DE2706104A1

DE2706104A1 - Verfahren zur herstellung von aminophenylthioaethern

Info

Publication number: DE2706104A1
Application number: DE19772706104
Authority: DE
Inventors: Carl Dr Metzger
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-02-12
Filing date: 1977-02-12
Publication date: 1978-08-17

Description

Verfahren zur Herstellung von Aminophenylthioäthern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten Aminophenylthioäthern, welche als Zwischenprodukte für die Synthese von Farbstoffen, Pharmazeutica und pestiziden Wirkstoffen verwendet werden können.
Es ist bereits bekannt geworden, daß man Aminophenylthioäther erhält, wenn man Nitrohalogenbenzole im Molverhältnis etwa 1 zu etwa 2,5 mit Natriumsulfid in wäßriger Suspension bei Temperaturen von etwa 00bis etwa 200 0C umsetzt und ohne Isolierung der Aminothiophenole die wäBrigalkalische Lösung der gebildeten Aminothiophenolate bei Temperaturen von etwa 0 OC bis etwa 100 0C mit einem Alkylierungsmittel, z.B. einem Dialkylsulfat, zur Reaktion bringt (vgl. DT-OS 1 493 728). Dieses Verfahren ist zwar den älteren, aus der Literatur bekannten Herstellungsverfahren für Aminophenylthioäther (vgl. Zitate auf Seite 11 der DT-OS 1 493 728) technisch überlegen, weist aber dennoch eine Reihe von Nachteilen auf. So erfordert das Verfahren Nachrekationszeiten von bis zu 15 Stunden. Ferner fallen die alkylierten Produkte bei Verwendung von Dialkylsulfaten als Alkylierungsmittel meistens in nicht ausreichender Reinheit an (Bildung von N-alkylierten Produkten). Vor einer Weiterverarbeitung der Produkte muß daher ein ausbeutevermindernder Reinigungsprozeß, wie z.B. Umkristallisation aus organischen Lösungsmitteln, vorgenommen werden. Weiterhin sind störend die Verunreinigungen und die Geruchsbelästigung durch Dialkylsulfide und Dialkyldisulfide, die bei der Alkylierung aus überschüssigem Natriumsulfid bzw. Natriumdisulfid (ein Folgeprodukt der Reduzierung) entstehen. Eine Beseitigung dieser intensiv riechenden Dialkylsulfide und -disulfide aus den Reaktiosprodukten erfordert nach der Alkylierung den zusätzlichen Schritt einer Wasserdampfdestillation und die oxidative Aufarbeitung der Destillate.
Es wurde nun gefunden, daß man die bekannten o- bzw. p-Aminophenylthioäther der allgemeinen Formel in welchen R für Methyl oder Äthyl steht, R1 für Wasserstoff, 3-Chlor, 5-Chlor, 3-Methoxy, 4-Methoxy oder 5-Methoxy steht und R2 für Wasserstoff, 3-Chlor, 2-Methoxy oder 3-Methoxy steht, auf technisch einfache Weise, in besonders kurzen Nachreaktionszeiten, mit hoher Ausbeute und in sehr reiner Form erhält, wenn man Nitrochlorbenzole der allgemeinen Formeln in welchen R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben, in wäßriger Suspension bei Temperaturen zwischenetwa 0 OC und etwa 100 OC mit der etwa 2-fach molaren Menge an Natriumsulfid (Na2S) umsetzt, dann 2-4 Stunden unter Rühren bei etwa 100 C nachreagieren läßt, anschließend bei einer Temperatur zwischen etwa 0 OC und etwa 80 0C bis zur Entfärbung der dunkelroten Reaktionsmischung mit wäßriger Natriumdithionit(Na2S204)-Lösung versetzt und ohne Isolierung der Aminothiophenole die wäßrig-alkalische Lösung der gebildeten Aminothiophenolate bie Temperaturen zwischen etwa 0 OC und etwa 80 0C mit einem Alkylchlorid der Formel R - Cl in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat, umsetzt und die hierbei unter S-Alkylierung gebildeten Aminophenylthioäther isoliert.
Es ist als ausgesprochen überraschend zu bezeichnen, daß durch Zugabe von Natriumdithionit-Lösung ein im Vergleich zu dem vorbekannten Verfahren erheblich schnellerer Reaktionsablauf erzielt wird und daß durch Verwendung von Alkylchloriden als Alkylierungsmittel bessere Ausbeuten an reinen Endprodukten als bei Verwendung von Dialkylsulfaten erhalten werden.
Zusätzlich zu diesen Vorteilen wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise eine solche Qualitätsverbesserung der Verfahrensprodukte erreicht, daß die entstandenen Aminophenylthioäther für die Weiterverarbeitung nicht mehr gereinigt zu werden brauchen, sondern unmittelbar eingesetzt werden können. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens bestehtdgrin, daß die entstehenden Aminophenylthioäther frei von geruchsintensiven Dialkylsulfiden bzw. Dialkyldi -sulfiden sind. Der zusätzliche technische Aufwand zur Beseitigung dieser störenden Nebenprodukte entfällt damit.
Das neue Verfahren weist somit einen beachtlichen technischen Fortschritt auf.
Verwendet man 3.4-Dichlornitrobenzol, Natriumsulfid, Natriumdithionit und Methylchlorid als Ausgangsstoffe, so kann der Reaktionsablauf durch folgendes Formelschema wiedergegeben werden: Die als Ausgangsprodukte zu verwendenden Nitrochlorbenzole der allgemeinen Formel (II) sind schon lange bekannte laboratoriumsübliche Verbindungen. Dasselbe gilt für die Alkylchloride der Formel (III).
Als Verdünnungsmittel wird beim erfindungsgemäßen Verfahren Wasser verwendet.
Die Umsetzung mit Natriumsulfid wird bei Temperaturen zwischen etwa 0 OC und etwa 100 °C, vorzugsweise zwischen 40 OC und 100 OC, die Umsetzung mit Natriumdithionit-Lösung zwischen etwa 0 OC und etwa 80 OC, vorzugsweise zwischen 20 OC und 60 °C, vorgenommen. Die Alkylierungsreaktion erfolgt bei Temperaturen zwischen etwa 0 OC und etwa 0 0 0 80 C, vorzugsweise zwischen 30 ° und 70 C.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man auf 1 Mol Nitrochlorbenzol (II) 1,9 bis 2,1 Mol Natriumsulfid, 0,05 bis 0,8 Mol Natriumdithionit und 1 bis 1,5 Mol Alkylierungsmittel (III) ein.
Nach einer besonderen Ausführungsform wird eine Suspension des Nitrochlorbenzols (II) in Wasser vorgelegt, und bei 70 OC wird die Natriumsulfid-Lösung eindosiert. Nach einer Nachreaktionszeit von etwa 2 Stunden bei 100 OC wird auf 60 0C abgekühlt und die Natriumdithionit-Lösung bis zur Entfärfärbung der tiefroten Reaktionslösung eingetropft. Anschließend wird die farblose Reaktionslösung filtriert und bei 40 OC mit dem Alkylierungsmittel zur Umsetzung gebracht.
Nach beendeter Reaktion wird das Reaktionsgemisch zur Aufarbeitung auf 20 OC abgekühlt. Bei Bildung fester Aminophenylthioäther werden die Produkte durch Absaugen und Neutralwaschen mit Wasser isoliert. Bei Anfall öliger Aminophenylthioäther werden die Phasen getrennt, und die organische Phase wird mit Wasser neutral gewaschen.
Die Aminophenylthioäther sind bekannte Zwischenprodukte zur Herstellung von Farbstoffen, Pharmazeutika und pestiziden Wirkstoffen. So können die erfindungsgemäß herstellbaren Aminophenylthioäther bzw. Mercaptoaniline beispielsweise in bekannte, herbizid wirksame Mercaptoanilide (vgl. z.B.
FR-PS 1.536.633) oder subst. Mercaptophenylharnstoffe (vgl. z.B. DT-PS 1 668 004) überführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden: Beispiel 1 4-Methylthio-3-chlor-anilin Zu einer gerührten Suspension aus 193,0 g (1 Mol) 3.4-Dichlor-nitrobenzol und 600 ml Wasser tropft man bei 70 OC eine Lösung aus 156,1 g (2,0 Mol) Natriumsulfid und 500 ml Wasser. Danach wird 15 Min. bei 70 0C und anschließend 2 Stunden bei 100 OC nachgerührt. Nach dem Abkühlen auf 0 20 C wird bis zur Entfärbung der dunkelroten Reaktionsmischung eine wäßrige Natriumdithionit-Lösung, hergestellt aus 20 g Na2S204 und 100 ml Wasser, eindosiert (durchschnittlicher Verbrauch: 35 - 65 ml).
Nach Filtration werden in das auf 40 0C erwärmte, farblose Filtrat 63 g (1,25 Mol) Methylchlorid eingeleitet (durchschnittlicher Verbrauch an Methylchlorid: 1,1 bis 1,5 Mol).
Man kühlt anschließend auf 20 OC und saugt das ausgefallene 4-Methylthio-3-chloranilin ab, wäscht mit Wasser neutral und trocknet in Vakuum bis 60 0C.
Schmelzpunkt: 73 OC; Ausbeute: 155,8 g (90 , d. Th.) Das Produkt hat einen Reinheitsgrad von 99,7,'; es enthält als Verunreinigung lediglich 0,3 % Natriumchlorid (als Sulfatasche bestimmt).
Es findet keine Bildung von geruchsintensivem Dimethylsulfid/Dimethyldisulfid statt.
Vergleichsversuch zu Beispiel 1: Herstellung von 4-Methylthio-3-chlor-anilin gemäß DT-OS 1 493 728 (vgl. S. 29), ausgehend von 1 Mol 3.4-Dichlornitrobenzol, 2.5 Mol Natriumsulfid und 1 Mol Dimethylsulfat [Nachreaktionszeit bei der 1. Stufe (Na2S-Reduktion): 15 Stunden] hat folgendes Ergebnis: Schmelzpunkt: 70 - 72 OC; Ausbeute: 80 % d. Th.
Reinheitsgrad des Produktes: 92,5 9'; Zusammensetzung der Verunreinigungen (gaschromatographisch bestimmt): Anfall an Dimethylsulfid/Dimethyldisulfid: 0,15 Mol pro Mol 4-Methylmercapto-3-chloranilin.
Wie der Vergleich mit dem Ergebnis nach Beispiel 1 (oben) zeigt, besitzt das erfindungsgemäße Verfahren ganz eindeutige technische Vorteile gegenüber dem ähnlichsten literaturbekannten Verfahren bezüglich Reaktionszeiten, Ausbeuten, Reinheit der Produkte und Anfall von störendem Dimethylsulfid/Dimethyldisulfid.

Die in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten Verbindungen können analog zu Beispiel 1 hergestellt werden: TABELLE 1

Beispiel Aminophenyl-

Nr. thioäther (I) Nitrochlor- bzw. Siedepunkt/

Nitrochlor- bzw. Siedepunkt/

benzol (II) Druck

2) HCSNH C l C1-NO 101-1020C/

3 U 2 oo6 2 o, o6 Torr

3) H5C2-S oNH2 CloNo2 1040C/

o,o6 Irgc,-s 0,06 Torr

Cl H5C2- $4/NI12 N02

4) H5C2-WN}{2 CltNo2 50°C

Fortsetzung Tabelle 1:

Beispiel Aminophenyl- Ausgangs- Schmelzpunkt

Nr. thioäther (I) Nitrochlor- bzw. Siedepunkt/

benzol (II) Druck

5) < H2 Cl NO2 1O60c/

o,o6 Torr

C2H5 C1

""2 02 1090C/

6) 9 /t NH2 cÖci02 o,o2 Torr

C1 \SCH C1 C1

7) H3CS- Cl#(/:O2 46-47°C

OCH3 3

8) H3CS 9 NH2 Cl 9 No2 930C

OCH3 OCH

3

H3 CO CH3O 82°C/

9) %-- kI. 820C/

CH3 l NO2 oo4 Torr

SCH3 1

Fortsetzung Tabelle 1:

Beispiel Aminophenyl- Ausgans- Schmelzpunkt

Nr. thioäther (I) Nitrochlor- bzw. Siedepunkt/

benzol(II) Druck

io) H3CO H3C + °2 bOSj/,

SCH3 Cl

Claims

Patentansprüche: (1.))Verfahren zur Herstellung von Aminophenylthioäthern der der Formel R1 2 bzw. RS/ NH2(I) SR (Ia) (Ib)

in welchen R für Methyl oder Äthyl steht, R1 für Wasserstoff, 3-Chlor, 5-Chlor, 3-Methoxy, 4-Methoxy oder 5-Methoxy steht und R2 für Wasserstoff, 3-Chlor, 2-Methoxy oder 3-Methoxy steht, durch Umsetzung von Nitrochlorbenzolen mit wäßriger Natriumdisulfidlösung und Alkylierung der entstehenden Aminothiophenolate, dadurch gekennzeichnet, daß man Nitrochlorbenzole der Formeln in welchen R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben, in wäßriger Suspension bei Temperaturen zwischen etwa O 0C und etwa 100 0C mit der etwa 2-fach molaren Menge an Natriumsulfid umsetzt, dann 2-4 Stunden unter Rühren bei etwa 100 OC nachreagieren läßt, anschließend bei einer Temperatur zwischen etwa 0 OC und etwa 80 OC bis zur Entfärbung der dunkelroten Reaktionsmischung mit wäßriger Natriumdithionit-Lösung versetzt und nach Filtration ohne Isolierung der Aminothiophenole die wäßrig-alkalische Lösung der gebildeten Aminothiophenolate bei Temperaturen zwischen etwa OOC und etwa 80 0C mit einem Alkylchlorid der Formel R - Cl (III) in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat, umsetzt und die hierbei gebildeten Aminophenylthioäther isoliert.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit Natriumsulfid bei Temperaturen zwischen 40 OC und 100 0C durchgeführt wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit Natriumdithionit bei Temperaturen zwischen 20 OC und 60 0C durchgeführt wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylierung mittels Alkylchlorid (III) bei Temperaturen zwischen 30 0C und 70 0C durchgeführt wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf 1 Mol Nitrochlorbenzol (II) 1.9 bis 2.1 Mol Natriumsulfid, 0.05 bis 0.8 Mol Natriumdithionit und 1 bis 1.5 Mol Alkylchlorid (III) eingesetzt werden.
6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nitrochlorbenzol (II) die Verbindung 3.4-Dichlornitrobenzol eingesetzt wird.