Способы получения промежуточных продуктов для синтеза пестицидов - RU2243207C2

Описание

ОПИСАНИЕ

Данное изобретение относится к новым способам получения промежуточных соединений (в частности определенных анилиновых соединений и производных фенилгидразина), применяемых в синтезе пестицидов.

3,5-Дигалогеноанилины, и, в частности, 3,5-дихлоранилин, являются важными синтетическими промежуточными продуктами для множества различных соединений, включая агрохимические фунгициды, например, как описано в патентной публикации США №3755350 или в немецкой патентной публикации №2906574.

Известны различные способы синтеза указанных соединений (в частности, 3,5-дихлоранилина), например, как описано в японских патентных публикациях №№05194330 и 60048500 и в патентной публикации США №4508922. Однако указанные способы обычно неэффективны, медленны и страдают слабой селективностью и низкими выходами. Более того, они обычно требуют использования аммиака при высоких температурах и/или давлении. Таким образом остается нужда в разработке новых способов для получения указанных соединений, в частности нахождения способов, которые безопасны в проведении, эффективны и могут быть осуществлены при умеренных температурах и давлении.

Неожиданно обнаружены новые способы получения определенных замещенных анилинов и фенилгидразинов, которые не страдают указанными недостатками, являясь, таким образом, новым способом получения ценных синтетических промежуточных продуктов.

Данное изобретение, таким образом, предлагает способ (А) получения замещенного анилина формулы (I)

где каждый из R¹ и R² независимо означает атом галогена; или его кислотно-аддитивной соли, который включает гидрогенолиз замещенного фенилгидразина формулы (II)

где R¹ и R² определены выше; или его кислотно-аддитивной соли в присутствии металла или соединения металла (например, соли металла) в восстановительных условиях.

Если не оговорено особо, в данном описании атомы галогена выбраны из фтора, хлора, брома и йода.

Кислотно-аддитивные соли, упомянутые в изобретении, предпочтительно являются солями, образованными сильными кислотами, такими как минеральные кислоты, например, серная кислота или соляная кислота.

Гидрогенолиз может быть осуществлен с применением металла или соли металла, выбранных из никеля Ренея (никель-алюминиевого сплава), необязательно в присутствии железа, марганца, кобальта, меди, цинка или хрома, двухлористого олова, цинка в присутствии уксусной кислоты, и соли молибдения (III). Реакция также может быть проведена с применением никеля Ренея, платины или палладия (который может быть нанесен на уголь или другой инертный материал) в присутствии газообразного водорода. Если реакцию ведут с газообразным водородом, обычно применяют давление от 2 до 20 бар (предпочтительно от 5 до 10 бар). Обычно гидрогенолиз проводят с применением никеля Ренея.

Реакция может быть осуществлена в отсутствие или в присутствии растворителя, но обычно ее проводят в растворителе, который может быть выбран из спиртов, таких как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол или третичный бутанол, простых эфиров, ароматических углеводородов и воды (или их смесей). Метанол и этанол являются предпочтительными растворителями.

Температура реакции обычно равна от 20 до 150°С, предпочтительно от 20 до 90°С. Количество используемого катализатора обычно составляет от 0,01 до 3 молярных эквивалентов (предпочтительно от 0,05 до 2 молярных эквивалентов), хотя, если реакцию ведут в атмосфере водорода, меньшие количества обычно дают удовлетворительные результаты.

Способ (А) направлен на получение замещенных анилиновых соединений формулы (I) и их кислотно-аддитивных солей с высоким выходом из легко доступных исходных материалов. Более того, реакция может быть осуществлена просто и экономично, и выделение продукта может быть непосредственным. Другим преимуществом данного способа является то, что указанные соединения формулы (I) могут быть получены при умеренных температурах и давлении, тогда как известные способы требуют высоких температур и давления.

Согласно другому варианту данного изобретения предложен способ (В) получения замещенного фенилгидразина формулы (II), как определено выше, или его кислотно-аддитивной соли, который включает реакцию соединения формулы (III):

где R¹ и R² определены выше и Х означает атом галогена, с гидразином или его кислотно-аддитивной солью или с его предшественником.

При соответствующем выборе атомов галогена, которые представляют R¹, R² и Х в формуле (III) таким образом, чтобы Х являлся более реакционноспособным, чем R¹ и R², можно получить замещенные фенилгидразины формулы (II) и их соли, имеющие различные комбинации атомов галогенов. В частности предпочтительными соединениями являются такие, где каждый из R¹ и R² в формулах (I) и (II) является атомом хлора.

Соединения формулы (III) обычно известны.

В процессе предпочтительно используют гидразингидрат.

Если применяют кислотно-аддитивную соль гидразина, может необязательно присутствовать основание, такое как триалкиламин (например триэтиламин).

В частности предпочтительным соединением формулы (III) является 1,3,5-трихлорбензол.

Реакция может быть проведена в растворителе, выбранном из циклических и алифатических простых эфиров, таких как тетрагидрофуран, 1,4-диоксан или 1,2-диметоксиэтан; N-метилпирролидона; диметилсульфоксида; N,N-диметилформамида; сульфолана; N,N,N',N'-тетраметилмочевины; ароматических углеводородов, которые могут быть замещены одной или более алкильными группами или атомами хлора, таких как хлорбензол или ксилол; и пиридина. Предпочтительными растворителями являются пиридин, тетрагидрофуран, N,N,N',N'-тетраметилмочевина и 1,4-диоксан (пиридин и тетрагидрофуран особенно предпочтительны). Количество используемого растворителя обычно составляет от 1 до 10 мл (предпочтительно от 4 до 8 мл) на грамм соединения формулы (III).

Процесс обычно осуществляют в автоклаве или другом закупоренном сосуде.

Температура реакции обычно равна от 50 до 250°С, предпочтительно от 120 до 200°С. Реакцию обычно проводят с применением от 1 до 20 молярных эквивалентов (предпочтительно от 4 до 8 молярных эквивалентов) источника гидразина.

Для повышения скорости реакции необязательно может быть использован катализатор, и если он присутствует, его выбирают из фторидов щелочных и щелочноземельных металлов, таких как фторид калия. Количество используемого катализатора обычно составляет от 0,05 до 2 молярных эквивалентов (предпочтительно от 0,5 до 1 молярного эквивалента). Реакция также может быть эффективной в присутствии меди или соли меди, предпочтительно хлорида меди (I).

Способ изобретения для получения замещенных фенилгидразинов формулы (II) и их кислотно-аддитивных солей в определенных аспектах значительно лучше по сравнению с ранее известным. Способ (В), в частности, применим для получения ценного промежуточного продукта 3, 5-дихлорфенилгидразина из 1,3,5-трихлорбензола, поскольку реакция идет с высоким выходом и изомерной чистотой и вместе с другими способами данного изобретения дает эффективный способ получения синтетически ценных промежуточных соединений.

Более того, если способ (В) применяют для получения 3,5-дихлорфенилгидразина из 1,3, 5-трихлорбензола, реакция протекает с отличной региоселективностью.

Согласно еще одной особенности изобретения способы (А) и (В) могут быть объединены для получения замещенного анилина формулы (I) или его кислотно-аддитивной соли из соединения формулы (III).

Следующие нелимитирующие примеры иллюстрируют изобретение. Показано, что каждый продукт идентичен известным описанным образцам соединений.

Пример 1. Получение 3,5-дихлоранилина из 3,5-дихлорфенилгидразина. Никель Ренея (2 г суспензии в воде) прибавляли к раствору 3,5-дихлорфенилгидразина (1 г) в метаноле (5 мл) и нагревали при 60° С 2 ч. Охлажденную смесь отфильтровывали и упаривали, получая указанное в заголовке соединение с выходом 100%.

Пример 2. Получение 3, 5-дихлоранилииа из 3,5-дихлорфенилгидразина по методике примера 1 повторяли, но с применением двух эквивалентов никеля Ренея и нагреванием при 60°С 3 ч с образованием указанного в заголовке соединения с выходом >90%.

Пример 3. Получение 3,5-дихлорфенилгидразина. Смесь 1,3,5-трихлорбензола (2,53 г), гидразингидрата (3,48 г, 5 молярных эквивалентов) и пиридина (12 мл) нагревали в автоклаве (заполненном аргоном) 6 ч при 180°С. Смесь охлаждали, избыток гидразина декантировали и органическую фазу упаривали в вакууме, получая указанное в заголовке соединение с выходом 60%. Показано, что использовано 65% исходного материала, что свидетельствует о том, что реакция идет с высокой селективностью.

Пример 4. Получение 3, 5-дихлорфенилгидразина. Методику примера 3 повторяли, но с использованием 6 эквивалентов гидразингидрата, получая указанное в заголовке соединение с выходом 63%. Показано, что использовано 77% исходного материала. Это свидетельствует о том, что реакция идет с хорошей селективностью.

Пример 5. Получение 3,5-дихлорфенилгидразина. Методику примера 3 повторяли, но с использованием 6 эквивалентов гидразингидрата, получая через 10 ч при 180° С указанное в заголовке соединение с выходом 76%. Показано, что использовано 77% исходного материала, что свидетельствует о том, что реакция идет с высокой селективностью.

Пример 6. Получение 3,5-дихлорфенилгидразима. Методику примера 3 повторяли, но с использованием 6 эквивалентов гидразингидрата, получая через 6 ч при 200°С указанное в заголовке соединение с выходом 82%. Показано, что использовано 83% исходного материала, что свидетельствует о том, что реакция идет с высокой селективностью.

Реферат

Изобретение относится к улучшенному способу получения соединений формулы (I)

где каждый R¹ и R² независимо означает атом галогена, или его кислотно-аддитивной соли, которые могут найти применение при получении сельскохозяйственного фунгицидного соединения. Способ заключается в том, что подвергают гидрогенолизу фенилгидразин формулы (II)

где R¹ и R² определены выше, или его кислотно-аддитивную соль в восстановительных условиях с применением никеля Ренея. Фенилгидразин формулы (II) или его кислотно-аддитивную соль получают реакцией соединения формулы (III) с гидразингидратом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Формула

1. Способ получения замещенного анилина формулы (I)

где каждый R¹ и R² независимо означает атом галогена;

или его кислотно-аддитивной соли, который включает гидрогенолиз замещенного фенилгидразина формулы (II)

где R¹ и R² определены выше;

или его кислотно-аддитивной соли в восстановительных условиях с применением никеля Ренея.

2. Способ получения замещенного фенилгидразина формулы (II), как определено в п.1, или его кислотно-аддитивной соли, который включает реакцию соединения формулы (III)

где R¹ и R² представляют хлор;

Х означает атом галогена,

с гидразингидратом.