Способ получения хлорангидридов кислот

 

Описывается новый способ получения соединения общей формулы где Аr представляет собой необязательно замещенную гетероароматическую группу, отличающийся тем, что соединение общей формулы Ar-C(L')₂Cl (II), где каждый из заместителей L' независимо друг от друга представляет собой атом галогена, взаимодействует с водой в присутствии кислоты Льюиса и хлоруглеводородного растворителя, который содержит по крайней мере 2 атома хлора. Технический результат - упрощение процесса. 5 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способу получения хлорангидридов кислот.

В J.C.S. Chern. Gomm.(1977), 808-9 раскрывается способ получения хлорангидридов ароматических кислот. Способ включает взаимодействие замещенных бензилидинхлоридов с гексаметилдисилоксаном в присутствии хлорида железа (III) с получением соответствующего замещенного бензоилхлорида. В процессе реакции образуется триметилхлорсилан, который должен быть гидролизован до исходного гексаметилдисилоксана для повторного использования.

В J.O.C. (1960), 115-7, раскрывается способ катализируемого галогенидом металла гидролиза трихлорметильных соединений с образованием кислот. Например, в документе раскрывается, что (трихлорметил)бензол может взаимодействовать с водой в присутствии хлорида железа с использованием в качестве растворителя хлороформа с образованием бензойной кислоты, Описание изобретения Настоящее изобретение основывается на открытии нового способа получения хлорангидридов кислот.

В соответствии с первым объектом настоящего изобретения предлагается способ получения соединений общей формулы: где заместитель Ar представляет собой необязательно замещенную ароматическую или гетероароматическую группу, и этот способ включает взаимодействие соединений общей формулы Ar - C(L')₂CI (II) где каждый из заместителей L' независимо друг от друга представляет собой удаляемую группу, с водой в присутствии кислоты Льюиса и углеводородного растворителя, который содержит по меньшей мере два атома хлора.

Полагают, что два атома хлора в углеводородном растворителе в процессе реакции могут образовывать переходное состояние или интермедиат, который содействует предпочтительному образованию желаемого хлорангидрида общей формулы I.

Предпочтительно, чтобы каждая из удаляемых групп L' независимо друг от друга представляла собой атом галогена. Предпочтительными атомами галогена являются атом хлора, брома или иода. Предпочтительно, чтобы обе вышеуказанные уходящие группы L' представляли собой атом хлора.

Вышеуказанная кислота Льюиса предпочтительно представляет собой слабую кислоту Льюиса. Вышеуказанная кислота Льюиса предпочтительно представляет собой галогенид переходного металла. Предпочтительно вышеуказанная кислота Льюиса представляет собой хлорид переходного металла. Предпочтительно переходными металлами являются железо, галий или сурьма. Предпочтительными кислотами Льюиса являются FeCl₃, GaCl₂ и SbCl₅. Наиболее предпочтительной кислотой Льюиса является хлорид железа (FeCl₃).

Вышеуказанная кислота Льюиса, например, хлорид железа, предпочтительно является преимущественно безводной.

Предпочтительно, когда в вышеуказанном способе используется каталитическое количество вышеуказанной кислоты Льюиса. Например, мольное отношение вышеуказанной кислоты Льюиса к вышеуказанному соединению общей формулы II предпочтительно составляет менее 0,15 и, более предпочтительно, менее 0,1.

Вышеуказанный углеводородный растворитель предпочтительно содержит по меньшей мере два атома углерода. Предпочтительно соответствующий вышеуказанный атом хлора связан с каждым из вышеуказанных двух атомов углерода. Вышеуказанный углеводородный растворитель предпочтительно содержит соответствующий атом хлора, связанный с каждым их двух соседних атомов углерода.

Вышеуказанный растворитель предпочтительно представляет собой общую (формулу)
где по меньшей мере два заместителя из A, B, X, Y, P и Q представляют собой атом хлора и где другие заместители независимо друг от друга выбираются из атома водорода или атома галогена (особенно атома хлора), или необязательно замещенной алкильной или алкенильной группы; a=0 или 1, p=q=0 или 1, при условии, что когда a=1, p=q=1.

Предпочтительно в вышеуказанной общей формуле растворителя III a=0. Предпочтительно по меньшей мере два заместителя из числа A, B, X, Y, P и Q представляют собой атом хлора и другие заместители независимо друг от друга представляют собой атом водорода или атом хлора или необязательно замещенную, предпочтительно незамещенную, C_1-4-алкильную группу.

Предпочтительно, вода имеет низкую растворимость в вышеуказанном углеводородном растворителе. Учитывая это, для добавления в реакционную смесь воды можно использовать аппарат Дина-Старка. Приемлемые углеводородные растворители имеют растворимость менее 0,30 г/100 г воды при 25^oC и, более предпочтительно, если растворимость составляет менее 0,20 г/100 г при 25^oC.

Предпочтительно вышеуказанный углеводородный растворитель представляет собой 1,2-дихлорэтан. Этот растворитель имеет растворимость 0,15 г/100 г воды при 25^oC (Techiques of Organic Chemistry, vol. VII, Organic Solvents). Дихлорэтан, как установлено, является неожиданно растворителем, обеспечивающим предпочтительное образование желаемого хлорангидрида кислоты общей формулы I.

В способе в соответствии с первым объектом настоящего изобретения реагируют приблизительно эквимолярные количества соединения формулы II и воды. В рассматриваемом способе соединение общей формулы II и кислота Льюиса смешиваются вместе в вышеуказанном углеводородном растворителе, при повышенной температуре, предпочтительно при кипении. Вышеуказанная вода предпочтительно добавляется к смеси в течение продолжительного промежутка времени. Предпочтительно вода добавляется к кипящей смеси. Вышеуказанная вода добавляется к реакционной смеси так, чтобы вся добавленная вода растворялась в реакционной смеси. Для достижения такой цели используется аппарат Дина-Старка. При использовании аппарата Дина-Старка вода растворяется в углеводородном растворителе реакционной смеси, так что углеводородный растворитель насыщается водой.

После добавления к реакционной смеси вода реагирует с соединением общей формулы II, и кислота Льюиса может быть удалена из смеси, например, путем фильтрования.

Соединение общей формулы I могут быть выделены по стандартным методикам. Альтернативно, соединение общей формулы I в реакционной смеси может подвергаться дальнейшему превращению. Например, способ в соответствии с первым объектом настоящего изобретения может быть использован для получения гербицидных производных карбоксамида, описанных в Евр. патентной заявке 0447004 (Shell), которая включена в данное описание в качестве справочного материала. В этом случае предпочтительно заместитель Ar в вышеуказанной общей формуле I представляет собой необязательно замещенную гетероароматическую группу. Предпочтительно гетероароматическая группа представляет собой необязательно замещенную пиридильную группу общей формулы

где заместитель R¹ представляет собой атом водорода или атом галогена или алкильную или галогеналкильную группу, а заместитель Z представляет собой атом галогена. Предпочтительно, в вышеуказанной пиридильной группе общей формулы IV заместитель Z представляет собой атом хлора и заместитель R¹ представляет собой атом водорода.

Предпочтительно последующее взаимодействие вышеуказанного соединения общей формулы I включает взаимодействие соединения общей формулы I с соединением общей формулы

где заместитель R² представляет собой атом водорода или алкильную группу; заместитель R³ представляет собой атом водорода или алкильную или алкенильную группу; и каждый из заместителей D независимо друг от друга представляет собой атом галогена или алкильную группу, нитро-, циано-, галогеналкильную, алкокси- или галогеналкокси-группу, n принимает значения 0 или 1, а m представляет собой 0 или принимает целые значения от 1 до 5, с образованием соединений общей формулы

Предпочтительно в вышеуказанном соединении общей формуле VI заместитель R³ представляет собой атом водорода, m представляет собой 1, D представляет собой атом фтора в положении 4 относительно аминной группы, а n принимает значение 0.

Вышеуказанное соединение общей формулы VI далее может реагировать с образованием соединений общей формулы

где заместители R¹, R², R³, D и n и m напринимают значения, определенные выше, а каждый из заместителей E представляет собой атом галогена или необязательно замещенный алкил, алкокси-группу, алкенилокси-, алкинилокси-, циано-, карбокси-группу, алкоксикарбонильную группу, алкилтиокарбонильную группу, алкилкарбонильную группу, амидо-группу, алкиламидо-группу, нитро-, алкилтио-, галогеналкилтио-, алкенилтио-алкилтио-группу, алкилсульфинильную группу, алкилсульфонильную группу, алкилоксиминоалкильную или алкенилоксиминоалкильную группу, а x принимает значение 0 или целое число от 1 до 5.

В соответствии со вторым объектом изобретения предлагается способ получения соединения общей формулы VI, который включает стадии, указанные при рассмотрении первого объекта изобретения.

В соответствии с третьим объектом изобретения предлагается способ получения соединения общей формулы VII и этот способ включает стадии, указанные для первого объекта настоящего изобретения.

Настоящее изобретение распространяется на соединения общей формулы I, если их получают по способу первого объекта изобретения.

Настоящее изобретение распространяется на соединения общей формулы VI, если их получают по способу второго объекта изобретения.

Настоящее изобретение распространяется на соединения общей формулы VII, если их получают по способу третьего объекта изобретения.

Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется с помощью следующих примеров.

В примерах 1-4 описывается получение некоторых хлорангидридов кислот, примеры 2, 3 и 5 описывают последующие превращения вышеуказанных хлорангидридов кислот.

Пример 1.

Получение 2-хлор-6-пиридинкарбонилхлорида
(В соединении общей формулы 1 Ar = 2-хлор-6-пиридил)
Нитрапирин (2-хлор-6-(трихлорметил)пиридин, в соединении общей формулы II Ar = 2-хлор-6-пиридил и L¹ = L² = Cl) (46,1 г, 0,2 М), 1,2-дихлорэтан (1 л) и безводный хлорид железа (FeCl₃) (8,1 г, 0,04 М) перемешивают при кипячении в течение получаса с использованием сепаратора Дина-Старка. Затем в сепаратор Дина-Старка добавляют воду (3,6 г) и реакционную смесь перемешивают при кипячении в течение 24 ч, и за это время вся вода вступает в реакцию. В соответствии с данными газожидкостной хроматографии 93% продукта реагирует с 4-фторанилином (см. пример 2). Хлорид железа затем отфильтровывают и фильтрат концентрируют.

Пример 2.

Получение H-(4-фторфенил)-2-хлор-6-пиридинкарбоксамида
К концентрированному фильтрату примера 1 добавляют 4-хлоранилин (28 г, 0,25 М) при температуре 20-70^oC. Смесь затем перемешивают при кипении в течение 3/4 ч, за которое прекращается выделение газа. Смесь далее охлаждают до 20^oC, промывают разбавленной соляной кислотой и упаривают, получают красновато-коричневое масло (50,5 г), которое затем растворяют в метиленхлориде и пропускают через слои двуокиси кремния. Получают желаемый продукт (37,3 г, выход 74% из расчета на добавленный нитрапирин). В соответствии с данными газожидкостной хроматографии продукт имеет 99%-ную чистоту.

Пример 3.

Получение N-(фторфенил)-2-(3-,,-трифторметилфенокси)-6-пиридинкарбоксамида.

К суспензии карбоната калия (435 г, 3,15 моля) в диметилформамиде (1,8 л) добавляют пиридинкарбоксамид примера 2 (752 г, 3,0 моля) и 3-трифторметилфенол (502 г, 3,1 моля) и смесь кипятят в атмосфере азота в течение 5 ч. Выделение двуокиси углерода начинается при температуре приблизительно 120^oC. После охлаждения реакционную массу добавляют к 0,6 М соляной кислоте (10,5 л) и экстрагируют метиленхлоридом (2х2,5л). Органические экстракты объединяют и промывают водой (10 л) и растворитель упаривают. Остаток после пропускания для обесцвечивания через небольшую колонку с силикагелем перекристаллизовывают из смеси циклогексан/неопропанол (1:3, 4,7 л) и получают названное соединение (895 г, выход 74%), т.пл. 105-107^oC.

Пример 4.

Получение бензоилхлорида
Смесь ,,-трихлортолуола (19,6 г, 0,1 М), хлорида железа (4,1 г, 0,02 М) и 1,2-дихлорэтана (500 мл) перемешивают при кипении с прибором Дина Старка. Затем в прибор Дина-Старка добавляют воду (1,8 г) и смесь кипятят в течение 4 ч. За это время расходуется все количество воды. Смесь затем отфильтровывают через Hyflo (товарный знак) для удаления хлорида железа.

Пример 5.

Получение E-(4-фторфенил)фенилкарбоксамида
К фильтрату примера 4 при перемешивании в течение 15 мин добавляют 4- фторанилин (22,2 г, 0,22 М). Затем добавляют разбавленную соляную кислоту, органический слой отделяют, остаток упаривают и получают темно-красный твердый продукт (25 г). Твердый остаток растворяют в метиленхлориде и пропускают через слой двуокиси кремния. Получают названное соединение (6,3 г, 29%).

Сопоставительные тесты

Растворитель - Выработка (%)
Толуол - 0
Диоксан - 0
Циклогексан - 0
Метанол - 0
Метил-изобутил-кетон - 0
Ацетонитрил - 0
Ацетонитрил/толуол - 0

Формула изобретения

1. Способ получения соединений общей формулы I

где Ar представляет собой необязательно замещенную гетероароматическую группу,
отличающийся тем, что соединение общей формулы II Ar - C (L¹)₂С1,
где каждый из заместителей L¹ независимо друг от друга представляет собой атом галогена, взаимодействует с водой в присутствии кислоты Льюиса и хлоруглеводородного растворителя, который содержит по крайней мере, 2 атома хлора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обе указанные группы L¹ представляют собой атом хлора.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что кислота Льюиса представляет собой хлорид железа (FeCl₃).

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что хлоруглеводородный растворитель предпочтительно имеет общую формулу III

где по меньшей мере, два заместителя из А,В,Х,У,Р и Q представляют собой атом хлора и где другие заместители независимо друг от друга выбирают из атома водорода или галогена (особенно атома хлора) или необязательно замещенной алкильной или алкенильной группы; а = 0 или 1; р = g = 0 или 1, при условии, когда а = 1, р = g = 1.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что вышеуказанный хлоруглеводородный растворитель представляет собой дихлорэтан.

6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что заместитель Ar представляет собой необязательно замещенную группу общей формулы IV

где заместитель R¹ представляет собой атом водорода или галогена или алкильную галогеналкильную группу и Z представляет собой атом галогена.