DE3743610A1 - Verfahren zur herstellung von 4-trifluormethyl-3-nitrobenzoesaeure ueber ein neues nitrobenzolderivat - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 4-trifluormethyl-3-nitrobenzoesaeure ueber ein neues nitrobenzolderivatInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C205/00—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
4-Trifluormethyl-3-nitrobenzoesäure, im folgenden abgekürzt
als 4-TFM-3-NBA, und die Verbindung 5-Trichlormethyl-
2-trifluormethylnitrobenzol, im folgenden abgekürzt mit
5-TCM-2-TFMNB, welche bei diesem Verfahren als Zwischenprodukt
gebildet wird und eine neue Verbindung darstellt.
4-TFM-3-NBA ist eine neue Verbindung, und es wird angenommen,
daß sie als Zwischenprodukt für einige Arzneimittel,
Agrikulturchemikalien und Flüssigkristalle brauchbar
sein wird.
Es ist bekannt, daß 4-Trifluormethyl-2-nitrobenzoesäure
(4-TFM-2-NBA) durch Nitrierung von 4-Trifluormethylbenzoesäure
gebildet wird, siehe Chem. Abstr., 64 (1966) 3487f.
Gemäß dem Verfahren einer gleichzeitig hinterlegten Anmeldung
(P .. ... ...) der Anmelderin wird eine Mischung von
4-TFM-2-NBA und 4-TFM-3-NBA durch Nitrieren von entweder
einem 4-Trifluormethylbenzoylhalogenid oder einem 4-Trifluormethylbenzotrihalogenid
und gleichzeitige Hydrolyse
des halogenierten Restes der Ausgangsverbindung hergestellt.
Für die Herstellung von 4-TFM-3-NBA ist diese Verfahrensweise
jedoch nicht sehr vorteilhaft, da ein größerer Teil
des erhaltenen Reaktionsgemisches aus 4-TFM-2-NBA besteht
und einige Behandlungsschritte für die Isolierung von
4-TFM-3-NBA und/oder 4-TFM-2-NBA durchgeführt werden
müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens zur Herstellung von 4-TFM-3-NBA ohne die
Bildung von nichtgewünschten Isomeren, weiterhin die Bereitstellung
eines neuen Nitrobenzolderivates, welches
in einfacher Weise in 4-TFM-3-NBA umgewandelt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung von 4-TFM-3-NBA, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß es folgende Stufen umfaßt:
- (a) Umsetzung von 2,5-Bis-(trifluormethyl)-nitrobenzol, abgekürzt als 2,5-TFMNB, mit einem Metallchlorid unter Bildung von 5-Trichlormethyl-2-trifluormethyl- nitrobenzol, abgekürzt als 5-TCM-2-TFMNB, und
- (b) Hydrolyse der Trichlormethylgruppe von 5-TCM-2-TFMNB in Anwesenheit einer Lewis-Säure.
Bei der Reaktion in der Stufe (a) des Verfahrens gebildetes
5-TCM-2-TFMNB ist eine neue Verbindung der folgenden Formel:
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch folgende Formeln
wiedergegeben:
Es ist bekannt, daß das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzte Ausgangsmaterial 2,5-TFMNB in einfacher
Weise durch Nitrieren von 1,4-Bis-(trifluormethyl)-benzol
erhalten werden kann.
Die erste Stufe des Verfahrens ist die Umsetzung von
2,5-TFMNB mit einem Metallchlorid, welches als Halogenaustauschreagenz
eingesetzt wird. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist wesentlich, daß bei dieser Reaktion
nur die Trifluormethylgruppe in der 5-Stellung der Ausgangsverbindung
selektiv einen Halogenaustausch mit
dem Metallchlorid erfährt und sich in die Trichlormethylgruppe
umwandelt. Dies bedeutet, daß das Reaktionsprodukt
immer von anderen Isomeren freies 5-TCM-2-TFMNB ist. Die
zweite Stufe des Verfahrens ist die Hydrolyse des 5-TCM-
2-TFMNB unter Verwendung einer Lewis-Säure wie z. B.
Eisen(III)-chlorid als Hydrolysekatalysator. Bei dieser
Reaktion erfährt die Trichlormethylgruppe des 5-TCM-2-TFMNB
eine Hydrolyse unter Umwandlung zur Carboxylgruppe, so daß
das Reaktionsprodukt immer 4-TFM-3-NBA ist, das kein anderes
Isomeres enthält.
Auf diese Weise liefert das erfindungsgemäße Verfahren
4-TFM-3-NBA in guter Ausbeute und erfordert keine komplizierten
Arbeitsvorgänge zur Isolierung von 4-TFM-3-NBA aus
dem abschließenden Reaktionsprodukt.
Die Erfindung wird im folgenden näher ins Einzelne gehend
erläutert.
Für die Halogenaustauschreaktion von 2,5-TFMNB wird bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Metallchlorid als
Halogenaustauschreagenz eingesetzt. Gute Beispiele für
brauchbare Metallchloride sind AlCl₃, SbCl₅ und TiCl₄,
wobei AlCl₃ bevorzugt ist. Die Menge des Metallchlorids
muß wenigstens 1 mol pro mol am 2,5-TFMNB und nicht mehr
als 2 mol betragen, obwohl keine Probleme bei Verwendung
größerer Mengen auftreten. Vorteilhafterweise wird diese
Halogenaustauschreaktion unter Auflösen des 2,5-TFMNB in
einem nichtaktiven Lösungsmittel wie Dichlormethan, Dichlorethan
oder Kohlenstofftetrachlorid durchgeführt.
Die Reaktion wird vorteilhafterweise bei einer nicht
höher als 70°C liegenden Temperatur und bevorzugt bei
etwa 0°C durchgeführt.
Zur Hydrolyse der Trichlormethylgruppe des 5-TCM-2-TFMNB
wird eine Lewis-Säure als Hydrolysekatalysator eingesetzt.
Gute Beispiele für brauchbare Lewis-Säuren sind FeCl₃,
FeCl₂, Fe₂(SO₄)₃ und SbCl₃, wobei FeCl₃ bevorzugt ist.
Eine vorteilhafte Menge der Lewis-Säure beträgt von 0,001
bis 50 Gew.-% des zu hydrolysierenden 5-TCM-2-TFMNB. Die
Reaktion wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur im
Bereich von etwa 80°C bis etwa 250°C und bevorzugt im Bereich
von 100°C bis 150°C durchgeführt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher
erläutert.
Eine Lösung von 7,8 g 2,5-TFMNB in 36 ml Dichlorethan
wurde auf 0°C abgekühlt, und es wurden 8,0 g AlCl₃ zu
der Lösung für die Reaktion mit 2,5-TFMNB zugesetzt.
Nach Ablauf von 2 h wurde die Reaktionsflüssigkeit auf
20 g zerkleinertes Eis gegossen, und das erhaltene Flüssigkeitsgemisch
wurde in die organische und in die wäßrige
Schicht aufgetrennt. Die organische Schicht wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, eingeengt und
dann destilliert, wobei 3,0 g 5-TCM-2-TFMNB erhalten
wurden.
Die Analyse des erhaltenen 5-TCM-2-TFMNB ergab folgende
Werte:
K = 103°C bei 133 Pa (1 mm Hg)
¹H-NMR (Standardsubstanz = TMS, in CDCl₃): δ 7,5-8,5 (3H, m)
¹⁹F-NMR (Standardsubstanz = CFCl₂, in CDCl₃): 60,67 ppm (3F, s)
IR (KBr-Pastille): 1565 cm-1, 1375 cm-1 ( j NO₂).
¹H-NMR (Standardsubstanz = TMS, in CDCl₃): δ 7,5-8,5 (3H, m)
¹⁹F-NMR (Standardsubstanz = CFCl₂, in CDCl₃): 60,67 ppm (3F, s)
IR (KBr-Pastille): 1565 cm-1, 1375 cm-1 ( j NO₂).
Eine Lösung von 9,1 g 2,5-TFMNB in 42 ml Dichlormethan
wurde auf 0°C abgekühlt, und es wurde 9,3 g AlCl₃ zu
der Lösung zur Reaktion mit dem 2,5-TFMNB während 2 h
zugesetzt. Danach wurde die Reaktionsflüssigkeit auf 25 g
zerkleinertes Eis gegossen, und das erhaltene Flüssigkeitsgemisch
wurde in die organische und in die wäßrige
Schicht aufgetrennt. Die organische Schicht wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, eingeengt und
dann destilliert, wobei 2,8 g 5-TCM-2-TFMNB erhalten
wurden.
Eine Mischung von 1 g 5-TCM-2-TFMNB und 100 mg FeCl₃
wurde auf 150°C erhitzt, und es wurden 0,1 ml Wasser
zu dem erhitzten Gemisch für die Hydrolyse des Trichlormethylrestes des
5-TCM-2-TFMNB zugesetzt. Nach der Hydrolysereaktion
wurde dem Reaktionssystem Ether zugefügt,
um die organischen Bestandteile aufzulösen, und die
Etherlösung wurde mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt. Als
Ergebnis wurden 0,6 4-TFM-3-NBA erhalten.
Die Analyse dieses 4-TFM-3-NBA ergab folgende Werte:
F = 169°C
¹H-NMR (Standardsubstanz = TMS, in CDCl₃): δ 8,1-8,5 (3H, m); δ 9,9 (1H, s)
¹⁹F-NMR (Standardsubstanz = CF₃CO₂H, in CDCl₃): -15,5 ppm (3F, s)
IR (KBr-Pastille): 2510-3130 cm-1, 921 cm-1 (OH); 1730 cm-1 ( ϑ C=O); 1562 cm-1, 1375 cm-1 ( j NO₂).
¹H-NMR (Standardsubstanz = TMS, in CDCl₃): δ 8,1-8,5 (3H, m); δ 9,9 (1H, s)
¹⁹F-NMR (Standardsubstanz = CF₃CO₂H, in CDCl₃): -15,5 ppm (3F, s)
IR (KBr-Pastille): 2510-3130 cm-1, 921 cm-1 (OH); 1730 cm-1 ( ϑ C=O); 1562 cm-1, 1375 cm-1 ( j NO₂).
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von 4-Trifluormethyl-3-nitrobenzoesäure,
dadurch gekennzeichnet, daß es folgende
Stufen umfaßt:
- (a) Umsetzung von 2,5-Bis-(trifluormethyl)-nitrobenzol mit einem Metallchlorid unter Bildung von 5-Trichlormethyl- 2-trifluormethylnitrobenzol und
- (b) Hydrolyse der Trichlormethylgruppe des 5-Trichlormethyl- 2-trifluormethylnitrobenzols in Anwesenheit einer Lewis-Säure.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Metallchlorid AlCl₃, SbCl₅ oder TiCl₄ verwendet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reaktion in Stufe (a) bei einer nicht höheren Temperatur
als 70°C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das 2,5-Bis-(trifluormethyl)-nitrobenzol in Stufe (a)
in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel
eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Lösungsmittel Dichlormethan, Dichlorethan oder Kohlenstofftetrachlorid
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Lewis-Säure FeCl₃, FeCl₂, Fe₂(SO₄)₃ oder SbCl₃ verwendet
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reaktion in Stufe (b) bei einer Temperatur im Bereich
von etwa 80°C bis etwa 250°C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 150°C angewandt
wird.
9. 5-Trichlormethyl-2-trifluormethylnitrobenzol.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
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DE (1) | DE3743610A1 (de) |
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Non-Patent Citations (4)
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C.A., 64, 1966, 3586 h * |
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Also Published As
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GB8728747D0 (en) | 1988-01-27 |
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