donnée précédemment et M représente un atome d'hydrogène ou le cation de la base introduite au départ. Ce cation sera de préférence, un métal alcalin, si la base utilisée au départ est un hydroxyde de métal alcalin, comme précédemment indiqué. En fin de réaction, on traite le milieu réactionnel d'une manière classique.
Ainsi, lorsqu'il y a présence d'une phase organique et lorsque la base est mise en oeuvre en excès, le produit obtenu se trouve sous forme salifiée dans la phase aqueuse qui est séparée de la phase organique, par exemple par décantation. Dans les cas où il y a un excès de base, on effectue un traitement acide afin de récupérer le produit libre souhaité sous la forme d'un précipité.
A cet effet, on ajoute un acide de préférence, l'acide chlorhydrique, sulfurique ou phosphorique, en une quantité telle que la 4-hydroxyquinoléïne fabriquée soit sous forme libre. La concentration de l'acide de départ est indifférente comprenant de 10 à
90 % en poids d'acide mais l'on préfère faire appel à une solution acide de concentration diluée, de préférence, de 20 à 50 % en poids.
Le précipité est séparé selon les techniques classiques de séparation solide-liquide, de préférence, par filtration. II peut être opportun de laver le précipité afin d'éliminer l'éventuel excès d'acide utilisé et les traces de solvant lourd. A cet effet, on peut utiliser l'eau et/ou un solvant ayant un bas point d'ébullition, par exemple inférieur à 150°C et de préférence compris entre 60°C et 120°C. Comme exemples particuliers de solvants convenant tout à fait bien, on peut mentionner : l'o-dichlorobenzène, le méthylcyclohexane, le benzène, le toluène, le chlorobenzène, le méthanol ou l'éthanol.
On obtient ainsi avec un très bon rendement, le produit décarboxylé.
Dans le cas où la base n'est pas mise en oeuvre en excès, l'ajout d'un acide n'est pas nécessaire. On obtient directement le composé quinoléïque libre sous forme d'un précipité qu'il suffit de séparer, par exemple par filtration.
Le filtrat qui contient la base est éventuellement recyclable dans d'autres opérations de décarboxylation.
L'invention s'applique tout particulièrement à la préparation de 4-hydroxy- 7-halogénoquinoléïnes, de préférence, de 4-hydroxy-7-chloroquinoléïne et de son isomère, la 4-hydroxy-5-halogénoquinoléïne, de préférence, la 4-hydroxy-5- chloroquinoléïne. Il est tout à fait bien adapté à la préparation de 5,7-dichloro-4- hydroxyquinoléïne.
On donne des exemples de réalisation de l'invention qui illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
Dans les exemples, les pourcentages donnés sont exprimés en poids. Les abréviations ont la signification suivante :
- DCHQ = 5,7-dichloro-4-hydroxyquinoléïne, - ODCQA = acide 4-hydroxy-5,7-dichloroquinoléïne-3-carboxylique.
- le taux de transformation (TT) correspond au rapport entre le nombre de moles de substrat transformées et le nombre de moles de substrat engagées.
- le rendement (RR) correspond au rapport entre le nombre de moles de produit formées et le nombre de moles de substrat engagées.
E em le 1
Dans un autoclave , on charge 1 ,55 g (6 mmol) d'acide 4-hydroxy-5,7- dichloroquinoléïne-3-carboxylique (ODCQA), 5,6 g d'une solution aqueuse de potasse aqueuse à 12 % ( 12 mmol de KOH), puis l'on agite à 150°C.
Au bout de 5 heures de réaction, on effectue le dosage par chromatographie liquide haute performance: Les résultats obtenus sont les suivants : - taux de transformation (TT) de l'ODCQA > 99% - rendement en DCHQ = 99% Exemples 2 à 13
On opère de la même manière que l'exemple 1, mais en changeant certains paramètres en particulier on met en oeuvre un solvant organique dans les exemples 7 à 10, Therminol VP1 qui est un mélange eutectique de diphényle et d'oxyde de diphényle.
Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau (I).
Exemple 14
On opère comme dans les exemples précédents en travaillant en l'absence d'un solvant organique avec un rapport molaire KOH/ODCQA de 2 : l'eau présente est apportée par la solution de KOH.
Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau suivant :
Exemple 15
Dans un autoclave , on charge 1 ,55 g (6 mmol) d'acide 4-hydroxy-5,7- dichloroquinoléïne-3-carboxylique (ODCQA), 9,8 g d'une solution aqueuse de potasse aqueuse à 12 % ( 21 mmol de KOH), puis l'on agite à 150°C . Au bout de 5 heures de réaction, on arrête, on prélève un échantillon pour analyse par chromatographie liquide haute performance.
Les résultats obtenus sont les suivants :
- taux de transformation (TT) de l'ODCQA = 77 %
- rendement en DCHQ = 77 %. Sur le mélange brut (10,45 g correspondant à 92 % de la masse totale initiale) restant après prélèvement pour analyse, on ajoute 11 ,56 g d'une solution aqueuse d'acide sulfurique à 10 % (11 ,9 mmol).
On maintient le milieu réactionnel sous agitation à 70°C pendant 50 min, on lave le précipité obtenu par de l'eau puis on le sèche sous pression réduite (10 mm de mercure) à 70°C.
On obtient 1 ,24 g de produit.
Par analyse chromatographique liquide haute performance de ce produit, on détermine qu'il contient 75 % de DCHQ et 25 % de ODCQA.
Exemple 16
Dans un autoclave , on charge 1 ,72 g (6 mmol) de 4-hydroxy-5,7- dichloroquinoléïne-3-carboxylate d'éthyle (ODCQE), 2,69 g d'une solution aqueuse de potasse à 25 % (12 mmol de KOH) et 6,45 g de Therminol VPIet l'on chauffe sous agitation à 150°C . Au bout de 15 heures de réaction, on effectue le dosage par chromatographie liquide haute performance avec un éluant légèrement acide :
- taux de transformation de l'ODCQE > 99%
- taux de transformation (TT) de l'ODCQA > 99%
- rendement en DCHQ = 86 %
Exemples 17 à 22
On opère de la même manière que l'exemple 16 , mais en changeant certains paramètres.
Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau (III).
Exemple 23 a - Préparation du 4-hvdroxv-5.7-dichloroαuinoléïne-3-carboxvlate d'éthvle : Dans un réacteur agité muni d'une colonne à distiller, on introduit 266 g de
Therminol VP1 , 56,8 g (0,263 mol) d'éthoxyméthylènemalonate d'éthyle, 41 ,3 g (0,255 mol) de 3,5-dichloroaniline.
On chauffe le mélange de la température ambiante à 248°C en 3 h 30, on maintient à 248°C pendant 3 h ; l'éthanol formé étant distillé au fur et à mesure. b - Hvdrolvse - décarboxylation du 4-hvdroxv-5.7-αuinoléïne-3-carboxv,ate d'éthvle obtenu :
On baisse la température du mélange réactionnel obtenu ci-dessus à 95°C et l'on additionne 142,3 g d'une solution aqueuse de potasse à 25 % (0,638 mol). On chauffe à 95°C-100°C pendant 9 heures puis l'on ajoute 28,6 g de la solution aqueuse de potasse à 25 % (0,128 mol).
On laisse décanter à 85°C pendant 2 heures puis l'on sépare la phase aqueuse potassique de la phase Therminol VP1.
Cette phase aqueuse est acidifiée par 412 g d'une solution aqueuse d'acide sulfurique à 10,5 % (0,437 mol).
Le précipité obtenu est filtré, lavé à l'eau et séché.
On obtient 48,8 g de produit contenant 66 % d'ODCQA et 33 % de produit décarboxylé DCQH.
Exemples 24 à 26
Dans les exemples qui suivent, on met en oeuvre la soude à la place de la potasse.
Les conditions et résultats obtenus sont consignés dans le tableau (IV).
Exemple 27 Dans un réacteur LIST discotherme B®, de 1 ,5 litres, on charge :
- 1 litre d'eau
- 50,4 g d'hydrogénocarbonate de sodium (0,6 mol) - 154,8 g d'ODCQA (0,6 mol)
On agite à 30 tours/min On obtient une suspension et l'on observe un dégagement gazeux
On ferme l'autoclave et l'on chauffe pendant 45 min jusqu'à 120°C : la pression est de 4,87 Bar.
On dégaze jusqu'à 3 Bar.
On remet l'étanchéité et l'on chauffe pendant 2 heures 15 min, jusqu'à 150°C en décomprimant de temps en temps (2 fois).
En fin de réaction, la pression est de 6,86 Bar.
On refroidit et l'on revient à pression atmosphérique.
On obtient une suspension que l'on dilue par 1 litre d'eau.
On récupère 1920 g de suspension. On filtre la suspension et l'on obtient 315 g de gâteau humide et 1698 g de jus-mères.
Après séchage du gâteau humide, on obtient 138,6 g de produit sec dont la composition est la suivante :
- ODCQ = 98 % - ODCQA = 0,83 %
La base introduite au départ est présente dans les jus-mères qui peuvent donc être ainsi recyclés dans une nouvelle étape de décarboxylation ce qui permet d'éviter le rejet d'effluents.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de préparation d'une 4-hydroxyquinoléïne et/ou formes tautomères, à partir d'un acide 4-hydroxyquinoléïnecarboxylique, ses dérivés ou précurseurs caractérisé par le fait qu'il consiste à chauffer ledit composé, à une température au plus égale à 200°C et en présence d'une base.
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre un acide 4-hyroxyquinoléinecarboxylique, son précurseur, nitrile ou ses dérivés, ester ou amide.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le composé quinoléïque de départ répond à la formule générale suivante :
dans ladite formule (I),
- R] identiques ou différents, représentent :
. un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alkyle, porteur d'un ou plusieurs atomes d'halogène, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 12 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle,
. un groupe cyclohexyle, phényle ou benzyle,
. un groupe alkoxy ou thioéther, linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy,
. un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe nitro,
. un groupe amino éventuellement substitué par des groupes alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un atome d'halogène, de préférence, un atome de chlore ou de brome,
. un groupe triflurométhyle,
. un groupe alcénylène ayant 3 ou 4 atomes de carbone susceptible de former un cycle avec les atomes de carbone adjacents au cycle phényle,
- Y représente l'un des groupes suivants : . un groupe CN, un groupe COOR2- . un groupe CO NR3R . dans lesquels groupes, R2, R3 ou R4, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle, cyclohexyle, phényle ou benzyle,
- n est un nombre compris entre 1 et 4, de préférence, égal à 1 ou 2.
4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que les groupes R-|, identiques ou différents, représentent un atome de chlore, un radical méthyle ou méthoxy.
5 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que les groupes R2- R3 ou R4, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupe alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone et de préférence un groupe alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
6 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que le composé quinoléïque de formule (I) est sous forme tautomère (II) :
dans ladite formule (II), R-|, Y et n ont les significations données précédemment pour la formule (I).
7 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le composé quinoléïque, son précurseur ou dérivé est choisi parmi : - l'acide 4-hydroxy-7-chloroquinoléïne-3- carboxylique,
- l'acide 4-hydroxy-5-chloroquinoléïne-3-carboxylique,
- l'acide 4-hydroxy-5,7-dichloroquinoléïne-3-carboxylique, 8 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le composé quinoléïque est l'acide 4-hydroxy-5,7-dichloroquinoléïne-3-carboxylique, le 4- hydroxy-5,7-dichloroquinoléïne-3-carboxylate de méthyle ou d'éthyle.
9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que la base mise en oeuvre est une base alcaline.
10 - Procédé selon la revendication 9 caractérisé par le fait que la base mise en oeuvre est un hydroxyde de métal alcalin, de préférence l'hydroxyde de potassium ou de sodium ou bien un hydrogénocarbonate ou un carbonate de métal alcalin, de préférence, l'hydrogénocarbonate ou le carbonate de potassium ou de sodium.
11 - Procédé selon l'une des revendications 9 et 10 caractérisé par le fait que la quantité de base mise en oeuvre exprimée par le rapport molaire entre le nombre de moles base (ou d'équivalents de base) et le nombre de moles de composé quinoléïque varie entre 1 et 6, et de préférence, entre 1 ,5 et 3,5.
12 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé par le fait la décarboxylation est effectuée en présence d'eau sous forme liquide et/ou vapeur.
13 - Procédé selon la revendication 12 caractérisé par le fait que la quantité de composé quinoléïque mise en oeuvre représente de 2 à 50 %, et de préférence, de 5 à 35 % du poids d'eau.
14 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que la température de décarboxylation est comprise entre 90°C et 190°C, et de préférence, comprise entre 95°C et 180°C.
15 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait que l'on effectue la décarboxylation par chauffage du mélange réactionnel comprenant le composé quinoléïque, la base et l'eau.
16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait que l'on procède au mélange du composé quinoléïque et de la base, en solution aqueuse, que l'on évapore l'eau puis l'on opère la décarboxylation par chauffage, en milieu uniquement solide. 17 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait que la réaction est conduite en présence d'un solvant organique.
18 - Procédé selon la revendication 17 caractérisé par le fait que le solvant organique est un huile paraffinique, un mélange eutectique d'oxyde de biphényle et de biphényle, le triphénylméthane, le sulfolane, le benzylbenzène, le 1 ,4-dibenzylbenzène, une huile silicone ou les coupes pétrolières de température d'ébullition élevée ; le diméthylformamide ou le N,N'-diacétamide ; un alcool, de préférence, le propanol, l'isopropanol ou le n-butanol.
19 - Procédé selon l'une des revendications 17 et 18 caractérisé par le fait que la concentration du composé quinoléïque dans le solvant organique est telle que le rapport pondéral entre le solvant organique et le composé quinoléïque varie entre 1 et 30, et de préférence, entre 1 et 10.
20 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 et 14 caractérisé par le fait que l'on effectue la décarboxylation par chauffage du mélange réactionnel comprenant le composé quinoléïque et la base
21 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 20 caractérisé par le fait que l'on récupère le produit formé à partir du milieu réactionnel par séparation solide-liquide, de préférence, par filtration, éventuellement après un traitement acide.
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