Verfahren zur Herstellung von Arylisocyanid-dihalogeniden
Arylisocyanid-dihalogenide sind in der Literatur bereits vereinzelt beschrieben worden. So lässt sich Phenylisocyanid-dichlorid nach den Angaben in Ber. 7, 1228 durch Chlorierung von Phenylsenföl in relativ guter Ausbeute herstellen. Jedoch entsteht bei diesem Verfahren stets Schwefeldichlorid als lästiges Nebenprodukt entsprechend nachfolgendem Formelschema:
EMI1.1
Dieses Verfahren lässt sich aber bei kernsubstituierten Arylsenfölen nicht mehr so glatt durchführen, da hierbei Nebenreaktionen (Kernchlorierung, Bildung dimerer Anlagerungsverbindungen) auftreten.
Die Anlagerung von Halogen an Arylisocyanide verläuft zwar glatt, doch ist der Umgang mit den giftigen und übelriechenden, sowie relativ instabilen Arylisocyaniden in der Praxis ein Nachteil.
Aus der Literatur (Am. Soc. 44, 2896) ist weiter bekannt, dass bei der Chlorierung von Formylanilin in Chloroform in Gegenwart von Thionylchlorid ein Gemisch von Phenyl-, p-Chlorphenyl-, Dichlorphenylisocyanid-dichlorid und 2,4-Dichlorformanilid entsteht.
Es wurde nun gefunden, dass man überraschenderweise in einheitlicher Reaktion und in sehr guten Ausbeuten Arylisocyanid-dihalogenide erhält, wenn man ein beliebiges N-Arylformamid in überschüssigem Thionylhalogenid mit einem Halogenierungsmittel umsetzt. Man arbeitet dabei zweckmässigerweise bei einer Temperatur unterhalb 250. Das im Überschuss verwendete Thionylhalogenid, z. B.
Thionylchlorid oder Thionylbromid kann nach der Reaktion durch Destillation abgetrennt und für weitere Ansätze erneut verwendet werden.
Die entstehenden Arylisocyanid-dihalogenide sind im allgemeinen farblose oder leicht gelb gefärbte Öle und können durch Destillation gereinigt werden.
Für die erfindungsgemässe Reaktion geeignete Arylformamide sind z. B. Formylanilin, Formyltoluidine, halogenierte Arylformamide wie
N-(4-Chlorphenyl)-formamid, N-(3 ,4-Dichlorphenyl)-formamid,
N-(4-Nitrophenyl)-formamid,
N-(4-Methoxyphenyl)-formamid und
N-(a-Naphthyl)-formamid, Arylformamide mit Sulfon- oder substituierten Sulfonamidgruppen, Bisformamide, die sich von Phenylendiaminen, Benzidin und seinen Derivaten ableiten und dergleichen.
Die Arylisocyanid-dihalogenide sind wertvolle Zwischenprodukte für weitere Synthesen, vor allem auf dem Pflanzenschutz- und Heilmittel-Sektor.
Beispiel 1
77,5 g N-(p-Chlorphenyl)-formamid werden unterhalb 100 in eine Lösung von 67,5 g Sulfurylchlorid in 150 ml Thionylchlorid eingetragen. Nach kurzer Zeit entsteht ein dicker Kristallbrei, der sich allmählich wieder verflüssigt. Zur Vervollständigung der HCl- und SO2-Abspaltung rührt man etwa 10 bis 15 Stunden bei Zimmertemperatur nach, destilliert das überschüssige Thionylchlorid ab und fraktioniert den Rückstand im Vakuum. Man erhält hierbei 89 g (= 86 S der Theorie) p-Chlorphenylisocyanid-dichlorid vom Siedepunkt Kp.,,: 110-1130.
Beispiel 2
30 g Formanilid werden unter Eiskühlung bei 5-10 in eine Lösung von 40 g Brom in 100 ml Thionylchlorid eingerührt. Nach vorübergehender Lösung entsteht ohne nennenswerte Temperaturerhöhung ein dicker Kristallbrei, der sich nach kurzer Zeit wieder verflüssigt. Man rührt 20 Stunden nach, destilliert überschüssiges Thionylchlorid ab und erhält nach einem kurzen Zwischenlauf 30 g (= 46 % der Theorie) Phenylisocyanid-dibromid vom Siedepunkt Kp 128129O.
Beispiel 3
190 g N-(3,4-Dichlorphenyl)-formamid werden unterhalb 100 in eine Lösung von 135 g Sulfurylchlorid in 500 ml Thionylchlorid eingerührt. Man lässt die Temperatur auf Zimmertemperatur ansteigen, rührt 20 Stunden zur Vertreibung des entstehenden Schwefeldioxyds und Chlorwasserstoffs nach, destilliert das überschüssige Thionylchlorid ab und destilliert den Rückstand im Vakuum. Hierbei erhält man 198 g (= 81% der Theorie) 3,4-Dichlorphenylisocyanid-dichlorid vom Siedepunkt Kp.,,: 157-162 .
Beispiel 4
2020 g N-(p-Chlorphenyl)-formamid werden unter Kühlung bei 10-15 portionsweise im Verlauf vom 6-7 Stunden in 3,5 Liter Thionylchlorid eingetragen.
Während dieser Zeit werden gleichzeitig etwa 1400 g (theor. benötigte Menge) Chlor eingeleitet. Anschlie ssend rührt man noch 4 Stunden nach, destilliert darauf das überschüssige Thionylchlorid ab und fraktioniert den Rückstand (2830 g) im Vakuum. Hierbei erhält man 1845 g (= 682 der Theorie) p-Chlorphenylisocyaniddichlorid und als Nachlauf 516 g Dichlorphenylisocyaniddichlorid (Kp.35 131-137 ).
Nachdem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren können ausserdem noch die folgenden Arylisocyaniddihalogenide hergestellt werden:
EMI2.1
<tb> <SEP> Reaktionsprodukt <SEP> Reaktionstemperatur <SEP> Kp. <SEP> Ausbeute
<tb> <SEP> c
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> y)-N=CCl2 <SEP> 10-15 <SEP> 104-106 /10 <SEP> 86,7
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> Cl-N=CCl2 <SEP> 15-20 <SEP> 126-132 /10 <SEP> 85,5
<tb> C1
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> Ü)N=CCl2 <SEP> 15-20 <SEP> 128-135 /12 <SEP> 78,4
<tb> <SEP> Cl
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> Cl <SEP> RN=CCl2 <SEP> 35-40 <SEP> 162-165 /16 <SEP> 81
<tb> <SEP> C1
<tb> O2N < N=CC12 <SEP> 55-60 <SEP> 128-1290/Q6 <SEP> 6 <SEP> 54
<tb> <SEP> Cl <SEP> C1
<tb> <SEP> y¸N=CCl2 <SEP> 15-20 <SEP> 142-149 /14 <SEP> 73,5
<tb>
EMI3.1
<tb> <SEP> Reaktionsprodukt <SEP> Reaktionstemperatur <SEP> Kp.
<SEP> Ausbeute
<tb> <SEP> c
<tb> <SEP> CH5
<tb> Cl-O-N <SEP> = <SEP> C <SEP> Cl2 <SEP> 15-20 <SEP> 121-1230/10 <SEP> 96,6
<tb> <SEP> CF3
<tb> C1 <SEP> 99 <SEP> N <SEP> = <SEP> C <SEP> C] <SEP> 2 <SEP> 15-20 <SEP> 104-110 /10 <SEP> 78,3
<tb> <SEP> N=CCl2 <SEP> 20-25 <SEP> 183-1900/14 <SEP> 20
<tb> <SEP> ¸)
<tb>
Process for the preparation of aryl isocyanide dihalides
Aryl isocyanide dihalides have already been described in isolated cases in the literature. So can phenyl isocyanide dichloride according to the information in Ber. 7, 1228 produced by chlorination of phenyl mustard oil in relatively good yield. However, this process always produces sulfur dichloride as an annoying by-product according to the following equation:
EMI1.1
However, this process can no longer be carried out so smoothly with ring-substituted aryl mustards, since side reactions (core chlorination, formation of dimeric addition compounds) occur.
The addition of halogen to aryl isocyanides proceeds smoothly, but handling the poisonous, foul-smelling and relatively unstable aryl isocyanides is a disadvantage in practice.
It is also known from the literature (Am. Soc. 44, 2896) that the chlorination of formylaniline in chloroform in the presence of thionyl chloride produces a mixture of phenyl, p-chlorophenyl, dichlorophenyl isocyanide dichloride and 2,4-dichloroformanilide.
It has now been found that, surprisingly, aryl isocyanide dihalides are obtained in a uniform reaction and in very good yields if any N-arylformamide is reacted with a halogenating agent in excess thionyl halide. It is expedient to work at a temperature below 250. The thionyl halide used in excess, for. B.
Thionyl chloride or thionyl bromide can be separated off by distillation after the reaction and used again for further batches.
The aryl isocyanide dihalides formed are generally colorless or slightly yellow oils and can be purified by distillation.
Arylformamides suitable for the reaction according to the invention are e.g. B. formylaniline, formyltoluidines, halogenated arylformamides such as
N- (4-chlorophenyl) -formamide, N- (3, 4-dichlorophenyl) -formamide,
N- (4-nitrophenyl) formamide,
N- (4-methoxyphenyl) formamide and
N- (a-naphthyl) -formamide, arylformamides with sulfonic or substituted sulfonamide groups, bisformamides derived from phenylenediamines, benzidine and its derivatives and the like.
The aryl isocyanide dihalides are valuable intermediates for further syntheses, especially in the crop protection and medicinal products sector.
example 1
77.5 g of N- (p-chlorophenyl) formamide are added below 100 to a solution of 67.5 g of sulfuryl chloride in 150 ml of thionyl chloride. After a short time, a thick crystal pulp is created, which gradually liquefies again. To complete the elimination of HCl and SO2, the mixture is subsequently stirred for about 10 to 15 hours at room temperature, the excess thionyl chloride is distilled off and the residue is fractionated in vacuo. This gives 89 g (= 86 S of theory) of p-chlorophenyl isocyanide dichloride with a boiling point of boiling point: 110-1130.
Example 2
30 g of formanilide are stirred into a solution of 40 g of bromine in 100 ml of thionyl chloride while cooling with ice at 5-10. After a temporary dissolution, a thick crystal slurry is formed without any appreciable increase in temperature, which liquefies again after a short time. The mixture is stirred for 20 hours, excess thionyl chloride is distilled off and, after a short intermediate run, 30 g (= 46% of theory) of phenyl isocyanide dibromide with a boiling point of bp 128129O are obtained.
Example 3
190 g of N- (3,4-dichlorophenyl) formamide are stirred below 100 into a solution of 135 g of sulfuryl chloride in 500 ml of thionyl chloride. The temperature is allowed to rise to room temperature, the mixture is stirred for 20 hours to drive off the sulfur dioxide and hydrogen chloride formed, the excess thionyl chloride is distilled off and the residue is distilled in vacuo. This gives 198 g (= 81% of theory) of 3,4-dichlorophenyl isocyanide dichloride with a boiling point of boiling point: 157-162.
Example 4
2020 g of N- (p-chlorophenyl) formamide are added in portions to 3.5 liters of thionyl chloride over a period of 6-7 hours while cooling at 10-15.
During this time, about 1400 g (theoretically required amount) of chlorine are introduced at the same time. The mixture is then stirred for a further 4 hours, the excess thionyl chloride is then distilled off and the residue (2830 g) is fractionated in vacuo. This gives 1845 g (= 682 of theory) of p-chlorophenyl isocyanide dichloride and 516 g of dichlorophenyl isocyanide dichloride (boiling point 35 131-137) as a tail.
Using the method described in Example 1, the following aryl isocyanide dihalides can also be prepared:
EMI2.1
<tb> <SEP> reaction product <SEP> reaction temperature <SEP> bp <SEP> yield
<tb> <SEP> c
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> y) -N = CCl2 <SEP> 10-15 <SEP> 104-106 / 10 <SEP> 86.7
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> Cl-N = CCl2 <SEP> 15-20 <SEP> 126-132 / 10 <SEP> 85.5
<tb> C1
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> Ü) N = CCl2 <SEP> 15-20 <SEP> 128-135 / 12 <SEP> 78.4
<tb> <SEP> Cl
<tb> <SEP> C1
<tb> <SEP> Cl <SEP> RN = CCl2 <SEP> 35-40 <SEP> 162-165 / 16 <SEP> 81
<tb> <SEP> C1
<tb> O2N <N = CC12 <SEP> 55-60 <SEP> 128-1290 / Q6 <SEP> 6 <SEP> 54
<tb> <SEP> Cl <SEP> C1
<tb> <SEP> y¸N = CCl2 <SEP> 15-20 <SEP> 142-149 / 14 <SEP> 73.5
<tb>
EMI3.1
<tb> <SEP> reaction product <SEP> reaction temperature <SEP> Kp.
<SEP> yield
<tb> <SEP> c
<tb> <SEP> CH5
<tb> Cl-O-N <SEP> = <SEP> C <SEP> Cl2 <SEP> 15-20 <SEP> 121-1230 / 10 <SEP> 96.6
<tb> <SEP> CF3
<tb> C1 <SEP> 99 <SEP> N <SEP> = <SEP> C <SEP> C] <SEP> 2 <SEP> 15-20 <SEP> 104-110 / 10 <SEP> 78.3
<tb> <SEP> N = CCl2 <SEP> 20-25 <SEP> 183-1900 / 14 <SEP> 20
<tb> <SEP> ¸)
<tb>