DE2409379A1 - Verfahren zur herstellung von difluorpyridinen - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Herstellung von Difluorpyridinen" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Difluorpyridinen, die gegebenenfalls substituiert sein können.
• Diffuorpyridine besitzen gewöhnlich eine hohe thermische Stabilität und stellen für die Landwirtschaft wertvolle Chemikalien dar, insbesondere als Vorauflaufherbizide, vornehmlich zur Bekämpfung zahlreicher schädlicher Unkräuter.
• Zur Herstellung von Difluorpyridinen sind bereits Verfahren bekannt gewesen, die ausgehend vom 6-Fluorpicollinsäure-methylester in vier Stufen in geringer Ausbeute zum 2,6-Difluorpyridin rühren (G.C. Finger und Mitarbeiter "Nature" 1961, 595). Weiterhin sind Verfahren zur Fluorierung von Dichlorpyridinen unter Verwendung von z.B. Kaliumfluorid entweder in Gegenwart eines polaren Lösungsmittels (G.C. Finger und Mitarbeiter "J.Org.Chem." 2, (1963), 1666) oder in einem l.ösungsmittelfreien medium bekannt (M.M. Boudakian "J.Weterocyclic Chem." 2 (1968), 683). Bei der An-Wendung des Verfahrens mit einem polaren Lösungsmittel ist das Lösungsmittel gewöhnlich teuer, und weiterhin erfordert das Verfahren ein aufwendiges Verfahren zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels sowie ein Kreislaufsystem. Beim lösungsmittelfreien Verfahren sind wegen der hohen Temperaturen und Drücke Autoklaven erforderlich. Demzufolge sind die vorgenannten Verfahren unwirtschaftlich.
• Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, ein wirtschaftlicheres Verfahren zur Herstellung von Difluorpyridinen, die gegebenenfalls substituiert sein können, aufzufinden. Die Erfindung löst diese Aufgabe.
• Es wurde nämlich gefunden, daß die vorgenannten Schwierigkeiten dadurch umgangen werden können, daß man erfindungsgeräß Di fluorpyridine und deren in bestimmter Weise substituierte Derivate in einfacher Weise und wirtschaftlich herstellen kann Gegenstand der Erfindung ist'demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von Difluerpyridinen, die gegebenenfalls substituiert sein können, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man (a) ein Diarinopyridin der allgemeinen Formel in der n eine Zahl von 0 bis 3 ist und jeder der Reste R unabhängig voneinander Halogenatome, Nitrogruppen oder Alkyl-oder Alkoxyreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, in Gegenwart von Fluorwasserstoff und Natriumnitrit diazotiert und (b) das erhaltene Reaktionsgemisch, das das Pyridyl-bis-(diazoni umfluorid) -salz der Diaminopyridinverbindung enthält, erhitzt und dabei das Diazoniumsalz zersetzt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend formelmäßig anhand des 2,6-Diarrinopyridins näher erläutert: Das erfindungsgemäße Verfahren, wobei Difluorpyridin aus bestimmten Diaminopyridinen durch gleichzeitiges Ersetzen beider Aminogruppen durch Diazotieren in Fluorwasserstoff hergestellt werden, verläuft deshalb besonders überraschend und unerwartet, weil Versuche zur Überführung o-, m- oder p-Phenylendialine mittels einer Diazotierung/Fluorierung in Fluorwasserstoff in die entsprechenden o-, m- oder p-Difluorbenzole nicht erfolgreich verlaufen sind.
• Obwohl zusätzlich wenige Beispiele des klassischen zweistufigen Schiemann-Verfahrens zur Herstellung von diaromatischen Difluorverbindungen veröffentlicht worden sind, haben bis jetzt heterocyclische Verbindungen, wie Diaminopyridine, der Überführung in die entsprechenden Difluorpyridine widerstanden»(A. Roe, "Organic Reactions", J. Wiley-Verlag, New York 1949, Bd. 5, 5. 193-228).
• Die beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsverbindungen einzusetzendcn Diaminopyridine können als Substituenten Halogenatome, wie Brom-, Fluor-, Chlor- und Jodutome, die Nitrogruppe oder niedere Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatouen, wie die Methyl-, Propyl- oder Butylgruppe, oder Alkoxyreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweisen, wie die Methoxy-, Äthoxy- oder Butoxygruppe.
• Beispiele von als Ausgangsverbindungen verwendbaren Diaminopyridinen sind 2,6-Diaminopyridin, 3,5-Diaminopyridin, 2,4-Diaminopyridin, 2, 5-Diaminopyrj din, 2, Diaminopyridin, 3,4-Diaminopyridin, 4-Methyl-2,3-diaminopyridin, 5-Brom-2,3-diaminopyridin, 3-Nigre-2,4-diaminopyridin, 6-Methyl-2,5-diaminopyridin, 3-Brom-2,6-diaminopyridin, 4-Nothyl-2,6-diaminopyridin, 3-Nitro-2,6-dieminopyridin, 3-Methoxy-2,6-diaminopyridin, 6-Chlor-3,5-diaminopyridin, 6-Methyl-3,4=dieminopyridin und 2-Brom-5,5-dianiinopyri din. Weitere Beispiele von Verbindungen der vorgenannten Formel sind beschrieben in dem Buch "The Chemistry of Heterocyclic Compounds", herausgegeben von Arnold hweissberger, Teil 3, Kapitel IX, Aminopyridines, Andrew S. Tomcufcik und Lee N. Starker, 1962, Interscience Publishers, New York.
• Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im allgemeinen ein molares Verhältnis von Fluorwasserstoff zu dem jeweiligen Diaminopyridin von etwa 3 : 1 bis etwa 50 : 1, vorzugsweise von 7,5 : 1 bis 25 : 1, angewendet werden. Die eingesetzte Menge Natriumnitrit liegt gewöhnlich bei einem molaren Verhältnis von Natriurrinitrit zu dem jeweiligen Diaminopyridin von etwa 2 : 1 bis etwa 3 : 1, vorzugsweise von 2,1 : 1 bis 2,3 : 1.
• Der bei der Diazotierung der Diaminopyridine eingesetzte Fluorwasserstoff Icann gewöhnlich von einer etwa 70prozentigen wässrigen Lösung bis zu wasserfreiem Fluorwasserstoff schwankcn, doch wird vorzugsweise wasserfreier Fluorwasserstoff eingesetzt.
• Die Diazotierungstemperatur kann von etwa -20°C bis etwa 25°C schwanken und liegt vorzugsweise bei etwa -10 bis +1000. Im allgemeinen wird die Reaktion unter unterschiedlichen Durckbedingungen durchgeführt, insbesondere bei Drückern von etwa 0,5 bis etwa 50 at, vorzugsweise bei 0,8 bis 1,5 at. Die Zersetzungstemperatur variiert gewöhnlich von etwa 15 bis etwa 100°C. vorzugsweise von 50 bis 75°C.
• Die Gesamtzeit der Reaktion, einschließlich der Zersetzung> kann aufgrund der besonderen Bedingungen in weiten Grenzen schwanken.
• Insbesondere wird die Reaktionszeit imm allgemeinen voii etwa 2 bis etwa 25 Stunden, vorzugsweise von 7,5 bis 20 Stunden variieren.
• Das Beispiel veranschaulicht die Erfindung.
• B e i s p i e l Rin 1000 cm³-Reaktionsgefäß aus restfreiem Stahl, das auf -10°C gekühlt worden ist, wird mit 400 g (20 Mol) wasserfreien Fluorwas sers.toff beschickt. Dann werden 109,1 g (1,0 Mol) 2,6-Diaminopyridin während einer Zeitdauer von 20 minuten zugegeben. Dann werden während 45 Minuten bei -5 bis +5°C 155,3 g (2,2 Mol) Natriunnitrit zugegeben, wodurch ein Reaktionsgemisch gebildet wird, das 2,6-Pyridyl-2-bis(diazoniumfluorid) enthält. Während eines 14stündigen Erhitzens auf 40 bis 700C wird das Reaktionsgemisch zersetzt.
• Während der Zersetzung wird durch einen gekühlten Kühler mit Fluorwasserstoff gesättigter Stickstoff durch das Reaktionsgefäß geleitet, wobei der Fluorwasserstoff unter Rückfluß siedet.
• Wenn sich kein Gas mehr entwickelt, also die Zersetzung vollständig ist, wird das Reaktionsgemisch auf 0°C gekühlt und in ein Neutralisationsgefäß überführt, das 29prozentiges Ammoniumhydroxid enthält, um den Fluorwasserstoff zu neutralisieren. Dann wird aus dem Gemisch durch Wasserdampf-Destillation das 2,6-Difluorpyridin gewonnen. Man erhält 71,4 g (0,621 Mol) (Ausbeute = 62,1 Prozent der Theorie) einer farblosen Flüssigkeit, deren Reinheitsgrad mitteils Dampfphasenohrematographie (10 Prozent "Carbowaz 20M"-säule) zu 99>4 Prozent berechnet wird. Die Verbindung weist einen Siedepunkt von 1250C und einen Brechungsindex bei 24°C von 1,4)62 auf.

Claims (4)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   Verfahren zur Herstellung von Difluorpyridinen, die gegebe nenfalls substituiert sein können, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß man (a) ein Diaminopyridin der allgemeinen Formel in der n eine Zahl von 0 bis 3 ist und jeder der Reste R unabhängig voneinander Halogenatome, Nitrogruppen oder Alkyl-oder Alkoxyreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, in Gegenwart von Fluorwasserstoff und Natriumnitrit diazotiert und (b) das erhaltene Re akti onsffenisch, das das Pyridyl-bis- (diazoniumfluorid)-salz der Diaminopyridinverbindung enthält, erhitzt und dabei das Diazoniumsalz zersetzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man molare Verhältnisse von etwa 5:1 bis etwa )0:1 Fluorwasserstoff zu der Diaminopyridinverbindung und etwa 2 : 1 bis etwa 3 : 1 Natriumnitrit zur Diaminopyridinverbindung verwendet.
3. -). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Diazotierung bei etwa -20 bis etwa +25 0C und bei etwa 0,5 bis etwa 50 at und die Zersetzung bei etwa 29 bis etwa 7500 durchführt.
4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diaminopyridin die Verbindung 2,6-Diaminopyridin verwendet.