CZ2000658A3

CZ2000658A3 - Způsob výroby 2-halogenindan-l-onů

Info

Publication number: CZ2000658A3
Application number: CZ2000658A
Authority: CZ
Inventors: Joachim Komoschinski; Helmut Fiege; Guido Steffan; Klaus-Christian Paetz
Original assignee: Bayer Aktiengesellschaft
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2000-05-17

Abstract

Způsob výroby 2-halogenindan-l-onů obecného vzorce I, ve kterém Xznačí vodíkový atom, atom fluoru, chloru nebo bromu, methylovou skupinu, trifluormethylovou skupinu nebo methoxyskupinu a Hal značí atom chloru nebo bromu převedením poslušných anilinů na diazonové soli, které se reakcí s akiylovými sloučeninami převedou na deriváty kyseliny 3-fenyl-l-halogenpropionové atyto se cyklisují.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zlepšeného způsobu výroby 2-halogenindan-l-onů.

Dosavadní stav techniky

Je již známé, že když se vychází z 1-indan-l-onů, mohou se vyrobit halogenací elementárním chlorem nebo bromem indanony, halogenované v α-poloze ke ketoskupině. K tomu je ovšem potřebné vytvořit nejprve odpovídající indanonový systém. Toto je obtížné, obzvláště tehdy, když se v aromatické části molekuly nacházejí desaktivující substituenty, jako je například NO2, Cl, Br, acetyl a podobně. V souvislostí s tím se může potom teprve provést halogenace (viz například J. Org. Chem. 24, 843 (1959) a DE-A 26 40 358). Tyto halogenace neprobíhají obzvláště selektivně, neboř se tvoří také vícenásobně halogenované deriváty, které se potom musí nákladně oddělovat.

Indan-l-on samotný se může vyrobit Friedel-Craftsovou reakcí z odpovídajících dihydroskořicových kyselin (viz například Organ. React., díl II, kap. 4). Takovéto skořicové kyseliny nejsou lehce dostupné, obzvláště tehdy, když obsahují například halogenové nebo trifluormethylové substituenty. Nevýhodná je obzvláště zčásti špatná dostupnost aldehydových předproduktů, nepatrné výtěžky a zvláštní halogenační krok.

• 4 4 44 4 »444 44

4 • 4 4 4 4 4

Jedna možnost výroby 5-chlorindan-l-onů je popsaná v Bull. Soc. Chim. (1973), 11, 3096 , přičemž se vychází ze 3-chlor-l-(4-chlorfenyl)-1-propanonu. Zde jsou však nutná velká množství směsi chloridu hlinitého a chloridu sodného a vysoké teploty například 180 °C , aby se dosáhlo cyklisace. Podle VO 96/20151 se stejný výchozí materiál cyklisuje koncentrovanou kyselinou sírovou, přičemž se však musí pracovat s velmi zředěnými roztoky, což ztěžuje zpracování a postup je dosti nehospodárný. Oba postupy poskytují pouze 5-chlorindan-l-ony, které se potom musí pro získání 2-halogenindan-l-onů v následujícím stupni dále halogenovat.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby 2-halogenindan-l-onů obecného vzorce I

ve kterém

X značí vodíkový atom, atom fluoru, chloru nebo bromu, methylovou skupinu, trífluormethylovou skupinu nebo methoxyskupinu a

Hal značí atom chloru nebo bromu, jehož podstata spočívá v tom, že se anilin obecného vzorce · · 4 4 4

4444 44 44 4444

II (II), nh₂ ve kterém má X význam uvedený u vzorce I , převede na odpovídající diazoniovou sůl obecného vzorce III σπ),

N=NI Hal' ve kterém maj ί X a Hal významy uvedené u vzorce I , tento se nechá reagovat s akrylovou sloučeninou obecného vzorce IV (IV), ve kterém

Y značí skupinu COR , přičemž R = OH, Cl, Br, O-alkyl s 1 až 4 uhlíkovými atomy nebo CN, přičemž se získá sloučenina obecného vzorce V (V), ve kterém X a Hal mají významy uvedené u vzorce I a Y má ·· ·· • ♦ · · • ·

• · • · · fefe významy uvedené u vzorce IV, potom se sloučeniny obecného vzorce V popřípadě převedou na sloučeniny obecného vzorce V’ (V)

Hal ve kterém X a Hal maj i významy uvedené u vzorce I a

Y’ značí skupiny COOH, COC1 nebo COBr a sloučenina obecného vzorce V’ se cyklisuje na 2-halogenindan-l-on obecného vzorce I .

Ve vzorcích značí výhodně

X atom chloru nebo bromu nebo trifluormethylovou skupinu ,

Hal atom chloru,

Y skupinu COOH, C00-alkyl s 1 až 4 uhlíkovými atomy v alkylu nebo CN a

Y’ skupinu COOH nebo COC1 .

Reakce anilinů obecného vzorce II na diazoniové soli obecného vzorce III se dá provádět v souladu se všeobecně známými metodami pro výrobu diazoniových solí. Například se může anilin rozpustit společně s kyselinou chlorovodíkovou nebo bromovodíkovou ve vodě, k tomuto roztoku se nejprve

ΦΦ ΦΦ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ

ΦΦ ΦΦ

ΦΦ φφφφ

ΦΦ ΦΦ • · · · • · · • φ φ φ · · • · · · φ · například přidá chlorid sodný nebo bromid sodný, další kyselina chlorovodíková nebo bromovodíková a voda a potom se při kontrolované teplotě (například v rozmezí -5 °C až 15 °C) dávkuje roztok dusitanu sodného ve vodě. Získá se takto, popřípadě po proběhnutí dodatečného míchání, vodný roztok diazoniové soli obecného vzorce III , který se může tak jak se vystůje nechat reagovat s akrylovou sloučeninou obecného vzorce IV .

Reakce roztoku diazoniové soli obecného vzorce III s akrylovou sloučeninou obecného vzorce IV se může provádět například tak, že se akrylová sloučenina obecného vzorce IV rozpustí v organickém rozpouštědle mísitelném s vodou, například acetonu a tento roztok se přidá do roztoku diazoniové soli (pozor vývin plynu). Teplota se při tom může udržovat například v rozmezí 10 °C až 60 °C . Je výhodné použít přebytku akrylové sloučeniny, například % hmotnostních teoreticky potřebného množství.

hodné provádět reakci za přítomnosti měďnatých a/nebo železnatých solí. Například se může pro to přidávat k roztoku akrylové sloučeniny obecného vzorce IV vodný roztok chloridu nebo bromidu mědhatého nebo chloridu železnatého. Pro 100 g akrylové sloučeniny obecného vzorce IV se může použít například 2 až 50 g mědhaté a/nebo železnaté soli. Výhodně činí toto množství 3 až 20 g .

105 až 150 Dále je výPopřípadě se může po proběhnutí dodatečného míchání reakční směs například zpracovat tak, že se rozpouštědlo a popřípadě ještě přítomná přebytečná akrylová sloučenina oddestiluje, zbytek se smísí s vodou a potom se smísí s vodou nemísitelným rozpouštědlem, jako je diethylether, chloroform nebo toluen. Po oddělení organické fáze se z ní může, po případném promytí vodou, isolovat odtažením roz- 6 ·· »· ·· ·· • · · · · · * · • · · · · · · • · · · · ·· · · · • ··· · · · · ·· ···· ·· ·· pouštědla a eventuelně ještě přítomné akrylové sloučeniny obecného vzorce IV Vyrobená sloučenina obecného vzorce V. Pokud je potřeba, může se ještě dále čistit, například krystalisací.

Když se má vyskytovat sloučenina obecného vzorce V , ve kterém Y značí skupinu COO-alkyl s 1 až 6 uhlíkovými atomy v alkylu nebo CN , je třeba nejprve provést převedení na sloučeninu obecného vzorce V’ , ve kterém Y’ značí skupinu COOH, COC1 nebo COBr . Například je možno o sobě známým zmýdelněním esteru získat ze sloučenin obecného vzorce V sloučeniny obecného vzorce V’ , kde Y’ značí skupinu COOH . Tyto sloučeniny je možno podle potřeby převést na sloučeniny obecného vzorce V’ , ve kterých Y’ = COC1 nebo COBr , když se například použije o sobě známý způsob výroby halogenidů kyselin, například se provede reakce sloučeniny obecného vzorce V nebo V’ , kde Y , popřípadě Y’ = COOH , s thionylchloridem, chloridem fosforitým nebo bromidem fosforitým.

Pro cyklisační krok sloučeniny obecného vzorce V’ na 2-halogenindan-l-on podle předloženého vynálezu jsou použitelné dvě varianty.

1. Varianta

Sloučenina obecného vzorce V’ , kde Y’ = COOH se smísí s kondensačním činidlem a zahřívá se. Jako kondensační činidla přicházejí například v úvahu kyselina polyfosforečná, směsi kyseliny polyfosforečné a oxidu fosforečného, kyselina methansulfonová, směsi kyseliny methansulfonové a oxidu fosforečného, kyselina sírová, kyselina fluorovodíková nebo kyselina trifluormethansulfonová. Konden·· 49 • 4 4 4

4 4 4

44 • 4 ·· «444 4· sační činidlo se používá obvykle v přebytku, například na 100 g sloučeniny obecného vzorce V’ se použije 500 až 5000 g , výhodně 600 až 4000 g kondensačního činidla. Reakční teplota může být například v rozmezí 25 až 120 °C, výhodně 30 až 110 °C . Z reakční směsi, získané po kondensační reakci, se může vyrobený 2-halogenindan-l-on získávat například tak, že se reakční směs ochladí, vytřepe se s ledovou vodou, organické součásti se vyjmou rozpouštědlem nemísitelným s vodou, například diethyletherem, chloroformem nebo toluenem, organická fáze se vysuší a rozpouštědlo se odstraní.

2. Varianta

Sloučenina obecného vzorce V’ , kde Y’ = COC1 nebo COBr se smísí s Friedel-Craftsovým katalysátorem a zahřívá se. Jako Friedel-Craftsovy katalysátory přicházejí v úvahu například chlorid hlinitý, chlorid železitý, chlorid zinečnatý, bromid hlinitý, jejich směsi a taveniny z chloridu hlinitého a chloridu sodného. Friedel-Craftsovy katalysátory se mohou používat například suspendované v inert- ním rozpouštědle a v množství například 0,9 až 1,3 mol, vztaženo na jeden mol sloučeniny obecného vzorce V’ , kde Y’ značí COC1 nebo COBr . Vhodné reakční teploty jsou například v rozmezí 50 °C až 100 °C . Zpracování reakční směsi se provádí stejně jako u varianty 1 .

Způsobem podle předloženého vynálezu se získají selektivně a v dobrých výtěžcích v poloze 2 halogenované indan-l-ony. Tyto se mohou použít po případných dalších frakcionalisacích jako výchozí materiály pro použití, která jsou například uvedena ve VO 95/29171 a DE-A 26 40 358.

• · ·ftft: · • · • ftftft ** ·· • 9 » · • · · * · · · • · 9 • · · · < « ·· ·«

9 9 · • ft · ft • ftft ft • ftft · ·· ··

Je překvapivé, že převrácení známé syntesní cesty pro 2-halogenindan-l-ony , to znamená syntesa indanonové struktury podle předloženého vynálezu jako poslední stupeň způsobu, je o tolik lepší než halogenace indanonů, zejména když syntesa indanonové struktury jako poslední stupeň způsobu při výrobě 5-halogenindan-l-onů není obzvláště výhodná.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

129 g 3-chloranilinu se za horka rozpustí v roztoku 480 ml vody a 108 ml koncentrované vodné kyseliny chlorovodíkové a potom se ochladí na teplotu místnosti (roztok I). Potom se rozpustí 68,4 g dusitanu sodného ve 104 ml vody (roztok II). K roztoku I se nyní přidá 103 g chloridu sodného, 140 ml koncentrované vodné kyseliny chlorovodíkové a 108 ml vody a roztok se ochladí na teplotu 0 °C , načež se roztok II přikape pod povrch roztoku I tak, aby teplota nepřestoupila 5 °C . Po ukončení přídavku se reakční směs míchá ještě po dobu 30 minut.

V další reakční nádobě se smísí 1600 ml acetonu a 378 g kyseliny akrylové, zahřeje se na teplotu 60 °C a přidá se roztok 20 g chloridu měďnatého v 50 ml vody.

V průběhu jedné hodiny se spojené roztoky I a II přidají k acetonickému roztoku kyseliny akrylové při teplotě v rozmezí 55 °C až 60 °C (vývin plynu). Po ukončení přídavku se reakční směs zahřívá ještě po dobu 30 minut pod zpětným chladičem a potom se aceton a přebytečná kyselina akrylová oddestilují. Ke zbylému roztoku se přidá 500 ml •4 4444 vody a 700 ml toluenu, organická fáze se oddělí, promyje se dvakrát vždy 600 ml vody a toluen a zbylá kyselina akrylová se oddestilují.

Tímto způsobem se získá 162,4 g kyseliny 2-chlor-3-(3-chlorfenyl)-propionové. Tento produkt se může podle potřeby dále čistit krystalisací.

Příklad 2

Postupuje se stejně jako je popsáno v příkladě 1 , avšak namísto 3-chloranilinu se použije 4-chloranilin.

Získá se takto kyselina 2-chlor-3-(4-chlorfenyl)-propionová ve výtěžku 74 % .

Příklad 3 g kyseliny 2-chlor-3-(4-chlorfenyl)-propionové se smísí se 140 g kyseliny polyfosforečné a míchá se po dobu 90 minut při teplotě 100 °C . Potom se reakční směs ochladí na teplotu 55 °C a hmota se vnese do 500 g ledové vody. Organický podíl se extrahuje chloroformem, načež se organická fáze vysuší a chloroform se oddestiluje. Získá se takto 9,5 g 2,6-dichlorindan-+-onu.

Příklad 4

Postupuje se stejně, jako je popsáno v příkladě 3 , avšak jako výchozí materiál v cyklisaci se použije kyselina 2-chlor-3-(3-chlorfenyl)-propionová. Při tom se dosáhne celkového výtěžku dichlorindan-l-onů 78 % . Obsah 2,5-dichlorindan-l-onu činí 75 % hmotnostních, obsah 2,7-dichlorindan-l-onu 25 % % hmotnostních.

·* ···· ·· 0· 00 ·· «· · · · · · · · · « • · 9 9 · 9 · · · • · · · * ·»·«·· • · · ··· ···* •••β »0 ·· ···» k* 99

Příklad 5

Předloží se 219 g kyseliny 2-chlor-3-(4-chlorfenyl)-propionové a zahřeje se na teplotu 70 °C . Nyní se přikape 226 g thionylchloridu (vývin plynu) a směs se udržuje tak dlouho pod zpětným chladičem, dokud není vývin plynu ukončen. potom se nejprve oddestiluje přebytečný thionylchlorid a potom ve vakuu chlorid kyseliny 2-chlor-3-(4-chlorfenyl)-propionové (teplota varu při 700 až 800 Pa 132 až 135 °C). Získá se takto 226 g produktu.

Tímto způsobem získaný chlorid kyseliny se potom cyklisuje. K tomu se suspenduje 6,7 g bezvodého chloridu hlinitého v 75 ml frakce benzinu, vroucí při teplotě v rozmezí 60 °C až 95 °C , reakční směs se zahřeje na teplotu 60 °C a přikape se roztok 11,9 g chloridu kyseliny v 50 ml uvedené benzinové frakce. Potom se směs míchá po dobu 2 hodin při teplotě 60 °C , načež se vlije na led, do kterého bylo přidáno malé množství kyseliny chlorovodíkové. Nakonec se extrahuje organický podíl diethyletherem, tento se oddestiluje a získá se 2,6-dichlorindan-l-on ve výtěžku

9,8 g .

Příklad 6

Postupuje se stejně, jako je popsáno v příkladě 5 , avšak namísto kyseliny 2-chlor-3-(4-chlorfenyl)-propionové se použije kyselina 2-chlor-3-(3-chlorfenyl)-propionová. Získá se takto v celkovém výtěžku 96,4 % dichlorindan-1-ony. Obsah 2,5-dichlorindan-l-onu činí 85 % hmotnostních a obsah 2,7-dichlorindan-l-onu činí 15 % hmotnostních.

• · · fe pf 2.&ec> ·· fe* fefe fefe • · · fefefefe fefefefe • fe fefe fe fefefefe fe ···· fefe···· fe fefe ··· fefefefe • fefefe fefe fefe fefefefe fefe ·<

SítjVOí»^·

H«cwa '4

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1.

Způsob výroby
2-halogenindan-l-onů obecného vzorce I ve kterém

X značí vodíkový atom, atom fluoru, chloru nebo bromu, methylovou skupinu, trifluormethylovou skupinu nebo methoxyskupinu a

Hal značí atom chloru nebo bromu, vyznačující se tím, že se anilin obecného vzorce II ve kterém má X význam uvedený u vzorce I , převede na odpovídající diazoniovou sůl obecného vzorce III (ΠΙ),

Ν=νΓ Hal

X

4 44 4

4 4 4 4

4 4 4 4 4

4 4 4 4

4*4 4 4 • 4 4 4 • 4 4 4 4 4 4 «4 ·* ve kterém maj ί X a Hal významy uvedené u vzorce I , tento se nechá reagovat s akrylovou sloučeninou obecného vzorce IV (IV).

ve kterém

Y značí skupinu COR , přičemž R = OH, Cl, Br, 0-alkyl s 1 až 4 uhlíkovými atomy nebo CN, přičemž se získá sloučenina obecného vzorce V ve kterém X a Hal maj í významy uvedené u vzorce I a Y má významy uvedené u vzorce IV, potom se sloučeniny obecného vzorce V popřípadě převedou na sloučeniny obecného vzorce V’ ve kterém X a Hal mají významy uvedené u vzorce I a

Y’ značí skupiny COOH, C0C1 nebo COBr a sloučenina obecného vzorce V’ se cyklisuje na 2-halogenindan-l-on obecného vzorce I .

2. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se reakce diazoniové soli obecného vzorce III s akrylovou sloučeninou obecného vzorce IV provádí tak, že se předloží akrylová sloučenina obecného vzorce IV v organickém rozpouštědle mísitelném s vodou a k tomuto roztoku se přidá roztok diazoniové soli, reakční teplota se udržuje v rozmezí 10 °C až 60 °C a používá se přebytek akrylové sloučeniny.
3. Způsob podle nároků 1 a 2 , vyznačující se tím, že se reakce diazoniové soli obecného vzorce III s akrylovou sloučeninou obecného vzorce IV provádí za přítomnosti měďnatých a/nebo železnatých solí.
4. Způsob podle nároků 1 až 3 , vyznačující se tím, že se cyklisační krok při použití sloučeniny obecného vzorce V’ , kde Y’ = COOH, provádí smísením s kondensačním činidlem a při teplotě v rozmezí 25 °C až 120 °C .
5. Způsob podle nároků 1 až 3 , vyznačující se tím, že se cyklisační krok při použití sloučeniny obecného vzorce V’ , kde Y’ = COC1 nebo COBr provádí přídavkem Friedel-Craftsova katalysátoru a při reakční teplotě v rozmezí 50 °C až 100 °C .