Производные замещенных хинолинов и способ получения 3-метоксиметил-7- или 8-гидроксихинолина - RU2130929C1
Код документа: RU2130929C1
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к замещенным хинолиновым промежуточным соединениям, используемым для синтеза гербицида, такого как 2-(4-изопропил-4-метил-5-оксо-2-имидазолидинил)-5- метоксиметилникотиновой кислоты; и к способу получения промежуточного соединения 3-метоксиметил-7- или 8-гидроксихинолина для синтеза указанного гербицида.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к промежуточным соединениям, используемым для синтеза гербицида, и имеющим
формулу
где X представляет собой прямой или разветвленный С1-С6-алкил, фенил, -O-фенил, -O-C1-C4 прямой или разветвленный алкил, или
где Y и Z независимо представляют собой H, прямой или разветвленный C1-C6-алкил или фенил;
B представляет собой H, галоген, или галогенид четвертичного аммония,
и к способу получения соединений формулы
который заключается в том, что соединение формулы
где X представляет собой прямой или разветвленный C1-C6 алкил, фенил, -O-фенил, -O-C1-C4 прямой или разветвленный алкил, или
где Y и Z независимо представляют собой H, прямой разветвленный C1-С6-алкил, или фенил;
подвергают реакции с радикал-галогенизирующим реагентом, где галогеном является бром или хлор, с образованием соединения формулы
взаимодействие полученного соединения III с третичным амином, не содержащим реакционноспособного бета-водорода, с получением соединения формулы
где В представляет собой галогенид четвертичного аммония;
и взаимодействие полученного соединения формулы IV с основанием в метаноле в закрытом реакторе при температуре в пределах от около 120oC до около 180oC, в результате чего получают соединение формулы I; либо соединение формулы IV подвергают реакции с основанием в метаноле в присутствии соли переходного металла при температуре от около 65oC до около 180oC в закрытом реакторе, в результате чего получают соединение формулы I.
Соединение 3-метоксиметил-8-гидроксихинолин может быть использовано для получения интермедиата, такого как 5-метоксиметил-2,3-пиридиндикарбоновая кислота, которая, в свою очередь, является промежуточным соединением для синтеза гербицида, -2-(4-изопропил-4-метил-5-оксо-2-имидазолидинил)-5- метоксиметилникотиновой кислоты, описанного в патенте США N 5 334 576.
Более подробно настоящее изобретение проиллюстрировано в нижеследующих примерах, которые, однако, не должны рассматриваться как ограничение объема изобретения.
Пример 1. Получение ацилированного
8-гидрокси-3-метилхинолина
Смесь хлористоводородной соли 8-гидрокси-3-метилхинолина (200 г, 1, 02 М) и гидроксида натрия (102 г, 2,55 М) в 1000 мл воды обрабатывали уксусным ангидридом (208 г, 2,04 М) при температуре 0-10oC более одного часа, а затем перемешивали в течение одного часа при комнатной температуре. После добавления еще части (50 г) уксусного ангидрида (0,49 М), полученную смесь перемешивали еще один час. К этой смеси по капле добавляли насыщенный бикарбонат натрия (100 мл). Неочищенный продукт собирали путем фильтрации, промывали водой, и/или в вакууме при 60oC. После перекристаллизации из этилацетата и гептана получали 168,5 г (выход = 82%) вещества в виде белых игольчатых кристаллов.
Смесь хлористоводородной соли 8-гидрокси-3-метилхинолина (10 г, 0,051 М) и триэтиламина (15,5 г, 0,15 М) в 100 мл метиленхлорида обрабатывали бензоилхлоридом (10,8 г, 0,077 М) при температуре 0-10oC в течение одного часа, а затем перемешивали при комнатной температуре в течение 3 часов. После добавления воды органическую фазу промывали три раза водой, а затем сушили сульфатом магния. После выпаривания и перекристаллизации из смеси гептана/толуола получали продукт в виде бледно-желтых кристаллов (8,8 г, выход = 65%).
Аналогичным способом получали другие ацилированные 8-гидрокси- 3-метилхинолины.
Пример 2. Получение четвертичной соли
Раствор 8-ацетокси-3-метилхинолина (168,5 г, 0,84 М), N-бромосукцинимида (NBS) (177,9 г, 1,00 М), и 2,2'-азобисизобутиронитрила (AIBN) (6,7 г, 0,04 М) в 1675 мл хлоробензола продували азотом, нагревали при 80-90oC в атмосфере азота в течение 2 часов, охлаждали до комнатной температуры, а затем фильтровали. Фильтрат смешивали с ацетоном (700 мл), обрабатывали триэтиламином (75,4 г, 1,28 М) при 0-5oC, после чего, перемешивали при 5-10oC в течение 30 минут, а затем при комнатной температуре в течение одного часа, и фильтровали. Осадок на фильтре промывали ацетоном и осушали в вакууме при температуре 60oC, в результате чего получали 180 г (общий выход = 63%) белого твердого вещества. Максимальный выход достигал 77%.
Из других ацилированных 8-ацетокси-3-метилхинолинов получали соответствующие четвертичные соли с аналогичными выходами.
Изменения в условиях и существенных факторах для получения четвертичной
соли
(1) Рекомендуемым растворителем является хлоробензол.
(2) Концентрация ацетата может составлять всего 0,2 г на 10 мл растворителя, либо на может доходить до 1 г на 10 мл растворителя. Эта соль, вероятно, может быть и более концентрированной, поскольку все реагенты являются растворимыми при реакционной температуре.
(3) Температуру обычно ограничивают диапазоном 80-95oC. При более низкой температуре реакция замедляется, а при температуре, превышающей указанный верхний предел, возникает побочная реакция.
(4) Количество AIBN может составлять от 2% - 10%.
(5) Реакцию с триэтиламином осуществляют обычно при -10 - 10oC.
(6) Исходное соединение, 8-гидрокси-3-метилхинолин, ингибирует бромирование. Поэтому его содержание должно быть ограничено количеством, составляющим менее 5%.
(7) Бромирование осуществляют в атмосфере азота. Кислород может замедлять реакцию.
Пример 3. Получение 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолина
Раствор (8-ацетоксихинолин-3-ил) метилтриметиламмония бромида (80 г, 0,24 М) в 15%-ном метоксиде натрия в метаноле (250 г, 0,69 М) нагревали при 120oC в реакторе под давлением в течение 18 часов, а затем концентрировали при пониженном давлении. Остаток разбавляли водой, pH доводили до 7-8, и фильтровали. Осадок на фильтре промывали водой и сушили в вакууме при 60oC, в результате чего получали твердое желтовато-коричневатое вещество (40,63 г, выход 91%).
В примерах 4-17 (см. в конце описания) проиллюстрирована реакция метоксилирования с использованием различных условий. Метанольный раствор бромида четвертичного аммония и 3 эквивалентов основания, необязательно в присутствии катализатора, нагревали в закрытом реакторе при 65-180oC в течение 16-96 часов, и концентрировали при пониженном давлении. Остаток разводили водой, pH доводили до 7-8, и фильтровали. Остаток на фильтре промывали водой и осушали при 60oC в вакууме, в результате чего получали желтовато-коричневатый твердый продукт.
Если в формуле IV X = Ph, то неочищенный конечный продукт с выходом 82% получали после нагревания четвертичной соли с карбонатом калия в метаноле в течение 18 часов при 150oC.
Если в формуле IV X = OMe, то неочищенный конечный продукт с выходом 90% получали после нагревания четвертичной соли с карбонатом калия в кипящем метаноле в присутствии 10% CuSO4 в течение 22 часов.
Изменения в условиях и существенных факторах для проведения реакции метоксилирования
(1) Соли переходных металлов, которые представляют собой, но не ограничиваются ими: CuSO4, FeSO4, ZnSO4, ZnCl2, катализируют реакцию.
(2) Температура реакции может варьироваться от 65oC до 180oC. Более высокая температура может вызывать побочную реакцию. При более низкой температуре, реакция может протекать очень медленно.
(3) Предпочтительным растворителем является метанол. В качестве растворителя могут быть использованы диглим или ДМСО вместе с NaOMe.
(4) Для данной реакции предпочтительными основаниями являются метоксид натрия и карбонат калия, хотя при определенных условиях, например при повышенной температуре, могут быть использованы и другие основания, такие как LiOMe, KOMe, Ca(OMe)2, Mg(OMe)2, NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, CaCO3, Me3N, Et3N, и пиридин. Фактически реакция может быть осуществлена без добавления основания, поскольку основание (Me3N) продуцируется в процессе реакции.
(5) Концентрация не имеет решающего значения. Наиболее высокая из используемых концентраций составляет 15% NaOMe, или 3 г четвертичной соли на 10 мг метанола, а самая низкая концентрация составляет 0,2 г четвертичной соли на 10 мл метанола.
Реферат
Изобретение
относится к новым замещенным-хинолиновым промежуточным соединениям, используемым для синтеза гербицида, а именно, 2-(4-изопропил-4-метил-5-оксо-2-имидазолидинил)-5-метоксиметилникотиновой кислоты, и к
способу получения промежуточного соединения, такого как 3-метоксиметил-7- или 8-гидроксихинолин, которое может быть использовано для синтеза указанного гербицида. При этом процесс получения гербицида
упрощается. Описывается соединение формулы I
где X представляет собой прямой или разветвленный C1 - C6-алкил, фенил, -O-(C1 - C4)прямой или разветвленный алкил,
B представляет собой H, хлор или бром, или галогенид четвертичного аммония. 2 с. и 8 з.п. ф-лы.
Формула
где X - прямой или разветвленный (C1-C6)-алкил, фенил, -O- (C1-C4) прямой или разветвленный алкил,
B - бром, или хлор, или галогенид четвертичного аммония.
отличающийся тем, что соединение формулы
где X - прямой или разветвленный (C1-C6)-алкил, фенил, -O- (C1-C4) прямой или разветвленный алкил или
подвергают взаимодействию с радикалгалогенирующим реагентом, где галогеном является бром или хлор, полученное соединение формулы
подвергают взаимодействию с третичным амином, не содержащим реакционноспособный β-водород, с получением соединения формулы
где B - галогенид четвертичного аммония,
с последующим получением соединения формулы I взаимодействием соединения формулы IV с основанием в метаноле в закрытом реакторе при температуре в пределах от около 120oC до около 180oC или при температуре в пределах от около 65oC до около 180o C в присутствии соли переходного металла.
