DK164783B - Fremgangsmaade til fremstilling af m-phenoxybenzylidenhalogenider - Google Patents

Description

DK 164783 B

Opfindelsen angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af benzylidenhaiogenider med den i krav 1's indledning angivne almene formel I, hvilken fremgangsmåde er af den i krav 1's indledning angivne art. Disse forbindelser finder anvendelse til fremstilling af m-phenoxybenzaldehyd.

5 Fremstillingen af m-phenoxybenzaldehyd har været kendt længe. Fremgangsmåderne til fremstilling af dette aldehyd kan anbringes i to kategorier. En første type fremgangsmåde består bl.a. i at fiksere phenoxygruppen på et halogenderivat af typen j

“ <T

(jf. fx M. Tomita, J. Pharm. Soc. Jap. 74,1062-5 (1954)).

Udbyttet af denne type fremgangsmåde er middelmådigt, og operationsbetingelserne lidet in-15 dustrielle (opvarmning til ca. 200°C i nærværelse af kobber og kobberacetat af en halogeneret benzoesyreester og kaliumphenat).

i I en anden type fremgangsmåde oxiderer man m-phenoxytoluen med fx kaliumpermanganat til opnåelse af m-phenoxybenzoesyre, hvorpå man reducerer denne forbindelse til m-phenoxy-20 benzaldehyd (jf. G. Lock, Monatsh. 67, 24-35 (1935)). Udbyttet af denne type fremgangsmåde er ikke særlig højt, thi reduktionen af syregruppen til aldehydgruppe foregår med ét udbytte på ikke over 20%. j I mange år har problemet med industriel fremstilling af m-phenoxybenzaldehyd således ikke 25 fået nogen tilfredsstillende løsning, skønt dette aldehyd er blevet et produkt med voksende industriel interesse, navnlig fordi det tillader fremstillingen af sådanne alkoholer som p-phenoxy-benzylalkohol eller alpha-cyan-m-phenoxybenzylalkohol, hvilke forbindelser er nyttige ved fremstillingen af estere af cyclopropancarboxylsyrer med en høj insekticid aktivitet.

30 En af de teoretisk mulige veje til fremstilling af m-phenoxybenzylaldehyd består i at foretage selektiv dihalogenering af sidekæden i m-phenoxytoluen til opnåelse af et m-phenoxybenzyli-dendihalogenid, som ved hydrolyse derpå fører til det ønskede aldehyd.

Denne vej har kun været lidet tillokkende for fagfolk, thi det er velkendt, at selektive dihaloge-35 neringer af sidekæden i en forbindelse med to aromatiske ringe har ry for at være vanskelige, dels på grund af dannelsen af halogenerede derivater ved de aromatiske ringe, dels på grund af muligheden for dannelsen af mono-, di- eller trihalogenerede derivater ved sidekæden.

2

DK 164783 B

Idet man - trods vanskeligheden ved denne halogenering af sidekæden af en sådan forbindelse som m-phenoxytoluen - vidste, at tilføjelsen af en radikalpromotor kan fremme den selektive fiksering af halogenet ved sidekæden, har man i forbindelse med undersøgelser på et naboområde forsøgt at opnå m-phenoxybenzylaldehyd ud fra m-phenoxytoluen ved passage over et 5 mellemprodukt af et dihalogeneret derivat af sidekæden (se FR-A-2.214.676).

Skønt man kunne ty til anvendelsen af sådanne promotorer som azo-bis-isobutyronitril eller phosphortrichlorid eller også indledning ved hjælp af ultraviolette stråler (jf. side 3, linie 6-23 i ovennævnte offentiiggørelsesskrift), og idet man arbejdede ved meget høje temperaturer, nem-10 lig over 220°C, som burde hindre fiksering af halogenet til ringene, har man kun opliået komplicerede blandinger, hvori analyse gjorde det muligt at afsløre eksistensen af en lille mængde m-phenoxybenzylidenhalogenid.

Sagt på en anden måde har man ikke hidtil opnået noget interessant resultat ved halogenering i 15 sidekæden af m-phenoxytoluen (jf. linie 9-11, side 3 i FR-A-2.214.676), og man kunne med rette gå ud fra, at den selektive fremstilling af i sidekæden halogenerede derivater af m-phen-oxytoluen var urealiserbar.

Idet man ikke har taget hensyn til denne fordom, som imidlertid støttede sig på kemiske kends-20 gerninger med veletableret almen status, har man gennem den foreliggende opfindelse realiseret den selektive dihalogenering af m-phenoxytoluen, som gør det muligt at opnå forbindelserne med den almene formel I

"' 1 30 hvor X betegner et brom- eller chloratom.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af disse forbindelser, som fås med et indhold på 75 +10 vægtprocent rent produkt.

35 Fremgangsmåden til fremstilling af forbindelserne med formlen I er ejendommelig ved det i krav 1 's kendetegnende del anførte.

i

DK 164783 B

3 j ί

Hvis man benytter en mængde halogeneringsmiddel, som klart er under to ækvivalenter, falder reaktionsudbyttet, og hvis man benytter en mængde, som klart er over to ækvivalenter, vokser procentsatsen af urenheder i det fremkomne råprodukt.

5 Opfindelsen angår specielt en fremgangsmåde til fremstilling af m-phenoxybenzylidenbromid, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at man omsætter m-phenoxytoluen med N-bromsuccinimid i nærværelse af azo-bis-isobutyronitril i carbontetrachlorid ved kogepunktstemperaturen for reaktionsblandingen, hvorpå man isolerer og derefter ved rektificering renser den fremkomne dibromforbindelse.

1°

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til fremstilling af m-phenoxybenzylidenbromid, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at man omsætter m-phenoxytoluen med brom i nærværelse af azo-bis-isobutyronitril i carbontetrachlorid ved kogepunktstemperaturen for reaktionsblandingen, hvorpå man isolerer og derefter ved rektificering renser den fremkomne dibro-15 merede forbindelse.

Opfindelsen angår ligeledes en fremgangsmåde til fremstilling af m-phenoxybenzylidenchlorid, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at man omsætter m-phenoxytoluen med chlor i nærværelse af azo-bis-isobutyronitril i carbontetrachlorid ved kogepunktstemperaturen for reak-20 tionsblandingen, hvorpå man isolerer og derefter ved rektificering renser den fremkomne dichlo-rerede forbindelse.

Fremgangsmåden til fremstilling af forbindelserne I som beskrevet er simpel og let at udføre industrielt.

25

Ifølge de benyttede operationsbetingelser og navnlig efter halogeneringsmidlets karakter, temperaturen og arten af opløsningsmidlet indeholder det rå produkt fra halogeneringsreaktionen normalt 65-85% dihalogeneret derivat.

30 Man kan om ønsket benytte denne dihalogenerede forbindelse i rå tilstand til synteserne, hvori den tjener som udgangsmateriale. Man kan ligeledes rense det rå reaktionsprodukt, navnlig ved rektificering under formindsket tryk eller ved chromatografi, til opnåelse af rent m-phenoxy-benzylidenbromid eller rent m-phenoxybenzylidenchlorid, hvis fysiske egenskaber er angivet nedenfor i den eksperimentelle del.

35 m-phenoxybenzylidenhalogenideme er i virkeligheden ikke blevet nævnt i FR-A-2.214.676 på anden måde end som en blanding indeholdende en ringe mængde af disse produkter. De er blevet identificeret ved analytiske metoder, men er aldrig blevet isoleret fra disse blandinger.

4

DK 164783 B

Opnåelsen af en tilstrækkelig høj renhedsgrad for m-phenoxybenzylidenchlorid eller -bromid er uomgængelig for at gøre det muligt at benytte disse produkter i de kemiske synteser, hvori de kan tjene som udgangsmaterialer.

5 Nedenstående eksempler illustrerer fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

i

Eksempel 1 m-phenoxybenzvlidenbromid 134 liter carbontetrachlorid indfører man 3 kg m-phenoxytoluen, opvarmer til kogning, eliminerer 10 ved destillation 4 liter opløsningsmiddel til opnåelse af et vandfrit miljø, afkøleri indfører 6,06 kg N-bromsuccinimid (forhold halogeneringsmiddel/phenoxytoluen = 2) og derefter 210 g azo-bis-isobutyronitril, opvarmer til tilbagesvaling (90° + 5°C), opretholder tilbagesvalingen i 23 timer, afkøler til 20°C, omrører i 30 minutter ved denne temperatur, eliminerer det dannede succinimid ved filtrering, inddamper filtratet til tørhed ved destillation under formindsket tryk og får 5,845 15 kg råt m-phenoxybenzylidenbromid (bromindhold 42,5%, teoretisk 46,7%, hvilket svarer til et udbytte på 85% i forhold til det som udgangsprodukt benyttede m-phenoxytoluen).

Ved rektifikation under formindsket tryk får man m-phenoxybenzyiidenbromid i ren! tilstand, kp.

152-153°C ved 0,4 torr, smp. 27,5°C. j 20 !

Analyse: cl3HioBr2° = 342,05 beregnet: C% 45,65 H% 2,95 Br% 46,74 fundet: 45,8 3,0 46,4 25 U.V. spektrum (ethanol med 5% vand):

Spektret viser en ophobning af bånd ved de korte bølgelsenger (under 250 nm) samt små maksima i området 270-280 nm svarende til en ikke-konjugeret aromatisk struktur af typen C0H5-X (hvor x er forskellig fra C og H).

30 I.R. spektrum (på smeltet produkt):

Absorptioner ved 1590, 1490 cm'1, som er karakteristiske for de aromatiske ringe; absorptioner ved 1220,1260 cm'1, som er karakteristiske for strukturen C0H5-O-C0H5; absorption i området 700 cm'1, som er karakteristisk for brom.

35 N.M.R. spektrum (deuterochloroform):

Top ved 6,56 ppm, som er karakteristisk for hydrogenet i -CHBrø; toppe fra 6,84 til 7,60 ppm, som er karakteristiske for de aromatiske protoner.

5

DK 164783 B

Eksempel 2 m-phenoxvbenzvlidenbromid

Man fremstiller en bromopløsning, idet man opløser 2 g azo-bis-isobutyronitril i 240 ml carbontetrachlorid, omrører og tilsætter 214,4 g brom og får 310 ml bromopløsning.

5 I 360 ml carbontetrachlorid indfører man 24 g m-phenoxytoluen og 1,8 g azo-bis-isobutyronitril, opvarmer til tilbagesvaling (90°C + 5°C), og uden at vente indfører man samtidigt og proportio- i nelt i løbet af ca. 2 timer i afhængighed af absorptionen af bromet, som kontrolleres ved fraværet af farvning af miljøet, 96 g m-phenoxytoluen og 240 ml af den ovenfor fremstillede bromop-10 løsning (forhold halogeneringsmiddel/phenoxytoluen = 2), afkøler en smule, tilsætter 1,7 g azo-bis-isobutyronitril, opvarmer reaktionsmiljøet til tilbagesvaling, indfører i løbet af 3-4 timer i afhængighed af absorptionen af bromet 70 ml af den ovenfor fremstillede bromopløsning, idet man efter 2 timers forløb indfører 1,7 g azo-bis-isobutyronitril, omrører under tilbagesvaling i 1 time efter afsluttet tilsætning af brom, afkøler, inddamper opløsningen ved destillation under 15 formindsket tryk (ca. 10 torr) og får 230 g råt m-phenoxybenzylidenbromid indeholdende 75% m-phenoxybenzylidenbromid, hvilket svarer til et udbytte på 77% i forhold til det m-phenoxytoluen, som blev taget i arbejde.

Ved rektificering under formindsket tryk får man rent m-phenoxybenzylidenbromid med samme 20 kvalitet som det i eksempel 1 fremstillede produkt.

Eksempel 3 m-phenoxybenzylidenbromid

Idet man arbejder i analogi med eksempel 2, men idet man erstatter azo-bis-isobutyronitril med 25 dibenzoylperoxid, får man samme udbytte og samme kvalitet af m-phenoxybenzylidenbromid.

Eksempel 4 m-phenoxvbenzvlidenchlorid

I 500 ml carbontetrachlorid indfører man 50 g m-phenoxytoluen, opvarmer reaktionsmiljøet til 30 70°C, indfører 3 g azo-bis-isobutyronitril, opvarmer reaktionsblandingen til tilbagesvaling (90°C

+ 5°C), lader chlor (forhold halogeneringsmiddel/phenoxytoluen = 2) boble igennem til fiksering af 35 g chlor i løbet af ca. 1 time 30 minutter, omrører i 30 minutter under tilbagesvaling, afkøler, inddamper til tørhed ved destillation under formindsket tryk (ca. 10 torr) og får 71 g råt m-phenoxybenzylidenchlorid indeholdende 66% rent dichlorderivat (svarende til et udbytte på 68% 35 i forhold til det m-phenoxytoluen, som blev taget i arbejde), og man rektificerer råproduktet under formindsket tryk og får m-phenoxybenzylidenchlorid.

j 6

DK 164783 B

Analyse: C-^l-^ øOCtø = 253,14 beregnet: C% 61,66 H% 3,98 Cl%28,0 fundet: 61,6 3,9 28,0 5 U.V. spektrum (ethanol med 5% vand):

Spektret viser en ophobning af bånd ved de korte bølgelængder samt små maksima ved 270 og 279 nm svarende til en ikke-konjugeret aromatisk struktur af typen CgHg-x (hvorx er forskelligt fra C og H).

I.R. spektrum (umiddelbart på produktet): 10 Absorptioner ved 1580 cm·'* og 1490 cm'1, som er karakteristiskefor de aromatiske rin ge; absorptioner ved 1260 cm'1 og 1220 cm'1, som er karakteristiske for strukturen C6H5-OC0H5.

N.M.R. spektrum (deuterochloroform): j

Top ved 6,7 ppm (singulet), som er karakteristisk for hydrogenet i CHCI2; toppe fra 6,8 til 15 7,7 ppm, som er karakteristiske for de aromatiske protoner.

20 25 i i 30 35

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af m-phenoxybenzylidenhaiogenider med den almene formel I ! O ' 10 hvor X betegner et brom- eller chloratom ved halogenering af m-phenoxytoluen med et haloge-neringsmiddel i et indifferent opløsningsmiddel, kendetegnet ved, at man omsætter m-phenoxytoluen ved en temperatur mellem 50°C og 120°C med ca. to ækvivalenter af et halo-generingsmiddel, som vælges blandt N-bromsuccinimid samt chlor og brom, i et over for halo- 15 generingsmidlerne indifferent opløsningsmiddel, såsom et halogeneret aliphatisk carbonhydrid med 1-3 carbonatomer, især carbontetrachlorid og i nærværelse af en radikalpromotor, som vælges blandt labile azoforbindelser og peroxider, såsom azo-bis-isobutyronitri! eller benzoyl-peroxid, hvorpå man isolerer og om ønsket renser den fremkomne dihalogenerede forbindelse.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til fremstilling af m-phenoxybenzylidenbromid, kendeteg net ved, at man omsætter m-phenoxytoluen med N-bromsuccinimid i nærværelse af azo-bis-isobutyronitril i carbontetrachlorid ved reaktionsblandingens kogepunkttemperatur og isolerer og ved rektifikation renser den fremkomne dibromerede forbindelse.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til fremstilling af m-phenoxybenzylidenbromid, kendeteg- n e t ved, at man omsætter m-phenoxytoluen med brom i nærværelse af azo-bis-isobutyronitril i carbontetrachlorid ved reaktionsblandingens kogepunkttemperatur, og at man isolerer og derpå ved rektifikation renser den fremkomne dibromerede forbindelse.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til fremstilling af m-phenoxybenzylidenchlorid, kendeteg- n e t ved, at man omsætter m-phenoxytoluen med chlor i nærværelse af azo-bis-isobutyronitril i carbontetrachlorid ved reaktionsblandingens kogepunkttemperatur, og at man isolerer og derefter ved rektifikation renser den fremkomne dichlorerede forbindelse. 35 i