Способ получения циклоалкил- или галогеналкил-о-аминофенилкетонов (варианты)

[70]
Способ получения о-аминофенилкетонов формулы 1, где R обозначает C 3 -С 6 -циклоалкил или C 1 -С 6 галогеналкил:

[71]
(1)

[72]
и способ получения соединения формулы 1 о-аминофенилциклопропилкетона путем дегидрогалогенирования 1-(о-аминофенил)-4-галоген-1-бутанола в присутствии основания и катализатора межфазного переноса. 3 с. и 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

[73]
Циклоалкил или галогеналкил о-аминофенилкетоны используются в качестве исходных продуктов при производстве гербицидных сульфамоильных производных мочевины.

[74]
Получение производных о-аминофенилкетонов описано в патенте US 4160784. В указанном патенте дается описание способа получения обширного спектра ароматических и неароматических, замещенных и незамещенных о-аминофенилкетонов.

[75]
Однако во многих случаях образование нежелательных побочных продуктов может приводить к пониженным выходам и громоздким методам выделения продукта.

[76]
Соединение о-аминофенилциклопропилкетон, в частности, используется для получения производных 1-(о-циклопропилкарбонил) фенилсульфамоилмочевины, которые являются высокоэффективными, безопасными при этом для окружающей среды гербицидами для злаков. В известных методах получения о-аминофенилциклопропилкетона, таких, которые описаны в патентах US 4160784 и 50096600, в качестве исходного материала используется циклопропилнитрил. Однако, циклопропилнитрил не является коммерчески легкодоступным, тогда как 4-хлорбутиронитрил является коммерчески доступным. Тем не менее, отсутствует эффективный способ, позволяющий получать о-аминофенилциклопропилкетон из 4-галогенациклического предшественника, 1-(о-аминофенил)-4-галоген-1-бутанона.

[77]
Объектом изобретения является способ получения циклоалкил или галогеналкил о-аминофенилкетонов, который позволяет значительно снизить образование побочных продуктов и увеличить выход целевого продукта, а также эффективный способ получения о-аминофенилциклопропилкетона путем дегидрогалогенирования 1-(о-аминофенил)-4-галоген-1-бутанона.

1. Способ получения о-аминофенилкетона формулы 1
(1)
где R обозначает С 3 -С 3 - циклоалкил или C 1 -С 6 - галогеналкил, из анилина с использованием нитрила, тригалогенида бора и кислоты Льюиса в растворителе, отличающийся тем, что осуществляют следующие стадии процесса:
(1) взаимодействие нитрила формулы 2:
R - CN (2)
где R - указано выше, с тригалогенидом бора в присутствии растворителя с получением донорного комплекса 1:1;
(2) взаимодействие комплекса с анилином в присутствии кислоты Льюиса с получением реакционной смеси;
(3) барботирование инертного газа, такого как азот, через реакционную смесь при повышенной температуре в течение 1-24 ч;
(4) гашение барботированной реакционной смеси водой с получением продукта формулы 1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют дихлорпропан или дихлорэтан, в качестве тригалогенида бора используют трихлорид бора, в качестве кислоты Льюиса применяют алюминийхлорид, а в качестве инертного газа - азот, и процесс ведут при температуре от около 30 до 110°C и продолжительности барботирования от около 8 до 16 ч.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют дихлорэтан и продолжительность барботирования составляет около 12 ч.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что процесс ведут при мольном отношении соединения формулы 2 к анилину от около 1:1 до 2:1.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что процесс ведут при мольном отношении соединения формулы 2 к анилину от около 1.3:1 до 1.5:1.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нитрила формулы 2 используют циклопропилнитрил.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нитрила формулы 2 используют 4-галогенбутиронитрил.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в качестве 4-галогенбутиронитрила используют 4-хлорбутиронитрил.

9. Способ получения о-аминофенилциклопропилкетона взаимодействием соединения общей формулы 1'
(1'),
где Х-хлор или бром, по крайней мере, с одним мольным эквивалентом основания в виде его водного раствора в присутствии катализатора межфазного переноса с использованием, при необходимости, органического растворителя.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют этилендихлорид, метилендихлорид, пропилендихлорид или их смесь, в качестве катализатора межфазного переноса используют триалкиламмонийгалогенид или тетраалкиламмонийгалогенид, в качестве водного основания используют NaOH или КОН.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что используют соединение общей формулы 1', где Х является хлором.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии водного основания в количестве от около 1.5 до 2.5 мольных эквивалентов.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве катализатора межфазного переноса используют метилтрибутиламмонийхлорид, в качестве водного основания используют NaOH.

14. Способ получения о-аминофенилпиклопропилкетона из анилина в присутствии растворителя, отличающийся тем, что осуществляют следующие стадии:
(1) взаимодействие 4-галогенбугиронитрила с тригалогенидом бора в присутствии растворителя с получением донорного комплекса 1:1;
(2) взаимодействие комплекса с анилином в присутствии кислоты Льюиса с получением реакционной смеси;
(3) барботирование инертного газа через реакционную смесь при повышенной температуре в течение 1-24 ч;
(4) гашение барботированной реакционной смеси водой с получением соединения формулы 1'
(1')
где Х обозначает хлор или бром, и далее осуществляют взаимодействие соединения формулы 1' с, по крайней мере, одним мольным эквивалентом водного основания в присутствии катализатора межфазного переноса и, при необходимости, с использованием органического растворителя.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют дихлорэтан или дихлорпропан, в качестве 4-галогенбутиронитрила используют 4-хлорбутиронитрил при мольном отношении 4-галогенбутиронитрила к анилину от около 1:1 до около 2:1, в качестве тригалогенида бора используют трихлорид бора, а в качестве кислоты Льюиса применяют алюминийхлорид, в качестве инертного газа используют азот, и процесс ведут при повышенной температуре от около 20 до 110°C, при продолжительности барботирования от около 8 до 16 ч.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя, при необходимости, используют этилендихлорид, метилендихлорид, пропилендихлорид или их смесь, в качестве водного основания используют NaOH или KOH и в качестве катализатора межфазного переноса применяют метилтрибутиламмонийхлоид.

[1]
Изобретение касается способа получения о-аминофенилкетона формулы 1:

[2]
(1)

[3]
где R обозначает С 3 -С 6 -циклоалкил или C 1 -С 6 -галогеналкил, из анилина с использованием ниртрила, тригалогенида бора, и кислоты Льюиса, в растворителе, который включает следующие стадии: взаимодействие нитрила формулы 2

[4]
R-CN (2),

[5]
где R указан выше, с тригалогенидом бора присутствии растворителя с получением донорного комплекса 1:1;

[6]
взаимодействие комплекса с анилином в присутствии кислоты Льюиса с получением реакционной смеси;

[7]
барботирование инертного газа, такого как азот, через реакционную смесь при повышенной температуре в течение 1-24 ч;

[8]
гашение барботированной реакционной смеси водой с получением продукта формулы 1.

[9]
Способ показан на схеме процесса 1, где R обозначает С 3 -С 6 -циклоалкил или C 1 -С 6 -галогеналкил и X обозначает хлор или бром.

[10]
Схема процесса 1

[11]

[12]
Преимущественно, донорный комплекс 1:1 не выделяется, но он образуется in situ при проведении процесса в одном реакционном сосуде с использованием обычной системы растворителей. Оказалось, что начальное образование донорного комплекса 1:1 нитрила и тригалогенида бора с последующим прибавлением анилина и кислоты Льюиса позволяет избежать образования нежелательных побочных продуктов, которые связывают анилиновый исходный продукт и делают его неспособным к образованию продукта реакции. Введение азотного барботирования для облегчения удаления гидрохлоридного продукта повышает затем выход продукта и чистоту путем уменьшения или устранения кислотно-катализируемой побочной реакции. Обнаружено, что в промышленном масштабе внешнее давление является существенным для эффективного удаления побочного газообразного хлористого водорода, и, таким образом, предотвращения побочных реакций и разложения реагентов.

[13]
Растворители, подходящие для использования в процессе по изобретению, являются органическими растворителями такими, как галогенированные углеводороды, например, метиленхлорид, дихлорэтан, дихлорпропан и тому подобное; ароматические углеводороды такие, как толуол, ксилол, бензол и тому подобное; галогенированные ароматические соединения такие, как хлорбензол дихлорбензол и тому подобное. Предпочтительными растворителями являются дихлорэтан, дихлорпропан и толуол, а более предпочтительным растворителем является дихлорэтан.

[14]
Предпочтительной кислотой Льюиса для использования по способу изобретения является алюминийхлорид.

[15]
Насыщение азотом ускоряет удаление газообразного хлористого водорода и помогает направить реакцию к завершению.

[16]
Это ускорение и применение инертного газа такого, как азот, являются существенными для повышения выхода продукта и улучшения его качества. Время реакции при барботировании азотом может колебаться от около 1 до 24 часов, предпочтительно около 8-16 часов, и, более предпочтительно, около 12 часов.

[17]
Скорость реакции возрастает при возрастании температуры, однако повышенная температура также увеличивает разложение реагентов и другие нежелательные побочные реакции. Повышенная температура, подходящая для периода времени барботирования азотом составляет около 30-150°C, предпочтительно около 80-110°C.

[18]
Хотя подходящими являются стехиометрические соотношения реагентов, предпочтительное соотношение нитрила формулы 2 к одному мольному эквиваленту анилина составляет около 1-2 молей и, более предпочтительно, около 1.3-1.5 молей.

[19]
Изобретение далее касается способа получения о-аминофенилциклопропилкетона, который включает взаимодействие соединения формулы 1'

[20]

[21]
(1')

[22]
где X обозначает хлор или бром с, по крайней мере, одним мольным эквивалентом водного основания в присутствии катализатора межфазного переноса и необязательно в присутствии органического растворителя..

[23]
О-аминофенилциклопропилкетон может быть получен с минимальным образованием побочных продуктов путем дегидрогалогенирования 1-(о-аминофенил)-4-галоген-1-бутанона с использованием, по крайней мере, одного мольного эквивалента, предпочтительно 1.1-3.0 мольных эквивалентов, водного основания в присутствии катализатора переноса и необязательно в присутствии органического растворителя.

[24]
Хотя известно, что дегидрогалогенирование γ-галогеналкилкетона с использованием водного основания приводит к образованию соответствующего циклического кетона, например, как описано в Organic Synthesis, Coll. Vol. 4, pp. 597-600 (1963), при осуществлении этих способов на 4-галогенбутановых соединениях формулы 1, где X обозначает хлор или бром, реакция протекает медленно, а главным продуктом является, в основном, 4-гидрокси аналог формулы 3.

[25]
Было обнаружено, что, когда в реакционной смеси присутствует катализатор межфазного переноса (КМП), скорость реакции значительно повышается, а главным продуктом является желаемый циклопропилкетон формулы 1''. Реакция представлена в схеме процесса 2.

[26]
Схемам процесса 2

[27]

[28]
Катализаторы межфазного переноса, подходящие для использования в способе по изобретению, являются хорошо известными специалистам такие как, четвертичные соли аммония, например, триалкиламмониевые соли или тетраалкиламмониевые соли, предпочтительно три- или тетрабутиламмоний галогениды. Эффективное количество катализатора может колебаться в области 0.001-0.50 мольных эквивалентов.

[29]
Водные основания, подходящие для получения о-аминофенилциклопропилкетона по способу, включают гидроксиды, карбонаты или бикарбонаты натрия и калия или их смеси при концентрации водного раствора от около 15 до 50 % по весу в количестве, достаточном для обеспечения, по крайней мере, одного мольного эквивалента, предпочтительно около 1.1-3.0 мольных эквивалентов, и, более предпочтительно, около 1.5-2.5 мольных эквивалентов.

[30]
Органический растворитель может быть инертным водонерастворимым растворителем или смесями растворителей, такими как галогенированные углеводороды, алкильные или ароматические простые эфиры, ароматические углеводороды, галогенированные ароматические углеводороды и тому подобное, предпочтительно, галогенированные углеводороды, такие как метилендихлорид, этилендихлорид, пропилендихлорид и тому подобное.

[31]
В соответствии со способом по изобретению 4-галогенбутаноновое соединение формулы 1', необязательно растворенное в органическом растворителе или смеси растворителей, смешивают с, по крайней мере, одним мольным эквивалентом водного основания, предпочтительно около 1.1-3.0 мольными эквивалентами, более предпочтительно около 1.5-2.5 мольными эквивалента, и четвертичным аммониевым катализатором межфазного переноса, предпочтительно, метилтрибутиламмонийхлоридом, в количестве около 0.001-0.50 мольных эквивалентов, предпочтительно около 0.025 - 0.50 мольных эквивалентов.

[32]
Для более полного понимания изобретения далее представлены конкретные примеры его осуществления. Эти примеры даны только для иллюстраций и не должны рассматриваться как ограничивающие объем или как основополагающие принципы изобретения.

[33]
Обозначения ВРЖХ и ГХ обозначают…

US 4160784, 1979;SU 574924 A, 1988;SU 795455 A, 1981;US 5009699 A, 1991;US 3711549 A, 1973