PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE ACIDO 3,4-DICLORO-ISOTIAZOLCARBOXILICO.
Procedimiento para la preparación de ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico de fórmula
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/006119.
Solicitante: BAYER CROPSCIENCE AG.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 50,40789 MONHEIM.
Inventor/es: HIMMLER, THOMAS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 16 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07D275/03 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07D COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares C08). › C07D 275/00 Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos de tiazol-1,2 o tiazol-1,2 hidrogenado. › con heteroátomos o con átomos de carbono que tienen tres enlaces a heteroátomos, con un enlace a halógeno como máximo, p. ej. radicales éster o nitrilo, unidos directamente a los átomos de carbono del ciclo.
Clasificación PCT:
- C07D275/02 C07D 275/00 […] › no condensados con otros ciclos.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para la preparación de ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxilico.
La invención se refiere a un procedimiento para la preparación y el aislamiento de ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico.
El ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico de fórmula (I) es un compuesto conocido. Su preparación se describe, por ejemplo, en los documentos US 3.341.547 y US 3.393.992. En este caso, en una primera etapa se hacen reaccionar cianuro de sodio, sulfuro de carbono y cloro en un disolvente, por ejemplo N,N-dimetilformamida (DMF), obteniéndose 3,4-dicloro-isotiazol-carbonitrilo de fórmula (II). A continuación, en una segunda etapa de reacción, el 3,4-dicloro-isotiazol-carbonitrilo se saponifica mediante calentamiento en solución de sosa cáustica para dar ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico:
La saponificación del nitrilo de fórmula (II) también puede realizarse en principio de forma ácida. Sin embargo, esto tiene la desventaja que tanto el nitrilo como el ácido subliman bajo tales condiciones, lo que conduce a problemas a escala industrial.
En la saponificación alcalina, impurezas en el nitrilo de fórmula (II) conducen a productos secundarios en el ácido obtenido de fórmula (I). En el caso de tales impurezas en el nitrilo se trata correspondientemente a la ruta de preparación principalmente de compuestos de azufre y de azufre elemental. En el caso de los productos secundarios formados a partir de éste se trata principalmente del sulfuro de fórmula (III).
La formación del componente secundario de fórmula (III) puede contenerse en gran medida realizando la saponificación alcalina del nitrilo a alta dilución. Sin embargo, de esto resultan bajos rendimientos espacio-tiempo, lo que es muy desventajoso para un proceso económico a escala industrial.
Otra posibilidad para evitar los productos secundarios que contienen azufre en el ácido de fórmula (I) consiste en producir el nitrilo de fórmula (II) libre de impurezas que contienen azufre y utilizar esta forma limpia en la saponificación. Sin embargo, esto es extremadamente difícil y costoso. Así, por ejemplo, correspondientemente a los documentos US 3.341.547 y US 3.393.992, la mezcla de reacción se filtra después de la primera etapa del procedimiento de preparación por un coadyuvante de filtración. A continuación, el filtrado se mezcla con mucha agua. El sólido así obtenido se filtra con succión y se lava con más agua. De esto resultan grandes cantidades de agua residual contaminada con compuestos orgánicos y, por tanto, sólo difícil de desechar. El producto bruto así obtenido debe purificarse ahora a continuación en etapas adicionales. Para esto, correspondientemente a los documentos US 3.341.547 y US 3.393.992, el nitrilo puede someterse a una destilación con vapor de agua o recristalizarse en ciclohexano.
Otra posibilidad consiste en extraer el producto bruto con un disolvente como, por ejemplo, cloruro de metileno o tolueno. Pero el nitrilo así obtenido de fórmula (I) también contiene generalmente cantidades todavía importantes de azufre y/o compuestos de azufre.
En principio también es posible purificar el nitrilo mediante destilación. Sin embargo, esto está ligado a altas pérdidas de rendimiento. Además, resultan problemas técnicos ya que el compuesto sublima fácilmente.
Por el documento US 5.240.951 se ha dado a conocer añadir agua a la mezcla de reacción después de la primera etapa del procedimiento de preparación y filtrar con succión el sólido así obtenido. El sólido aislado se recoge luego en éster etílico de ácido acético. Las proporciones insolubles deben filtrarse con succión de nuevo, el filtrado se seca y a continuación se concentra. Todas estas etapas requieren mucho tiempo, energía y trabajo.
Otros procedimientos dados a conocer para la síntesis del nitrilo de fórmula (II) son la reacción de tetracloro-succinodinitrilo o tricloroacetonitrilo con azufre elemental a altas temperaturas (documentos DE 2 231 097 y DE 2 231 098). Pero estos procedimientos también dan un nitrilo de fórmula (I) fuertemente impurificado con azufre y compuestos de azufre de manera que en este caso también son necesarias costosas operaciones de purificación.
El uso de ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico de fórmula (I) radica, por una parte, en su acción como regulador del crecimiento vegetal (véanse, por ejemplo, los documentos US 3.341.547 y US 3.393.992). Por otra parte, es un importante producto intermedio para la preparación de principios activos fungicidas (véanse, por ejemplo, los documentos WO 99/24413 y WO 2004/002968).
Así, existe además la necesidad de un procedimiento sencillo que pueda realizarse de forma técnicamente ventajosa para la preparación de 3,4-dicloro-isotiazol-carbonitrilo de fórmula (II) y la saponificación de este nitrilo para dar el ácido de fórmula (I).
Se ha encontrado ahora que el ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico de fórmula (I) puede obtenerse sorprendentemente de forma sencilla en buena pureza separando por destilación el disolvente después de la primera etapa del procedimiento de preparación, recogiendo el residuo en un alcohol, filtrando para la separación y la eliminación de cloruro sódico y azufre y saponificando alcalinamente en la disolución alcohólica en la segunda etapa del procedimiento de preparación.
Correspondientemente, es objeto de la invención un procedimiento para la preparación de ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico de fórmula (I), caracterizado porque en la primera etapa del procedimiento se hacen reaccionar un cianuro, sulfuro de carbono y cloro para dar 3,4-dicloro-isotiazol-carbonitrilo de fórmula (II), éste se aísla como disolución en el alcohol después de separar por destilación el disolvente, mezclar con un alcohol y filtrar, y a continuación en la segunda etapa del procedimiento se saponifica alcalinamente en este alcohol.
El procedimiento según la invención evita el procesamiento acuoso del nitrilo y así grandes cantidades de un agua residual fuertemente contaminada con sustancias orgánicas. En la primera etapa del procedimiento según la invención sólo se necesita una etapa de filtración. Pueden suprimirse las costosas operaciones de purificación para el nitrilo.
Puede designarse como muy sorprendente que el ácido de fórmula (I) se aísle de esta sencilla manera con pureza suficiente.
También es sorprendente que la separación del azufre mediante filtración sea muy posible de una manera sencilla después de la mezcla con un alcohol.
La primera etapa de procedimiento se configura preferiblemente de forma que un cianuro se dispone en un disolvente, se mezcla con CS2, preferiblemente mediante adición gota a gota, y después de realizarse la reacción se introduce preferiblemente cloro gaseoso.
Como cianuro son adecuados preferiblemente cianuros inorgánicos como cianuro de sodio y cianuro de potasio. Se prefiere especialmente cianuro de sodio.
La reacción del cianuro con sulfuro de carbono en la primera etapa del procedimiento se realiza de manera conocida a temperaturas entre preferiblemente 30 y 80ºC.
El tiempo de reacción para la reacción de cianuro con sulfuro de carbono en la primera etapa del procedimiento asciende normalmente a de 0,5 a 6 horas, preferiblemente 2 a 4 h.
La cloración en la primera etapa del procedimiento según la invención se realiza en general a temperaturas entre 10 y 80ºC. Se prefieren temperaturas entre 20 y 60ºC.
El tiempo de reacción para la cloración en la primera etapa del procedimiento según la invención se encuentra en general entre 1 y 6 horas y depende de la temperatura de la cloración. Preferiblemente, la introducción del cloro se realiza a 30ºC en el plazo de 2 horas, y luego se deja reaccionar de 1 a 5 horas a 20ºC, o de 1 a 2 horas a 20ºC y de 1 a 2 horas a 60ºC.
La relación molar de cianuro y CS2 se encuentra en general entre 1,5 : 1 y 1 : 1,5, preferiblemente entre 1,3 : 1 y 1 : 1,3, especialmente asciende a aproximadamente 1:1.
La cantidad de cloro en la primera etapa del procedimiento según la invención se encuentra en general entre 0,5 y 1,5 moles por mol de cianuro de sodio. Se prefieren de 1 a 1,3 moles de cloro por...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la preparación de ácido 3,4-dicloro-isotiazol-carboxílico de fórmula
caracterizado porque en la primera etapa del procedimiento se hace reaccionar un cianuro, sulfuro de carbono y cloro para dar 3,4-dicloro-isotiazol-carbonitrilo de fórmula
éste se aísla como disolución en el alcohol después de separar por destilación el disolvente, mezclar con un alcohol y filtrar, y a continuación en la segunda etapa del procedimiento se saponifica alcalinamente en este alcohol para dar el ácido de fórmula (I).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como alcohol se usa un alcohol C1 a C6 mono o polihidroxílico.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como alcohol se usa metanol o etanol.
4. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como alcohol se usa metanol.
5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como disolvente en la primera etapa del procedimiento se usa dimetilformamida o dimetilacetamida.
6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cloración en la primera etapa del procedimiento se realiza a temperaturas entre 20 y 60ºC.
7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la primera etapa del procedimiento el tiempo y la temperatura de reacción después de terminar la introducción de cloro asciende a de 1 a 5 horas a 20ºC, o de 1 a 2 horas a 20ºC y de 1 a 2 horas a 60ºC.
8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la primera etapa del procedimiento después de terminar la cloración el cloro en exceso se elimina a temperaturas entre 20 y 60ºC mediante un gas inerte.
9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como cianuro se utiliza cianuro de sodio.
10.- Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para la saponificación alcalina se usa solución de sosa cáustica o potasa cáustica.
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