专利名称：制备苯胺类化合物的方法
技术领域：
本发明涉及制备苯胺类化合物的新方法以及它们在异苯并呋喃酮类除草剂的制备中作为中间体的用途。
“Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft”，1893，p2060早已提到在醇溶液中使用水合肼还原硝基苯生成苯胺的反应。“Journal fur praktische Chemie”，1896，p433-447报道了苯肼在硝基苯还原成相应苯胺的反应中的用途。有关肼对硝基-和氯硝基-苯化合物作用的进一步描述见于“Journal fur praktische Chemie”，1925，p277-284。这些反应无一例外地在高温下进行，并且在某些情形下是在醇溶液中进行。
令人惊奇的是，现已发现，硝基苯还原成苯胺化合物的反应如果使用碱水溶液替代醇作为溶剂可以得到显著改善。
因此，本发明涉及制备式I苯胺化合物的方法 其中n为整数1-5，和R为氢，烷基，羟基烷基，烷基氨基，二烷基氨基，链烯基，炔基，烷氧基，烷硫基，苯基，萘基，苯氧基，苯硫基，卤素，氨基，羟基，巯基，羧基，磺基，硝基，亚硝基，羟基氨基或杂环基，其包括在溶剂存在下使下式II的硝基化物与肼在高温下反应并分离所述式I化合物，其中使用碱水溶液作为溶剂，
其中n和R如上定义。
在式I化合物中，n优选为整数1-3。n尤为2。已经发现含有羧基或磺基的这些式I化合物或其盐是特别适宜和特别重要的。特别是邻位含有羧基、间位(3位)含有羟基烷基(尤其是CH3CH(OH)基团)的式I化合物已被证实特别有益。相应于此化合物的式II硝基化合物在水溶液中与相应的闭环内酯形式3-甲基-7-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮之间存在着依赖于pH的水解平衡。后一内酯化合物是新的，而且也可以通过例如使用硼氢化钠还原已知的2-硝基-6-乙酰基苯甲酸(见Horii等，Yakugaku Zasshi，1954，466和Baker等，J.Org.Chem.1952，17，164)获得。本发明也涉及这一新化合物。该化合物也适宜用于制备异苯并呋喃酮类除草剂。
一般来讲，相邻位置存在能够一起形成(稠合)环之取代基(例如邻位存在羧基，间位存在羟烷基)的式I和II化合物在水溶液中与相应的闭环形式如内酯形式(例如7-氨基-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮中的5-元环内酯形式)之间存在着依赖于pH的水解平衡，这种闭环形式在酸溶液中特别易于形成。通常，成环趋势随环系大小的增加而减弱。与5-元环相比，6-和7-元环通常不易形成。
因此，本发明方法还包括式I化合物的这些闭环形式的制备，其中两个取代基R形成稠合环。
R定义中出现的烷基基团优选含有1-4个碳原子，并且例如为甲基、乙基、丙基和丁基以及它们的支链异构体。优选的烷氧基、烷硫基和羟烷基基团由上述烷基派生而来。链烯基和炔基基团R优选含有2-4个碳原子，而且例如为乙烯基，丙烯基，乙炔基，丙炔基和丙烯基以及它们的支链异构体，丁烯基和丁炔基以及它们的支链的和二不饱和的异构体。术语羟基(-OH)、巯基(-SH)和磺基(-SO3H)以及羧基(-CO2H)各自还包括其盐形式，例如碱金属、碱土金属和铵盐。应当理解，杂环优选指含有至少一个选自氮、硫和氧的杂原子的4-至8-元饱和或不饱和的环。其实例为吡啶基、呋喃基、噻吩基、氧杂环丁烷基、噻嗪基、吗啉基、哌嗪基、哒嗪基、吡嗪基、噻喃基、吡唑基、嘧啶基、三嗪基、异呋喃基、吡喃基、哌啶基、甲基吡啶基、噻二唑啉基、硫杂环丁烷基、三唑基、氧氮杂环戊烷基、硫杂环戊烷基、氮杂基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基或吡咯基。
可以使用肼纯品，但优选以其水合物形式使用。相对于每摩尔硝基化合物，优选使用1.4-3摩尔，尤其是1.6-2摩尔的肼化合物。
术语“高温”优选指30-150℃的温度范围。尤其优选在70-100℃范围下进行，因为反应温度超过100℃需要使用压力。
合适的碱水溶液尤其是指碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐的水溶液。有机胺例如亚烷基二胺、六亚甲基四胺和奎宁环也同样适用。相对于每摩尔硝基化合物，优选使用0.5-5摩尔，特别是1-2摩尔的碱。如果式II硝基化合物已含有酸基作为取代基，则相对于每个酸基额外需要一摩尔碱。
本发明方法的主要优点在于可以工业大规模地实施。其步骤一般包括将式II化合物加到水中，然后加入碱。加热所形成的化合物到所需反应温度之后，计量加入肼或水合肼。
本发明方法可以连续性或间歇性(不连续，分批)进行，优选间歇性操作。间歇性和连续式反应步骤都优选在搅拌容器或串联的搅拌容器中进行。
苯胺化合物的分离取决于所述化合物的结构与性质，适当时在用例如盐酸酸化反应混合物的pH到1-9，尤其是5-8之后通过下述方式之一进行结晶，或者当产物在室温下为液体时用有机溶剂(例如甲苯)萃取。
分离后苯胺化合物的收率一般为80-100％。反应混合物中化学产率通常高于97％。
与现有技术方法相比，本发明的方法具有下列优点-可以工业大规模地实施-反应基本上可以通过计量加料加以控制，这样从安全方面考虑是有利的
-与使用乙醇作为溶剂的情形相比，反应能够迅速进行，并且具有充分的选择性-当使用水溶液形式的式II化合物(尤其是其中R为磺基或羧基或相应盐的这些化合物)进行反应时(例如可以是在连续式方法的这种情况下)，这些化合物通过加入碱和肼而可被直接还原-产物收率可高达100％-可以在通用装置中进行。
尤其要指出的是，按照本发明制备的式I苯胺化合物在异苯并呋喃酮类除草剂的制备中被用作中间体，这些除草剂已记载在例如US-A-5 332 717和US-A-5 428 002中。
下列实施例用于进一步说明本发明。
实施例1. 2-氨基-6-(1-羟基乙基)-苯甲酸(钠盐)的制备向0.5摩尔2-硝基-6-(1-羟基乙基)-苯甲酸(钠盐)水溶液中加入0.75摩尔氢氧化钠水溶液(30％)，并在1小时内于90-95℃下计量加入50g水合肼(1.0摩尔)。在90-95℃下搅拌4-6小时直至硝基化合物完全转化，分离得到2-氨基-6-(1-羟基乙基)苯甲酸(钠盐)，其收率为理论产率的97％，以2-乙酰基-6-硝基苯甲酸为基准(LC分析)。
实施例2.2-氨基-4-氯苯甲酸的制备在搅拌着的1升Teflon容器中，向500ml水中加入201.5g 4-氯-2-硝基苯甲酸(1mol)，并且在搅拌下计量加入3mol氢氧化钠水溶液(30％)。加热反应混合物并在90-95℃下60分钟内计量加入100g水合肼(2mol)。搅拌3-4小时直至4-氯-2-硝基苯甲酸完全转化为2-氨基-4-氯苯甲酸。然后用盐酸(32％)调节反应混合物的pH至6，氨基苯甲酸以结晶形式析出。冷却晶体浆液至室温，过滤，水洗并真空干燥。得到166g含量99％(LC法)的2-氨基-4-氯苯甲酸，其收率为理论产率的96％(以4-氯-2-硝基苯甲酸为基准)。
实施例37-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮的制备在2.5升磺化烧瓶中，0-3℃下在3.75mol盐酸(32％)中使用1.05mol亚硝酸钠溶液(40％)重氮化2-氨基-6-(1-羟基乙基)-苯甲酸(钠盐)(1mol)。然后在搅拌下于50℃、60分钟内将此重氮溶液计量加到由500ml水、666g氢氧化钠溶液(30％)(5mol)和176g乙基黄原酸钾(1.1mol)组成的混合物中。在50℃下，用盐酸32％调节反应混合物的pH到3；中间体7-巯基-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮以油状形式析出，然后从水相中分离出来。在70℃下将该中间体计量加到1.0mol 2-氯-4，6-二甲氧基-嘧啶与1.05mol碳酸钾在1600ml乙腈中形成的混合物内，搅拌4-6小时直至完全转化。向反应混合物中加入700ml水，使盐水溶液与含7-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-2-苯并[c]呋喃酮的有机相分离开。向有机相中加入700ml水，冷却到室温；7-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮以结晶形式析出，然后滤出，用300ml异丙醇洗涤。70℃真空干燥后，得到纯度98％(LC法)的7-[(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)硫基]-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮，收率为理论产率的70％(以2-氨基-6-(1-羟基乙基)-苯甲酸钠盐为基准)。
实施例4. 3-甲基-7-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮的制备40℃下，将10.0g(48mmol)2-硝基-6-乙酰基-苯甲酸(参见Horii等，Yakugaku Zasshi，1954，466，和Baker等，J.Org.Chem.1952，17，164)溶于50ml 2N氢氧化钠溶液，用1.87g(48mmol)硼氢化钠分批处理。40分钟后，酸化已经冷却的反应混合物，滤出析出的结晶，真空干燥；产物为8.4g由82％的2-硝基-6-(1-羟基乙基)-苯甲酸[1H-NMR(DMSO-D6)8.00ppm，m，2H；7.68ppm，t，1H；5.6ppm，b.OH；4.92ppm，q，1H；1.32ppm，d，3H]和18％的3-甲基-7-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮[1H-NMR(DMSO-D6)8.02ppm，m，2H；7.68ppm，t，1H；5.80ppm，q，1H；1.62ppm，d，3H]组成的产物混合物。酸性水相然后再用乙酸乙酯萃取，与上述结晶合并，用硫酸镁充分干燥，通过蒸发浓缩至全干。从而得到9.14g(98.6％)3-甲基-7-硝基-2-苯并[c]呋喃酮(3-甲基-7-硝基-3-H-异苯并呋喃-1-酮)纯品；1H-NMR(CDCl3)7.92ppm，d，1H；7.88ppm，t，1H；7.72ppm，d，1H；5.63ppm，q，1H；1.72ppm，d，3H.
实施例5. 7-氨基-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮的制备在5ml 30％氢氧化钠溶液(49mmol)中于90℃加热2.37g(12.2mmol)3-甲基-7-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮(实施例4)1小时，直至2-硝基-6-(1-羟基乙基)-苯甲酸能够用TLC(流动相乙酸乙酯/己烷3∶1+1滴甲酸)以几乎定量的方式证实为止。然后缓慢滴加入1.2ml(24.5mmol)水合肼，保持温度4小时。冷却的反应混合物随后调节至pH2，用乙酸乙酯萃取。得到1.8g(90.4％)7-氨基-3-甲基-3H-异苯并呋喃-1-酮粗品；1H-NMR(CDCl3)7.37ppm，t，1H；6.63ppm，d，1H；6.61ppm，d，1H；5.44ppm，q，1H；5.22ppm，b，2H；1.58ppm，d，3H.
权利要求
1.一种制备式I苯胺化合物的方法 其中n为整数1-5，和R为氢，烷基，羟基烷基，烷基氨基，二烷基氨基，链烯基，炔基，烷氧基，烷硫基，苯基，萘基，苯氧基，苯硫基，卤素，氨基，羟基，巯基，羧基，磺基，硝基，亚硝基，羟基氨基或杂环基，该方法包括在溶剂存在下使下式II的硝基化合物与肼在高温下反应，其中使用碱水溶液作为溶剂， 其中的n和R如上定义。
2.化合物3-甲基-7-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮。
3.式I化合物在制备异苯并呋喃酮类除草剂中的应用。
4. 3-甲基-7-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮在制备异苯并呋喃酮类除草剂中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种由式(II)硝基化合物(其中n和R如权利要求1中定义)与肼在碱水溶液存在下高温反应制备式(I)苯胺化合物的方法(其中的n和R如前定义)。式(I)化合物适合作为制备异苯并呋喃酮类除草剂用的中间体。
文档编号A01N43/80GK1429196SQ01809342
公开日2003年7月9日 申请日期2001年5月15日 优先权日2000年5月17日
发明者G·赛福特, T·拉伯尔德 申请人:辛根塔参与股份公司