Способ получения высших алкиловых эфиров (4-амино-3, 5 дихлор-6-фтор-2-пиридинилокси)уксусной кислоты

СОЮЗ СОВЕ ТСКИ СОЦИАЛИСТИЧЕС 363 ЕСПУБЛИК 3/16 С 69/14 И 5 С 07 И О АТ Я и арл Л,Крум 3755339,73,УЧЕНИЯ ВЫСШОВ (4-АМИНОИДИНИЛОКСИ ИХ АЛ,5-ДИХУКСУСчения высших3,5-дихлор- ной кислоты йн ОСС,де ные вы- нилоксивысокимметилоГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ПОЛКИЛОВЫХ ЭФИРЛ О Р-ФТО Р-ПИРНОЙ КИСЛОТЫ Предлагается способ пол лкиловых эфиров (4-амино фтор-пи ридин ил о к си)уксу бщей формулыС г.г В - Св - С 12-алкил.Эти соединения находясельском хозяйстве в качестСложные эфиры многихпиридинилоксиалкановых кпутем алкилирования солейсоответствующим эфиромвой кислоты, Например, слоамино,5-дихлор-фтор-пуксусной кислоты, как прапутем алкилирования 4-аминфтор-пиридината щелочноответствующим эфиром хлбромуксусной кислоты. Ино применение в ве гербицидов. замещенных 2- слот получают 2-пиридинолов алогеналканожные эфиры (4- ридинилокси) ило, получают о,5-дихлор- го металла соруксусной или да применяют(57) Использование: в сельском хозяйстве в качестве гербицидов, Сущность изобретения: продукты - высшие эфиры (4-амино,5- дихлор-фтор-пиридинилокси)уксусной кислоты, ф-лы 1, где В - Сб - С 12-алкил, выход 94 - 98%, чистота 95-97%. Реагент 1: ф-лы 2; реагент 2: ХСН 2 С(0)ОВ, реагент 3: ВОН, где М - щелочной металл, Х - хлор или бром, В - метил или этил, К -Сб-С 12-алкил. Условия реакции: процесс ведут в две стадии, а именно продукт взаимодействия реагентов 1 и 2 обрабатывают реагентом 3 в присутствии катализатора - тетра (С 1- С 12)ал килтитаната. 9 з.п. ф-лы, 4 и р.,ф-л ы 1 и 2 ннг ннс 1;с ф с с 1г л осн,сОхи го,диполярный апротонный растворитель, Однако при получении сложных спиртов, отличных от метанола и этанола, полученный продукт трудно извлекать из реакционной среды в чистом виде. В результате заданные сложные эфиры часто получают при неудовлетворительном выходе или неудовлетворительной чистоты,Высшие эфиры карбоновых кислот, например замещенных 2-пиридинилоксиуксусн ых кислот, вкл ючая (4-а ми но,5- дихлор-фтор-пиридинилокси)уксусную кислоту, с другой стороны, часто являются более ценными, чем метиловые или этиловые эфиры, так как они являются менее летучими и в случае применения их в качестве гербицидов более эффективны или менее избирательны в их действии.Теперь установлено, что задан сшие эфиры замещенных 2-пиридиалкановых кислот получаются свыходом и высокой чистотой, когда25 30 35 40 45 гие способы извлечения, напримервыпаривание растворителя, 50Метил- или этил(4-амино,5-дихлор-б 55 Создаются благоприятные условия для реакции алкилирования. Эфир галогенацетата может быть применен в приблизительно эквимолярном количестве с солью пиридината, Часто применяется избыточное количество эфира галогенацетата (до 50), обычно избыток равен 2 - 30, предпочтителен избыток 5-20 Как вариант, может быть применено избыточное количество соли пиридината. Реакция может проводиться при повышенных температурах, как правило при 30 - 100 С, и при любом подходящем давлении. Реакция обычно продолжается 1-24 ч.Продукт реакции в виде метилового или этилового эфира, как правило, извлекается путем добавления достаточного количества воды в смесь при одновременном помешивании, осаждения заданного продукта и последующего сбора осадка, Это может проводиться при любой подходящей температуре, но часто целесообразно производить добавки при температуре окружающей среды или ниже. Иногда целесообразно производить добавку при повышенных температурах, например при50-95 С. Если добавка производится при повышенных температурах, целесообразно дать возможность смеси остынуть перед извлечением осадка для обеспечения полного осаждения. Побочный продукт (галоид щелочного металла) может быть удален до добавления волы, если это целесообразно, например, фильтрацией, Однако, как правило, он не удаляется до добавления воды. Количество добавляемой воды (по весу), как правило, приблизительно в 0,6-4 раза больше веса присутствующего диполярного апротонного растворителя. Часто предпочтительными являются количества порядка в 0,8-1,8 раза больше веса растворителя, Осажденный сложный эфир может быть извлечен обычным способом, например путем фильтрации или центрифугирования, и затем, как правило, экстрагируется водой для удаления как растворителя, так и любой побочной галоидной соли щелочного металла, не удаленной ранее. Могут быть применены и друфтор-пиридинилокси)ацетат, имеющий частоту свыше 96% (без воды и растворителя), как правило. свыше 99%, может быть получен способом, описанным выше, если применяемая щелочно-металлическая соль 4-амино,5-дихлор-б-фтор-пиридинола имеет чистоту свыше 990 . Когда применяется щелочно-металлическая соль 4-амино 3,5-дихлор-б-фтор-пиридинола более 5 10 20 низкой чистоты, чистота конечного продукта может быть соответственно ниже. Обычно достигаются выходы свыше 90%, как правило, свыше 93% от теоретически возможных. Метиловый или этиловый эфир представляет собой легко транспортируемое твердое кристаллическое вещество.Часто целесообразно очищать конечный метиловый или этиловый эфир перед проведением реакции трансэтерификации. Это может быть осуществлено известным способом, например путем перекристаллизации иэ растворителя, например метанола. этанола, смеси воды и И-метил-пирролидинона и смесей толуола и гексана.Реакция трансэтерификации представляет собой трансэтерификацию метил- или этил(4-амино,5-дихлор-б-фтор-пиридинилокси)ацетата алифатическим спиртом, имеющим 6-12 атомов углерода, Октиловые (Св) спирты, включая 1-метилгептанол (2-октанол), 2-этилгексанол и смешанные октанолы, (С 4 - Сб-алкокси)этанолы, (Сэ - С 6-алкокси)пропанолы, включая 2-бутоксиэтанол, 1-пропокси-пропанол и 2-бутокси-пропанол, являются предпочтительными, особенно 1-метилгептанол и 2-этилгексанол,Трансэтерификация может быть осуществлена любым из известных высокопроизводительных способов, Как правило, применяется катализатор, В качестве катализатора пригодны сильные кислоты, например серная, п-толуолсульфокислота, фосфорная тетраалкилтитанаты, например четыреххлористый титан, и оловянные соли органических кислот, Сильная кислота может быть соединена со смолой с поперечной связью, как в сульфонированных полистироловых смолах. Тетра(С 1-С 12-алкил)тита- наты титановые (1 Ч) С 1-Сц-алкоксилы) являются предпочтительными катализаторами, особенно тетрабутил-, тетрапропил- и тетраизопропилтитанаты, выпускаемые промышленностью.При выполнении трансэтерификации метиловый или этиловый эфир первоначаль-. но. как правило, высушивается путем нагрева твердого вещества, растворения влажного твердого вещества в инертном растворителе и удаления воды путем азеотропной или простой дистилляции или путем объединения мокрого твердого вещества со спиртом, применяемым в трансэтерификации и отгонке воды. Наилучшие результаты достигаются, когда смесь перед обработкой является сухой. Приемлемыми инертными растворителями являются те, которые не вступают в реакцию с любым из исходных материалов или продуктов процесса и которые растворяют, по меньшей мере, неболь 1836348шое количество исходного эфира. Примерами являются ксилол, декан и т.п. Затем соответствующий спирт соединяется с сухой смесью, если он уже не присутствует, и, наконец, добавляется катализатор. Смесьобычно вступает в реакцию благодаря нагреву при одновременном помешивании и удалении метанола или этанола - побочного продукта - путем дистилляции по мере егообразования.Создаются условия, благоприятные для реакции. Как правило, для трансэтерификации добавляется избыточное количество соответствующего спирта. Типичное соотношение спирта и эфира составляет 2:1 - 5;1. Используется каталитически эффективное количество катализатора. В случае тетраалкилтитанатов каталитически эффективное количество составляет 0,01-0,5% отобщей смеси. Реакция, как правило, осуществляется при повышенной температуре, обычно 80 - 200 С. Эта температура определяется точкой кипения среды, Давление системы не является критическим аспектом, однако оно может быть выше или ниже атмосферного давления с тем, чтобы регулировать точку кипения среды или стимулировать удаление растворителя или избыточного спирта.По завершении реакции полученный за.данный эфир может быть извлечен путем удаления избыточного спирта и каких-либо других летучих веществ путем дистилляции, в результате чего получается необходимый эфир в виде осадка. Как и предполагалось,остается небольшое количество высшего спирта. Большая часть этого спирта при желании может быть удалена путем десорбирования паром. Смесь после реакции,полученная после удаления метанола илиэтанола, может быть использована, как она есть. Катализатор или побочный продукт катализатора может. быть удален путем фильтрации или центрифугирования, или экстрагирования с водой до или после извлечения продукта, Они могут быть и оставлены в продукте. Если применялся сильный кислотный катализатор и он остается в продукте, его при необходимости можно нейтралиаовать соответствующим основаниемВыход достигает 96 продукта с чистотой, по меньшей мере, 97% (на бесспиртовой основе), когда в качестве. исходного материала применяется метиловый или этиловый эфир, Типичными являются выходы, по меньшей мере, 98 продукта с чистотой, по меньшей мере. 98. Фактически достигаемая чистота в большой степени зависит от полноты удаления высшего избыточного спирта,3035404550 П р и м е р 1. Получение метил(4-амино,5-дихлор-б-фтор-пиридинилокси)ацетата в среде Й,й-диметилформамида,Раствор 323 г (1,374 моль) 4-амино,5- дихлор-фтор-пиридината калия в М,М- диметилформамиде, общий вес которого составлял 967 г, содержащий менее 10 воды, нагревают до 65 С и добавляют 170,9 г (1 575 моль) метилхлорацетата в течение 30 мин при одновременном помешивании. Когда смесь нагрели при помешивании до 65 ОС, ее оставляют на ночь в таком состоянии и затем профильтровывают при температуре "55 ОС для удаления образовавшихся нерастворимых солей, Соли экстрагируют с помощью дополнительных 450 мл М,й-ди метилформамида и экстракт объединяют с отфильтрованной реакционной смесью для получения раствора общим весом 1412 г. который не содержит 4-амино,5-дихлор-бфтор-пиридината калия, Этот раствор охлаждают до 0 С, после чего добавляют 1050 г воды, которая была охлаждена до5 ОС, при одновременном помешивании и охлаждении в течение свыше 30 мин, Смесь затем охлаждают до 0 С и отфильтровывают. Оставшийся нерастворимый материал экстрагируют 600 г холодной воды, Затем его высушивают в печи при пониженном давлении и получают 361,8 г упомянутого соединения, которое подвергают анализу, в результате которого установлено, что он имеет чистоту 95,8, Это соответствует выходу 1,29 моль или 93,9 от расчетного, Фильтрат соединяют с экстрагирующей водой и летучие вещества удаляют путем дистилляции при пониженном давлении. Получают осадок весом 72,2 г. В результате анализа установлено, что он содержит 13.0 упомянутого соединения, что соответствует 0,035 моль, 2,6% от расчетной, Незначительное количество продукта присутствует в солях и дистиллятах,П р и м е р 2, Получение метил(4-амино,5-дихлор-б-фтор-пиридинилокси)ацетата в среде й-метил-пирролидинона.1007,8 г раствора 4-амино.5-дихлор-бфтор-пиридината калия в й-метил-пирролидиноне,. содержащем 20 г воды, разбавляют 854 гдополнительного й-метил-пирролидинона в реакционном сосуде, оборудованном дистилляционной головкой, мешалкой, регулятором температуры и загрузочной воронкой. Смесь подогревают при помешивании. 39,5 г вещества удаляются путем дистилляции и получают 968,3 г раствора, содержащего 19,7 4-амино,5- дихлор-фтор-пиридината калия (0,812 . моль), Этот раствор выдерживают при температуре-40-45 ОС при одновременном10 15 50 55 помешивании и добавляют 105,6 г (0,973 моль) метилхлорацетата и дополнительные 137 г й-метил-пирролидинона. Смесь находится в состоянии реакции в течение16 ч. Присутствовавшие избыточные метилхлорацетат и другие летучие вещества были удалены путем дистилляции (удалено 44,6 г). Добавляют воды (1427 г) при одновременном помешивании при 80 С, после охлаждения образовавшиеся твердые вещества извлекают фильтрацией, в результате чего получают 228,6 г материала, содержащего 90.1% упомянутого соединения, 0,3% й-метил-пирролидинона и 9,5% воды и имеющего 99,2%-ную чистоту на сухой основе без раствора. Выход 94,8% от расчетного.П р и м е р 3, Получение 1-метилгептил(4-амино,5-дихлор-б-фтор-пиридинилокси)ацетата,1375 г метил(4-амина,5-дихлор-бфтор-пиридинилокси)ацетата (5,02 моль) 98,0%-ной чистоты смешивают с 1901 г (14,6 моль) 1-метилгептанола (2-октанола) в 5-литровом стакане, снабженном мешалкой, колонкой Нггцеаих диаметром 30 см, дистилляционной головкой и термометром, Для удаления какой-либо имеющейся в системе влаги раствор нагревают до -130 С перед добавлением тетрабутилтитаната в смесь, Затем выдерживают при температуре "150 С и давлении 60 кПа в течение б ч, удаляя метанол путем дистилляции по мере его образования, Давление постепенно снижают до "3.3 кПа и избыточный 1-метилгептанол удаляют путем дистилляции вместе с другими летучими, Осадок весом до 1857 гзаданное соединение. Установили, что он имеет 97,4%-ную чистоту и содержит 0,2% непрореагировавшего метилового эфира и 0,1% 1-метилгептанола. Выход 98,7% от расчетного,П р и м е р 4. Получение 1-метилгептил(4-амина,5-дихлор-б-фтор-пи ридинилокси)ацетата.В смесь 50,0 г (0,18 моль) метил(4-амино,5-ди хлор-б-фтор-пир иди н ил о к си) ацетата и 5,0 г воды добавляют 109 г (0,84 моль) 1-метилгептанола в 250- миллилитровом стакане, оснащенном термопарой, ме,шалкой с воздушным приводом и колонкой 1 х 20 см Н 1 г 9 еацх с дистилляционной головкой и источником вакуума, Полученную смесь выдерживают при одновременном помешивании при температуре тигля порядка 62-123 С под давлением порядка 1217 кПа и летучие (главным образом влагу) удаляют путем дистилляции до тех пор, пока температура головки не достигает 113 С, для получения сухой смеси, Наблюдается го 25 30 35 40 45 некоторое вспенивание. Затем добавляют0,09 г тетрабутилтитаната, Смесь затем выдерживают при помешивании при температуре 150 С и давлении "31,кПа, контролируя подвод тепла так; чтобы температура головки оставалась ниже 80 С. Побочный продукт - метанол - удаляют путем дистилляции по мере его образования. Спустя 4 ч получают 2,7 г смеси метанола и 1-метилгептанола, 70% которой составляет метанол, Преобразование в 1- метилгептиловый эфир составляет порядка 98% (газожидкостная хроматография). Температуру поддерживают на уровне 150 С и давление постепенно понижают до -1,3 кПа для удаления избыточного 1-метилгептанола путем дистилляции. Температуру затем повышают до 170 С, Всего удаляют 76,6 г 1-метилгептанола, Остаток в стакане 69.1 г и, как было установлено, состоит из 1,2% 1-метилгептанола и 97,3% заданного 1-метилгептилового эфира. Выход 99,6% от расчетного, а чистота на бесспиртовой основе 98,5%,Формула изобретения 1. Способ получения высших алкиловых эфиров (4-амина,5-дихлор-б-фтор-пиридинилокси)уксусной кислоты общей формуйМгС 1 С 1госн =о-овгде Я - Сб-С 12-алкил.ал килированием 4-амино,5 дихлор-б-фтор-пиридината щелочного металла алкилбром- или алкилхлорацетатом в среде диполярного апротонного растворителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве алкилбром- или алкилхлорацетата используют метил- или этилбромацетат или -хлорацетат, образующийся метил- или эт ил(4-а ми но;5-дихлор-б-фтор-и и ридинилокси)ацетат выделяют и подвергают его трансэтерификации алифатическим спиртом. содержащим 6-12 атомов углерода, в присутствии катализатора - тетра(С 1 - С 12)алкилтитаната.2, Способпоп,1,отличающийся тем, что алкилирование ведут метил-или этилхлорацетатом.3. Способ поп.1,отлича ю щийся тем, что в качестве 4-амино,5-дихлор-бфтор-пиридината щелочного металла используют 4-амино,5-дихлор-б-фтор-пиридинат калия.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве диполярного апротонного растворителя используют М-метил-пир1836348 Составитель Л,КарунинаТехред М,Моргентал Корректор П.Гереши Редактор Л,Народная Заказ 3004 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ролидинон, й,й-диметилформамид или диметилсульфоксид.5,Способпоп,1,отличающийся тем, что алкилирование проводят при 30 - 100 С.Б. Способ поп.1,отлича ющийся тем, что метил- или атил(4-амино,5-дихлор-фтор-пиридинилокси)ацетат выделяют путем добавления в реакционную смесь воды при 50-95 С и извлечения осадка фильтрацией или центрифугированием,7. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве алифатического спирта использую т октанол или смесь октанолов.8. Способ по пп. 1 и 7, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве октанола используют 5 1-метилгептэнол или 2-этилгексанол,9. Способ поп.1,отличающийсятем, что в качестве катализатора используют тетрабутилтитанат, тетрапропилтитанат или тетраизопропилтитанат.10 10. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что трансэтерификацию проводят при 80-200 С, причем перед добавлением катализатора из реакционной смеси удаляют воду.