Brevet FR2375214A1 — publié le 19780721

La présente invention est relative à un procédé de préparation dun halopyridyloxyalcanoate d'alkyle. Les produits préparés par mise en oeuvre du pr-océdé selon la présente invention sont intéressants comme herbicides. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 862 952 décrii la préparation de l'acide 3,5,6-trichloro-2-pyridyloxyacétique par réaction de la 2,3,5,6-tétrachloropyridine sur le paraformaldéhyde et un cyanure de métal alcalin, dansun solvant, de maniere à engendrer le 3,5,6-trichloro-2-pyridyloxyacétonitrile qui est transformé en produit souhaité par hydrolyse acide. Ce procédé souffre de divers inconvénients, notamment un médiocre rende- - ment, un colmatage des conduites et pose des problèmes de sécurité et de pollution de l'environnement. La présente invention a par conséquent plus particulièrement pour objet un procédé de préparation~azun halopyridyloxyalcanoate d'alkyle répondant à la formule de structure générale suivante: dans laquelle X représente un atome dthydrogène, de chlore ou de fluor;Y représente un atome d'hydrogène ou le radical méthyle et R représente un radical alkyle en C1 à C4, caractérisé en ce que l'on fait réagir un halopyridinate de métal alcalin répondant à la formule de structure générale suivante: dans laauelle X possède l-es significations précitées et M représente un atome de sodium ou de potassium, sur un haloalcanoate d'alkyle répondant à la formule de structure générale suivante: dans laquelle Z représente un atome de chlore ou de brome et Y et R sont tels que définis ci-dessus, en présence de sulfoxyde de diméthyle ou de diméthylformamide. Lors de la mise en oeuvre de la réaction d'un 2-pyridinate de métal alcalin sur un haloalcanoate d'aLcyle, il est possible d'obtenir principalement deux produits: O-alkylation N-alkylation souhaitée non souhaitée Elderfield, "Heterocyclic Compounds", Volume I, page 585 (J. Wiley and Sons, 1950) mentionne que lalkylation du sel de sodium de n'importe quelle 2- ou 4-hydroxypyridine engendrè presque exclusivement la N-alkylpyridone et que ceci s'applique à diverses hydroxypyridines comprenant, par exemple, la 2,4-dihydroxy- 3-cyano-6-chloropyridine. Contrairement aux enseignements d'Elderfield, la demanderesse a découvert, non sans surprise, que la réaction d'un halo2-pyridinate de métal alcalin sur un haloalcanoate d'alkyle, comme défini ci-dessus, réalisée en présence d'un solvant choisi parmi le sulfoxyde de diméthyle le diméthylformamide, engendrait le produit de 0-alkylation souhaité avec un bon rendement. Le meilleur rendement en produit souhaité s'obtient en se servant de sulfoxyde de diméthyle qui constitue, par conséquent, le solvant de choix. Les halopyridinates de métaux alcalins que l'on peut utiliser aux fins de la présente invention comprennent les sels de sodium et de potassium des composés suivants: 3,5,6-trichloro2-pyridinol, 3,5-dichloro-6-fluoro-2-pyridinol et 3, 5-dichloro2-pyridinol. Combine haloagoanoates d'alkyle que l'on peut utiliser, on peut citer le chloracétate de méthyle, le bromacétate d'éthyle, le chloracétate de butyle et le 2-chloropropionate de méthyle. On préfère utiliser le chloracétate de méthyle eu égard à l'as- pect économique et au rendement en produit souhaité obtenu. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé on- forme à la présente invention, on mélange l'halopyridinate de métal alcalin et de solvant dans un récipient de réaction et on amène le contenu du récipient à la température de réaction puis on introduit l'haloalcanoate d'alkyle. On réalise habituellement la réaction à une température variant de 25 à 130 C, de préférence, de 75 à 110 C. Le rapport molaire de l'haloalcanoate d'alkyle à l'halo- pyridinate de métal alcalin habituellement utilisé varie de 0,5 à 1,5 et, de préférence, de 1,0 à 1,1. On a constaté que la formation de sous-produits pouvait quelquefois être réduite en mettant le procédé en oeuvre en présence de 2 à 4 % molaires, sur base de l'halopyridinate de métal alcalin, d'un carbonate de métal alcalin, tel que, par exemple, le carbonate de sodium. Au surplus, il est souhaitable de réaliser la réaction sensiblement en l'absence d'eaux L'isolement et la purification du produit souhaité peuvent s'effectuer par mise en oeuvre d'un certain nombre de procédés, comme par extraction, cristallisation ou distillation, ainsi que les spécialistes de la technique le savent parfaitement bien L' halopyridinate de métal alcalin utilisé à titre de matière de départ pour la. mise en oeuvre du procédé selon la présente invention peut se préparer en faisant réagir environ 2 moles d'hydroxyde de sodium ou d'hydroxyde. de potassium sur une pyridine halogénée de la formule suivante: dans laquelle X possède les significations précitées et ' représente un atome de chlore, de fluor ou de brome. La mise en oeuvre du procédé selon la présente inven- tion sera à présent illustrée à l'aide des exemples non limitatifs suivants. EXEMPLE 1 3,5,6-trichloro-2-pyridinyloxyacétate de méthyle A. On a chauffé une solution de 24,2 g (0,1 mole) de 3,5,6-trichlor-2-pyridinate de sodium monohydraté dans 60 g de diméthylformamide et 0,3 g de carbonate de sodium anhydre à 1300C et on a ensuite ajouté 11,5 g (0,106 mole) de chloracétate de méthyle, en l'espace de 4 minutes. On a ensuite maintenu le mélange réactionnel à une température de 1300C pendant 15 minutes, puis on a refroidi le mélange jusqu'à 1000C et on y a graduellement ajouté 150 mi d'eau. On a ensuite refroidi la suspension jusqu'à 250C on l'a filtrée et on a lavé le gâteau de filtration deux fois avec des fractions de 50 ml d'eau.Le séchage à l'air, suivi d'un séchage sous vide, a permis d'obtenir 26,1 g d'un solide de teinte violet pâle possédant un P.F. de 100,5-104 C. On a agité une solution de 24,2 g (0,1 mole) de 3,5,6- trichloro-2-pyridinate de sodium monohydraté dans 60 g de sulfoxyde de diméthyle à 250C, tout en y ajoutant 0,3 g de carbonate de sodium anhydre et 11,5 g (0, 106 mole) de chloracétate de méthyle. Après 20 heures à 250C, on a obtenu une suspension de teinte havane clair, que l'on a lentement ajoutée à 800 ml d'eau, sous agitation. La filtration suivie de deux lavages à l'eau du gâteau, le séchage à l'air et le séchage sous vide ont donné 18,3 g d'un solide presque blanc possédant un P.F. de 104-105 C. Un échantillon analytique recristallisé dans le méthanol possédait un P.F. de 104,5-106 C. Analyse: C H Cl N Calculé pour C8H6Cl3NO3 35,52 2,24 39,32 5,18 Trouvé 35,6 2,31 39,1 5,31 EXEMPLE 2 3,5,6-trichloro-2-pyridyloxyacétate de n-butyle On a chauffé un mélange de 24,2 g (0,1 mole) de 3,5,6-trichloro-2-pyridinate de sodium monohydraté, de 0,3 g de carbonate de sodium et de 60 g de sulfoxyde de diméthyle jusqu'à 110 C et on y a ensuite ajouté 16,0 g (0,105 mole) de chloracétate de n-butyle, en l'espace de 10 minutes. Après 40 minutes à 110 C, on a versé la suspension qui s'était formée dans 150 mi d'eau froide. On a extrait la suspension deux fois avec 30 ml de chloroforme. On a réuni les extraits chloroformiques et on les a lavés deux fois avec 30 ml de chloroforme.On a réuni les extraits chlo roòrmiques et on les a lavés avec 100 ml d'eau. La concentration de la phase chloroformîque à 60 C/1 mm de Hg a permis d'obtenir une huile de teinte violet pale qui se solidifia par refroidissement; 27,4 g, P.F. 55,5-56,5 C. L'analyse par chromatographie en phase gazeuse-liquide a montré que le produit était constitué de 95,6 % de 3,5,6-trichloro-2-pyridyloxyacétate de n-butyle, de 3,2% d'isomère-du type pyridone N-substituée et de 1,10 d'impuretés oligomères. La recristallisation dans du méthanol, suivie d'un séchage, a permis obtenir un solide duveteux blanc possédant un ~ P.. de 57,9-60,2 . Analyse: C H Cl N Calculé pour C11C12Cl3NO3 42,27 3,87 34,02 4;48 Trouvé 42,3 3,86 34,0 4,55 EXEMPLE 3 2-(3,5,6-trichloro-2-pyridyloxy)propionate d'éthyle On a chauffé une solution de 24,2 g (0,1 mole) de 3,5,6-trichloro-2-pyridinate de sodium monohydraté dans -60 g de sulfoxyde de diméthyle, à 800C, sous agitation et on y a ajouté 0,3 g de carbonate de sodium anhydre. On a ensuite ajouté 19,2 g (0,106 mole) de 2-bromopropionate d'éthyle, en l'espace de 45 minutes et on a poursuivi le chauffage-du mélange à 80 C pendant 1,5 heure. On a dilué le mélange réactionnel avec del'eau, on l'a neutralisé jusqu'à un pH de 6 avec de l'acide chlorhydrique concentré et on l'a extrait au chlorure de méthylène. L'élimination du solvant sous vide a permis d'obtenir 30,0 g d'une huile de teinte ambre. Les analyses par chromatographie en phase gazeuse-liquide et par résonnance magnétique nucléaire ont montré que l'huile contenait environ 3,0% d'impuretés volatiles, 0,32% d'isomère du type pyridone N-substituée, le reste étant formé de 2-(3,5,6-trichloropyridyloxy) propionate d'éthyle. La distillation d'une fraction aliquote de lester brut à travers une colonne de Vigreux de 15 cm a permis d'obtenir une huile incolore, P.E. 126-127 C/1,0 mm. Hg, N# 1,5281 qui montra un pic unique à l'analyse parcbromatographie en phase gazeuseliquide et dont l'analyse par résonance magnétique nucléaire ne permit pas de déceler d'impuretés. Analyse : C H Cl N Calculé pour C10H10Cl3NO3 40,23 3,38 35,62 4,69 Trouvé 40,3 3,34 35,3 4,70 EXEMPLE 4 3,5-dichloro-6-fluoro-2-pyridyloxy-acétate d'isopropyle On a chauffé une solution de 18,4 g (0,1 mole) de 3,5-dichloro-2,6-difluoropyridine dans 50 g de sulfoxyde de diméthyle jusqu'à 82 C et on l'a maintenue à cette température, tout en ajoutant 16,4 g (0,205 mole) d'une solution aqueuse a 50% d'hydroxyde de sodium, en l'espace de 20 minutes. Après 45 minutes supplémentaires de chauffage et d'agitation, on a chassé l'eau sous vide jusqu'à une température de tête de 100 C/ 25 mm de Hg. On a agité la solution de 3,5-dichloro-6-fluoro-2- pyridinate de sodium dans le sulfoxyde de diméthyle, préparée ci-dessus, jusqu'à 900C, tout en y introduisant 14,5 g (0,106 mole) de chloracétate d'isopropyle, en l'espace de 10 minutes. Après une durée de réaction totale de 1,5 heure à 90 C, on a refroidi la suspension, on l'a acidifiée jusqu'à un pH d'environ 6 avecde l'acide chlorhydrique concentré, on l'a diluée avec 100 ml d'eau et on l'a extraite avec 100 ml de chloroforme. On a ensuite entrepris une extraction crossée de chaque phase par de l'eau fraîche et du chloroforme et on a filtré les couches organiques réunies de façon à en éliminer une faible quantité de matière insoluble. L'élimination des solvants et la distillation ont permis d'obtenir 20 g d'un distillat bouillant à 114-116 C/mm. Une coupe centrale destinée à l'analyse présenta un n# 1,5007. il subsista environ 4 g de résidu qui contenait 3,5 g de 3,5- dichloro-6-fluoro-2-pyridyloxyacétate d'îsopropyle et 0,5 g de pyridone-N-substituée isomère. Le rendement en produit souhaité était de 86 sur base de la 3,5-dichloro-2,6-difluoropyridine. L'analyse par chromatographie en phase gazeuse-liquide de la cou- pe centrale n'a montré qu'un pic unique. On n'a pas pu mettre d'impuretés en évidence par l'analyse de résonance magnétique nucléaire. Analyse C H Cl N Calculé pour C10H10Cl2FNO3 42,57 3,57 25,13 4,97 Trouvé 42,6 3,60 25,2 4,96 EXEMPLE 5 2-(3,5-dichloro-2-pyridyloxy)propionate de méthyle On a préparé du 3,5-dichloro-2-pyridinate de potassium de la manière suivante: on a chauffé une solution de 18,3 g (0,1 mole) de 2,3,5-trichloropyridine dans 50 g de sulfoxyde de diméthyle jusqu'à 1100C et on y a ajouté, en l'espace de 10 minutes, 2624 g (0,24 mole) d'une solution aqueuse à 50% d'hydroxyde de potassium. On a chauffé le mélange jusqu'à 120 C pendant 3 heures et on l'a ensuite distillé sous vide de manière à chasser l'excès d'eau, un total de 14,7 g de sulfoxyde de diméthyle et d'eau étant ainsi éliminés. A la solution de 3,5-dichloro-2-pyridinate de potassium dans le sulfoxyde de diméthyle préparée ci-dessus, on a ajouté 14,7 g (o,i mole) de 2-chloropropionate de métnyle- à 94%, en l'es- pace de 10 minutes et à une température de 80-93 C. On a ensuite chauffé le mélange à 800C pendant 1,5 heure On a refroidi la suspension ainsi obtenue, on l'a diluée avec 100 ml d'eau, on l'a acidifiée jusqu'à un pH d'environ 6 avec de l'acide chlorhydrique concentré et on l'a extraite par 50 ml de chlorure de méthylène. On a séparé la couche inférieures on l'a lavée à l'eau et on l'a séchée avec 0,5 g de sulfate de sodium anhydre. La concentration sous vide à 100 C/2,0 mm de Hg, a permis d'obtenir 22f5 g de résidu, n# 1,5465. L'analyse par chromatographie en phase gazeuse-liquide et la résonance magnétique nucléaire ont montré que ce produit contenait 32% de 2-(3,5-dichloro-2-pyridyloxy)-pro pionate de méthyle (7,2 g, 0,029 mole; rendement: 29%) et 66% de pyridone isomère 3,5-dichloro-2-oxo-1(2H)-pyridine-2-propionate de méthyle). Pour confirmer les structures, on a traité les esters mélangés par 16,0 g (0,20 mole) dshydroxyde de sodium à 50% dans 15 ml d'eau et on a porté le tout au reflux pendant 0,5 heure afin d'hydrolyser les esters. Après refrordissement et acidification à l'aide d'acide chlorhydrique concentré jusqu'à un pH de 2,-l'huile précipitée initiale se solidifia graduellement. On a séparé le produit ainsi obtenu par filtration. Le séchage à l'air a permis d'obtenir 21,3 g des acides mélangés possédant un P.F. de 165-1950C. La cristallisation fractionnée dans du méthanol avec addition successive d'eau aux filtrats a permis d'obtenir un acide possédant un P.F. de 125,0-126,8 C, dont l'analyse par résonance magnétique nucléaire, par chromatographie en phase gazeuse-liquide et par spectroscopie infra-rouge a montré qu'il était constitué à plus de 99% par l'acide 2-(3,5-dichloro-2-pyridyloxy)-pro- pionique. Analyse: C H Cl N Calculé pour C8H7Cl2NO3 40,71 2,99 30,03 5,93 Trouvé 40,7 3,02 30,0 6,05 Par fractionnement, on a isolé, sous forme de constituant le moins soluble, un solide blanc sous un point de fusion de 211,0-211,6 C dont l'analyse par chromatographie en phase gazeuse-liquide a montré qu'il était constitué à raison de plus de 98% par l'acide 3,5-dichloro-2-oxo-1(2H)-pyridine-2-propioni- que isomère Analyse: C H Cl N Calculé pour C8H7Cl2NO3 40,71 2,99 30,03 5,93 Trouvé 40,9 3,06 29,7 6,04. REVENDICATIONS 1.- Procédé de préparation d'un ahlopyridyloxyalcanoate d'alkyle répondant à la formule de structure générale suivante: dans laquelle X représente un atome d'hydrogène, de chlore ou de fluor; Y représente un atome dthydrogène ou le radical méméthyle et R représente un radical alkyle en C1 à C4, caractérisé en ce que l'on fait réagir un halopyridinate de métal alcalin répondant à la formule de structure générale suivante: dans laquelle X possède les significations précitées et M représente un atome de sodium ou de potassium, sur un haloalcanoate d'alkyle répondant à la formule de structure générale suivante:: dans laquelle Z représente un -atome de chlore ou du brome et Y et R sont tels que définis ci-dessus, en présence de sulfoxy- de de diméthyle ou de diméthylformamide. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise la réaction à une température qui varie de 25 à 130 C. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on réalise la réaction à une température qui varie de 75 à 11O0C. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on réalise la réaction en présence de 2 à 4 pourcent molaires d'un carbonate de métal alcalin, sur base de 1'halopyridinate de métal alcalin. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le carbonate de métal alcalin est le carbonate de sodium. 6.- Pyridyloxyalcanoate d'alkyle obtenu par mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.