Un proceso para la preparación ecológica de 3,5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo.

Un proceso para la síntesis ecológica de 3,5-dibromo-4-hidroxibenzonitriloque comprende los pasos de:

i) hacer reaccionar 4-hidroxibenzonitrilo en el intervalo de 8,4 a 1260 mmol con un agente de brominación que consiste en un bromuro alcalino/alcalinotérreo y sales de bromato alcalino/alcalinotérreo, donde el contenido de bromuro activo del agente de brominación es de 16,8 a 2524 mmol, bajo agitación continua;

ii)añadir de 0,015 a 3,0 moles de un ácido inorgánico a la mezcla de la reacción obtenida del paso i) bajo agitación durante un periodo de entre 1 y 4 horas a temperatura ambiente;

iii) continuar la agitación durante un periodo de entre 1 y 3 horas; iv) filtrar el sólido del líquido, lavando con agua desionizada y secando el precipitado bajo vacío a una presión de 20,67-22 kPa (155-165 mm Hg).

Un proceso para la preparaciïn ecolïgica de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un proceso mejorado para la preparaciïn ecolïgica de 3, 5-dibromo-4hidroxibenzonitrilo. La presente invenciïn se refiere particularmente a un proceso para la sïntesis de 3, 5-dibromo-4hidroxibenzonitrilo mediante la generaciïn in situ de ïcido hipobromoso (BrOH) .

Estos derivados del bromobenzonitrilo tienen un gran valor econïmico, dado que se ha demostrado que resultan altamente efectivos cuando se aplican para el crecimiento de diversos cultivos. Estos herbicidas controlan por completo la vegetaciïn no deseable con unos ïndices de aplicaciïn relativamente bajos y sin daïar los cultivos, por lo que permite que los cultivos crezcan libremente.

Antecedentes de la invenciïn El uso de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo como herbicida estï bien establecido (R.L. Wain Nature, 1963, 200, 28; K.Carpenter y B.J. Heywood Nature, 1963, 200, 28-29) . Determinados ïsteres de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo, especialmente el octanoato, han sido utilizados de forma generalizada como herbicidas para el control de malas hierbas latifoliadas, en particular en las zonas de cultivo. A pesar de que, por tanto, los ïsteres han demostrado ser altamente efectivos, hasta la fecha se han producido ïnicamente incurriendo en penalizaciones para la productividad, lo que se ve agravado por las caras e incïmodas purificaciones que han sido necesarias.

Auwers y Reis (1896) en un artïculo, Chem. Ber., 1896, 29, 2355-2360, prepararon 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo mediante un procedimiento complejo de cuatro pasos a partir de 4-hidroxibenzaldehïdo, un procedimiento caro que implica la brominaciïn, formaciïn de la aldoxima, deshidrataciïn con formaciïn de acetato concomitante y eliminaciïn hidrolïtica del acetato. El inconveniente del proceso son los mïltiples pasos necesarios para obtener el producto final, lo que hace que el proceso resulte caro.

E. Muller, et al. (1959) , [Chem. Ber. 1959, 92, 2278], han descrito un procedimiento para la brominaciïn de 4hidroxibenzonitrilo con bromo elemental en ïcido acïtico metanïlico. El producto producido mediante este proceso se recuperï poniendo en contacto la mezcla de brominaciïn resultante con sulfito hidrogenado de sodio metanïlico acuoso. El inconveniente del proceso es que se utiliza bromo elemental, que resulta peligroso y difïcil de manejar.

La Patente estadounidense nï 3.349.111, asignada a R.W. Luckenbaugh et al., describe la producciïn de 3, 5dibromo-4-hidroxibenzonitrio o su sal de sodio realizando la brominaciïn con bromo elemental en una suspensiïn acuosa, especialmente cïustica acuosa, seguida de una depuraciïn de cloro. El inconveniente del proceso es que se utiliza bromo elemental, que resulta peligroso y difïcil de manejar. Por otra parte, al tratarse de una reacciïn exotïrmica es necesario enfriar externamente para mantener la temperatura deseada de la mezcla de la reacciïn.

La Patente estadounidense nï 4.349.488, asignada a D. A Dentel, et al., describe la preparaciïn de 3, 5-dibromo-4hidroxibenzonitrilo con bromo lïquido, utilizando clorobenceno como solvente en condiciones de reflujo, a una temperatura aproximada de 134ïC. El bromo lïquido se cargï en el reactor durante un periodo de 1 a 1, 5 horas. El

inconveniente del proceso es que se utiliza bromo elemental, que resulta peligroso y difïcil de manejar. La temperatura era superior a 130ïC y el clorobenceno empleado como solvente es cancerïgeno.

La Patente estadounidense nï 4.436.665, asignada a R.E Sheds, describe la preparaciïn de 3, 5-dibromo-4hidroxibenzonitrilo tanto con bromo lïquido como con bromo y cloro, tanto secuencialmente como al mismo tiempo o con cloruro de bromo preformado o con ïcido hidrobrïmico al 3%. El inconveniente del proceso es el uso de bromo elemental, que resulta peligroso y difïcil de manejar, y se necesitan equipos especiales.

La Patente francesa nï 1.375.311 describe la brominaciïn de hidroxibenzonitrilo en ïcido acïtico, obteniendo 3, 5dibromo-4-hidroxibenzonitrilo con un rendimiento del 60%. La patente sugiere tambiïn que mediante brominaciïn 55 con hipobromito de sodio acuoso se puede obtener el producto con un rendimiento del 78%. El inconveniente del proceso es que el intervalo de rendimiento es del 60-78% y el uso de bromo lïquido en ïcido acïtico es peligroso.

Ramachandraiah et. al, Patente estadounidense nï 6.740.253, describen el proceso para la preparaciïn de reactivos de brominaciïn no peligrosos, haciendo uso de productos intermedios alcalinos del proceso de recuperaciïn del bromo y alcalino/cloro a temperatura ambiente. En este reactivo de brominaciïn, el ratio de bromo frente a bromato se mantuvo en el intervalo de 2:1 a 2, 2: 1, 0. El lïmite de la mencionada patente fue ïnicamente preparar el reactivo de brominaciïn y no revela nada acerca de la preparaciïn de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo.

Ramachandraiah et. al, Patente estadounidense nï 10/449723, describe un proceso mejorado para la preparaciïn de 65 un reactivo de brominaciïn mediante la generaciïn in situ de un agente oxidante mediante la purificaciïn del cloro de la soluciïn de bromo alcalino a temperatura ambiente. En este caso, el ïmbito de aplicaciïn de la invenciïn se Bedekar et. al, Patente estadounidense nï 6.956.142, describen un proceso ecolïgico para la preparaciïn de benceno de bromo, utilizando benceno y el reactivo de brominaciïn a la temperatura de reflujo del benceno. En este caso, el ïmbito de aplicaciïn de la invenciïn se limitaba tambiïn a la preparaciïn de bromobenceno, sin mencionar nada sobre la preparaciïn de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo.

Varshney, et al., Patente india nï 180996, han descrito un proceso mejorado para la sïntesis de 3, 5-dibromo-4hidroxibenzonitrilo (bromoxinilo) a partir de p-cresol, que comprende: i) la brominaciïn de p-cresol para obtener 3, 5dibromo-p-cresol, ii) la oxidaciïn de 3, 5-dibromo-p-cresol para obtener 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzaldehïdo; iii) la oximaciïn de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzaldehïdo para obtener 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzil oxima y iv) la deshidrataciïn de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzil oxima para obtener 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo o bromoxinilo. El inconveniente de la invenciïn es que implica mïltiples pasos, lo que eleva los costes del proceso y lo complica.

Vidyasagar, et al., en un artïculo publicado en Indian Journal of Chemistr y , Section B: (1993) , 32B, 872, describieron una sïntesis en dos pasos de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo a partir de p-cresol. En el primer paso se brominï pcresol con bromo lïquido y en el segundo paso se tratï con nitroetano/NaOAc fundido en AcOH para obtener bromoxinilo. El inconveniente del proceso es el bromo lïquido utilizado para obtener el bromo, que es peligroso y difïcil de manejar. Por otra parte, implica mïltiples pasos y el rendimiento es del 87%.

La tïcnica no divulga hasta la fecha ni enseïa cïmo se puede preparar 3, 5 dibromo-4-hidroxibenzonitrilo haciendo uso de sales inorgïnicas y ïcido mineral. Se documenta por primera vez en la presente invenciïn cïmo se podrïa obtener el producto en ausencia de bromo lïquido peligroso, sin un catalizador y un solvente orgïnico, en condiciones ambiente.

Los pasos implicados en la presente invenciïn son los siguientes: i) el reactivo de brominaciïn soluble con bromo activo evita la necesidad de bromo lïquido peligroso, (ii) la reacciïn avanza hasta completarse sin necesidad de ningïn catalizador, (iii) el proceso emplea ïnicamente agua como medio de dispersiïn y alivia la necesidad de cualquier solvente y catalizador, v) eficiencia mïxima del ïtomo de bromo; y iv) la reacciïn se completa a temperatura ambiente.

Objetivo de la invenciïn El principal objetivo de la presente invenciïn consiste en proporcionar un proceso mejorado para la preparaciïn ecolïgica de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo (bromoxinilo) que evita los inconvenientes anteriormente detallados.

Otro objetivo de la presente invenciïn consiste en evitar el uso de bromo lïquido en la preparaciïn de 3, 5-dibromo-4hidroxibenzonitrilo.

Otro objetivo mïs de la presente invenciïn consiste en obtener una sustituciïn atïmica de alta calidad del bromo en sustratos aromïticos en una reacciïn en fase acuosa.

Otro objetivo mïs de la presente invenciïn consiste en utilizar un agente de brominaciïn soluble en agua y no 45 peligroso, que presente diversos iones de bromuro y bromato para el proceso de brominaciïn.

Otro objetivo mïs de la presente invenciïn consiste en realizar las reacciones en condiciones ambiente. Otro objetivo mïs de la presente invenciïn... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la sïntesis ecolïgica de 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonitriloque comprende los pasos de:

i) hacer reaccionar 4-hidroxibenzonitrilo en el intervalo de 8, 4 a 1260 mmol con un agente de brominaciïn que consiste en un bromuro alcalino/alcalinotïrreo y sales de bromato alcalino/alcalinotïrreo, donde el contenido de bromuro activo del agente de brominaciïn es de 16, 8 a 2524 mmol, bajo agitaciïn continua; ii) aïadir de 0, 015 a 3, 0 moles de un ïcido inorgïnico a la mezcla de la reacciïn obtenida del paso i) bajo agitaciïn durante un periodo de entre 1 y 4

horas a temperatura ambiente; iii) continuar la agitaciïn durante un periodo de entre 1 y 3 horas; iv) filtrar el sïlido del lïquido, lavando con agua desionizada y secando el precipitado bajo vacïo a una presiïn de 20, 67-22 kPa (155-165 mm Hg) .

2. Un proceso como el reivindicado en la reivindicaciïn 1, donde el reactivo de brominaciïn consiste en bromuro alcalino/alcalinotïrreo y sales de bromato alcalino/alcalinotïrreo en un ratio molar de 2:1 a 2.1:1.

3. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la reacciïn de brominaciïn se realiza mediante la adiciïn de un reactivo de brominaciïn sïlido a la soluciïn 20 acuosa que contiene 4-hidroxi benzonitrilo y ïcido inorgïnico.

4. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el ïcido inorgïnico se selecciona del grupo compuesto por ïcido clorhïdrico, ïcido sulfïrico, ïcido nïtrico, ïcido fosfïrico o ïcido perclïrico.

5. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la temperatura de la reacciïn se mantiene en el intervalo d.

2. 35 ïC.

6. Un proceso como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el rendimiento del producto 3, 5-dibromo-4-hidroxibenzonirrilo se encuentra en el intervalo del 91 al 99%.