способ превращения замещенных 8-хлорхинолинов в замещенные 8-гидроксихинолины

Формула изобретения

1. Способ получения замещенных 8-гидроксихинолинов формулы I



где R - С₁-С₄алкил, гидрокси-С₁-С₄алкил, С₁-С₄алкокси-С₁-С₄алкил, С₁-С₄галогеналкил или ди-С₁-С₄алкиламино-С₁-С₄ алкил,

который включает реакцию производного 8-хлорхинолина с разбавленным раствором щелочи в реакторе с перемешиванием, работающим под давлением, в присутствии катализатора на основе меди при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве производного 8-хлорхинолина используют соединение формулы II



где R принимает указанные значения,

в качестве катализатора используют катализатор на основе двухвалентной меди и процесс ведут при - 150 - 200^oC.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор на основе двухвалентной меди представляет собой соль двухвалентной меди или органический комплекс двухвалентной меди, а раствор щелочи представляет собой раствор гидроксида натрия.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что 8-хлор-3-метоксиметилхинолин превращается в 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолин.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют органический комплекс двухвалентной меди, взятый в количестве 1 мол.%, полученный реакцией сульфата двухвалентной меди с 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолином, а в качестве раствора гидроксида натрия используют 2%-ный водный раствор гидроксида натрия в количестве 5 эквивалентов и реакцию проводят при перемешивании в течении 17 - 24 ч при 160^oC.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют сульфат двухвалентной меди, взятый в количестве 5 мол.%, а в качестве раствора гидроксида натрия используют 2 - 4%-ный водный раствор гидроксида натрия в количестве 5 эквивалентов и реакцию проводят при перемешивании в течении 17 - 22 ч при 160^oC.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве раствора гидроксида натрия используют 2%-ный водный раствор гидроксида натрия в количестве 5 эквивалентов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение представляет собой способ превращения замещенных 8-хлорхинолинов в замещенные 8-гидроксихинолины в присутствии катализатора на основе соединений двухвалентной меди. Полученное в результате этого процесса соединение 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолин является предшественником имидазолинового гербицида I



В этом изобретении описан процесс получения замещенных 8-гидроксихинолинов в реакторе под давлением по схеме



где R - C₁-C₄-алкил, гидрокси-C₁-C₄-алкил, C₁-C₄-алкокси-C₁-C₄-алкил, C₁-C₄-галоидалкил или ди-C₁-C₄-алкиламино-C₁-C₄-алкил.

Соединение 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолин, которое может быть получено по способу, описанному в этом изобретении, является промежуточным продуктом в синтезе имидазолинонового гербицида I по схеме



как описано W. F. Reiker и W. A.Daniels в патенте США 4816588 (1989) "Способ получения пиридин-2,3-дикарбоновых кислот" и Marinus Los в патенте США 4798619 (1989) "2-(2-имидазолин-2-ил)пиридины и -хинолины и использование указанных соединений в качестве гербицидов".

Следующие примеры иллюстрируют изобретение, но не являются ограничивающими данное изобретение.

Пример 1. В танталовый внутренний цилиндр в реакторе Парра, оборудованный мешалкой для работы под давлением емкостью 600 мл, помещали 4,15 г 8-хлор-3-метоксиметилхинолина (20 ммоль), 8,0 г 50%-ного водного раствора гидроксида натрия (100 ммоль) и раствор 250 мг пентагидрата сульфата двухвалентной меди (1,0 ммоль, 5 мол.%) в 95 мл воды. Концентрация гидроксида составляла 4%. Систему герметично закрывали, нагревали до 160^oC и выдерживали при этой температуре 21,5 часа. Раствор после охлаждения фильтровали через целит, экстрагировали двумя порциями по 20 мл толуола, затем к водному слою добавляли серную кислоту до pH 3 - 4 и после этого гидроксида аммония до pH 7. Смесь экстрагировали двумя порциями по 50 мл этилацетата. После выпаривания органического слоя в роторном испарителе получили 2,39 г (выход 63%) неочищенного 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолина в виде желто-зеленого твердого вещества. Неочищенный продукт обрабатывали двумя порциями по 500 мл кипящей воды, после чего осталось некоторое количество нерастворимого продукта. Из раствора выделили длинные шелковистые желтые иглы чистого 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолина. После фильтрования и высушивания получили 1,83 г чистого продукта (выход 48%).

Пример 2. Реакцию, описанную в примере 1, повторяли аналогичным образом, за исключением того, что использовали 195 мл воды, и таким образом концентрация гидроксида составила 2%. В результате аналогичной обработки получили 2,56 г (выход 68%) неочищенного 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолина. Перекристаллизация из горячей воды дала 1,92 г (выход 51%) чистого вещества.

Пример 3. Реакцию, описанную в примере 1, повторяли в большем масштабе, по видоизмененной методике. В реактор Парра с перемешиванием для работы под давлением емкостью 1 галлон (3,785 л), изготовленный из нержавеющей стали # 316 поместили 31,1 г 8-хлор-3-метоксиметилхинолина (150 ммоль), 60 г 50%-ного раствора гидроксида натрия (750 ммоль) и раствор 1,87 г пентагидрата сульфата двухвалентной меди (7,5 ммоль, 5 мол.%) в 1460 мл воды. Систему герметически закрывали, нагревали до 160^oC и выдерживали при этой температуре 17 часов. Охлажденный раствор фильтровали через целит, затем тщательно охлаждали на ледяной бане, доводили pH раствора до 4, добавляя 50 мл концентрированной соляной кислоты, затем доводили pH раствора до 8, добавляя приблизительно 5 мл гидроксида аммония. Образовавшийся осадок отфильтровывали и промывали водой. После высушивания в течение ночи в вакуумном сушильном шкафу при 60^oC получили 19,64 г серо-зеленого порошка, представляющего собой неочищенный 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолин (выход 69%). Фильтрат экстрагировали тремя порциями по 250 мл этилацетата. При выпаривании органических слоев в роторном испарителе получили 4,10 г темно-зеленого масла - неочищенного продукта (выход 14%, таким образом общий выход неочищенного продукта составил 83%). После перекристаллизации этого масла из горячей воды получили 1,24 г желто-зеленных игл чистого продукта.

Пример 4. Комплекс двухвалентной меди с 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолином получали путем реакции одного эквивалента пентагидрата сульфата двухвалентной меди с двумя эквивалентами 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолина в избытке водного раствора гидроксида натрия. Выпавший в осадок зеленый порошок отфильтровывали, промывали водой и высушивали до постоянного веса. Повторяли реакцию, как описано в примере 3, заменив 1 мол.% сульфата меди на 1,5 мол.% комплекса меди с 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолином. В результате обработки по методике, аналогичной примеру 3, получили с выходом 80% первую порцию продукта и дополнительно с выходом 11%, вторую порцию; таким образом, общий выход неочищенного продукта составил 91%.

Пример 5. Повторили реакцию, описанную в примере 4, используя 1,0 мол.% комплекса меди с 8-гидрокси-3-метоксиметилхинолином. Общий выход неочищенного продукта составил 92%. Продукт очищали осаждением его хлористоводородной соли путем добавления концентрированной соляной кислоты к раствору неочищенного продукта в ацетоне. Общий выход хлористоводородной соли составил 58%.

Пример 6. Повторяли реакцию, описанную в примере 5, аналогичным образом. Общий выход неочищенного продукта составил 94%. Анализ продукта показал, что истинный выход составляет 78%.