201527. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szubsztituált /diklórmetil/-piridinek előállítására
1 HU 201527 B 2 A találmány tárgya eljárás bizonyos szubsztituált 2- (diklórmetil)- és 4-(diklórmetil)-piridinek előállítására. A 4 172 203, 4 260 766 és 4 499 277 sz. amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásokban különböző szubsztituált 2- és 4-(diklórmetil)-piridineket írtak le, mint hasznos herbicideket, fungicideket és inszekticideket. Ezen kívül herbicidek, fungicidek, inszekticidek, növényi növekedésszabályozók és nitrifikáló inhibitorok előállításához intermedierként ismertek, pl. a 3 173 919, 3 591 596, 3 838 159 és a 4 497 652 sz. amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásokból. A szubsztituált 2- és 4-(diklórmetil)-piridineket korábban különböző módszerekkel állították elő, pl. a megfelelő szubsztituált (triklórmetil)piridinek különböző redukálószerekkel történő redukálásával, és a szubsztituált gamma és alfa pikolinek közvetlen klórozásával. Mindegyik esetben szubsztituált gamma vagy alfa pikolint használtak kiindulási anyagként. Ezen vegyületek gazdasági értékének ismeretében azonban kívánatos további módszereket kidolgozni, más hozzáférhető kiindulási anyagok felhasználásával. Azt találtuk, hogy a szubsztituált 2-(diklórmetil) és 4- (diklórmetil)piridineket, amelyek elektronvonzó gyűrűszubsztituenseket tartalmaznak, előállíthatjuk a megfelelő szubsztituált 2-halogénpiridinek és 4-halogén-piridinek kloroformmal történő reagáltatásával, erős bázis és katalizátor jelentétében. A találmány szerint a (diklórmetil)piridineket, melyeket az (I) általános képlettel szemléltettünk, ahol Y2 lehet hidrogén-, fluor-, klór-, bróm- vagy diklórmetilcsoport, Y3 lehet hidrogén-, fluor-, klór- vagy brómatom, Y4 lehet hidrogén-, fluor-, klór-, bróm- vagy diklórmetilcsoport, Y5 lehet hidrogén-, fluor-, klór-, brómatom, trifluormetil- , vagy nitrocsoport és Y6 jelentése hidrogén-, fluor-, klór-, brómatom, azzal a megkötéssel, hogy legfeljebb két szubsztituens jelenthet hidrogénatomot az Y2, Y3, Y4, Y5 és Y6 közül, és Y2 és Y4 közül legalább az egyik diklórmetil csoportot jelent - úgy állíthatjuk elő, hogy (II) általános képletű halogénpiridint - ahol Y2, Y3, Y4, Y5, Y° és R jelentése a fenti - azzal a megkötéssel, hogy legfeljebb kettő jelenthet hidrogénatomot Y2, Y3, Y4, Y^ és Y6 közül, és Y2 és Y4 közül legalább az egyik fluor-, klór- vagy brómatomot jelent - kloroformmal reagáltatunk, erős bázis előnyösen nátriumhidroxid és dipoláros, aprotikus N-metil- pirrolidon oldószer jelenlétében olyen körülmények mellett, amelyek elősegítik a (diklórmetiljpiridin vegyület képződését. A kapott elegyből a (diklórmetil)piridin vegyületet izoláljuk. A reakció során a piridin a 2, 4 helyzetében lévő halogén (fluor- , klór- vagy brómatom) szubsztituenst diklórmetilcsoporttal helyettesítjük az 1. reakcióvázlat szerint. Az eljárás során a (II) általános képletű vegyületet, a kloroformot, az erős bázist, és a reakciót elősegítő szereket összeőntjük és addig reagáltatjuk, amíg elegendő mennyiségű (II) általános képletű vegyülettel nem reagált vagy elegendő mennyiségű (I) általános képletű vegyület nem keletkezett. A reakció 1 perctől 27 óráig változhat, a reagensektől és a reakció körülményeitől függően. A reakcióelegy komponenseit bármilyen sorrendben összeönthetjük, de gyakran előnyös, hogyha utoljára adagoljuk az erős bázist. A reakciót rendszerint keverés közben előnyösen 20-40 °C közötti hőmérséklettartományban végezzük. Előnyös, ha a reakciót atmoszférikus nyomáson végezzük, de nem döntő az esetenként használt nyomás. A kloroformot a reakció során a (II) általános képletű vegyületre vonatkoztatva 2/1 mól arányban használjuk. Általában 2-100 mól alkalmazása előnyös a (II) általános képletű vegyületre vonatkoztatva, és különösen 2,5-10 mólt használunk. A kloroform bármilyen felesleges a reakciót a teljesség felé tolja el. Az erős bázis általában alkálifém vagy kvatemer ammónium- hidroxid lehet, bár bármilyen elég erős bázist alkalmazahatunk abból a célból, hogy a kloroform egy részét karbanionná alakítsuk a használt reakciófeltételek mellett. Hasznos bázisok lehetnek a hidroxil erős bázisok, pl. a nátrium-hidroxid, kalium-hidroxid, benzil-trimetil- ammónium-hidroxid, tetrabutil-ammónium-hidroxid, stb. Az erős bázist a reakcióelegyhez szilárd formában, vagy oldószeres oldat formájában, például vizes oldat formájában adagoljuk. Utóbbi esetben előnyösek a 20 t %-nál nagyobb és különösen a 40 t %-nál nagyobb koncentrációk. Egy ekvivalens erős bázist használunk 1 mól (II) vegyületre, de általában 1 mól ekvivalens felesleget használunk. 1-20 mól ekvivalens tipikus és 2-5 mól ekvivalens az előnyös. A reakció megkönnyítő szer megkönnyíti a reagensek egymással történő érintkezését. Ezt a funkciót töltik be pl. a dipoláros aprotikus oldószerek és fázisátvivő katalizátorok. A dipoláris aprotikus oldószerek közé tartozik pl. a N,N-dimetil- formamid, N-metil-pirrolidon, a N-formil-morfolin, a dimetilszulfoxid, a szulfolán és ezek elegye. A reakcióelegyben hatásos mennyiségű oldószert használunk, amely elegendő az erős bázis legalább egyrészének oldatba viteléhez. Általában a kloroform és a dipoláros aprotikus oldószer térfogataránya 10:1-1:10, de gyakran előnyös közel egyforma mennyiségek alkalmazása. A fázisátvivő katalizátorok esetében, amelyeket dipoláros aprotikus oldószerekkel együtt használhatunk, bármilyen ilyen katalizátort vagy hidroxidion szenes közegbe való átvitelére alkalmas katalizátor elegyet használhatunk. Előnyösek a kvatemer ammónium-halogenidek, például a benzil-trietil-ammónium-klorid, tetrabutil-ammónium-bromid, és a trikapril-metil-ammónium-klorid. Hatásos mennyiségeket használunk. Általában a kloroform és a fázisátvivő katalizátor tömegaránya 200:1-10:1 között változhat. A fent leírt reakciót folyamatosan vagy szakaszosan hajtjuk végre a szakember számára ismert módszerekkel. A találmány szerint előállított (I) általános képletű szubsztituált (diklórmetil)piridin vegyületeket ismert módszerrel izolálhatjuk. A reakció befagyasztására vizet adagolhatunk, és a dipoláros aprotikus oldószer nagy részét és a fázisátvivő katalizátor legalább kis részét extrahálhatjuk, majd a vizes fázis eltávolítása után visszamaradó szerves fázist csökkentett nyomáson desztillálhatjuk, hogy a kloroform felesleget és az alacsonyan forró komponenseket eltávolítsuk. A maradékban jelenlévő kívánt (I) általános képletű vegyületet csökkentett nyomáson tovább desztillál-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
