DE60201223T2

DE60201223T2 - Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril

Info

Publication number: DE60201223T2
Application number: DE60201223T
Authority: DE
Inventors: Masashi Ube-shi Shirai; Koji Ube-shi Shiba; Toshio Ube-shi Furuya
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: DE60201223D1; CN1392138A; CN1254466C; US20030009048A1; EP1270550B1; US6573397B2; EP1270550A1; TW584625B

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril aus 3,4-Methylendioxybenzonitril.
Das Ziel 3,4-Dihydroxybenzonitril ist als Ausgangsmaterial für die Synthese von Arzneimitteln oder Agrochemikalien nützlich, insbesondere für die Synthese von Chinazolinverbindungen, die als Antikrebsmittel verwendbar sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als übliches Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril aus 3,4-Methylendioxybenzonitril offenbart beispielsweise J. Org. Chem., 62, 4097 (1977), ein Verfahren, bei dem 3,4-Methylendioxybenzonitril mit Lithiumdüsopropylamid in einem molaren Überschuss (fünfmal oder mehr bezogen auf Mol) in einem Reaktionsmedium, bestehend aus 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, bei einer hohen Temperatur von 185°C umgesetzt wird, um 3,4-Dihydroxybenzonitril mit einer Ausbeute von 94 % herzustellen. Dieses Verfahren ist jedoch als industrielles Verfahren insofern unvorteilhaft, als Lithiumdüsopropylamid, das gute Zündeigenschaften hat, verwendet werden muss und die Reaktionsbedingungen drastisch sind und eine komplizierte Nachbehandlung notwendig ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril aus 3,4-Methylendioxybenzonitril mit hoher Ausbeute durch einfache und leichte Vorgänge, die für industrielle Anwendung geeignet sind.
Die oben genannte Aufgabe kann durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril erfüllt werden, das die Schritte umfasst:

– Chlorierung von 3,4-Methylendioxybenzonitril mit wenigstens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sulfurylchlorid und Mischungen von molekularem Chlor mit einem Chlorierungsförderer, bestehend aus wenigstens einem Mitglied, ausgewählt aus Phosphortrichlorid, Phosphorpentachlorid, Sulfurylchlorid, Thionylchlorid und Nitrosylchlorid, zur Herstellung von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril und
– Hydrolysieren von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril durch Kontaktieren mit Wasser zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Chlorierungsvorgang vorzugsweise in einem Reaktionsmedium durchgeführt, das wenigstens ein gegen Chlorierung widerstandsfähiges Lösungsmittel enthält.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Reaktionsmedium für den Chlorierungsvorgang vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 ml pro g 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden.
Zusätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Chlorierungsvorgang vorzugsweise bei einer Temperatur von 5 bis 150°C durchgeführt.
Weiter wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei dem Chlorierungsvorgang unter Verwendung der Mischung von molekularem Chlor und Chlorierungsförderer vorzugsweise eine Chlorierungsreaktionsmischung durch Einbringen eines molekularen Chlorgases in eine Mischung von 3,4-Methylendioxybenzonitril mit dem Chlorierungsförderer bereitet.
Weiter ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das molekulare Chlor in der Chlorierungsreaktionsmischung vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 mol pro Mol 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden.
Weiter ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Chlorierungsförderer in der Chlorierungsreaktionsmischung vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 5 mol pro Mol 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden.
Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Chlorierungsvorgang vorzugsweise unter Verwendung von Sulfurylchlorid in einer Menge von 1 bis 50 mol pro Mol 3,4-Methylendioxybenzonitril durchgeführt.
Zusätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Chlorierungsvorgang mit Sulfurylchlorid vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre unter einem Manometerdruck von 0 bis 1000 kPa bei einer Temperatur von 5 bis 100°C durchgeführt.
Weiter wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Hydrolysevorgang vorzugsweise bei einer Temperatur von 5 bis 100°C durchgeführt.
Schließlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Hydrolysevorgang Wasser vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 g pro g 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst gegebenenfalls einen Schritt zum Sammeln des sich ergebenden 3,4-Dihydroxybenzonitrils aus der Reaktionsmischung des Hydrolysevorganges durch wenigstens einen aus Fällung, Rekristallisation, Destillation und Säulenchromatographie ausgewählten Vorgang.
BESTE ART DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril wird eine Ausgangsverbindung, nämlich 3,4-Methylendioxybenzonitril, dargestellt durch die Formel (1),

mit wenigstens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus

(A) Sulfurylchlorid und
(B) Mischungen von (a) molekularem Chlor mit (b) einem Chlorierungsförderer, bestehend aus wenigstens einem Mitglied, ausgewählt aus Phosphortrichlorid, Phosphorpentachlorid, Sulfurylchlorid, Thionylchlorid und Nitrosylchlorid, chloriert, um 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril zu erzeugen, das durch die Formel (2) repräsentiert wird:

Im nächsten Schritt wird die Reaktionsmischung, die vom Chlorierungsschritt abgegeben wird und das sich ergebende 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril enthält, mit Wasser in Kontakt gebracht, um diese Verbindung zu 3,4-Dihydroxybenzonitril, das durch die Formel (3) repräsentiert wird, zu hydrolysieren:
Das 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril der Formel (2) ist eine neue Verbindung, die durch die vorliegende Erfindung zum ersten Mal hergestellt worden ist.
Bei einer Ausführungsform (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Chlorierung von 3,4-Methylendioxybenzonitril unter Verwendung einer Mischung von molekularem Chlor mit einem Chlorierungsförderer als Chlorierungsmittel durchgeführt.
Der Chlorierungsförderer besteht aus wenigstens einem Mitglied, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Phosphortrichlorid, Phosphorpentachlorid, Sulfurylchlorid, Thionylchlorid (SOCl₂) und Nitrosylchlorid (NOCl) besteht, vorzugsweise Phosphortrichlorid und Phosphorpentachlorid. Die oben erwähnten Verbindungen für den Chlorierungsförderer können allein oder in einer Mischung von zwei oder mehr verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform (1) wird das molekulare Chlor vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 mol, bevorzugter 1 bis 10 mol pro Mol 3,4-Methylendioxybenzonitril verwendet, und der Chlorierungsförderer wird vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 5 mol, bevorzugter 0,1 bis 2 mol pro Mol 3,4-Methylendioxybenzonitril verwendet.
Bei der Ausführungsform (1) wird der Chlorierungsvorgang vorzugsweise in einem flüssigen Reaktionsmedium durchgeführt. Es gibt keine Beschränkung hinsichtlich des Typs von Verbindungen, die für das flüssige Reaktionsmedium verwendbar sind, solange die Verbindungen die Chlorierungsreaktion von 3,4-Methylendioxybenzonitril nicht behindern und gegen Chlorierung mit der Mischung von molekularem Chlor mit dem Chlorierungsförderer widerstandsfähig sind.
Das flüssige Reaktionsmedium enthält vorzugsweise als einen Hauptbestandteil wenigstens ein Mitglied, das ausgewählt ist aus aromatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. Benzol, Toluol, Xylol, Ethylbenzol, tert-Butylbenzol; halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. Chlorbenzol; aliphatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Decan, Cyclohexan, Cycloheptan, Cyclooctan; halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlormethan und Dichlorethan; Ethern, z.B. Diethylether, Diisopropylether, Tetrahydrofuran und Dioxan; und Carboxylat-Estern, z.B. Ethylacetat und Butylacetat. Vorzugsweise werden die aromatischen Kohlenwasserstoffe, halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffe und Carboxylat-Ester, bevorzugter die aromatischen Kohlenwasserstoffe und Carboxylat-Ester für das flüssige Reaktionsmedium verwendet. Diese Verbindungen für das flüssige Reaktionsmedium können allein oder in einer Mischung von zwei oder mehr verwendet werden.
Die Menge des Reaktionsmediums wird unter Berücksichtigung der Gleichmäßigkeit der Reaktionsmischung und der Leichtigkeit des Rührens der Reaktionsmischung zu vorzugsweise 1 bis 50 ml, bevorzugter 2 bis 20 ml pro g 3,4-Methylendioxybenzonitril in der Reaktionsmischung geregelt.
Beim Chlorierungsschritt der Ausführungsform (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird 3,4-Methylendioxybenzonitril mit einem Chlorierungsförderer und vorzugsweise einem flüssigen Reaktionsmedium gemischt, dann wird ein Chlorgas (wie molekulares Chlor), das mit einem Inertgas, z.B. Stickstoff- oder Argongas, verdünnt sein kann, in die 3,4-Methylendioxybenzonitril enthaltende Mischung eingebracht, während die resultierende Reaktionsmischung gerührt wird. Bei diesem Schritt wird die Reaktionstemperatur vorzugsweise auf 5 bis 150°C, bevorzugter 25 bis 100°C eingestellt. Es gibt keine Beschränkung für den Reaktionsdruck oder die Zufuhr-(Einbringungs-)rate des Chlorgases.
In der anderen Ausführungsform (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Chlorierung von 3,4-Methylendioxybenzonitril durchgeführt, indem man als Chlorierungsmittel Sulfurylchlorid (SO₂Cl₂) verwendet.
Bei dieser Ausführungsform (2) wird Sulfurylchlorid vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 mol, bevorzugter 1 bis 10 mol pro Mol der Ausgangsverbindung 3,4-Methylendioxybenzonitril verwendet.
Weiter wird bei der Ausführungsform (2) der Chlorierungsvorgang vorzugsweise in einem flüssigen Reaktionsmedium durchgeführt. Es gibt keine Beschränkung bezüglich des Typs von Verbindungen, aus denen das flüssige Reaktionsmedium hergestellt wird, solange die Verbindungen die Chlorierungsreaktion von 3,4-Methylendioxybenzonitril nicht behindern und gegen die Chlorierung mit Sulfurylchlorid widerstandsfähig sind. Das flüssige Reaktionsmedium enthält als Hauptkomponente vorzugsweise wenigstens ein Mitglied, das ausgewählt ist aus den gleichen Verbindungen, die für die Ausführungsform (1) verwendbar sind.
Das flüssige Reaktionsmedium wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, die in Abhängigkeit von der Gleichmäßigkeit und der Leichtigkeit des Rührens der sich ergebenden Reaktionsmischung von 1 bis 50 ml, bevorzugter von 2 bis 20 ml pro g 3,4-Methylendioxybenzonitril variabel ist.
Zusätzlich wird bei der Ausführungsform (2) der Chlorierungsschritt durch Vermischen von 3,4-Methylendioxybenzonitril mit Sulfurylchlorid und dem flüssigen Reaktionsmedium durchgeführt, während die sich ergebende Reaktionsmischung gerührt wird. In diesem Fall ist die Reaktionstemperatur vorzugsweise 5 bis 150°C, bevorzugter 25 bis 100°C. Der Reaktionsdruck kann der umgebende atmosphärische Druck sein.
Um das Chlorierungsreaktionsausmaß zu fördern, wird die Chlorierung mit Sulfurylchlorid vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre unter einem Manometerdruck von 0 bis 1000 kPa, bevorzugter 1 bis 100 kPa, bei einer Temperatur von 5 bis 100°C, bevorzugter 25 bis 70°C, durchgeführt. Das Inertgas umfasst vorzugsweise wenigstens ein Mitglied, das ausgewählt ist aus Stickstoff oder Argon.
Als Ergebnis des Chlorierungsschrittes wird 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril als ein Hauptprodukt produziert und ist in der sich ergebenden Reaktionsmischung enthalten. Die Reaktionsmischung wird üblicherweise direkt dem Hydrolyseschritt unterworfen. Gegebenenfalls wird die von dem Chlorierungsschritt abgegebene Reaktionsmischung einem Konzentrationsvorgang von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril unterworfen und dann die konzentrierte Reaktionsmischung dem Hydrolyseschritt unterzogen. Alternativ wird die Reaktionsmischung einem Isoliervorgang von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril durch Ausfällung, Rekristallisation, Destillation, Säurenchromatographie und dergleichen unterworfen und dann das isolierte 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril dem Hydrolyseschritt unterzogen.
Bei dem Hydrolyseschritt wird das durch den Chlorierungsschritt hergestellte 2-Chlorbenzo[1,3]dioxol-5-carbonitril hydrolysiert, um 3,4-Dihydroxybenzonitril zu bilden. Dieser Hydrolyseschritt kann unter üblichen Hydrolysebedingungen durchgeführt werden. Wenn die Reaktionsmischung, die nach dem Chlorierungsschritt abgegeben wird und 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril enthält, direkt oder nach Konzentration in den Hydrolyseschritt geführt wird, wird nur Wasser, das kaltes oder Eiswasser sein kann, zur Reaktionsmischung oder der konzentrierten Reaktionsmischung zugefügt. In diesem Fall ist das Reaktionssystem vorzugsweise in einem sauren Zustand. Wenn 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril isoliert ist, werden Wasser und eine Säure mit dem isolierten 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril vermischt. Besonders in diesem Fall wird die Hydrolysereaktion in einem sauren Zustand durchgeführt.
Die Wassermenge, die dem Hydrolysereaktionssystem zugesetzt wird, ist in Abhängigkeit von der Gleichmäßigkeit und der Leichtigkeit des Rührens des Reaktionssystems variabel, und vorzugsweise werden 1 bis 50 g, bevorzugter 2 bis 20 g pro g der Ausgangsverbindung, nämlich 3,4-Methylendioxybenzonitril, zugesetzt.
Der Hydrolyseschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch Mischen von Wasser in die Reaktionsmischung, die vom Chlorierungsschritt kommt, oder in die konzentrierte Reaktionsmischung oder mit dem isolierten 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril bei sauren Bedingungen in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden, während das Reaktionssystem gerührt wird. Die Hydrolysereaktion wird vorzugsweise bei einer Reaktionstemperatur von 5 bis 100°C, bevorzugter 25 bis 70°C, während 15 bis 90 Minuten durchgeführt. Es gibt keine Beschränkung bezüglich des Reaktionsdruckes. Das Inertgas enthält vorzugsweise Stickstoff oder Argon.
Nachdem die Hydrolysereaktion beendet worden ist, wird das sich ergebende 3,4-Dihydroxybenzonitril von der Reaktionsmischung abgetrennt und durch ein übliches Trenn- und Reinigungsverfahren, z.B. Ausfällen, Rekristallisation, Destillation und Säulenchromatographie, gereinigt.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele illustriert, die den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
Referenzbeispiel (Herstellung von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril)
Ein mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Tropftrichter und einem Gaszuführungsrohr ausgestatteter Kolben mit einem Innenvolumen von 50 ml wurde mit 5,00 g (34,0 Millimol) 3,4-Methylendioxybenzonitril und 25 ml Benzol in einer Stickstoffgasatmosphäre beschickt. Während die sich ergebende Mischung in dem Kolben gerührt wurde, wurden dann 0,47 g (3,4 Millimol) Phosphortrichlorid über den Tropftrichter der Mischung zugesetzt. Die sich ergebende Mischung wurde auf eine Temperatur von 50°C erwärmt und dann Chlorgas durch das Gaszuführungsrohr während eines Zeitraumes von 3 Stunden bei der oben erwähnten Temperatur der Mischung zugesetzt.
Nachdem die Chlorierungsreaktion beendet war, wurde die resultierende Reaktionsmischung unter verringertem Druck bei einer Temperatur von 50°C konzentriert, um das Benzol zu entfernen. Die Zielverbindung 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril im Zustand orangefarbener Kristalle ergab sich in einer Menge von 5,90 g in einer Isolationsausbeute von 96 Mol-%.
Die Ergebnisse von CI-MS (massenspektrometrische Analyse) und ¹H-NMR (Kernspinresonanz-Analyse) sind unten angegeben. CI-MS (m/e): 182 (MH+) 1H-NMR (C6D6, δ (ppm)): 6,07 (1H, d, J = 8,06 Hz), 6,29 (1H, d, J = 1,71 Hz), 6,45 (1H, dd, J = 1,71, 8,06 Hz), 6,99 (1H, s)
Das 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril ist eine neue Verbindung.
Beispiel 1
Ein mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Tropftrichter und einem Gaszuführungsrohr ausgestatteter Kolben mit einem Innenvolumen von 200 ml wurde mit 10,00 g (67,97 Millimol) 3,4-Methylendioxybenzonitril und 50 ml Toluol in einer Stickstoffgasatmosphäre beschickt. Dann wurden, während die resultierende Mischung in dem Kolben gerührt wurde, 0,96 g (6,99 Millimol) Phosphortrichlorid über den Tropftrichter der Mischung zugesetzt. Die resultierende Mischung wurde auf eine Temperatur von 50°C erwärmt und Chlorgas während eines Zeitraumes von 3,5 Stunden bei der oben erwähnten Temperatur über das Gaszuführungsrohr in die Mischung eingebracht.
Nachdem die Chlorierungsreaktion beendet war, wurde die resultierende Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt und unter verringertem Druck zur Entfernung des Toluols konzentriert.
Dann wurde die konzentrierte Reaktionsmischung mit 50 ml Wasser vermischt und das resultierende Reaktionssystem auf eine Temperatur von 50°C erwärmt und bei der oben angegebenen Temperatur 30 Minuten lang gerührt. Nachdem die Hydrolysereaktion beendet war, wurde das Reaktionssystem auf eine Temperatur von 5°C abgekühlt und weiter eine Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Die resultierenden ausgefällten Kristalle wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen und bei einer Temperatur von 50°C unter verringertem Druck getrocknet. 3,4-Dihydroxybenzonitril im Zustand weißer Kristalle wurde in einer Menge von 8,41 g (Isolationsausbeute 92 %) erhalten.
Beispiele 2 bis 5
In jedem der Beispiele 2 bis 5 wurde 3,4-Dihydroxybenzonitril nach den gleichen Methoden wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das als Reaktionsmedium verwendete Benzol durch die Verbindung gemäß Tabelle 1 ersetzt wurde und die Chlorierungsreaktionszeit, wie in Tabelle 1 gezeigt, geändert wurde.
Die Umwandlung von 3,4-Methylendioxybenzonitril (MDBN) und die Selektivität zu 3,4-Dihydroxybenzonitril (DHBN) wurde aus den Ergebnissen der Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse (absolute Kalibrierungskurven-Methode) des resultierenden Produktes bestimmt. Die Ergebnis sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Beispiel 6
Ein mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Tropftrichter ausgestatteter Glaskolben mit einem Innenvolumen von 25 ml wurde in einer Stickstoffgasatmosphäre mit 1,00 g (6,8 Millimol) 3,4-Methylendioxybenzonitril und 5 ml Toluol beschickt. Die Mischung wurde unter Rühren auf eine Temperatur von 50°C erwärmt, und dann wurden 3,67 g (27,2 Millimol) Sulfurylchlorid nach und nach in die erhitzte Mischung gemischt. Die resultierende Reaktionsmischung wurde 8 Stunden bei einer Temperatur von 50°C gerührt, um 3,4-Methylendioxybenzonitril zu chlorieren.
Nachdem die Chlorierungsreaktion beendet war, wurde die resultierende Reaktionsmischung, die das Chlorierungsprodukt enthielt, mit 15 g Eiswasser vermischt und auf eine Temperatur von 50°C erwärmt, und es wurde eine Stunde lang eine Hydrolysereaktion des Chlorierungsproduktes bei dieser Temperatur durchgeführt.
Nachdem die Hydrolysereaktion beendet war, wurde die resultierende Reaktionsmischung mit 250 ml Acetonitril vermischt, um eine homogene Lösung zu bilden. Die Lösung wurde einer Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse unterworfen (absolute Kalibrierungskurven-Methode). Als Ergebnis wurde bestätigt, dass die Umwandlung von 3,4-Methylendioxybenzonitril 78 Mol-% und die Selektivität zu 3,4-Dihydroxybenzonitril 90 Mol-% war.
Beispiel 7
Ein mit einem Rührer ausgestatteter Glas-Autoklav mit einem Innenvolumen von 100 ml wurde mit 1,00 g (6,8 Millimol) 3,4-Methylendioxybenzonitril, 3,67 g (27,2 Millimol) Sulfurylchlorid und 5 ml Toluol beschickt. Das Innere des Autoklaven wurde mit Stickstoffgas unter einem Manometerdruck von 150 kPa gefüllt, und die eingebrachte Mischung wurde 3 Stunden auf eine Temperatur von 50°C erwärmt, wobei sie gerührt wurde, um 3,4-Methylendioxybenzonitril zu chlorieren.
Nachdem die Chlorierungsreaktion beendet war, wurde die resultierende, das Chlorierungsprodukt enthaltende Reaktionsmischung mit 15 g Eiswasser vermischt und auf eine Temperatur von 50°C erwärmt, und es wurde eine Hydrolysereaktion des Chlorierungsproduktes während einer Stunde bei dieser Temperatur durchgeführt.
Nachdem die Hydrolysereaktion beendet war, wurde die resultierende Reaktionsmischung mit 250 ml Acetonitril vermischt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Die Lösung wurde einer Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse (absolute Kalibrierungskurven-Methode) unterworfen. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass die Umwandlung von 3,4-Methylendioxybenzonitril 73 Mol-% und die Selektivität zu 3,4-Dihydroxybenzonitril 92 Mol-% war.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung gestattet es, 3,4-Dihydroxybenzonitril aus 3,4-Methylendioxybenzonitril in hoher Ausbeute herzustellen, und ist in der industriellen Praxis anwendbar.

Claims

Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydroxybenzonitril, umfassend die folgenden Schritte: Chlorieren von 3,4-Methylendioxybenzonitril mit wenigstens einem Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus Sulfurylchlorid und Mischungen von molekularem Chlor mit einem Chlorierungsförderer, bestehend aus wenigstens einem Mitglied, ausgewählt aus Phosphortrichlorid, Phosphorpentachlorid, Sulfurylchlorid, Thionylchlorid und Nitrosylchlorid, zur Herstellung von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril und Hydrolysieren von 2-Chlor-benzo[1,3]dioxol-5-carbonitril durch Kontaktieren mit Wasser zur Erzeugung von 3,4-Dihydroxybenzonitril.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Chlorierungsvorgang in einem Reaktionsmedium durchgeführt wird, das wenigstens ein chlorierungswiderstandsfähiges Lösungsmittel enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Reaktionsmedium für den Chlorierungsvorgang in einer Menge von 1 bis 50 ml/g von 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Chlorierungsvorgang bei einer Temperatur von 5 bis 150°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin beim Chlorierungsvorgang unter Verwendung der Mischung von molekularem Chlor mit dem Chlorierungsförderer eine Chlorierungsreaktionsmischung hergestellt wird, indem molekulares Chlorgas in eine Mischung von 3,4-Methylendioxybenzonitril mit dem Chlorierungsförderer eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, worin in der Chlorierungsreaktionsmischung das molekulare Chlor in einer Menge von 1 bis 50 mol/mol des 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 5, worin in der Chlorierungsreaktionsmischung der Chlorierungsförderer in einer Menge von 0,05 bis 5 mol/mol von 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Chlorierungsvorgang unter Verwendung von Sulfurylchlorid in einer Menge von 1 bis 50 mol/mol von 3,4-Methylendioxybenzonitril durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, worin der Chlorierungsvorgang mit Sulfurylchlorid in einer Atmosphäre inerten Gases unter einem Normdruck von 0 bis 1000 kPa bei einer Temperatur von 5 bis 100°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Hydrolysevorgang bei einer Temperatur von 5 bis 100°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin beim Hydrolysevorgang Wasser in einer Menge von 1 bis 50 g/g 3,4-Methylendioxybenzonitril vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den Schritt umfasst: Sammlung des sich ergebenden 3,4-Dihydroxybenzonitrils aus der Reaktionsmischung des Hydrolysevorganges durch wenigstens einen Vorgang, ausgewählt aus Ausfällung, Rekristallisation, Destillation und Säulenchromatographie.