PL155953B1

PL155953B1 - Sposób wytwarzania podstawionych fenoli i podstawionych pochodnych hydroksylowych aromatycznych zwiazków heterocyklicznych PL PL PL

Info

Publication number: PL155953B1
Application number: PL1988273927A
Authority: PL
Inventors: Mieczyslaw Makosza; Krzysztof Sienkiewicz
Original assignee: Polska Akademia Nauk Instytut
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1992-01-31
Also published as: EP0352563A2; US4962198A; EP0352563A3; PL273927A2; DE58906739D1; JP2865715B2; EP0352563B1; JPH02191230A

Abstract

1. Sposób wytwarzania podstaw ionych fenoli i podstawionych pochodnych hydroksylo- wych arom atycznych zwiazków heterocyklicznych o wzorze ogólnym HO -Ar(Y)Z, w którym Ar oznacza grupe arylowa i heteroarylow a jak fenyl, naftyl, pirydyl, chinolin, tienyl, podstaw nik Y oznacza grupe nitrow a w pozycji 2- lub 4- wzgledem grupy hydroksylowej lub atom w odoru, a podstaw nik Z atom w odoru, chlorowca, grupe cyjanowa, estrowa, alkoksylowa, arylobutylow a, alkilo- lub arylotiolow a, alkilow a, haloalkilow a, izocyjanowa i acylowa, przy czym odbydwa podstaw niki Y i Z nie moga jednoczesnie oznaczac atom u wodoru, a w przypadku gdy Ar oznacza grupe arylowa, Y nie moze oznaczac atom u w odoru, znamienny tym, ze zwiazki arom atyczne o wzorze ogólnym H-A r(Y )Z, w którym Ar, Y i Z m aja podane wyzej znaczenie, poddaje sie hydroksylowaniu w odorotlenkam i organicznymi, w obecnosci czynnika zasado- wego, w srodowisku aprotonow ego rozpuszczalnika, a nastepnie otrzym any produkt wyodreb- nia sie z mieszaniny reakcyjnej w znany sposób. PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

OPIS PATENTOWY® PL © 155953 ® Bl

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Numer zgłoszenia: 273927 s-y

IntCl⁵:

C07C 37/60

C07C 205/20

Data zgłoszenia: 27.07.1988 C07D 213/30

C07D 215/20 C07D 333/30

-CWEIBM

Sposób wytwarzania podstawionych fenoli i podstawionych pochodnych aromatycznych związków heterocyklicznych h^yd^rok^syl^owych ®

Zgłoszenie ogłoszono:

02.05.1989 BUP 09/89

Uprawniony z patentu:

Polska Akademia Nauk Instytut Chemii

Organicznej, Warszawa, PL

Twórcy wynalazku:

Mieczysław Makosza, Warszawa, PL Krzysztof Sienkiewicz, Warszawa, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.1992 WUP 01/92

PL 155953 Bl

5) 1. Sposób wytwarzania podstawionych fenoli i podstawionych pochodnych hydroksylowych aromatycznych związków heterocyklicznych o wzorze ogólnym HO-Ar(Y)Z, w którym Ar oznacza grupę arylową i heteroarylową jak fenyl, naftyl, pirydyl, chinolin, tienyl, podstawnik Y oznacza grupę nitrową w pozycji 2- lub 4- względem grupy hydroksylowej lub atom wodoru, a podstawnik Z atom wodoru, chlorowca, grupę cyjanową, estrową, alkoksylową, arylobutylową, alkilo- lub arylotiolową, alkilową, haloalkilową, izocyjanową i acylową, przy czym odbydwa podstawniki Y i Z nie mogą jednocześnie oznaczać atomu wodoru, a w przypadku gdy Ar oznacza grupę arylową, Y nie może oznaczać atomu wodoru, znamienny tym, że związki aromatyczne o wzorze ogólnym H-Ar(Y)Z, w którym Ar, Y i Z mają podane wyżej znaczenie, poddaje się hydroksylowaniu wodorotlenkami organicznymi, w obecności czynnika zasadowego, w środowisku aprotonowego rozpuszczalnika, a następnie otrzymany produkt wyodrębnia się z mieszaniny reakcyjnej w znany sposób.

Sposób wytwarzania podstawionych fenoli i podstawionych pochodnych hydroksylowych aromatycznych związków heterocyklicznych

Claims

Zastrzeżenia pateni^owe

1- nitro-4-naftol.

Podstawione fenole wytwarzane sposobem według wynalazku powstają na ogół w stanie wystarczająco czystym i wydziela się je z mieszaniny reakcyjnej znanymi metodami takimi jak ekstrakcja, krystalizacja itp.

Podane niżej przykłady wyjaśniają sposób według wynalazku, nie ograniczając jego zakresu.

Przykład I. Otrzymywanie 2-chloro-4-nitrofenolu.

0,79 g m-chloronitrobenzenu i 0,70 g wodoronadtlenku t-butylowego rozpuszczone w 5 ml dimetyloformamidu wkrapla się do mieszanego roztworu 1,40 g t-butanolanu potasowego w 10 ml dimetyloformamidu utrzymując temperaturę -15-15°. Mieszanie w tej temperaturze kontynuuje się przez 15 minut po zakończeniu wkraplania, po czym mieszaninę reakcyjną wylewa się do 60 ml 0,5 N kwasu solnego. Produkt ekstrahuje się chlorkiem metylenu, a uzyskany roztwór organiczny ekstrahuje się 1 N wodnym roztworem wodorotlenku sodowego. Alkaliczny roztwór zakwasza się kwasem solnym, produkt ekstrahuje się chlorkiem metylenu i po wysuszeniu bezwodnym siarczanem magnezu i odpędzeniu rozpuszczalnika otrzymuje się 2-chloro-4-nitrofenol w ilości 0,54 g, co stanowi 63% wydajności.

Przykład II. Otrzymywanie 2-cyjano-4-nitrofenolu.

Postępując według sposobu, podanego w przykładzie I z 0,74 g m-cyjanonitrobenzenu, 0,70 g wodorotlenku t-butylu 1,40 g t-butanolanu potasowego otrzymuje się 2-cyjano-4-nitrofenol w ilości 0,69 g, 84%, t. top. 192-194°C.

Przykład III. Otrzymywanie 5-metoksy-3-nitro-pirydonu-2-(5-metoksy-3-nitro-2-hydroksypirydyny).

Postępując według sposobu, podanego w przykładzie I z 0,77 g 2-metoksy-5-nitropirydyny, 0,70 g wodoronadtlenku t-butylowego i 0,40 g t-butanolanu potasowego otrzymuje się 5-metoksy3-nitro-pirydon-2 (postać tautometryczna 5-metoksy-3-nitro-2-hydroksypirydyny) w ilości 0,74 g, 79% o t. top. 179°C.

Przykład IV. Otrzymywanie 4-metoksy-l-nitro-2-naftolu.

Postępując według sposobu, podanego w przykładzie I z l,02g 4-metoksy- 1-nitronaftalenu, 0,70 g wodoronadtlenku t-butylu i 1,4 g t-butanolanu potasowego otrzymuje się 4-metoksy-l-nitro2- naftol w ilości 0,78 g, 71%; t. top. 128-130°C.

Przykład V. Otrzymywanie l-nitro-2-naftolu.

Postępując według sposobu, podanego w przykładzie I zastępując dimetyloformamid przez tetrahydrofuran z 0,87 g 1-nitronaftalenu, 0,70 g wodoronadtlenku t-butylowego i 1,40 g tbutanolanu potasowego otrzymuje się l-nitro-2-naftol w ilości 0,74 g, 78% o t. top. 1O1-102°C.

Przykład VI. Otrzymywanie 5-hydroksy-6-mtrochinoliny.

0,87 g 6-nitrochtnoltny i 0,70 g wodoronadtlenku t-butylu w 5 ml dimetyloformamidu wkrapla się do mieszanego roztworu 0,40 g t-butanolanu potasowego w 10 ml dimetyloformamidu, utrzymując temperaturę -15-25°C. Po 15 minutach mieszaninę wylewa się do 60 ml 0,5 N kwasu solnego, produkt sączy się, przemywa wodą i suszy. Otrzymuje się 5-hydroksy-6-nitrochinolinę w ilości 0,65 g, 68%, o t. top. 245°C.

Przykład VII. Otrzymywanie 4-nitro-1 -naftolu.

8,7 g 1-mtronaftalenu i 8,5 g wodoronadtlenku kumylu rozpuszczone w 5 ml tetrahydrofuranu wkrapla się do mieszanej zawiesiny 10 g wodorotlenku sodowego w 200 ml ciekłego amoniaku. Po 30 minutach mieszania dodaje się 10 g chlorku amonu i amoniak odparowuje. Pozostałość zadaje się 200 ml wody, zakwasza kwasem solnym i ekstrahuje chlorkiem metylenu. Roztwór organiczny

155 953 ekstrahuje się 1 N wodnym roztworem wodortlenku sodowego, który następnie zakwasza się i po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymuje się 4-nitro-l-naftol w ilości 8,4 g, 87%, t. top. 166-169°C.

Przykład VIII. Otrzymywanie 3-hydroksy-2-nitrotiofenu.

1.Sposób wytwarzania podstawionych fenoli i podstawionych pochodnych hydroksylowych aromatycznych związków heterocyklicznych o wzorze ogólnym HO-Ar(Y)Z, w którym Ar oznacza grupę arylową i heteroarylową jak fenyl, naftyl, pirydyl, chinolin, tienyl, podstawnik Y oznacza grupę nitrową w pozycji 2- lub 4- względem grupy hydroksylowej lub atom wodoru, a podstawnik Z atom wodoru, chlorowca, grupę cyjanową, estrową, alkoksylową, arylobutylową, alkilo- lub arylotiolową, alkilową, haloalkilową, izocyjanową i acylową, przy czym odbydwa podstawniki Y i Z nie mogą jednocześnie oznaczać atomu wodoru, a w przypadku gdy Ar oznacza grupę arylową, Y nie może oznaczać atomu wodoru, znamienny tym, że związki aromatyczne o wzorze ogólnym H-Ar(Y)Z, w którym Ar, Y i Z mają podane wyżej znaczenie, poddaje się hydroksylowaniu wodorotlenkami organicznymi, w obecności czynnika zasadowego, w środowisku aprotonowego rozpuszczalnika, a następnie otrzymany produkt wyodrębnia się z mieszaniny reakcyjnej w znany sposób.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wodorotlenki organiczne stosuje się związki o wzorze ogólnym ROOH, w którym R oznacza resztę alkilową, aryloalkilową lub acylową, szczególnie t-butylową, kumylową lub benzoilową.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że hydroksylowanie związków aromatycznych wodorotlenkami organicznymi prowadzi się wobec zasad takich, jak alkoholany, wodorotlenki lub amidki metali alkalicznych, w rozpuszczalnikach aprotonowych takich, jak dimetyloformamid, dimetylosulfotlenek, tetrahydrofuran, dimetoksyetan, toluen lub w ciekłym amoniaku, a także w mieszaninach tych rozpuszczalników.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania podstawionych fenoli lub podstawionych pochodnych hydroksylowych aromatycznych związków heterocyklicznych o wzorze ogólnym HO-Ar-(Y)Z, w którym Ar oznacza grupę arylową, taką jak fenyl, naftyl, lub heteroarylową taką jak pirydyl, chinolin, tienyl, Y oznacza atom wodoru lub grupę nitrową w pozycji 2 lub 4 w stosunku do grupy hydroksylowej, zaś Z oznacza atom wodoru, chlorowiec, grupę cyjanową, estrową, alkoksylową, arylobutylową, alkilo- lub arylotiolową, alkilową, haloalkilową, izocyjanową i acylową, przy czym obydwa podstawniki Y i Z nie mogą jednocześnie oznaczać wodoru, a gdy Ar oznacza aryl, to Y nie może oznaczać wodoru.

Związki przedstawione wyżej podanym ogólnym wzorem znajdują zastosowanie jako półprodukty w przemyśle farmaceutycznym, w przemyśle środków ochrony roślin, barwnikarskim, fototechnicznym i innych.

Znanych jest wiele metod wytwarzania związków przedstawionych powyższym wzorem; najważniejsze z nich to wymiana podstawników na reszty hydroksylowe jak na przykład hydroliza pochodnych chlorowcowych, przemiana grupy aminowej w grupę hydroksylową za pomocą dwuazowania lub utlenianie związków lito- lub magnezoaromatycznych. Inne sposoby polegają na wprowadzeniu podstawników do pierścienia aromatycznego czy heterocyklicznego, zawierającego już grupę hydroksylową.

Znany jest również sposób bezpośredniego hydroksylowania związków aromatycznych wodorotlenkami i nadkwasami prowadzony w obecności katalizatorów kwasowych takich jak kwas siarkowy, fosforowy lub trifluorooctowy, trójfluorek boru i inne. Sposób ten jest ograniczony do związków aromatycznych zawierających podstawniki donorowe takie, jak grupy alkilowe lub alkoksylowe.

Sposoby te, aczkolwiek ogólnie i szeroko stosowane w praktyce, mają jednak ograniczenia co do możliwości zastosowania do wytwarzania odpowiednio podstawionych fenoli, a także hydroksylowych aromatycznych związków heterocyklicznych.

Stwierdzono, że wprowadzanie grupy hydroksylowej do elektrofilowego pierścienia aromatycznego, zawierającego szczególnie grupę nitrową oraz inne podstawniki, następuje drogą bezpośredniego zastąpienia wodoru i zachodzi z dobrą wydajnością, jeżeli związki o wzorze H-Ar(Y)Z w którym Ar, Y i Z mają podane wyżej znaczenie poddaje się hydroksylowaniu wodorotlenkami

155 953 3 organicznymi w obecności czynnika zasadowego w środowisku aprotonowego rozpuszczalnika, a następnie otrzymany produkt wyodrębnia się z mieszaniny reakcyjnej w znany sposób.

Jako wodorotlenki organiczne korzystnie stosuje się związki o wzorze ogólnym ROOH, w którym R oznacza resztę alkilową, aryloalkilową lub acylową, szczególnie t-butylową, kumylową lub benzoilową.

Według wynalazku hydroksylowanie korzystnie prowadzi się wobec czynnika zasadowego takiego jak alkoholan, wodorotlenek lub amidek metalu alkalicznego w rozpuszczalniku aprotonowym, takim jak dimetyloformamid, dimetylosulfotlenek, tetrahydrofuran, dimetoksyetan, toluen lub ciekły amoniak, a także w mieszaninie takich rozpuszczalników.

Sposób według wynalazku umożliwia w przypadku nitrowej pochodnej wprowadzenie grupy hydroksylowej bądź w pozycję orto, bądź w para wówczas, gdy możliwe jest powstawanie dwóch izomerycznych produktów hydroksylowania. Steruje się przebiegiem reakcji przez dobór odpowiednich warunków reakcji tj. rozpuszczalnika i czynnika zasadowego. Na przykład w reakcji nitronaftalenu z wodorotlenkiem t-butylu otrzymać można jako główny produkt l-nitro-2-naftol, gdy reakcję prowadzi się wobec t-butanolanu potasu w tetrahydrofuranie, podczas gdy reakcja prowadzona wobec wodorotlenku sodu w ciekłym amoniaku daje jako główny produkt

3,9 g 2-nitrotiofenu i 3g wodoronadtlenku t-butylu rozpuszczone w 20 ml tetrahydrofuranu wkrapla się do mieszanej zawiesiny 15 g sproszkowanego wodorotlenku potasowego w 80 ml ciekłego amoniaku. Po 30 minutach mieszania dodaje się 12 g chlorku amonu i amoniak odparowuje. Pozostałość zadaje się 150 ml wody, zakwasza kwasem solnym i ekstrahuje chlorkiem metylenu. Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymuje się 3-hydroksy-2-nitrotiofen w ilości 3,8 g, 87%. Związek ten jest nietrwały, należy go przechowywać w postaci soli czetrobutyloamoniowej t. top. 122-124°C.

Przykład IX. Otrzymywanie l-hydroksy-4-cyjanoizochinoliny.

0,46 g 4-cyjanoizochinoIiny i 0,47 g wodoronadtlenku kumylu rozpuszczone w 3 ml tetrahydrofuranu wkrapla się do mieszanego roztworu l,68g t-butanolanu potasowego w 10ml ciekłego amoniaku. Po 15 minutach dodaje się 0,8 g chlorku amonu i odparowuje amoniak. Pozostałość traktuje się wodą zakwaszoną kwasem octowym, produkt ekstrahuje chlorkiem metylenu, a ekstrakt reekstrahuje 1 N roztworem wodortlenku sodowego. Alkaliczny roztwór zakwasza się kwasem octowym, ekstrahuje chlorkiem metylenu i po odpędzeniu rozpuszczalnika otrzymuje się l-hydroksy-4-cyjanoizochinolinę (w postaci tautometrycznej 4-cyjano-izochinolinu), wydajność 0,19 g, 38%, 259-261°C.