199798. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-szubsztituált 5-metil-piridin-származékok előállítására
1 HU 199798 B 2 A találmány tárgya új eljárás (I) általános képlett! 2- szubsztituált-5-metil-piridin-származékok előállítására. A találmány szerinti eljárás során az (I) képlett! piridin- származékot (II) vagy (III) képlett! aldehid ciklizálctójával állítjuk elő. Különféle 4-(5-(halogén-metil)-2-piridil-oxi)-fenoxi- származékokat ismerünk, amelyek herbicidként használatosak. Ilyeneket írnak le a 483 számú nyilvánosságra hozott európai szabadalmi leírásban, az 1 599 121 és 1 599 126 számú brit szabadalmi leírásokban, valamint a 4 184 041 és a 4 317 913 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban. Például, a fluaziflop-butil néven is ismert 2- (4-(5-(trifluor-metil)-2- piridil-oxi)-fenoxi)-propionsav-butil-észter hatékony fűherbicid, ameyl jól használható olyan mezőkön, ahol széleslevelű növényeket, mint a gyapot, szójabab, termesztenek. A 4 317 913 számú amierikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban a piridil-oxí-fenoxi-származékok fontos kiindulási anyagait, a 2- halogén-5-(triklór-metil)-piridineket, így a 2-klór-5-(triklór- metil)-piridint írják le. A 2-halogén-5-(triklór-metil)-piridinek előállítását írja le a 4 152 328 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás: a vegyületek valamilyen 2-halogén-5- metil-piridinből ultraiolya fény besugárzása alatt történő klórozással állíthatók elő. Célkitűzésünk volt hatékony, gazdaságos és megbízható eljárás kidolgozása 2-szubsztituált-5-piridinek előállítására. Egy további célkitűzés volt a találmány szerinti eljárásban úgy előállítani 2-halogén-5-metil-piridinszármazékokat, hogy a szintézisben ne piridint vagy 3- pikolint használjunk kiindulási anyagként, s ily módon elkerüljük a halogénezési reakciókor fellépő melléktermék képződés problémáit. Egy másik célkitűzés volt a 433 273 számú amerikai egyesült államokbeli függő szabadalmi bejelentésünkben leírt eljárástól független eljárás kidolgozása. A találmány tárgya tehát eljárás az (I) általános képletű 5- metil-piridin-származékok - ahol Q jelentése klóratom vagy hidroxilcsoport -előállítására (II) általános képletű vegyületnek - ahol X klór- vagy brómatom - vagy (III) képletű vegyületnek egy erős szerves sav, így egy szulfonsav katalizátor jelenlétében történő ciklizációjával. A (II) vagy (III) képletű új vegyületeket valamilyen (IV) általános képletű új ciklobután származék - ahol Y jelentése -NR'R1 csoport, ahol R1 és R2 egymástól függetlenül 1-6 szénatomos szubsztituált vagy szubsztituálatlan alkilcsoport lehet, valamint olyan csoportok, amelyek egymáshoz kapcsolódva 5- vagy 6- tagú heterociklusos gyűrűket alkothatnak, X jelentése pedig klór- vagy brómatom -savas hidrolízisével állítjuk elő; enyhe reakciókörülmények között a (II) képitű vegyületek, agresszív reakciókörülmények között a (III) képletű vegyületek keletkeznek. Metil-ciklobután-karbonitril-származékok előállítása A (IV) általános képletű vegyületeket úgy állítjuk elő, hogy propionaldehidet vagy Michael-típusú 2-lépcsős addiciós reakcióban valamilyen (V) általános képletű akril-vegyülettel reagáltatunk. A Michael addiciós reakciót az irodalomban leírtak szerint 0-100 °C kö■> zötti hőmérsékleten, oldószer nélkül vagy valamilyen inert oldószer, és előnyösen valamilyen bázis katalizátor jelenlétében hajthatjuk végre. A (IV) általános képletű vegyületet extrakcióval, kromatografálással vagy desztillációval nyerhetjük ki. A Michael addiciós reakciót előnyösen két lépésben hajtjuk végre: először a propionaldehidet egy HNR R2 általános képletű szekunder aminnal - ahol R1 és R2 egymástól függetlenül szerves csoportok lehetnek, amelyek egymáshoz kapcsolódhatnak gyűrűalkotás közepette. A gyűrűalkotás közvetlenül bekövetkezhet, vagy egy (VI) általános képletű amin, illetve egy (VII) általános képletű enamin struktúra keletkezésén át, vagy ezek keverékének keletkezése közben - ahol Y jelentése -NR R2 csoport. R1 és R2 egymástól függetlenül 1-6 szénatomos szubsztituált vagy szubsztituálatlan alkilcsoport, így metil-, etil-, propil-, butil- és pentilcsoport lehet, egymáshoz kapcsolódva pedig szubsztituált vagy szubsztituálatlan 5-6-tagú heterociklusos gyűrűt alkothatnak, például szekunder aminokat, így pirrolidint, piperidint és morfolint. Ezt a reakciót -10 és -35 °C közötti hőmérsékleten, előnyösen valamilyen alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonát, -szulfát, -halogenid vagy -oxid, például kacium-szulfát, magnézium-oxid, kálium-karbonát, kalcium- oxid jelenlétében, vagy éppen molekulaszűrök jelenlétében (D.Roelofsen és társai, Racenil, 91. kötet, 605-610 oldal, (1972)) hajtjuk végre, a propionaldehid 1 móljára nézve legfeljebb 2 mól szekunder amint véve. A szekunder amint feleslegben kell venni, tekintettel a CFbCFfcCHfNR R")2 általános képletű amin vegyület keletkezésére, amely a CH3CH=CH(NR'r?) általános képletű amin vegyület mellett keletkezik. Az amin/enamin keverék 1:1 és 1:6 mólarányokban rendszerint folyadék alakjában keletkezik, amelyet megmelegítünk és ledesztilláljuk az elreagálatlan szekunder amint, majd valamilyen oldószert, így például acetonitrilt adunk hozzá és valamilyen a-halogén-akrilnitril-származékkal reagáltatjuk enyhe reakciókörülmények között, ekkor megkapjuk a (IV) általános képletű ciklobutánszármazékot. Az ilyen típusú ciklobutánok szitézisét részletesen a következő irodalmakban írják le: I. Fleming és társai. Journal of the Chemical Society, 2165-2174 oldal (1964), valamint a 3 051 622, 3 133 924, 3 369 024, 3 481 936 és a 3 481 939 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Az l-klór-2-(4-morfolin)-3-etilciklobután- karbonitril homológot Madsen és Lewassen írták le (Tetrahedron, 24, 3369 (1968), az aljárásban a-klór-akrilnitrilt és morfolin- butént acetonitril oldószerben reagáltattak. Bár a reakció oldószer nélkül is végrehajható, előnyös, ha valamilyen oldószer, így éter, észter, halogénezett alkán, keton vagy nitril típusú oldószer, például acetonitril jelenlétében hajtjuk végre. A reakció szobahőmérséklettől a halogénezett akril vegyület forráspontjáig terjedő hőmérsékleten, például 120 °C hőmérsékleten hajtható végre. Kielégítő termelést kapunk 25 °C-80 °C közötti hőmérsékleteken. A reakció végrehatjásakor előnyös az amint/enamin keveréket -5 és +20 °C közötti hőmérsékletre lehűteni a halogénezett akrilnitril cseppenkénti adagolásával, majd felmelegíteni szobahőmérséklet és a halogénezett nitril oldószer forráshőmérséklete közötti hőmérsékletre. Az (V) általános képletű halogénezett akrilnitril származékok ismertek, előállításuk akrilnitril halogén-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
