氯代苯的選擇性水解和醇解的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種W改進產(chǎn)率和/或區(qū)域選擇性水解1，2,4-Ξ面代苯的方法。在優(yōu) 選實施方案中，本發(fā)明提供一種水解1，2，4-Ξ氯苯得到2，5-二氯苯酪的改進方法，2，5-二 氯苯酪為除草劑麥草畏(dicamba)(3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸)生產(chǎn)中的重要中間體。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 麥草畏是當(dāng)前用于處理例如玉米、小麥或草原的選擇性除草劑。它在闊葉雜草發(fā) 芽之前和之后殺滅它們。俗名麥草畏設(shè)及化合物3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。2012年麥草畏 的全球需求估計為約12.000公噸/年。然而，預(yù)期麥草畏的全球需求將顯著增加。
[0004] 麥草畏通常經(jīng)由2,5-二氯苯酪并使用在Κο化e-Schmitt條件下的簇化、甲基化和 隨后皂化/酸化而W工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。2,5-二氯苯酪又可W由1,4-二氯苯或1，2,4-Ξ氯苯得 到。經(jīng)由1,4-二氯苯的合成途徑設(shè)及硝化和隨后重氮化且由此對于工業(yè)規(guī)模使用可能是不 希望的。經(jīng)由1，2，4-Ξ氯苯的合成途徑具有該原料的有限可得性和在2，5-二氯苯酪的合成 中形成幾種副產(chǎn)物的問題。
[0005] 為了滿足對諸如麥草畏的化合物的增加的市場需求，本領(lǐng)域需要在水解1，2,4-Ξ 面代苯如1，2,4-Ξ氯苯中提供改進產(chǎn)率和/或區(qū)域選擇性W使得可更有效利用運些化合物 的有限資源的方法。
[0006] 鑒于W上所述，本領(lǐng)域仍需要一種W改進產(chǎn)率和/或區(qū)域選擇性得到2,5-二面素 取代的苯酪，如2,5-二氯苯酪的方法。此外，本領(lǐng)域特別需要W改進產(chǎn)率得到二面素取代的 水楊酸衍生物(尤其包括麥草畏)的方法和反應(yīng)序列。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供允許在水解1，2,4-Ξ面代苯W得到二面素取代的苯酪 或最終二面素取代的水楊酸衍生物(包括麥草畏）中的改進區(qū)域選擇性和/或產(chǎn)率的反應(yīng)條 件。本發(fā)明的再一目的是提供用于提供2,5-二氯苯酪的改進方法。本發(fā)明的又一目的是實 施W工業(yè)規(guī)模合成麥草畏的改進方法。本發(fā)明的還一目的是W改進產(chǎn)率提供2,5-二面代苯 酪。此外，由于2,5-二面代苯酪烷基酸可容易地轉(zhuǎn)化成相應(yīng)2,5-二面代苯酪，本發(fā)明的其他 或替代目的是得到改進的2,5-區(qū)域選擇性。
[0008] 本發(fā)明的目的是要滿足上述需要。就此而言，應(yīng)注意的是在得到麥草畏的反應(yīng)序 列中產(chǎn)率和/或2，5-區(qū)域選擇性的甚至微小改進將提供巨大益處。例如，1 %的產(chǎn)率和/或2， 5-區(qū)域選擇性改進將額外提供120公噸麥草畏的年產(chǎn)量。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 本發(fā)明設(shè)及一種水解1，2,4-Ξ面代苯而得到式(I)化合物的改進方法：
[0011]
[001^ 其中R為氨或R'，其中R'為-(打-C4)烷基且Hal為面原子。
[0013]具體而言，本發(fā)明設(shè)及一種提供上述式(I)化合物的方法，包括使式(II)化合物：
[0014]
[001引其中化1如上所定義，
[0016]與式X0R'的堿金屬醇鹽反應(yīng)的步驟，
[0017]其中X為堿金屬且R'如上所定義。
[0018] 在優(yōu)選實施方案中，上述方法在溶劑中進行，其中溶劑為式冊R '的醇，其中R'如上 所定義。
[0019] 水解1，2,4-Ξ面代苯的常規(guī)方法通常使用堿金屬氨氧化物如化0H和醇類溶劑如 甲醇進行。反應(yīng)得到不同區(qū)域異構(gòu)體即2,5-區(qū)域異構(gòu)體、2,4-區(qū)域異構(gòu)體和3,4-區(qū)域異構(gòu) 體的混合物，W及如下文進一步詳細定義的衍生物。
[0020]
[0021] 例如，在甲醇中使用NaOH水解1，2,4-Ξ氯苯得到2,5-二氯苯酪、2,4-二氯苯酪、3， 4-二氯苯酪、2，5-二氯苯酪甲基酸、2，4-二氯苯酪甲基酸和3，4-二氯苯酪甲基酸的混合物。 鑒于2,5-二氯苯酪的高商業(yè)重要性，反應(yīng)中其產(chǎn)率的甚至少量改進會對終產(chǎn)物即麥草畏的 總產(chǎn)率提供巨大益處。此外，由于2,5-二氯苯酪甲基酸原則上可進一步反應(yīng)W得到2,5-二 氯苯酪，得到改進2,5-區(qū)域選擇性（即在1，2,4-Ξ氯苯的2-位水解）的方法也是高度需要 的。
[0022] 本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)通過將堿金屬醇鹽而不是堿金屬氨氧化物用于1，2,4-Ξ面代苯 的水解反應(yīng)，可改進2,5-二面代苯酪的產(chǎn)率。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過使用堿金屬醇鹽而不是 堿金屬氨氧化物，可改進2，5-區(qū)域選擇性。
[0023] 在優(yōu)選實施方案中，將式X0R'的堿金屬醇鹽W在式冊R'的醇中的醇溶液形式加入 反應(yīng)混合物中，其中X和R'如上所定義。在其他優(yōu)選實施方案中，加入反應(yīng)混合物中的堿金 屬醇鹽的醇溶液的濃度基于醇冊R'和堿金屬醇鹽X0R'的總重量為約20-約67重量％。在更 優(yōu)選實施方案中，加入反應(yīng)混合物中的堿金屬醇鹽的醇溶液的濃度為約25-約67重量％。
[0024] 在本發(fā)明的另一實施方案中，約1摩爾當(dāng)量式（II)化合物在約2-約14摩爾當(dāng)量式 冊R'的溶劑中在約2-約3摩爾當(dāng)量式X0R'的堿金屬醇鹽存在下反應(yīng)。在另一更優(yōu)選實施方 案中，約1摩爾當(dāng)量式（II)化合物在約11.5-約12.5摩爾當(dāng)量式H0R'的溶劑中在約2.2-約 2.6摩爾當(dāng)量式X0R'的堿金屬醇鹽存在下反應(yīng)。此外，在仍更優(yōu)選實施方案中，約1摩爾當(dāng)量 式(II)化合物在約12摩爾當(dāng)量式冊R'的溶劑中在約2.4摩爾當(dāng)量式X0R'的堿金屬醇鹽存在 下反應(yīng)。
[0025] 式（II)化合物與式X0R'的堿金屬醇鹽的反應(yīng)步驟優(yōu)選在至少150°C的溫度下進 行。式(II)化合物與堿金屬醇鹽的反應(yīng)步驟更優(yōu)選在150-約190°C的溫度下進行。在一個優(yōu) 選實施方案中，所述反應(yīng)在約150-約170°C的溫度下進行。在另一優(yōu)選實施方案中，所述反 應(yīng)在約170-約190°C的溫度下進行。
[0026] 關(guān)于反應(yīng)時間，式(II)化合物與式X0R'的堿金屬醇鹽的反應(yīng)步驟優(yōu)選進行30-180 分鐘。在更優(yōu)選實施方案中，所述反應(yīng)進行45-120分鐘，例如90分鐘。
[0027] 在優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明設(shè)及一種如上所定義的W至少72%的2,5-區(qū)域選擇性 提供式(I)化合物的方法。式(I)化合物更優(yōu)選W至少74%，仍更優(yōu)選至少75%，仍更優(yōu)選至 少76%，最優(yōu)選至少77%的2，5-區(qū)域選擇性得到。
[0028] 本發(fā)明的式(I)化合物的水解產(chǎn)物代表有價值的產(chǎn)物或化學(xué)合成中間體。因此，式 (I)的水解產(chǎn)物可W進一步反應(yīng)而得到其他有價值化學(xué)品或中間體。在本發(fā)明的優(yōu)選實施 方案中，使式(I)化合物反應(yīng)而得到式(III)化合物：
[0029]
[0030] 其中化1如上所定義且Ri為堿金屬。
[0031 ] 式（I)化合物到式（III)化合物的上述反應(yīng)在本領(lǐng)域已知為"Κο化e-Schmitt反 應(yīng)"。在Κο化e-Schmitt條件下的反應(yīng)可W工業(yè)規(guī)模W良好產(chǎn)率進行。例如，上述轉(zhuǎn)化為由2， 5-二氯苯酪得到麥草畏的已知反應(yīng)序列的一部分。所述反應(yīng)通常在堿金屬氨氧化物和二氧 化碳存在下進行。
[0032] 在另一優(yōu)選實施方案中，使用式(III)化合物得到式(IV)化合物：
[0033]
[0034] 其中R2為-C1-C4烷基，Ri'為堿金屬或與R2相同且化1如上所定義。該反應(yīng)步驟也在 現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)序列中進行W得到麥草畏。在運些優(yōu)選實施方案中，簇基可W部分轉(zhuǎn)化成相 應(yīng)的醋且W去質(zhì)子化形式部分保留。因為具有游離簇酸基團的麥草畏根據(jù)本發(fā)明為優(yōu)選的 反應(yīng)產(chǎn)物，簇酸基團僅部分轉(zhuǎn)化在該反應(yīng)步驟中是不相關(guān)的。然而，含有游離簇酸基團的終 產(chǎn)物可W在隨后的反應(yīng)步驟中得到。
[0035] 例如，在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案中，通過在堿性條件下水解式（IV)的醋（即其 中Ri'為-C1-C4烷基)將所得式(IV)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)簇酸并隨后酸化而得到式(V)化合物：
[0036]
[0037] 其中R2和化1如上所定義。
[0038] 上述反應(yīng)步驟可W類似于例如在工業(yè)規(guī)模上W良好產(chǎn)率由2,5-二氯苯酪得到麥 草畏的現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)序列進行。
[0039] 在其他尤其優(yōu)選實施方案中，R選自氨和R'；且R'選自甲基和乙基。R'更優(yōu)選為甲 基。在根據(jù)本發(fā)明得到式（I)化合物的反應(yīng)步驟中，通常得到其中R為氨的苯酪衍生物和其 中R為R'的相應(yīng)苯酪烷基酸衍生物的混合物。苯酪烷基酸衍生物原則上可進一步反應(yīng)為相 應(yīng)的苯酪衍生物，如下文更詳細描述。
[0040]在本發(fā)明的尤其優(yōu)選實施方案中，X為鋼或鐘。X更優(yōu)選為鋼。因此，用于得到式(I) 化合物的水解反應(yīng)的式X0R'的堿金屬醇鹽優(yōu)選為鐘醇鹽或鋼醇鹽，例如甲醇鋼。
[0041 ] 在優(yōu)選實施方案中，Ri選自鋼和鐘。Ri衍生于在Κο化e-SchmUt反應(yīng)步驟過程中使 用的堿金屬氨氧化物，即氨氧化鋼或氨氧化鐘。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可能進一步有 利的是用另一堿金屬代替一種堿金屬，如下所述。在優(yōu)選實施方案中，R1在上述Kolbe- SchmUt反應(yīng)步驟中為鐘，即在提供式（III)化合物的步驟中使用K0H。
[0042] 在本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方案中，當(dāng)Ri'在上述式（IV)化合物中不為堿金屬時，Ri' 為乙基或甲基。在運些情況中，Ri'與R2相同。根據(jù)優(yōu)選實施方案，R2也選自乙基和甲基。在更 優(yōu)選實施方案