DE4309365C2 - Verfahren zum Herstellen von Halogenphenoxyfettsäurederivaten durch selektive Halogenierung und Halogenphenoxyfettsäurederivate - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Halogenphenoxyfettsäurederivaten durch selektive Halogenierung und HalogenphenoxyfettsäurederivateInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
Halogenphenoxyfettsäurederivaten dargestellt durch die Formel (I):
[worin R eine Cyanogruppe, -OON(R3)R4 (worin R3 und R4, die
identisch oder voneinander verschieden sein können, jeweils ein
Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine Phenylgruppe, eine
Phenylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten, welche identisch oder
voneinander verschieden sein können und ausgewählt sind aus
Halogenatom, Nitrogruppe, Cyanogruppe, niederer Alkylgruppe,
niederer Halogenalkylgruppe, niederer Alkoxygruppe, niederer
Halogenalkoxygruppe, niederer Alkylthiogruppe und niederer
Halogenalkylthiogruppe, eine Benzylgruppe oder eine Benzylgruppe
mit 1 bis 5 Substituenten, welche identisch oder voneinander
verschieden sein können und ausgewählt sind aus niederer
Alkylgruppe, niederer Halogenalkylgruppe, niederer Alkoxygruppe,
niederer Halogenalkoxygruppe, niederer Alkylthiogruppe und niederer
Halogenalkylthiogruppe, bedeuten und R3 und R4 zusammen eine
Alkylengruppe bedeuten können) oder -OOAR5 (worin R5 ein
Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine Phenylgruppe, eine
Phenylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten, welche identisch oder
voneinander verschieden sein können und ausgewählt sind aus
Halogenatom, Nitrogruppe, Cyanogruppe, niederer Alkylgruppe,
niederer Halogenalkylgruppe, niederer Alkoxygruppe, niederer
Halogenalkoxygruppe, niederer Alkylthiogruppe und niederer
Halogenalkylthiogruppe, eine Benzylgruppe oder eine Benzylgruppe
mit 1 bis 5 Substituenten, welche identisch oder voneinander
verschieden sein können, und ausgewählt werden aus niederer
Alkylgruppe, niederer Halogenalkylgruppe, niederer Alkoxygruppe,
niederer Halogenalkoxygruppe, niederer Alkylthiogruppe und niederer
Halogenalkylthiogruppe, bedeutet und A ein Sauerstoffatom oder
Schwefelatom bedeutet) bedeutet, R1 und R2, welche identisch oder
voneinander verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom
oder eine niedere Alkylgruppe bedeuten, X ein Halogenatom oder eine
niedere Alkylgruppe bedeutet und Y ein Halogenatom bedeutet] und
betrifft weiter einen Teil der Halogenphenoxyfettsäurederivate,
die durch dieses Verfahren erhalten werden.
Der Ausdruck "niedere" Alkylgruppe oder dergleichen in der
vorliegenden Beschreibung bezeichnet eine Gruppe mit eins bis sechs
Kohlenstoffatomen.
Im allgemeinen werden Halogenphenoxyfettsäurederivate durch
Halogenieren von Monohalogenphenolen hergestellt, um
Dihalogenphenole zu erhalten und dann
Halogenphenoxyfettsäurederivate
aus den daraus hervorgehenden Dihalogenphenolen herzustellen. Diese
Dihalogenphenole werden durch die in den japanischen Patent Kokai
(Offenlegungsschrift) Nrn. 60-193939, 62-223140 und 3-99033 und dem
japanischen Patent Kokoku (Auslegeschrift) Nr. 3-22377
beschriebenen Verfahren hergestellt.
Bei diesen Verfahren besteht jedoch die Möglichkeit der Erzeugung
toxischer Dioxine als Nebenprodukte. Daneben ist es nötig,
Wasserstoffperoxid in dem Verfahren des japanischen Patent Kokai
(Offenlegungsschrift) Nr. 62-223140, stickstoffhaltige Basen in dem
Verfahren des japanischen Patent Kokoku (Auslegeschrift) Nr. 3-
22377 und Wasser und ein Zweiphasensystem in dem Verfahren des
japanischen Patent Kokai (Offenlegungsschrift) Nr. 3-99033
zusätzlich zu den Chlorierungsmitteln zu verwenden.
EP-A-417720 beschreibt die Herstellung von 2-Chlor-4-
fluorphenol durch Chlorierung von 4-Fluorphenol mit Chlorgas
oder SO₂Cl₂ in Anwesenheit von Wasser. Diese Chlorierung ist
eine Grenzflächenreaktion, die an der Phasengrenze zwischen
der organischen Phase und Wasser abläuft. Wasser ist in dieser
Reaktion unbedingt erforderlich, um den gebildeten Chlorwasserstoff
abzufangen (s. S. 2, letzter Absatz bis S. 3, Z. 2),
wodurch die Positionsselektivität der Chlorierung gewährleistet wird.
GB-A-2155468 beschreibt die Herstellung von 2-Chlor-4-
fluorphenol durch Chlorierung von 4-Fluorphenol mit Chlorgas
in der Schmelze oder in einem inerten Lösungsmittel bei 0 bis
185°C in Abwesenheit eines Katalysators. Diese Chlorierungsreaktion
wird auf Seite 1, Zeilen 62 bis 71, als einzigartig
für 4-Fluorphenol berschrieben und als nicht übertragbar
auf verwandte Verbindungen, wie 4-Fluoranisol, bezeichnet.
Außerdem wurde als Verfahren zum Herstellen von
Halogenphenoxyfettsäurederivaten durch Halogenieren von
Monohalogenphenoxyfettsäurederivaten das Durchführen der
Halogenierung unter Verwendung von Halogenierungsmitteln und
Katalysatoren wie Jod und Eisen beschrieben [J.O.C., 426, Vol. 11 (1946)].
Jedoch hat dieses Verfahren das Problem der Nachbehandlung der
verwendeten Katalysatoren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue Halogenphenoxyfettsäurederivate
sowie ein neues Verfahren zur Herstellung von
Halogenphenoxyfettsäurederivaten in einer hohen Ausbeute ohne
Verwendung von Katalysatoren zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch neue Halogen
phenoxyfettsäurederivate der Formel (I′)
[worin R′ eine Cyanogruppe oder -CON(R3′)R4′ (worin R3′ und R4′,
welche identisch oder voneinander verschieden sein können, jeweils
ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine Benzylgruppe,
oder eine Benzylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten, welche
identisch oder voneinander verschieden sein können und ausgewählt
sind aus einer niederen Alkylgruppe, einer niederen Halogenalkylgruppe,
einer niederen Alkoxygruppe, einer niederen Alkoxygruppe, einer niederen Halogenalkylgruppe einer niederen Alkoxygruppe, einer niederen Halo
genalkoxygruppe, einer niederen Alkylthiogruppe und einer niederen
Halogenalkylthiogruppe, bedeuten und R³, und R⁴, zusammen eine
Alkylengruppe bedeuten können) bedeutet, R¹, und R², welche
identisch oder voneinander verschieden sein können, jeweils ein
Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeuten, X′ ein
Fluoratom, ein Jodatom, ein Bromatom oder eine niedere Alkylgruppe
bedeutet und Y′ ein Halogenatom bedeutet, mit der Maßnahme, daß
R′ nicht eine Cyanogruppe bedeutet, wenn R¹, und R² ein Wasserstoff
stoffatom bedeuten, X′ ein Fluoratom bedeutet und Y′ ein Chlor
atom bedeutet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner gelöst durch ein Verfahren
zum Herstellen von Halogenphenoxyfettsäurederivaten der eingangs
beschriebenen Formel (I),
welches das selektive Halogenieren einer durch die folgende
Formel (II) dargestellten Phenoxyfettsäure in Gegenwart eines
Halogenierungsmittels umfaßt:
(worin R, R¹, R² und X wie für Formel (I) definiert sind).
Das Verfahren wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen
erläutert.
Die Halogenphenoxyfettsäurederivate der Formeln (I) und (I′) können
durch Halogenieren der durch die Formel (II) dargestellten
Phenoxyfettsäuren mit Halogenierungsmitteln in Gegenwart von
inerten Lösungsmitteln selektiv hergestellt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten inerten Lösungsmittel
können alle diejenigen sein, die den Verlauf der obigen
Reaktion nicht erheblich behindern. Beispiele für diese Lösungsmittel
sind halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid,
Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und Perchlorethylen, Carbonsäuren
wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, aromatische
Kohlenwasserstoffe wie Nitrobenzol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol und
Trichlorbenzol, Ester wie Ethylacetat, Nitrile wie Acetonitril und
Benzonitril, Amide wie Dinethylformamid und Dimethylacetamid,
Sulfolan, Dimethylsulfon, Dimethylsulfoxid, 1,3-Dimethyl-2-
Imidazolidinon und Wasser. Diese inerten Lösungsmittel können jedes
allein oder in Kombination verwendet werden.
Als Halogenierungsmittel können z. B. Chlor, Brom, Jod, Salzsäure-
Wasserstoffperoxid, Sulfurylchlorid, Phosphorpentachlorid, N,N-
Dichlorharnstoff, N-Chlorsuccinimid, N-Bromsuccinimid,
unterhalogenige Säure-t-butylester, Trichlorisocyanursäure und
Trichlormethansulfonylhalogenide verwendet werden. Die Menge des
Halogenierungsmittels kann wahlfrei aus dem Bereich von 0,1 Mol bis
zu einem Mol Überschuß pro Mol der durch die Formel (II)
dargestellten Phenoxyfettsäuren gewählt werden.
Wenn nötig, können organische Basen, anorganische Basen oder
organische Salze in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
verwendet werden. Beispiele für die organische Basen sind Amine wie
Triethylamin und Pyridin, Beispiele für die anorganischen Basen
sind Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxide wie
Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid
und Alkalimetall- oder Erdalkalimetallcarbonate wie
Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Calciumcarbonat und Beispiele
für die organischen Salze sind Alkalimetall- oder
Erdalkalimetallsalze von organischen Säuren wie Natriumacetat,
Kaliumacetat, Calciumacetat und Natriumbenzoat und Ammoniumacetat.
Ihre Menge kann wahlfrei aus dem Bereich von 0,1 Mol bis zu einem
Mol Überschuß pro Mol der durch die Formel (II) dargestellten
Phenoxyfettsäuren ausgewählt werden.
Die Reaktionstemperatur kann wahlfrei aus dem Bereich von -20°C
bis zum Siedepunkt der verwendeten inerten Lösungsmittel ausgewählt
werden.
Die Reaktionszeit hängt von der Reaktionstemperatur und dem
Reaktionsmaßstab ab, kann aber aus dem Bereich von einigen Minuten
bis 48 Stunden ausgewählt werden.
Nach der Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch, welches
die zur Aufgabe gestellten Produkte enthält, durch übliche Methoden
wie Extraktion mit Lösungsmitteln isoliert und wenn nötig, durch
Säulenchromatographie, Umkristallisierung, Destillation oder
dergleichen gereinigt, wodurch die durch die Formel (I) oder (I′)
dargestellten Halogenphenoxyfettsäurederivate hergestellt werden
können.
Bevorzugte neue Halogenphenoxyfettsäurederivate der Formel (I′)
sind solche, bei denen
R′ eine Cyanogruppe oder -CON(R³′)R⁴′ (worin R³′ und
R⁴′, welche identisch oder voneinander verschieden sein können,
jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeuten
R³′ und R⁴′ zusammen eine Alkylengruppe bedeuten können)
bedeutet, R¹, ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe
bedeutet, R²′ ein Wasserstoffatom bedeutet, X′ ein Fluoratom oder
eine niedere Alkylgruppe bedeutet und Y′ ein Chloratom bedeutet.
Repräsentative Beispiele der durch die Formel (I′) dargestellten
Halogenphenoxyfettsäurederivate, welche neue Verbindungen sind,
sind in Tabelle 1 gezeigt.
NMR-Daten der Verbindungen in obiger Tabelle 1, die in der Spalte
"Eigenschaft" als Öl bezeichnet werden, sind in Tabelle 2 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden nicht
beschränkenden typischen Beispiele erläutert.
1,51 g (0,01 Mol) 4-Fluorphenoxyacetonitril und 0,82 g (0,01 Mol)
Natriumacetat wurden in einen gemischten Lösungsmittel, welches 7
ml Essigsäure und 3 ml Wasser umfaßt, gelöst und Chlorgas wurde in
die Lösung mit einer Rate von 12,3 ml/Min. 60 Minuten lang bei 50°C
unter Rühren eingeleitet.
Nach der Beendigung der Reaktion wurden zu dem Reaktionsgemisch 3
ml einer 10%-igen wäßrigen Natriumthiosulfatlösung zugegeben und
das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert. Zu
dem daraus hervorgehenden Rückstand wurden 20 ml einer 10%-igen
wäßrigen Natriumhydrogencarbonatlösung gegeben und das zur Aufgabe
gestellte Produkt wurde mit Ethylacetat (30 ml×2) extrahiert.
Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert. Das daraus
hervorgehende Konzentrat wurde destilliert, um 1,54 g 2-Chlor-4-
fluorphenoxyacetonitril zu erhalten.
Diese Verbindung war eine bekannte Verbindung und hatte den
gleichen Schmelzpunkt und das gleiche NMR, wie in der Literatur
erwähnten.
Ausbeute: 83,0%
Ausbeute: 83,0%
1,86 g (0,01 Mol) 4-Chlorphenoxyacetamid wurde in 11 ml Essigsäure
unter Erwärmen auf 50°C gelöst und Chlorgas wurde darin bei dieser
Temperatur 50 Minuten lang mit einer Rate von 12,3 ml/Min.
eingeleitet.
Nach der Beendigung der Reaktion wurden zu dem Reaktionsgemisch 3
ml einer 10%-igen wäßrigen Natriumthiosulfatlösung zugegeben und
das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert. Zu
dem Rückstand wurden 20 ml einer 10%-igen wäßrigen
Natriumhydrogencarbonatlösung zugegeben und das zur Aufgabe
gestellte Produkt wurde mit Ethylacetat (30 ml×2) extrahiert.
Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert. Die daraus
hervorgehenden Kristalle wurden mit n-Hexan gewaschen, um 2,02 g
des zur Aufgabe gestellten 2,4-Dichlorphenoxyacetamids zu erhalten.
Ausbeute: 92,0%
Ausbeute: 92,0%
Diese Verbindung war eine bekannte Verbindung und hatte den
gleichen Schmelzpunkt und das gleiche NMR, wie in der Literatur
erwähnt.
1,87 g (0,01 Mol) 4-Chlorphenoxyessigsäure wurde zu 10 ml
Dimethylformamid gegeben und Chlorgas wurde darin bei 50°C 45
Minuten lang mit einer Rate von 12,3 ml/Min. unter Rühren
eingeleitet.
Nach der Beendigung der Reaktion wurden 3 ml einer 10%-igen
wäßrigen Natriumthiosulfatlösung zu dem Reaktionsgemisch zugegeben
und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert.
Zu dem Rückstand wurden 20 ml einer 10%-igen wäßrigen
Natriumhydrogencarbonatlösung zugegeben und das zur Aufgabe
gestellte Produkt wurde mit Ethylacetat (30 ml×2) extrahiert.
Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert. Die daraus
hervorgehenden Kristalle wurden mit n-Hexan gewaschen, um 2,07 g
der zur Aufgabe gestellten 2,4-Dichlorphenoxyessigsaure zu
erhalten.
Ausbeute: 93,6%
Ausbeute: 93,6%
Diese Verbindung war eine bekannte Verbindung und hatte den
gleichen Schmelzpunkt und das gleiche NMR, wie in der Literatur
erwähnt.
Tabelle 3 zeigt typische Beispiele der durch die Formel (I)
dargestellten Halogenphenoxyfettsäurederivate, die in der gleichen
Weise wie in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt wurden.
Da die in der Tabelle 3 gezeigten Verbindungen bekannte
Verbindungen sind, wurden sie durch die Identität ihres
Schmelzpunktes, NMR und IR mit den in der Literatur erwähnten
identifiziert.
Die durch die Formel (I) dargestellten
Halogenphenoxyfettsäurederivate sind als Zwischenstufen
für Pharmazeutika, landwirtschaftliche Chemikalien und chemische
Produkte brauchbar. Insbesondere sind sie als
Zwischenstufen bei der Herstellung der in dem japanischen Patent
Kokai (Offenlegungsschrift) Nr. 3-163063 beschriebenen Herbizide
wichtig. Die typischen Herbizide, welche die Endprodukte sind,
können z. B. durch das Verfahren wie unten erläutert hergestellt
werden.
(worin R, R1, R2, X und Y wie oben definiert sind, R3′′ eine niedere
Alkoxylgruppe bezeichnet, R4′′ eine niedere Alkylgruppe oder eine
niedere Halogenalkylgruppe bezeichnet, R5′′ eine niedere
Alkylgruppe oder eine niedere Halogenalkylgruppe bezeichnet und Hal
ein Halogenatom bezeichnet).
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines
Halogenphenoxyfettsäurederivates, dargestellt durch die Formel
(I):
[worin R eine Cyanogruppe, -CON(R3)R4 (worin R3 und R4, die
identisch oder voneinander verschieden sein können, jeweils ein
Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine Phenylgruppe,
eine Phenylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten, welche identisch
oder voneinander verschieden sein können und ausgewählt sind
aus Halogenatom, Nitrogruppe, Cyanogruppe, niederer
Alkylgruppe, niederer Halogenalkylgruppe, niederer
Alkoxygruppe, niederer Halogenalkoxygruppe, niederer
Alkylthiogruppe und niederer Halogenalkylthiogruppe, eine
Benzylgruppe oder eine Benzylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten,
welche identisch oder voneinander verschieden sein können, und
ausgewählt sind aus niederer Alkylgruppe, niederer
Halogenalkylgruppe, niederer Alkoxygruppe, niederer
Halogenalkoxygruppe, niederer Alkylthiogruppe und niederer
Halogenalkylthiogruppe, bedeuten, und R3 und R4 zusammen eine
Alkylengruppe bedeuten können) oder -COAR5 (worin R5 ein
Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine Phenylgruppe,
eine Phenylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten, die identisch oder
verschieden sein können und ausgewählt sind aus Halogenatom,
Nitrogruppe, Cyanogruppe, niederer Alkylgruppe, niederer
Halogenalkylgruppe, niederer Alkoxygruppe, niederer
Halogenalkoxygruppe, niederer Alkylthiogruppe und niederer
Halogenalkylthiogruppe, eine Benzylgruppe oder eine
Benzylgruppe mit ein 1 bis 5 Substituenten, die identisch oder
voneinander verschieden sein können und ausgewählt sind aus
niederer Alkylgruppe, niederer Halogenalkylgruppe, niederer
Alkoxygruppe, niederer Halogenalkoxygruppe, niederer
Alkylthiogruppe und niederer Halogenalkylthiogruppe, bedeutet
und A ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom bedeutet)
bedeutet, R1 und R2, welche identisch oder voneinander
verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine
niedere Alkylgruppe bedeuten, und X ein Halogenatom oder eine
niedere Alkylgruppe bedeutet und Y ein Halogenatom bedeutet],
welches das selektive Halogenieren einer durch die folgende
Formel (II) dargestellten Phenoxyfettsäure in Gegenwart eines
Halogenierungsmittels umfaßt:
(worin R, R1, R2 und X wie oben definiert sind).
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Halogenierungsmittel ein
Chlorierungsmittel ist.
3. Halogenphenoxyfettsäurederivat dargestellt durch die
Formel (I′):
worin R′ eine Cyanogruppe oder -CON(R3′) R4′ (worin R3 und R4′,
welche identisch oder voneinander verschieden sein können, jeweils
ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine Benzylgruppe,
oder eine Benzylgruppe mit 1 bis 5 Substituenten, welche
identisch oder voneinander verschieden sein können, und ausgewählt
sind aus einer niederen Alkylgruppe, einer niederen Halogenalkylgruppe,
einer niederen Alkoxygruppe, einer niederen Halogenalkoxygruppe,
einer niederen Alkylthiogruppe und einer niederen
Halogenalkylthiogruppe, bedeuten und R³′ und R⁴′ zusammen eine
Alkylengruppe bedeuten können) bedeutet, R¹′ und R²′, welche
identisch oder voneinander verschieden sein können, jeweils ein
Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeuten, X′ ein
Fluoratom, ein Jodatom, ein Bromatom oder eine niedere Alkylgruppe
bedeuten und Y′ ein Halogenatom bedeutet, mit der Maßgabe, daß
R′ nicht eine Cyanogruppe bedeutet, wenn R¹′ und R²′ ein Wasserstoffatom
bedeuten, X′ ein Fluoration bedeutet und Y′ ein Chloratom
bedeutet.
4. Halogenphenoxyfettsäurederivat nach Anspruch 3, worin in der
Formel (I′) R′ eine Cyanogruppe oder -CON(R3′)R4′ (worin R3′ und
R4′, welche identisch oder voneinander verschieden sein können,
jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe, bedeuten
und R³′ und R⁴′ zusammen eine Alkylengruppe bedeuten können)
bedeutet, R¹′ ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe
bedeutet, R²′ ein Wasserstoffatom bedeutet, X′ ein Fluoratom oder
eine niedere Alkylgruppe bedeutet und Y′ ein Chloratom bedeutet.
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