專利名稱：制備苯胺類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備苯胺類化合物的新方法以及它們在異苯并呋喃酮類除草劑的制備中作為中間體的用途。
“Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft”，1893，p2060早已提到在醇溶液中使用水合肼還原硝基苯生成苯胺的反應(yīng)?！癑ournal fur praktische Chemie”，1896，p433-447報道了苯肼在硝基苯還原成相應(yīng)苯胺的反應(yīng)中的用途。有關(guān)肼對硝基-和氯硝基-苯化合物作用的進一步描述見于“Journal fur praktische Chemie”，1925，p277-284。這些反應(yīng)無一例外地在高溫下進行，并且在某些情形下是在醇溶液中進行。
令人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，硝基苯還原成苯胺化合物的反應(yīng)如果使用堿水溶液替代醇作為溶劑可以得到顯著改善。
因此，本發(fā)明涉及制備式I苯胺化合物的方法 其中n為整數(shù)1-5，和R為氫，烷基，羥基烷基，烷基氨基，二烷基氨基，鏈烯基，炔基，烷氧基，烷硫基，苯基，萘基，苯氧基，苯硫基，鹵素，氨基，羥基，巰基，羧基，磺基，硝基，亞硝基，羥基氨基或雜環(huán)基，其包括在溶劑存在下使下式II的硝基化物與肼在高溫下反應(yīng)并分離所述式I化合物，其中使用堿水溶液作為溶劑，
其中n和R如上定義。
在式I化合物中，n優(yōu)選為整數(shù)1-3。n尤為2。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含有羧基或磺基的這些式I化合物或其鹽是特別適宜和特別重要的。特別是鄰位含有羧基、間位(3位)含有羥基烷基(尤其是CH3CH(OH)基團)的式I化合物已被證實特別有益。相應(yīng)于此化合物的式II硝基化合物在水溶液中與相應(yīng)的閉環(huán)內(nèi)酯形式3-甲基-7-硝基-3H-異苯并呋喃-1-酮之間存在著依賴于pH的水解平衡。后一內(nèi)酯化合物是新的，而且也可以通過例如使用硼氫化鈉還原已知的2-硝基-6-乙酰基苯甲酸(見Horii等，Yakugaku Zasshi，1954，466和Baker等，J.Org.Chem.1952，17，164)獲得。本發(fā)明也涉及這一新化合物。該化合物也適宜用于制備異苯并呋喃酮類除草劑。
一般來講，相鄰位置存在能夠一起形成(稠合)環(huán)之取代基(例如鄰位存在羧基，間位存在羥烷基)的式I和II化合物在水溶液中與相應(yīng)的閉環(huán)形式如內(nèi)酯形式(例如7-氨基-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮中的5-元環(huán)內(nèi)酯形式)之間存在著依賴于pH的水解平衡，這種閉環(huán)形式在酸溶液中特別易于形成。通常，成環(huán)趨勢隨環(huán)系大小的增加而減弱。與5-元環(huán)相比，6-和7-元環(huán)通常不易形成。
因此，本發(fā)明方法還包括式I化合物的這些閉環(huán)形式的制備，其中兩個取代基R形成稠合環(huán)。
R定義中出現(xiàn)的烷基基團優(yōu)選含有1-4個碳原子，并且例如為甲基、乙基、丙基和丁基以及它們的支鏈異構(gòu)體。優(yōu)選的烷氧基、烷硫基和羥烷基基團由上述烷基派生而來。鏈烯基和炔基基團R優(yōu)選含有2-4個碳原子，而且例如為乙烯基，丙烯基，乙炔基，丙炔基和丙烯基以及它們的支鏈異構(gòu)體，丁烯基和丁炔基以及它們的支鏈的和二不飽和的異構(gòu)體。術(shù)語羥基(-OH)、巰基(-SH)和磺基(-SO3H)以及羧基(-CO2H)各自還包括其鹽形式，例如堿金屬、堿土金屬和銨鹽。應(yīng)當理解，雜環(huán)優(yōu)選指含有至少一個選自氮、硫和氧的雜原子的4-至8-元飽和或不飽和的環(huán)。其實例為吡啶基、呋喃基、噻吩基、氧雜環(huán)丁烷基、噻嗪基、嗎啉基、哌嗪基、噠嗪基、吡嗪基、噻喃基、吡唑基、嘧啶基、三嗪基、異呋喃基、吡喃基、哌啶基、甲基吡啶基、噻二唑啉基、硫雜環(huán)丁烷基、三唑基、氧氮雜環(huán)戊烷基、硫雜環(huán)戊烷基、氮雜基、噻唑基、異噻唑基、咪唑基或吡咯基。
可以使用肼純品，但優(yōu)選以其水合物形式使用。相對于每摩爾硝基化合物，優(yōu)選使用1.4-3摩爾，尤其是1.6-2摩爾的肼化合物。
術(shù)語“高溫”優(yōu)選指30-150℃的溫度范圍。尤其優(yōu)選在70-100℃范圍下進行，因為反應(yīng)溫度超過100℃需要使用壓力。
合適的堿水溶液尤其是指堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽或堿土金屬碳酸鹽的水溶液。有機胺例如亞烷基二胺、六亞甲基四胺和奎寧環(huán)也同樣適用。相對于每摩爾硝基化合物，優(yōu)選使用0.5-5摩爾，特別是1-2摩爾的堿。如果式II硝基化合物已含有酸基作為取代基，則相對于每個酸基額外需要一摩爾堿。
本發(fā)明方法的主要優(yōu)點在于可以工業(yè)大規(guī)模地實施。其步驟一般包括將式II化合物加到水中，然后加入堿。加熱所形成的化合物到所需反應(yīng)溫度之后，計量加入肼或水合肼。
本發(fā)明方法可以連續(xù)性或間歇性(不連續(xù)，分批)進行，優(yōu)選間歇性操作。間歇性和連續(xù)式反應(yīng)步驟都優(yōu)選在攪拌容器或串聯(lián)的攪拌容器中進行。
苯胺化合物的分離取決于所述化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，適當時在用例如鹽酸酸化反應(yīng)混合物的pH到1-9，尤其是5-8之后通過下述方式之一進行結(jié)晶，或者當產(chǎn)物在室溫下為液體時用有機溶劑(例如甲苯)萃取。
分離后苯胺化合物的收率一般為80-100％。反應(yīng)混合物中化學(xué)產(chǎn)率通常高于97％。
與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，本發(fā)明的方法具有下列優(yōu)點-可以工業(yè)大規(guī)模地實施-反應(yīng)基本上可以通過計量加料加以控制，這樣從安全方面考慮是有利的
-與使用乙醇作為溶劑的情形相比，反應(yīng)能夠迅速進行，并且具有充分的選擇性-當使用水溶液形式的式II化合物(尤其是其中R為磺基或羧基或相應(yīng)鹽的這些化合物)進行反應(yīng)時(例如可以是在連續(xù)式方法的這種情況下)，這些化合物通過加入堿和肼而可被直接還原-產(chǎn)物收率可高達100％-可以在通用裝置中進行。
尤其要指出的是，按照本發(fā)明制備的式I苯胺化合物在異苯并呋喃酮類除草劑的制備中被用作中間體，這些除草劑已記載在例如US-A-5 332 717和US-A-5 428 002中。
下列實施例用于進一步說明本發(fā)明。
實施例1. 2-氨基-6-(1-羥基乙基)-苯甲酸(鈉鹽)的制備向0.5摩爾2-硝基-6-(1-羥基乙基)-苯甲酸(鈉鹽)水溶液中加入0.75摩爾氫氧化鈉水溶液(30％)，并在1小時內(nèi)于90-95℃下計量加入50g水合肼(1.0摩爾)。在90-95℃下攪拌4-6小時直至硝基化合物完全轉(zhuǎn)化，分離得到2-氨基-6-(1-羥基乙基)苯甲酸(鈉鹽)，其收率為理論產(chǎn)率的97％，以2-乙?；?6-硝基苯甲酸為基準(LC分析)。
實施例2.2-氨基-4-氯苯甲酸的制備在攪拌著的1升Teflon容器中，向500ml水中加入201.5g 4-氯-2-硝基苯甲酸(1mol)，并且在攪拌下計量加入3mol氫氧化鈉水溶液(30％)。加熱反應(yīng)混合物并在90-95℃下60分鐘內(nèi)計量加入100g水合肼(2mol)。攪拌3-4小時直至4-氯-2-硝基苯甲酸完全轉(zhuǎn)化為2-氨基-4-氯苯甲酸。然后用鹽酸(32％)調(diào)節(jié)反應(yīng)混合物的pH至6，氨基苯甲酸以結(jié)晶形式析出。冷卻晶體漿液至室溫，過濾，水洗并真空干燥。得到166g含量99％(LC法)的2-氨基-4-氯苯甲酸，其收率為理論產(chǎn)率的96％(以4-氯-2-硝基苯甲酸為基準)。
實施例37-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮的制備在2.5升磺化燒瓶中，0-3℃下在3.75mol鹽酸(32％)中使用1.05mol亞硝酸鈉溶液(40％)重氮化2-氨基-6-(1-羥基乙基)-苯甲酸(鈉鹽)(1mol)。然后在攪拌下于50℃、60分鐘內(nèi)將此重氮溶液計量加到由500ml水、666g氫氧化鈉溶液(30％)(5mol)和176g乙基黃原酸鉀(1.1mol)組成的混合物中。在50℃下，用鹽酸32％調(diào)節(jié)反應(yīng)混合物的pH到3；中間體7-巰基-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮以油狀形式析出，然后從水相中分離出來。在70℃下將該中間體計量加到1.0mol 2-氯-4，6-二甲氧基-嘧啶與1.05mol碳酸鉀在1600ml乙腈中形成的混合物內(nèi)，攪拌4-6小時直至完全轉(zhuǎn)化。向反應(yīng)混合物中加入700ml水，使鹽水溶液與含7-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-2-苯并[c]呋喃酮的有機相分離開。向有機相中加入700ml水，冷卻到室溫；7-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮以結(jié)晶形式析出，然后濾出，用300ml異丙醇洗滌。70℃真空干燥后，得到純度98％(LC法)的7-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮，收率為理論產(chǎn)率的70％(以2-氨基-6-(1-羥基乙基)-苯甲酸鈉鹽為基準)。
實施例4. 3-甲基-7-硝基-3H-異苯并呋喃-1-酮的制備40℃下，將10.0g(48mmol)2-硝基-6-乙酰基-苯甲酸(參見Horii等，Yakugaku Zasshi，1954，466，和Baker等，J.Org.Chem.1952，17，164)溶于50ml 2N氫氧化鈉溶液，用1.87g(48mmol)硼氫化鈉分批處理。40分鐘后，酸化已經(jīng)冷卻的反應(yīng)混合物，濾出析出的結(jié)晶，真空干燥；產(chǎn)物為8.4g由82％的2-硝基-6-(1-羥基乙基)-苯甲酸[1H-NMR(DMSO-D6)8.00ppm，m，2H；7.68ppm，t，1H；5.6ppm，b.OH；4.92ppm，q，1H；1.32ppm，d，3H]和18％的3-甲基-7-硝基-3H-異苯并呋喃-1-酮[1H-NMR(DMSO-D6)8.02ppm，m，2H；7.68ppm，t，1H；5.80ppm，q，1H；1.62ppm，d，3H]組成的產(chǎn)物混合物。酸性水相然后再用乙酸乙酯萃取，與上述結(jié)晶合并，用硫酸鎂充分干燥，通過蒸發(fā)濃縮至全干。從而得到9.14g(98.6％)3-甲基-7-硝基-2-苯并[c]呋喃酮(3-甲基-7-硝基-3-H-異苯并呋喃-1-酮)純品；1H-NMR(CDCl3)7.92ppm，d，1H；7.88ppm，t，1H；7.72ppm，d，1H；5.63ppm，q，1H；1.72ppm，d，3H.
實施例5. 7-氨基-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮的制備在5ml 30％氫氧化鈉溶液(49mmol)中于90℃加熱2.37g(12.2mmol)3-甲基-7-硝基-3H-異苯并呋喃-1-酮(實施例4)1小時，直至2-硝基-6-(1-羥基乙基)-苯甲酸能夠用TLC(流動相乙酸乙酯/己烷3∶1+1滴甲酸)以幾乎定量的方式證實為止。然后緩慢滴加入1.2ml(24.5mmol)水合肼，保持溫度4小時。冷卻的反應(yīng)混合物隨后調(diào)節(jié)至pH2，用乙酸乙酯萃取。得到1.8g(90.4％)7-氨基-3-甲基-3H-異苯并呋喃-1-酮粗品；1H-NMR(CDCl3)7.37ppm，t，1H；6.63ppm，d，1H；6.61ppm，d，1H；5.44ppm，q，1H；5.22ppm，b，2H；1.58ppm，d，3H.
權(quán)利要求
1.一種制備式I苯胺化合物的方法 其中n為整數(shù)1-5，和R為氫，烷基，羥基烷基，烷基氨基，二烷基氨基，鏈烯基，炔基，烷氧基，烷硫基，苯基，萘基，苯氧基，苯硫基，鹵素，氨基，羥基，巰基，羧基，磺基，硝基，亞硝基，羥基氨基或雜環(huán)基，該方法包括在溶劑存在下使下式II的硝基化合物與肼在高溫下反應(yīng)，其中使用堿水溶液作為溶劑， 其中的n和R如上定義。
2.化合物3-甲基-7-硝基-3H-異苯并呋喃-1-酮。
3.式I化合物在制備異苯并呋喃酮類除草劑中的應(yīng)用。
4. 3-甲基-7-硝基-3H-異苯并呋喃-1-酮在制備異苯并呋喃酮類除草劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由式(II)硝基化合物(其中n和R如權(quán)利要求1中定義)與肼在堿水溶液存在下高溫反應(yīng)制備式(I)苯胺化合物的方法(其中的n和R如前定義)。式(I)化合物適合作為制備異苯并呋喃酮類除草劑用的中間體。
文檔編號A01N43/80GK1429196SQ01809342
公開日2003年7月9日 申請日期2001年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者G·賽福特, T·拉伯爾德 申請人:辛根塔參與股份公司