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Verfahren zur Herstellung von geminalen Dihalogeniden Die Erfindung
betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von geminalen Dichloriden durch Umsetzung
nicht enolisierbarer Carbonylverbindungen mit Thionylchlorid; das Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von N,N-dialkylsubstituierten
Carbonsäureamiden vornimmt.
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Es ist bekannt, geminale Dichloride durch Umsetzung der entsprechenden
Carbonylverbindungen mit Phosphorpentachlorid herzustellen. Diese Umsetzung hat
jedoch den Nachteil, daß Phosphorpentachlorid als feste, leicht sublimierende und
hydrolysierende Verbindung nur schwierig zu handhaben ist und daß bei der Aufarbeitung
des Reaktionsgemisches die Abtrennung des entstandenen Phosphoroxychlorids häufig
zu Schwierigkeiten führt. Insbesondere bei der technischen Durchführung der Reaktion
erweist sich das Aufarbeiten oder Vernichten des gebildeten Phosphoroxychlorids
als sehr hinderlich.
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Weiterhin ist aus den Ber. 42, 3966 bekannt, aromatische geminale
Dichloride durch Umsetzung gewisser Benzophenon-und Benzaldehyd-Derivate mit Oxalylchlorid,
Phosgen oder Thionylchlorid herzustellen. Der Nachteil dieser Reaktion ist, daß
sie bei Anwendung des leicht zugänglichen, ohne Druck handhabbaren Thionylchlorids
nicht universell anwendbar
ist, sondern daß sie nur bei solchen
Benzophenonen und Benzaldehyden glatt verläuft, die durch elektropositive Gruppen,
wie die N,N-Dimethylaminogruppe, substituiert sind.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich nicht enolisierbare
Carbonylverbindungen auf einfache Weise in guten Ausbeuten und in hoher Reinheit
mit Thionylchlorid in geminale Dichloride überführen lassen, wenn man die Umsetzung
in Gegenwart von N,N-dialkylsubstituierten Carbonsäureamiden vornimmt.
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Gegenüber den bekannten Verfahren weist das erfindungsgemäße Verfahren
den Vorteil auf, daß sich mit seiner Hilfe grundsätzlich alle nicht enolisierbaren
Carbonylverbindungen, unabhängig davon, ob sie elektronegative, elektropositive
oder keine Substituenten tragen, auf einfache Weise in hohen Ausbeuten in die entsprechenden
geminalen Dichloride überführen lassen und daß die Dichloride in so hoher Reinheit
anfallen, daß sie unmittelbar, d.h. ohne weitere Reinigung, weiter umgesetzt werden
können.
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Als nicht enolisierbare Carbonylverbindungen, die als Ausgangsverbindungen
in dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar sind, seien beispielsweise genannt:
aliphatische Aldehyde und Ketone wie Trimethylacetaldehyd und Di-tert.-butyl-keton;
cycloaliphatische Ketone wie , 4tdt -Tetramethyl-cyclohexanon; ar-aliphatische Aldehyde
und Ketone wie d,d,d-Triphenylacetaldehyd, d Diphenyl- -(p-cyanophenyl)-Acetaldehyd,
Phenyl- d,-dimethylbenzyl-keton; aromatische Aldehyde und Ketone wie Benzaldehyd,
Phenyl-tert.-butyl-keton, Benzophenon, Fluorenon.
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In diesen Verbindungen können die Phenylreste durch Halogenatome und/oder
Carboxy-, Carbalkoxy-, Carbophenoxy-, Nitro-, Cyano-, Isocyanato- und Benzoyl-Gruppen
substituiert sein.
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Die N,N-disubstituierten Carbonsäureamide können offenkettige oder
cyclische Verbindungen sein; bevorzugt sind Carbonsäureamide, die sich von niederen
Carbonsäuren ableiten, z.B.
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Dimethylformamid, Diäthylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylbutyramid,
N-Methylpyrrolidon, N-Methylcaprolactam.
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Vorzugsweise verwendet man Dimethylformamid oder N,N-Dimethylacetamid.
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Die Carbonsäureamide werden in Mengen von 0,1 bis 2 Mol, vorzugsweise
von 0,5 bis 1 Mol je Mol Carbonylgruppe eingesetzt.
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Die Umsetzung kann gegebenenfalls in unter den Reaktionsbedingungen
inerten Lösungs- bzw. Verdünnungsmitteln vorgenommen werden. Als solche seien beispielsweise
genannt: aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzinfraktionen
mit einem Siedebereich zwischen 60 und 2000C, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol,
Toluol und Nitrobenzol oder aliphatische oder aromatische Halogenkohlenwasserstoffe,
wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und Chlorbenzol.
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Das Thionylchlorid wird in mindestens äquimolaren Mengen, vorzugsweise
jedoch im Uberschuß, bezogen auf die zu chlorierenden Carbonylgruppen, eingesetzt.
Bewährt haben sich Mengen von 20 bis 50 Mol, je Mol zu chlorierende Carbonylgruppe.
Bei Anwendung eines hinreichenden Thionylchloridüberschusses kann dieses zugleich
als Lösung bzw. Verdünnungsmittel
dienen.
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Die Umsetzung wird bei Temperaturen von 20 - 1000C vorgenommen, Bewährt
hat sich das Arbeiten bei Rückflußtemperatur der Reaktionsmischung. Besonders reaktionsfähige
Carbonylverbindungen können jedoch auch schon bei Raumtemperatur umgesetzt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen Weisen durchgeführt
werden. Zum Beispiel hat es sich bewährt, eine Lösung oder Suspension der Carbonylverbindung
in einem mehr oder wenigen großen Überschuß an Thionylchlorid, gegebenenfalls in
einem Lösungsmittel- oder Verdünnungsmittel, vorzulegen und das Carbonsäureamid
bei Reaktionstemperatur langsam zuzugeben. Bei sehr reaktionsfähigen Carbonylverbindungen
kann es dagegen vorteilhafter sein, Thionylchlorid und Amid vorzulegen und die Carbonylverbindung,gegebenenfalls
in einem Lösungsmittel gelöst,langsam zuzugeben. Jedoch kann man auch Carbonylverbindung
und Amid vorlegen und das Thionylchlorid bei der Reaktionstemperatur zusetzen.
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Den Fortgang der Reaktion kann man auf verschiedene Weise verfolgen,
z.B. durch fortlaufende Probennahme und Bestimmung des Gehaltes an Ausgangsverbindung
in der Probe oder an der S02-Entwicklung. Wurde ein Lösungsmittel verwendet, in
dem die Carbonylverbindung nur schwer, die chlorierte Verbindung dagegen leicht
löslich ist, kann man das Reaktionsende auch am Entstehen einer klaren Lösung erkennen,
Das bei der Reaktion entweichende Schwefeldioxyd kann in bekannter Weise aufgefangen
und als Abgas unschädlich gemacht oder aber nach entsprechender Reinigung für andere
Zwecke, beispielsweise zur Herstellung von Schwefelsäure, verwendet werden.
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Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches, das neben dem Dihalogenid
noch kleine Reste nicht umgesetzter Ausgangsverbindunq, Schwefeldioxid und Chlorwasserstoff
enthalten kann, erfolgt in der üblichen Weise, indem man z.B. die niedriger als
das gewünschte Dihalogenid siedenden Produkte gegebenenfalls unter vermindertem
Druck abdestilliert.
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Das auf diese Weise anfallende Dihalogenid ist in den meisten Fällen
so rein, daß man es ohne weitere Reinigung weiter verwenden kann. Sollte eine Reinigung
erforderlich sein, erfolgt diese nach den üblichen Methoden, beispielsweise durch
Destillation gegebenenfalls unter vermindertem Druck oder durch Umkristallisation
aus einem geeigneten Lösungsmittel.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen geminalen Dihalogenide
sind wegen ihrer Reaktionsfähigkeit wichtige Zwischenprodukte für die Herstellung
von Farbstoffen, Arzneimitteln, Schädlingsbekämpfungsmitteln und Kunststoffen. Insbesondere
dienen sie zur Synthese von Bis- und Polyphenolen, die ihrerseits zur Herstellung
thermoplastischer Polyester und Polycarbonate eingesetzt werden.
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Beispiel 1 72,8 g (0,4 Mol) Benzophenon werden mit 20 ml Dimethylformamid
und 600 ml Thionylchlorid versetzt und 18 Stunden auf Rückflußtemperatur erwärmt.
Nach Abdestillieren des überschüssigen Thionylchlorids erhält man durch Vakuumdestillation
des Rohproduktes 87 g (= 92 % der Theorie) ,a-Dichlordiphenylmethan in Form einer
gelben Flüssigkeit (Kp: 181 - 1850C / 22 mm Hg; Chlorgehalt: gefunden 29,9 %, berechnet
30,03 %).
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Beispiele 2 - 7 0,2 Mol p-substituiertes Benzophenon werden in einem
Gemisch von 300 ml Thionylchlorid und 15 ml Dimethylformamid gelöst bzw.
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suspendiert und die in der Tabelle angegebene Zeit auf Rückflußtemperatur
erhitzt. Der (nach Abziehen des überschüssigen Thionylchlorids) verbleibende Rückstand
wird im Vakuum destilliert bzw. aus einem geeigneten Lösungsmittel umkristallisiert.
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Substituent Dauer Ausbeute Kp/mm Hg FP.
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(Stdn.) (%) (Oc) (Oc) Cl 18 94 187-191/12 -N02 12 85 - 53-54 CN 24
88 175 /1,5 -COOH 19 80 *) 157 /0,4 -COOCH3 20 95 175-183/0,6 -(CO)C6H5 20 90 -
89-95 6 5 ) an p-Chlorcarbonyl- , b -dichlordiphenylmethan
Beispiel
8 74,8 g (0,2 Mol) 1,4-Bis(p-carboxydibenzoyl)-benzol werden in 300 ml Thionylchlorid
suspendiert und mit 15 ml Dimethylformamid versetzt. Das Gemisch erhitzt man 20
Stunden unter Rückfluß. Nach Abdestillieren des überschüssigen Thionylchlorids und
Umkristallisieren des Rückstandes aus Toluol erhält man 92,5 g ( = 89 % der Theorie)
1,4-Bis-(p-chlorcarbonyl -d, d--dichlorbenzylFbenzol in Form farbloser Kristalle
(Fp: 140-143 0C; Chlorgehalt: gefunden 40,4 %, berechnet 40,83 %).
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Beispiel 9 Die Lösung von 90,8 g (0,4 Mol) m-Nitrobenzophenon in 600
ml Thionylchlorid wird auf Rückflußtemperatur erwärmt und nach Zugabe von 30 ml
Dimethylformamid 18 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Nach Abdestillieren
des überschüssigen Thionylchlorids wird das Rohprodukt durch Vakuumdestillation
gereinigt. Man erhält 86 g (76 % der Theorie) m-Nitro- d, dr -dichlor-diphenylmethan
in Form einer gelben Flüssigkeit (Kp: 160-1720C / 0,3 mm Hg; Chlorgehalt: gefunden
25,0 %, berechnet 25,13 %).
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Beispiel 10 Ersetzt man in Beispiel 9 das m-Nitrobenzophenon durch
57,2 g (0,2 Mol) 1,3-Dibenzoylbenzol und erwärmt die Reaktionsmischung 21 Stunden
auf Rückflußtemperatur, so erhält man nach destillativer Aufarbeitung des Rückstandes
66,2 g (= 84 % derTheorie) 1,3-Bis-( a, W-dichlorbenzyl)-benzol (Kp: 2220C / 1,0
mm Hg; Chlorgehalt: gefunden 35,7 %, berechnet 35,80 %).
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Beispiel 11 Ersetzt man in Beispiel 1 das Benzophenon durch 36 g (0,2
Mol) Fluorenon und erwärmt die Reaktionsmischung 10 Stunden auf Rückflußtemperatur,
so erhält man nach dem Umkristallisieren
des Rohproduktes aus Petroläther
38 g (= 81 % der Theorie) Fluorenondichlorid in Form farbloser Kristalle (Fp: 102-103°C)
Beispiel 12 Ersetzt man in Beispiel 1 die 20 ml Dimethylformamid durch 30 ml N,N-Dimethylacetamid
und erwärmt die Reaktionsmischung 20 Stunden auf Rückflußtemperatur, so werden nach
destillativer Aufarbeitung des Rückstandes 86 g (= 91 % der Theorie) ot,-Dichlordiphenylmethan
erhalten.
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Beispiel 13 Die Lösung von 72,8 g (0,4 Mol) Benzophenon in 300 ml
Petrol-0 äther (Kp: 60-70 C) wird zu einer siedenden Mischung von 300 ml Thionylchlorid
und 30 ml Dimethylformamid getropft.
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Die Reaktionsmischung wird anschließend 24 Stunden auf Rückflußtemperatur
erwärmt. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels und des überschüssigen Thionylchlorids
erhält man bei der Destillation des anfallenden Rohproduktes 84 g (= 89 % der Theorie)
d r d -Dichlordiphenylmethan.