Изобретение касается способа получения ароматических тиоловых сложных эфиров, в частности диметил-2-дифторметил-4-(2-метилпропил)-6-трифторметил- 3,5-пиридиндикарботиата (далее целевой эфир).
Известно, что этерификация хлорангидридов кислоты и спиртов может быть проведена в присутствии основания, такого, как гидроксид натрия или калия, в водном растворе. Даже при необходимости использования двухфазной системы в силу ограничений по растворимости такая реакция протекает легко. Однако при необходимости получения тиолового сложного эфира и тем самым необходимости использования меркаптана вместо спирта реакция не идет при тех же самых условиях. Были использованы иные и менее эффективные безводные условия взаимодействия. Например, известен способ получения пиридиновых карботиоатов, но выход составляет всего лишь 17,21%. Пиридиновый карбоксилхлорид смешивали с требуемым алкилтиолом и тетрагидрофураном в присутствии трет-бутоксида калия и выделяли получающийся пиридиновый карботиоат.
Следовательно, в этой области техники имеется необходимость разработки улучшенного способа с повышенными выходами и желательно с использованием менее дорогих растворителей и (одновременно или по отдельности) менее дорогих оснований.
Настоящее изобретение касается способа получения ароматического тиолового сложного эфира, включающего в себя стадии смешения метантиола с водным раствором гидроксида щелочного металла и взаимодействие образовавшегося при этом иона в присутствии катализатора межфазового переноса с соответствующим галогенангидридом в органическом растворителе. Связанное может быть проиллюстрировано следующей схемой:
M
M
Преимущество способа, отвечающего настоящему изобретению, со стоит в том, что в органической фазе реакционной смеси будет находиться почти весь целевой тиоловый сложный эфир. Водный слой, содержащий межфазный катализатор и любые избыточные количества алкилтиола или гидроксида щелочного металла, может быть легко отделен и затем вновь использован в последующих реакциях. Таким образом, может быть сведено к минимуму количество отходов от реакции.
Для реализации способа, отвечающего настоящему изобретению, пригодно большинство межфазных катализаторов. Желательно, чтобы катализатор представляет собой четвертичную аммониевую соль, например, такую, как бензилтриэтиаммоний-гидроксид, тетра-н-пропиламмонийхлорид, тетра-н-бутиламмонийхлорида, тетрацентиламмонийхлорид, трис(диокса-3,6-гептил)-амин, метилтрибутиламмонийгидроксид или трикаприлилметиламонийхлорид. Катализаторы могут быть использованы в жидком или твердом виде.
Органическим растворителем может быть любой растворитель, способный растворять ароматический галогенангидрид кислоты и по существу не мешающий протеканию реакции. Желательно, чтобы растворитель не смешивался с водой. Примерами таких растворителей являются - хлористый метилен, циклогексан, метилциклогексан и толуол. Могут быть также использованы смеси растворителей, например ароматик 150.
Температура, при которой можно вести реакцию, может находиться в области примерно от 5оС и до температуры кипения выбранного растворителя, причем желательно, чтобы она находилась в области примерно от 10оС и примерно до 50оС, и более желательно, чтобы она примерно составляла 25оС. Реакция должна протекать почти до полного завершения за время, составляющее примерно от одного часа и до примерно двенадцати часов, что зависит от выбранной температуры. При предпочтительной температуре минимальное время взаимодействия при степени превращения более 90% может примерно составлять 2,5 ч.
В качестве гидроксида щелочного металла желательно использовать гидроксид натрия или калия. Его используют в виде водного раствора. Концентрация раствора может быть любой; однако желательно, чтобы она по массе составляла примерно от 10% и примерно до 20%.
В качестве алкилтиола используют в способе метантиол.
В качестве ароматической галогенангидрид кислоты используют 2-дифторметил-4-(2-метилпропил)-6-трифторметил-3,5-пи- ридиндикарбонилхлорид. Тиоловые сложные эфиры этого пиридина предложены в качестве гербицидов. Таким образом, целевой продукт будет упоминаться далее под гербицидным общим названием дитиопир.
Молярное отношение реагирующих веществ не является критическим; однако желательно, чтобы метантиол присутствовал в молярном избытке по отношению к галогенангидриду, с которым он должен взаимодействовать. Еще желательнее, чтобы этот молярный избыток составлял примерно 30%. В случае каждой реакции этерификации основание должно присутствовать, по крайней мере, в стехиометрическом количестве, т. е. при взаимодействии одного моля одноосновного галогенангидрида с одним молем метантиола должен присутствовать, по крайней мере, один моль гидроксида щелочного металла. Желательно, чтобы избыток составлял при этом примерно от 5% и примерно до 30%, и еще желательнее, чтобы этот избыток составлял 10%.
Межфазный катализатор может быть сначала растворен в водной смеси метан тиола с гидроксидом щелочного металла или же он может быть добавлен в реакционной смеси с галогенангидридом кислоты или с органическим растворителем. Органический растворитель и ароматический галогенангидрид кислоты могут быть добавлены к водной смеси или же водная смесь может быть добавлена к органической фазе. Скорость добавления должна быть установлена с учетом выбранного порядка смешения.
Целевой ароматический тиоловый сложный эфир может быть выделен из реакционной смеси обычными способами. Например, водная и органическая фазы могут быть разделены, и органический растворитель может быть удален при пониженном давлении, чем обеспечивается получение требуемого продукта.
Следующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение. Как это использовано здесь в описании, обозначение А336 относится к трикаприлилметиламмониевому хлориду, Tris - к трис(диокса-3,6-гептил)амину, ВТЕ - к бензитриэтиламмониевому гидроксиду, ТР - к тетрапропиламмониевому хлориду, ТВ - к тетра-н-бутиламммониевому хлориду, МТВА - к метилтрибутиламмониевому гидроксиду и TPENT - к тетрапентиламмониевому хлориду. Обозначение мециклогексан относится к метилциклогексану.
П р и м е р 1.
Получение дитиопира
Метантиол в количестве 0,5 г добавляли к 4,3 г 10%-ного водного раствора гидроксида натрия в условиях перемешивания при 25оС. К этому раствору добавляли 0,1 г вещества А336 (трикаприлиметиламмоний хлорид). Соединение 2 - дифторметил-4-(2- метилпропил)-6-трифторметил-3,5-пиридин- карбонилхлорид в количестве 2 г растворяют в 2 г хлористого метилена и затем добавляют. Получившуюся смесь с 20%-ным избытком алкилтиола и 20%-ным избытком основания энергично перемешивают в течение 12 ч при 25оС. Органический слой отделяют, промывают водой и сушат над сульфатом магния. Растворитель удаляют при пониженном давлении, оставляя маслянистую жидкость, которая отверждается при стоянии. Твердое вещество подвергают анализу методом ядерного магнитного резонанса и устанавливают, что оно представляет собой требуемый продукт, дитиопир. Выход составляет 100%.
В следующих примерах следовали общей методике, описанной в примере 1, меняя при этом соотношение реагирующих веществ, условия или катализатор, как это следует из таблицы. В примерах 13, 14 и 15 использовали 20%-ный водный раствор гидроксида калия вместо 10%-ного раствора гидроксида натрия.
П р и м е р 16.
Сравнительное получение дитиопира
Следовали способу, описанному в примере 1, за исключением того, что не использовали межфазный катализатор, но брали 100%-ный избыток метантиола и 100% -ный избыток гидроксида натрия. В органическом слое после взаимодействия в течение 12 ч не обнаруживали дитиопир. Данные примеров сведены в таблицу.
Сущность изобретения: продукт - диметил-2- дифторметил-4- (2-метилпропил)-6- трифторметил-3,5- пиридиндикарботиат. БФ C15H16F5NO2S2; выход 99%. Реагент 1: метантиол. Реагент 2: водный раствор гидроксида щелочного металла. Реагент 3: соответствующий пиридиндикарбонилхлорид. Условия реакции: в органическом растворителе и в присутствии катализатора фазового переноса при 25 - 65°С. 6 з.п. ф - лы, 1 табл.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют метиленхлорид, циклогексан, метилциклогексан или толуол.
