PROCESS FOR THE PREPARATION OF QUINOLINE MONOCARBOXYLIC ACID

Abstract: 1. A process for the preparation of a quinoline monocarboxylic acid which is unsubstituted or substituted by one or two halogen atoms, it being possible for the carboxyl group and the halogen atoms to each occupy one of positions 2 to 8 in the quinoline ring, using nitric acid, wherein a mono- or dihalomethyl quinoline which is unsubstituted or substituted by one or two halogen atoms and in which the mono- or dihalomethyl group and the halogen atoms may each occupy one of positions 2 to 8 in the quinoline ring, is threated in 60 to 80 % strength sulphuric acid with 5 to 100 % strength nitric acid at a temperature of from 60 to 140 degrees C.

Description: Verfahren zur Herstellung von Chinolinmonocarbonsäuren Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Chinolinmonocarbonsäuren, ausgehend von Mono- oder Dihalogenmethylchinolinen oder Gemischen aus beiden. Es ist bekannt, dass die Oxidation von Methylehinolinen mit Chromsäure zu den entsprechenden Carbonsäuren rührt (Houben-Weyl 8/3, 392). Methylehinoline lassen sich auch über einen PdCl2-Komplex mit Perhydrol zu Carbonsäuren oxidieren (Synthesis 1974, 819). Ferner können an der Methylgruppe perhalogenlerte Methylchinoline in saurem Milieu leicht zu CarbonsSuren verseift werden (Angew. Chem. 75, 235 (1963)). Vorteilhafter ist es, die Perhalogenierung zu vermeiden und die Mono- bzw. Dihalogenmethylchinoline in die Carbonsäure zu überführen. In alkalischen Medien gelingt dies durch Oxidation von Monohalogenmethylchlnolinen mit Perhydrol (DE-OS 20 25 571). Nach dem Vorschlag der DE-OS 14 18 053 stellt man Benzoesäuren durch Behandeln von Benzylchloriden mit Salpetersäure dar. Dieser Schritt der sauren, oxidativen Hydrolyse ist dagegen bei Mono- bzw. Dihalogenmethylchinolinen nicht bekannt, und diese Methode schien auch nicht anwendbar, da Verbindungen dieser Art als hydrolysebeständig gegen saure medien beschrieben sind (Angew. Chem. 75, 235 (1969); Bull. Chem. Soc. Japan 29, 817 (1958)). 'Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man unsub stituierte oder durch ein oder zwei Halogenatome substi tuierte Chinolinmonocarbonsäuren, wobei die Carboxylgruppe und die Halogenatome jeweils die Positionen 2 bis 8 im Chinolinring einnehmen können, vorteilhaft erhält, wenn man unsubstituierte oder durch ein oder zwei Halogenatome substituierte Mono- oder Dihalogenmethylchinoline, in denen die Mono- oder Dihalogenmethylgruppe und die Halogenatome jeweils die Positionen 2 bis 8 im Chinolinring einnehmen können, in Schwefelsäure mit Salpetersäure behandelt. Als Halogenverbindungen verwendet man zweckmässig jeweils die entsprechenden Brom- und Chlorverbindungen. Vorzugs weise setzt man dabei die Chlorverbindungen um. Man erhält sie z.B. durch Chlorierung der Methylchinoline nach Metho den, wie sie in Houben-Weyl 5/3, 725 f. und 747 f. für stickstoffhaltige Heterocyclen beschrieben sind. Im einzelnen wird das erflndungsgernässe Verfahren z.B. wie folgt durchgeführt: Die reinen Mono- bzw. Dichlormethylchinoline oder vorzugs weise ihre Gemische, wie sie bei der Chlorierung anfallen, wobei beispielsweise auch Anteile von Trichlormethylchino linen enthalten sein können, werden in 10 bis 100 %iger, vorzugsweise 60 bis 80 %iger, Schwefelsäure mit 5 bis 100 %iger, vorzugsweise 30 bis 65 %iger, Salpetersäure in einem Temperaturbereich von 60 bis 1400C, vorzugsweise 100 bis 1200C, für eine Dauer von 5 bis 50 Stunden, insbeson dere 10 bis 30 Stunden, erhitzt. Dabei legt man die Chlorierungsprodukte oder ihre Mischun gen in der 3- bis 20-fachen, vorzugsweise 5- bis l0-fachen, Gewichtsmenge Schwefelsäure vor und gibt bei der entsprechenden Arbeitstemperatur die Salpetersäure in 'der 2- bis 10-facElen, vorzugsweise 3- bis 5-fachen, Mol menge, bezogen auf die Anzahl der Mole der vorhandenen Mono- bzw. Dichlormethylverbindungen, zu. Der Vorteil dieses neuen Verfahrens liegt darin, dass in einer Eintopfreaktion Chlorierungsgemische, unter Vermei dung aufwendiger Trennungen in die Einzelkomponenten, in guter Ausbeute und hoher Reinheit zu Carbonsäuren umge setzt werden. Die Angaben in den Beispielen sind Gewichtsteile. Die Ge mische sind gaschromatographisch bestimmt worden. Die An gaben bei den Säuren und Gemischen sind Gewichtsprozente. Beispiel 1 3,7-Dichlor-8-chinolincarbonsSure 28 Teile 3,7-Dichlor-8-dichlormethylchinolin werden in 160 Teilen 70 %iger Schwefelsäure auf 1000C erhitzt. Inner halb einer Stunde tropft man 20 Teile 65 %iger Salpeter säure zu und rührt 10 Stunden bei 1000C nach. Nach dem Abkühlen wird die Lösung mit 1000 Teilen Wasser versetzt, der ausgefallene Feststoff abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet. Man erhält 23 Teile (95 % der Theorie) 3,7-Dichlor-8-chinollncarbonsäure, Fp. 27800. Beispiel 2 3, 7-Dlchlor-8-chinollncarbonsäure 140 Teile Chlorierungsgemisch, bestehend aus 80 % 3,7-Di chlor-8-dichlormethylchinolin und 20 %, 3,7-Dichlor-8-mono -chlormethylchinolin, werden in 1500 Teilen 80 zeiger Schwefelsäure auf 1000C erhitzt. Ab 600C wird mit der Zu gabe von 250 Teilen 30 %iger Salpetersäure begonnen, wäh rend dabei die Temperatur auf 1000C gesteigert wird. Man 'rührt 20 Stunden bei 1000C nach und arbeitet wie in Bei spiel 1 auf. Es werden 106 Teile (87,5 % der Theorie) 3,7-Dichlor-8-chinolincarbonsäure vom Fp. 278 C erhalten. Beispiel 3 3,7-Dichlor-8-chinolincarbonsäure 56 Teile Chlorierungsgemisch, bestehend aus 70 % 3,7-Di chlor-8-monochlormethylchinolln, 24 % 3,7-Dichlor-8-di chlormethylchinolin und 6 % 3,7-Dlchlor-8-trlchlormethyl- chinolin werden in 300 Teilen 65 %iger Schwefelsäure auf 100 C erhitzt. Innerhalb von 3 Stunden tropft man 40 Teile 65 %ige Salpetersäure zu und rührt anschliessend 12 Stunden bei 1000C nach. Die Aufarbeitung erfolgt analog Bei spiel 1. Dabei erhält man 95 Teile (93 % der Theorie) 3,7-Dichlor-8-chinolincarbonsäure, Fp. 2780C. Analog Beispiel 1 bis 3 werden die Verbindungen 4 bis 8 hergestellt: 4) 3,5-Dichlor-8-chinollncarbonsäure Fp. 131 C 5) 3,6-Dichlor-8-chinolincarbonsäure Fp. 2260C 6) 3, 8-Dichlor-6-chinolincarbonsäure 7) 6,8-Dichlor-2-chinolincarbonsäure Fp. 18900 8) 6-Chlor-8-chinolincarbonsäure Fp. 2250C Beispiel 9 6-Chlor-8-chinolincarbonsäure 26 Teile 6-Ohlor-8-monobrommethylchinolin und 20 Teile 65 fige Salpetersäure werden unter Rühren in 15C Teilen 70 %iger Schwefelsäure 6 Stunden auf 100 C erwärmt. Danach wird abgekühlt und die Reaktionslösung mit 500 Teilen Wasser versetzt. Anschliessend wird mit Natronlauge neutra lisiert und das dabei ausfallende Produkt abgesaugt, gewaschen und getrocknet. Durch Umkristallisieren aus N,N-Dimethylformamid erhält man 16 Teile (77 % der Theorie) 6-Chlor-8-chinolincarbonsäure, Fp. 2250C. Analog Beispiel 9 werden die Verbindungen 10 bis 15 herge stell: 10) 5-Chlor-8-chinolincarbonsäure Fp. 210 C 11) 3,7-Dichlor-6-chinolincarbonsäure Fp. 250 C 12) 7,8-Dichlor-2-chinolincarbonsäure Fp. 202 C 13) 5,7-Dichlor-2-chinolincarbonsäure Fp. 179 C 14) 7-Chlor-8-chinolincarbonsäure Fp. 2440C 15) 7-Chlor-6-chinolincarbonsäure Fp. 195OC

Claims: Patentans p rüche 1. Verfahren zur Herstellung von unsubstituierten oder durch ein oder zwei Halogenatome substituierten Chinolinmonocarbonsäuren, wobei die Carboxylgruppe und die Halogenatome jeweils die Positionen 2 bis 8 im Chinolinring einnehmen können, dadurch gekenn zeichnet, dass man unsubstituierte oder durch ein oder zwei Halogenatome substituierte Mono- oder Dihalogenmethyl-chinoline, in denen die Mono- oder Dihalogenmethylgruppe und die Halogenatome jeweils die Positionen 2 bis 8 im Chinolinring einnehmen können, in Schwefelsäure mit Salpetersäure behan delt. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Chinolinderivate in 10 bis 100 %iger Schwefelsäure mit einem 2- bis 10-fachen molaren überschuss an 5 bis 100 %iger Salpetersäure, bezogen auf die Mono- bzw. DihalogenmethXl-chinoline, in einem Temperaturbereich von 60 bis 1400C umsetzt. 3. Verfahren zur Herstellung der Chinolinmonocarbon säuren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch, bestehend aus den in Anspruch 1 genannten Mono- und Dihalogenmethylchinolinen in Schwefelsäure mit Salpetersäure behandelt. 4. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass man als Halogenverbindungen jeweils die entsprechenden Chlorverbindungen verwendet.

Inventors: HAGEN, HELMUT, DR., MARKERT, JUERGEN, DR.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: C07D215
IPC codes: C07D215