DE1543894B - 2,3 Dimethyl 5 tert butylphenol, seine Verwendung und Verfahren zu seiner Herstel lung - Google Patents
2,3 Dimethyl 5 tert butylphenol, seine Verwendung und Verfahren zu seiner Herstel lungInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist die neue Verbindung 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol und seine Verwendung
als Fungizid.
Es ist ferner ein Zwischenprodukt zur Herstellung von landwirtschaftlichen Chemikalien, z. B. Insektiziden.
Des weiteren kann die neue Verbindung durch Abspalten der tert.-Butylgruppe in einfacher Weise in
2,3-Xylenol übergeführt werden, das ebenfalls eine bekannte
Ausgangsverbindung zur Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
von 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 3,4-Dimethyl-tert.-butylbenzol
in an sich bekannter Weise mit konzentrierter Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure oder deren
Gemisch bei Temperaturen von 0 bis 1000C sulfoniert
und die erhaltene 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure in an sich bekannter Weise mit Kaliumhydroxid,
Natriumhydroxid oder deren Gemisch bei Temperaturen von 250 bis 3500C der Alkalischmelze
unterwirft. Durch dieses Verfahren wird die neue Verbindung in guter Ausbeute und auf wirtschaftlichem
Wege erhalten.
Dieses Verfahren besteht aus zwei Stufen, die nachstehend eingehender besprochen werden.
Das als Ausgangsverbindung bei der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete 3,4-Dimethyl-tert.-butylbenzol
kann entsprechend den Angaben in Beilsteins Handbuch der organischen Chemie, 4. Auflage, 3. Ergänzungswerk, Bd. 5, 1964, S. 1032,
aus o-Xylol und tert.-Butanol oder tert.-Butylhalogenid
in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Aluminiumchlorid,
Zinkchlorid, Zinntetrachlorid, Titantetrachlorid oder Bortrifluorid entweder in flüssiger Phase oder in der
Gasphase bei einer Temperatur von — 20 bis + 3000C,
vorzugsweise in flüssiger Phase bei einer Temperatur von 0 bis 800C, hergestellt werden.
Die erste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Sulfonierung des 3,4-Dimethyl-tert.-,
butylbenzols unter Bildung der 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure. Diese Sulfonierung wird mit
konzentrierter Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure oder deren Gemisch bei einer Temperatur von 0
bis 100°C, vorzugsweise 40 bis 60°C durchgeführt. Die Konzentration der Schwefelsäure muß oberhalb
90% liegen. Die Reaktionszeit beträgt 1 bis 5 Stunden. Die Reihenfolge der Zugabe der Reaktionsteilnehmer
ist beliebig. Das 3,4-Dimethyl-tert.-butylbenzol
M- kann zur Schwefelsäure gegeben werden oder umgekehrt.
Das Molverhältnis von 3,4-Dimethyl-tert.-butylbenzol zu Schwefelsäure liegt zwischen 1: 2 und
1:4.
Bei dieser Sulfonierung tritt die Sulfonsäuregruppe
j 5 vermutlich aus sterischen Gründen selektiv in die 5-Stellung
des Benzolkerns ein. Man erhält in hoher Ausbeute 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure.
Die zweite Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Alkalischmelze der erhaltenen Sulfonsäure unter
^o Bildung von 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol. Als Alkali
können Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder deren Gemisch verwendet werden. Die Alkalischmelze
wird bei einer Temperatur von 250 bis 3500C, vorzugsweise
bei 280 bis 320° C, während 1 bis 6 Stunden durchgeführt. Das Molverhältnis der Sulfonsäure zum Alkali
liegt zwischen 1: 2;und 1:4. :■■■
Nach beendeter Alkalischmelze läßt man das Reaktionsgemisch abkühlen. Darin wird Säure zugegebenem
das. rohe Phenol auszufällen. Das rohe 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol
wird zur Reinigung destilliert. Die Ausbeute bei der Alkalischmelze liegt zwischen 60 und
80% der Theorie, bezogen auf eingesetzte 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure.
Das erfindungsgemäße 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol ist ein wertvolles Fungizid.
Die In-vitro-Bestimmung der antimikrobiellen Aktivität
von 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol wurde nach der üblichen zweifachen Reihenverdünnungsmethode
durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Testorganismus
Mindesthemmkonzentration
2,3-Dirnethyl-5-tertbutylphenol
m-Kresol
Staphylococcus aureus 209 P
Escherichia coli NIHJ
Aspergillus oryzae
Saccharomyces carlsbergensis ATCC 9080
* HIB: Herzinfusionsbrühe
HIB=11
, HIB*
Koji Agar
Koji Agar
, HIB*
Koji Agar
Koji Agar
33,3
25,0
25,0
100,0
50,0
50,0
700
700
500
500
700
500
500
Die bakterizide Wirkung von 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol gegen Staphylococcus aureus 209 P wurde
mit der von Phenol und m-Kresol folgendermaßen verglichen
:
Nach dem Zusammenbringen von Staphylococcus aureus 209 P mit einer verdünnten wäßrigen Lösung
der Testverbindung in Tabelle II für 5,10 und 15 Minuten bei 2O0C wird mit der Platinöse eine Probe jeder
Lösung in die Nährbouillon übertragen. Nach 48stündiger Bebrütung bei 370C wird die bakterizide Wirkung
bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
| Testverbindung | Verdünnung, -fach |
Kontaktzeit, Minuten 5 I 10 j 15 |
I I + I ++ I I + | ι +1++M + |
| 2,3-Dimethyl- , 5-tert.-butyl- I phenol j Phenol J m-Kresol < |
3200 3400 3600 80 90 100 160 180 200 |
+
+ + + + + + |
—: abgetötet
+: aktiv
+: aktiv
Wie aus Tabellen I und II hervorgeht, hat 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol
eine deutlich höhere antimikrobielle Aktivität in vitro als m-Kresol. Die bakterizide
Wirkung gegen Staphylococcus aureus 209 P ist wesentlich höher als die von Phenol und m-Kresol.
Das Beispiel erläutert die Erfindung. Teile beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben
ist.
Stufe 1 (a)
300 Teile 98°/oiger Schwefelsäure werden innerhalb
einer Stunde unter Rühren in 146 Teile 3,4-Dimethyltert.-butylbenzol
eingetropft. Während der Schwefelsäurezugabe steigt die Temperatur des Reaktionsgemisches.
Die Temperatur wird bei 550C gehalten. Nach
beendeter Schwefelsäurezugabe wird das Reaktionsgemisch weitere 2 Stunden bei der gleichen Temperatur
gerührt. Danach ist die Sulfonierung beendet. Das etwas viskose Reaktionsgemisch wird in 300 Teile einer
gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung eingegossen. Das Natriumsalz der Sulfonsäure fällt in weißen
Kristallen aus. Es wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
Stufe 1 (b)
Ein Gemisch aus 240 Teilen konzentrierter Schwefelsäure und 120 Teilen 27%iger rauchender Schwefelsäure
wird auf 45 bis 50°C erwärmt und innerhalb 30 Minuten tropfenweise mit 162 Teilen 3,4-Dimethyltert.-butylbenzol
versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch bei der gleichen Temperatur
noch eine weitere Stunde gerührt. Danach ist die Sulfonierung beendet. Das Reaktionsgemisch wird in
gesättigte wäßrige Natriumchloridlösung eingegossen, die erhaltenen Kristalle werden abfiltriert und mit Wasser
gewaschen. Man erhält das rohe Natriumsalz der 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure.
Stufe 2 (a)
Das in Stufe 1 (a) erhaltene Natriumsalz der 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure
wird mit 168 Teilen Kaliumhydroxid vermischt und 2 Stunden auf 300 bis 320°C erhitzt. Danach wird das Reaktionsgemisch
abgekühlt und in 400 Teile Wasser eingegossen.
ίο Die wäßrige Lösung wird mit Salzsäure oder Schwefelsäure
angesäuert, und die sich abtrennende organische Schicht wird von der wäßrigen Lösung getrennt. Die
wäßrige Lösung wird noch mit Diäthyläther extrahiert. Das Öl und der Ätherextrakt werden vereinigt und
destilliert. Es werden 113,7 Teile 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol vom Siedepunkt 255° C bei Atmosphärendruck
erhalten. Die Gesamtausbeute der Sulfonierungsstufe 1 (a) und der Alkalischmelze beträgt 71 % der
Theorie, bezogen auf eingesetztes 3,4-Dimethyl-tertbutylbenzol.
Analyse (C12H18O):
Gefunden
berechnet
berechnet
C 80,76%,
C 80,85%,
C 80,85%,
H 10,17%;
H 10,18%.
H 10,18%.
Das Vorliegen des Benzolkerns, der Methylgruppen, der tert.-Butylgruppe und der Wasserstoffatome in der
o- und p-Stellung zur Hydroxylgruppe des Benzolkerns
wurde durch kernmagnetische Resonanz festgestellt. Aus dem IR-Spektrum ergab sich, daß das Produkt
ein 1,2,3,5-tetrasubstituiertes Benzolderivat ist.
Stufe 2 (b)
Aus dem Natriumsalz der in Stufe 1 (b) erhaltenen 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulf onsäure wird durch
Alkalischmelze analog Stufe 2 (a) das 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol
hergestellt. Die Gesamtausbeute der Sulfonierungsstufe 2 (b) und der Alkalischmelze
beträgt 68% der Theorie, bezogen auf eingesetztes 3,4-Dimethyl-tert.-butylbenzol.
Claims (3)
1. 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol.
2. Verfahren zur Herstellung von 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol,
dadurch gekennzeichnet, daß man 3,4-Dimethyl-tert-butylbenzol in an sich bekannter
Weise mit konzentrierter Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure oder deren Gemisch bei
Temperaturen von O bis 100° C sulfoniert und die erhaltene 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylbenzolsulfonsäure
in an sich bekannter Weise mit Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder deren Gemisch bei
Temperaturen von 250 bis 350° C der Alkalischmelze unterwirft.
3. Verwendung von 2,3-Dimethyl-5-tert.-butylphenol als Fungizid.
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