Purificación de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico.

Un método para retirar impurezas de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico que comprende,

en orden:

(a) disolver ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico en agua a un pH de 2 a 10, seguido por filtración;

(b) opcionalmente poner en contacto una disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico con carbono activado a un pH de 2 a 10;

(c) tratar una disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico con suficiente base para hidrolizar impurezas nitro y dinitro-sustituidas no deseadas;

seguido por mantener la disolución acuosa resultante que comprende ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico a una temperatura de hasta 95°C y ajustar el pH de dicha disolución a un pH que es suficiente para realizar cristalización de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico en el enfriamiento.

Purificación de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico.

La presente invención se refiere a un método para preparar ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico de alta pureza, a ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico purificado a partir del método, a un procedimiento para preparar mesotriona usando el método de purificación seguido por etapas adicionales y a mesotriona producida por este procedimiento.

Mesotriona (2- (4-metilsulfonil-2-nitrobenzoil) ciclohexano-1, 3-diona) es un compuesto de tricetona útil como un herbicida del maíz para control pre-y post-aparición de hierba y malas hierbas de hoja ancha:

** (Ver fórmula) **

La mesotriona se puede fabricar haciendo reaccionar primero ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico (NMSBA) ;

** (Ver fórmula) **

con fosgeno en presencia de un disolvente orgánico para proporcionar el correspondiente cloruro de ácido, es decir,

** (Ver fórmula) **

El compuesto intermedio cloruro de ácido se puede hacer reaccionar después con 1, 3-ciclohexanodiona en presencia de un catalizador de cianuro y trietilamina para formar Mesotriona bruta. Los disolventes se pueden retirar por destilación y precipitar la Mesotriona de la mezcla de reacción restante por una serie de etapas de ajuste del pH y aislar por filtración o centrifugación.

Se ha encontrado que la mesotriona preparada por este procedimiento puede proporcionar un resultado de ensayo Ames positivo. Sorprendentemente, se ha descubierto que esto no es una propiedad inherente de la mesotriona, ni es el resultado de sub-productos de la reacción indicada en líneas generales anteriormente, sino que de hecho resulta de impurezas en el material de partida de NMSBA. En un esfuerzo para superar este problema y proporcionar producto Mesotriona que presente una respuesta al ensayo Ames negativa, sería deseable desarrollar un método para purificar el material de partida NMSBA, retirando de ese modo estas impurezas.

La patente de EE.UU. 5.055.605 de la técnica anterior describe la hidrólisis alcalina de éster n-propílico de ácido 225 nitro-4-metilsulfonilbenzoico y su posterior acidificación y precipitación.

De acuerdo con esto, la presente invención proporciona un método para retirar impurezas de ácido 2-nitro-4metilsulfonilbenzoico, que comprende, en orden, (a) disolver ácido 2-nitro-4-metilsulfoniIbenzoico en agua a un pH de 2 a 10, seguido por filtración;

(b) opcionalmente poner en contacto una disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico con carbono 30 activado a un pH de 2 a 10;

(c) tratar una disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico con suficiente base para hidrolizar impurezas nitro y dinitro-sustituidas no deseadas;

seguido por mantener la disolución acuosa resultante que comprende ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico a una temperatura de hasta 95º C y ajustar el pH de dicha disolución a un pH que es suficiente para realizar cristalización de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico en el enfriamiento. Preferiblemente, el pH se ajusta a aproximadamente 1 previamente a enfriamiento y cristalización.

Mediante la invención, es posible retirar las impurezas encontradas típicamente en ácido 2-nitro-4metiIsulfoniIbenzoico que, se ha descubierto, que tienden a proporcionar un resultado del ensayo de Ames positivo en el producto Mesotriona final.

Para mantener la temperatura de la disolución resultante que comprende ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico, típicamente se calienta dicha disolución; sin embargo, es posible que la reacción sea a una temperatura suficiente a fin de que no se requiera calentamiento. La temperatura se mantiene típicamente entre normal y 95º C, preferiblemente entre 85º C y 95º C.

En el método de la invención se utiliza cualquier etapa (a) y (c) , o se utilizan en orden las etapas (a) , (b) y (c) .

El método de la invención comprende preferiblemente además la etapa de lavar dicho ácido 2-nitro-4metilsulfonilbenzoico cristalino con disolvente y secar opcionalmente dicho ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico cristalino.

También se prefiere en el que en la etapa (a) el pH se ajusta a 3 a 7.

En la etapa (a) , la base se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en: hidróxido de potasio, hidróxido de calcio, hidróxido de amonio, carbonato de sodio y bicarbonato de sodio.

Se prefiere además en el que en la etapa (b) el carbono activado está en forma de un polvo o gránulo. También se prefiere en el que en la etapa (b) , se hace pasar la disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico por una columna empaquetada con carbono activado.

En una realización preferida, los sólidos de NMSBA se disuelven en agua a un pH mayor que 2 y se filtran para retirar cualquier material insoluble. Se pone en contacto la disolución resultante con carbono activado en polvo a un pH de 3 a 8 para retirar impurezas fenólicas, nitroimpurezas e impurezas nitrofenólicas. Después de filtración adicional, se trata la disolución resultante además en condiciones alcalinas para hidrolizar impurezas nitro y dinitroanálogas de NMSBA que pueden estar presentes como consecuencia de las metodologías sintéticas que conducen hasta NMSBA. La disolución se calienta, preferiblemente a 90-95º C, se ajusta el pH a 1 con ácidos orgánicos/inorgánicos tales como ácido ortofosfórico, oxálico, fórmico, málico, muriático, nítrico, sulfúrico pero preferiblemente sulfúrico y se deja enfriar a temperatura ambiente. Se puede filtrar, lavar y secar el NMSBA cristalino resultante.

Según la presente invención también se proporciona un procedimiento para producir mesotriona, que comprende retirar impurezas de NMSBA por el procedimiento descrito anteriormente y convertir después el NMSBA purificado resultante en mesotriona. En un método conocido para hacer esto se hace reaccionar el NMSBA con 1, 3ciclohexanodiona para que se produzca mesotriona. Se describen procedimientos generales adecuados, por ejemplo en las patentes europeas EP 805 792, EP 805 791 y la patente de EE.UU. 6.218.579. En general, el NMSBA no reaccionará directamente con la diona a una velocidad aceptable y así el NMSBA se convierte primero en un derivado más reactivo, tal como un haluro de ácido o un anhídrido. Una ruta es convertir el NMSBA en el correspondiente cloruro de ácido usando una fuente de cloruro tal como cloruro de tionilo o preferiblemente fosgeno y hacer reaccionar después este cloruro de ácido con 1, 3-ciclohexanodiona a fin de producir mesotriona. La reacción del cloruro de ácido y ciclohexanona se puede realizar, por ejemplo en presencia de un catalizador de cianuro y trietilamina, aunque también se conocen otros procedimientos. En dichos procedimientos, se retiran típicamente, los disolventes por destilación y se precipita la Mesotriona de la mezcla de reacción restante por una serie de etapas de ajuste del pH y se aísla por filtración o centrifugación. Según la presente invención, también se proporciona un método para evitar la producción de mesotriona positiva en Ames usando el procedimiento anterior para purificar NMSBA que se usa después para preparar la mesotriona como se describe.

Los siguientes ejemplos son para ilustrar la invención pero no se deberían interpretar como una limitación en la misma.

Ejemplo 1

Este ejemplo ilustra un procedimiento de purificación "en recipiente único" de ácido 2-nitro-4-metanosulfonilbenzoico.

Se cargó un reactor de vidrio de fondo redondo de 1 l provisto de agitador, paleta, termómetro, manta térmica, condensador, electrodo de pH y embudo de goteo de 100 ml, con 360 ml de agua seguido por 100 g de polvo de NMSBA para formar una suspensión con agitación moderada. Se cargaron en la mezcla 56 g de cáustica a una

velocidad de aproximadamente 2 ml por minuto para disolver los sólidos. Se dejó agitar la mezcla durante 30 minutos hasta que se disolvieron todos los sólidos para formar una mezcla blanca lechosa a pH 3, 65.

Se filtró la mezcla resultante por un papel de filtro Whatman 4 en un embudo Büchner a un vacío de 6, 7 kPa (50 mm de Hg) para proporcionar aguas madres ámbar claro limpias. Se filtraron las aguas madres de nuevo por un papel de filtro Whatman 5 en un embudo Büchner a vacío. Se devolvieron las aguas madres al reactor y se añadieron 10 g de carbono activado Calgon 2PG 10x40. Se agitó moderadamente la mezcla para evitar el desgaste del carbono durante 2 horas a 30º C. Se filtró la mezcla de carbono a pH 4, 0 por filtros Whatman 4 y 5, respectivamente, para retirar carbono gastado y polvos finos de carbono residuales.

Se devolvieron las aguas madres claras al reactor de 1 litro y se cargó con 7, 1 g... [Seguir leyendo]

1. Un método para retirar impurezas de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico que comprende, en orden:

(a) disolver ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico en agua a un pH de 2 a 10, seguido por filtración;

(b) opcionalmente poner en contacto una disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico con carbono 5 activado a un pH de 2 a 10;

(c) tratar una disolución acuosa de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico con suficiente base para hidrolizar impurezas nitro y dinitro-sustituidas no deseadas;

seguido por mantener la disolución acuosa resultante que comprende ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico a una temperatura de hasta 95º C y ajustar el pH de dicha disolución a un pH que es suficiente para realizar cristalización 10 de ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico en el enfriamiento.

2. El método según la reivindicación 1, en el que se utilizan las etapas (a) , (b) y (c) .

3. El método según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de lavar dicho ácido 2-nitro-4metilsulfonilbenzoico cristalino con disolvente y opcionalmente secar dicho ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico cristalino.

4. El método según la reivindicación 1, en el que en la etapa (a) el pH se ajusta a 3 a 7.

5. El método según la reivindicación 1, en el que en la etapa (b) , el carbono activado está en forma de un polvo o gránulo.

6. El método según la reivindicación 1, en el que en la etapa (b) , la disolución acuosa de ácido 2-nitro-4metilsulfonilbenzoico se hace pasar por una columna empaquetada con carbono activado.

7. Un procedimiento para preparar mesotriona que comprende purificar ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico según el método según la reivindicación 1, convertir este ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico purificado en mesotriona.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en que el ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico purificado se convierte en mesotriona por reacción con 1, 3-ciclohexanodiona.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en que el ácido 2-nitro-4-metilsulfonilbenzoico purificado se convierte 25 primero en el correspondiente cloruro de ácido que se hace reaccionar después con 1, 3-ciclohexanodiona.