DE3824068A1 - Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kernchlorierung
von aromatischen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von
Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalysatoren
in flüssiger Phase.
Die Umsetzung von aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie
Toluol, in flüssiger Phase mit gasförmigem Chlor zu
kernsubstituierten Chlorderivaten, wie Monochlortoluol,
ist bekannt (Ullmanns Enzyklopädie der technischen
Chemie, 4. Auflage, Band 9, Seite 499f.). Man führt
diese Chlorierung im allgemeinen in Gegenwart von
Friedel-Crafts-Katalysatoren, wie Eisen(III)-Chlorid,
Antimonchloriden oder Aluminiumchlorid, durch. Das
erhaltene Chlorierungsprodukt ist gewöhnlich eine Mischung
aus isomeren monochlorierten und polychlorierten
Verbindungen. Bei Verwendung von FeCl₃ erhält man beispielsweise
aus Toluol ein Gemisch aus Monochlortoluolen
und Dichlortoluolen; in der Monochlortoluolfraktion ist
das Hauptprodukt o-Chlortoluol neben p-Chlortoluol und
einem geringen Anteil an m-Chlortoluol.
Da besonders p-Chloralkylbenzole, wie p-Chlortoluol,
wertvolle Zwischenprodukte darstellen, hat es in der
Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, die Chlorierung
so zu lenken, daß das Verhältnis von o- zu p-
Chloralkylbenzolen erniedrigt wird, d. h., man versucht,
Bedingungen zu finden, die die Bildung von p-Chloralkylbenzolen
begünstigten.
Aus US 32 26 447 ist bekannt, daß durch Zusatz von
Schwefelverbindungen mit zweiwertigem Schwefel zum Friedel-
Crafts-Katalysator bei der Chlorierung von Toluol
ein o/p-Verhältnis von 1,2 erhalten werden kann. Nachteilig
bei diesem Verfahren ist die Tatsache, daß man
dieses wenig günstige Verhältnis nur bei Anwendung von
Antimonsalzen als Friedel-Crafts-Katalysatoren erreicht.
Nachteilig ist weiterhin, daß die erforderlichen Mengen
der Katalysatorkomponenten gemäß dem dortigen Beispiel
16 sehr hoch liegen, nämlich bei 1 Gew.-% für jeden der
beiden katalytischen Zusätze. Wie das o/p-Verhältnis mit
einem Wert von <1 zeigt, entsteht hierbei immer noch
mehr o- als p-Chlortoluol.
In DE-OS 15 43 020 und US 40 31 144 wird ebenfalls die
Chlorierung von Toluol beispielsweise mit FeCl₃ und
S₂Cl₂ beschrieben. Das erhaltene Verhältnis von o/p =
1,03-1,10 ist immer noch unbefriedigend hoch.
In US 40 31 147, US 40 69 263, US 40 69 264 und US
42 50 122 ist die Chlorierung von Toluol mit Friedel-
Crafts-Katalysatoren unter Zusatz von Thianthrenen oder
substituierten Thianthrenen beschrieben. Die günstigsten
erreichbaren o/p-Verhältnisse liegen bei etwa 0,7, werden
jedoch entweder nur durch die Verwendung von Antimonsalzen
oder im Falle der Verwendung von Eisensalzen
nur bei sehr niedrigen Reaktionstemperaturen von etwa
0° erhalten. Beides ist technisch ausgesprochen ungünstig.
So wird die co-katalytische Wirkung der Thianthrene
beim Einsatz von Antimonsalzen durch Eisenspuren
stark behindert, was in der Technik nur schwer zu realisieren
ist. Zudem ist die Reaktion so stark exotherm,
daß eine Abführung der Wärme bei etwa 0°C durch Solekühlung
sehr aufwendig wird. Ferner werden die Thianthrene
unter üblichen Reaktionsbedingungen bereits von allgegenwärtigen
Wasserspuren zerstört und verlieren somit
ihre Wirksamkeit.
Weiterhin ist aus US 42 89 916, EP 63 384 und EP 1 73 222
die Chlorierung von Toluol in Gegenwart von Lewis-Säuren
und Phenoxathiinen bekannt. Das nach Beispiel 1 von EP
1 73 222 erreichbare o/p-Verhältnis von 0,6 wird wiederum
nur durch die technisch äußerst ungünstige Verwendung
von Antimonchlorid und die hohe Menge von 0,29 Gew.-%
an Co-Katalysator erreicht. Bei Verwendung von FeCl₃
anstelle von Antimonchlorid erhält man ein o/p-Verhältnis
von 0,68, allerdings wiederum nur bei der technisch
äußerst ungünstigen niedrigen Reaktionstemperatur von
5°C. Bei einer technisch vorteilhaften Reaktionstemperatur
von 50°C steigt das o/p-Verhältnis in Gegenwart
von FeCl₃ und dem in EP 1 73 222 beanspruchten Phenoxathiin-
Derivat auf 0,88, wie von uns durchgeführte Versuche
zeigen (vgl. Beispiel 21). In den genannten US
42 89 916 und EP 63 384 wird ein günstigstes o/p-Verhältnis
von etwa 0,8 beschrieben. Auch hier kann das
o/p-Verhältnis auf 0,65 gesenkt werden, wenn man anstelle
von FeCl₃ Antimonchloride und eine Reaktionstemperatur
von 20°C, also technisch ungünstige Bedingungen,
anwendet. Auch Phenoxathiine werden in Gegenwart von
Wasserspuren zerstört.
Aus EP 1 26 669 ist die Toluol-Chlorierung in Gegenwart
von Friedel-Crafts-Katalysatoren und N-substituierten
Phenothiazinen bekannt. Das o/p-Verhältnis ist mit 0,84
auch hierbei ungünstig hoch.
Aus EP 1 12 722, EP 1 54 236 und EP 2 48 931 ist die Chlorierung
von Toluol in Gegenwart von bestimmten Zeolithen
bekannt, wobei unter Zusatz von beispielsweise Halogencarbonsäurehalogeniden
als Moderatoren ein o/p-Verhältnis
von etwa 0,3 erreicht wird. Nachteilig an diesem
Verfahren sind die erheblichen Mengen von 5 Gew.-% Zeolith
und 1 Gew.-% an Moderatoren. Wie eigene Versuche
zeigten, muß dieses Ergebnis mit dem erheblichen Nachteil
erkauft werden, daß in den erhaltenen Gemischen
sehr große Mengen (bis zu 8 Gew.-%) an Benzylchloriden
auftreten. Die Bildung von Benzylchloriden stört die
nachfolgende übliche destillative Aufarbeitung in ganz
außerordentlichem Maße.
Es wurde nun ein Verfahren zur Kernchlorierung von aromatischen
Kohlenwasserstoffen der Formel
worin
R geradkettiges oder verzweigtes C₁-C₁₂-Alkyl oder C₃-C₈-Cycloalkyl bedeutet,
in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalysatoren in flüssiger Phase gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Co- Katalysatoren 1,6-Benzo-thiazocine einsetzt.
R geradkettiges oder verzweigtes C₁-C₁₂-Alkyl oder C₃-C₈-Cycloalkyl bedeutet,
in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalysatoren in flüssiger Phase gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Co- Katalysatoren 1,6-Benzo-thiazocine einsetzt.
Das Gerüst der 1,6-Benzo-thiazocine wird durch die folgende
Formel mit Numerierung dargestellt:
Die 1,6-Benzo-thiacozine für das erfindungsgemäße Verfahren
können durch die folgende Formel gekennzeichnet
werden
in der
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Cyano, Halogen, Nitro, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Alkylsulfoxyl, Phenylsulfoxyl, Tosyl, Mercapto, Carboxyl, Halogenocarbonyl, Carboxyamid, Alkoxycarbonyl, Thiocarboxyamid, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Heteroaryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Heteroarylthio, Acylthio, Acyl, Thioacyl oder Acylamino bedeuten,
R³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹ oder R² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten gesättigten, ungesättigten oder aromatischen isocyclischen oder heterocyclischen 5-8-Ring bilden kann,
R⁴ Wasserstoff, Halogencarbonyl, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Thioacyl oder Alkoxycarbonyl bedeutet,
X¹ und X² unabhängig voneinander für doppelt gebundenen Sauerstoff, Schwefel oder R⁷-substituierten Stickstoff stehen, wobei R⁷ den Bedeutungsumfang von R⁴ mit Ausnahme von Wasserstoff hat,
m, n und o unabhängig voneinander den Wert 0 oder 1 annehmen können und
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander an einem oder an zwei der zwischen dem S- und dem N-Atom im 8-Ring befindlichen C-Atome stehen können, sofern diese C- Atome nicht durch X¹ bzw. X² besetzt sind, und den Bedeutungsumfang von R¹ bzw. R² haben, wobei bei benachbarter Substitution auch mit den substituierten C-Atomen ein gesättigter, ungesättigter oder aromatischer isocyclischer oder heterocyclischer 5-8-Ring gebildet werden kann und wobei weiterhin der Bedeutungsumfang des doppelt gebundenen Sauerstoffs oder Schwefels angenommen werden kann.
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Cyano, Halogen, Nitro, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Alkylsulfoxyl, Phenylsulfoxyl, Tosyl, Mercapto, Carboxyl, Halogenocarbonyl, Carboxyamid, Alkoxycarbonyl, Thiocarboxyamid, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Heteroaryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Heteroarylthio, Acylthio, Acyl, Thioacyl oder Acylamino bedeuten,
R³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹ oder R² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten gesättigten, ungesättigten oder aromatischen isocyclischen oder heterocyclischen 5-8-Ring bilden kann,
R⁴ Wasserstoff, Halogencarbonyl, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Thioacyl oder Alkoxycarbonyl bedeutet,
X¹ und X² unabhängig voneinander für doppelt gebundenen Sauerstoff, Schwefel oder R⁷-substituierten Stickstoff stehen, wobei R⁷ den Bedeutungsumfang von R⁴ mit Ausnahme von Wasserstoff hat,
m, n und o unabhängig voneinander den Wert 0 oder 1 annehmen können und
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander an einem oder an zwei der zwischen dem S- und dem N-Atom im 8-Ring befindlichen C-Atome stehen können, sofern diese C- Atome nicht durch X¹ bzw. X² besetzt sind, und den Bedeutungsumfang von R¹ bzw. R² haben, wobei bei benachbarter Substitution auch mit den substituierten C-Atomen ein gesättigter, ungesättigter oder aromatischer isocyclischer oder heterocyclischer 5-8-Ring gebildet werden kann und wobei weiterhin der Bedeutungsumfang des doppelt gebundenen Sauerstoffs oder Schwefels angenommen werden kann.
Als Halogen sei Fluor, Chlor, Brom oder Iod, bevorzugt
Fluor, Chlor oder Brom, besonders bevorzugt Fluor oder
Chlor, genannt.
Als Alkylreste in den genannten Substituenten seien
offenkettige mit 1-16 C-Atomen, beovorzugt mit 1-4 C-
Atomen, und cyclische mit 5-8 C-Atomen, bevorzugt mit
5 oder 6 C-Atomen, genannt. Diese Alkylreste können
ihrerseits mit C₁-C₄-Alkyl, bevorzugt mit Methyl oder
Ethyl, substituiert sein, so daß man auch in die Reihe
der verzweigten Alkylreste gelangt. Diese Alkylreste
können weiterhin durch Fluor, Chlor oder Brom ein- oder
mehrfach substituiert sein. Diese Alkylreste können
weiterhin durch C₁-C₄-Alkoxy, bevorzugt mit Methoxy oder
Ethoxy, substituiert sein, so daß man in die Reihe der
Ether gelangt. Diese Alkylreste können weiterhin durch
Phenyl, Naphthyl oder Biphenyl substituiert sein, so daß
man in die Reihe der Aralkylreste gelangt. Beispiele für
solche Alkylreste sind: Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl,
Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Amyl, Hexyl, Octyl,
Decyl, Dodecyl, Hexadecyl, Cyclopentyl, Methylcyclopentyl,
Cyclohexyl, Methylcyclohexyl, Cycloheptyl,
Cyclooctyl, Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Benzyl, Phenylethyl,
Chlormethyl, Dichlormethyl, Trichlormethyl, Trifluormethyl;
besonders wichtige Reste sind beispielsweise
Methyl, Ethyl, n-Propyl, Benzyl, Trifluormethyl.
Der genannte Bedeutungsumfang für Alkylreste gilt grundsätzlich
auch für Alkoxy und Alkylthio; bevorzugt sind
Reste mit 1-6 C-Atomen, besonders bevorzugt solche mit
1-4 C-Atomen, wie Methoxy, Ethoxy, tert.-Butoxy, Cyclohexyloxy,
Trifluormethoxy, Metyhlthio, Ethylthio, Cyclohexylthio,
Trifluormethylthio, Trichlormethylthio.
Als Arylreste in den obigen Substituenten seien beispielsweise
Phenyl, Naphthyl oder Biphenyl genannt, die
ihrerseits durch Fluor, Chlor, Brom, Nitro, C₁-C₄-Alkyl
oder C₁-C₄-Alkoxy substituiert sein können, beispielsweise
Phenyl, Naphthyl, Tolyl, Anisyl, Chlorphenyl,
Nitrophenyl; besonders wichtig sind beispielsweise
Phenyl und Chlorphenyl.
Als Heteroarylreste in den obigen Substituenten seien
solche mit 5-9 C-Atomen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen,
genannt, die 1-3, bevorzugt 1 oder 2, besonders
bevorzugt 1 Heteroatom, im Ring aufweisen. Sie können
aromatisch oder nicht aromatisch, bevorzugt jedoch aromatisch,
sein. Diese Heteroarylreste können ihrerseits
durch Methyl, Ethyl, Fluor oder Chlor substituiert sein.
Als Beispiele seien genannt: Pyridyl, Methylpyridyl,
Furyl, Pyrrolyl, Imidazolyl.
Bezüglich der Aryloxy-, Heteroaryloxy-, Arylthio- und
Heteroarylthioreste gilt analog das oben zu den Alkoxy-
und Alkylthioresten Gesagte.
Acylreste innerhalb der obigen Substituenten haben 2-8
C-Atome und sind aliphatisch, bevorzugt mit 2-4 C-Atomen,
oder bei der erforderlichen Zahl von C-Atomen aromatisch.
Sie können ihrerseits durch oben für Alkylreste
bzw. Arylreste genannte Zweitsubstituenten substituiert
sein. Als Beispiele seien genannt: Acetyl, Chloracetyl,
Trichloracetyl, Trifluoracetyl, Benzoyl, Chlorbenzoyl,
Chlorcarbonyl, Formyl.
Für den Fall, daß R³ mit einem der Reste R¹ oder R² und
gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen Ring
bildet, kann dieser isocyclisch und gesättigt, ungesättigt
oder aromatisch sein oder auch durch einen Gehalt
an N-, O- und/oder S-Atomen heterocyclisch sein.
Solche Ringe habe 5-8, bevorzugt 5 oder 6 Ringglieder
und sind an den in Formel (III) gezeigten Benzolkern
annelliert. Als Beispiele seien genannt: Benzo, Naphthalino,
Thieno, Furano, Pyrolo, Pyridino, Cyclohexano,
Cyclopentano, Oxolano, Dioxolano, bevorzugt Benzo und
Cyclohexano.
Als Illustration für erfindungsgemäß einsetzbare 1,6-
Benzo-thiazocine dient die folgende, keineswegs
erschöpfende Aufzählung:
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-thion,
4-Acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
4-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
3-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Ethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Propyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Phenyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
4-Methyl-4-acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,4-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
3,4-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-5,6-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 4(3H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
3,4,5,6-Tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Acetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Trifluoracetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Chloracetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Methyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Ethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Trifluoracetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
6-Chloracetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
6-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Benzyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2H-Benzothiazocin-3(4H)-5(6H)-dion,
2H-3,4-Dihydro-1,6-benzothiazocin-2,5(6H)-dion,
8-Chlor-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
9-Methoxy-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
8-Fluor-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,3-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,3-Dimethyl-6-acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
8,9-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
8,10-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
8,10-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
8,10-Dimethyl-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6- benzothiazocin-5(6H)-on,
8,10-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- thion,
8,10-Dimethyl-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6- benzothiazocin-5(6H)-thion,
8-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-thion,
8-Trifluormethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2-Chlor-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,2-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
1-Oxo-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
1-Oxo-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazodin,
2H-1,6-dibenzo[b, f]thiazocin-5(6H)-on,
5,6-Dihydro-2H-1,6-dibenzo[b, f]thiazocin und
3,4-Dihydro-2H-1,6-2,3-naphthalenthiazocin-5(6H)-on,
bevorzugt:
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,4-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
3,4-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
3,4,5,6-Tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Trifluoracetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Acetyl-3,4,5,6-tetrahydro-thiazocin,
2-Phenyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
4-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8,10-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
8,10-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
8,10-Dimethyl-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6- benzothiazocin-5(6H)-on und
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-thion.
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-thion,
4-Acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
4-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
3-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Ethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Propyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Phenyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
4-Methyl-4-acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,4-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
3,4-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-5,6-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 4(3H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
3,4,5,6-Tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Acetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Trifluoracetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Chloracetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Methyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Ethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Trifluoracetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
6-Chloracetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
6-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Benzyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2H-Benzothiazocin-3(4H)-5(6H)-dion,
2H-3,4-Dihydro-1,6-benzothiazocin-2,5(6H)-dion,
8-Chlor-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
9-Methoxy-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
8-Fluor-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,3-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,3-Dimethyl-6-acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
8,9-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
8,10-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
8,10-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
8,10-Dimethyl-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6- benzothiazocin-5(6H)-on,
8,10-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- thion,
8,10-Dimethyl-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6- benzothiazocin-5(6H)-thion,
8-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-thion,
8-Trifluormethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2-Chlor-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,2-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
1-Oxo-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
1-Oxo-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazodin,
2H-1,6-dibenzo[b, f]thiazocin-5(6H)-on,
5,6-Dihydro-2H-1,6-dibenzo[b, f]thiazocin und
3,4-Dihydro-2H-1,6-2,3-naphthalenthiazocin-5(6H)-on,
bevorzugt:
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
2,4-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
3,4-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Tetramethylen-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
3,4,5,6-Tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Trifluoracetyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
6-Acetyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
6-Acetyl-3,4,5,6-tetrahydro-thiazocin,
2-Phenyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
4-Methyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8-Methoxy-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin- 5(6H)-on,
2,3-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-on,
8,10-Dimethyl-3,4-dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)- on,
8,10-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2H-1,6-benzothiazocin,
8,10-Dimethyl-2,3-tetramethylen-3,4-dihydro-2H-1,6- benzothiazocin-5(6H)-on und
3,4-Dihydro-2H-1,6-benzothiazocin-5(6H)-thion.
Bevorzugte 1,6-Benzo-thiazocine sind solche der Formeln
in denen
R¹ bis R⁶, X¹, X² und o den obengenannten Bedeutungsumfang haben.
R¹ bis R⁶, X¹, X² und o den obengenannten Bedeutungsumfang haben.
In besonders bevorzugter Weise werden 1,6-Benzo-thiazocine
der Formeln (IV) und (V) eingesetzt.
In ganz besonders bevorzugter Form werden 1,6-Benzo-thiazocine
der Formel (V) eingesetzt.
In weiterhin bevorzugter Form werden 1,6-Benzo-thiazocine
der Formel (III) eingesetzt, in denen der Index
o den Wert Null annimmt.
In weiterhin bevorzugter Form werden 1,6-Benzo-thiazocine
der Formel (III) eingesetzt, in denen anstelle von
R¹, R² und R³ die Reste R¹¹, R¹² bzw. R¹³ treten, von
denen
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Nitro, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Aryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Acyl oder Thioacyl bedeuten und
R¹³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹¹ und R¹² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten gesättigten isocyclischen 5-7-Ring oder einen annellierten Benzolring bilden kann.
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Nitro, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Aryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Acyl oder Thioacyl bedeuten und
R¹³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹¹ und R¹² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten gesättigten isocyclischen 5-7-Ring oder einen annellierten Benzolring bilden kann.
In ganz besonders bevorzugter Weise werden 1,6-Benzo-thiazocine
der Formel (III) eingesetzt, in denen
anstelle von R¹¹, R¹² und R¹³ die Reste R²¹, R²² bzw.
R²³ treten, von denen
R²¹ und R²² unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₄- Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, Fluor oder Chlor bedeuten und
R²³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R²¹ oder R²² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten Cyclopentan-, Cyclohexan- oder Benzolring bilden kann.
R²¹ und R²² unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₄- Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, Fluor oder Chlor bedeuten und
R²³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R²¹ oder R²² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten Cyclopentan-, Cyclohexan- oder Benzolring bilden kann.
Weitere bevorzugte 1,6-Benzo-thiazocine sind solche der
Formel (III), in denen an die Stelle von R⁴ der Rest R¹⁴
tritt, der die Bedeutung Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl,
C₁-C₄-Acyl oder C₂-C₄-Alkoxycarbonyl hat. Besonders
bevorzugt sind solche 1,6-Benzo-thiazocine der Formel
(III), in denen an die Stelle von R¹⁴ der Rest R²⁴ mit
der Bedeutung Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl, Benzyl, Phenyl,
Formyl, Acetyl, Trifluoracetyl, Chlorcarbonyl oder Propionyl
tritt.
Weitere bevorzugte 1,6-Benzo-thiazocine sind solche der
Formel (III), in denen an die Stelle von R⁵ und R⁶ die
Reste R¹⁵ bzw. R¹⁶ treten, die die Bedeutung Wasserstoff,
C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Acyl, Phenyl,
Fluor oder Chlor haben und wobei weiterhin bei benachbarter
Substitution beide Reste gemeinsam mit den substituierten
C-Atomen einen Cyclopentan-, Cyclohexan-
oder Benzolring bilden können.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden 1,6-Benzo-thiazocine
können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise
durch Umsetzung von gegebenenfalls substituierten
Aminothiophenolen mit γ-Butyrolactonen (DE-AS
15 45 805, DE-AS 15 45 806, US 31 55 649) oder durch
Ringerweiterung von Benzothiepinen (GB 11 12 681, US
33 11 615).
Als Beispiele für die erfindungsgemäß im Kern zu chlorierenden
aromatischen Kohlenwasserstoffe der Formel (I)
seien genannt: Toluol, Ethylbenzol, Propylbenzol, Cumol,
tert.-Butylbenzol und Phenylcyclohexan; besonders wichtig
ist das Verfahren für die Kernchlorierung von
Toluol.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in flüssiger Phase
durchgeführt, wobei der aromatische Kohlenwasserstoff
in flüssiger (geschmolzener) Form oder gegebenenfalls
in Verdünnung mit einem inerten Lösungsmittel eingesetzt
werden kann. Geeignete Lösungsmittel sind solche, die
durch Chlor unter den Bedingungen einer Kernchlorierung
nicht angegriffen werden und dem Fachmann hierfür bekannt
sind, wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff,
Essigsäure. In bevorzugter Weise wird ohne
Lösungsmittel gearbeitet.
Als Chlorierungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren
wird vorzugsweise Chlor verwendet. Das Chlor kann
flüssig oder gasförmig in das Reaktionsgemisch eingeleitet
werden. Bevorzugt wird gasförmiges Chlor eingesetzt.
Es können jedoch auch andere Chlorierungsmittel verwendet
werden, die, wie beispielsweise Sulfurylchlorid,
unter den Reaktionsbedingungen Chlor abgeben.
Die erfindungsgemäß durchzuführende Kernchlorierung kann
grundsätzlich bei einer Temperatur vom Erstarrungspunkt
bis zum Siedepunkt des Reaktionsgemisches durchgeführt
werden. Im allgemeinen liegt die Reaktionstemperatur bei
0-100°C, bevorzugt 20-80°C, besonders bevorzugt 40-
60°C.
Der Reaktionsdruck kann normal, vermindert oder erhöht
sein und ist grundsätzlich unkritisch. Wegen der kostengünstigen
Durchführung ist Normaldruck bevorzugt. Erhöhter
Druck kann beispielsweise dann angezeigt sein,
wenn oberhalb des Siedepunktes eines tiefsiedenden Lösungsmittels
gearbeitet werden soll; in diesem Fall kann
beispielsweise unter dem sich automatisch einstellenden
Eigendruck des Reaktionsgemisches gearbeitet werden. Der
Chlorierungsgrad des Reaktionsgemisches liegt bevorzugt
nicht höher als 1, bezogen auf den zu chlorierenden aromatischen
Kohlenwasserstoff. Höhere Chlorierungsgrade
sind möglich, aber gewöhnlich nicht vorteilhaft, da sie
zur Bildung unerwünschter mehrfach chlorierter Produkte
führen. Chlor bzw. eine chlorabgebende Substanz werden
daher beispielsweise in einer Menge von 0,8-1,1, bevorzugt
0,8-1,0 Mol pro Mol des aromatischen Kohlenwasserstoffs
eingesetzt.
Friedel-Crafts-Katalysatoren für das erfindungsgemäße
Verfahren sind alle bekannten, beispielsweise Antimonchloride,
Antimonoxichlorid, Aluminiumchlorid,
Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid, Tellurchloride,
Molybdänchloride, Wolframchloride, Titanchloride, Zinkchlorid,
Zinnchloride, Borchlorid und/oder Bortrifluorid.
Es können jedoch auch Elemente und Elementverbindungen,
die während der Chlorierung einen Friedel-
Crafts-Katalysator (Lewis-Säure) bilden, eingesetzt
werden. Beispielsweise die elemtentaren Metalle oder
Halbmetalle Antimon, Eisen, Blei, Zinn, Zink, Molybdän,
Tellur und Aluminium oder deren Oxide, Sulfide, Carbonyle
oder Salze (beispielsweise Carbonate oder ähnliche);
genannt seien beispielsweise Antimonoxide, Eisenoxide,
Eisensulfide, Bleisulfide, Zinnsulfide, Zinksulfide,
Eisencarbonyle, Molybdäncarbonyle, und/oder Borphosphat.
Anstelle der erwähnten Chloride können auch
die Bromide, gegebenenfalls auch die Fluoride oder Iodide
der genannten Elemente eingesetzt werden. Bevorzugte
Friedel-Crafts-Katalysatoren sind Antimonchloride,
Aluminiumchloride, Eisen, Eisenoxide, Eisensulfide,
Eisencarbonyle und oder Eisen(III)-chlorid. Besonders
bevorzugt ist Eisen(III)-chlorid.
Die Mengen des Friedel-Crafts-Katalysators oder eines
Gemisches mehrerer von ihnen können in weiten Grenzen
variiert werden. So ist bereits bei einem Zusatz von
0,0005 Gew.-% eine Katalysatorwirkung erkennbar; andererseits
können auch 5 Gew.-% oder mehr des Friedel-
Crafts-Katalysators zugesetzt werden, jedoch bieten
solche hohen Mengen im allgemeinen keinen Vorteil, bringen
aber gegebenenfalls bei der Aufarbeitung Schwierigkeiten.
Üblicherweise wird der Friedel-Crafts-Katalysator
in einer Menge von 0,001-0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,01-
0,1 Gew.-% eingesetzt. Alle Mengenangaben sind auf die
Menge des eingesetzten aromatischen Kohlenwasserstoffs
bezogen.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Co-Katalysatoren umfassen
neben den obengenannten Substanzen alle Substanzen,
die unter den Reaktionsbedingungen Verbindungen oder
Gemische von Verbindungen bilden können, die unter die
obengenannten Formeln (III) bis (VI) fallen. Das sind
beispielsweise solche Verbindungen, die in dem 8-Ring
ein- oder mehrfach ungesättigt sind. Weiterhin sind es
offenkettige Vorstufen, die unter den erfindungsgemäßen
Bedingungen den Ringschluß eingehen und damit in erfindungsgemäße
Co-Katalysatoren übergehen. Weiterhin
einsetzbar sind alle Substanzen, die durch Reaktion der
zuvor genannten erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren mit
Chlor oder Chlorwasserstoff unter den
Reaktionsbedingungen der Chlorierung gebildet werden
können. Hier seien beispielsweise die Hydrochloride der
obengenannten Co-Katalysatoren genannt.
Es ist weiterhin möglich, die Co-Katalysatoren in Kombination
mit anderen, nicht als Co-Katalysatoren beanspruchten
Elementen oder Verbindungen im erfindungsgemäßen
Verfahren einzusetzen. Die Co-Katalysatoren können
sowohl einzeln als auch im Gemisch mehrerer von ihnen
eingesetzt werden. Die Mengen, in denen die erfindungsgemäßen
Co-Katalysatoren eingesetzt werden, können in
weiten Grenzen variieren. Mengen unter 0,0001 Gew.-%
sind jedoch weniger vorteilhaft, da dann die co-katalytische
Wirkung nachläßt. Es können sogar Mengen von
5 Gew.-% oder mehr an Co-Katalysator zugesetzt werden,
jedoch bieten diese hohen Mengen im allgemeinen keinen
Vorteil, verursachen aber gegebenenfalls Aufarbeitungsprobleme.
Die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren werden
daher im allgemeinen in einer Menge von 0,0001-0,5
Gew.-%, bevorzugt 0,0005-0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,0005-0,0075 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten aromatischen
Kohlenwasserstoff, eingesetzt.
Das Molverhältnis des Gemisches aus Friedel-Crafts-Katalysator(en)
und Co-Katalysator(en) kann im erfindungsgemäßen
Verfahren in weiten Grenzen variiert werden. Im
allgemeinen ist es vorteilhaft, den Co-Katalysator nicht
in zu großem Überschuß gegenüber dem Friedel-Crafts-Katalysator
einzusetzen. Ebenso ist es im allgemeinen vorteilhafter,
auch den Überschuß des Friedel-Crafts-Katalysators
nicht zu groß anzusetzen. Erfindungsgemäß ist
ein molares Verhältnis von Friedel-Crafts-Katalysator
zu Co-Katalysator von 100 : 1-1 : 10, bevorzugt 75 : 1-1 : 4,
besonders bevorzugt 50 : 1-1 : 2.
Für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen
Komponenten des Reaktionsgemisches beliebig. Hierbei
läßt sich das Verfahren sowohl kontinuierlich als auch
diskontinuierlich durchführen. Eine beispielhafte Ausführungsform
ist die folgende:
Der gewünschte aromatische Kohlenwasserstoff, beispielsweise Toluol, wird vorgelegt und auf die gewünschte Temperatur (beispielsweise 50°C) gebracht. Dann gibt man in beliebiger Reihenfolge die gewünschten Mengen an Friedel-Crafts-Katalysator(en) und Co-Katalysator(en) zu und leitet unter weitgehender Konstanthaltung der Temperatur Chlor gasförmig bis zum gewünschten Chlorierungsgrad ein. Anschließend wird das Gemisch in üblicher Weise durch Destillation aufgearbeitet.
Der gewünschte aromatische Kohlenwasserstoff, beispielsweise Toluol, wird vorgelegt und auf die gewünschte Temperatur (beispielsweise 50°C) gebracht. Dann gibt man in beliebiger Reihenfolge die gewünschten Mengen an Friedel-Crafts-Katalysator(en) und Co-Katalysator(en) zu und leitet unter weitgehender Konstanthaltung der Temperatur Chlor gasförmig bis zum gewünschten Chlorierungsgrad ein. Anschließend wird das Gemisch in üblicher Weise durch Destillation aufgearbeitet.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform ist die folgende:
Man stellt eine Mischung aus Alkylbenzol mit den gewünschten Anteilen an Katalysator und Co-Katalysator her und bringt diese auf die gewünschte Reaktionstemperatur. Dann wird Chlorierungsmittel bis zum gewünschten Chlorierungsgrad eingeleitet. Die Aufarbeitung kann auch hier in üblicher Weise durch Destillation erfolgen.
Man stellt eine Mischung aus Alkylbenzol mit den gewünschten Anteilen an Katalysator und Co-Katalysator her und bringt diese auf die gewünschte Reaktionstemperatur. Dann wird Chlorierungsmittel bis zum gewünschten Chlorierungsgrad eingeleitet. Die Aufarbeitung kann auch hier in üblicher Weise durch Destillation erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform ist die folgende:
Man stellt eine Lösung von Katalysator und Co-Katalysator in dem Alkylbenzol her und führt diese einer kontinuierlich arbeitenden Chlorierapparatur zu. Man leitet ebenfalls kontinuierlich ein Chlorierungsmittel so schnell ein, daß der gewünschte Chlorierungsgrad erreicht wird. Auch hier kann die kontinuierlich anfallende Reaktionsmischung in üblicher Weise durch Destillation aufgearbeitet werden.
Man stellt eine Lösung von Katalysator und Co-Katalysator in dem Alkylbenzol her und führt diese einer kontinuierlich arbeitenden Chlorierapparatur zu. Man leitet ebenfalls kontinuierlich ein Chlorierungsmittel so schnell ein, daß der gewünschte Chlorierungsgrad erreicht wird. Auch hier kann die kontinuierlich anfallende Reaktionsmischung in üblicher Weise durch Destillation aufgearbeitet werden.
Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren hatten die
bisher bekannten Heterocyclen zur Steuerung der o/p-
Selektivität immer eine andere Struktur, nämlich die
Form von drei linear anellierten 6-Ringen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es überraschend,
daß die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren eine so ausgeprägte
Selektionswirkung auf das o/p-Verhältnis haben,
daß überwiegend die p-Verbindung gebildet wird. Ausgesprochen
überraschend und überaus vorteilhaft ist ferner
die Tatsache, daß die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren
gerade mit dem technisch außerordentlich günstigen und
wünschenswerten Friedel-Crafts-Katalysator FeCl₃ so gute
Ergebnisse liefern.
Weiterhin überraschend ist, daß diese guten Ergebnisse
bei technisch sehr vorteilhaften Temperaturen, beispielsweise
im Bereich von 40-60°C, erreicht werden.
Noch weiterhin überraschend ist es, daß die erfindungsgemäßen
Co-Katalysatoren ihre p-selektive Wirkung bereits
bei äußerst geringen Konzentrationen zeigen, so daß
die notwendigen Mengen an Co-Katalysatoren besonders
gering sind. So liegen sie im besonders bevorzugten
Bereich von 0,0005-0,0075 Gew.-% um Zehnerpotenzen niedriger
als bei den bisher bekannten Co-Katalysatoren.
Diese Tatsache ist technisch wie ökonomisch und ökologisch
außerordentlich vorteilhaft.
Die erfindungsgemäßen Co-Katalysatoren sind in weiterhin
günstiger Weise auf einfache Art durch einen einzigen
Reaktionsschritt aus technisch verfügbaren Ausgangsmaterialien
herstellbar.
Man legte unter Rühren 100 Gew.-Teile Toluol in einem
Reaktor vor und gab 0,017 Gew.-Teile FeCl₃ und
0,045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu und erhitzte auf 50°C. Unter weitgehender Konstanthaltung
der Temperatur leitete man 93-95 Mol-% Chlor,
bezogen auf Toluol, gasförmig im Verlauf von 5 h gleichmäßig
ein. Der Restgehalt an Toluol im Reaktionsgemisch
betrug 4,3 Gew.-%, das Verhältnis von ortho-Chlortoluol
zu para-Chlortoluol (o/p) betrug 0,80.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Das Resttoluolgehalt betrug 4,6%, das o/p-Verhältnis
0,94.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man verwendete
jedoch statt Toluol 100 Gew.-Teile Ethylbenzol.
Der Restgehalt an Ethylbenzol betrug 10,6 Gew.-%, das
Verhältnis von ortho-Chlorethylbenzol zu para-Chlorethylbenzol
betrug o/p = 0,69.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man verwendete
jedoch statt Toluol 100 Gew.-%Teile Cumol. Der
Restgehalt an Cumol betrug 11,7 Gew.-%, das Verhältnis
von ortho-Chlorisopropylbenzol zu para-Chlorisopropylbenzol
betrug o/p = 0,41.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man verwendete
jedoch statt Toluol 100 Gew.-Teile Cyclohexylbenzol.
Der Restgehalt an Cyclohexylbenzol betrug
10,8 Gew.-%, das Verhältnis von ortho- zu para-
Chlorcyclohexylbenzol zu para-Chlorcyclohexylbenzol
betrug o/p = 0,44.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, man verwendete
jedoch statt Toluol 100 Gew.-Teile t.-Butyl
benzol. Der Restgehalt an tert.-Butylbenzol betrug
10,3 Gew.-%, das Verhältnis von ortho- zu para-Chlor-t.-
butylbenzol betrug o/p = 0,22.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 4,2 Gew.-%, das o/p-
Verhältnis betrug o/p = 0,90.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 3,5 Gew.-%, das o/p-Verhältnis
1,00.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,005 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 4,1 Gew.-%, das o/p-
Verhältnis 0,93.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,0061 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 3,3 Gew.-%, das o/p-Verhältnis
war 0,98.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,0058 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 5,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis
1,02.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,0045 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 8,9 Gew.-%, das o/p-Verhältnis
1,10.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man gab
jedoch 0,0112 Gew.-Teile des Co-Katalysators der Formel
zu. Der Resttoluolgehalt betrug 3,5 Gew.-%, das o/p-Verhältnis
1,03.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0011 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 4,0 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis 0,78.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0055 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 4,4 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis 0,79.
Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0011 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 8,4 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis 1,05.
Das Verfahren von Beispiel 13 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0045 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 7,3 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis 1,06.
Das Verfahren von Beispiel 13 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0012 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 5,0 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis 1,00.
Das Verfahren von Beispiel 9 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0012 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 5,4 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis 1,10.
Das Verhältnis von Beispiel 7 wurde wiederholt. Man verwendete
jedoch nur 0,0013 Gew.-Teile des dortigen Co-
Katalysators. Der Resttoluolgehalt betrug 5,2 Gew.-%,
das o/p-Verhältnis betrug 0,88.
In 100 Gew.-Teilen Toluol werden 0,07 Gew.-Teile FeCl₃
und 0,29 Gew.-Teile des nach der EP 01 73 222-Vorschrift
hergestellten Phenoxathiinderivats gelöst. Man leitete
bei 50°C ca. 94 Mol-% Chlor, bezogen auf Toluol, gasförmig
unter Rühren ein. Der Restgehalt an Toluol betrug
7,9%, das o/p-Verhältnis 0,88.
Das Verfahren des Beispiels 21 wurde wiederholt. In
100 Gew.-Teilen Toluol wurden 0,0175 Gew.-Teile FeCl₃
und 0,008 Gew.-Teile des nach der EP 01 73 222-Vorschrift
hergestellten Phenoxathiinderivats gelöst. Man
leitete bei 50°C ca. 94 Mol-% Cl₂, bezogen auf Toluol,
gasförmig unter Rühren ein. Der Restgehalt an Toluol
betrug 6,4 Gew.-%, das o/p-Verhältnis 1,26.
Das Verfahren des Beispiels 21 wurde wiederholt. In
100 Gew.-Teilen Toluol wurden 0,0175 Gew.-Teile FeCl₃
und 0,0065 Gew.-Teile des in Beispiel 4 der US-P
40 31 147 genannten Co-Katalysators der Formel
gelöst. Man erhitzte auf 50°C und leitete unter Rühren
ca. 94 Mol-% Cl₂, bezogen auf Toluol, gasförmig ein.
Der Resttoluolgehalt betrug 6,7 Gew.-%, das o/p-
Verhältnis 1,55.
Claims (10)
1. Verfahren zur Kernchlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen
der Formel
worin
R geradkettiges oder verzweigtes C₁-C₁₂-Alkyl oder C₃-C₈-Cycloalkyl bedeutet,
in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalysatoren in flüssiger Phase, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Co-Katalysatoren 1,6-Benzo-thiazocine einsetzt.
R geradkettiges oder verzweigtes C₁-C₁₂-Alkyl oder C₃-C₈-Cycloalkyl bedeutet,
in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren und in Gegenwart von Co-Katalysatoren in flüssiger Phase, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Co-Katalysatoren 1,6-Benzo-thiazocine einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man 1,6-Benzo-thiazocine der folgenden Formel
einsetzt.
in der
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Cyano, Halogen, Nitro, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Tosyl, Mercapto, Carboxyl, Halogenocarbonyl, Carboxyamid, Alkoxycarbonyl, Thiocarboxyamid, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Heteroaryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Heteroarylthio, Acylthio, Acyl, Thioacyl oder Acylamino bedeuten,
R³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹ oder R² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten gesättigten, ungesättigten oder aromatischen isocyclischen oder heterocyclischen 5-8-Ring bilden kann,
R⁴ Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Thioacyl, Halogencarbonyl oder Alkoxycarbonyl bedeutet,
X¹ und X² unabhängig voneinander für doppelt gebundenen Sauerstoff, Schwefel oder R⁷-substituierten Stickstoff stehen, wobei R⁷ den Bedeutungsumfang von R⁴ mit Ausnahme von Wasserstoff hat,
m, n und o unabhängig voneinander den Wert 0 oder 1 annehmen können und
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander an einem oder an zwei der zwischen dem S- und dem N-Atom im 8- Ring befindlichen C-Atome stehen können, sofern diese C-Atome nicht durch X¹ bzw. X² besetzt sind, und den Bedeutungsumfang von R¹ bzw. R² haben, wobei bei benachbarter Substitution auch mit den substituierten C-Atomen ein gesättigter, ungesättigter oder aromatischer isocyclischer oder heterocyclischer 5-8- Ring gebildet werden kann und wobei weiterhin der Bedeutungsumfang des doppelt gebundenen Sauerstoffs oder Schwefels angenommen werden kann.
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Cyano, Halogen, Nitro, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Tosyl, Mercapto, Carboxyl, Halogenocarbonyl, Carboxyamid, Alkoxycarbonyl, Thiocarboxyamid, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Heteroaryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Heteroarylthio, Acylthio, Acyl, Thioacyl oder Acylamino bedeuten,
R³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹ oder R² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten gesättigten, ungesättigten oder aromatischen isocyclischen oder heterocyclischen 5-8-Ring bilden kann,
R⁴ Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Thioacyl, Halogencarbonyl oder Alkoxycarbonyl bedeutet,
X¹ und X² unabhängig voneinander für doppelt gebundenen Sauerstoff, Schwefel oder R⁷-substituierten Stickstoff stehen, wobei R⁷ den Bedeutungsumfang von R⁴ mit Ausnahme von Wasserstoff hat,
m, n und o unabhängig voneinander den Wert 0 oder 1 annehmen können und
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander an einem oder an zwei der zwischen dem S- und dem N-Atom im 8- Ring befindlichen C-Atome stehen können, sofern diese C-Atome nicht durch X¹ bzw. X² besetzt sind, und den Bedeutungsumfang von R¹ bzw. R² haben, wobei bei benachbarter Substitution auch mit den substituierten C-Atomen ein gesättigter, ungesättigter oder aromatischer isocyclischer oder heterocyclischer 5-8- Ring gebildet werden kann und wobei weiterhin der Bedeutungsumfang des doppelt gebundenen Sauerstoffs oder Schwefels angenommen werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man 1,6-Benzo-thiazocine der Formeln
oder
einsetzt, in denen
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, X¹, X² und o den in Anspruch 2 genannten Bedeutungsumfang haben.
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, X¹, X² und o den in Anspruch 2 genannten Bedeutungsumfang haben.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man 1,6-Benzo-thiazocine der Formeln
einsetzt, in denen
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, X¹ und o den in Anspruch 2 genannten Bedeutungsumfang haben.
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, X¹ und o den in Anspruch 2 genannten Bedeutungsumfang haben.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man 1,6-Benzo-thiazocine der Formel
einsetzt, in denen
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, X¹, und o den in Anspruch 2 genannten Bedeutungsumfang haben.
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, X¹, und o den in Anspruch 2 genannten Bedeutungsumfang haben.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß o den Wert Null annimmt.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Stelle von R¹, R² und R³ die Reste R¹¹,
R¹² bzw. R¹³ treten, von denen
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Nitro, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Aryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Acyl oder Thioacyl bedeuten und
R¹³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹¹ oder R¹² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten, gesättigten, isocyclischen 5-7-Ring oder einen annellierten Benzolring bilden kann,
und bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelle von R¹¹, R¹² und R¹³ die Reste R²¹, R²² bzw. R²³ treten, von denen
R²¹ und R²² unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, Fluor oder Chlor bedeuten und
R²³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R²¹ und R²² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten Cyclopentan-, Cyclohexan- oder Benzolring bilden kann.
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Nitro, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Aryloxy, Acyloxy, Alkylthio, Arylthio, Acyl oder Thioacyl bedeuten und
R¹³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R¹¹ oder R¹² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten, gesättigten, isocyclischen 5-7-Ring oder einen annellierten Benzolring bilden kann,
und bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelle von R¹¹, R¹² und R¹³ die Reste R²¹, R²² bzw. R²³ treten, von denen
R²¹ und R²² unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, Fluor oder Chlor bedeuten und
R²³ für Wasserstoff oder Chlor steht und weiterhin mit einem der Reste R²¹ und R²² und gemeinsam mit den substituierten C-Atomen einen annellierten Cyclopentan-, Cyclohexan- oder Benzolring bilden kann.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Stelle von R⁴ der Rest R¹⁴ tritt, der
die Bedeutung Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl,
C₁-C₄-Acyl oder C₂-C₄-Alkoxycarbonyl hat,
und besonders dadurch gekennzeichnet, daß an die
Stelle von R¹⁴ der Rest R²⁴ mit der Bedeutung Wasserstoff,
C₁-C₂-Alkyl, Benzyl, Phenyl, Acetyl, Trifluoracetyl,
Chloracetyl, Chlorcarbonyl oder Propionyl
tritt.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Stelle von R⁵ und R⁶ die Reste R¹⁵ bzw.
R¹⁶ treten, die die Bedeutung Wasserstoff, C₁-C₄-
Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Acyl, Phenyl, Fluor oder
Chlor haben und wobei weiterhin bei benachbarter
Substitution beide Reste gemeinsam mit den substituierten
C-Atomen einen Cyclopentan-, Cyclohexan-
oder Benzolring bilden können.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge an eingesetztem Co-Katalysator
0,0001 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,0005 bis
0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,0005 bis
0,0075 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten aromatischen
Kohlenwasserstoff, beträgt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883824068 DE3824068A1 (de) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffen |
EP89107344A EP0340581B1 (de) | 1988-05-06 | 1989-04-24 | Verfahren zur Kernchlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen |
DE8989107344T DE58900973D1 (de) | 1988-05-06 | 1989-04-24 | Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffen. |
US07/342,500 US4925994A (en) | 1988-05-06 | 1989-04-24 | Process for the ring chlorination of aromatic hydrocarbons |
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Publications (1)
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DE3824068A1 true DE3824068A1 (de) | 1990-01-18 |
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Family Applications (1)
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DE19883824068 Withdrawn DE3824068A1 (de) | 1988-05-06 | 1988-07-15 | Verfahren zur kernchlorierung von aromatischen kohlenwasserstoffen |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3824068A1 (de) |
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1988
- 1988-07-15 DE DE19883824068 patent/DE3824068A1/de not_active Withdrawn
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