[发明专利]对卤代4-氨基吡啶-2-甲酸进行电化学还原的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及对卤代4-氨基吡啶-2-甲酸进行选择性电化学还原的改进方 法。

背景技术

美国专利6,352,635B2描述了通过电化学还原某些3，5-二卤代-4-氨基吡 啶-2-甲酸衍生物来制备某些除草剂3-卤代-4-氨基吡啶-2-甲酸衍生物的方 法。在该方法中，银阴极要么通过在2％氢氧化钠和1％氯化钠存在下进行阳 极化(anodization)来活化，要么在待还原的起始物质和1-3wt％过量NaOH的存 在下被阳极化。然而，由于钝化，通常有必要通过在电解液(electrolyte)存在 下进行阳极化而对阴极进行再活化，从而完成批次。一种活化阴极使其更能 抵抗钝化的改进方法将是期望的。

发明内容

现在已经发现，通过在待还原的起始物质、过量碱金属氢氧化物和 0.5-4wt％碱金属氯化物、溴化物或硫酸盐的存在下活化阴极，使反应速度更 快、电流效率(current efficiency)更高并且不需要对阴极进行再活化而完成批 次。更具体地，本发明涉及用于制备式I所示4-氨基-3-卤代吡啶-2-甲酸的改 进方法，

其中：

X表示Cl或Br，

Y表示H、F、Cl、Br或C₁-C₄烷基，条件是当X为Cl，Y不是Br，以及

R独立地表示H或C₁-C₄烷基，

在所述方法中，使直流电流或交流电流从阳极经过式II所示的4-氨基 -3，5-二卤代吡啶-2-甲酸的溶液到达阴极，相对于Ag/AgCl(3.0M Cl^-)参比电 极，阴极电势为-0.4至-1.7伏，

其中，

X、Y和R如前述所定义，并且

其中，

两个X都为Cl或Br，

改进方法的特征在于在式II所示的4-氨基-3，5-二卤代吡啶-2-甲酸、过量 碱金属氢氧化物和0.5-4wt％碱金属氯化物、溴化物或硫酸盐的存在下对阴极 进行活化。

本发明涉及用于对4-氨基-3，5-二卤代吡啶-2-甲酸的5位卤素取代基进行 选择性电化学还原的改进方法。本发明所使用的术语“卤素(halogen)”或“卤 代(halo)”是指Cl或Br。碱金属是指锂、钠、钾、铷和铯，钠和钾是优选的。

对4-氨基-3，5-二卤代吡啶-2-甲酸进行还原所涉及的反应可描述如下：

A)中和反应：

B)阴极反应：

C)阳极反应：

2(OH^-)→1/2O₂+H₂O+2e^-

D)总反应：

通过如下方式回收羧酸：对反应混合物进行酸化，然后通过常规技术回 收产物。

所期望的电解还原反应是通过本领域公知的技术进行的。通常，将起始 物质4-氨基-3，5-二卤代吡啶-2-甲酸溶解在溶剂中，形成电解液，将所述电解 液加入电解池(electrolytic cell)中，与此同时使充足的电流通过电解液，直到 达到所期望的还原程度。

本领域技术人员应该理解的是，芳基溴化物的还原电势比相当的芳基氯 化物的电势高0.5伏(负性程度较低)。溴将始终被首先还原掉。因此，当X为 Cl时，Y不能是Br。

电解池的设计是可变化的。电解可分批进行，或以连续或半连续的方式 进行。电解池可以是含有电极的搅拌槽(stirred tank)，或是任何常规设计的流 动池(flow cell)。在一些情况下，希望采用隔板将所述池分成单独的阳极室和 阴极室。有用的隔板材料的例子为各种阴离子和阳离子交换膜、多孔聚四氟 乙烯(porous Teflon)、石棉和玻璃。尽管使用三个电极(其中阴极的电势相对 于参比电极而控制)是优选的，但可选择地仅利用两个电极(阳极和阴极)进行 电解，控制电解池的电流、电解池的电压，或对电解池的电流和池电压都进 行控制。为了方便起见，优选使用3-电极未分隔的电解池，其中电解液既用 作阴极电解液又用作阳极电解液。