Замещенные хинолины в качестве полупродуктов для производства гербицида и способ их получения

Замещенные хинолины в качестве полупродуктов для производства гербицида и способ их получения

Реферат

 

Изобретение включает гербицидные 3-замещенные промежуточные хинолины общей формулы I, где W, X, Y, Z и B имеют указанные в формуле изобретения значения, и способ получения 3-алкоксиметилзамещенных хинолинов, являющихся полупродуктами для производства гербицидов. 2 с. и 9 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение включает соединение формулы I где W, X, Y и Z независимо представляют собой водород, галоген, NO₂, NH₂ -О-алкил с прямым или разветвленным C₁-C₆; В представляет собой хлор, бром или четвертичный галогенид аммония, или В может представлять собой -О-алкил с прямым или разветвленным C₁-C₆, при условии, что W, X, Y не являются водородом, и Z не является ОН или -О-алкилом; Z может представлять собой ОН, при условии, что W, X, Y не являются водородом, и В не является -O- алкилом; а также способ получения соединения формулы I где W, X, Y и Z независимо представляют собой водород, галоген, NO₂, NH₂, ОН или -О-алкил с прямым или разветвленным C₁-C₆, который предусматривает взаимодействие соединения формулы II где W, X, Y и Z независимо представляют собой водород, галоген, NО₂ или -О-алкил с прямым или разветвленным C₁-C₆, с радикальным галогенирующим агентом, где галоген представляет собой бром или хлор, получая соединение формулы III взаимодействие соединения III с третичным амином, получая соединение формулы IV взаимодействие соединения IV с алкоксидом металла ROM, где R представляет собой прямой или разветвленный C₁-C₆ алкил и М представляет собой Na, Li или K, получая 3-алкоксизамещенные производные хинолина формулы I.

3-алкоксизамещенные хинолины, заявленные в настоящем изобретении, представляют собой гербицидные промежуточные соединения, используемые в синтезе замещенных полупродуктов производства хинолиновых гербицидов, которые в свою очередь являются промежуточными соединениями в синтезе гербицидного полупродукта 5-метоксиметил-2,3-пиридиндикарбоновой кислоты для получения гербицида 2-(4-изопропил-4-метил-5-оксо-2-имидазолидинил) -5-метоксиметилникотиновой кислоты из патента CША 5334576.

Изобретение дополнительно иллюстрируется примерами, которые не следует рассматривать в качестве ограничения настоящего изобретения.

ПРИМЕР 1 Получение 3-(бромметил)-8-нитрохинолина Смесь из 3-метил-8-нитрохинолина (9,5 г, 0,05 моль) в хлорбензоле (75 мл) нагревают при перемешивании до температуры 80^oC в токе азота. К реакционной смеси прибавляют смесь N- бромсукцинимида (9,0 г, 0,05 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (0,5 г, 0,003 моль) и выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 1 часа. Смесь промывают водой (100 мл) при температуре 60- 80^oC, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают хлорбензолом и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества светло-желтого цвета (3,9 г, т.пл. 121-124^oC), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 2 Получение бромида (8-нитро-3-хинолил)-метилтриметиламмония Смесь из 3-метил-8-нитрохинолина (75 г, 0,40 моль) в хлорбензоле (1000 мл) нагревают при перемешивании до температуры 80^oC в токе азота. К реакционной смеси прибавляют смесь N-бромсукцинимида (75 г, 0,42 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (4 г, 0,024 моль) при температуре 80-90^oC в течение 30 минут. По окончании добавления реагента смесь выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 4 часов. После этого ее промывают водой (400 мл) при 60-80^oC и органическую массу разбавляют ацетоном (300 мл). Полученную смесь охлаждают до 10^oC и прибавляют безводный триэтиламин (49 г, 0,83 моль). Смесь оставляют до утра при перемешивании при температуре 10-30^oC и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают ацетоном и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества светло-желтого цвета (74 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 3 Получение 3-(метоксиметил)-8-нитрохинолина Смесь из 25%-ного метоксида натрия (88 г, 0,19 моль) в метаноле (600 мл) и бромида (8-нитро-3-хинолил)- метилтриметиламмония (63 г, 0,19 моль) нагревают в токе азота при температуре перегонки в течение 2 часов, а затем охлаждают до комнатной температуры. Полученную смесь разбавляют смесью воды со льдом (600 мл) и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают водой и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества беловатого цвета (32,2 г, т.пл. 69-71^oC), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 4 Получение 3-(метоксиметил)-8-аминохинолина Смесь из 3-(метоксиметил)-8-нитрохинопина (5,64 г, 0,026 моль), 5% палладия на углероде Pd/C (0,32 г) и метанола (70 мл) нагревают в автоклаве до 45^oC. Смесь обрабатывают водородом, находящимся под давлением около 2,1 кг/см² (30 фунт/кв. дюйм), в течение 4 часов при 45^oC и затем охлаждают до комнатной температуры.

Смесь фильтруют для удаления Pd/C и осадок промывают метанолом. Фильтрат и промывную воду объединяют и концентрируют в вакууме с получением целевого продукта в виде прозрачной жидкости (4,7 г), которую идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 5 Получение 3-(бромметил)-8-хлорхинолина Смесь из 3-метил-8-хлорхинолина (9 г, 0,05 моль) в хлорбензоле (75 мл) нагревают при перемешивании до 80^oC в токе азота. К полученной реакционной смеси прибавляют смесь N-бромсукцинимида (9 г, 0,05 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (0,5 г, 0,003 моль) и выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 1 часа. Смесь дважды промывают водой (50 мл) при 60-80^oC, охлаждают до комнатной температуры, разбавляют гептаном (75 мл) и фильтруют, получая твердый остаток, который промывают сначала хлорбензолом, а затем гептаном. Остаток сушат в вакууме и получают целевое соединение в виде твердого вещества беловатого цвета (6,2 г, т.пл. 125-129^oC), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 6 Получение бромида (8-хлор-3-хинолил)-метилтриметиламмония Смесь из 3-метил-8-хлорхинолина (71,2 г, 0,4 моль) в хлорбензоле (700 мл) нагревают при перемешивании до температуры 80^oC в токе азота. К реакционной смеси прибавляют смесь N- бромсукцинимида (71,2 г, 0,4 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (4 г, 0,024 моль) при температуре 80-90^oC в течение 30 минут. По окончании добавления реагента смесь выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 1,5 часов. После этого ее дважды промывают водой (300 мл) при 60-80^oC и органическую массу разбавляют ацетоном (250 мл). Полученную смесь охлаждают до 10^oC и прибавляют безводный триэтиламин (29,5 г, 0,5 моль). Смесь перемешивают при температуре 10-30^oC и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают ацетоном и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества нестандартного белого цвета (69,4 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 7 Получение 3-(метоксиметил)-8-хлорхинолина Смесь из 25%-ного метоксида натрия (66 г, 0,3 моль) в метаноле (600 мл) и бромида (8-хлор-3-хинолил)- метилтриметиламмония (66 г, 0,21 моль) нагревают в токе азота при температуре перегонки в течение 3 часов, а затем охлаждают до комнатной температуры. Полученную смесь разбавляют смесью воды со льдом (500 мл) и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают водой и дважды экстрагируют метиленхлоридом. Экстракты объединяют, промывают водой и концентрируют в вакууме, получая целевое соединение в виде прозрачной жидкости (39,4 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 8 Получение 3-(метоксиметил)-5-нитро-8-хлорхинолина 3-(метоксиметил)-8-хлорхинолин (10,3 г, 0,05 моль) прибавляют к 96%-ной серной кислоте (40 г, 0,39 моль) при 10-30^oC, а затем в течение 15 минут к смеси прибавляют 70%-ную азотную кислоту. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 14 часов, разбавляют смесью воды со льдом (150 мл) и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают водой и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества желтого цвета (9,4 г, т.пл. 83-86^oC), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 9 Получение бромида (7,8-дихлор-3-хинолил)-метилтриметиламмония Смесь из 3-метил-7,8-дихлорхинолина (106 г, 0,5 моль) в хлорбензоле (1000 мл) нагревают при перемешивании до температуры 80^oC в токе азота. К реакционной смеси прибавляют смесь N-бромсукцинимида (89 г, 0,5 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (3 г, 0,02 моль) при температуре 80-90^oC в течение 30 минут. По окончании добавления реагента смесь выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 2 часов. После этого ее промывают водой (400 мл) при 60-80^oC и органическую массу разбавляют ацетоном (300 мл). Полученную смесь охлаждают до 10^oC и прибавляют безводный триэтиламин (49 г, 0,83 моль). Смесь оставляют до утра при перемешивании при температуре 10-30^oC и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают ацетоном и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества белого цвета (129 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 10 Получение 3-(метоксиметил)-7,8-дихлорхинолина Смесь из 25%-ного метоксида натрия (100 г, 0,46 моль) в метаноле (800 мл) и бромида (7,8-дихлор-3-хинолил)- метилтриметиламмония (110 г, 0,31 моль) нагревают в токе азота при температуре перегонки в течение 2 часов, а затем охлаждают до комнатной температуры. Полученную смесь разбавляют смесью воды со льдом (800 мл) и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают водой и сушат в вакууме, получая целевое соединение в виде твердого вещества нестандартного белого цвета (64,30 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 11 Получение бромида (5,8-дихлор-3-хинолил)-метилтриметиламмония Смесь из 3-метил-5,8-дихлорхинолина (143 г, 0,67 моль) в хлорбензоле (1000 мл) нагревают при перемешивании до температуры 80^oC в токе азота. К реакционной смеси прибавляют смесь N-бромсукцинимида (120 г, 0,67 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (5 г, 0,03 моль) при температуре 80-90^oC в течение 30 минут. По окончании добавления реагента смесь выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 3 часов. После этого смесь промывают водой (600 мл) при 60-80^oC, и органическую массу разбавляют ацетоном (200 мл) Полученную смесь охлаждают до 10^oC и прибавляют безводный триэтиламин (65 г, 1,1 моль). Смесь оставляют до утра при перемешивании при температуре 10-30^oC и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают ацетоном и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества белого цвета (174,6 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

ПРИМЕР 12 Получение 3-(метоксиметил)-5,8-дихлорхинолина Смесь из 25%-ного метоксида натрия (130 г, 0,6 моль) в метаноле (800 мл) и бромида (5,8-дихлор-3-хинолил)- метилтриметиламмония (146 г, 0,41 моль) нагревают в токе азота при температуре перегонки в течение 2 часов, а затем охлаждают до комнатной температуры. Полученную смесь разбавляют смесью воды со льдом (1200 мл) и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают водой и сушат в вакууме, получая целевое соединение в виде твердого вещества светло-коричневого цвета (91 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ₁₃C.

ПРИМЕР 13 Получение бромида (8-хлор-3-хинолил)-метилтриметиламмония с помощью 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоина Смесь из 3-метил-8-хлорхинолина (71,2 г, 0,4 моль) в хлорбензоле (700 мл) нагревают при перемешивании до температуры 80^oC в токе азота. К реакционной смеси прибавляют смесь 1,3- дибром-5,5-диметилгидантоина (57 г, 0,02 моль) и 2,2'-азобисизобутиронитрила (4 г, 0,024 моль) при температуре 80-90^oC в течение 30 минут. По окончании добавления реагента смесь выдерживают при температуре 80-90^oC в течение 1,5 часов. После этого ее дважды промывают водой (300 мл) при 60-80^oC и органическую массу разбавляют ацетоном (250 мл). Полученную смесь охлаждают до 10^oC и прибавляют безводный триэтиламин (36 г, 0,6 моль). Смесь перемешивают при температуре 10-30^oC в течение 3 часов и фильтруют. Полученный твердый остаток промывают ацетоном и сушат под вакуумом, получая целевое соединение в виде твердого вещества нестандартного белого цвета (34,1 г), которое идентифицируют с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

Формула изобретения

1. Замещенные хинолины общей формулы I где W, X, Y и Z независимо представляют собой водород, галоген, NO₂, NH₂ или -O-алкил с прямым или разветвленным С₁-С₆; В представляет собой хлор, бром или четвертичный галогенид аммония или В представляет собой -O-алкил с прямым или разветвленным С₁-С₆, при условии, что W, X, Y не являются водородом, и Z не является ОН или -O-алкилом, или Z представляет собой ОН, при условии, что W, X, Y не являются водородом и В не является -O-алкилом.

2. Соединение по п.1, где W, X, Y каждый представляет собой водород, Z представляет собой хлор и В представляет собой бром, бромид триметиламмония или метокси.

3. Соединение по п.1, где W, X, Y каждый представляет собой водород, Z представляет собой NO₂ и В представляет собой бром, бромид триметиламмония или метокси.

4. Соединение по п.1, где W, X, Y каждый представляет собой водород и Z представляет собой NH₂ и метокси.

5. Соединение по п. 1, где Х и Y представляют собой водород, W представляет собой NO₂, Z представляет собой хлор и В=-ОСН₃.

6. Соединение по п.1, где Х и W представляют собой водород, Y и Z представляют собой хлор и В представляет собой бромид триметиламмония.

7. Соединение по п.1, где Х и W представляют собой водород, Y и Z представляют собой хлор и В представляет собой -ОСН₃.

8. Соединение по п.1, где Х и Y представляют собой водород, W и Z представляют собой хлор и В представляет собой -ОСН₃ или бромид триметиламмония.

9. Способ получения соединения формулы I где W, X, Y и Z независимо представляют собой водород, галоген, NO₂, NH₂, OH или -O-алкил с прямым или разветвленным С₁-С₆; R представляет собой -O-алкил с прямым или разветвленным С₁-С₆, который включает следующие стадии: взаимодействие соединения формулы II где W, X, Y и Z независимо представляют собой водород, галоген, NO₂ или -O-алкил с прямым или разветвленным С₁-С₆, с радикальным галогенирующим агентом, где галоген представляет собой бром или хлор, получая соединение формулы III взаимодействие соединения III с третичным амином, получая соединение формулы IV где В представляет собой третичный галогенид аммония; и взаимодействие соединения IV с алкоксидом металла ROM, где R представляет собой прямой или разветвленный С₁-С₆ алкил; М представляет собой Na, Li или К, с получением соединения формулы I.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что ROM представляет собой метоксид натрия.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что радикальный галогенирующий агент для получения соединения III представляет собой N-бромсукцинимид или 1,3-дибром-5,6-диметилгидантоин и третичный амин для получения соединения IV представляет собой триметиламин.