PL205456B1

PL205456B1 - Sposób otrzymywania estrów etylowych, pochodnych kwasu (R)-(+)-2-fenoksypropionowego

Info

Publication number: PL205456B1
Application number: PL348707A
Authority: PL
Inventors: Joanna Główczyk-Zubek; Katarzyna Wieczorek; Alvin Gajadhur; Zbigniew Ochal
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2010-04-30
Also published as: PL348707A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania estrów etylowych, pochodnych kwasu (R)-(+)-2-fenoksypropionowego o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku, w którym R¹, R², R³, R⁴, R⁵ mogą być jednakowe lub różne i oznaczają atom wodoru, atom chlorowca, grupę metoksylową lub nitrową lub metylową lub etylową.

Kwasy fenoksypropionowe i ich pochodne są szeroko stosowane jako herbicydy zwalczające chwasty dwuliścienne w uprawach zbóż, stosowane w małych stężeniach działają jako regulatory wzrostu i rozwoju roślin. Są one skuteczne na te chwasty na które nie działają kwasy fenoksyoctowe. Są one również półproduktami do syntezy wielu stosowanych środków ochrony roślin oraz leków.

Pochodne kwasów 2-fenoksypropionowych ze względu na chiralny atom węgla występują w dwóch enancjomerycznych formach (R) i (S). Za aktywność biologiczną odpowiada przeważnie jeden enancjomer i jest nim zwykle enancjomer o konfiguracji (R), drugi jest najczęściej balastem zanieczyszczającym środowisko. W praktyce związki te stosowane są głównie w postaci mieszanin racemicznych ze względu na trudności w stereospecyficznej syntezie. Jedną z metod otrzymywania enancjomeru (R)-(+) estru etylowego kwasu 2-fenoksypropionowego jest podstawienie fenolem grupy tosylanowej w estrze etylowym kwasu (S)-(-)-2-tosyloksypropionowego uzyskanego w reakcji (S)-(-) mleczanu etylu z p-toluenosulfochlorkiem. Reakcje z fenolem prowadzi się w acetonitrylu w jego temperaturze wrzenia wobec węglanu potasowego mieszając substraty w czasie od 12 do 15 godzin. Wadą tego sposobu jest długi czas prowadzenia reakcji, stosowanie dużych ilości palnego i toksycznego rozpuszczalnika oraz niezbyt wysokie wydajności, a także trudności z wyodrębnianiem produktu. W skali większej niż laboratoryjna tworzą się w procesie wyodrębniania produktu duż e ilości alkalicznych wód ściekowych zawierających sole fenoli i kwasu p-toluenosulfonowego.

Wad tych jest pozbawiony sposób według wynalazku polegający na tym że ester etylowy kwasu (S)-(-)-2-tosyloksypropionowego w równomolowej ilości z odpowiednim fenolem oraz bezwodnym węglanem potasowym lub sodowym miesza się z dodatkiem nośnika lub bez i poddaje działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie od 5 do 30 minut, korzystnie 20 - 25 minut, w temperaturze 100 - 180°C, korzystnie 140 - 160°C. Proces można prowadzić z przerwami od 3 do 10 minut, korzystnie 5 minut, powodującymi ochłodzenie mieszaniny reakcyjnej przed następnym napromieniowaniem mikrofalami. Otrzymuje się związki objęte wzorem ogólnym przedstawionym na rysunku. Produkty uzyskuje się z wysokimi wydajno ś ciami i o wysokim stopniu czystoś ci.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony na przykładach.

P r z y k ł a d I. Reakcję prowadzi się w dwóch etapach. W pierwszym etapie otrzymuje się ester etylowy kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego. W tym celu do ochłodzonego roztworu 0,424 mola (S)-(-) mleczanu etylu i równomolowej ilości chlorku tosylu, rozpuszczonych w 42 ml chlorku metylenu, wkroplono 55,8 g (0,552 mol) trietyloaminy. Mieszano w temperaturze 0°C przez 7 godzin. Następnie mieszaninę reakcyjną wylano do wody z lodem i zakwaszono 15% roztworem kwasu solnego. Fazę wodną trzykrotnie ekstrahowano chlorkiem metylenu. Połączone fazy organiczne przemyto wodą i odparowano rozpuszczalniki na wyparce. Produkt krystalizowano z izopropanolu. Otrzymany ester etylowy kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego wykorzystywany jest do drugiego etapu tj. do otrzymywania w piecu mikrofalowym pochodnych estrów etylowych kwasów (R)-(+)-2-fenoksypropionowych. W reaktorze umieszczono 0,003 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 2,4-dichlorofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Reakcję prowadzono przez 25 minut w temp. 160°C w obecności promieniowania mikrofalowego. Po ochłodzeniu, do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d II. W reaktorze umieszczono 0,003 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 2-chlorofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Reakcję prowadzono przez 20 minut, w temp. 155°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d III. W reaktorze umieszczono 0,003 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 2,6-dimetoksyfenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Reakcję prowadzono przez 16 minut, w temp. 1150°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakPL 205 456 B1 cyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d IV. W reaktorze umieszczono 0,004 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 3,4-dichlorofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Substraty rozpuszczono w acetonie. Po odparowaniu acetonu na wyparce reakcję prowadzono przez 20 minut, w temp. 140°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d V. W reaktorze umieszczono 0,004 mola estru etylowego kwasu ( S )-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 4-nitrofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Substraty rozpuszczono w acetonie. Po odparowaniu acetonu na wyparce reakcję prowadzono przez 15 minut, w temp. 160°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d VI. W reaktorze umieszczono 0,005 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 4-chloro-2-metylofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Reakcję prowadzono przez 25 minut z 5 - minutowymi przerwami czasowymi, w temp. 150°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d VII. W reaktorze umieszczono 0,005 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 4-bromofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Reakcję prowadzono przez 20 minut z 5 - minutowymi przerwami czasowymi, w temp. 140°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d VIII. W reaktorze umieszczono 0,003 mola estru etylowego kwasu (S )-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 2,5-dichlorofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Do mieszaniny dodano nośnika, którym był żel silikonowy. Reakcję prowadzono przez 20 minut, w temp. 165°C. Po ochł odzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d IX. W reaktorze umieszczono 0,003 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 4-chloro-3,5-dimetylofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Do mieszaniny dodano nośnika, którym był prażony tlenek glinowy. Reakcję prowadzono przez 25 minut, w temp. 160°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

P r z y k ł a d X. W reaktorze umieszczono 0,003 mola estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-(tosyloksy)propionowego, równomolowe ilości 3-bromofenolu i bezwodnego węglanu potasowego. Do mieszaniny dodano nośnika, którym był Florisil. Reakcję prowadzono przez 20 minut, w temp. 150°C. Po ochłodzeniu do mieszaniny poreakcyjnej dodano wody i przeprowadzono ekstrakcję eterem. Fazę organiczną suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Eter oddestylowano na wyparce. Pozostałość destylowano na pompie olejowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

Przykłady związków otrzymanych według wynalazku wraz z danymi fizykochemicznymi oraz analizą elementarną potwierdzającą strukturę podano w tabeli.

PL 205 456 B1

Tabela 1. Własności i wydajności pochodnych estrów etylowych kwasów R(+) 2-fenoksypropionowych o wzorze ogólnym:

£ u

	zonę I	% £		•	1					•
	Q	li	©0	n-	OO	oo	en	ΜΊ	.....)	'ej-	Os
			«η	SC	en	•'t	so	en	S		SC
«	O	s£	1/Ί	V)	d	d	d	Tfr	d	sd	sd
		o	O	Os	s-	s-	r~	wn	CS	so	oo
c (U £ w		as	Γ-	en	CS	·—¹	CS	o	c-	r-<
	s?	d	d	o	O	cT	O	θ'	as	1-—
		m	*n	v>	Mn	<n	vn	un	un	sc

a 03	(D C	%		1				,
Ki	N
e <		K	en	en	o	o	o	o	o	en	o-
			l>		SO	sC	so	SO	SD	cs	SD
		ss	ITi	un	d	'T	d	d	d	so	sd
	£	a	00	oo	,..... \|	, .		. ,		as	CS
	£	r-	r-	CS	CS	CS	CS	CS	en	oo
		©s	d	d	o	o	o	o	o	Os	o
		Wl	tn	Ά	M~>	Mn	wn	«Λ	•n	SC
	{*»
	d		en	CS	O	o	o	m	so	SO	s-
	ffi		r-	so	rr	en	f	i—1	ΜΊ	en	en
	r)		od	so	d	as	so	cd	θ'	Os	cd
ił			CS	en	en		<s	en	Tf	cs	cs
	r
o			0©	o	en	o	o	en	SO	o	o
2-	te		CS	o	TT		as	Tt	en	as	Tf
		‘-d	ed	τ—1	CS	as	en	d	o	d
d		CS	s-	en	ΜΊ	CS	S”	rt	en	en
	s
ό
'XS3
O
fi		i-1	O	«η	r-	wn	o	*!·	O	as od	en
'S⁵	a		oo	v>	d	as	as	SC		od'
		00	os	oo	oo	oo	OO	as	as

		,_,	SC		so			SC
			θ'	o	θ'	o	O	o	o	o	o
J	a	SD	Ό	SO	CS	CS	rr	Os		>n
	i	201	Ó Os	134	100	o	O en	00 as	o as	rj* as
¢3	§		00	OO	CS	CS	CS	CS	CS	o	en
O	SC	SO						Γ
$	o	B	od	od	ed	ed	ed	ed	ed	CS	sd'
	o	_tSfi	CS	CS	SC	SO	SO	sO	SO		<n
	B	CS	CS	CS	CS	CS	CS	CS	cs	cs
		Ϊ·	6	o	en O	o	<*1 o	o	o	m O	δ
45		u	o	□	d	u	u	c	d	d
					C-4	Cł	ΠΪ	ΓΊ	<N
*	a	rł	s	K	K	K	i	K	i r-t	K m
		3 (0	d	o	d	d	d	u	d	d	d

										. 1*1	s
					ΓΊ	rł	Γ4	Γ-4	(N	G cś	u
	&		Q	o	U	u	U	a	U	»n
		CS	s-		un	SO	νζ	on	1	ed
					ci	CS	cs	ed	ed	o	□
										s-	d
Nr zw	i-Śi	(Sl	<*5li	•ei!	vyi	sOfl	M	o«f	Os«

PL 205 456 B1

-u

Μ fi

	zonę 1	Z £	•			os Γ- X	fi en X			'	1
		X	r-ł	wn	o	c	Os	fi-	ci	SO	Os
	§		c·	fi	d	ICj	fi	Os	Os	SO	Os
g	o		fi	fi	cn	ICi	Mn	X	X	X	X
4	<3	u	o	oo	r-	fi	SD	oo	r-l	sC	O
fi Ił £	£	Mn	T-<	00	C-	Cl	r—i	O	Os	Os
	X	X	X	«X	X	v—i	X	X	O
		fi	fi	en	Mn	wn	SO	so	SO	C~
		z.				Mn	Mn
a	a		«	ł	i	oo	00^	1	1	1	1
73	§ .2	X				X	X
i	X	O	O	5	oo	00	en	C-	so	sC
	X		00	00	fi	fi-		Cl	X'	«—*
		e£	fi	fi	X	X	X	X	X	X
	e3 £	u	00	oo	so	en	en	»~l	Cl	fi	fi
	en	en	Mn	d	Cl	fi	o	Cl	ci
	sp sC	00	oo	X	X	X	,--	X	o	<x
		fi	fi	m	on	wn	SC	o	C	c
d	u		<*>	O	O	so	o	fi-	r-	Mn	en
2-	K		o	O	SC	oo		l>	o	en	en
	υ s		X	ci	--t	X	en	r—1	X	X	X
a		en	en	Cl	fi	Mn	fi	en		η
	«γ
	Si		c-	Mn	o	r~	O	O	o	o	un
		^J	r-	os	en	Κ»	en	Os	o	o	O
•s		θ'.	X	o	X	X	r-H	fi	X	X
rf'-'		en	en	Cl	vn	Mn	fi	m	1~“<	en
	ϋ

o	._<
fi	O	,-1	O	so	Mn	c-	SO	O	ci	o	Cl
fi	$ £	X	cl	X	fi	X	X	X	Cl	X
£g	\|--	os	00	oo	OS	oo	c-	Os	00	OS
£
-g		‘aS ψ	ΜΊ	\C o	d	£	Os o	ęl	ęT	Cl	X'
	u		X	fi	X		SO	un	fi	X	Cl
J		i	<30 OS	o en	Mn d	12	fi Mn	fi	ci sC	X oo	X Os
fi	o ź	r—,	d	ci	oo	en	en	oo	en	oo	00
o			C~	Cl	Cl	Cl	Cl	Cl	ci
a	-2	g	X	en	T-l	X	X	fi'	fi	X	cf
	o	Ί&	r-	r-	Mn	en	en	wn	Os	Cl	d
	g	d	ci	en	Cl	Cl	d		Cl	Cl
«·	_3S		2 (0	2 m	o w m	o %	o z	o 00	i*·, o -»	C*1 O 00	m o 00
Wz	1	E	E	E	Ę	E	E	E	E	E
	fi co	o	u	O	u	ó	U	Q	υ	a

			i-f CG eń	łx CG fi	£* CG fi	o z	ó z	E U O	E	E CM U	E O
					ci	en	fi	X		cl	fi
								cf
Nr zw	sil	fi	fil	fil	fi	fil	fi	fi	fil

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania estrów etylowych, pochodnych kwasu (R)-(+)-2-fenoksypropionowego o wzorze ogólnym 1, w którym R¹, R², R³, R⁴, R⁵ mog ą być jednakowe lub róż ne i oznaczają atom wodoru, atom chlorowca, grupę metoksylową lub nitrową lub metylową lub etylową w reakcji estru etylowego kwasu (S)-(-)-2-tosyloksypropionowego w równomolowej ilości z odpowiednim fenolem, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w obecności bezwodnego węglanu potasowego lub sodowego, z ewentualnym dodatkiem nośnika a mieszaninę reakcyjną poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie od 5 do 30 minut, korzystnie 20 - 25 minut, w temperaturze 100 - 180°C, korzystnie 140 - 160°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się z przerwami od 3 do 10 minut, korzystnie 5 minut.