DE3700764A1 - Verfahren zur herstellung von 2,5-dichlor-3-fluorpyridin - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 2,5-dichlor-3-fluorpyridinInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
von 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin.
2,5-Dichlor-3-fluorpyridin ist ein Zwischenprodukt für die Herstellung
von 2,3-Difluor-5-chlorpyridin, welches seinerseits ein
wertvolles Zwischenprodukt für die Synthese von Herbiziden aus der
Klasse der Pyridinyloxyphenoxyalkancarbonsäure-Derivate verkörpert.
Derartige herbizide Wirkstoffe sind mit ihren biologischen Eigenschaften
in den publizierten Europäischen Patentanmeldungen
EP-A-83 556 und EP-A 97 460 beschrieben.
Das in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-97 460 beschriebene
Verfahren zur Herstellung von 2,3-Difluorpyridinen erweist sich für
den grosstechnischen Einsatz als wenig geeignet, weil einerseits
teure Chemikalien wie Cäsiumfluorid mindestens in stöchiometrischen
Mengen benötigt werden, aber andererseits gewünschte Produkte nur in
unbefriedigenden Ausbeuten erhalten werden.
Es besteht somit ein Bedürfnis nach einem einfachen Verfahren zur
Herstellung von 2,3-Difluor-5-chlorpyridin, bzw. des Vorproduktes
2,5-Dichlor-3-fluorpyridin, das es ermöglicht, diese Produkte unter
Einsatz billigerer Reagenzien in höheren Ausbeuten herzustellen.
Ueberraschenderweise wurde nun ein neues Verfahren zur Herstellung
dieses wertvollen Zwischenproduktes gefunden, das dieses Bedürfnis
weitgehend befriedigt.
Gemäss vorliegender Erfindung wird daher vorgeschlagen, 2,5-Dichlor-
3-fluorpyridin der Formel I
herzustellen, indem man 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin der Formel
mit Fluorwasserstoff oder einem Bortrifluorid-Lösungsmittel-Komplex
behandelt.
Die Fluorierung führt man entweder durch Reaktion mit Fluorwasserstoff
in Gegenwart eines Ueberschusses von Fluorwasserstoff oder
durch Umsetzung mit einem Bortrifluorid-Lösungsmittel-Komplex aus.
Mindestens erforderlich ist ein Aequivalent Fluorwasserstoff oder
Bortrifluorid-Lösungsmittel-Komplex. Dabei kann ein inertes
Lösungsmittel verwendet werden, wie z. B. Sulfolan, Dimethylsulfoxid,
Acetonitril, Propionitril, Dichloräthan oder Aether wie Aethylenglykoldiethyläther,
Tetrahydrofuran, Diäthyläther oder Dioxan, Alkohole wie
Methanol, Aethanol oder Isopropanol; oder Carbonsäuren wie Essigsäure
oder Propionsäure. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die
Reaktion in einem Lösungsmittel durchzuführen, das mit Bortrifluorid
einen Lösungsmittelkomplex bildet. Wegen des niedrigen Siedepunktes
von Fluorwasserstoff ist es von Vorteil, die Reaktion in einem
Autoklaven ablaufen zu lassen, um gewünschtenfalls die Reaktionstemperatur
über den Siedepunkt von Fluorwasserstoff hinaus anheben
zu können. Die Reaktionstemperatur wird im allgemeinen zwischen
-20°C und +120°C, insbesondere zwischen +50°C und + 100°C, gewählt.
Als günstig hat es sich erwiesen, die Temperatur zu Beginn der
Reaktion in der unteren Hälfte des Intervalls zu wählen und sie erst
zur Vervollständigung der Reaktion zu erhöhen. Der Druck entspricht
bei dem Fluorwasserstoff-Verfahren dem sich selbst bei der bestimmten
Temperatur einstellenden Druck.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens
setzt man das 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin mit Bortrifluorid-
Diäthyläther-Komplex bei einer Temperatur zwischen +50°C und
+100°C um.
Die Ausgangsverbindung 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin ist neu und
wurde speziell für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
entwickelt. Diese Verbindung ist daher ebenfalls Gegenstand
der vorliegenden Erfindung.
2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin ist aus 3-Amino-2,5-dichlorpyridin
durch Nitrierung in an sich bekannter Weise herstellbar. Ueblicherweise
werden derartige Umsetzungen direkt im Nitrierungsmittel oder
in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart des Nitrierungsmittels
ausgeführt. Als Niertrierungsmittel werden Salpetersäure, Salpetersäureanhydrid
N2O5 oder Gemische von Salpetersäure und Schwefelsäure
verwendet.
3-Amino-2,5-dichlorpyridin wird aus dem literaturbekannten 2,5-Dichlor-
3-nitropyridin durch katalytische Reduktion mit Wasserstoff
hergestellt. Uebliche, dem Fachmann geläufige, angewendete Reaktionsbedinungen
dafür sind:
- - Wasserstoffdrucke zwischen 1 und 20 bar, vorzugswweise
1 bis 5 bar
- Reaktionstemperaturen zwischen - 20°C und + 50°C, vorzugsweise zwischen 0°C und 30°C;
- inertes Lösungsmittel aus der Reihe: Aether, Ester, Alkohole oder Kohlenwasserstoff; vorzugsweise: Tetrahydrofuran, Dioxan, Diäthyläther, Aethylacetat, Methanol, Aethanol, Pentan, Cyclohexan oder Benzol; und
- Hydrierungskatalysatoren aus der 8. Nebengruppen des Periodischen Systems der Elemente: Nickel, Palladium oder Platin in handelsüblicher Form wie zum Beispiel als Raney-Nickel, Palladium auf Kohle, Platinoxid oder Platinmoor.
Aus den erfindungsgemäss hergestellten 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin
erhält man das Zwischenprodukt 2,3-Difluor-5-chlorpyridin durch
Umsetzung nach dem in der Europäischen Anmeldung No. 8 58 10 455.7
wiedergegebenen Verfahren durch Fluorierung mit Fluorwasserstoff.
Aus 2,3-Difluor-5-chlorpyridin erhält man die wertvollen Herbizide
aus der Klasse der 2-[4-(5-Chlor-3-fluorpyridin-2-yloxy)-phenoxy]-
propinosäure-Abkömmlinge beispielsweise nach den Reaktionen, wie sie
im nachfolgenden Schema 1 zusammengefaßt sind:
Hal steht für Halogen, vorzugsweise Chlor oder Brom, R für einen
beliebigen organischen Rest.
Die anschließenden Beispiele dienen der näheren Illustration der
vorliegenden Erfindung.
a) 3-Amino-2,5-dichlorpyridin
26,0 g Raney-Nickel-Katalysator werden mit Aethanol gewaschen und
einer Lösung von 129,2 g (0,69 mol) 2,5-Dichlor-3-nitropyridin in
1300 ml Dioxan zugesetzt. Diese Mischung wird unter Normaldurck
bei einer Temperatur zwischen 20° und 35°C mit Wasserstoff hydriert.
Nach Umsetzung von 20% der erforderlichen Wasserstoffmenge setzt
man der Reaktionsmischung weitere 30,0 g Raney-Nickel-Katalysator
zu. Nach einer Hydrierdauer von 22 Stunden wird der Katalysator
abgetrennt, das Lösungsmittel abgedampft und der Rückstand aus
Aethylacetat/Hexan kristallisiert. Man erhält so 84,9 g (78% d. Th.)
3-Amino-2,5-dichlorpyridin, Smp. 129-132°C.
b) 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin.
48,9 g 3-Amino-dichlorpyridin werden portionsweise bei 20°C bis
30°C in 135 ml 96%iger Schwefelsäure. Die entstandene Lösung wird
auf eine Temperatur zwischen 0°C und +5°C abgekühlt und innerhalb
von 30 Minuten tropfenweise mit 13 ml 100%iger Salpetersäure
versetzt. Nachdem die Reaktionsmischung für weitere 30 Minuten bei
der gleichen Temperatur gerührt worden ist, wird sie auf Eis
gegossen. Der ausgefallene Niederschlag wird abgetrennt, mit Wasser
neutral gewaschen und getrocknet. Man erhält 51,6 g (83% d. Th.)
2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin mit einem Schmelzpunkt von
99-100°C, wobei sich die Substanz zersetzt.
c) in 44 ml einer 36%igen Lösung von Bortrifluorid in Essigsäure
werden bei Raumteperatur 33,3 g 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin
eingetragen. Anschliessend wird die Lösung langsam erwärmt. Bei
einer Temperatur von 50°C setzt unter Gasentwicklung eine exotherme
Reaktion ein. Die Temperatur wird durch Kühlung bei 70°C gehalten.
Nach 40 Minuten lässt die Gasentwicklung nach und die Mischung wird
für weitere 2 Stunden auf 80-90°C erhitzt. Zur Aufarbeitung des
Reaktionsgemisches setzt man 100 ml Wasser zu und neutralisiert die
Lösung mit Kaliumcarbonat bis auf pH 7. Mittels Wasserdampfdestillation
treibt man das Rohprodukt über. Aus ca. 2 l aufgefangenen
Destillats erhält man durch Extraktion 6,6 g 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin
mit einem Siedepunkt von 60-62°C/16 mbar.
In 50 ml Bortrifluorid-Diäthyläther-Komplex werden bei Raumtemperatur
33,3 g 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin eingetragen. Anschliessend
wird die Lösung langsam erwärmt. Bei einer Temperatur von 50°C setzt
unter Gasentwicklung eine exotherme Reaktion ein. Die Temperatur
wird durch Kühlung bei 70°C gehalten. Nach 40 Minuten lässt die
Gasentwicklung nach und die Mischung wird für weitere 2 Stunden auf
80-90°C erhitzt. Zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches setzt man
100 ml Wasser zu und neutralisiert die Lösung mit Kaliumcarbonat bis
auf pH 7. Mittels Wasserdampfdestillation treibt man das Rohprodukt
über. Aus ca. 2 l aufgefangenen Destillats erhält man durch Extraktion
12,4 g 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin mit einem Siedepunkt von
60-62°C/16 mbar.
20,8 g 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin werden in einem Autoklaven in
80 g wasserfreiem Fluorwasserstoff gelöst und langsam erwärmt. Bei
einer Temperatur von 97°C steigt der Innendruck von 0,5 bar auf 8 bar
an. Die Reaktionsmischung wird im Autoklaven für weitere
14 Stunden bei einer Temperatur von 100°C gehalten. Der überschüssige
Fluorwasserstoff wird abdestilliert, der Rückstand in Methylenchlorid
aufgenommen und mit Kaliumfluorid behandelt. Durch Eindampfen
der Lösung erhält man 11,6 g eines rohen Oeles, aus dem man
durch Destillation 5,7 g 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin gewinnt;
Siedepunkt 52-56°C/15 mbar.
64,6 g (1,11 mol) Kaliumfluorid und 11,25 g (0,074 mol) Cäsiumfluorid
werden in 240 ml Sulfolan suspendiert und auf 140°C erhitzt.
Durch Druckverminderung destilliert man 50 ml Sulfolan ab und setzt
anschliessend der Suspension 61,4 g (0,37 mol) 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin
und 1,45 g (0,0055 mol) 18-Crown-6 in 20 ml Sulfolan zu.
Dieses Reaktionsgemisch wird für 35 Stunden bei einer Temperatur von
140°C gerührt und dann in Eiswasser aufgenommen. Aus dem wasserhaltigen
Gemisch wird das Produkt entweder durch Extraktion mit Aether
oder durch Wasserdampfdestillation isoliert. Man erhält so 48,7 g
(88% d. Th.) 2,3-Difluor-5-chlorpyridin, Sdp. 65-66°C bei 133 mbar.
Zu einer Mischung von 21,6 g (0,11 mol) 2-(4-Hydroxyphenoxy)-propionsäuremethylester,
15,2 g (0,11 mol) Kaliumcarbonat, 1,45 g
(0,0055 mol) 18-Crown-6 und 100 ml Acetonitril lässt man eine Lösung
von 14,95 g (0,10 mol) 2,3-Difluor-5-chlorpyridin in 30 ml Acetonitril
zutropfen und erhitzt das Reaktionsgemisch für 40 Stunden auf
eine Temperatur zwischen 50°C und 60°C. Durch Aufnehmen der Mischung
in Eiswasser, Abtrennen der organischen Phase, dreimalige Extraktion
der wässrigen Phase mit Aethylacetat, Trocknen und Eindampfen der
vereinigten organischen Phasen erhält man einen öligen Rückstand,
der durch Lösen in Hexan/Aethylacetat-Gemisch und Filtration über
Kieselgel gereinigt wird. Durch Verdampfen des Lösungsmittels erhält
man aus dem Filtrat 20,4 g (63% d. Th.) 2-[4-(5-Chlor-3-fluorpyridin-
2-yloxy)-phenoxy]-propionsäuremethylester, Smp. 58-59°C.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von 2,5-Dichlor-3-fluorpyridin der
Formel I
dadurch gekennzeichnet, dass man 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin der
Formel II
mit Fluorwasserstoff oder einem Bortrifluorid-Lösungsmittel-Komplex
behandelt.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als
Reagenz einen Bortrifluorid-Lösungsmittel-Komplex verwendet.
3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als
Reagenz Bortrifluorid-Diäthyläther-Komplex verwendet.
4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die
Reaktion bei einer Temperatur zwischen -20°C und +120°C durchführt.
5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Temperatur zwischen +50°C und +100°C liegt.
6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die
Reaktion in einem Ueberschuss von Fluorwasserstoff ausführt.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die
Reaktion in Fluorwasserstoff in einem Autoklaven bei einer Temperatur
zwischen -20°C und +120°C und unter dem sich einstellenden
Druck durchführt.
8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die
Reaktion mit Bortrifluorid-Diäthyläther-Komplex bei einer Temperatur
zwischen +50°C und 100°C durchführt.
9. 2,5-Dichlor-3-nitraminopyridin der Formel II
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH14486 | 1986-01-16 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3700764A1 true DE3700764A1 (de) | 1987-07-23 |
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ID=4180253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873700764 Withdrawn DE3700764A1 (de) | 1986-01-16 | 1987-01-13 | Verfahren zur herstellung von 2,5-dichlor-3-fluorpyridin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3700764A1 (de) |
-
1987
- 1987-01-13 DE DE19873700764 patent/DE3700764A1/de not_active Withdrawn
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