CZ11697A3 - Benzoyl derivatives and their synthesis - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká nových benzoylových deriváťů a způsobů Z jejich výroby. Tyto sloučeniny jsou užitečné k přípravě zemědělských chemikálií a léků a zvláště jako meziprodukty třídy aktivních arylhalogenalkylpyrazolových a arylalkylsulfonylpyrazolových herbicidů. ,

Dosavadní stav techniky

V nedávné době bylo zjištěno, že jedna třída aktivních herbicidů jsou substituované fenyl-pyrazoly, jejichž fenylové a pyrazolové části obsahují různé substituenty.

Způsoby výroby těchto fenylpyrazolů obecně zahrnují chemické konverze jedné nebo více skupin substituovaných na fenylových eventuálně pyrazolových částech, například halogenací, esterifikací, atd. Je také známa příprava těchto sloučenin ze substituovaných acetofenonu pomocí interakce s různými sloučeninami, včetně různých esterů, které přispívají požadované skupině substituentu do polohy 5 skupiny pyrazolu cyklizací meziproduktu fényldiketonu. Například, různé halogen, eventuálně alkyl- substituované acetofenony se nechaly reagovat s estery kyseliny (halogen)octové, aby se získal odpovídající fenyldiketon, který při cyklizací s hydrazinem dal fenylpyrazoly substituované v poloze 5 pyrazolové skupiny (halogen)alkylovými skupinami.

V poslední době bylo objeveno, že určité 3-substituované aryl-5-substituované pyrazoly jsou zvláště užitečné pro omezení různých druhů plevele v širokém spektru při nízkých aplikačních poměrech u řady zemědělsky důleži- · 3/( / >...

tých plodin. Typickou arylovou skupinou je fenylová skupina , substituovaná 'halogenem, alkylovými, alkoxy a esterovými skupinami, substituenty, které se běžně objevují na pyrazo-. lové části. Z této třídy sloučenin jsou zvláště účinné este| ry kyseliny 2-chlor-5-(4-halogen-l-methyl-5-(trifluormethyl) * ' -lH-pyrazol-3-yl)-4-fluorbenzoové. Tyto určité sloučeniny

I ' _t .

jsou nej snadněji dostupné z 2-fluor-alkylacetofenonů a jejich derivátů. Ale’literatura neposkytuje způsoby přípravy těchto meziproduktů nebo příbuzných sloučenin, kterými by se .

¹ ' ' ' mohly získat požadované estery kyseliny pyrazolylbenzoové.

Proto je tedy zapotřebí v daném oboru objevit nové meziprodukty a účinné způsoby pro přípravu těchto substituovaných aryIpyrazolových sloučenin. ¹ '

Vynález popisuje meziprodukty užitečné k výrobě sloučenin v rozmezí této nové třídy herbicidů.

Podstata vynálezu .

Vynález se týká třídy benzoylových ‘derivátů vzorce

I a způsobů jejich'syntézy:

I kde X ·. a X₂ jsou H nebo atom halogenu, R_x je C-_X__e alkyl skupina nepovinně substituovaná halogenem ,nebo alkoxy nebo alkoxyalkylem mající až 6 uhlíkových atomů; a R₂ jeC^^ alkyl nebo.C halogenalkyl, H nebo ~CH₂COR₃; kde R₃ je C_x__e halogenalkyl, H nebo -CH₂COR₃; kde R₃ je halogenalkylová skupina . <.

Výhodnou podskupinou benzoyíových sloučenin vynálezu

ΛΙ .

jsou tý sloučeniny podle.vzorce I, kde: .*.

.je fluor; *

X₂, 4e^Cl.*nebo_Brj,.,.^,________... “ Α',.,ί ...i.... Z.'..' .....

' -R_i je methyl;. . A ' ·. R₂ je H, halogen, methyl,.,nebo^- -CH₂COR₃ a

R₃ je CF₃, CF₃C.l, CF₂H nebo C₂F₅.

Nej výhodnějšími- druhy, 'jsou - ty podle: vzorce: I; kde.X.^ je fluor, X₂ je chlor, R_x je CH₃ a -CH₂CO.CF₃..

Odborníkům z dané oblasti je zřejmé, že když R_, ve vzorci I je vodík, je výslednou sloučeninou (vzorec IA níže) substituovaný benzaldehyd; když R₂ je methyl (vzorec IB níže), je sloučeninou substituovaný acetofenon a když R₂ je -CH₂COR₃ skupina, je výslednou sloučeninou substituovaný fenylketon (vzorec IC níže). Obecným strukturním rysem každé z těchto sloučenin je, že má substituovanou benzoylovou skupinu, proto budou zde souhrnně zmiňovány, pro jednoduchost a výhodnost všech těchto sloučenin, jako benzoylové derivátyKaždý ze substituovaných benzoyíových derivátů zde je podle znalostí přihlašovatelů novou sloučeninou.

Příkladná provedení vynálezu

Sloučeniny vzorce I kde R_x je methylová skupina, Χ_χ je fluor, X₂ je H nebo halogen a R₂ je H {vzorec IA) nebo met, hyl (vzorec IB) jsou připraveny z 2-substituovaných-4-fluoranisolů vzorce II, které jsou známy .v daném oblasti, podle následující rovnice

«2

Typicky, 2,4-dihalogen-5-alkoxybenzaldehydy vzorce IA jsou připraveny alkylací 2,4-dihalogenanisolůvzorce II a 1,1-dihalogenalkylalkyletherem v přítomnosti kyselého katalyzátoru při teplotě v rozsahu -100 °C až 100 °C, přednostně -78 °C až 50 °C. Alkylačním činidlem je přednostně například l,1-dichlormethylmethylether a může být použit v rozsahu jedno molárního ekvivalentu do nadbytku. Kyselým katalyzátorem může být Lewisova kyselina, nápříklad Ticl₄, SnCl₄, FeCl₃ nebo Bronsteadova kyselina, například H_sSO₄. Množství katalyzátoru může být od méně než 0,1 molárního % k -nadbytku—vyššímu 'než---100 molární ch % vztažených’ k 2,4-dihalogenanisolu. V této reakci může být použito jakékoliv inertní, rozpouštědlo,, které zjevně nebrání průběhu.reakce nebo může být reakce provedena bez ředění. Výhodná rozpouštědla zahrnují dichlormethan, dichlorethany, nitrob.enzen nebo uhlovodíky, ale nejsou na ně omezena. Produkty jsou izolovány reakcí reakční.směsi s vodou a izolací produktu: standardními způsoby. Výtěžky požadovaných látek mohou být příznivě zlepšeny reakcí surového produktu s anorganickými kyselinami, například koncentrovanou H_,SO₄ nebo HC1, aby se přeměnily kterékoliv geminální dichloridy na aldehydy. Izolace může být pak provedena obvyklým způsobem.

Acetofenony a alkylarylketony vzorce I, kde R₃ je nižší alkylová skupina, mohou být připraveny z výše získaných benzaldehydů posloupností známých typů reakcí. Benzaldehyd je podroben působení organokovového Činidla, například alkyllithia nebo alkyl Grignardova činidla, aby se získal meziprodukt benzylalkoholu. Methyllithium a methyl Grignardovo ·-. 7 činidlo jsou výhodné pro přípravu acetofenonů. Reakce mohou být provedeny v jakémkoliv bezvodém rozpouštědle, například tetrahydrofuranu, diethylether,^J toluen. Oxidace benzylalkoholu jakýmkoliv vhodným oxidačním činidlem dává požadovaný arylalkylketon vzorce I. Výhodná oxidační činidla zahrnují, ale nejsou omezena na, oxid chromitý, oxid chromitý v kyselině sírové, manganistan draselný, chroman draselný, atd. Reakční teplota je v rozsahu od -78 °C k teplotě varu inertního rozpouštědla, přednostně Ó ^OC až 100 °C. Reakční doba může být vybrána z rozsahu několika málo minut až několika týdnů, což závisí na množství činidel, reakční teplotě atd.

r ' í

Sloučeniny vzorce IC' jsou připraveny ze'sloučenin vzorce IB reakcí s R COZ, kde Z je C alkoxy nebo' C aryloxy * ' ♦·· skupina nebo atom halogenu nebo reakcí s anhýdridem (R₃CO)₂O, kde v obou vzorcích je R₃ halogenalkyl.

At 'V

IB IC

Tedy, diketony vzorce IC mohou být připraveny reakcí

2-fluor-4-(H nebo halogen)-5-alkylacetofenonů s esterem, anhydridem nebo halogenkyselinou v přítomnosti . zásady. Může být použito jakékoliv vhodné rozpouštědlo nebo směs rozpouštědel; výhodnými rozpouštědly jsoubezvodý ether, dimethylsulfoxid, toluen, benzen, atd. Reakce je provedený v přitom* ' ‘ j nosti zásady, například alkalického alkoxidu, alkalického amidu nebo alkalického hydridu s alkalickými alkoxidy, například je výhodný methoxid.sodný. Reakční teplota je v rozsahu od -100 °C do 200°C, přednostně -78°C do refluxní tepí —loty- rozpouštědla .^.- Doba .reakce, může _ být _Avybrána z rozsahu \ , * několika málo minut áž‘ k několika týdnům, což závisí na množství činidel, reakční teplotě, atd. .

- ; ? .Sloučeninami vzorce IC*.jšou míněny všechny možné tautomery, například enoly a všechny možné solí, kde kationtem je ^{r 1} f ' alkalický kov nebo jiný.vhodný organický nebo anorganický.

* ¹ ’ . . * I kationtový druh..

Sloučenina vzorce IC může být přeměněna na estery pyrazolylbenzoýlu, užitečných jako syntetické herbicidy, pomocí následujících reakcí.

IC

Ve vzorcích výše jsou R_x, R₃, X_x a X₂ jako dříve definované pro vzorec I, X₃ je halogen a R je alkyl nebo substituovaná alkylová skupina.

Následující příklady 1-9 popisují specifická pracovní provedení přípravy typických sloučenin podle vynálezu.

/ • \ . (Příklad l '

Příprava 4-chlor-2-fluor-5-methoxy-benzaldehydu.

: + P

Do dusíkem promyté, 3 litrové baňky s ‘kruhovým dnem, ₍ vybavené mechanickou míchačkou a plynovým skrubrem> bylo , přidáno 114 g chloridu titaniČitého (IV) a pák ^f 48 ’ g 2-chlor-4-fluoranisolu. Míchaná směs byla ochlazena v ler dové vodní lázni a po kapkách bylo přidáváno 68,4 ‘ll ’ , ' t „,_r. g. a,.a-dichlormethy.ime.thyle.the.řu_:Po..90. minutách 'mícháni bylo, / _ i ' , na výslednou suspenzi, působeno 200 ml methylenchloridu a re- · „ akční směs byla ponechána,., aby dosáhla pokojové'teploty. Na směs bylo působeno^-dalšími 500 ml methylenchloridu, byla po kapkách přidána do ledové vody v'4' litrové kádince a výsledná směs byla třikrát extrahována-methylenchloridem. Spojené organické extrakty byly.promýty vodou, 10% Na CO , vysušeny * ’ ft· t i. , a koncentrovány, aby se získala surová olejovitá pevná látka. Triturace s hexany dá _j výtěžek 42 g (74%) 4-chlor-2-fluor-5-methoxy-benzaldehydu, jako bílé pevné látky. Analytický vzorek byl získán přímou destilací do baňky, aby se získala bílá krystalická pevná látka: teplota tání

120,0-122,0 °C;	XH NMR	(CDC13) 6 3,93 (S.,3H) , 7,25	(d,	IH,
J=9,4 Hz), 7,34	(d, IH,	5,9 Hz), 10,28 (S,1H).
Anal. vypočteno	pro	C H 0 Cl F : Θ S 2 IX
		C,‘50,95; H, 3,21; Cl,	18,	80.
nalezeno:		C, 50,83; H, 3,24; Cl,	18,	90.

Příklad 2

Příprava l-(4-chlor-2-fluor-5-methoxyfenyl)ethanonu Roztok 10,4 g 4-chlor-2-fluor-5-methoxybenzaldehydu ve,

150 ml bezvodého THF byl míchán a ochlazen v lázni suchého ledu a acetonu a podroben působení 35 ml 3M roztoku methylmagnesiumchloridu v THF více než jednu minutu. Ledová lázeň byla odstraněna a směs byla ponechána, aby se ohřála na pokojovou _tteplotu. Po ohřátí byl roztok pomalu vlit do ledové vody. Vodní suspenze byla třikrát extrahována diethyletherém, etherické extrakty byly vysušeny a zakoncentrovány, aby ^f h se získal surový olej. Krystalizaci z hexanů se vytěží 10)8 g (95,6%) . ,

4-chlor-2-fluor-5-methoxy-a-methyl-benzenmethanolu: teplota tání 68,5-69,5 °C. Tento, meziprodukt benzenmethanolu byl . . I . .1, , rozpuštěn v 100 ml acetonu, ochlazen ve vodní ledové lázni a ponechán působení po kapkách přidávaného, čerstvě připraveného Jonesova činidla (připraveného z 6,7 g CrO₃, 6 ml H₌SO₄ a 50 ml vody),_s při udržování teploty pod 10 °C. Po dvouhodinovém míchání byl roztok zředěn vodou a třikrát ex- ^; trahován methylenchloridenu Organické extrakty byly vysušeny a zakoncentrovány, aby se získal surový produkt. Rekrystalizací z methanolu se vytěží 9,66 g (90,3%) 1-(4-chlor-2-fluor-5-methoxyfenyl)ethanonu, jako bílé pevné látky: teplota tání 96,5-98,5 °C; Ή NMR (CDC1J δ 2,50 (d, 3H, 5,4 Hz), 3,80 {s, 3H), 7,10 (d, IH, 10,1 Hz), 7,30 (d, IH, 6,3 Hz).

Anal. vypočteno pro C_gH_sO₂Cl_iF_x:

C, 53,55; H, 3,98.

nalezeno: C, 53,45; H, 3,96.

, ' , ^ř, *

Přiklaď 3^; ;

I.

Příprava 1-(4-chlor-2rflúoř-5-methoxyfenyl)-4,4,4-.

trifluor-1,4-butandionu. , *

. Roztok 21,80 g 1-(4-chlor-2-fluor-5-methoxyfenyl)ethanonu v 100 ml bezvodéhó diethyletheru byl v ledové lázni ochlazen. ' Směs byla míchána a .podrďDenanáhlému-‘působení 28,1 g ethyltrifluoracětátu. Po několikaminutovém míchání ti bylo přidáno - 50 ml 25% methoxidu 'sodného v methanolu {'0,20 _____ /mp_l)í..á, roztxik_ se nechal přeš noc míchat. ·- Reakční směs-byla.

ukončena 150 ml vody a 100 ml koncentrované HC1. Reakční.

\ , ''' “ směs byla třikrát extrahována diethyletherem a spojeně organické vrstvy byly odděleny, vysušeny a zkoncentrovány, aby se získala žlutohnědá pevná látka. Surová pevná látka byla ' i rěkrystalována z methanolu,. aby se získalo 23,5 g *(73,2%) 1-(4-chlor-2-fluor-5-methoxýfenyl)-4,4,4-trifluor-1,4-butankI: : ' ^kV.i J . * dionu, jako žluté pevné látky.:/ teplota tání 122-123 ®C;

NMR (CDC13) ' δ 3,80 (d, 3H,	2 Hz) , 6,60. (d,	1H,
(dd, 1H, 11 Hz, 2* Hz), 7,40	(dd, 1H,. 4 Hz, 2	Hz) .
Anál. vypočteno pro	' C H 0,Cl F
	C, 44,39; H,	2,03
nalezeno:	C, 44,23; H,	2,36

Vzorky 4-6 byly připraveny alkylací příslušného anisolu, tím stejným způsobem, jako v příkladě 1.

Vzorek 7 byl připraven podle posloupnosti dvou kroků adice-oxidace, tím stejným způsobem, jako'v příkladě 2.

Vzorky 8 a 9 byly připraveny analogickým postupem, jako v příkladě 3.

Fyzikální vlastnosti sloučenin vzorků 4-9 jsou ukázány v tabulce níže.

TABULKA

Fyzikální hodnoty pro 2,4-dihalogen-5-methoxybenzaldehydy a jejich deriváty.

OCHj vzorek ' X X R 1 . 2 2 teplota'tání/index lomu.

4	Cl	F	H	102°C -	104°C
5	F'	F-	H	85°C -	86°C
6	Cl	IÍ Cl	H	113°C -	115°C
7	F	Cl .	Et	82°C
8	F	Cl	ch2cocf2cf3	114°C
9	F	Cl	CH COCF Cl 2 2	112°C

Nové 2,4-dihalogen-5-alkoxybenzaldehydy, 2,4-dihalogen5-alkoxyacetofenony a benzoylové deriváty podle vynálezu jsou užitečné jako meziprodukty pro přípravu nebo výrobu ze13 mědělských chemikálií, a' léků, zejména substituovaných fenyl* pýrazolových typů herbicidů. Tyto meziprodukty dovolují přímé zavedení 5'-alkoxy substituentu na fenylový krfch fenylpyrazolu, který může být přeměněn na 5'-substituované oxyfei nylpyrazoly, například 5'-propargyloxyfenylpyrazoly nebo pyrazoly lf enoxyoctové kyseliny a estery.

..Odborníkům z dané oblasti bude. zřejmé, še mohou být t · vytvořeny -různé-modifikace 2de. popsaného. vynálezu bez odchý₇ lení se z jeho rozsahu.

Claims (14)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Sloučenina vzorce I kde

H

C - R.

'lIHd

JAi0 IN iS VIA OH 3ΛΠ15 A W £ ad avao

L 6 ' i S i.

oi§oa o či; í: o o f'3

X a X₂ jsou H nebo halogen;

R_x je C alkyl nepovinně substituován halogenem nebo alkoxy nebo^ alkoxyalkylem majícím až 6 uhlíkových atomů a R_a je H, C alkyl nebo C halogenalkyl nebo -CH₂COR₃, kde R₃ je C_{x s} halogenalkyl.

2. Sloučenina podle nároku 1, kde Χ_χ je fluor, X₂ je chlor a R₁je methyl. ’

3. Sloučenina podle nároku 2, kde R_, je vodík.

4. Sloučenina podle nároku 2, kde R je methyl.

5. Sloučenina podle nároku 2, kde, R_a je C _e alkyl nelib halogenalkyl .

6. Sloučenina podle nároku 2, kde R₂ je -CH₂COR₃ a R₃ je C_x_₆ halogenalkyl.

7. Sloučenina podle nároku 6, kde R₃ je -CF₃.

8. Způsob přípravy sloučenin pas&e. vzorce IC ic

- ch₂ - c - r₃

-f který zahrnuje acylaci sloučeniny psd±a vzorce IB kde

X_x ^{a X}2 isou H nebo halogen;

í .

je C_x__e alkyl a R₃ je C_x_₆ halogenalkyl, esterem, acetylhalogenidem nebo anhydridem v inertním rozpouštědle v přítomnosti silné zásady a po zpracování získáni uvedené sloučeniny podle vzorce IC.

9. Způsob podle nároku 8, kde Χ_χ je fluor, X₂ je chlor, R je methyl a R₃ je -CF₃.

10. Způsob podle nároku 8, kde uvedené sloučeniny podle vzorce IB jsou připraveny pomocí reakce¹sloučeniny podle vzorce II

Jí

II

C - H kde X , X 1 ^r 2 a R_x jsou jak dříve definovány, s organokovovým Činidlem, následováno reakcí s oxidačním činidlem v inertním rozpouštědle.

11. Způsob podle nároku 10, kde uvedené organokovové činidlo je alkyllithium nebo alkyl Grignardovo činidlo a uvedené r> 7' oxidační činidlo je Jonesovo činidlo.

12. způsob podle nároku ll, kde uvedené organokovové činidlo· je methyllithium nebo methyl Grignardovo činidlo.

- 17 :

13. Způsob přípravy sloučenin podlá, vzorce IA kde Χ_χ,. X₂ a R_x jsou jak dříve definovány, s alkylačním činidlem v přítomnosti alkylačního katalyzátoru.

14. Způsob podle nároku 13, kde .uvedené alkylační činidlo je halogen C_i__<i alkyl, alkylether a uvedeným katalyzátorem je Lewisova nebo Bronsteadova kyselina. ^:15. Způsob podle nároku 13, kde Χ_χ ,je fluor, X₂ je chlor, R je methyl, uvedené alkylační činidlo je dichlormethylmethylether a uvedený katalyzátor je halogenid kovu.