DE3714602A1

DE3714602A1 - Verfahren zur herstellung von 2,3,5,6-tetrafluor-benzyl-alkoholen

Info

Publication number: DE3714602A1
Application number: DE19873714602
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr Lantzsch; Martin Dr Littmann
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-10
Also published as: DE3714602C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten 2,3,5,6-Tetrafluor-benzylalkoholen.

Es ist bereits bekannt geworden, daß man fluorierte Benzylalkohole erhält, wenn man fluorierte Benzoesäuren mit Lithiumalanat reduziert (vgl. EP-A 31 199 und EP-A 60 617). Hierbei ist jedoch in hohem Maße mit Fluorabspaltung in der ortho-Position zu rechnen (vgl. Zh. Org. Khim. 14 (1978), russ.: 100-104, engl.: 91-94). Außerdem ist das Reduktionsmittel Lithiumalanat sehr teuer, nur in geringem Maße verfügbar und sicherheitstechnisch als sehr problematisch einzustufen.

Weiter ist auch die elektrochemische Reduktion von Pentafluorbenzoesäure zu 2,3,5,6-Tetrafluor-benzyl-alkohol bekannt geworden (vgl. J. Chem. Soc. Perkin I 1972, 184-189). Die Ausbeute beträgt jedoch nur 55% der Theorie.

Ferner ist auch die Verwendung von Natriumboranat zur Reduktion von Carbonsäuren oder von deren Derivaten zu entsprechenden Alkoholen bekannt (vgl. J. Am. Chem. Soc. 78 (1956), 2582-2588). Da diese Reaktion im allgemeinen in Gegenwart von Aluminiumchlorid durchgeführt wird, müßte im Falle der fluorierten Benzoesäurederivate mit einem Chlor-Fluor-Austausch gerechnet werden.

Neuere Varianten der Überführung von Carbonsäuren bzw. von deren Derivaten in Alkohole mit Natriumboranat sind die Umsetzung entsprechender Säurechloride (vgl. Synth. Commun. 16 (1986), 1173-1175) bzw. die Umsetzung von Carbonsäuren in Gegenwart von Dimethylsulfat (vgl. Bull. Korean Chem. Soc. 3 (1982), 149-152). Während die erstgenannte Variante mehrstufig ist und insgesamt nur mäßige Ausbeuten ergibt, besteht in der zweiten Variante das Problem einer Alkylierung von Ausgangsstoff und Reaktionsprodukt.

Es wurde nun ein neues Verfahren zur Herstellung von 2,3,5,6-Tetrafluor-benzyl-alkoholen der Formel (I)

in welcher

R für Wasserstoff oder Methyl steht,

durch Umsetzung von 2,3,5,6-Tetrafluor-benzoesäuren der Formel (II)

in welcher

R für Wasserstoff oder Methyl steht,

mit Natriumboranat (Natriumborhydrid, Natriumtetrahydridoborat) und anschließend mit einem Alkylierungsmittel, in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen -20°C und +150°C, gefunden,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man pro Mol Ausgangsverbindung der Formel (II) 0,5 bis 0,9 Mol eines Alkylierungsmittels einsetzt.

Überraschenderweise werden die Verbindungen der Formel (I) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in nahezu quantitativer Ausbeute und in sehr hoher Reinheit, d. h. praktisch frei von Alkylierungsprodukten, erhalten, indem das Alkylierungsmittel nicht - wie aus der Literatur bekannt - äquimolar zum im Überschuß eingesetzten Natriumboranat, sondern pro Mol Ausgangsstoff (II) nur 0,5 bis 0,9 Mol Alkylierungsmittel eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für die Durchführung im industriellen Maßstab geeignet, da relativ kostengünstige Reagentien verwendet werden, eine mehrstufige Reaktionsführung mit Isolierung von Zwischenprodukten nicht erforderlich ist und die Rohprodukte in so guter Qualität anfallen, daß besondere Reinigungsprozesse nicht erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine wertvolle Bereicherung der Technik dar.

Verwendet man 2,3,5,6-Tetrafluor-benzoesäure als Ausgangsstoff und Natriumboranat und Methylchlorid als Reagenzien, so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema skizziert werden:

Als Beispiele für die erfindungsgemäß herzustellenden Verbindungen der Formel (I) seien 2,3,5,6-Tetrafluor-benzylalkohol und 4-Methyl-2,3,5,6-Tetrafluor-benzylalkohol genannt.

Als Beispiele für die Ausgangsstoffe der Formel (II) seien 2,3,5,6-Tetrafluor-benzoesäure und 4-Methyl-2,3,5,6-Tetrafluor-benzoesäure genannt.

Die Verbindungen der Formel (I) und (II) sind bereits bekannt (vgl. EP-A 31 199 und EP-A 60 617).

Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Verwendung eines Verdünnungsmittels durchgeführt. Als Verdünnungsmittel kommen praktisch alle üblichen Lösungsmittel, insbesondere jedoch aprotisch polare organische Solventien, wie z. B. Diethylether, Diisopropylether, Diisobutylether, Methyl-tert-butylether, 1,2-Dimethoxyethan, Diglycoldimethylether ("Diglyme"), Tetrahydrofuran und Dioxan, in Betracht.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können die üblichen Alkylierungsmittel verwendet werden. Hierzu gehören vorzugsweise Alkylhalogenide, wie z. B. Methylchlorid, Methylbromid, Methyliodid, Ethylchlorid, Ethylbromid und Ethyliodid, Dialkylsulfate, wie z. B. Dimethylsulfat und Diethylsulfat und Sulfonsäureester, wie z. B. Benzolsulfonsäure- und p-Toluolsulfonsäure-methylester.

Dimethylsulfat wird als Alkylierungsmittel beim erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen zwischen -20°C und +150°C durchgeführt, vorzugsweise vor der Zugabe des Alkylierungsmittels zwischen 0°C und 30°C, während und nach der Zugabe des Alkylierungsmittels zwischen 20°C und 100°C.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Normaldruck oder erhöhtem Druck bis etwa 10 bar durchgeführt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf 1 Mol Ausgangsverbindung der Formel (II) im allgemeinen zwischen 1,0 und 1,5 Mol, vorzugsweise zwischen 1,05 und 1,20 Mol, Natriumboranat und vorzugsweise zwischen 0,6 und 0,9 Mol eines Alkylierungsmittels eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Natriumboranat in einem geeigneten Verdünnungsmittel vorgelegt und eine Lösung der Ausgangsverbindung der Formel (II) wird langsam dazu gegeben. Nach einer Umsetzungszeit von etwa 30 bis 60 Minuten wird das Alkylierungsmittel, gegebenenfalls in einem geeigneten Lösungsmittel, langsam dazu gegeben und das Reaktionsgemisch wird bis zum Ende der Umsetzung gerührt.

Die Aufarbeitung und Isolierung des Reaktionsproduktes der Formel (I) kann nach üblichen Methoden erfolgen. Vorzugsweise wird das Reaktionsgemisch mit einem mit Wasser praktisch nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie z. B. Methylenchlorid, verdünnt und dann mit einer eiskalten wäßrigen Säure, wie z. B. 5%iger Schwefelsäure, vermischt. Dann wird, z. B. mit konzentrierter Natronlauge, alkalisch gestellt, die organische Phase abgetrennt und davon das Lösungsmittel unter vermindertem Druck sorgfältig abdestilliert, wobei das Produkt der Formel (I) als Rückstand verbleibt.

Die Verbindungen der Formel (I) können als Zwischenprodukte für Insektizide verwendet werden (vgl. EP-A 31 199 und EP-A 60 617).

Beispiel 1

9,9 g (0,262 Mol) Natriumboranat werden in 100 ml 1,2-Dimethoxyethan vorgelegt. Dann werden 45 g (0,232 Mol) Tetrafluorbenzoesäure gelöst in 100 ml 1,2-Dimethoxyethan innerhalb von 30 Minuten zugetropft, wobei die Temperatur 30°C nicht übersteigen soll. Anschließend wird noch 30 Minuten nachgerührt und dann eine Lösung von 23,3 g (0,185 Mol) Dimethylsulfat in 50 ml Dimethoxyethan bei 50°C innerhalb von einer Stunde zudosiert und noch zwei Stunden bei dieser Temperatur nachgerührt. Nach dem Abkühlen wird die Reaktionsmischung mit 100 ml Methylenchlorid versetzt, auf 0°C abgekühlt und langsam in 140 g 5%ige Schwefelsäure eingetragen. Nach 30 Minuten Rühren wird mit 5 ml 45%iger Natronlauge alkalisch gestellt, die organische Phase abgetrennt, die wäßrige Phase nochmals mit Methylenchlorid extrahiert und die vereinigten organischen Phasen eingeengt.

Man erhält 41,2 g (96,7% der Theorie) Tetrafluorbenzylalkohol (Gehalt: 98%).

Beispiel 2

Analog Beispiel 1 erhält man aus 4-Methyl-2,3,5,6-Tetrafluor-benzoesäure den 4-Methyl-2,3,5,6-Tetrafluor-benzylalkohol in 95%iger Ausbeute.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von 2,3,5,6-Tetrafluorbenzylalkoholen der Formel in welcherR für Wasserstoff oder Methyl steht,durch Umsetzung von 2,3,5,6-Tetrafluor-benzoesäuren der Formel (II) in welcherR für Wasserstoff oder Methyl steht,mit Natriumboranat und anschließend mit einem Alkylierungsmittel, in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen -20°C und +150°C,
dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol Ausgangsverbindung der Formel (II) 0,5 bis 0,9 Mol des Alkylierungsmittels einsetzt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol Verbindung der Formel (II) 1,0 bis 1,5 Mol Natriumboranat und 0,6 bis 0,9 Mol Alkylierungsmittel einsetzt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol Verbindung der Formel (II) 1,05 bis 1,2 Mol Natriumboranat und 0,6 bis 0,9 Mol Alkylierungsmittel einsetzt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkylierungsmittel Alkylhalogenide, Dialkylsulfate oder Sulfonsäureester einsetzt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkylierungsmittel Dimethylsulfat einsetzt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung vor Zugabe des Alkylierungsmittels bei Temperaturen zwischen 0 und 30°C und nach der Zugabe des Akylierungsmittels bei Temperaturen zwischen 20 und 100°C durchführt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel ein aprotisches polares organisches Lösungsmittel einsetzt.