DE69303577T2 - Verfahren zur Halognierung von Aromatischen Verbindungen - Google Patents

Verfahren zur Halognierung von Aromatischen Verbindungen

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein industriell vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von 3-halogenaromatischen Verbindungen, insbesondere 3-Halogenpyridinen, die als Zwischenprodukte für Arzneimittel oder Agrochemikalien verwendbar sind. Die 3-Halogenpyridine sind beispielsweise als Zwischenprodukte für Anilinpyridine verwendbar, die Wirkstoffe von Fungiziden oder Insektiziden darstellen und beispielsweise in den Japanischen ungeprüften Patentveröffenflichungen Nr. 92272/1981 und Nr. 270266/1992 und DE-A-39 25 238 offenbart werden.
  • Bislang war bekannt, daß 3-Halogenpyridine, wie 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin, durch verschiedene Verfahren hergestellt werden können. Beispielsweise offenbart die Japanische ungeprüfte Patentveröffendichung Nr. 97271/1981 auf 5. 654 ein Verfahren zur Herstellung von 2-Amino-3-chlor-5- trifluormethylpyridin, umfassend Auflösen von 2-Amino-5-trifluormethylpyridin in konzentrierter Salzsäure und Einblasen von Chlorgas und Umsetzen damit. Durch dieses Verfahren kann das gewünschte 2- Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin in kleiner Menge gebildet werden. Dieses Verfahren ist jedoch vom Standpunkt der industriellen Anwendbarkeit ungünstig, da viele Nebenprodukte in wesenflichen Mengen hergestellt werden und es schwierig ist, das gewünschte Produkt aus den Reaktionsprodukten befriedigend abzutrennen, wodurch die Ausbeute des gewünschten Produktes gering ist.
  • Folglich ist es erwünscht, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem Nebenprodukte im wesentlichen nicht gebildet werden und das gewünschte Produkt in befriedigender Weise mit dem vorstehend erwähnten üblichen Verfahren zur Herstellung eines gewünschten 3-Halogenpyridins, wie 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin, durch Halogenieren eines Pyridins, wie 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, erhalten werden kann.
  • Die Autoren der vorliegenden Erfindung haben gefunden, daß wenn einer bestimmten spezifischen Halogenierungsreaktion eine Umlagerungsreaktion in dem vorstehend erwähnten üblichen Verfahren folgt, die gewünschte Umsetzung wirksam verläuft, wobei das vorstehend genannte Problem gelöst werden kann. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis dieser Erkenntnis ausgeführt.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer 3-halogenaromatischen Verbindung bereit, umfassend Umsetzen einer aromatischen Verbindung der Formel (I):
  • worin X eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Acylaminogruppe darstellt, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt, einer von R und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, und Q ein Stickstoffatom oder -C(T)= (worin T ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe bedeutet) darstellt, mit einem Halogenierungsmittel zu einer 3-halogenaromatischen Verbindung der Formel (II):
  • worin einer von R' und Y' ein Halogenatom darstellt und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe bedeutet, und X, Z&sub1;, Z&sub2; und Q wie vorstehend definiert sind, wobei die aromatische Verbindung der Formel (I) umgesetzt wird mit einem Halogenierungsmittel zur Bildung einer halogenaromatischen Verbindung der Formel (III):
  • worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe bedeutet und Hal ein Halogenatom darstellt) darstellt, und Z&sub1;, Z&sub2;, R, Y und Q wie vorstehend definiert sind und diese halogenaromatische Verbindung der Formel (III) in Gegenwart eines Protonendonors zu der 3-halogenaromatischen Verbindung der Formel (II) umgelagert wird.
  • Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines 3-Halogenpyridins bereit, umfassend Umsetzen eines Pyridins der Formel (I'):
  • worin X eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Acylaminogruppe darstellt, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt und einer von R und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, mit einem Halogenierungsmittel zu einem 3-Halogenpyridin der Formel (II'):
  • worin einer von R' und Y' ein Halogenatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, und X, Z&sub1; und Z&sub2; wie vorstehend definiert sind, wobei das Pyridin der Formel (I') mit einem Halogenierungsmittel umgesetzt wird zu einem Halogenpyridin der Formel (III'):
  • worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe bedeutet, und Hal ein Halogenatom darstellt), darstellt und Z&sub1;, Z&sub2;, R und Y wie vorstehend definiert sind, und dieses Halogenpyridin der Formel (III') in Gegenwart eines Protonendonors zu dem 3-Halogenpyridin der Formel (II') umgelagert wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines 3-Halogenpyridins bereit, umfassend Umlagerung eines Halogenpyridins der Formel (III'):
  • worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe darstellt, und Hal ein Halogenatom darstellt) darstellt, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt, und einer von R und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, in Gegenwart eines Protonendonors zu 3-Halogenpyridin der Formel (II'):
  • worin einer von R' und Y' ein Halogenatom darstellt und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, X eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Acylaminogruppe darstellt, und Z&sub1; und Z&sub2; wie vorstehend definiert sind.
  • Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Halogenpyridinderivat der Formel (V) bereit:
  • worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe darstellt, und Hal ein Halogenatom darstellt) bedeutet, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt, einer von R" und Y" ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe bedeutet.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen mit Bezug auf die bevorzugten Ausfuhrungsformen beschrieben.
  • In den Formeln (I) bis (III), (I') bis (III'), (V) und (W), die nachstehend angegeben werden, kann das Halogenatom für Z&sub1; und Z&sub2; beispielsweise Fluor, Chlor oder Brom, vorzugsweise Chlor, sein. Die Acylaminogruppe für X kann beispielsweise eine Alkylcarbonylaminogruppe, vorzugsweise eine Acetylaminogruppe, sein und das Halogenatom für R', Y', R", Y" und Hal kann beispielsweise Chlor oder Brom, vorzugsweise Chlor, sein.
  • Die aromatische Verbindung der Formel (I) schließt beispielsweise 2-Chlor-6-nitroanilin und 2-Chlor- 6-nitrophenol zusätzlich zu den nachstehend angegebenen Pyridinen ein, jedoch- sind Pyridine bevorzugt. Die Pyridine, wiedergegeben durch Formel (I), schließen beispielsweise 2-Amino-5-nitropyridin, 2- Amino-5-cyanopyridin, Aminotrifluormethylpyridine, wie 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, 2-Amino-6- chlor-5-trifluormethylpyridin, 2-Amino-3-trifluormethylpyridin und 2-Amino-6-chlor-3-trifluormethylpy- ridin und Hydroxytrifluormethylpyridine, wie 2-Hydroxy-5-trifluormethylpyridin und 2-Hydroxy-3- trifluormethylpyridin, ein, jedoch sind Aminotrifluormethylpyridine unter ihnen besonders bevorzugt.
  • Die 3-halogenaromatische Verbindung der Formel (II) schließt beispielsweise 2,4-Dichlor-6-nitroanilin und 2,4-Dichlor-6-nitrophenol zusätzlich zu den nachstehend angegebenen 3-Halogenpyridinen ein, jedoch sind die 3-Halogenpyridine bevorzugt. Die 3-Halogenpyridine, wiedergegeben durch Formel (II), schließen beispielsweise 2-Amino-3-chlor-5-nitropyridin, 2-Amino-3-chlor-5-cyanopyridin, 3-Halogenaminotrifluormethylpyridine, wie 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin, 2-Amino-3,6-dichlor-5-trifluormethylpyridin und 2-Amino-5-chlor-3-trifluormethylpyridin und 3-Halogenhydroxytrifluormethylpyridine, wie 2-Hydroxy-3-chlor-5-trifluormethylpyridin und 2-Hydroxy-5-chlor-3-trifluormethylpyridin, ein, jedoch sind 3-Halogenaminotrifluormethylpyridine unter ihnen besonders bevorzugt.
  • Die halogenaromatische Verbindung der Formel (III) schließt beispielsweise 2-Chloramino-3-chlornitrobenzol und 2-Chloroxy-3-chlornitrobenzol zusätzlich zu den nachstehend angegebenen Halogenpyridinen ein, jedoch sind die Halogenpyridine bevorzugt. Das Halogenpyridin oder das Halogenpyridinderivat der Formel (III') oder (V) schließt beispielsweise 2-Chloramino-5-nitropyridin, 2-Chloramino-5-cyanopyridin, 2-Halogenaminotrifluormethylpyridine, wie 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin, 2-Chloramino-6- chlor-5-trifluormethylpyridin und 2-Chloramino-3-trifluormethylpyridin, 2-Chloramino-3-chlor-5-nitropyridin, 2-Chloramino-3-chlor-5-cyanopyridin, 2-Halogenamino-2-halogentrifluormethylpyridine, wie 2- Chloramino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin und 2-Chloramino-3,6-dichlor-5-trifluormethylpyridin, 2-Halogenoxytrifluormethylpyridine, wie 2-Chloroxy-5-trifluormethylpyridin und 2-Chloroxy-3-trifluormethylpyridin und 2-Halogenoxy-3-halogentrifluormethylpyridine, wie 2-Chloroxy-3-chlor-5-trifluormethylpyridin, ein, jedoch sind 2-Halogenaminotrifluormethylpyridine und 2-Halogenamino-3-halogentrifluormethylpyridine unter ihnen besonders bevorzugt.
  • Das Pyridin der Formel (I') kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. Im Fall der vorstehend erwähnten Aminotrifluormethylpyridine ist es jedoch bevorzugt, einen Kupferkatalysator, wie Kupfer-I-chlorid oder Kupfer-II-chlorid, oder einen Phasentransferkatalysator, wie ein quaternäres Ammoniumsalz oder ein quaternäres Phosphoniumsalz, als Reaktionskatalysator bei der Aminierung von Halogentrifluormethylpyridinen mit Ammoniak zu verwenden, wodurch die Reaktionsbehandlung hinlänglich ausgeführt werden kann. Der vorstehend genannte Katalysator wird gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,005 bis 0,1 Mol, vorzugsweise etwa 0,01 bis 0,05 Mol pro Mol der Halogentrifluormethylpyridine verwendet.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die gewünschte Umsetzung durch Vermischen und Rühren der aromatischen Verbindung der Formel (I) und des Halogenierungsmittels durchgeführt werden. Das Halogenierungsmittel kann von beliebigem Typ sein, solange es in der Lage ist, mit der aromatischen Verbindung unter Bildung der halogenaromatischen Verbindung der Formel (III) zu reagieren. Wenn ein N- Halogensuccinimid oder ein N-Halogenphthalimid als Halogenierungsmittel verwendet wird, kann beispielsweise N-Chlorsuccinimid, N-Bromsuccinimid, N-Chlorphthalimid oder N-Bromphthalimid angewendet werden, jedoch ist N-Chlorsuccinimid oder N-Chlorphthalimid bevorzugt. Als Halogenierungsmittel kann ebenfalls ein tert-Butylhypohalogenit, wie tert-Butylhypochlorit, Chlorgas oder Brom verwendet werden. Des weiteren kann als Halogenierungsmittel eine Trihalogenisocyanursäure oder ein Salz davon oder eine Dihalogenisocyanursäure oder ein Salz davon angewendet werden. Beispielsweise können Trichlorisocyanursäure, Tribromisocyanursäure, Dichlorisocyanursäure oder Dibromisocyanursäure oder ein Natrium- oder Kaliumsalz davon angewendet werden, jedoch ist Trichlorisocyanursäure oder Dichlorisocyanursäure oder ein Salz davon bevorzugt. Des weiteren kann als Halogenierungsmittel eine Halogen-3-halogenaromatische Verbindung mit X in der 2-Stellung der zu halogenierenden 3-halogenaromafischen Verbindung der Formel (II) verwendet werden, jedoch ist es bevorzugt, ein Halogen-3-halogenpyridin der Formel (IV):
  • zu verwenden, worin R', Y', E, Z&sub1; und Z&sub2; wie vorstehend definiert sind, insbesondere 2-Chloramino- 3-chlor-5-nitropyridin, 2-Chloramino-3-chlor-5-cyanopyndin oder 2-Chloramino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin. Ein solches Halogenierungsmittel wird geeigneterweise in Abhängigkeit von der gewünschten 3- halogenaromatischen Verbindung ausgewählt. Jedoch vom industriellen Standpunkt ist N-Chlorsuccinimid, Trichlorisocyanursäure, ein Salz von Dichlorisocyanursäure, Chlorgas, Brom oder Chlor-3-chlorpyridin unter den Verbindungen der Formel (IV) bevorzugt, und Chlorgas, Brom oder 3-Chlor-3-chlorpyridin ist besonders bevorzugt.
  • In den erfindungsgemäßen Verfahren wird die Umsetzung gewöhnlich durch Auflösen, Suspendieren oder Dispergieren des Ausgangsmaterials in Gegenwart eines für die Halogenierungsreaktion inerten Lösungsmittels durchgeführt. Ein solches Lösungsmittel kann beispielsweise Wasser, ein halogenierter aliphatischer Kohlenwasserstoff, wie Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid oder 1,2-Dichlorethan, ein monocyclischer oder alicyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Chlorbenzol, Toluol oder Cydohexan, ein Nitril, wie Acetonitril oder Propionitril, ein Alkohol, wie Methanol oder Ethanol, ein Ester, wie Essigsäureethylester oder Essigsäurepropylester, oder ein Keton, wie Aceton oder Methylisobutylketon, sein. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination als Gemisch von 2 oder mehreren verwendet werden.
  • In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Reaktionsgeschwindigkeit der gewünschten Halogenierungsreaktion durch die Gegenwart einer Verbindung vom Azobisnitriltyp, wie 2,2'-Azobisisobutyronitril, 2-Azobis-2-methylbutyronitril, 2,2'-Azobisisopropionitril oder 4,4'-Azobis-4-cyanovaleriansäure oder einer Verbindung vom Benzoylperoxidtyp, wie Benzoylperoxid oder 3,3'-Dimethylbenzoylperoxid, als Katalysator erhöht werden.
  • Die Mengen der aromatischen Verbindung der Formel (I) als Ausgangsmaterial des N-Halogensuccinimids, des N-Halogenphthalimids, des tert-Butylhypohalogenits oder der Halogen-3-halogenaromatischen Verbindung als Halogenierungsmittel, das Lösungsmittel und der Katalysator, die in dem erfindungsgemaßen Verfahren verwendet werden, können im allgemeinen nicht definiert werden, da sie in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Arten dieser Stoffe, den Reaktionsbedingungen usw. schwanken. Das N-Halogensuccinimid, das N-Halogenphthalimid, das tert-Butylhypohalogenit oder die Halogen-3-halogenaromatische Verbindung werden jedoch gewöhnlich zu 1,0 bis 1,5 Mol, das Lösungsmittel zu 0,5 bis 20 Gewichtsteilen und der Katalysator zu 0,001 bis 0,02 mMol pro Mol der aromatischen Verbindung der Formel (I), dem Ausgangsmaterial, verwendet. In einem solchen Fall schwanken die Reaktionstemperatur und die Reaktionszeit gleichfalls in Abhangigkeit von den unterschiedlichen Arten des Ausgangsmaterials und des Halogenierungsmittels, der Gegenwart oder Abwesenheit, dem Typ von Lösungsmittel oder Katalysator. Jedoch wird die Umsetzung gewöhnlich bei einer Temperatur von -20ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels in 0,5 bis 24 Stunden vervollstandigt.
  • Wenn eine Trihalogenisocyanursäure oder ein Salz davon oder eine Dihalogenisocyanursäure oder ein Salz davon als Halogenierungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, kann die Menge eines solchen Stoffes gleichfalls im allgemeinen nicht definiert werden, da sie in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Arten der Halogenierungsmittel, der Reaktionsbedingungen usw. schwankt. Die Trihalogenisocyanursäure oder deren Salz wird jedoch gewöhnlich in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Mol und die Dihalogenisocyanursäure oder deren Salz wird gewöhnlich in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Mol pro Mol der aromatischen Verbindung der Formel (I) verwendet. In eiilem solchen Fall schwanken die Reaktionstemperatur und die Reaktionszeit in Abhängigkeit von den Arten der verschiedenen Reaktionsbedingungen, jedoch wird die Reaktion gewöhnlich bei einer Temperatur von -20ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels in 0,5 bis 24 Stunden vervollständigt.
  • Wenn Chlorgas oder Brom als Halogenierungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, kann die Menge gleichfalls nicht allgemein definiert werden, jedoch wird Chlorgas oder Brom gewöhnlich in einer Menge von 0,5 bis 1,0 Mol pro Mol der aromatischen Verbindung der Formel (I) verwendet. In einem solchen Fall können die Reaktionstemperatur und die Reaktionszeit gleichfalls nicht allgemein definiert werden, jedoch verläuft Umsetzung gewöhnlich bei einer Temperatur von -20ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels, vorzugsweise von 0ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels in 0,5 bis 24 Stunden. Des weiteren können die Bedingungen zur Chlorierung von 2-Amino-5- trifluormethylpyridin mit Chlorgas gleichfalls nicht definiert werden, jedoch wird die Reaktion gewöhnlich bei einer Temperatur von -20ºC bis 20ºC durchgeführt. Somit kann dem erfindungsgemäßen Verfahren zufolge die halogenaromatische Verbindung der Formel (III) in zufriedenstellender Weise gebildet werden.
  • Das Halogen-3-halogenpyridin der Formel (IV) kann im wesentlichen in der gleichen Weise wie in dem Verfahren zur Halogenierung des vorstehenden Pyridins hergestellt werden.
  • Dann wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Umlagerungsreaktion durchgefuhrt, um die halogenaromatische Verbindung der Formel (III) in Gegenwart eines Protonendonors umzulagern. Die Umsetzungstemperatur und die Umsetzungszeit für diese Umlagerungsreaktion schwanken gleichfalls in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Arten des Ausgangsmaterials, des Protonendonors, der Gegenwart oder Abwesenheit oder der Art eines Lösungsmittels oder eines Katalysators. Jedoch wird die Umsetzung gewöhnlich bei einer Temperatur von 0ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels, vorzugsweise von 20ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels in 0,5 bis 24 Stunden vervollständigt, wobei die gewünschte 3-halogenaromatische Verbindung der Formel (II) in befriedigender Weise gebildet werden kann. Der Protonendonor kann beispielsweise eine Carbonsäure sein, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure oder Benzoesäure, Succinimid, Phthalimid oder Isocyanursäure, jedoch ist mindestens eine Carbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, bevorzugt.
  • Wenn ein N-Halogensuccinimid, ein N-Halogenphthalimid, eine Trihalogenisocyanursäure oder deren Salz, oder eine Dihalogenisocyanursäure oder deren Salz als Halogenierungsmittel verwendet wird, werden Succinimid, Phthalimid oder Isocyanursäure als Nebenprodukt gebildet und werden als Protonendonor dienen, wobei es unnötig ist, einen getrennten Protonendonor zuzugeben oder die Halogenierungsreaktion oder die Umlagerungsreaktion getrennt durchzuführen. Wenn jedoch Chlorgas, Brom, ein tert-Butylhypohalogenit oder die vorstehend erwähnte Halogen-3-halogenaromatische Verbindung als Halogenierungsmittel verwendet werden, wird ein Protonendonor gewöhnlich in einer Menge von mindestens 0,01 Mol, vorzugsweise 0,01 bis 0,2 Mol pro Mol der halogenaromatischen Verbindung der Formel (III) zugegeben. In einem solchen Fall wird die Umlagerungsreaktion gewöhnlich bei einer Temperatur von 0ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels in 0,5 bis 24 Stunden vervollständigt.
  • Nach Vervollständigung der Reaktion wird das Reaktionsprodukt gewöhnlich Reinigung oder Abtrennung unterzogen, um das gewünschte Produkt abzutrennen. Wenn die aromatische Verbindung der Formel (I) jedoch mit einem N-Halogensuccinimid, einem N-Halogenphthalimid, einer Trihalogenisocyanursäure oder deren Salz oder einer Dihalogenisocyanursäure oder deren Salz halogeniert wird, kann das Reaktionsprodukt gewöhnlich abgekühlt werden und anschließend kann Succinimid, Phthalimid oder Isocyanursäure, die als Nebenprodukt bei der Reaktion gebildet werden, durch Filtration wiedergewonnen werden, während eine saure, wäßrige Lösung zu der Ölschicht gegeben wird zur Bildung eines Salzes des gewünschten Produkts, und die wäßrige Schicht zur Abtrennung des gewünschten Produkts neutralisiert werden kann. Somit kann das gewünschte Produkt beispielsweise in einer Ausbeute von mindestens 70 % erhalten werden.
  • Des weiteren wird bezüglich des wiedergewonnenen Succinimids, Phthalimids oder Isocyanursäure nach dem Kühlen des Reaktionsproduktes eine wäßrige alkalische Lösung von beispielsweise Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid dazugegeben, um eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht abzutrennen, wonach Chlorgas in die wäßrige Schicht geblasen wird oder Brom tropfenweise zur der wäßrigen Schicht gegeben wird zur Bildung von N-Chlorsuccinimid, N-Bromsuccinimid, N-Chlorphthalimid, Trichlorisocyanursäure oder deren Salz oder Dichlorisocyanursäure oder deren Salz, die für einen erneuten Gebrauch zurückgeführt werden können.
  • Wenn die aromatische Verbindung der Formel (I) mit Chlorgas oder Brom halogeniert wird, wird außerdem ein Hydrohalogenat der aromatischen Verbindung als Nebenprodukt gebildet. Dieses Hydrohalogenat kann mit einem alkalischen Stoff behandelt werden unter Erhalt der aromatischen Verbindung, die für den erneuten Gebrauch als Ausgangsmaterial wie folgt zurückgeführt werden kann.
  • Die 3-halogenaromatische Verbindung, die in dem vorstehend erwähnten Verfahren hergestellt wurde, wird in der gleichen Weise wie in der Halogenierungsreaktion für die aromatische Verbindung der Formel (I) halogeniert zur Bildung einer Halogen-3-halogenaromatischen Verbindung und anschließend wird die aromatische Verbindung der Formel (I) mit dieser Halogen-3-halogenaromatischen Verbindung halogeniert zur Bildung einer halogenaromatischen Verbindung der Formel (III), wonach diese halogenaromatische Verbindung zu einer 3-halogenaromatischen Verbindung umgelagert wird. Durch Vereinigen eines Verfahrens zur Herstellung der 3-halogenaromatischen Verbindung und eines Verfahrens zur Behandlung mit einem geeigneten alkalischen Stoff wird das Hydrohalogenat der 3-halogenaromatischen Verbindung als Nebenprodukt hergestellt, wenn die 3-halogenaromatische Verbindung mit Chlorgas oder Brom halogeniert wird. Es ist theoretisch möglich, drei Äquivalente der 3-halogenaromatischen Verbindung aus zwei Äquivalenten der 3-halogenaromatischen Verbindung und einem Äquivalent der aromatischen Verbindung herzustellen. Die gewünschte 3-halogenaromatische Verbindung kann industriell vorteilhafterweise durch Durchführen der Halogenierungsreaktion und der Umlagerungsreaktion nacheinander, wahrend ein Teil der drei Äquivalente der so erhaltenen 3-halogenaromatischen Verbindung zurückgeführt wird, hergestellt werden.
  • Nun wird die vorliegende Erfindung genauer mit Bezug auf die Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch selbstverstandlich sein, daß die vorliegende Erfindung durch solche speziellen Beispiele nicht eingeschrankt wird.
    • BEISPIEL 1
  • (1) In einen Autoklaven, hergestellt aus SUS-316, und mit einem inneren Fassungsvermögen von 2 l, wurden 363 g (2,0 Mol) 2-Chlor-5-trifluormethylpyridin, 19,8 g (0,2 Mol) Kupfer-I-chlorid und 1275 g (30,0 Mol als NH&sub3;) 40 %iges wäßriges Ammoniak gegeben und die Umsetzung wurde bei 120ºC für 16 Stunden unter Erhitzen und Rühren ausgeführt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und in eine wäßrige Ammoniakschicht und eine Ölschicht getrennt, wobei 335 g eines Öls, das 1,5 % des Ausgangsmaterials 2-Chlor-5-trifluormethylpyridin und 91 % 2-Amino-5- trifluormethylpyridin (wie durch Flüssigchromatographie analysiert) enthielt, erhalten wurden.
  • Dieses Öl wurde weiter unter vermindertem Druck destilliert zu 278 g 2-Amino-5-trifluormethylpyridin (Schmelzpunkt 42,5ºC, Reinheit wie durch Flüssigchromatographie gemessen: 99 %, Ausbeute: 85 %).
  • (2) In einen 300 ml-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Rückflußkühler, wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, hergestellt in vorstehendem Schritt, 16,7 g (0,125 Mol) N-Chlorsuccinimid und 150 g Acetonitril gegeben und die Umsetzung wurde bei 50ºC für 5 Stunden unter Erhitzen und Rühren durchgeführt. Wahrend der Reaktion wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestatigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde Acetonitril abdestilliert und zu dem verbleibenden Reaktionsprodukt wurden 100 g einer 10 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung und 100 g Methylenchlorid gegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Methylenchloridschicht wurden abgetrennt und die Methylenchloridschicht wurde eingeengt zu 20,2 g gelben Kristallen, die 85 % 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin und 2 % des Ausgangsmaterials 2-Amino-5- trifluormethylpyridin (Ausbeute an 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin: 87,4 %) enthielten.
    • BEISPIEL 2
  • (1) Die Reaktion und die Nachbehandlung wurden in der gleichen Weise wie in Schritt (1) von Beispiel 1 ausgeführt mit der Ausnahme, daß 32,2 g (0,1 Mol) Tetra-n-butylammoniumbromid anstelle von 19,8 g (0,2 Mol) Kupfer-I-chlorid in Schritt (1) von Beispiel 1 verwendet wurden, zu 284 g 2-Amino-5-trifluormethylpyridin (Reinheit wurde durch Flüssigchromatographie gemessen: 99 %, Ausbeute: 87 %).
  • (2) Zu dem gleichen 300 mi-Vierhalskolben, wie in Beispiel 1 verwendet, wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2- Amino-5-trifluormethylpyridin, hergestellt in vorstehendem Schritt, 16,7 g (0,125 Mol) N-Chlorsuccinünid und 150 g Methylenchlorid gegeben und die Umsetzung wurde bei 40ºC für 24 Stunden unter Erhitzen und Rühren ausgeführt. Während der Umsetzung wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestatigt. Nach Ablauf der Umsetzung wurde Methylenchlorid abdestilliert. Um Succinimid und das gewünschte Produkt abzutrennen, wurden 150 g Diethylether in das verbleibende Reaktionsprodukt gegeben und das Gemisch gerührt. Ausgefallenes Succinimid wurde durch Filtration abgetrennt und die Diethyletherlösung wurde eingeengt zu 18,2 g gelben Kristallen, die 89 % 2-Amino-3-chlor-5- trifluormethylpyridin und 0,3 % Ausgangsmaterial 2-Amino-5-trifluormethylpyridin (Ausbeute an 2- Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin: 82,4 %) enthielten.
  • Das durch Futration erhaltene Succinimid waren 11,5 g nach dem Trocknen (Reinheit wurde durch Gaschromatographie gemessen: 98 %, Wiedergewinnungsgrad 93 %).
    • BEISPIEL 3
  • (1) Die Reaktion und die Nachbehandlung wurden in der gleichen Weise wie in Schritt (1) von Beispiel 1, mit der Ausnahme, däß 33,9 g (0,1 Mol) Tetra-n-butylphosphoniumbromid anstelle von 19,8 g (0,2 Mol) Kupfer-I-chlorid in Schritt (1) von Beispiel 1 verwendet wurden, zu 288 g 2-Aminotrifluormethylpyridin ausgeführt (Reinheit wurde durch Flüssigchromatographie gemessen: 99 %, Ausbeute: 88 %).
  • (2) Zu dem gleichen 300 ml-Vierhalskolben wie in Beispiel 1 wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2-Amino-5- trffluormethylpyridin, hergestellt in vorstehendem Schritt, 16,7 g (0,125 Mol) N-Chlorsuccinimid und 150 g 1,2-Dichlorethan gegeben und die Reaktion wurde bei 80ºC für 1 Stunde unter Erhitzen und Rühren ausgeführt. Während der Reaktion wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestatigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und 100 g Wasser wurden dazugegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt, Wasser in der wäßrigen Schicht wurde unter vermindertem Druck abdestilliert zu 10,4 g weißen Kristallen von Succinimid (Reinheit wurde durch Gaschromatographie gemessen: 98,8 %, Wiedergewinnungsgrad: 84
  • Andererseits wurde eine 20 %ige wäßrige Salzsäurelösung zu der Ölschicht, erhalten durch Flüssigtrennung, gegeben und das Gemisch wurde gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt und die wäßrige Schicht wurde mit 25 %iger wäßriger Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 15,4 g 2-Amino-3- chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 96 %, Ausbeute: 75 %).
    • BEISPIEL 4
  • Die Reaktion und die Nachbehandlung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgeführt, mit der Ausnahme, däß 150 g Benzol anstelle von 150 g 1,2-Dichlorethan als Lösungsmittel verwendet wurden und 0,1 g 2,2'-Azobisisobutyronitril wurden wie in Beispiel 3 zugegeben. Die erhaltene Succinimidmenge war 10,9 g (Reinheit durch Gaschromatographie gemessen: 98,7 %, Wiedergewinnungsgrad: 88 %) und die Menge an erhaltenem 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin war 15,9 g (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 96 %, Ausbeute: 78 %).
    • BEISPIEL 5
  • Die Reaktion und die Nachbehandlung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 ausgeführt, mit der Ausnahme, däß 150 g Toluol anstelle von 150 g 1,2-Dichlorethan als Lösungsmittel in Beispiel 3 verwendet wurden. Die erhaltene Succinimidmenge war 11,0 g (Reinheit durch Gaschromatographie gemessen: 98,7 %, Wiedergewinnungsgrad: 88 %), und die Menge an erhaltenem 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin war 16,0 g (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 97 %, Ausbeute: 79 %).
    • BEISPIEL 6
  • In einen 300 ml-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Rückflußkühler, wurden 16,2 g (0,1 Mol), 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, hergestellt in der gleichen Weise wie in Schritt (1) von Beispiel 1, 8,8 g (0,038 Mol) Trichlorisocyanursäure und 150 g Acetonitril zugegeben, und die Reaktion wurde bei 60ºC für eine Stunde unter Erhitzen ausgeführt. Wahrend der Reaktion wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestafigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und ausgefallene Isocyanursäure wurde durch Filtration abgetrennt. Die Acetonitrillösung wurde eingeengt zu 19,9 g gelber Kristalle, die 92,1 % 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin und 0,6 % des Ausgangsmaterials 2-Amino-5-trifluormethylpyridin (Ausbeute von 2- Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin: 93,3 %) enthielten.
  • Des weiteren wurden zu diesen gelben Kristallen 100 g einer 20 %igen wäßrigen Salzsäurelösung und 75 g Toluol gegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt und die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 15,9 g 2-Amino-3-chlor-5- trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 96 %, Ausbeute: 77,7 %).
  • Des weiteren war die durch Filtration erhaltene Isocyanursäure 4,7 g nach Trocknen (Wiedergewinnungsgrad: 96 %).
    • BEISPIEL 7
  • In den gleichen 300 ml-Vierhalskolben wie in Beispiel 1 wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, hergestellt in der gleichen Weise wie in Schritt (1) von Beispiel 1, 10,1 g (0,043 Mol) Trichlorisocyanursäure und 150 g Toluol gegeben. Die Umsetzung wurde bei 110ºC für 3 Stunden unter Erhitzen und Rühren ausgeführt. Wahrend der Reaktion wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestätigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und 100 g einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung wurden dazugegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt. Eine 20 %ige wäßrige Salzsäurelösung wurde zu der Ölschicht gegeben und das Gemisch wurde gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden außerdem abgetrennt. Die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 17,6 g 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 95 %, Ausbeute 85 %).
    • BEISPIEL 8
  • In den gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten 300 mi-Vierhalskolben wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2- Amino-5-trifluormethylpyridin und 150 g Toluol gegeben und 42,2 g einer 30 %igen wäßrigen Natriumdichlorisocyanuradösung (Natriumdichlorisocyanurat: 0,0575 Mol) wurden tropfenweise über einen Zeitraum von einer Stunde unter Rühren bei 20ºC dazugegeben Nach der tropfenweise Zugabe wurde das Reaktionsgemisch auf 80ºC erhitzt und die Umsetzung wurde für 10 Stunden unter Rühren durchgeführt. Wahren der Reaktion wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestätigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt. Eine 20 %ige wäßrige Salzsäurelösung wurde zu der Ölschicht gegeben und das Gemisch wurde gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden außerdem abgetrennt. Die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 15,7 g 2-Amino-3- chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 96 %, Ausbeute: 77 %).
    • BEISPIEL 9
  • In den gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten 300 ml-Vierhalskolben wurden 16,2 (0,1 Mol) 2-Amino- 5-trifluormethylpyridin, 20,9 g (0,115 Mol) N-Chlorphthalimid und 150 g Toluol gegeben, und die Reaktion wurde bei 80ºC für eine Stunde unter Erhitzen und Rühren ausgeführt. Während der Umsetzung wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin bestätigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und 50 g einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung wurden dazugegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt. Eine 20 %ige wäßrige Salzsäurelösung wurde zu der Ölschicht gegeben und das Gemisch wurde gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden erneut abgetrennt. Die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 17,5 g 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 97 %, Ausbeute: 86 %).
    • BEISPIEL 10
  • In den gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten 300 ml-Vierhalskolben wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2- Amino-5-trifluormethylpyridin und 150 g Toluol gegeben, und 10,1 g (0,043 Mol) Trichlorisocyanursäure wurden portionsweise über einen Zeitraum von einer Stunde unter Rühren und Kühlen auf eine Temperatur von 0 bis 5ºC zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Reaktion bei der gleichen Temperatur für 3 Stunden unter Rühren ausgeführt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei 2- Chloramino-5-trifluormethylpyridin 91 % betrug und 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 6 % betrug. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch auf 80ºC erhitzt und die Umlagerungsreaktion wurde für 2 Stunden unter Rühren ausgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei der Peak von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin als abwesend gefunden wurde und 2-Amino-3- chlor-5-trifluormethylpyridin 90 % betrug. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und die Nachbehandlung in der gleichen Weise wie in Beispiel 9 ausgeführt zu 16,0 g 2-Amino-3- chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 97 %, Ausbeute: 79 %).
    • BEISPIEL 11
  • In den gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten 300 mi-Vierhalskolben wurden 13,9 g (0,1 Mol) 2- Amino-5-nitropyridin, 15,4 g (0,115 Mol) N-Chlorsuccinimid und 150 g Toluol gegeben und die Reaktion wurde bei 80ºC für eine Stunde unter Erhitzen und Rühren ausgeführt. Während der Reaktion wurde die Bildung von 2-Chloramino-5-nitropyridin bestätigt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und 100 g Wasser wurden dazugegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt. Toluol in der Ölschicht wurde unter vermindertem Druck abdestilliert zu 18,0 g gelben Kristallen, die 91 % 2-Amino-3-chlor-5-nitropyridin und 0,7 % des Ausgangsmaterials 2-Amino-5-nitropyridin (Ausbeute an 2-Amino-3-chlor-5-nitropyridin: 94,4 %) enthielten.
    • BEISPIEL 12
  • In einen 300 ml-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Tropftrichter und einem Rückflußkühler, wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, hergestellt in der gleichen Weise wie in Schritt (1) von Beispiel 1, und 75 g Toluol gegeben, und das Gemisch wurde auf eine Temperatur von 0 bis 5ºC gekühlt. Danach wurde die gemischte Lösung, die 12,5 g (0,115 Mol) tert-Butylhypochlorit und 75 g Toluol enthielt, tropfenweise aus dem Tropftrichter bei der gleichen Temperatur über einen Zeitraum von einer Stunde dazugegeben Nach der tropfenweise Zugabe wurde die Reaktion bei der gleichen Temperatur für 30 Minuten unter Rühren durchgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin 95 % betrug und 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 1 % betrug.
  • Anschließend wurden 0,3 g Essigsäure zu dem Reaktionsprodukt gegeben und das Gemisch wurde auf 70ºC erhitzt und die Umlagerungsreaktion wurde für eine Stunde unter Rühren ausgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei der Peak von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin als abwesend gefunden wurde und 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 89 % betrug. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt und eine 20 %ige wäßrige Hypochloriflösung wurde dazugegeben und gerührt.
  • Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden abgetrennt. Die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 17,3 g 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 98 %, Ausbeute: 86 %).
    • BEISPIEL 13
  • In einen 300 ml-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Gaseinlaß rohr und einem Rückflußkühler, wurden 32,4 g (0,2 Mol), 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, hergestellt in der gleichen Weise wie in Schritt (1) von Beispiel 1, und 150 g Toluol gegeben. Das Gemisch wurde auf eine Temperatur von 0 bis 5ºC abgekühlt. Danach wurden 7,1 g (0,1 Mol) Chlorgas über einen Zeitraum von 30 Minuten unter Rühren eingeblasen. Sobald das Einblasen begann, begann das Hydrochlorid von 2- Amino-5-trifluormethylpyridin auszufallen. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin 48 % betrug und das Hydrochlorid von 2-Amino- 5-trifluormethylpyridin 49 % betrug.
  • Danach wurde 1 g Essigsäure zu dem Reaktionsprodukt gegeben und das Gemisch wurde auf 80ºC erhitzt und die Umlagerungsreaktion wurde für 30 Minuten unter Rühren durchgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei der Peak von 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin als abwesend gefunden wurde und 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 45 % betrug und das Hydrochlorid von 2-Amino-5-trifluormethylpyridin 48 % betrug. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und das Hydrochlorid von 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, das während der Reaktion gebildet und ausgefallen war, wurde durch Filtration gesammelt. Eine 20 %ige wäßrige Salzsäurelösung wurde zu der Ölschicht gegeben und das Gemisch wurde gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden außerdem abgetrennt. Die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 16,7 g 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 97 %, Ausbeute: 41,2 %).
  • Die Hydrochloridmenge von 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, wie vorstehend durch Filtration erhalten, betrug 18,9 g (Ausbeute: 47,6 %), getrocknet. Dieses Hydrochlorid kann in Wasser gelöst, neutralisiert und anschließend mit Toluol extrahiert werden, so daß es für den erneuten Gebrauch als Ausgangsmaterial für die nächste Reaktion zurückgeführt werden kann. Die Ausbeute des Öls in dieser Reaktion ist 88,8 % insgesamt, einschließlich 47,6 % des Hydrochlorids von 2-Amino-5-trifluormethylpyridin und 41,2 % 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin.
    • BEISPIEL 14
  • In einen 300 ml-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Gaseinläßrohr und einem Rückflußkühler, wurden 39,3 g (0,2 Mol) 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin und 150 g Toluol gegeben, und das Gemisch wurde auf eine Temperatur von 0 bis 5ºC gekühlt. Danach wurden 7,1 g (0,1 Mol) Chlorgas über einen Zeitraum von 30 Minuten unter Rühren eingeblasen. Sobald das Einblasen begann, begann das Hydrochlorid von 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin auszufallen. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei 2-Chloramino-3-chlor-5- trifluormethylpyridin 49 % betrug und das Hydrochlorid von 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 49 % betrug.
  • Anschließend wurden 16,2 g (0,1 Mol) 2-Amino-5-trifluormethylpyridin zu dem Reaktionsprodukt gegeben und das Gemisch wurde auf 20ºC erhitzt und bei der gleichen Temperatur für 2 Stunden gerührt. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei 2-Chloramino-3-chlor-5- trifluormethylpyridin als auf 1 % erhöht gefunden wurde und 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin abermals in einer Menge von 31 % gebildet wurde und 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin in einer Menge von 30 % gebildet wurde. Der Rest war das Hydrochlorid von 2-Amino-3-chlor-5-trimethylpyridin.
  • Außerdem wurde 1 g Essigsäure zu dem Reaktionsprodukt gegeben und das Gemisch wurde auf 80ºC erhitzt und die Umlagerungsreaktion wurde für 30 Minuten unter Rühren ausgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei der Peak von 2-Chloramino-5-trifluormethyl pyridin als abwesend gefunden wurde und 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 63 % betrug und das Hydrochlorid von 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin 32 % betrug. Nach Ablauf der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch abgekuhlt und eine 20 %ige wäßrige Salzsäurelösung wurde zu dem Reaktionsprodukt gegeben und gerührt. Eine wäßrige Schicht und eine Ölschicht wurden außerdem abgetrennt. Die wäßrige Schicht wurde mit einer 25 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Ausgefallene hellgelbe Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet zu 55,9 g 2-Amino-3-chlor-5- trifluormethylpyridin (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 98 %, Ausbeute: 92,9 %).
    • BEISPIEL 15
  • In einen 500 ml-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Rückflußkühler, wurden 6,0 g (0,05 Mol) 2-Amino-5-cyanopyridin, 8,3 g (0,0625 Mol) N-Chlorsuccinimid und 200 g Acetonitril gegeben, und die Umsetzung wurde bei 50ºC für eine Stunde unter Rühren durchgeführt. Während der Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt durch Flüssigchromatographie analysiert, wobei die Bildung von 2-Chloramino-5-cyanopyridin bestätigt wurde. Nach Abschluß der Reaktion wurde Acetonitril abdestilliert. Um Succinimid und das gewünschte Produkt abzutrennen, wurden 50 g Wasser zu dem verbleibenden Produkt gegeben und das Gemisch wurde gerührt. Ausgefallene Kristalle wurden durch Filtration gesammelt, mit 50 g Toluol gewaschen und getrocknet zu 6,9 g 2-Amino-3-chlor-5-cyanopyridin als hellbraune Kristalle (Reinheit durch Flüssigchromatographie gemessen: 98 %, Ausbeute: 88 %).
  • Der Schmelzpunkt dieses Produkts betrug 193,9 bis 194,0ºC (nicht korrigiert), und das Ergebnis der Massenspektrometrie war M&spplus;: 153, M&spplus;-Cl: 118.
  • Folglich kann man mit der vorliegenden Erfindung die 3-halogenaromatische Verbindung der Formel (II) aus der aromatischen Verbindung der Formel (I) durch ein einfaches Verfähren bei einfacher Verfahrensführung der Umsetzung ohne wesentliche Nebenreaktionen herstellen. Somit ist das erfindungsgemäße Verfähren industriell anwendbar.

Claims (12)

1. Verfahren zur Halogenierung einer aromatischen Verbindung, umfassend Umsetzen der aromatischen Verbindung der Formel (I):
worin X eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Acylaminogruppe darstellt, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt, einer von R und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, und Q ein Stickstoffatom oder -C(T)= (worin T ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe bedeutet) darstellt, mit einem Halogenierungsmittel zu einer 3-halogenaromatischen Verbindung der Formel (II):
worin einer von R' und Y' ein Halogenatom darstellt und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe bedeutet, und X, Z&sub1;, Z&sub2; und Q wie vorstehend definiert sind, wobei die aromatische Verbindung der Formel (I) umgesetzt wird mit einem Halogenierungsmittel zur Bildung einer halogenaromatischen Verbindung der Formel (III):
worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe bedeutet und Hal ein Halogenatom darstellt) darstellt, und Z&sub1;, Z&sub2;, R, Y und Q wie vorstehend definiert sind und diese halogenaromatische Verbindung der Formel (III) in Gegenwart eines Protonendonors zu der 3-halogenaromatischen Verbindung der Formel (II) umgelagert wird.
2. Verfahren zur Halogenierung eines Pyridins, umfassend Umsetzen des Pyridins der Formel (I'):
worin X eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Acylaminogruppe darstellt, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt und einer von R und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, mit einem Halogenierungsmittel zu einem 3-Halogenpyridin der Formel (II'):
worin einer von R' und Y' ein Halogenatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, und X, Z&sub1; und Z&sub2; wie vorstehend definiert sind, wobei das Pyridin der Formel (I') mit einem Halogenierungsmittel umgesetzt wird zu einem Halogenpyridin der Formel (III'):
worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe bedeutet, und Hai ein Halogenatom darstellt), darstellt und Z&sub1;, Z&sub2;, R und Y wie vorstehend definiert sind, und dieses Halogenpyridin der Formel (III') in Gegenwart eines Protonendonors zu dem 3-Halogenpyridin der Formel (II') umgelagert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Halogenierungsmittel ein N-Halogensuccinimid, ein N-Halogenphthalimid, ein tert-Butylhypohalogenit, Chlorgas, Brom, eine Trihalogenisocyanursäure oder ein Salz davon, eine Dihalogenisocyanursäure oder ein Salz davon, oder ein Halogen-3-halogenpyridin der Formel (IV):
darstellt, worin R', Y', E, Z&sub1; und Z&sub2; wie vorstehend definiert sind, und der Protonendonor eine Carbonsäure, ein Succinimid, ein Phthalimid oder eine Isocyanursäure darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Halogenierungsmittel das Halogen-3-halogenpyridin der Formel (IV), Chlorgas oder Brom darstellt, und der Protonendonor mindestens eine Carbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, darstellt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halogenierungsreaktion bei einer Temperatur von -20ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels durchgeführt wird und die Umlagerungsreaktion bei einer Temperatur von 0ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die 3-halogenaromatische Verbindung der Formel (II) zu einer Halogen-3-halogenaromatischen Verbindung halogeniert wird und die aromatische Verbindung der Formel (I) mit dieser Halogen-3-halogenaromatischen Verbindung zu der halogenaromatischen Verbindung der Formel (III) halogeniert wird, die anschließend zu der 3-halogenaromatischen Verbindung der Formel (II) umgelagert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, wobei das 3-Halogenpyridin der Formel (II') zu Halogen-3-halogenpyridin halogeniert wird und das Pyridin der Formel (I') mit diesem Halogen-3-halogenpyridin zu dem Halogenpyridin der Formel (III') halogeniert wird, welches anschließend zu 3-Halogenpyridin der Formel (II') umgelagert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 7, wobei 2-Amino-5-trifluormethylpyridin, 2-Amino-5-nitropyridin oder 2-Amino-5-cyanopyridin mit Chlorgas zu 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin, 2- Chloramino-5-nitropyridin oder 2-Chloramino-5-cyanopyridin umgesetzt wird, das anschließend in Gegenwart von mindestens einer Carbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, zu 2-Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin, 2-Amino-3-chlor-5-nitropyridin oder 2-Amino-3-chlor-5-cyanopyridin umgelagert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 7, wobei 2-Amino-5-trifluormethylpyridin mit Chlorgas zu 2-Chloramino-5-trifluormethylpyridin umgesetzt wird, welches danach in Gegenwart von mindestens einer Carbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, zu 2- Amino-3-chlor-5-trifluormethylpyridin umgelagert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4, 7, 8 oder 9, wobei die Chlorierung bei einer Temperatur von -20ºC bis +20ºC ausgeführt wird und die Umlagerung bei einer Temperatur von 0ºC bis zur Rückflußtemperatur des Lösungsmittels durchgeführt wird.
11. Verfahren zur Herstellung eines 3-Halogenpyridins, umfassend Umlagerung eines Halogenpyridins der Formel (III'):
worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe darstellt, und Hal ein Halogenatom darstellt) darstellt, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt, und einer von R und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, in Gegenwart eines Protonendonors zu 3-Halogenpyridin der Formel (II'):
worin einer von R' und Y' ein Halogenatom darstellt und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe darstellt, X eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Acylaminogruppe darstellt, und Z&sub1; und Z&sub2; wie vorstehend definiert sind.
12. Halogenpyridinderivat der Formel (V):
worin E -O-Hal oder - -Hal (worin A ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe darstellt, und Hal ein Halogenatom darstellt) bedeutet, jeder von Z&sub1; und Z&sub2; ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt, einer von R" und Y" ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom darstellt und der andere eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe oder eine Trifluormethylgruppe bedeutet.
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