DK159144B - Fremgangsmaade til fremstilling af optisk aktive aryloxyalkansyrederivater - Google Patents

Description

DK 159144 B

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af optisk aktive aryloxyalkansyrer og derivater af sådanne syrer med den i krav l's indledning angivne almene formel I ved omsætning af et optisk aktivt 5 alkalimetalsalt af en 2-halogenalkansyre indeholdende 3-6 carbonatomer med et alkalimetalsalt af en. phenol som angivet i krav l's indledning. Opfindelsen angår især fremstillingen af aryloxyalkansyrer og derivater af sådanne syrer, der udviser et højt indhold af den isomere for-10 bindelse med konfigurationen D, og som er anvendelige som herbicider.

Opfindelsen angår specielt fremstillingen af optisk aktive aryloxyalkansyrer og salte af sådanne syrer, der har 15 den almene formel II

H

Ar-0-C-C00M (II)

20 I

R

hvori Ar og R har den samme betydning, som anført i forbindelse med formel I, og hvori M betyder en alkalimetal-25 kation (f. eks. natrium eller kalium) eller et hydrogenatom.

Forbindelser med formlen I og med formlen II udviser et asymmetrisk substitueret carbonatom. Enhver, af disse for-30 bindeiser kan således foreligge i to enantiomere former, hvoraf den ene udviser den absolutte konfiguration D og den anden den absolutte konfiguration L. (Ifølge alternativ nomenklatur anvendes undertiden henholdsvis bogstaverne R og S i stedet for D og L for at angive de abso-35 lutte konfigurationer. I det efterfølgende vil man systematisk anvende den førstnævnte af disse nomenklaturer, dvs. bogstaverne D og L).

2

DK 159144B

En forbindelse med formlen I (eller med formlen II), som indeholder lige store vægtandele af den D-isomere og den L-isomere er den optisk inaktive, racemiske forbindelse.

5 I det efterfølgende vil man ved den optisk aktive forbindelse forstå en forbindelse, der for størstedelen (efter vægt) eller i sin helhed består af én af de isomere forbindelser af den pågældende forbindelse. Ved optisk renhed af en optisk aktiv forbindelse, dvs. en, der i 10 overvejende grad består af en af de to isomere, vil man forstå vægt-%' en af den isomere, der i overvejende grad er indeholdt i denne forbindelse. Ved optisk aktiv forbindelse med høj optisk renhed vil man forstå en forbindelse, hvori vægt-%-delen af den overvejende isomere 15 er på mindst 90%.

Det er velkendt, at talrige forbindelser svarende til formlerne I og II udviser fremragende herbicidegenskaber, og adskillige af dem er nu kommercielt tilgængelige til 20 denne anvendelse, især: 2-(2-methyl-4-chlorphenoxy)propionsyre (eller Mecoprop), 2-(2,4,5-trichlorphenoxy)propionsyre (eller Fenoprop), 2-(2,4-dichlorphenoxy)propionsyre (eller Dichlorprop), 25 2-(2-methylphenoxy)propionsyre, idet disse syrer i almindelighed forhandles i form af deres natriumsalte eller kaliumsalte eller aminsalte, eller i form af deres estere med lavere alkanoler, 30 eller: 2-(«-naphthoxy)-N,N-diethylpropionamid (eller Naproamid), methyl-2-[4-(2,4-dichlorphenoxy)phenoxy]propionat (eller 35 Dichlofop).

3

DK 159144 B

Sådanne forbindelser er indtil nu i almindelighed blevet markedsført i deres racemiske former. Man har imidlertid iagttaget, at i forbindelse med adskillige af de ovennævnte forbindelser udviser den ene af de isomere for-5 bindeiser betydelig kraftigere herbicid virkning ved samme dosis, end den tilsvarende racemiske forbindelse. Det forekommer således meget ønskværdigt at have en fremgangsmåde til rådighed, der muliggør fremstilling af disse herbicide forbindelser i deres optisk aktive form be-10 stående for størstedelen eller helt af den isomere, som udviser den bedste herbicide virkning. Ved de ovennævnte herbicide forbindelser har man iagttaget, at den D-isome-re udviser næsten hele den herbicide virkning, medens den L-isomere praktisk talt ikke udviser nogen herbicid virk-15 ning.

Den foreliggende opfindelse angår således særligt fremstillingen af optisk aktive derivater af forbindelser med formlerne I og II, eller for størstedelen udgøres- af den 20 D-isomere.

Det er blevet foreslået (fransk patentskrift nr. 1 479 271), at fremstille den D-isomere af visse 2-phenoxy-propionsyrer ved at omsætte et i vand højredrejende 25 alkalimetalsalt af 2-chlorpropionsyre med et alkalimetal salt af en phenol i nærvær af et inert organisk opløsningsmiddel med højt kogepunkt, såsom et aromatisk carbonhydrid, ved opløsningsmidlets kogepunktstemperatur og derpå gøre det således fremstillede alkalimetalsalt 30 surt ved behandling med en stærk syre for til slut at fremstille D-2-phenoxypropionsyren.

Ifølge denne fremgangsmåde sker omdannelsen af alkalimetal -2 -chlorpropionatet til alkalimetal-(D)-2-phenoxy-35 propionatet ved en omlejring af den type, der benævnes

Walden-omlej ringen.

DK 159144 B

4

Den i dette franske patentskrift nævnte fremgangsmåde muliggør fremstilling af 2-phenoxypropionsyrer i godt udbytte med et højt indhold af D-isomeren.

5 I praksis foretrækker man ved den i patentskriftet omtalte teknik at anvende vandfrie reaktionskomponenter og/-eller at fjerne det i reaktionsblandingen tilstedeværende vand ved azeotrop uddrivning før begyndelsen af omsætningen.

10

Under industrielle forhold medfører anvendelsen af vandfrie reaktionskomponenter alvorlige ulemper. Den er kostbar, eftersom den forudsætter en forudgående afvanding af reaktionskomponenterne. Yderligere er det vanskeligt at 15 fremstille visse reaktionskomponenter, særligt natrium-2-chlorpropionat, i vandfri tilstand.

Flere af disse vandfrie reaktionskomponenter er iøvrigt faste stoffer, som det er vanskeligt at tage i arbejde, 20 og som fører til heterogene reaktionsblandinger, der er vanskelige at omrøre og derfor er lidet reaktionsvillige.

Endelig nødvendiggør fjernelsen af vand ved azeotrop uddrivning anvendelsen af et hjælpe-opløsningsmiddel, som 25 det derpå er nødvendigt at genvinde og recirkulere.

Fra dansk patentansøgning nr. 3891/79 er det kendt, at den ovennævnte kondensationsreaktion kan udføres i vandigt medium ved forhøjet temperatur, forudsat at re-30 aktionsblandingens vandindhold holdes tilstrækkeligt lavt. Mere specifikt angives, at den samlede mængde vand i reaktionsblandingen ikke må overstige 8 mol pr. mol alkalimetalsalt af 2-chlorpropionsyre. Det anføres, at forsøgsresultater har vist, at kondensationen i vand som 35 regel er lidet selektiv og i almindelighed giver et race-misk produkt, men at selektiviteten stiger med aftagende vandmængde; og hvis der ikke er mere end 8 mol vand til

DK 159144B

5 stede pr. mol 2-chlorpropionsyre, så vil det resulterende 2-phenoxypropionsyreprodukt indeholde mere end 85%, og ofte mindst ca. 89%, af den aktive D-form.

5 Det har nu overraskende vist sig, at der kan opnås en lige så god eller endog bedre optisk renhed end den, der vises i dansk patentansøgning nr. 3891/79, når reaktionen gennemføres i vandigt eller vandigt/organisk medium uden begrænsninger på vandindholdet, hvis det sker ved forhø-10 jet temperatur og ved et tryk, som er lavere end vanddamps tryk ved den anvendte reaktionstemperatur.

I overensstemmelse hermed er fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende 15 del anførte.

Den temperatur, der anvendes ved denne omsætning, kan vælges i overensstemmelse med reaktionsdygtigheden for alkalimetalsaltet af phenolen med formlen III og reak-20 tionsdygtigheden for alkalimetalsaltet af det anvendte alkalimetal-2-halogenalkanoat.

Man vil f. eks. forstå, at denne temperatur ikke nødvendigvis skal være den samme, når det drejer sig om et 25 alkalimetalsalt af 2-chlorpropionsyre, som når det drejer sig om et alkalimetalsalt af 2-brompropionsyre, eftersom disse forbindelser har betydeligt forskellige reaktionsevner. 1 2 3 4 5 6

Denne temperatur skal vælges tilstrækkeligt højt til at 2 omsætningen kan foregå under tilfredsstillende reaktions 3 betingelser, men den bør dog forblive lavere end tempera 4 turerne for termisk nedbrydning af de anvendte reaktions 5 komponenter eller reaktionsprodukter og eventuelt for 6 autoracemisering af de optisk aktive forbindelser.

DK 159144 B

6 Når denne omsætning gennemføres under anvendelse af na-trium-2-chlorpropionat som alkalimetalsalt af 2-halogen-alkansyre, opnår man gode resultater ved at arbejde mellem 70 og 160 °C.

5

De til gennemførelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendte betingelser er fortrinsvis sådanne, som er anført i de efterfølgende punkter (a) - (f): 10 a) 2-halogenalkansyren er 2-chlorpropionsyre.

b) Som alkalimetalsalte af udgangs-reaktionskomponenterne anvender man henholdsvis natriumsaltet af 2-chlorpropionsyre og natriumsaltet af phenolen med formel 111, og man 15 opnår således en forbindelse med formlen II, i hvilken R betyder en methylgruppe, og M betyder et natriumatom.

c) Omsætningen udføres under et tryk lavere end eller højst lig med atmosfæretrykket og fortrinsvis mellem 10 20 og 100 kPa. Det bør vælges desto lavere, jo lavere den valgte temperatur for selve omsætningen er. Når man f. eks. arbejder ved 80 - 90 °C, bør dette tryk mest fordelagtigt være af størrelsesordenen 10 til 70 kPa.

25 d) Den vandige eller vandig/organiske opløsning af alkalimetalsaltet af 2-halogenalkansyren er en opløsning med høj koncentration tæt ved mætningsgrænsen.

Når den anvendte opløsning er en vandig/organisk opløs-30 ning, indeholder den udover vand et eller flere organiske opløsningsmidler for alkalimetalsaltet af 2-halogenalkansyren. Disse opløsningsmidler skal være blandbare med vand og udvise et kogepunkt, der er lavere end vands kogepunkt under reaktionsbetingelserne. Disse opløsnings-35 midler vælges fortrinsvis blandt alkoholer, såsom (C2-C^)alkanoler (især methanol og ethanol).

7

DK 159144 B

Når man anvender natrium-2-chlorpropionat, indeholder denne opløsning mest fordelagtigt mindst 20 vægt-% natrium-2-chlorpropionat, idet resten består af vand og eventuelt en alkohol, f. eks. en lavere alkanol.

5

Den øvre grænse for mængden af det i opløsningen tilstedeværende nåtrium-2-chlorpropionat svarer til mætningsgrænsen for natrium-2-chlorpropionat i opløsningen under de anvendte temperatur- og trykforhold.

10

Denne opløsning omfatter mest fordelagtigt 20-50 vægt-% natrium-2-chlorpropionat.

e) Den vandige opløsning af alkalimetalsaltet af phenolen 15 med formlen III er en opløsning med høj koncentration tæt ved mætningsgrænsen. Den omfatter mest fordelagtigt mindst 50 vægt-% alkalimetalsalt af phenolen med formlen III. Den øvre grænse for mængden af det anvendte salt svarer til mætningsgrænsen for opløsningen under de an-20 vendte temperatur- og trykforhold.

Man anvender fortrinsvis en opløsning indeholdende fra 50 til 90 vægt-% af natriumsaltet af phenolen med formlen III. Den kan fremstilles ved forsæbning af phenolen med 25 formlen III med en vandig opløsning af industrielt fremstillet natriumhydroxid. Denne opløsning koncentreres fortrinsvis til man når i nærheden af mætningsgrænsen, ved en opvarmning udført ved en temperatur mellem 70 og 160 °C og under et tryk, der er lavere end damptrykket 30 for vand ved denne temperatur. Denne udføres fordelagtigt under anvendelse af de samme temperatur- og trykbetingelser, som anvendes ved omsætningen ifølge opfindelsen.

f) Alkalimetalsaltet af 2-halogenalkansyren består for 35 størstedelen af den isomere forbindelse med konfigurationen L (mest fordelagtigt består den af mindst 90% L-isomer). Den kendsgerning, at omsætningen ifølge opfind-

DK 159144 B

8 elsen foregår under indvirkning af en Walden-omlejring med en meget beskeden formindskelse i den optiske renhed, fører til at man således opnår forbindelser med formlerne I eller II, der for størstedelen udgøres af den isomere 5 med konfigurationen D. (Det ville naturligvis være muligt, dersom man ønskede dette, at fremstille forbindelserne I og II for størstedelen sammensat af den en-antiomere forbindelse med konfigurationen L, idet man gik ud fra et alkalimetalsalt af 2-halogenalkansyren for 10 størstedelen bestående af den D-isomere).

Det optisk aktive alkalimetalsalt af 2-halogenalkansyren, der anvendes som udgangsmateriale, kan fremstilles på i og for sig kendt måde i et særligt behandlingstrin ved 15 forsæbning af et optisk aktivt alkyl-2-halogenalkanoat med en uorganisk base, såsom natriumhydroxid. Dette alkalimetalsalt kan ligeledes fremstilles "in situ" ved en velkendt fremgangsmåde (jvf. fransk patentskrift nr. 1 479 271) ifølge hvilken, man udhælder et alkyl-2-chlor-20 propionat i reaktionsblandingen, der indeholder phenolen og en uorganisk base, såsom natriumhydroxid, og idet man vedligeholder temperaturen mellem 5 og 35 °C. Når man går frem under disse reaktionsbetingelser, har man iagttaget, at en forhøjelse af temperaturen udover de i det foregå-25 ende anførte værdier, på en gang ville medføre en meget betydelig sænkning af udbyttet med hensyn til alkali-metal-2-chlorpropionat grundet dannelsen af alkalimetal-lactatet og ligeledes en hurtig sænkning af den optiske renhed af det dannede alkalimetal-2-chlorpropionat.

30 Eftersom forsæbningsomsætningen er exoterm, er det derfor nødvendigt at afkøle reaktionsblandingen for at holde denne temperatur mellem 5 og 35 °C under hele varigheden af denne omsætning, hvilket udgør en alvorlig ulempe, når det drejer sig om en fremstilling i industriel målestok.

35

Man har nu fundet, at det ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse er muligt 9

DK 159144 B

at udføre denne fremstilling af det optisk aktive alkalimetalsalt af halogenalkansyren "in situ" ved en forhøjet temperatur (højere end 40 "C og fortrinsvis mellem 70 og 160 °C), idet man fuldstændig undgik de tidligere nævnte 5 ulemper.

Ved denne udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstilles det optisk aktive alkalimetalsalt af 2-halogenalkansyren "in situ" i reaktionsbeholderen, 10 som indeholder den vandige opløsning af alkalimetalsaltet af phenolen med formel III ved forhøjet temperatur (fortrinsvis mellem 70 og 160 °C), idet man samtidigt og i stort set støkiometriske mængder til denne reaktionsbeholder dels sætter en vandig opløsning af et alkali-15 metalhydroxid (fortrinsvis natriumhydroxid) og dels et optisk aktivt alkyl-2-halogenalkanoat med formlen: hal - CH - C00 - R4 (IV)

20 R

hvori Hal betyder et halogenatom, fortrinsvis chlor, R har samme betydning som i formel I, og R4 betyder en alkylgruppe (C^-Cg), under et tryk, som på en gang er 25 større end fordampningstrykket (eller kogningstrykket) for alkyl-2-halogenalkanoatet med formlen IV og lavere end damptrykket for vand ved denne temperatur. Ved stort set støkiometriske mængder forstår man sådanne mængder, at molforholdet af de tilsatte to reaktionskomponenter 30 (natriumhydroxid og alkyl-2-halogenalkanoat) befinder sig mellem 0,8 og 1,2 og fortrinsvis tæt ved 1. Under disse betingelser iagttager man, at skønt temperaturen er forhøjet, finder der praktisk taget ikke dannelse af alkalimetalsaltet sted og ejheller sænkning af den optiske ren-35 hed for de optisk aktive forbindelser (såsom alkyl- halogenpropionatet og de tilsvarende alkalimetalsalte), der er tilstede i reaktionsblandingen, og at man opnår

DK 159144 B

10 slutproduktet med en fremragende optisk renhed og et fremragende udbytte.

Ved denne udførelsesform anvender man som reaktionskompo-5 nenter med fordel en vandig opløsning af natriumhydroxid tæt ved sin mætningsgrænse og et alkyl-2-halogenalkanoat med formel IV, som for størstedelen bestsår af den isomere med konfigurationen L, som udviser en venstredrej-ende optisk aktivitet (måling udført uden opløsnings-10 middel), og som fortrinsvis indeholder mindst 90 vægt-% af den L-isomere. Man opnår således "in situ" en vandholdig organisk opløsning af det optisk aktive alkalimetalsalt af halogenalkansyren, og dette salt omsætter sig, efterhånden som det dannes, med alkalimetalsaltet af phe-15 nolen i overensstemmelse med de tidligere anførte betingelser.

For at gennemføre denne fremstilling af alkalimetalsaltene af 2-halogenalkansyrerne "in situ", kan man arbejde 20 under de samme temperaturbetingelser som ved den fremgangsmåde, der tidligere er beskrevet, f. eks. ved temperaturer på mellem 70 og 160 °C.

Det tryk, der skal anvendes til denne udførelsesform af 25 fremgangsmåden ifølge opfindelsen, varierer inden for grænser, som kan fastlægges ud fra fordampningsdiagrammerne for vand og for det anvendte optisk aktive alkyl-2-halogenalkanoat. 1 2 3 4 5 6

Som en indikation kan anføres, at når man anvender me- 2 thyl-2-chlorpropionat og arbejder ved 90 °C, bør dette 3 tryk være mellem 0,24 bar (damptrykket af methyl-2-chlor- 4 propionat ved 90 °C) og 0,69 bar (vanddamptrykket ved 90 5 °C).

6 Når man ønsker at arbejde under et lavere tryk, kan det være fordelagtigt at erstatte methyl-2-chlorpropionatet

DK 159144 B

11 med en mindre flygtig ester, som f. eks. ethyl-2-chlor-propionat eller den tilsvarende propyl- eller butyl-forbindelse.

5 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan udføres på diskontinuert måde, således som det er vist i eksemplerne. Den kan ligeledes udføres kontinuert, idet man gradvis indhælder en vandig eller vandholdig organisk opløsning af alkalimetal-2-halogenalkanoatet (eller i overensstemmelse 10 med den særlige udførelsesform alkyl-2-halogenalkanoatet og natriumhydroxid) i den vandige opløsning af alkalimetalsaltet af phenolen med formlen III under de ovenfor anførte reaktionsbetingelser, og idet man fjerner reaktionsproduktet.

15

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilvejebringer i et første syntesetrin alkalimetalsaltene med formlen II, hvori M betyder et alkalimetalatom, og derpå, ved at disse salte gøres sure, de tilsvarende frie syrer (for-20 bindeiser med formlen II, hvori M betyder et hydrogenatom).

Ud fra disse frie syrer og fra deres salte kan de forskellige forbindelser med formlen I fremstilles ved i sig 25 selv velkendte fremgangsmåder: - syrehalogenider med formlen I, hvori A er -COZ, hvor Z er halogen, kan opnås ved omsætning af de frie syrer med et halogeneringsmiddel, såsom SOC^, PCl^ og PCl^; 30 - ud fra disse syrehalogenider kan man fremstille de til svarende amider (forbindelser med formlen I, hvori A betyder gruppen R*

CO - N

35 SR3 idet man omsætter disse syrehalogenider med en amin med formlen HNR2R3;

DK 159144 B

12 - ud fra de frie syrer eller fra syrehalogeniderne kan man fremstille estere (forbindelser med formlen I, hvori A er -COOR1, hvor R1 betyder en alkylgruppe, der eventuelt er substitueret), ved esterdannelse ved hjælp 5 af en passende alkanol.

Andre estere kan ligeledes fremstilles ved direkte trans-esterificering ved hjælp af passende alkanoler.

10 Visse salte af de frie syrer med formlen II fremstilles i løbet af fremgangsmåden ifølge opfindelsen (alkalimetalsalte og her hovedsagelig natriumsalte og kaliumsalte).

Andre salte kan fremstilles ud fra de frie syrer med formlen II ved omsætning med en passende uorganisk eller 15 organisk base.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan anvendes til fremstilling af forskellige optisk aktive forbindelser svarende til formel I. Den er særligt egnet til fremstilling 20 af de følgende forbindelser, som opnås i en optisk aktiv form med meget højt indhold af den D-isomere: 2-(2-methyl-4-chlorphenoxy)propionsyre naphthoxypropionsyre 25 2[4-(2,4-dichlorphenoxy Jphenoxy]propionsyre.

Opfindelsen belyses nærmere ved de efterfølgende eksempler . 1 2 3 4 5 6

Man vil se ud fra disse eksempler, at fremgangsmåden 2 ifølge opfindelsen muliggør en fremstilling af 2-phenoxy- 3 propionsyrer, hvis indhold af den D-isomere i almindelig 4 hed er på 91,5 - 95,9%, ud fra alkalimetal-2-chlorpropio- 5 nater eller alkyl-2-chlorpropionater indeholdende 94 - 6 98% af den L-isomere.

DK 159144 B

13

Man vil ligeledes se ud fra disse eksempler, at udbyttet af phenoxypropionsyren i almindelighed befinder sig mellem 96 og 98%, når udgangsmaterialet er natrium-2-chlor-propionat, og mellem 91 og 95%, når udgangsmaterialet er 5 methyl-2-chlorpropionat.

EKSEMPEL 1

Man anvender en reaktionsbeholder på 500 ml forsynet med 10 en omrører og et udledningsrør, der er forlænget med en tilbagesvaler (som muliggør en kondensering af de udledte dampe), idet hele udstyret er forbundet til et system, som tillader at arbejde under reduceret tryk.

15 I denne reaktionsbeholder anbringer man 171 g (1,2 mol) 2-methyl-4-chlorphenol og 92 g af en vandig opløsning af 44 g natriumhydroxid i 44 g vand, og man opvarmer blandingen under omrøring til 90 °C under 25 kPa (188 mg Hg) i 15 minutter.

20

Derpå indhælder man i denne blanding i løbet af 2 timer og 15 minutter med konstant hastighed 200 ml af en vandig opløsning indeholdende 130,5 g (1 mol) natrium-2-chlor-propionat med specifik drejning [α]20β= +3°,90 (= 0,1 25 vand) samt 125 g vand, idet man opretholder temperaturen ved 90 “C og trykket ved 25 kPa. Når blandingen er afsluttet, holdes reaktionsblandingen i 15 minutter undér omrøring ved 90 °C og under 25 kPa. 1 2 3 4 5 6

Man hælder derpå denne blanding ud i 550 ml vand, hvorpå 2 man gør surt med 10 n HC1 til pH = 6. Den vaskes derpå 3 med 4 x 200 ml perchlorethylen, hvorpå der dekanteres.

4

Den vandige fase indstilles til pH = 0,5, og 2-(2-methyl- 5 4-chlorphenoxy)propionsyren (der i det efterfølgende be- 6 tegnes som MCPP-syren) genudfældes og ekstraheres med 2 x 300 ml perchlorethylen. Den organiske fase opsamles og destilleres under vakuum, og man opnår 199,5 g MCPP-syre

DK 159144 B

14 (0,93 mol), som ved titrering viser en renhed på 100%, hvilket svarer til et udbytte på 93% i forhold til natrium-2-chlorpropionatet. Fra den først fraskilte organiske fase udvinder man 9,6 g syre, hvilket bringer det 5 samlede udbytte op på 97%.

Den fremstillede MCPP-syre udviser en specifik drejningsevne [o]20d= +25,86° (C = 0,1 acetone). Under hensyn til den teoretiske drejningsevne for MCPP-syren (D) i optisk 10 ren tilstand, som målt under de samme betingelser er [a]2°D= +28,15°, så er den fremstillede MCPP-syre sammensat af 95,9% af den D-isomere og resten af den L-isomere, og dens optiske renhed er således på 95,9%.

15 Under hensyn til den teoretiskse drejningsevne for optisk rent L-natrium-2-chlorpropionat [at] 2 °D= +4° (C = 0,1 vand) bestod det som udgangsmateriale anvendte natrium-2-chlor-propionat af 98% af den L-isomere (og for restens vedkommende af den D-isomere og dets optiske renhed var 20 således på 98%.

SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL

Man gennemfører det i eksempel 1 beskrevne forsøg, idet 25 man anvender de samme mængder af de samme reaktionskomponenter og arbejder under de samme betingelser med undtagelse af, at man i stedet for at arbejde under 25 kPa arbejder under atmosfæretryk (101,3 kPa), hvilket er over vanddamptrykket ved 90 °C (69 kPa). Under disse for-30 hold er det totale udbytte af MCPP-syre på 92%, og dennes drejningsevne ør [a]2°D= +20,8° (C = 0,1 acetone), hvilket svarer til en optisk renhed på 87%.

EKSEMPEL 2 35

Man arbejder under de betingelser,der er beskrevet i eks.

1, idet der dog er følgende forskelle: Temperaturen er

DK 159144 B

15 150 °C (i stedet for 90 °C), og trykket er 101,3 kPa (760 m Hg) i stedet for 25 kPa. Man opnår på denne måde 205 g MCPP-syre med en renhed bestemt ved titrering på 100%, og man genvinder yderligere 2 mg MCPP-syre i den først ud-5 skilte organiske fase, svarende til et totaludbytte på 96,5%. Drejningsevnen [a]2°D= +24,8° (C * 0,1 acetone) svarer til en optisk renhed på 94%.

EKSEMPEL 3 10

Man arbejder under de betingelser, der er beskrevet i eksempel 2, idet dog temperaturen er 130 °C i stedet for 150 °C. Man opnår på denne måde 200 g MCPP-syre, og man genvinder yderligere 9,5 g af denne syre fra den først 15 fraseparerede organiske fase, hvilket svarer til et samlet udbytte på 97,6%. Drejningsevnen [a] 2°D= +24,52° (C = 0,1 acetone) svarer til en optisk renhed på 93,5%.

EKSEMPEL 4 20

Man arbejder under de betingelser, der er beskrevet i eksempel 1, idet der dog er følgende forskelle: trykket er 26 kPa (i stedet for 25 kPa), 25 den vandige opløsning af natrium-2-chlorpropionat erstattes af en vandig/methanolisk opløsning sammensat af: 130,5 g natrium-2-chlorpropionat (1 mol), 30 42,0 g methanol, 93,0 g vand.

Man opnår på denne måde 206 g MCPP-syre, og man genvinder yderligere 2,4 g af denne syre fra den først udskilte or-35 ganiske fase, hvilket svarer til et totaludbytte på 97,2%. [a]2°D= +24,63 0 (C = 0,1 acetone), hvilket svarer til en optisk renhed på 93,7%.

16

DK 159144 B

Den vandig/methanoliske udgangsopløsning blev fremstillet i et særligt trin ved, at man behandlede 122,5 g methyl-2-chlorpropionat [a]2°D= -24,85° (uden opløsningsmiddel), svarende til renhed: 99,9%, med 133 g af en vandig opløs-5 ning af natriumhydroxid indeholdende 30% (1 mol) og 10 g methanol ved en temperatur under 35 °C og normalt tryk.

Under hensyn til at den teoretiske drejningsevne for optisk rent L-methyl-2-chlorpropionat [a]2 °D = -27,8° (uden 10 opløsningsmiddel), bestod det som udgangsmateriale anvendte methyl-2-chlorpropionat af 94,7% af den L-isomere (optisk renhed 94,7%).

EKSEMPEL 5 15

Man arbejder under de betingelser, der er beskrevet i eksempel 4, idet der dog var følgende forskelle: temperaturen var 135 °C (i stedet for 90 °C), 20 trykket er 101,3 kPa (i stedet for 26 kPa).

Man opnår ialt 208,4 g MCPP-syre (totaludbytte 97,1%) med drejningsevnen [a]2 °D= +24,0° (C = 0,1 acetone) svarende 25 til en optisk renhed på 92,7%.

EKSEMPEL 6

Man anvender den samme opstilling som i eksempel 1. 1 30 reaktionsbeholderen anbringer man 171,5 g 2-methyl-4-chlorphenol svarende til 1,2 mol under hensyntagen til dens renhed (99,8%) og 88 g 50% vandig opløsning af natriumhydroxid (svarende til 1,1 mol), og man opvarmer denne blanding til 90 °C under et tryk på 40 kPa og hol-35 der den ved denne temperatur og dette tryk i 20 minutter under omrøring.

r

DK 159144 B

17

Ind i denne blanding hælder man samtidigt i støkiometriske mængder 124,4 g methyl-2-chlorpropionat med renhed 98,5% (svarende til 1 mol) og med drejningsevnen [o]D20 = -25,3° (uden opløsningsmiddel og 80 g af en 50% vandig 5 opløsning af natriumhydroxid (1 mol). Varigheden af indhældningen af de to reaktionskomponenter er 1 time. Under hele dette tidsforløb holdes temperaturen på 90 °C og trykket på 40 kPa og man holder reaktionsblandingen i yderligere 30 minutter under denne temperatur og dette 10 tryk under omrøring.

Man hælder derpå denne blanding ud i 550 ml vand; derpå gør man surt med 10 n HC1 til pH = 5,5, og man vasker med 4 x 200 ml perchlorethylen. Den organiske fase, der inde-15 holder 2-methyl-4-chlorphenol i overskud og en lille mængde MCPP-syre, frasepareres. Den vandige fase gøres sur med 10 n HC1 til pH = 0,5, og 2-(2-methyl-4-chlor-phenoxy)propionsyre genudfældes og ekstraheres derpå med 2 x 300 ml perchlorethylen. Den organiske fase opsamles 20 og destilleres derpå under vakuum, og man opnår 200 g MCPP-syre, der ved titrering bestemmes til en renhedsgrad på 99,6%, og som har drejningsevnen [a]2°D= +24,2° (C = 0,1 acetone). Fra den førstudskilte organiske fase genvinder man yderligere 1,7 g MCPP-syre.

25

Optisk renhed (eller %-indhold af D-isomer) af den fremstillede MCPP-syre: 92,8%, optisk renhed (eller %-indhold af L-isomer) af udgangsmaterialet, methyl-2-chlorpropionat:94,7%, 30 totaludbytte af MCPP-syre i forhold til methyl-2-chlorpropionat: 94%.

EKSEMPEL 7-9 35 Man arbejder som i eksempel 6 og ud fra de samme mængder af de samme reaktionskomponenter, men idet man varierer temperaturen og det tryk, der opretholdes under indhæld-

DK 159144 B

18 ningen af methyl-2-chlorpropionatet og af den vandige natriumhydroxidopløsning , såvel som varigheden af denne indhældning. De opnåede resultater er anført i efterfølgende tabel: 5 Γ--1-1-1 I lindhældning af | MCPP-syre | I I reaktionskomponenter | | I I-1-1-1-1-1 10 I |tempera-1 tryk | varighedltotal- | % D-iso- | |Eks. nr. |tur (°C)|(KpA)| |udbytte| mer | I-1-1-1-1-1-1 | 7 I 80 I 40 I 2 timer | 92,5 | 92,7 | l·--1-1-1-1-1-1 15 I 8 | 90 | 40 | 1 time | 95,6 | 93,8 | I I I I 45 min. | | | I-1-1-1-1-1-1 I 9 I 130 |101,3| 1 time | 93,0 | 91,5 | I i I I 20 min. | | |

20 1_I_I_I_I_I_I

EKSEMPEL 10

Man anvender den samme opstilling som i eksempel 1. I 25 reaktionsbeholderen anbringer man 172,8 g a-naphthol (dvs. 1,2 mol) og 88 g 50% vandig natriumhydroxidopløsning (dvs. 1,1 mol), og man opvarmer denne blanding til 100 °C under 30 kPa og holder den under denne temperatur og dette tryk i 15 minutter under omrøring.

30

Man indhælder derpå i løbet af 2 timer i denne blanding 265,5 g af en opløsning af natrium-2-chlorpropionat i vandholdigt methanol, der har samme sammensætning som anført i eksempel 4, og som er fremstillet som beskrevet i 35 dette eksempel ud fra det samme methyl-2-chlorpropionat.

Efter afslutningen af indhældningen holder man blandingen ved 100 °C og 30 kPa i 30 minutter.

DK 159144 B

19

Man sætter 600 ml vand til blandingen og indstiller pH til 5,5 ved tilsætning af 10 n HC1. Man ekstraherer den frie naphthol med 6 x 100 ml perchlorethylen ved 85 °C.

5 Til denne vandige fase, der holdes ved 85 °C, sætter man 500 ml perchlorethylen, før man bringer pH ned på 0,5 ved tilsætning af 10 n HC1. Man fraseparerer den organiske fase, der vaskes med 2 x 100 ml varmt vand, og man fjerner derpå opløsningsmidlet ved afdampning under vakuum 10 ved 135 °C indtil konstant vægt.

På denne måde opnår man 202 g 2-(«-naphthoxy)propionsyre, der smelter ved 125 °C, og som ved titreringsanalyse viser 99,8%, og som har drejningsevne [a]2°D= -39,2° (C = 15 0,01 acetone). Udbytte 93,5%.

Ved to på hinanden følgende omkrystallisationer fra toluen forøger man den optiske renhed af den fremstillede forbindelse, og man opnår på denne måde en 2-(a-nap-20 thoxy)propionsyre ned drejningsevnen [a] 2°D= -45,6° (C = 0,01 acetone), der smelter ved 128 °C. En tredje omkrystallisation forøger ikke drejningsevnen, og det er sandsynligt, at den således fremstillede forbindelse består helt af den D-isomere.

25 EKSEMPEL 11

Man anvender den samme opstilling som i eksempel 1. I reaktionsbeholderen anbringer man 306 g (1,2 mol) 4-(2,4-30 dichlorphenoxy)phenol og 88 g af en 50% vandig opløsning af natriumhydroxid (dvs. 1,1 mol), og man opvarmer denne blanding til 90 °C under 30 kPa i 1 time.

Man indhælder derpå i denne blanding 265,5 g af den samme 35 vandholdige methanolopløsning af natrium-2-chlorpropionat som i eksempel 4 i løbet af 1 time og 30 minutter. Når indhældningen er afsluttet, holder man blandingen ved 20

DK 159144 B

90 °C og 30 kPa i 30 minutter.

Derpå hælder man denne blanding ud i 2500 ml vand, som man derpå indstiller til pH = 6 ved tilsætning af ION 5 HC1. Blandingen vaskes med 6 x 300 ml xylen og dekanteres derpå . Den vandige fase indstilles til pH * 0,5, og 2-[4-(2,4-dichlorphenoxy)phenoxy]propionsyre udfældes. Den ekstraheres med 2 x 300 ml xylen. Den organiske fase opsamles og destilleres derpå under reduceret tryk, og man 10 opnår 293 g (0,896 mol) 2-[4-(2,4-dichlorphenoxy)phe- noxy]propionsyre, som ved titrering har renheden 99,7%, dvs. et udbytte på 89,6% i forhold til udgangsmaterialet methyl-2-chlorpropionat. Man udvinder yderligere 14 g syre fra den førstudskilte organiske fase (totaludbytte: 15 93,9%).

Den fremstillede syre udviser en optisk drejning på [e]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11D= +15,6° (C = 0,1 chloroform).

v 35

Man opløser 30 g af denne syre i 250 ml methanol, og ef 2 ter at have tilsat 0,5 ml H2S04 opvarmer man til kogning 3 i 2 timer, idet man fjerner det dannede vand og en del af 4 methanolet ved destillation. Man tilsætter derpå 200 ml 5 xylen og separerer methanolet ved destillation. Opløs- 6 ningen af den dannede ester i xylen vaskes med en vandig 7 opløsning af natriumhydrogencarbonat for at neutralisere 8 H2S0^ og den ikke-esterificerede syre. Efter fjernelse af 9 xylenet ved destillation under reduceret tryk opnår man 10 g methyl-2-[4-(2,4-dichlorphenoxy)phenoxy]propionat 11 svarende til et udbytte på 92,7% og med drejningsevnen [a]1D= +26° (C = 0,1 chloroform).

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af optisk aktive aryl-5 oxyalkansyrederivater med den almene formel: H Ar-O-C-A (I)

10 I R hvori

15 Ar betyder en phenyl- eller a-naphthylgruppe, som eventuelt kan være substitueret med 1-3 ens eller forskellige substituenter valgt blandt halogen, fortrinsvis chlor eller brom, og alkyl med 1-4 carbonatomer eller med en phenoxygruppe, som selv eventuelt er substi-20 tueret med 1-3 ens eller forskellige substituenter valgt blandt halogen, fortrinsvis chlor, alkyl med 1-4 carbonatomer, trifluormethyl og nitro, R betyder alkyl med 1-4 carbonatomer, og 25 A betyder en gruppe: R2 / -C00R1, -CO-N eller -COZ, 30 \ R3 hvori

35 R1 betyder hydrogen eller et kationækvivalent af en organisk eller uorganisk base, eller alkyl med 1-12 carbonatomer, som eventuelt er substitueret med et halo- UK 159144 E genatom eller en hydroxygruppe, R2 og R®, som kan være ens eller forskellige, hver for sig betyder hydrogen eller alkyl med 1-6 carbonatomer, 5 som eventuelt er substitueret med hydroxy, amino eller alkoxy med 1-4 carbonatomer eller med en phenylgruppe, som selv eventuelt er substitueret med halogen, alkyl med 1-4 carbonatomer eller alkoxy med 1-4 carbonatomer, eller med en alkenylgruppe indeholdende 2-4 10 carbonatomer, og Z betyder halogen, ved omsætning af et optisk aktivt alkalimetalsalt af en 15 2-halogenalkansyre indeholdende 3-6 carbonatomer med et alkalimetalsalt af en phenol med formlen: Ar - OH (III), 20 hvori Ar har den ovenstående betydning, til dannelse af et optisk aktivt alkalimetalsalt af en aryloxyalkansyre med formlen: H 25 | Ar - O - C - COOM (II), R 1 2 3 4 5 6 hvori Ar og R har den ovenstående betydning, og M betyder 2 en alkalimetalkation, og efterfølgende omdannelse af det 3 te alkalimetalsalt på i og for sig kendt måde til en op 4 tisk aktiv aryloxyalkansyreforbindelse med formlen (I), 5 kendetegnet ved, at en vandig eller vandig/- 6 organisk opløsning af det optisk aktive alkalimetalsalt af 2-halogenalkansyren eller af udgangsmaterialer, som ved reaktion in situ fører til et sådant salt, omsættes DK 159144 B med en vandig opløsning af alkalimetalsaltet af phenolen, og at omsætningen sker ved forhøjet temperatur og ved et tryk, som er lavere end vanddamps tryk ved den anvendte reaktionstemperatur. 5

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det optisk aktive alkalimetalsalt af 2-halogen-alkansyren dannes in situ i reaktionsbeholderen indeholdende den vandige opløsning af alkalimetalsaltet af phe- 10 nolen, ved at man samtidigt og i stort set støkiometriske mængder tilsætter dels en vandig opløsning af et alkali-metalhydroxid og dels et optisk aktivt alkyl-2-halogen-alkanoat med formlen

15 Hal - CH - COOR4 (IV) i R hvori Hal betyder et halogenatom, R har den i krav 1 an- 20 givne betydning, og R4 betyder alkyl med 1-6 carbonato-mer, idet trykket ved den forhøjede temperatur holdes lavere end vanddamps tryk ved denne temperatur, men højere end damptrykket af alkyl-2-halogenalkanoatet ved denne temperatur. 25

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der som 2-halogenalkansyre anvendes 2-chlorpropionsyre.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der som optisk aktivt alkalimetalsalt af 2-chlor-propionsyre og som alkalimetalsalt af phenolen med formlen (III) anvendes natriumsaltene.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at omsætningen mellem natriumsaltet af phenolen og det optisk aktive natriumsalt af chlorpropionsyre udføres DK 159144 B ved en temperatur på 70-160 "C og ved et tryk lavere end eller højst lig med atmosfæretrykket.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det anvendte tryk er 10-100 kPa.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den vandige eller vandig/organiske opløsning af det optisk aktive natriumchlorpropionat indeholder mindst 20 vægt-% natrium-2-chlorpropionat.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den vandige opløsning af alkalimetalsaltet af phenolen indeholder mindst 50 vægt-% af dette salt.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at det anvendte optisk aktive natrium-2-chlorpropio-nat består af mindst 90 vægt-% af den L-isomere.