196883. lajstromszámú szabadalom • Hatóanyagként 2-(2'-alkil-benzoil)-1,3-ciklohexándion származékokat tartalmazó herbicid készítmények és eljárás a hatóanyagok előállítására
3 196 883 4 gezhctjük; ekkor az enol-cszter-képződés lejátszódása után, vagy akár már az első reakciólépés indításakor, egy cianidot, vagy cianid leadására képes vegyületet adunk a reakcióelegyhez. Az első lépést szemléltető 3. ábrán az R— Ra szubsztituensek jelentése a már megadott, X halogénatomot, előnyösen klóratomot jelent. A reakció mérsékelten erős bázis jelenlétében játszódik le, amely előnyösen 1 - 6 szénatomos alkilcsoportokat tartalmazó trialkil-amin, piridin, alkálifém-karbonát vagy: alkálifém-foszfát lehet. Az első lépesben egy (IV) általános képletű dión és egy (111) általános képletű. szubsztiluált benzoesavszármazék (reakcióképes származék) mólnyi mennyiségeit 1 mól vagy feleslegben alkalmazott mérsékelten erős bázis jelenlétében reagáltatjuk. A reakciót szerves oldószer jelenlétében, például metilén-kloridban, toluolban, etil-acetálban vagy dimctil-formamidban végezzük. A bázis és a benzoesav-származék hozzáadását hűtés közben végezzük, majd a rcakcióclcgyct a reakció teljessé válásáig 0 °C és 50 °C közötti hőmérsékleten keverjük. A reakció termékét önmagában ismert módon nyerjük ki a reakcióelegyből. A második lépésben a (II) általános képletű cnolésztert (1 mól) I —4 mól bázissal, előnyösen körülbelül 2 mól mérsékelten erős bázissal és 0,01 -0,5 mól vagy ennél is több, előnyösen körülbelül 0,1 mól cianiddal vagy cianid leadására képes vegyülettel (például kálium-cianiddal vagy aceton-ciánhidrinnel) reagáltatjuk. Az elegyet megfelelő reakcióedényben 80 °C alatti, előnyösen 20 °C és 40 °C közötti hőmérsékleten keverjük míg a reakció lejátszódik, majd a terméket önmagában ismert módon kinveriük. Cianid leadására képes vegyületnek azokat a vegyületeket nevezzük, amelyek az átrendeződési reakció körülményei között hidrogén-cianidot vagy cianid-aniont adnak le. A reakciót katalitikus mennyiségű hidrogén-cianid vagy cianid aniont szolgáltató vegyület, valamint az enol-észterhez képest moláris feleslegben levő mérsékelten erős bázis jelenlétében folytatjuk le. Előnyös, cianid leadására képes vegyületek az alkálifém-cianidok, mint a nátrium- és kálium-cianid; a metil-(l-4 szénatomos)alkíl-ketonok ciánhidrinjei, mint az aceton-ciánhidrin vagy a metil-izobutilketon-ciánhidrin; a benzaldehid vagy a 2 — 5 szénatomos alifás aldehidek ciánhidrinjei, mint az acetaldehid, propion-aldehid stb. ciánhidrinje; továbbá a cink-cianid, a tri(kis szénatomszámú alkil)-szililcianidok, mint a trimetil-szilil-cianid, valamint maga a hidrogén-cianid. A hidrogén-cianid a legelőnyösebb reagens, egyrészt, mert gyors reakciólcfulásl lesz lehetővé, másrészt, mert ez a leggazdaságosabb. A ciánhidrinek közül az aceton-ciánhidrin a legelőnyösebb cianidforrás. A cianidot, illetve a cianidforrást az enol-észterre számított maximum 50 mól %-nyi mennyiségben alkalmazzuk. Kis mennyiségekkel lefolytatott reakció esetén és 40 °C hőmérsékleten, minimum 1 mól % cianidot kell alkalmazni ahhoz, hogy a reakció elfogadható sebességgel menjen végbe. Nagyobb sarzsok esetén ennél nagyobb, körülbelül 2 mól % katalizátor szükséges a reakció reprodukálható lefolytatásához. Általában 1- 10 mól % cianidforrás alkalmazása az előnyös. Az eljárást az enol-észterhez képest moláris feleslegben alkalmazott mérsékelten erős bázis jelenlétében folytatjuk le. Mérsékelten erős bázisnak azokat a bázisokat nevezzük, amelyek erősség, illetve aktivitás szempontjából a hidroxid-erősségű bázisok (amelyek az cnol-észter hidrolízisét okozhatnák) és a bikarbónát erősségű bázisok (amelyek a reakciót nem segítik elő; között vannak. A reakció szempontjából megfelelő, mérsékelten erős bázisok akár szerves (például terrier aminok), akár szervetlen bázisok (például alkál fém-karbonátok és -foszfátok) lehetnek. Megfelelő tercier aminok például a trialkil-aminok, mint a trietil-amin, a trialkanol-aminok, mint a trietanolam'n, valamint a piridin. Az alkalmas szervetlen bázisok példái a kálium-karbonát és a trinátrium-foszfát. 1 mól cnol-észtcrrc számítva 1 - 4 mól bázist, előnyösen körülbelül 2 mól bázist alkalmazunk. Ha cianidforrásként alkálifcm-cianidot, s különösen, ha kálium-cianidot alkalmazunk, a reakciót fázis transzfer katalizátor jelenlétében folytathatjuk le. Különösen alkalmas fázis transzfer katalizátorok a korona éterek. Az alkalmazott acilczőszertől és a keletkező acilezct. terméktől függően számos, különböző oldószert alkalmazhatunk. A reakció legelőnyösebb oldószere az 1,2-diklór-etán. Egyéb, a reaktáns és a terméktől függően alkalmazható oldószerek a toluol, acetonitril, metilén-klorid, etil-acetát, dimetil-formamid és a metil-izobutil-keton (MIBK). Az alkalmazott rektánstól és a cianid-forrástól függően az átrendeződési reakció legfeljebb 50 °C hőmérsékleten folytatható le. A (III) általános képletű acilezésre képes benzoesa\ -származékok a megfelelő benzoesavból L. F. Fieser és M. Fieser módszere szerint állíthatók elő [Reagens for Organic Synthesis, I., 767-769. (1967)]. A megfelelő rcakcióvázlatot az 5. ábra szemlélteti. Az ábán lévő képletekben R, R1 cs R* a már megadott jelentésű. A (III) általános képletű vegyületek előállításához szükséges benzoesavak számos, az irodalomból ismert módszer szerint állíthatók elő [S. Patai: The chemistry of carboxylic acids and esters, J. Wiley and Sons, New York (1969) és C. A. Buehler és D. F. Peirson: Survey of organic synthesis, J. Wiley and Sons (1970)]. \ fenti hivatkozásokban leírt módszereket a következő néhány reakcióval szemléltetjük: í) Egy szubsztituált benzonitrilt vizes kénsavval néhány órán át visszafolyató hűtő alkalmazásával fo'Talunk. A rcakcióvázlatot a 6. ábra mutatja. A lehűtött reakcióelegyből a terméket önmagában ismert módszerekkel nyerjük ki. b) A 7. ábrán levő reakcióvázlat szubsztituált aceto'enon cs vizes hipoklorit reakcióját mutatja. A reakciót néhány órás forralással hajijuk végre, majd a lel lütött reakcióelegyből önmagában ismert módon nyerjük ki a terméket. c) A 8. ábrán lévő rcakcióvázlat szerint egy aromás halogén vegyületet éter típusú oldószerben magnéziummal reagáltatunk, majd az oldatot darabos szárazjégre öntjük, és a keletkezett benzoesavat önmagában 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
