Способ получения производных фенилзамещенного пиразола
Описывается способ получения новых производных фенилзамещенного пиразола формулы (II) и их солей и сложных эфиров, где Х1 и Х2 являются галогеном или водородом; R1 является C1-6-алкилом; R2 является C1-6-галогеналкилом или алкилсульфонилом и R3 является H или галогеном, отличающийся тем, что окисляют соединение формулы (III), в которой X является таким, как он определен ранее, кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализатора окисления в инертном растворителе. Технический результат - обеспечение новых карбоциклических (гетероциклических) замещенных бензойных кислот, пригодных в качестве промежуточных соединений или предшественников для получения соответствующих сложноэфирных соединений, которые являются полезными гербицидными соединениями. 7 з.п.ф-лы, 1 табл.


и их солей и сложных эфиров, где:
X1, и X2 являются галогеном или водородом;
R1 является C1-8-алкилом;
R2 является C1-6-галогеналкилом или алкилсульфонилом;
R3 является водородом или галогеном. Еще более предпочтительными соединениями в соответствии с формулой II являются такие, в которых:
Х1 является фтором;
X2 является хлором или бромом;
R1 является метилом;
R2 является -CF3, -CF2Cl, C2F5 или -CF2H;
R3 является водородом, бромом или хлором. Предпочтительными видами соединений формулы II являются:
5-[4-хлор-1-метил-5-(трифторметил)-1H-пиразол-3-ил] -2-хлор-4- фторбензойная кислота;
5-[4-бром-1-метил-5-(трифторметил)-1H-пиразол-3-ил] -2-хлор-4- фторбензойная кислота;
н-пропиловый эфир 5-[4-хлор-1-метил-5-(трифторметил)-1Н-пиразол-3-ил] -2-хлор-4-фторбензойной кислоты;
изопропиловый эфир 5-[4-хлор-1-метил-5-(трифторметил)-1H-пиразол-3-ил] -2-хлор-4-фторбензойной кислоты;
н-пропиловый эфир 5-[4-бром-1-метил-5-(трифторметил)-1Н-пиразол-3-ил]-2-хлор-4-фторбензойной кислоты;
изопропиловый эфир 5-[4-бром-1-метил-5-(трифторметил)-1H-пиразол- 3-ил] -2-хлор-4-фторбензойной кислоты. По другому аспекту это изобретение относится к новому способу получения соединений формул I и II, который включает прямое окисление соединений в соответствии c формулой III

в которой X, n и Z являются такими, как они определены ранее. В предпочтительных вариантах соединение в соответствии с формулой III, в которой оба X в орто- и параположениях являются галогеном и Z представляет 3- или 5-пиразолильное соединение, окисляют в жидкой фазе молекулярным кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализатора окисления. Диапазон температур реакции составляет примерно 0oC-300oC, а значения давлений находятся в диапазоне от ниже окружающего до значений >70,3 кг/см2. Подробное описание изобретения
Пиразолилбензойные кислоты получают из метилфенилпиразолов путем окисления молекулярным кислородом в подходящем растворителе в присутствии катализатора или смеси катализаторов и других вспомогательных веществ в диапазоне температур от 0oC до 300oC, предпочтительно от 50oC до 150oC. Может быть применен любой подходящий растворитель, который не препятствует протеканию реакции, при этом предпочтительным растворителем является уксусная кислота. Источник кислорода может состоять из чистого кислорода, воздуха или смеси кислорода или воздуха в других носителях. На скорость реакции может благоприятно влиять применение давления и в зависимости от оборудования и желательной скорости реакции могут быть использованы любые давления от около 1 кг/см2 до > 70,3 кг/см2 (от одной атмосферы до более чем 1000 фунтов/дюйм2). Применение давлений выше 1 кг/см2 оказывает благоприятное воздействие на скорость реакции; однако при этом не исключается применение более высоких или более низких давлений. Для благоприятного воздействия на скорость окисления используют катализаторы или смесь катализаторов. Могут быть использованы смеси катализаторов на основе солей металлов, содержащие любую соль или комбинацию солей, включающую соли кобальта, соли марганца, соли никеля, соли цезия и соли циркония, но при этом не ограничиваются только ими. Примерами таких солей являются соли алифатических кислот, ацетат кобальта (II), формиат кобальта, гексилат кобальта, ацетат марганца (II), ацетат цезия (III) и т.д., хелатные соединения, например ацетилацетонат кобальта, ацетилацетонат циркония (IV) и т. д. , и соли металлов, например хлорид кобальта, карбонат кобальта, хлорид никеля, хлорид марганца, хлорид циркония и т.д. Другие катализаторы включают галогениды щелочного металла, алкилгалогенид, соли лития, бромидные соли, карбоксилатные соли и т. д., включая бромистый водород, бромистый натрий, бромуксусную кислоту, бромид аммония, ацетат натрия и т.д., но при этом не ограничиваются только ими. Количество катализатора или каждого катализатора в смеси может независимо изменяться от менее чем 1 мол.% до приблизительно одного молярного эквивалента относительно соединения формулы III. В качестве вспомогательных веществ могут быть также использованы промежуточные галогенированные или окисленные соединения, полученные дериватизацией соединения формулы III. Так, к реакционной смеси для благоприятного воздействия на скорость реакции могут быть добавлены производные бензилбромида, полученные путем бромирования метилфенильной группы, или бензальдегиды, полученные путем частичного окисления метилфенильной группы. Для инициирования или усиления окисления можно также использовать пероксиды, например пероксид водорода, которые являются в особенности подходящими для инициирования или усиления окислений, происходящих при атмосферном давлении, главным образом перед завершением, когда окисление замедляется. Количества вспомогательных веществ, в частности, не ограничены и их можно применять в любых количествах, необходимых для получения желательных скоростей реакции. Предпочтительные количества одиночных вспомогательных веществ или смесей вспомогательных веществ составляют независимо от менее чем от 0,1 мол.% до 10 мол.%. Может быть использован любой подходящий растворитель, который является стойким к реакционным условиям, или реакцию можно проводить в отсутствие растворителя. Предпочтительные растворители включают алифатические карбоновые кислоты и ангидриды, например уксусную кислоту и уксусный ангидрид, но при этом не ограничиваются только ими. Количество используемого растворителя не ограничено, однако скорости реакции можно увеличить путем применения ограниченного количества растворителя. Общие выходы и простоту проведения способа можно благоприятно улучшить путем сочетания стадий галогенирования и окисления, как это приведено ниже в случае метилфенил-4-гидропиразола формулы IV, который превращают в 4-галогенпиразолилбензойную кислоту (соединение формулы II, в которой R3 является галогеном), в виде одной стадии без выделения промежуточного соединения. Двухстадийные реакции в этом способе можно осуществлять в любом из двух возможных порядков; окисление с последующим галогенированием или галогенирование с последующим окислением. Предпочтительной последовательностью является галогенирование с последующим окислением.

Соединения формулы II, полученные этим способом, являются в особенности пригодными для получения арилпиразольных гербицидов, которые описаны ранее. Для получения ряда производных гербицидного сложного эфира, амида, тиоэфира, тиоамида и т. д. способами, известными в данной области, можно дериватизировать карбоновую группу. Для этерификации СООН-группы, как показано ниже, в примере 6, могут быть использованы, например, подходящие спирты, например пропиловый или изопропиловый спирт. Последующие примеры 1-6 описывают конкретные рабочие варианты получения характерных соединений в соответствии с этим изобретением. Примеры 1-3 описывают конкретные рабочие варианты одностадийного окисления соединений формулы IV. Пример I. Получение 2-хлор-5-[4-хлор-1-метил-5-(трифторметил)-1Н- пиразол-3-ил]-4-фторбензойной кислоты (соединение N 1). В 5 л круглодонной колбе приготовили раствор 700 г (2,14 моля) 4-хлор-3-(4-хлор-2-фтор-5-метилфенил)-1-метил-5- (трифторметил)-1H-пиразола в 1000 мл ледяной уксусной кислоты и обработали каталитической смесью, состоящей из 5,25 г тетра- гидрата ацетата кобальта (II), 0,55 г тетрагидрата ацетата марганца (II) и 4,2 г бромида натрия. Содержимое колбы нагрели до 95oC и в перемешанную реакционную смесь ввели воздушный поток (20,9% кислорода). После нагревания в течение двух дней смесь обработали 2,5 л холодной воды, затем обеспечили охлаждение до комнатной температуры. Фильтрацией собрали полученное твердое вещество, которое сушили на воздухе, при этом получили 745 г (97,4%) белого твердого вещества. Аналитическую пробу перекристаллизовали из смеси простого эфира и гексана:
температура плавления 179oC - 181oC; 1H ЯМР (CDCl3 + DMSO)


температура плавления 195oC-197oC;
1H ЯМР (CDCl3) 4,01 (S, 3H), 6,93 (S, 1Н), 7,18 (d, 1Н), 8,67 (d, 1H). Аналитически вычислено для C12H7ClF4N2O2 : С 44,67; Н 2,19; N 8,68. Найдено: С 44,67; Н 2,18; N 8,63. Пример 3. Получение 2-хлор-5-[1-метил-5-(трифторметил)-1Н-пиразол-3-ил] -4-фторбензойной кислоты (соединение N 2). В 1 л колбе типа колбы Мортона приготовили раствор из 100 г (0,34 моля) 3-(4-хлор-2-фтор-5-метилфенил)-1-метил-5- (трифторметил)-1Н-пиразола в 400 мл ледяной уксусной кислоты и обработали каталитической смесью, состоящей из 0,85 г тетрагидрата ацетата кобальта (II), 0,10 г тетрагидрата ацетата марганца (II) и 1,05 г бромида натрия. Содержимое колбы нагрели до 109oC и при скорости потока 150 мл/мин в перемешанную реакционную смесь ввели воздушный поток (20,9% кислорода). Для инициирования реакции добавили пять капель 50% пероксида водорода. Как только реакция была запущена, содержание кислорода в воздушном потоке, выходящем из реакционной смеси, упало с 20,9% до 8,9%. Через 22 часа смесь обработали 750 мл холодной воды и обеспечили охлаждение до комнатной температуры. Полученное твердое собрали фильтрацией, промыли 1 л холодной воды и сушили на воздухе, при этом получили 104 г (97,4%) бледно-рыжеватого твердого вещества. Из этилацетата перекристаллизовали аналитическую пробу: температура плавления 195oC-197oC. Примеры 4 и 5 описывают конкретные рабочие варианты объединенной последовательности окисление-галогенирование для получения соединений формулы II, в которой R3 является галогеном. Пример 4. Получение 2-хлор-5-[4-хлор-1-метил-5-(трифторметил)-1Н- пиразол-3-ил]-4-фторбензойной кислоты (соединение N 1). В 1 л колбе типа колбы Мортона приготовили раствор 100 г (0,34 моля) 3-(4-хлор-2-фтор-5-метилфенил)-1-метил-5- (трифторметил)-1H-пиразола в 400 мл ледяной уксусной кислоты и обработали каталитической смесью, состоящей из 0,85 г тетрагидрата ацетата кобальта (II), 0,10 г тетрагидрата ацетата марганца (II) и 1,65 г бромида натрия. Содержимое колбы нагрели до 105oC и в перемешанную смесь со скоростью потока 150 мл/мин ввели воздушный поток (20,9% кислорода). Для инициирования реакции добавили пять капель 50% пероксида водорода. Через 24 часа обеспечили охлаждение смеси до комнатной температуры, в результате чего получили суспензию, содержащую бензойную кислоту (соединение N 2). К перемешанной суспензии в течение 10 минут добавили 25,5 г (0,34 моля) хлора. Смесь поддерживали при 30oC в течение всей ночи и затем обработали 700 мл холодной воды. При фильтрации суспензии получили твердое, которое трижды промыли 500 мл воды и после воздушной сушки получили 114 г (93,7%) белого твердого вещества: температура плавления 179-181oC. Пример 5. Получение 5-[4-бром-1-метил-5-(трифторметил)-1Н-(пиразол- 3-ил] -2-хлор-4-фторбензойной кислоты (соединение N 3). В 1 л колбе типа колбы Мортона приготовили раствор 100 г (0,34 моля) 3-(4-хлор-2-фтор-5-метилфенил)-1-метил-5- (трифторметил)-IH-пиразола в 400 мл ледяной уксусной кислоты и обработали каталитической смесью, состоящей из 0,85 г тетрагидрата ацетата кобальта (II), 0,10 г тетрагидрата ацетата марганца (II) и 1,65 г бромида натрия. Содержимое колбы нагрели до 105oC и в перемешанную смесь со скоростью потока 150 мл/мин ввели воздушный поток (20,9% кислорода). Для инициирования реакции добавили пять капель 50% пероксида водорода. Через 24 часа обеспечили охлаждение смеси до 50oC, в результате чего получили суспензию, содержащую бензойную кислоту (соединение N 2). К перемешанной суспензии добавили 100 г (0,63 мол) брома и смесь нагрели до 65oC. Через 6 часов смесь обработали 25 мл воды и через 12 часов еще 25 мл воды и затем добавили 3,5 г брома. После протекания реакции в целом в течение 24 часов смесь обработали 185 мл 23% раствора сульфита натрия для уничтожения избытка брома. Для установления температуры 26oC полученную смесь обработали 150 мл льда. При фильтрации суспензии получили твердое, которое промыли холодной водой и затем сушили на воздухе, получив при этом 127,9 г (93,3%) белого порошка:
температура плавления 171-173oC; 1H ЯМР (CDCl3)

температура плавления 79,5oC - 80,5oC. 1H ЯМР (CDCl3)

Формула изобретения

и их солей и сложных эфиров, где
Х1 и Х2 является галогеном или водородом;
R1 является С1-6 - алкилом;
R2 является С1-6 - галогеналкилом или алкилсульфонилом, и
R3 является Н или галогеном,
отличающийся тем, что окисляют соединение формулы III

в которой Х является таким, как он определен ранее,
кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализатора окисления в инертном растворителе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию окисления проводят при температуре в диапазоне примерно 0 - 300oC и давлении от пониженного до 70,3 кг/см2. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатором является одна соль или более солей металлов. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в упомянутом соединении формулы II X1 является фтором, Х2 является хлором, R1 является метилом, R2 является -CF3-CF2Cl -C2F5 или CF2H и R3 является Н, бромом или хлором. 5. Способ по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что упомянутое соединение формулы II выбирают из группы, состоящей из 5-[4-хлор-1-метил-5-трифторметил)-1H-пиразол-3] -2-хлор-4-фторбензойной кислоты и ее сложных н- и изопропиловых эфиров. 6. Способ по пп.1 и 4, отличающийся тем, что упомянутое соединение формулы II выбирают из группы, состоящей из 5[4-бром-1-метил-5-(трифторметил)-1Н-пиразол-3-ил] -2-хлор-4-фторбензойной кислоты и ее сложных н- и изопропиловых эфиров. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одни Х в формуле III представляет собой галоген. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что обе группы Х независимо выбраны из галогенов.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2