DE2458191B2 - Verfahren zur herstellung von s-trialkoxybenzolen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von s-Trialkoxybenzolen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in jeder Alkoxygruppe.

s-Trialkoxybenzole mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen je ²S Alkoxygruppe sind sehr bekannte und vielseitige Verbindungen. Sie werden beispielsweise als Ausgangsmaterial bei der Herstellung von anderen organischen Verbindungen verwendet. Einige werden auch in der Textil- und pharmazeutischen Industrie verwendet.

Bisher wurden s-Trialkoxybenzole hauptsächlich durch Alkylierungsverfahren hergestellt, die wenigstens zwei Reaktionsstufen umfaßten. Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren ist die Alkylierung von Phloroglucin mit einem Alkohol unter Verwendung eines Säurekatalysators, wobei man hauptsächlich ein Dialkoxyphenol erhält, gefolgt von der Alkylierung der letzten Hydroxylgruppe, z. B. mit einem Dialkylsulfat, in einem alkalischem Medium.

Die bekannten Verfahren weisen mehrere Nachteile auf, so zum Beispiel mäßige Gesamtausbeuten, die vielen erforderlichen Reaktionsstufen und die erforderlichen strengen Reaktionsbedingungen. Ein weiterer Nachteil ist, daß nicht alle benötigten Ausgangsverbindungen !eicht und/oder preiswert erhältlich sind.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von s-Trialkoxybenzolen in einer einzigen Reaktionsstufe mit hohen Ausbeuten unter Verwendung einer leicht erhältlichen Ausgangsverbindung zu entwickeln. So ist s-Tribrombenzol ein wohlfeiles Handelsprodukt, oder es kann aus Anilin leicht und in hohen Ausbeuten hergestellt werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines s-Trialkoxybenzolen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in jeder Alkoxygruppe, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man s-Tribrombenzol mit einem Alkalialkoholat, dessen Alkylrest 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in jeder Alkoxydgruppe, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man s-Tribrombenzol ^ mit einem Alkalialkoholat, dessen Alkylrest 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, in Anwesenheit eines Kupiersalzes und eines aprotischen Lösungsmittels umsetzt.

Als Ausgangsmaterial wird 1,3,5-Tribrombenzol ⁶S (s-Tribrombenzol) verwendet. Es wurde gefunden, daß diese Verbindung im Vergleich zu anderen s-Trihalogenbenzolen weniger zu einer Reduktion neigte, die als Nebenreaktion auftreten kann. Außerdem ist 1,3,5-Tribrombenzol von allen Trihalogenbenzolen am leichtesten erhältlich.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Alkalialkoholat — vorzugsweise Natrium- oder Kaliumalkoholat — kann entweder als solches zu der Ausgangsmischung gegeben werden, oder es kann — beispielsweise durch Zugabe von frisch geschnittenem Natrium oder Kalium zu dem Alkohol — in situ gebildet werden.

Es wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, einen Überschuß an Alkalialkoholat in bezug auf das s-Trihalogenbenzol zu verwenden.

Beispiele für geeignete aprotische Lösungsmittel sind heterocyclische Base, wie Pyridin, 2-substituierte Pyridine, y-Picolin und Collidin. Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch tertiäre Amine, wie z. B. N-Formylmorpholin, Dimethylacetamid und insbesondere Dimethylformamid, verwendet. Es wurde gefunden, daß sie als eine Art Cokatalysator wirken und dadurch die benötigte Reaktionszeit wesentlich verkürzen. Bei Verwendung von Dimethylformamid wurde die benötigte Reaktionszeit zum Beispiel um etwa 80% verkürzt, verglichen mit den im allgemeinen benötigten Reaktionszeiten für Verbindungen des Pyridintyps.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Kupfer-(I)-Salze sind z. B. Kupfei-(I)-cynaik und Kupfer-(l)-rhodanid. Sehr gute Ergebnisse erhielt man mit einem Kupfer-(l)-halogenid, insbesondere Kupfer-(l)-jodid. Es wurde gefunden, daß Kupfer-(II)-Salze, insbesondere Kupfer-(ll)-chlorid und Kupfer-(II)-bromid, sogar noch wirksamer sind, da sie die Reaktionszeit bei gleicher Konzentration noch weiter verkürzen.

Obwohl die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kupfersalze als Katalysator wirken, wurde gefunden, daß mehr als eine Spurenmenge für eine wirksame Katalyse notwendig ist. Im allgemeinen ist die Verwendung von bis zu etwa 0,3 Mol des Kupferkatalysators pro Mol s-Trihalogenbenzol empfehlenswert.

Es wurde jedoch gefunden, daß bei Verwendung von einem Kupferhalogenid, wie Kupfer-(I)-jodid, Kupfer-(Il)-chlorid oder Kupfer-(Il)-bromid, als Katalysator nicht mehr als etwa 0,05 bis 0,15 Mol Kupferkatalysator pro Mol s-Tribrombenzol nötig sind, um quantitative Ausbeuten an s-Trialkoxybenzol zu erhalten.

Die Reaktion wird bei erhöhten Temperaturen durchgeführt. Je nach der Zusammensetzung der Mischung liegt die benötigte Temperatur zwischen etwa 80 und 200⁰C. Die Mischung wird vorzugsweise unter Rückfluß erhitzt. Nach Abschluß der Reaktion, die in den meisten Fällen etwa 10 bis 15 Stunden dauert, kann das s-Trialkoxybenzol nach an sich bekannten Verfahren, z. B. durch Niedrigtemperatur-Kristallisation, vom Reaktionsgemisch abgetrennt und gereinigt werden. Vorzugsweise wird das s-Trialkoxybenzol durch Destillation direkt vom Reaktionsgemisch abgetrennt. Auf diese Weise erhält man die Verbindung in sehr reiner Form und in Ausbeuten von beträchtlich über 90%.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung:

Beispiel 1 Herstellung von 1,3,5-Trimethoxybenzol

Natrium (4,6 g, 0,2 Mol) wurde in Methanol (40 ml) gelöst, und zu der erhaltenen Lösung wurde Dimethylformamid (40 ml) gegeben. Dann wurde Kupfer-(I)-jo-

did (I₁Og, 0,0056MoI) und 1,3,5-Tribrombenzol (10 g, 0,03 Mol) dazugegeben, und die ganze Mischung wurde 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die heiße Mischung wurde filtriert, um anorganische Produkte zu entfernen, dann gekühlt und mit Wasser (100 ml) verdünnt, worauf der größte Teil des Produkts aus der Lösung ausgefällt wurde. Dieses Produkt wurde durch Filtrieren gesammelt, und der Rest des Produkts wurde durch Extraktion mit Äther (4 χ 30 ml) aus der wäßrigen Phase erhalten. Die zusammengegebenen Ätherextrakte wurden mit Wasser gewaschen, getrocknet (Na₂SO₄) und eingedampft, wobei man ein blaßgeibes öl erhielt. Die zusammengegebenen Produkte wurden dann aus Petroläther (Siedepunkt 40—60°) bei — /8° C umkristallisiert, und man erhielt 4,1 g (75%) 1,3,5-Trimeihoxybenzol in Form von farblosen Kristallen, Schmelzpunkt 51-52°C. Durch direkte Destillation des rohen Reaktionsgemisches erhielt man 5,2 g 1,3,5-Trimethoxybenzol (95%).

Die Löslichkeit des Produkts in Petroläther war die Ursache für die niedrigere Ausbeute, die im ersten Fall erhalten wurde.

1,3,5-Trimethoxybenzol ist in der pharmazeutischen !ndustrie als wertvolle Verbindung bekannt. Es kann auch als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Phloroglucin verwendet werden.

Beispiel 2
Herstellung von 1,3,5-Triäthoxybenzol

Zu einer Mischung von 81,6 g Natriumäthylat (1,2MoI) und 400 ml Dimethylformamid wurden 4 g Kupfer-(II)-chlorid und 63 g s-Tribrombenzol (0,2 Mol) gegeben.

Die erhaltene Mischung wurde über einem Wasserbad 5 Stunden lang unter kontinuierlichem Rühren erhitzt. Nachdem die Reaktion abgeschlossen war, wurde das überschüssige Dimethylformamid unter Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wurde mit Wasser behandelt und dreimal mit Toluol extrahiert. Die Extrakte wurden zusammengegeben und destilliert. Man erhielt 17,6 g 1,3,5-Triäthoxybenzol mit einem Siedepunkt von 175°C (24 Torr) und einem Schmelzpunkt von 42—43° C.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von s-Trialkoxybenzolen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in jeder Aikoxygruppe, dadurch gekennzeichnet, daß man s-Tribrombenzol mit einem Alkalialkoholat, dessen Alkylrest 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, in Anwesenheit eines Kupfersalzes und eines aprotischen Lösungsmittels umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Kupfer-(I)-jodid, Kupfer-(ll)-chlorid oder Kupfer-(I I)-bromid durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß man als aprotisches Lösungsmittel ein tertiäres Carbonsäureamid, vorzugsweise Dimethylformamid, einsetzt.