CS245198B1 - Způsob přípravy 3-fluornitrobenzenu - Google Patents

Abstract

Řešení spadá do oboru syntézy základních aromatických meziproduktů. Jeho předmětem je způsob přípravy 3-fluornitrobenzenu, který je meziproduktem výroby psyohotropně účinných léčiv. Podstatou nového způsobu přípravy je diazotace 4-fluor-2-nitranilinu kyselinou nitrosylsírovou a redukce vzniklého 4-fluor-2-nitrobenzendiazoniumsulfátu kyselinou fosfornou. Tato redukce probíhá ve směsi zředěné kyseliny octové při 30 až 40 °C a žádaný produkt se isoluje destilací s vodní parou.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy 3-fluornitrobenzenu, který je meziproduktem výroby psychotropně účinných léčiv a jako takový má technickou důležitost.

Literatura popisuje přípravu 3-fluornitrobenzenu téměř výhradně za použití 3-nitranillnu jako výchozí látky. Nejstarší literatura /Holleman A. F., Beekman, Rec. Trav. Chlm.

Pays-Bas 23, 235, 1904; Swarts F. , Chem. Zentralbl. 1913, II, 760/ popisuje přípravu

3- fluornitrobenzenu diazotací 3-nitranilinu a vnášením roztoku 3-nitrobenzendiazoniumsulfátu do horké koncentrované fuorovodíkové kyseliny nebo přímo diazotací 3-nitranilinu v 70% fluorovodíkové kyselině a rozkladem diazoniové soli zahřátím.

Metody jsou výtěžkově chudé a nutnost používání fluorovodíkové kyseliny je činí obtížnými z hlediska nároků na aparaturu i z hlediska exhalací. Pokrokem byla Schiemannova metoda, při které se předem připraví m-nitrobenzendiazoniumfluoroborát, který se termicky rozkládá v malých šaržích bud bez přísady /Wilkinson J. H., Finar I. L., J. Chem. Soc.

1947, 759/, ve směsi s pískem /Schiemann G., Pillarsky R., Ber. Deut. Chem. Ges. 62,

3035, 1929; Taft R. W. et al., J. Amer. Chem. Soc. 85, 709, 1963/ nebo ve směsi s minerálním olejem /Bergmann E. D., Bentov M., J. Org. Chem. 26, 1480, 1961/. Maximální uváděné výtěžky jsou 54 až 57 % a metoda je vhodná pro malé laboratorní měřítko.

Jediná preparativní metoda, která nevychází z 3-nitranilinu používá fluorodenitrace 1,3-dinitrobenzenu reakcí s fluoridem draselným v N-metyl-2-pyrrolidonu nebo hexametylfosfortriamidu při 180 °C /Bartoli G. et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans. I 1972, 2671/; uváděné výtěžky jsou 40 a 45 % a pro větší měřítko je metodu nutno považovat za nebezpečnou.

Nyní bylo zjištěno, že 3-fluornitrobenzen lze připravit diazotací 4-fluor-2-nitranilinú a redukcí diazoniové soli kyselinou fosfornou /tj. metodou eliminace aminoskupiny/. Výchozí 4-fluor-2-nitranilin je dobře přístupný z nejlevnějšího fluoroaromátu, kterým je fluor benzen, v několika jednoduchých a výtěžkově vydatných stupních; lze vyjít též z komerčně přístupného 4-fluoranilinu /Bll.M., Chem. Ind. 1969, 108; Chem. Abstr. 70, 106 097, 1969/.

Celý postup je schůdný v technickém měřítku, je bezpečný a poskytuje relativně vysoké výtěžky /až 75 %/. Tento postup je předmětem tohoto vynálezu. Zdrojem kyseliny fosforné je fosforan sodný, který se používá ve formě monohydrátu. Redukce diazoniové soli kyselinou fosfornou probíhá podle reakce:

ArN^X + H₃PO₂ + H₂0 ArH + H₃P0₃ + HX + N₂

Pokud je X anion kyseliny sírové HSO^, je HX rovno H₂S0^ a jedinou plynnou zplodinou je dusík; postup je tedy - při nejmenším v této fázi - velmi příznivý i z hlediska životního prostředí. V dále uvedeném příkladu popsaný postup sestává ze tří fází: a/ z přípravy roztoku kyseliny nitrosylsírové, b/ z diazotace a c/ z redukce diazoniové soli a isolace produktu. Fáze a/ je známá a představuje pouze fázi přípravnou. Nové stupně jsou: diazotace

4- fluor-2-nitranilinu kyselinou nitrosylsírovou a redukce 4-fluor-2-nitrobenzendiazoniumsulfátu kyselinou fosfornou.

Do 570 g 98 až 99% kyseliny sírové /310 ml, 5,8 mol/, ochlazené na 5 °C, se za míchání po částech vnese 50 g dusitanu sodného /0,72 mol/.takovou rychlostí, aby teplota reakční směsi zůstala v rozmezí 5 až 10 °C. Tato operace si vyžádá přibližně 1 h. Potom se chladicí lázeň nahradí lázní s vodou a během 30 až 60 min se zvolna vyhřeje na vnitřní teplotu 70 °c, kdy vznikne čirý roztok. Pokud po této době není všechen dusitan rozpuštěn, doba zahřívání se prodlouží. Zahřívací lázeň se odstraní a v průběhu 1 h se teplota směsi sníží na teplotu místnosti. Tím je připraven roztok kyseliny nitrosylsírové.·

Tento roztok se dále ochladí směsí ledu a vody na přibližně 10 °C /vnější chlazení/ a za míchání se k němu během 1 h přikape roztok 90 g 4-fluor-2-nitranilinu /0,57 mol/ v 590 g kyseliny octové při udržování teploty směsi na 15 až 20 °C.

Při této teplotě se směs míchá další 3 h. Takto se získá roztok 4-fluor-2-nitrobenzendiazoniumsulfátu.

Vedle se připraví roztok 320 g fosfornanu sodného NaH₂P0₂.H₂0 /3 mol/ v 600 ml vody, přidá se 150 g 94% kyseliny sírové a ochladí se lázní voda/led na 10 °C. Za intensivního míchání a stálého chlazení se během 20 až 25 min připustí roztok diazoniové sole, popsaný v předešlém odstavci. Teplota stoupne na přibližně 35 °C a směs pění unikajícím dusíkem.

Míchá se ještě 2 h za vnějšího chlazení vodou a ledem, potom se ponechá v klidu přes noc bez chlazení. Reakční baňka se umístí na vodní lázeň, která se přivede k varu' a reakční směs se podrobí destilaci s vodní parou; jímá se celkém 3,5 1 kapaliny.

Destilát, který obsahuje oddělenou olejovitou vrstvu, se ochladí na 5 °C, za míchání se zalkalisuje přikapáním roztoku 420 g hydroxidu sodného ve 420 ml vody a produkt se isoluje extrakcí chloroformem /celkem 700 ml rozděleno na tři díly/. Spojené extrakty se dekantací oddělí od zbytků vodné fáze a zfiltrují se. Chloroform se oddestiluje z vodní lázně, zbytky se odstraní za mírně sníženého tlaku /26 až 30 kPa/.

Odpatek váží 65 g a podle analysy je to 92,5% 3-fluornitrobenzen, který lze případně použít k dalšímu zpracování. Jeho destilací se získá čistá látka vroucí při 76 až 78 °C/ /1,6 kPa, resp. 190 až 200 °C/100 kPa ve výtěžku 60 g /74 % teorie/. Získaný 3-fluornitrobenzen je světležlutá kapalina výrazně aromatického zápachu. Je téměř nerozpustná ve vodě, dobře rozpustná v eteru, chloroformu a benzenu.

Claims (1)

1. Způsob přípravy 3-fluornitrobenzenu vyznačující se tím, že se 4-fluor-2-nitranilin diazotuje roztokem kyseliny nitrosylsírové, vzniklý 4-fluor-2-nitrobenzendiazoniumsulfát se redukuje kyselinou fosfornou ve směsi zředěné kyseliny sírové a kyseliny octové při teplotě 30 až 40 °C a reakční produkt se isoluje destilaci vodní parou.