DE2024908A1 - Hexachloro-1, 8-naphthyridine prepn and chlorination - of piperinopropionitriles - Google Patents
Hexachloro-1, 8-naphthyridine prepn and chlorination - of piperinopropionitrilesInfo
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Description
- Hexachlor-naphthyridin und Chlorierung von Piperidino-propionitrilen Gegenstand der Erfindung ist Hexachlor-1,8-naphthyriain der Formel Gegenstand der Erfindung ist desweiteren ein Verfahren zur Herstellung von Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I), das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Verbindungen der Formel worin R für Wasserstoff oder Methyl steht, bei Temperaturen von etwa O0C bis etwa 3500C mit überschüssigem gasförmigem Chlor umsetzt.
- Chloriert man die Verbindungen der Formel (II) gemäß den Angaben der Belgischen Patentschrift Nr. 737 448, so erhält man überraschenderweise neben den dort beschriebenen Chlorpyridin-Verbindungen das Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I) in Ausbeuten von etwa 5 - 15 % der Theorie.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Chlorierung von Verbind dungen der Formel (II) wird in Gegenwart oder in Abwesenheit von inerten VerdUnnungsmitteln,- gegebenenfalls unter UV-Bestrahlung durchgeführt.
- Die Ausgangsverbindungen der Pormei (II) sind bislang noch nicht bekannt, können aber hergestellt werden, indem man Acrylnitril in an sich bekannter Weise bei Temperaturen von etwa 25 - 500 C an Verbindungen der Formel anlagert.
- Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind beispielsweise die wie oben angegeben erhältlichen ß-Cyanäthylierungsprodukte von 3-Methyl-piperidin und 3,5-Dimethyl-piperidin.
- Die Amine der Formel (II) werden bevorzugt als freie Basen eingesetzt, können aber auch in Form ihrer Hydrohalogenide, vorzugsweise Hydrochloride, verwendet werden.
- Im allgemeinen fuhrt man das erfindungsgemäße Verfahren derart durch, daß man eine Verbindung der Formel (II) mit einem inerten Verdünnungsmittel versetzt und dann in diese Mischung gasförmiges Chlor leitet.
- Für die Umsetzung wird das Chlor zweckmäßigerweise im Überschuß angewendet, jedoch ist zu Beginn der Chlorierulsgsreaktion überschüssiges Chlorgas nicht von Vorteil, da andernfalls die zunächst eintretende exotherme Reaktion zu heftig wird. Unter "überschüssigem Chlorgas" ist hierbei zu verstehen, daß in den Reaktionsabgasen noch deutlich die grüne Farbe des Chlors erkennbar ist.
- Verdünnungsmittel, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, sind alle gegen Chlor beständige Lösungsmittel, z.B.
- chlorierte aliphatische und aromatische KohlenwasserstoSfe, wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, 1,1,x,2-Tetrachloräthan, l,1,2,3,3-Pentachlorpropan, Hexachlorcyclopentadien, Octachlorcyclopenten, Benzotrichlorid, 1,2,4-Trichlorbenzol.
- Chloroform eignet sich besonders gut als VerdUnnungsmittel.
- Das Volumenverhältnis zwischen Verdünnungsmittel und einer Verbindung der Formel (I:) ist bevorzugt 1 - 20 Volumteile Verdünnungsmittel pro Volumteil Verbindung (II). Man kann auch ohne Verdünnungsmittel arbeiten, jedoch ist die Anwendung eines Verdünnungsj:.ittels im allgemeinen bevorzugt.
- Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt, daß man zunächst eine Verbindung der Formel (11) mit einem vorzugsweise unter 800C siedenden Verdünnungsmittel, insbesondere Chloroform, versetzt und in oder auf diese Mischung in offenem oder geschlossenem Gefäß gasförmiges Chlor leitet. Dabei tritt zunächst eine stark exotherme Reaktion ein, die vielfach eine Außenkühlung erforderlich macht.
- Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird die Lösung bzw.
- die durch die Chlorierungsreaktion entstandene Suspension unter Erhöhung der Temperatur auf beispielsweise 50 - 800C gegebenenfalls, einer UV-Bestrahlung ausgesetzt, wobei die Chlorierung fortschreitet. Im allgemeinen ist es besonders vorteilhaft, auf die Siedetemperatur des unter 800 C siedenden Verdünnungsmittels zu erhitzen, bei Verwendung von Chloroform auf ca, 600 C, und die Chlorierung solange fortzuführen, bis bei der Siedetemperatur des Verdünnungsmittels kein weiteres Chlor mehr aufgenommen wird. Anschließend kann man ein höher siedendes Terdünnungsmittel zufgen (Siedepunkt zwischen. 100 und 3000 C) und das erste Verdünnungsmittel z. B. durch Ábdestillieren entfernen; man kann aber auch das ursprüngliche Verdünnungsmittel, insbesondere Chloroform, zunächst belassen und im weiteren Verlauf der Chlorierung abdestillieren.
- Selbstverständlich ist es auch möglich, von vornherein in einem höhersiedenden Verdünnungsmittel (Siedepunkt z. B.
- zwischen 100 und 3000 C) zu arbeiten.
- Danach wird die Reaktionstemperatur durch Erhitzen und gegebenenfalls unter weiterer UV-Bestrahlung langsam bia auf etwa 200 = 300° o erhöht und die Chlorierung solange fortgeführt, bis das Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I) erhalten wird.
- Die Abtrennung des erfindungsgemäßen Hexachlor-l,8-naphthyridins der Formel (I) von gleichzeitig entstandenen Chlorpyridin-Verbindungen erfolgt in einfacher Weise aufgrund seiner wesentlich geringeren Flüchtigkeit durch Abdestillieren der Chlorpyridin-Verbindungen, oder aufgrund seiner wesentlich geringeren Soslichkeit: Man versetzt das Reaktionsgemisch, das gegebenenfalls zwecks Abtrennung von dunklen, harzartigen Zersetzungsprodukten als ganzes vorher destilliert wurde, bei gewöhnlicher Temperatur mit einem Lösungsmittel, das die Chlorpyridin-Verbindungen vollständig, hingegen das Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I) praktisch nicht löst und isoliert letzteres durch einfache Filtration. Lösungsmittel, die hierfür geeignet sind, sind beispielsweise Petroläther, Methylenchlorid oder Chloroform.
- Man kann die beiden erwähnten Trennungsverfahren auch kombiniert anwenden, indem man destillativ zunächst die Hauptmenge der Chlorpyridin-Verbindungen entfernt und anschließend den Destillationsrückstand, gegebenenfalls nach destillativer Abtrennung von dunklen, harzartigen Zersetzungsprodukten, mit einem Lösungsmittel digeriert. Das auf eine der beschriebenen Arten erhaltene, rohe Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I) muß zur Reindarstellung gegebenenfalls mehrfach aus organischen Lösungsmitteln umkristallisiert werden.
- Selbstverständlich kann, insbesondere bei kleineren Reaktionsansätzen, das erfindungsgemäße Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (i) auch säulen - oder dünnschichtchromatographisch in'reiner Form aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden.
- Das erfindungsgemäße Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I) kann beispielsweise als Zwischenprodukt zur Herstellung wertvoller neuer Pigmentfarbstoffe Verwendung finden z.B. durch Umsetzung mit mindestens 2 Mol l-Aminoanthrachinon unter üblichen Bedingungen (Nitrobenzol als Lösungsmittel, ca. 200°C Reaktionstemperatur), die sich durch gute Licht-, Migrations-und Ueberlackierechtheiten auszeichnen.
- Darüberhinaus ist das Naphthyridin (I) ein wertvolles Zwischenprodukt für die Herstellung von Pflanzenschutzmitten and Pharmazeutika.
- Gegenstand der Erfindung ist desweiteren ein Verfanren. zur Herstellung von Octachlor-pyrimido- 1,2-a7 azepin der Formel das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Verbindungen der Formel worin R1-Ra gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder Methyl stehen, bei Temperaturen von etwa 0°C bis etwa 3000C mit überschüssigem gasförmigem Chlor umsetzt.
- Chloriert man die Verbindungen der Formel (V) gemäß den Angaben der Belgischen Patentschrift Nr. 737 448, so erhält man überraschenderweise neben den dort beschriebenen Chlorpyridin-Verbindungen den Bicyclus der Formel (IVj in Ausbeuten von etwa 5 - 15 ffi der Theorie.
- Der Bicyclus (IV) ist bereits in Liebigs Ann. Chem. 731, 45 (1970) beschrieben. Er wurde bisher hergestellt, indem man 1-Hexamethylenimino-propionitril bei Temperaturen von etwa 0° C bis etwa 1300 C mit überschüssigem gasförmigem Chlor umsetzt und anschließend in Abwesenheit von Chlor thermisch behandelt.
- Es war demgegenüber völlig überraschend und nicht vorauszusehen, daß man (IV) auch durch Chlorierung von (V) erhalten kann.
- Die neuen Ausgangsverbindungen der Formel (V) können hergestellt werden, indem man Acrylnitril an Verbindungen der Formel anlagert.
- Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Verbindungen (V) sind beispielsweise die B-CyanGthylieralgaprodukte von: )-Methyl-piperidin, 3,5-Dimethyl-piperidin, 3,3-Dimethylpiperidin, 3,3,5-Trimethyl-piperidin und 3,3,5,5-Tetramethyl-piperidin.
- Die Chlorierung der Verbindungen der Formel (V) wird durchgeführt wie die oben beschriebene Chlorierung der Verbindungen der Formel (II).
- Im Falle der Chlorierung der Verbindungen (V) mit R1=R2=H und R3=H oder CH3, also gleichbedeutend mit den Verbindungen (II) mit R=H oder CH3, erhält man nach der wie oben beschriebenen Aufarbeitung zunächst ein Gemisch der Verbindungen (I) und(IV), das aber aufgrund der erheblich schwereren Löslichkeit von (I) durch fraktionierte Kristallisation aus organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise Kohlenwasserstoffen, insbesondere aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzol, Chlorbenzol oder Toluol, getrennt werden kann. Eine zusätzliche Hilfe bei der Trennung von (I) und (IV) besteht darin, daß man die intensiv gelb gefärbten-Nadeln von (IV) sehr gut von den farblosen, nicht nadelförmigen Kristallen von (1) unterscheiden kann Selbstverständlich können (I) und (IV) auch bequem auf chromatographischem Wege getrennt werden.
- Im Falle der Chlorierung von Verbindungen (V) mit geminan Methylgruppen, im einfachsten Falle also bei der Chlorierung von 1- (3,3-Dimethyl-piperidino )-propionitril (V-, R1 =CH3, R2=R3=H), erhält man analog der beim Naphthyridin (I) beschriebenen Aufarbeitung direkt den reinen Bicyclus (IV), den man gegebenenfalls aus z.B. Waschbenzin (Siedebereich 100 - 1400C) umkristallisieren kann.
- Der Bicyclus (IV) ist in der .Literatur beschrieben und kann unter anderem als Fungizid verwendet werden. Darüberhinaus stellt (IV) ein wertvolles Zwischenprodukt dar, beispiels weise für die Herstellung von Reaktivfarbstoffen durch Umsetzung mit aminogruppenhaltigen Farbstoffen oder für weitere Umsetzung mit Fluorierungsmitteln unter vollständigem oder anteilweisem Austausch von Cl gegen F.
- Beispiel 1 400 g (2,63 Mol) l-(3-Methyl-piperidino)-propionitril der Formel (II, R=H, gleichbedeutend mit V, R1-R3=H) und etwa 2 Ltr. Chloroform werden in einen mit Thermometer, Gaseinleitungsrohr, Rührer und Rüekflußkühler versehenen 4-Liter-Dreihalskolben gegeben. Durch das Gaseinleitungsrohr wird, beginnend bei etwa 2500, ein trockener Chlorstrom (etwa 3 Ltr. pro Minute) zunächst über die intensiv gerührte Reaktionsmischung geleitet, wobei von außen mit Eis gekiihlt wird.
- Chlorzufuhr und Kühlung werden so aufeinander abgestimmt, daß sich die Reaktionstemperatur zwischen etwa 25 und 35% hält. Sinkt die Reaktionstemperatur bei weiterer Außenkühlung trotz Steigerung der Chlorzufuhr bis auf etwa 10 Ltr. pro Minute unter 25% ab, so wird der Chlorstrom in die Reaktionsmischung geleitet, damit sich die Reaktionstemperatur weiterhin zwischen etwa 25 und 350C hält. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird nun die Reaktionsmischung unter gleichzeitigem Erhitzen bis auf die Rückflußtemperatur des Chloroforms (etwa 60°C) und unter UV-Bestrahlung so lange mit überschüssigem Chlor behandelt, bis kein weiteres Chlor mehr aufgenommen wird. Dann stellt man die Wasserkuh"lung des Rückflußkühlers ab, worauf das Chloroform abdestilliert. Anschließend wird die Temperatur unter weiterem Einleiten von überschüssigem Chlor durchschnittlich um etwa 1000 pro Stunde gesteigert, bis bei etwa 300°C kein weiteres Chlor mehr aufgenommen wird.
- Anschließend wird ein trockener Stickstoffstrom durch die Reaktionsmischung geleitet, um gelöstes überschüssiges Chlor sowie Chlorwasserstoff zu vertreiben.
- Bei der anschließenden fraktionierten Destillation an der Oelpumpe wird die Fraktion von etwa Kp 0,2 150°C bis etwa Kp 0,3 300°C gesammelt und mit ca. 1 Ltr. Petroläther (Siedebereich 40-60°C) digeriert. Durch fraktionierte Kristallisation des unlöslichen Anteils aus Chlorbenzol erhält man 54 g (6,1 % der Theorie) reines Hexachlor-1,8-naphthyridin der Formel (I) vom Schmelzpunkt 272 - 2730C.
- Analyse: C8Cl8N2 (336,8) Ber. C 28,5% Cl 63,2% N 8,3% Gef. C 28,7% Cl 62,8% N 8,3% Au3erdem erhält man 33 g (3% der Theorie) Octachlor-pyrimido [1,2-a] azepin der Formel (IV) vom Schmelzpunkt 176,5 - 177,5°C.
- Mischprobe mit authentischem (I\i), hergestellt nach Liebigs Ann. Chem. 731, 45 (1970), ohne Depression Herstellung des als Ausgangsprodukt verwendeten 1-(3-Methylpiperidino)-propionitrils (II, R=H) : Zu 3-Methyl-piperidin wird unter Rühren ein 10 - 20%iger molarer Ueberschuß Acrylnitril in dem Maß getropft, daß die Temperatur der exothermen Reaktion ca. 50°C nicht überschreitet. Nach Abziehen des überschüssigen Acrylnitrils siedet (II, R=H) bei Kp10 110-111°C. Ausbeute über 90% der Theorie.
- Beispiel 2 500 g (3,29 Mol) l-(3-Methyl-piperidino)-propionitril der Formel (II, R=H) werden entsprechend Beispiel 1 bis 200°C chloriert. Das Gesamtdestillat wurde mit Petroläther (ca.
- 1,5 Liter) ausgerührt, wobei 126 g ungelöstes Substanzgemisch erhalten wurden. Die fraktionierte Kristallisation aus Benzol ergab 45 g (4,05% der Theorie) Hexachlor-l,8-naphthyridin der Formel (I) und 70 g (5,07% der Theorie) Bicyclus der Formel (IV).
- Beispiel 3 400 g (2,41 Mol) 1-(3,5-Dimethyl-piperidino)-propionitril der Formel (II, R=CH3, gleichbedeutend mit V, R1=R2=H, R=CH3) werden entsprechend den Angaben in Beispiel 1 bis 3000C chloriert und in analoger Weise aufgearbeitet. Man erhält 83 g (10,2 % der Theorie) Naphthyridin der Formel (I) und ca, 60 g (6 % der Theorie) Bicyclus der Formel (IV).
- Die Herstellung des als Ausgangsprodukt verwendeten l-(3,5-Dimethyl-piperidino)-propionitrils der Formel (11, R=CH3) erfolgt analog der oben beschriebenen Herstellung des Ausgangsprcdukts der Formel (II, R=H). Kp2z l350C.
- Beispiel 4 282 g (1,7 Mol) 1-(3,3-Dimethyl-piperidino)-propionitril) der Formel (V, R1=CH3, R2=R3=H) werden in ca. 1 Ltr. Chloroform entsprechend den Angaben des Beispiels 1 bis 3000C chloriert. Nach Versetzen der Fraktion von etwa Kp 0,2 150°C bis Kp 0,3 250°C mit Petroläther erhält man ca. 100 g (14% der Theorie) reines Octachlor-pyrimido[1,2-a] azepin vom Schmelzpunkt 176,5 - 177,5°C (aus Waschbenzin).
- Die Herstellung des als Ausgangsprodukt verwendeten l-(3,3-Dimethyl-piperidino)-proprionitrils der Formel (V, R1=CH3, R=R3=H) erfolgt analog der oben beschriebenen Herstellung des Ausgangsprodukts der Formel (II, R=H). Kp12 114 - 116°C.
Claims (5)
- Patentansprüche
- t 2,3,4,5,6,7-Rexachlr-1 ,8-naphthyridin der Formel 2.) Verfahren zur Herstellung von 2,3,4,5,6,7-Hexachlor-1,8-naphthyridin, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel worin R für Wasserstoff oder Methyl steht, bei Temperaturen von etwa 0° C bis 3500 C chloriert.
- 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mit überschüssigem, gasförmigem Chlor umsetzt.
- 4.) Verfahren zur Herstellung von Octachlor-pyrBmido/7,2-a7 azepin der Formel dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel worin R1 - R3 gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder Methyl stehen, bei Temperaturen von etwa 0° C bis 3000 C chloriert.
- 5.> Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mit überschüssigem gasförmigem Chlor umsetzt.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19702024908 DE2024908A1 (en) | 1970-05-22 | 1970-05-22 | Hexachloro-1, 8-naphthyridine prepn and chlorination - of piperinopropionitriles |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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-
1970
- 1970-05-22 DE DE19702024908 patent/DE2024908A1/de active Pending
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