CH648541A5 - PREPARATION OF 1,1-DICHLOR-4-METHYL-1,3-PENTADIEN. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von l,l-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien, bei dem Chloral und Isobutylen umgesetzt werden, dann das erhaltene 1,1,1-Trichlor-2-hydroxy-4-methyl-3-penten der Formel I The invention relates to a process for the preparation of l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene, in which chloral and isobutylene are reacted, then the 1,1,1-trichloro-2-hydroxy-4-methyl obtained -3-pentene of the formula I.
°\ ° \
C1~C C1 ~ C
OH OH
-L- -L-
er he
CH S C - CH, CH S C - CH,
CH, CH,
mit Thionyl-chlorid, vorteilhaft in der Gegenwart eines Katalysators, ohne Lösungsmittel oder in einem indifferenten Lösungsmittel zur Reaktion gebracht und schliesslich das so erhaltene l,l,l,4-Tetrachlor-4-methyl-2-penten zum 1,1-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien reduziert wird. reacted with thionyl chloride, advantageously in the presence of a catalyst, without solvent or in an inert solvent and finally the l, l, l, 4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene thus obtained to 1,1-dichloro -4-methyl-1,3-pentadiene is reduced.
Das l,l-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien ist das Schlüsselintermediär der Synthese von Cyclopropan-carbonsäure-estern. Nach einer Variante der zu seiner Herstellung bekannten Verfahren wird es aus dem durch die Addition von 2-Methyl-3-buten-2-ol und Chloroform entstehenden 1,1,1-Trichlor-4-methyl-4-hydroxy-pentan durch Wasser-, später Salzsäureelimination bzw. in umgekehrter Reihenfolge durch Dehydrohalogenisierung und Dehydratisierung hergestellt (deutsche Bekanntmachungsschriften Nr. 2 536 503, 2 536 504 und 2 616 528). Der Nachteil der Verfahren besteht darin, dass die bei der Chloroformtelomerisation entstehende Verbindung in einer Menge von etwa 15-20% durch das Isomer verunreinigt wird, das die Trichlormethyl-gruppe nicht am Kettenende enthält. Dieser Stoff kann mit physikalischen Methoden nicht getrennt werden, und die daraus entstehenden Produkte führen bei der Reinigung des The l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene is the key intermediate in the synthesis of cyclopropane-carboxylic acid esters. According to a variant of the processes known for its production, it becomes from the 1,1,1-trichloro-4-methyl-4-hydroxy-pentane formed by the addition of 2-methyl-3-buten-2-ol and chloroform by water -, later hydrochloric acid elimination or in reverse order by dehydrohalogenation and dehydration (German publication no. 2 536 503, 2 536 504 and 2 616 528). The disadvantage of the processes is that the compound formed in the chloroform telomerization is contaminated in an amount of about 15-20% by the isomer which does not contain the trichloromethyl group at the chain end. This substance cannot be separated using physical methods, and the resulting products result in the cleaning of the
35 wertvollen Cyclopropan-carbonsäure-esters zu erheblichen Verlusten. 35 valuable cyclopropane-carboxylic acid esters to considerable losses.
In den letzten Jahren wurden einige Verfahren ausgearbeitet, mit denen bei einer Temperatur von 400-500 °C in einem Rohrreaktor mit kontinuierlichem Betrieb 1,1-Dichlor-40 4-methyl-l,3-pentadien hergestellt werden kann. Bei diesen Verfahren wird als Ausgangsstoff Isobutylen eingesetzt, das in der Gegenwart von Peroxidkatalysatoren entweder mit Trichloräthylen oder mit 1,1-Dichlor-äthylen umgesetzt wird (britische Patentschrift Nr. 1 532 676; deutsche Offenle-45 gungsschrift Nr. 2 629 868). Der Nachteil der Methode besteht in erster Linie darin, dass die so hergestellten Produktgemische das Zielprodukt nur in einer Menge von etwa 5-10% enthalten. In recent years, a number of processes have been developed with which 1,1-dichloro-40 4-methyl-1,3-pentadiene can be produced at a temperature of 400-500 ° C. in a tube reactor with continuous operation. In these processes, isobutylene is used as the starting material, which is reacted with either trichlorethylene or with 1,1-dichloroethylene in the presence of peroxide catalysts (British Patent No. 1,532,676; German Offenlegungsschrift No. 2,629,868). The main disadvantage of the method is that the product mixtures produced in this way only contain the target product in an amount of about 5-10%.
Eine technisch einfache und im Hinblick auf die Grund-50 stoffe die billigste Art der Herstellung des Zielprodukts ist das Verfahren nach FARKAS (J. Farkas, P. Kohrim, F. Sorm: Coll. Czech. Chem. Commun. 24 2230, 1959; deutsche Offenlegungsschrift Nr. 2 616 681), wobei das bei der «Prins»-Reaktion von Isobutylen und Chloral entstehende 55 l,l,l-Trichlor-2-hydroxy-4-methyl-penten-3 und -4 Isomergemisch der Ausgangsstoff ist. Aus diesem Isomergemisch wird durch O-Azetylierung, Zn-essigsäure Reduktion, Elimination und schliesslich Isomerisierung l,l-Dichlor-4-methyl-1,3-pentadien hergestellt. Der grösste Nachteil des Verfah-eo rens besteht darin, dass für die reduktive Acetoxyelimination sehr viel - und recht teurer - Zink erforderlich ist. A technically simple and, in terms of the base 50 materials, the cheapest way of producing the target product is the method according to FARKAS (J. Farkas, P. Kohrim, F. Sorm: Coll. Czech. Chem. Commun. 24 2230, 1959; German Offenlegungsschrift No. 2 616 681), the 55 l, l, l-l-trichloro-2-hydroxy-4-methylpentene-3 and -4 isomer mixture which is formed in the “Prins” reaction of isobutylene and chloral being the starting material . This isomer mixture is used to produce l, l-dichloro-4-methyl-1,3-pentadiene by O-acetylation, Zn-acetic acid reduction, elimination and finally isomerization. The main disadvantage of the process is that very much - and quite expensive - zinc is required for the reductive acetoxy elimination.
Die Grundlage des erfmdungsgemässen Verfahrens bildet die Erkenntnis, dass in der «Prins»-Reaktion bei der mit Thionyl-chlorid erfolgenden Chlorierung von dem aus einfa-6s chen Grundstoffen gut herstellbaren l,l,l-Trichlor-2-hydro-xy-4-methyl-3-penten die Schwefeldioxidelimination des Zwischenprodukts mit einer Alkylumlagerung einhergeht und in der Reaktion quantitativ 1,1,1,4-Tetrachlor-4- The basis of the process according to the invention is the knowledge that in the “Prins” reaction in the chlorination using thionyl chloride, the l, l, l-l-trichloro-2-hydro-xy-4 that is easy to produce from simple raw materials -methyl-3-pentene the sulfur dioxide elimination of the intermediate product is accompanied by an alkyl rearrangement and in the reaction quantitative 1,1,1,4-tetrachloro-4-
3 3rd
648541 648541
methyI-2-penten entsteht, das mit üblichen Reduktionsmethoden mit fast quantitativer Ausbeute I,l-DichIor-4-methyl-l,3-pentadien liefert. methyI-2-pentene is formed, which delivers I, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene using conventional reduction methods with almost quantitative yield.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird vorteilhaft so vorgegangen, dass das Gemisch von l,l,l-TrichIor-2-hydroxy-4-methyl-3-penten und im Überschuss von 15-80 Mol-% angewendetem Thionyl-chlorid sowie von vorteilhaft 1 Gew.-% Dimethylformamid als Katalysator ohne Lösungsmittel oder in einem indifferenten organischen Lösungsmittel - vorteilhaft in aromatischen Kohlenwasserstoffen oder aliphatischen chlorierten Kohlenwasserstoffen - bei einer Temperatur von 40-130 C, vorteilhaft bei 60-90CC bis zum Einstellen der Gasentwicklung erwärmt, dann der Überschuss an Thionyl-chlorid bzw. das organische Lösungsmittel durch Destillation entfernt wird. Das erhaltene Rohprodukt kann in der Reduktion ohne Reinigung eingesetzt oder aber - wenn es notwendig ist - (vor dem kataly tischen Hydrogenisieren) bei vermindertem Druck durch Destillation gereinigt werden. Die Reduktion wird mit bekannten Methoden, vorteilhaft mit amalgamiertem Eisen-, Aluminium- oder Zinkpulver in einem AIkanoI(MethanoI-, Äthanol-, Isopropanol-)lösungsmittel bei einer Temperatur von 40-70 C durch katalytische Hydrogenisierung (mit einem Knochenkohle-Palladiumkatalysator in Alkanol, Aceton oder Essigsäurelösungsmittel bei 20-60 °C bzw. mit einem Raney-Ni-Katalysator in Alkanollösungsmittel in der Gegenwart einer mit der entstehenden Salzsäure äquivalenten Base, vorteilhaft Triäthylamin oder Kaliumcarbonat) oder mit Natrium-dithionit, in Methanol, das mit der entstehenden Salzsäure äquivalentes Natriumhydroxid enthält, bei 60 C durchgeführt, das Produkt wird nach dem Filtrieren und der Befreiung vom Lösungsmittel des Reaktionsgemisches bei vermindertem Druck durch Destillation abgetrennt. In the process according to the invention, the procedure is advantageously such that the mixture of l, l, l-trichloro-2-hydroxy-4-methyl-3-pentene and an excess of 15-80 mol% of thionyl chloride used and advantageously 1 % By weight of dimethylformamide as a catalyst without solvent or in an inert organic solvent - advantageously in aromatic hydrocarbons or aliphatic chlorinated hydrocarbons - heated at a temperature of 40-130 C, advantageously at 60-90CC until the evolution of gas has ceased, then the excess increases Thionyl chloride or the organic solvent is removed by distillation. The crude product obtained can be used in the reduction without purification or - if necessary - (before the catalytic hydrogenation) can be purified by distillation under reduced pressure. The reduction is carried out using known methods, advantageously using amalgamated iron, aluminum or zinc powder in an alkanol (methanoI, ethanol, isopropanol) solvent at a temperature of 40-70 ° C. by catalytic hydrogenation (using a bone carbon palladium catalyst in alkanol , Acetone or acetic acid solvent at 20-60 ° C or with a Raney-Ni catalyst in alkanol solvent in the presence of a base equivalent to the resulting hydrochloric acid, advantageously triethylamine or potassium carbonate) or with sodium dithionite, in methanol, with the resulting Contains hydrochloric acid equivalent sodium hydroxide, carried out at 60 C, the product is filtered off and freed from the solvent of the reaction mixture at reduced pressure by distillation.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens werden anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht, The following examples illustrate further details of the method according to the invention,
ohne damit das vorliegende Verfahren darauf zu beschränken. without restricting the present method to this.
Beispiel 1 example 1
Das Gemisch von 90,0 g (0,44 Mol) l,l,l-Trichlor-2-hydroxy-4-methyl-3-penten, 350 cm3 Lösungsmittel (aromatischer Kohlenwasserstoff oder aliphatischer chlorierter Kohlenwasserstoff - vorteilhaft 1,2-Dichlor-äthan oder Benzol), weiterhin 59,5 g (0,5 Mol) Thionyl-chlorid und 1,0 cm3 Dimethylformamid wird auf 60-80 °C erwärmt, dann wird es bis zum Einstellen der Gasentwicklung bei dieser Temperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird in 400 cm3 Wasser gegossen, mit NaHC03 neutralisiert. Die organische Phase wird isoliert, getrocknet, dann wird das Lösungsmittel abdestilliert. Die Menge des als Rückstand erhaltenen Rohprodukts beträgt 91,0-95,8 g (93-98%). Zur weiteren Reinigung wird das Produkt bei einem Druck von 26 m Bar fraktioniert. The mixture of 90.0 g (0.44 mol) l, l, l-trichloro-2-hydroxy-4-methyl-3-pentene, 350 cm3 of solvent (aromatic hydrocarbon or aliphatic chlorinated hydrocarbon - advantageously 1,2-dichloro -ethane or benzene), further 59.5 g (0.5 mol) of thionyl chloride and 1.0 cm3 of dimethylformamide is heated to 60-80 ° C, then it is stirred at this temperature until the evolution of gas has ceased. The reaction mixture is poured into 400 cm3 of water, neutralized with NaHC03. The organic phase is isolated, dried, then the solvent is distilled off. The amount of the crude product obtained as a residue is 91.0-95.8 g (93-98%). For further cleaning, the product is fractionated at a pressure of 26 m bar.
Ausbeute: Yield:
86,0-88,9 g l,l,l,4-Tetrachlor-4-methyl-2-penten (88-91 %), Siedepunkt: 115-120/26 mBar 86.0-88.9 g l, l, l, 4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene (88-91%), boiling point: 115-120 / 26 mbar
IR (Film): 3000,1460, 1380, 1285, 1250, 1120, 1085, 960, 840, 775, 730 cm"1 IR (film): 3000, 1460, 1380, 1285, 1250, 1120, 1085, 960, 840, 775, 730 cm "1
!H NMR (CDCy, 8 [ppm]: Me: 1,73 s (64); CH = CH-: 6,27d (14) 6,43d (14) ! H NMR (CDCy, 8 [ppm]: Me: 1.73 s (64); CH = CH-: 6.27d (14) 6.43d (14)
13C NMR (CDC13) ô [ppm]: Me: 32,2, Me2 CCI: 65,3, CCI: 9,40 CH = CH: 132,4,137,8 13C NMR (CDC13) ô [ppm]: Me: 32.2, Me2 CCI: 65.3, CCI: 9.40 CH = CH: 132.4.137.8
Beispiel 2 Example 2
Das Gemisch von 90,0 g l,l,l-Trichlor-2-hydroxy-4-methyl-3-penten, 89,3 g Thionyl-chlorid und 1,0 cm3 Dimethylformamid wird bis zum Sieden erhitzt, dann wird das The mixture of 90.0 g l, l, l-trichloro-2-hydroxy-4-methyl-3-pentene, 89.3 g thionyl chloride and 1.0 cm3 dimethylformamide is heated to the boil, then it becomes
Gemisch bis zum Einstellen der Gasentwicklung gesiedet. Der Thionyt-chlorid-Überschuss wird abdestilliert, der Rückstand bei vermindertem Druck fraktioniert. The mixture is boiled until the gas evolution ceases. The excess thionyte chloride is distilled off, the residue is fractionated under reduced pressure.
Ausbeute: Yield:
88,0 g (90%) 1,1,1,4-Tetrachlor-4-methyl-2-penten. 88.0 g (90%) 1,1,1,4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene.
Beispiel 3 Example 3
Das Gemisch von 22,2 g (0,1 Mol) l,l,l,4-TetrachIor-4-methyl-2-penten, 150 cm3 Äthanol, 4 g (0,15 Grammatom) Al-Pulver und 0,27 g (0,001 Mol) Quecksilber(II)chlorid wird 2,5-3 Stunden lang gesiedet, dann wird der feste Stoff abfiltriert, mit Äthanol gewaschen. Die alkoholhaltigen Lösungen werden vereinigt, das Lösungsmittel wird abdestilliert, der Rückstand bei vermindertem Druck fraktioniert. The mixture of 22.2 g (0.1 mol) l, l, l, 4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene, 150 cm3 of ethanol, 4 g (0.15 gram atom) of Al powder and 0.27 g (0.001 mol) of mercury (II) chloride is boiled for 2.5-3 hours, then the solid is filtered off, washed with ethanol. The alcohol-containing solutions are combined, the solvent is distilled off, the residue is fractionated under reduced pressure.
Ausbeute: Yield:
13,8 g (91%) l,l-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien (Siedepunkt: 62-64 "C/26 mBar). 13.8 g (91%) l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene (boiling point: 62-64 "C / 26 mbar).
In den Beispielen 4 und 5 wird wie in Beispiel 3 vorgegangen, nur wird als Reduktionsmittel Eisen- bzw. Zinkpulver verwendet. In Examples 4 and 5, the procedure is as in Example 3, but iron or zinc powder is used as the reducing agent.
Beispiel Reduktionsmittel l,l-Dichlor-4-methyl-l,3- Example reducing agent l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-
pentadien g % pentadiene g%
4 S,2 g Eisenpulver 13,2 87 4 S, 2 g iron powder 13.2 87
5 8,6 g Zinkpulver 13,5 89 5 8.6 g zinc powder 13.5 89
Beispiel 6 Example 6
Das Gemisch von 22,2 g (0,1 Mol) l,l,l,4-Tetrachlor-4-methyl-2-penten, 200 cm3 i-Propanol, 1,0 g 10%igem Pd/C-Katalysator wird bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck hydrogenisiert. Nach der Aufnahme einer äquimolaren Menge Wasserstoff wird der Katalysator ausfiltriert, das Lösungsmittel abdestilliert, der Rückstand bei vermindertem Druck fraktioniert. The mixture of 22.2 g (0.1 mol) l, l, l, 4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene, 200 cm3 of i-propanol, 1.0 g of 10% Pd / C catalyst hydrogenated at room temperature and atmospheric pressure. After an equimolar amount of hydrogen has been taken up, the catalyst is filtered out, the solvent is distilled off and the residue is fractionated under reduced pressure.
Ausbeute: Yield:
14,0 g (92%) 1,1 -Diehlo r-4-methyl-l ,3-pentadien. 14.0 g (92%) 1,1-dichloro-4-methyl-1,3-pentadiene.
In den Beispielen 7 und 8 wird wie in Beispiel 6 vorgegangen, nur wird Essigsäure bzw. Aceton als Lösungsmittel eingesetzt. In Examples 7 and 8, the procedure is as in Example 6, except that acetic acid or acetone is used as the solvent.
Beispiel Lösungsmittel Temperatur l,l-Dichlor-4-methyl- Example solvent temperature l, l-dichloro-4-methyl
1,3-pentadien 1,3-pentadiene
'C g % 'C g%
7 Essigsäure 60 12,6 83 7 acetic acid 60 12.6 83
8 Aceton 30-35 13,0 86 8 acetone 30-35 13.0 86
Beispiel 9 Example 9
Das Gemisch von 22,2 g (0,1 Mol) l,l,l,4-Tetrachlor-4-methyl-2-penten, 200 cm3 Äthanol und 20,2 g (0,2 Mol) Triäthylamin und 0,4 g Raney-Nickel wird unter intensivem Schütteln bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck hydrogenisiert. Nach der Aufnahme einer äquimolaren Menge Wasserstoff wird der Katalysator filtriert, das Filtrat wird auf 40 ml eingedichtet, dann werden 200 ml Wasser zugesetzt. Das Gemisch wird mit 2 x 70 ml Dichlormethan extrahiert, die erhaltene dichloräthanhaltige Lösung wird getrocknet, das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand bei vermindertem Druck (26 mBar) abdestilliert. The mixture of 22.2 g (0.1 mol) l, l, l, 4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene, 200 cm3 of ethanol and 20.2 g (0.2 mol) of triethylamine and 0.4 g Raney nickel is hydrogenated with intensive shaking at room temperature and atmospheric pressure. After taking up an equimolar amount of hydrogen, the catalyst is filtered, the filtrate is sealed to 40 ml, then 200 ml of water are added. The mixture is extracted with 2 x 70 ml of dichloromethane, the dichloroethane-containing solution obtained is dried, the solvent is removed and the residue is distilled off under reduced pressure (26 mbar).
Ausbeute: Yield:
12,6 g (83%) l,l-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien. 12.6 g (83%) l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
648 541 648 541
Beispiel 10 Example 10
Man geht in allem wie in Beispiel 9 vor, nur werden anstelle von Triäthylamin 0,2 Mol Kalium-carbonat verwendet. Everything is carried out as in Example 9, except that 0.2 mol of potassium carbonate is used instead of triethylamine.
Ausbeute: Yield:
12,7 g (84%) l,l-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien. Beispiel 11 12.7 g (84%) l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene. Example 11
In das Gemisch von 22,2 g (0,1 Mol) 1,1,1,4-Tetrachlor-4-methyl-2-penten, 100 cm3 Methanol und 12,0 g Natrium- In the mixture of 22.2 g (0.1 mol) of 1,1,1,4-tetrachloro-4-methyl-2-pentene, 100 cm3 of methanol and 12.0 g of sodium
dithionit wird die aus 8 g Natriumhydroxid hergestellte 30%ige wässrige Lösung geträufelt, dann wird das Gemisch 3-4 Stunden lang bei 60 C gerührt. Das Gemisch wird auf ein Viertelteil eingedampft, 200 cm3 Wasser werden zugesetzt, dann mit 2 x 100 ml Dichlormethan extrahiert. Das Extrakt wird getrocknet, das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand bei vermindertem Druck fraktioniert. The 30% aqueous solution prepared from 8 g of sodium hydroxide is instilled in dithionite, then the mixture is stirred at 60 ° C. for 3-4 hours. The mixture is evaporated to a quarter, 200 cm 3 of water are added, then extracted with 2 × 100 ml of dichloromethane. The extract is dried, the solvent is distilled off and the residue is fractionated under reduced pressure.
Ausbeute: Yield:
12,8 g (84%) l,l-Dichlor-4-methyl-l,3-pentadien. 12.8 g (84%) l, l-dichloro-4-methyl-l, 3-pentadiene.
4 4th
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
S S
Claims (8)
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HU81590A HU182302B (en) | 1981-03-10 | 1981-03-10 | Process for producing 1,1-dichloro-4-methyl-1,3-pentadiene |
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