专利名称：取代的喹啉除草剂中间体及制备方法
技术领域：
本发明是合成除草剂2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧-2-咪唑烷基)-5-甲氧基甲基烟酸有用的取代喹啉中间体及制备除草剂中间体3-甲氧基甲基-7-或8-羟基喹啉的方法。
本发明是下式所示除草剂中间体化合物 其中X为直链或支链C1-C6烷基、苯基、-O-苯基、-O-C1-C4直链或支链烷基或 ，其中Y和Z各自为H、直链或支链C1-C6烷基或苯基；B为H、卤素或季铵卤化物；以及制备下式I化合物的方法 包括(1)将如下式II化合物 其中X为直链或支链C1-C6烷基、苯基、-O-苯基、-O-C1-C4直链或支链烷基或 ，其中Y经Z各自为H、直链或支链C1-C6烷基或苯基与基团卤化剂，其中卤素为溴或氯，进行反应，生成如下式III化合物 (2)将化合物III与无活性β-卤素的叔胺反应，生成下式IV化合物 其中，B为季铵卤化物；(3)在密闭的反应器中，在约120℃至约180℃温度范围内，将化合物IV和一种碱在甲醇中反应，生成式I化合物；或在密闭的反应器中，在约65℃至约180℃温度范围内，在过渡金属盐的存在下，将化合物IV和一种碱在甲醇中反应，生成式I化合物。
化合物3-甲氧基甲基-8-羟基喹啉在用于合成美国专利5,334,576的除草剂2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧-2-咪唑烷基)-5-甲氧基甲基烟酸的5-甲氧基甲基-2，3-吡啶二羧酸中间体的制备上是有用的。
本发明在下面的实施例中进一步加以说明，但不能认为受这些实施例的限制。
实施例1酰化的8-羟基-3-甲基喹啉的制备 将8-羟基-3-甲基喹啉盐酸盐(200g，1.02mol)和氢氧化钠(102g，2.55mol)在1000ml水中的混合物用乙酐(208g，2.04mol)0-10℃处理1小时以上，室温搅拌1小时。再加入部分乙酐(50g，0.49mol)，所得混合物再搅拌1小时。滴加饱和碳酸氢钠(100ml)。滤集粗产物，水洗，60℃真空干燥，从乙酸乙酯和庚烷中重结晶，得白色针状体(168.5g，得率82％)。 将8-羟基-3-甲基喹啉盐酸盐(10g，0.051mol)和三乙胺(15.5g，0.15mol)在100ml二氯甲烷中的混合物用苯甲酰氯(10.8g，0.077mol)0-10℃处理1小时以上，室温搅拌3小时。加水，有机相用水洗三次，用硫酸镁干燥。蒸发，从庚烷/甲苯中重结晶，得产物淡黄色结晶(8.8g，得率65％)。
同样制得其它酰化的8-羟基-3-甲基喹啉。
实施例2季盐的制备 将8-乙酸基-3-甲基喹啉(168.5g，0.84mol)、N-溴丁二酰亚胺(NBS)(177.9g，1.00mol)和2，2′-偶氮二异丁腈(AIBN)(6.7g，0.004mol)在1675ml氯苯中的溶液用氮气吹扫，在氮气下80-90℃加热2小时，冷却至室温并过滤。滤液与丙酮(700ml)混合，并用三甲胺(75.4mg，1.28ml)0-5℃处理，5-10℃搅拌30分钟，然后室温搅拌1小时，过滤。滤饼用丙酮洗涤，60℃真空干燥，得白色固体(180g，总收率63％)。获得的最高收率为77％。
其它酰化的8-乙酸基-3-甲基喹啉以相似的收率得到相应的季盐。
季盐制备的条件变异和关键因素(1)氯苯是推荐的溶剂。
(2)浓度可低至0.2g乙酸酯/10ml溶剂，或高至1g乙酸酯/10ml溶剂。它可更加浓缩，只要所有的反应剂在反应温度下均溶解。
(3)温度通常限制在80-95℃。温度低于此范围时反应缓慢，高于此范围时出现副反应。
(4)AIBN的量可为2％-10％。
(5)与三甲胺的反应通常在-10-10℃进行。
(6)母体化合物8-羟基-3-甲基喹啉抑制溴化作用，因而其含量应限制在5％以下。
(7)溴化作用在氮气氛围下进行。氧气可阻滞该反应。
实施例38-羟基-3-甲氧基甲基喹啉 将溴化(8-乙酸基喹啉-3-基)甲基三甲铵(80g，0.24mol)的15％甲醇钠甲醇液(250g，0.69mol)在加压反应器中120℃加热18小时，减压浓缩。残渣用水稀释，将pH调至7-8，过滤。滤饼用水洗，60℃真空干燥，得一棕黄色固体(收率91％)。
实施例4-17阐述采用不同条件的甲氧基化反应。将溴化季铵的甲醇溶液和3当量碱，可任选一催化剂，在密封的反应器中65-180℃加热16-96小时，减压浓缩。残渣用水稀释，pH调至7-8，过滤。滤饼用水洗涤，60℃真空干燥，得棕黄色固体产物。实施例 条 件 时间(小时) 收率4 无催化剂， NaOMe，65℃31 4％5 无催化剂， LiOMe，65℃31 50％6 5％CuSO4， NaOMe，65℃31 65％7 10％CuSO4， NaOMe，65℃22 94％8 10％CuSO4， K2CO3， 65℃ 96 73％9 50％CuSO4， K2CO3， 65℃ 47 98％10 5％FeSO4， K2CO3， 65℃ 96 67％11 10％ZnCl2， NaOMe， 65℃ 20 38％12 1-2％CuSO4，K2CO3， 150℃ 22 69-91％13 1-2％CuSO4，NaOMe， 120℃ 17-21 ～80％14 无催化剂， 13％NaOMe， 120℃ 19 73％15 无催化剂， 15％NaOMe， 120℃ 18 74％16 无催化剂， NaOMe， 150℃ 17 73％17 无催化剂， NaOMe， 180℃ 16 69％18 无催化剂， K2CO3， 150℃ 16.565％当式IV的X＝Ph时，季盐和碳酸钾在甲醇中150℃加热18小时后，得到粗收率82％的终产物。
当式IV的X＝OMe时，季盐和碳酸钾在10％CuSO4存在下，在回流甲醇中加热22小时，得到粗收率90％的终产物。
甲氧基化的条件变异和关键因素(1)过渡金属例如，但不限于，CuSO4、FeSO4、ZnSO4、ZnCl2催化此反应。
(2)反应温度可在65℃-180℃间变化。更高的温度可引起副反应，更低的温度则反应可能非常缓慢。
(3)甲醇是较佳的溶剂。二甘醇二甲醚或DMSO，和NaOMe一起，也可用作溶剂。
(4)甲醇钠和碳酸钾对于反应是最佳的，虽然其它碱，如Li- OMe、KOMe、Ca(OMe)2、Mg(OMe)2、NaHCO3、Na2CO3、KHCO3、CaCO3、Me3N、Et3N和吡啶可在适当的条件，如较高的温度下使用。事实上，反应可不加碱而进行，因为在反应过程中产生碱(Me3N)。
(5)浓度不是关键性的。所采用的最高浓度是15％NaOMe，或3g季盐/10ml甲醇，最低浓度是0.2g季盐/10ml甲醇。
权利要求
1.下式所示化合物 其中X为直链或支链C1-C6烷基、苯基、-O-苯基、-O-C1-C4直链或支链烷基或 ，其中Y和Z各自为H、直链或支链C1-C6烷基或苯基；B为H、卤素或季铵卤化物。
2.按权利要求1所述的化合物，其中X为8位上的-CH3，B为溴或溴化叔铵。
3.按权利要求1所述的化合物，其中X为苯基，B为溴或溴化叔铵。
4.按权利要求1所述的化合物，其中X为叔丁基，B为溴或溴化叔铵。
5.按权利要求1所述的化合物，其中X为8位上的-OCH3，B为溴。
6.按权利要求1所述的化合物，其中X为-OCH3，B为溴化季铵。
7.下式所示化合物 其中B为季铵卤化物。
8.按权利要求7所述的化合物，其中OH在8位上，B为溴化季铵。
9.制备下式I所示的化合物的方法 其特征在于(1)将如下式II化合物 其中X为直链或支链C1-C6烷基、苯基、-O-苯基、-O-C1-C4直链或支链烷基或 ，其中Y经Z各自为H、直链或支链C1-C6烷基或苯基与基团卤化剂，其中卤素为溴或氯，进行反应，生成如下式III化合物 (2)将化合物III与无活性β-卤素的叔胺反应，生成下式IV化合物 其中，B为季铵卤化物；(3)在密闭的反应器中，在约120℃至约180℃温度范围内，将化合物IV和一种碱在甲醇中反应，生成式I化合物；或在密闭的反应器中，在约65℃至约180℃温度范围内，在过渡金属盐的存在下，将化合物IV和一种碱在甲醇中反应，生成式I化合物。
10.按权利要求9所述的方法，其中化合物I的OH在8位上，用于生成化合物III的基团卤化剂为N-溴丁二酰亚胺，用于生成化合物IV的叔胺为三甲胺，化合物IV是在CuSO4存在下，在约65℃至约180℃温度范围内，与甲醇钠/甲醇进行反应。
11.按权利要求10所述的方法，其中在CuSO4存在下从化合物IV生成化合物I的反应温度是约65℃。
12.按权利要求9所述的方法，其中用于生成化合物II的酰化剂为乙酐，用于生成化合物III的基团卤化剂为N-溴丁二酰亚胺，用于生成化合物IV的叔胺为三甲胺，化合物IV在约120℃温度下与甲醇钠/甲醇反应。
全文摘要
本发明是合成除草剂2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧-2-咪唑烷基)-5-甲氧基甲基烟酸有用的取代喹啉中间体及制备除草剂中间体3-甲氧基甲基-7-或8-羟基喹啉的方法。
文档编号C07D215/20GK1138034SQ9610665
公开日1996年12月18日 申请日期1996年5月24日 优先权日1995年6月5日
发明者吴文学 申请人:美国氰胺公司