DE10143178A1 - Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von CarbonsäureesternInfo
- Publication number
- DE10143178A1 DE10143178A1 DE2001143178 DE10143178A DE10143178A1 DE 10143178 A1 DE10143178 A1 DE 10143178A1 DE 2001143178 DE2001143178 DE 2001143178 DE 10143178 A DE10143178 A DE 10143178A DE 10143178 A1 DE10143178 A1 DE 10143178A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- acid
- carboxylic acid
- onium
- substituted
- carbon atoms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 title description 4
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 54
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 40
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- -1 carboxylate esters Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 22
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims description 12
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- IYXGSMUGOJNHAZ-UHFFFAOYSA-N Ethyl malonate Chemical compound CCOC(=O)CC(=O)OCC IYXGSMUGOJNHAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 125000003262 carboxylic acid ester group Chemical class [H]C([H])([*:2])OC(=O)C([H])([H])[*:1] 0.000 claims 2
- PBWZKZYHONABLN-UHFFFAOYSA-N difluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)F PBWZKZYHONABLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000006527 (C1-C5) alkyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 150000002976 peresters Chemical group 0.000 claims 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 102100030500 Heparin cofactor 2 Human genes 0.000 abstract 1
- 101001082432 Homo sapiens Heparin cofactor 2 Proteins 0.000 abstract 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N sulfonic acid Chemical compound OS(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 6
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 4
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- SGUVLZREKBPKCE-UHFFFAOYSA-N 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-non-5-ene Chemical compound C1CCN=C2CCCN21 SGUVLZREKBPKCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O Piperidinium(1+) Chemical compound C1CC[NH2+]CC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 125000004663 dialkyl amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000003053 piperidines Chemical class 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHOJTPZHHMJMCW-UHFFFAOYSA-N 1-ethylpiperidin-4-ol Chemical compound CCN1CCC(O)CC1 AHOJTPZHHMJMCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAUWRHPMUVYFOD-UHFFFAOYSA-N 1-methylpiperidin-4-ol Chemical compound CN1CCC(O)CC1 BAUWRHPMUVYFOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAMIQIKDUOTOBW-UHFFFAOYSA-N 1-methylpiperidine Chemical compound CN1CCCCC1 PAMIQIKDUOTOBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGNITMKWYOPCU-UHFFFAOYSA-N 1-propylpiperidin-4-ol Chemical compound CCCN1CCC(O)CC1 BUGNITMKWYOPCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSNDAYQNZRJGMJ-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethanone Chemical compound FC(F)(F)[C]=O WSNDAYQNZRJGMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003868 ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- VBQDSLGFSUGBBE-UHFFFAOYSA-N benzyl(triethyl)azanium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 VBQDSLGFSUGBBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001734 carboxylic acid salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005131 dialkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 1
- 150000004715 keto acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-O phenylazanium Chemical compound [NH3+]C1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 125000000587 piperidin-1-yl group Chemical group [H]C1([H])N(*)C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- HDOWRFHMPULYOA-UHFFFAOYSA-N piperidin-4-ol Chemical compound OC1CCNCC1 HDOWRFHMPULYOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
- C07C67/317—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
- C07C67/32—Decarboxylation
Abstract
Beschrieben wird ein neues Verfahren zur Herstellung von alpha-halogensubstituierten Carbonsäureestern, beispielsweise von HCF¶2¶(C(O)OR). Dabei werden entsprechende Malonsäurediester mit einer Carbonsäure, beispielsweise Trifluoressigsäure, in Anwesenheit eines Katalysators, insbesondere eines "Onium"-Salzes einer Carbonsäure oder einer effektiven Menge einer Protonen freisetzenden Säure, vorzugsweise einer Sulfonsäure wie Alkyl- oder Arylsulfonsäure, oder einer Mineralsäure umgeestert und decarboxyliert. Das Verfahren wird zweckmäßig wasserfrei durchgeführt. Vorteil des Verfahrens ist die einfache Durchführung. Estert man mit einer genügend aktiven Carbonsäure um, z. B. mit Trifluoressigsäure, ist die Anwesenheit eines zusätzlichen Katalysators unnötig.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Estern fluorierter oder chlorierter Carbonsäuren.
- Ester chlorierter, fluorierter oder chlorfluorierter Carbonsäuren sind als Lösemittel oder Bausteine in der chemischen Synthese brauchbar. Wie in den deutschen Offenlegungsschriften DE 43 13 791 und DE 197 32 031 können sie durch die Umsetzung von Carbonsäurechloriden und Alkoholen in Anwesenheit von "Onium"-salzen hergestellt werden.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren anzugeben, bei welchem Ester chlorierter, fluorierter oder chlorfluorierter Carbonsäuren anfallen und das technisch einfach durchzuführen ist. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern aus Malonsäurediestern sieht vor, daß man die den Malonsäurediester mit einer Carbonsäure umestert und die freigesetzte Säure decarboxyliert, um den Carbonsäureester zu erhalten. Der Begriff "freigesetzte Säure" bezeichnet die, mindestens eine Estergruppe aufweisende Carbonsäure, die dem eingesetzten Malonsäurediester entspricht.
- Im Unterschied zu bekannten Verfahren erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Umesterung; deshalb arbeitet man vorzugsweise ohne Zusatz von Wasser (beispielsweise ohne Zusatz wäßriger Säurelösungen). Besonders bevorzugt ist das Arbeiten in Abwesenheit von Wasser. Befriedigende Ergebnisse können aber auch erzielt werden, wenn geringe, den gewünschten Erfolg allenfalls unwesentlich beeinträchtigende Mengen an Wasser, beispielsweise bis zu 3 Gew.-% oder weniger, im Reaktionsgemisch vorhanden sind. Gegebenenfalls kann man Wasser bindende Mittel zufügen. Ein Wasser bindendes Mittel, das zudem katalytisch wirkt, ist Schwefelsäure.
- Die Umsetzung (Umesterung und Decarboxylierung) läuft zwischen vielen Carbonsäuren und dem jeweiligen Malonester spontan mit mindestens befriedigender Geschwindigkeit ab; gegebenenfalls kann man die Umsetzung durch Erhitzen der Reaktionsmischung beschleunigen. Es wurde gefunden, daß Carbonsäuren mit höherer Säurestärke reaktiver sind. Ob die Umsetzung einer bestimmten Carbonsäure mit einem bestimmten Malonsäurediester mit befriedigender Geschwindigkeit abläuft, kann der Fachmann einfach dadurch überprüfen, daß er die beiden Komponenten vermischt und langsam erwärmt. Die Freisetzung von Kohlendioxidgas zeigt die Umsetzung an. Durch elektronenziehende Gruppen aktivierte Carbonsäuren, beispielsweise Carbonsäuren, die in α-Stellung durch Halogen substituiert sind, reagieren sehr gut mit den Malonestern.
- Stellt man fest, daß die Umsetzung bestimmter Carbonsäuren mit dem jeweiligen Malonester unerwünscht langsam abläuft, kann man die Reaktion katalysieren. Hierzu eignen sich Verbindungen mit größerer Säurestärke als die eingesetzte Carbonsäure, beispielsweise stärker saure Carbonsäuren wie Trifluoressigsäure, Mineralsäuren, wie Schwefelsäure oder Phosphorsäure, Sulfonsäuren oder auch "Onium"-Salze von Carbonsäuren. Selbstverständlich kann man eine derartige Katalyse auch für solche Umsetzungen vorsehen, die auch ohne zusätzlichen Katalysator in befriedigender Geschwindigkeit ablaufen.
- Erfindungsgemäß erfolgt vorzugsweise die Herstellung von Estern der allgemeinen Formel (I)
CHXY-C(O)OR (I),
worin R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; Aryl; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Aryl; Arylalkyl; R2 für Wasserstoff; Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; Aryl; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Aryl; Arylalkyl; Halogen oder C(O)R3 steht, worin R3 Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; Aryl; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Aryl; Arylalkyl bedeutet und n = 1 oder 2 bedeutet, durch Umsetzung einer Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer durch mindestens 1 Halogenatom substituierten Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen mit einer Malonsäurediester-Verbindung der allgemeinen Formel (II)
RO(O)-CYX-C(O)OR (II),
worin R, X und Y die obengenannte Bedeutung besitzen. - Eine bevorzugte Variante sieht vor, daß man einen Katalysator einsetzt, indem man die Decarboxylierung unter Umesterung mit einer Carbonsäure in Anwesenheit einer die Reaktion katalysierenden Menge eines "Onium"-Salzes einer Carbonsäure und/oder einer konzentrierten Säure ausgewählt aus der Gruppe umfassend Mineralsäuren, Arylsulfonsäuren und Alkylsulfonsäuren durchführt.
- Der Begriff "Onium" steht für Kationen mit positiv geladenem Stickstoff, beispielsweise protonierte aromatische Stickstoffbasen wie Pyridinium oder protonierte Alkyl-, Dialkyl- oder Trialkylammonium-Kationen oder für durch Cycloalkyl substituierte Ammonium-Verbindungen oder cycloaliphatische Stickstoffbasen wie Piperidinium oder quartäre Ammonium- Kationen.
- Sehr gut geeignet als Carbonsäuresalz sind "Onium"- Salze, wobei "Onium" für ein Kation des Stickstoffs der Formel R'R"R'''R""N+ steht. R', R", R''' und R"" stehen unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen, Aryl oder Aralkyl. R' und R" oder R''' und R"", oder R', R" und R''' oder R', R", R''' und R"" können auch, gegebenenfalls unter Einschluß des Stickstoff-Atoms, gesättigte oder ungesättigte Ringsysteme bilden. "Aryl" bedeutet hier insbesondere Phenyl oder durch 1 oder mehrere C1-C2-Alkylgruppen substituiertes Phenyl. Hervorragend geeignet sind Salze, in denen "Onium" für Ammonium, Pyridinium oder R1'R2'R3'R4'N+ steht, worin R1', R2', R3' und R4' unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen, Phenyl oder Benzyl stehen. Als Beispiel für solche Kationen seien genannt Pyridinium, Piperidinium, N-Methylpiperidinium, Anilinium, Benzyltriethylammonium und Triethylammonium.
- Brauchbar sind auch durch Hydroxygruppen substituierte Amine, besonders cycloaliphatische Amine, insbesondere hydroxysubstituierte Piperidine und N-C1-C4-Alkylpiperidine. Geeignet sind z. B. die am C4-Atom substituierten Piperidine wie 4-Hydroxypiperidin, N-Methyl-4-hydroxypiperidin, N-Ethyl-4-hydroxypiperidin und N-Propyl-4-hydroxypiperidin.
- Brauchbar sind auch Kationen von Aminen, welche in der nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift . . . (101 04 663.4) offenbart sind. Es handelt sich um "Onium"- Kationen auf Basis einer mono- oder bicyclischen Verbindung mit mindestens 2 Stickstoffatomen, wobei mindestens 1 Stickstoffatom in das Ringsystem eingebaut ist.
- So kann man "Onium"-Kationen auf Basis von monocyclischen Verbindungen einsetzen. Es handelt sich dann um gesättigte oder ungesättigte 5-Ring-, 6-Ring- oder 7-Ring-Verbindungen. Mindestens 1 Stickstoffatom ist in den Ring eingebaut. Es kann auch noch ein weiteres Stickstoffatom in das Ringsystem eingebaut sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Ring durch eine oder mehrere Aminogruppen substituiert sein. Bevorzugt sind Dialkylaminogruppen, in denen die Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können und 1 bis 4 Kohlenstoffatome umfassen. Die Aminogruppe kann auch ein gesättigtes Ringsystem, beispielsweise eine Piperidinogruppe, darstellen. Gut brauchbare Vertreter von monocyclischen Ringsystemen sind Dialkylaminopyridin, Dialkylaminopiperidin und Dialkylaminopiperazin.
- Auch "Onium"-Kationen bicyclischer Verbindungen kann man einsetzen. Auch hier können 1, 2 oder mehr Stickstoffatome in das Ringsystem integriert sein. Die Verbindungen können durch eine oder mehr Aminogruppen substituiert sein. Bevorzugt sind wieder Dialkylaminogruppen, wobei die Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können und 1 bis 4 C-Atome umfassen oder zusammen mit dem Stickstoffatom ein gesättigtes Ringsystem bilden, wie beispielsweise die Piperidinyl-Gruppe.
- Aus dem vorstehend gesagten wird klar, daß bei dieser Ausführungsform mindestens 2 Stickstoffatome in den brauchbaren Verbindungen basische Eigenschaften aufweisen müssen und, je nach Art der Bindungen, an 2 oder 3 Kohlenstoffatome gebunden sind.
- Ganz besonders bevorzugt sind "Onium"-Salze der Carbonsäure mit bicyclischen Amidinen, insbesondere 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-cen (DBU). Man kann diese Salze zwar gemeinsam mit freier Carbonsäure einsetzen, dies ist bei den DBN- und DBU- Salzen nicht nötig und wird bevorzugt auch nicht gemacht.
- Die vorstehend genannten Verbindungen kann man vorab herstellen, indem man die Amine mit der jeweiligen Säure umsetzt.
- Der Begriff "Mineralsäuren" umfaßt Oxosäuren von Elementen der 4. bis 7. Hauptgruppe, insbesondere Phosphorsäure, Schwefelsäure, Fluorsulfonsäure und Chlorsulfonsäure. Der Begriff "Alkylsulfonsäuren" umfaßt C1-C5-Alkylsulfonsäuren, wobei die Alkylgruppe durch 1 oder mehr Halogenatome substituiert sein kann, beispielsweise Methansulfonsäure und Trifluormethansulfonsäure. Der Begriff "Arylsulfonsäuren" umfaßt Phenylsulfonsäure sowie Sulfonsäuren mit einer Phenylgruppe, die durch 1 oder mehrere Halogenatome und/oder durch 1 oder mehrere C1-C2-Alkylgruppen substituiert sein kann, z. B. p-Toluolsulfonsäure. Die einzusetzende Menge an Carbonsäure beträgt vorteilhaft mindestens 0,8 Mol pro Mol umzuestender Carboxy-Gruppe. Vorzugsweise arbeitet man wasserfrei.
- Ganz besonders bevorzugt führt man in der Variante der Erfindung die Umsetzung durch unter Decarboxylierung in Anwesenheit einer die Umesterung katalysierenden Menge eines "Onium"-Salzes einer Carbonsäure mit 1 bis 10 C- Atomen, eines Metall- oder "Onium"-Salzes einer durch mindestens 1 Halogenatom substituierten Carbonsäure mit 1 bis 10 C- Atomen, einer konzentrierten Mineralsäure, einer Arylsulfonsäure oder einer Alkylsulfonsäure.
- Sofern man eine Carbonsäure in Anwesenheit eines "Onium"-Salzes einer Carbonsäure einsetzt, so kann es sich bei diesen um verschiedene Carbonsäuren oder vorzugsweise um gleiche Carbonsäuren handeln.
- Als Mineralsäure setzt man vorzugsweise Schwefelsäure ein, die ganz besonders gut geeignet ist.
- Im erfindungsgemäßen Verfahren setzt man als Carbonsäure vorzugsweise eine Carbonsäure der Formel (III), R1COOH, ein. R1 hat die Bedeutung CHXY oder CXYZ, wobei X und Y oben schon erläutert sind. Z ist Halogen, vorzugsweise Fluor. Vorzugsweise steht R1 für durch 1 bis 5 Halogenatome substituiertes Alkyl mit 1 oder 2 C-Atomen, insbesondere für CH2F, CHF2 oder CF3. Die Säure der Formel (III) und der Ester der Formel (I) können von verschiedenen Säuren abgeleitet sein. Beispielsweise kann man als Ester CHF2C(O)OEt einsetzen, als Säure der Formel (III) jedoch Trifluoressigsäure. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Säure der Formel (III) und der Ester der Formel (I) auf die gleiche Säure zurückgehen.
- Die Menge an Carbonsäure wird zweckmäßig so gewählt, daß pro Mol Estergruppe in der Verbindung der Formel (II) mindestens 0,8 Mol Carbonsäure eingesetzt werden. Vorteilhaft liegt das Molverhältnis von Carbonsäure zu Estergruppen in der Verbindung der Formel (II) zwischen 0,9 : 1 bis 1, 1 : 1.
- Die Temperatur bei der Verfahrensdurchführung liegt vorteilhaft im Bereich von 70 bis 130°C. Der Druck liegt zweckmäßig im Bereich von 0,01 bar (absolut) bis 2 bar (absolut).
- Das "Onium"-Salz der Carbonsäure bzw. die Mineralsäure liegt zweckmäßig in einer Konzentration von 50 bis 900 g/l in der Reaktionsmischung vor.
- Gemäß einer anderen bevorzugten Variante setzt man als Carbonsäure die besonders starke Säure Trifluoressigsäure ein und verzichtet auf einen zusätzlichen Katalysator.
- Katalysatoren wie "Onium"-Salze von Carbonsäuren oder Säuren wie Mineralsäuren, Arylsulfonsäuren und Alkylsulfonsäuren sind bei der Umesterung mit Trifluoressigsäure nicht notwendig. Die einzusetzende Menge an Trifluoressigsäure beträgt vorteilhaft mindestens 0,8 Mol pro Mol umzuestender Carboxy-Gruppe. Vorzugsweise arbeitet man auch bei dieser Variante ohne Wasserzusatz, insbesondere wasserfrei und mit dem zu decarboxylierenden Ester als Edukt und Solvens.
- Die Menge an Trifluoressigsäure wird zweckmäßig so gewählt, daß pro Mol Estergruppe in der Verbindung der Formel (II) mindestens 0,8 Mol Trifluoressigsäure eingesetzt werden. Vorteilhaft liegt das Molverhältnis von Trifluoressigsäure zu Estergruppen in der Verbindung der Formel (II) zwischen 0,9 : 1 bis 1,1 : 1.
- Die Temperatur bei der Verfahrensdurchführung liegt auch hier vorteilhaft bei mindestens 70°C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 130°C. Der Druck liegt zweckmäßig im Bereich von 0,01 bar (absolut) bis 2 bar (absolut).
- Gewünschtenfalls kann man im erfindungsgemäßen Verfahren in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels arbeiten, beispielsweise in Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen oder perhalogenierten Verbindungen. Sofern flüssig, kann auch die verwendete Mineralsäure, die Carbonsäure oder der Malondiester als Lösungsmittel dienen. Bereits sehr geringe Mengen an Mineralsäuren wirken katalytisch. So reicht 1 Gew.-% oder weniger schon aus. Vorteilhaft setzt man 5 Gew.-% oder mehr zu.
- Die als Ausgangsverbindungen dienenden Malondiester sind bekannt oder können nach oder analog zu Standardmethoden hergestellt werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch kontinuierlich betrieben werden. Dazu leitet man in die Reaktionsmischung Carbonsäure und Malonsäurediester ein und trennt gebildete Ester ab, beispielsweise durch Destillation.
- Die vorliegende Erfindung weist noch einen weiteren Aspekt auf. Bei der Umesterung der Carbonsäure entsteht ein Ester dieser Carbonsäure, der aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden kann. Durch Einsatz bestimmter Carbonsäuren und von Malondiester mit bestimmten Ester-Gruppen können gezielt bestimmte, auf andere Weise eventuell nur schwer herstellbare Ester, beispielsweise der Trifluoressigsäure, synthetisiert werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren gestaltet die technisch einfache Herstellung von Estern, die wasserfrei anfallen. Daneben können gezielt auch Ester erzeugt werden. Die Auftrennung der Reaktionsgemische kann durch Destillation erfolgen.
- Beispielsweise können folgende Ester hergestellt werden:
- - CHF2C(O)OEt aus EtO(O)CCF2C(O)OEt und H2SO4 sowie CHF2C(O)OH
- - CHF2C(O)OMe aus MeO(O)CCF2C(O)OMe und H2SO4 sowie CHF2C (O) OH
- - CHF2C(O)OEt und CF3C(O)OEt aus EtO(O)CCF2C(O)OEt und CF3C(O)OH.
Claims (18)
1. Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern aus
Malonsäurediestern, wobei man den Malonsäurediester mit einer
Carbonsäure umestert und die freigesetzte Säure
decarboxyliert, um den Carbonsäureester zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Herstellung von Estern der allgemeinen Formel (I)
CHXY-C(O)OR (I),
worin R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet; Aryl; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Aryl; Arylalkyl; X für Cl oder F und Y für Cl, F oder C1-C5-Alkyl steht, welches durch ein oder mehrere Halogenatome substituiert sein kann, durch Umsetzung einer Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer durch mindestens 1 Halogenatom substituierten Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen mit einer Malonsäurediester-Verbindung der allgemeinen Formel (II)
RO(O)-CXY-C(O)OR (II),
worin die Substituenten R gleich oder verschieden sein können und R, X und Y die obengenannte Bedeutung besitzt.
CHXY-C(O)OR (I),
worin R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet; Aryl; durch mindestens 1 Halogenatom substituiertes Aryl; Arylalkyl; X für Cl oder F und Y für Cl, F oder C1-C5-Alkyl steht, welches durch ein oder mehrere Halogenatome substituiert sein kann, durch Umsetzung einer Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer durch mindestens 1 Halogenatom substituierten Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen mit einer Malonsäurediester-Verbindung der allgemeinen Formel (II)
RO(O)-CXY-C(O)OR (II),
worin die Substituenten R gleich oder verschieden sein können und R, X und Y die obengenannte Bedeutung besitzt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man als Carbonsäure eine
Carbonsäure der Formel (III), R1COOH, einsetzt, worin R1 die
obengenannte Bedeutung von CHXY oder von CXYZ besitzt, worin Z
für Halogen, vorzugsweise Fluor steht, wobei R1 in der
Formel (III) und CHXY in der Formel (I) vorzugsweise gleich
sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß R1 für durch 1 bis 5 Halogenatome substituiertes Alkyl
mit 1 oder 2 C-Atomen steht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß R1 für CH2F oder CHF2 steht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß X für F steht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Y für Cl oder F steht.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß R für Methyl, Ethyl, Propyl,
1,1,1-Trifluorethyl oder Pentafluorpropyl steht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Decarboxylierung unter Umesterung
mit einer Carbonsäure in Anwesenheit einer die Umesterung
katalysierenden Menge eines "Onium"-Salzes einer Carbonsäure
und/oder einer konzentrierten Säure ausgewählt aus der Gruppe
umfassend Mineralsäuren, Arylsulfonsäuren und
Alkylsulfonsäuren durchführt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Decarboxylierung unter Umesterung in Anwesenheit
einer die Umesterung katalysierenden Menge eines "Onium"-
Salzes einer Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen, eines Metall-
oder "Onium"-Salzes einer durch mindestens 1 Halogenatom
substituierten Carbonsäure mit 1 bis 10 C-Atomen, einer
konzentrierten Mineralsäure, Arylsulfonsäure, einer
Alkylsulfonsäure oder einer durch mindestens 1 Halogenatom
substituierten Carbonsäure mit bis zu 4 C-Atomen durchführt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Umsetzung der Verbindung der Formel (II) mit der
Carbonsäure in Anwesenheit einer die Umesterung
katalysierenden Menge eines "Onium"-Salzes der gleichen Carbonsäure oder
einer konzentrierten Mineralsäure ausgewählt aus der
Schwefelsäure und Phosphorsäure umfassenden Gruppe oder
Methansulfonsäure durchführt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man Schwefelsäure oder ein "Onium"-Salz der
Carbonsäure einsetzt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von
CHF2C(O)OR Difluoressigsäure umsetzt mit RO(O)CCF2C(O)OR in
Anwesenheit einer die Umesterung katalysierenden Menge
konzentrierter Schwefelsäure oder eines "Onium"-Salzes der
Difluoressigsäure.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das "Onium"-Salz der Carbonsäure
bzw. die konzentrierte Mineralsäure in einer Konzentration
von 50 bis 900 g/l in der Reaktionsmischung vorhanden ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Carbonsäure Trifluoressigsäure
einsetzt in Abwesenheit eines zusätzlichen Katalysators.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß pro Estergruppe 0,9 bis 1,1 Mol
Trifluoressigsäure eingesetzt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von
mindestens 70°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 130°C,
umgeestert wird.
18. Abänderung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man zur kontinuierlichen
Durchführung unter Abtrennung des gebildeten
Carbonsäureesters und des gegebenenfalls gebildeten Esters, in die
Reaktionsmischung die Carbonsäure und den Malonester einleitet.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001143178 DE10143178A1 (de) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern |
PCT/EP2002/009548 WO2003020682A1 (de) | 2001-09-04 | 2002-08-27 | Verfahren zur herstellung von carbonsäureestern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001143178 DE10143178A1 (de) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10143178A1 true DE10143178A1 (de) | 2003-03-20 |
Family
ID=7697582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001143178 Withdrawn DE10143178A1 (de) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10143178A1 (de) |
WO (1) | WO2003020682A1 (de) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4313793A1 (de) * | 1993-04-27 | 1994-11-03 | Solvay Fluor & Derivate | Herstellung von Carbonsäurehalogeniden und Carboxylat-Salzen |
ATE173245T1 (de) * | 1993-04-27 | 1998-11-15 | Max Dr Braun | Verfahren zur herstellung von ketonen |
DE19732031C1 (de) * | 1997-07-25 | 1999-04-22 | Solvay Fluor & Derivate | 2-Phasen-Herstellung von Carbonsäureestern |
-
2001
- 2001-09-04 DE DE2001143178 patent/DE10143178A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-08-27 WO PCT/EP2002/009548 patent/WO2003020682A1/de not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003020682A1 (de) | 2003-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0893426B1 (de) | 2-Phasen-Herstellung von Carbonsäureestern | |
EP0623582B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern aus Carbonsäurehalogeniden und Alkoholen | |
EP0623575B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Ketonen | |
EP0574667A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-N-oxyl und in seiner 4-Stellung substituierten Derivaten | |
EP0987239B1 (de) | Verfahren zur Synthese alpha-substituierter Ringsysteme | |
EP1480934A2 (de) | Herstellung von alkenonen | |
DE3150234A1 (de) | Verfahren zur herstellung von ueberwiegend das z-isomere enthaltendem rosenoxid | |
DE2801886A1 (de) | Verfahren zur herstellung der alkalisalze der phenylessigsaeure | |
DE102005051903A1 (de) | Verfahren zum Entfernen von Farnesol aus Mischungen mit alpha-Bisabolol | |
DE2643205A1 (de) | Verfahren zur herstellung von alpha-formylpropionsaeurealkylestern | |
DE19803667A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 5-Alkoxy (bzw. 5-Aroxy) -2,3-dihydrofuran-2-onen | |
DE10143178A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern | |
DE3108602C2 (de) | Verfahren zur selektiven Herstellung von eine Perfluorkohlenstoffgruppe enthaltenden Aldehyden | |
EP1243575A2 (de) | Esterherstellung in Anwesenheit von Oniumsalzen | |
EP0257202B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1,12-Dodecandisäure I | |
DE3335186C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Dinitrophenylethern | |
EP2657216B1 (de) | Verfahren zum Umsetzen von Farnesol zu Nerolidol in Gegenwart von alpha-Bisabolol | |
DE3214942C2 (de) | ||
WO2001096277A1 (de) | Verfahren zur herstellung von 2,3,4,6-tetramethylmandelsäure und 2,3,4,6-tetramethylmandelsäureacetat | |
DE19905685A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2,3,5-Trimethylhydrochinondiestern | |
DE3237605C2 (de) | ||
DE4313794A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Ketonen | |
EP3878834A1 (de) | Verfahren zur desodorisierung von 1,2-alkandiolen durch destillation | |
DE2830719C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyalkylpiperidon-(4)-cyanhydrinen | |
DE19832146B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von 3-Methylpyrazol bzw. dessen Salze |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SOLVAY FLUOR GMBH, 30173 HANNOVER, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |