EP1259472A1 - Method for producing chlorocarboxylic acid chlorides - Google Patents

Method for producing chlorocarboxylic acid chlorides

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Publication number
EP1259472A1
EP1259472A1 EP01909800A EP01909800A EP1259472A1 EP 1259472 A1 EP1259472 A1 EP 1259472A1 EP 01909800 A EP01909800 A EP 01909800A EP 01909800 A EP01909800 A EP 01909800A EP 1259472 A1 EP1259472 A1 EP 1259472A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boron
lactone
carbon
mol
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01909800A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Armin Stamm
Roland Götz
Jochem Henkelmann
Friedrich Closs
Heinz-Josef Kneuper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP1259472A1 publication Critical patent/EP1259472A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58Preparation of carboxylic acid halides
    • C07C51/60Preparation of carboxylic acid halides by conversion of carboxylic acids or their anhydrides or esters, lactones, salts into halides with the same carboxylic acid part

Definitions

  • Catalysts urea compounds the published documents EP-A 0 413 264 and EP-A 0 435 714 phosphine oxides as well as the published documents EP-A 0 253 214 and EP-A 0 583 589 organic nitrogen compounds, such as quaternary ammonium salts, nitrogen heterocycles, Amines or formamides.
  • Urea compounds which are liquid under reaction conditions are very particularly preferred, for example N, N '-dimethylethylene-urea (1, 3-dimethyl-2-imidazolidinone), N, N' -dirnethylpropylene-urea (1, 3-dimethyltetrahydro- 2 (1H) -pyrimidinone), N, N, N ', N'-tetrabutylurea or N, N, N', N '-tetramethylthiourea.
  • the urea compounds mentioned can be used as such or in the form of their salts with hydrochloric acid, for example as hydrochlorides, or in the form of their salts of the Vilsmeier type obtainable by reaction with phosgene, the hydrochlorides being preferred.
  • the chlorination catalyst is used in the process according to the invention in a concentration of 0.1 to 20 mol%, preferably 0.1 to 10 mol%, particularly preferably 0.5 to 5 mol%, based on the lactone (II).
  • the process according to the invention enables chlorocarboxylic acid chlorides to be prepared by reacting the corresponding lactones with a chlorinating agent which makes the chlorocarboxylic acid chlorides accessible in high yield and high purity and no longer has the disadvantages of additionally introducing hydrogen chloride gas.
  • the chlorocarboxylic acid chlorides can be easily separated from the boron compounds added according to the invention during workup.

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Abstract

The invention relates to a method for producing chlorocarboxylic acid chlorides of formula (I), wherein R?1 and R2¿, independently from one another, mean a hydrogen atom, an organic radical containing carbon, a halogen, a nitro or cyano group and Y means an alkylene chain having 1 to 10 carbon atoms in the chain which is unsubstituted or is substituted by organic radicals that contain carbon, by halogen, nitro and/or cyano groups, whereby the alkylene chain can be interrupted by an ether-, thioether-, tertiary amino- or keto group, whereby the organic radicals of Y and/or R1 and/or R2 can be connected to one another and thereby form a non-aromatic system, whereby said radicals contain carbon, by converting a lactone of formula (II), wherein R1, R2 and Y have the aforementioned meanings, using a chlorination means in the presence of a chlorination catalyst and in the presence of a boron compound.

Description

Verfahren zur Herstellung von ChlorcarbonsäurechloridenProcess for the production of chlorocarboxylic acid chlorides
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlorcarbonsäurechloriden der Formel (I)The present invention relates to a process for the preparation of chlorocarboxylic acid chlorides of the formula (I)
Rl \ c -γ_ -c //° (I)Rl \ c -γ_ -c // ° (I)
/ ci-/ ci-
R2 ClR2 Cl
in derin the
R1 und R2 unabhängig voneinanderR 1 and R 2 are independent of each other
ein Wasserstoffatom, ein Kohlenstoff enthaltender organischer Rest, ein Halogen, eine Nitro- oder eine Cyanogruppe bedeuten,represent a hydrogen atom, a carbon-containing organic radical, a halogen, a nitro or a cyano group,
und Yand Y
eine Alkylenkette mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Kette, die unsubstituiert oder durch Kohlenstoff enthaltende organische Reste, Halogen, Nitro- und/oder Cyanogruppen substituiert ist, wobei die Alkylenkette durch eine Ether-, Thioether-, tertiäre Amino- oder Ketogruppe unterbrochen sein kann,an alkylene chain with 1 to 10 carbon atoms in the chain, which is unsubstituted or substituted by carbon-containing organic radicals, halogen, nitro and / or cyano groups, where the alkylene chain can be interrupted by an ether, thioether, tertiary amino or keto group .
bedeutet,means
wobei die Kohlenstoff enthaltenden organischen Reste von Y und/ oder R1 und/oder R2 unter Bildung eines nicht-aromatischen Systems miteinander verbunden sein können,the carbon-containing organic radicals of Y and / or R 1 and / or R 2 can be linked to form a non-aromatic system,
durch Umsetzung eines Lactons der Formel (II)by reacting a lactone of the formula (II)
R2R2
in der RX,R2 und Y die vorstehend genannte Bedeutung haben, mit einem Chlorierungsmittel in Gegenwart eines Chlorierungskataly- sators . Chlorcarbonsäurechloride sind wichtige reaktive Zwischenprodukte zur Herstellung pharmazeutischer und agrochemischer Wirkstoffe.in which R X , R 2 and Y have the meaning given above, with a chlorinating agent in the presence of a chlorinating catalyst. Chlorocarboxylic acid chlorides are important reactive intermediates for the production of pharmaceutical and agrochemical active ingredients.
Chlorcarbonsäurechloride können zum Beispiel durch Umsetzung der entsprechenden Lactone mit Chlorierungsmitteln in Gegenwart eines Katalysators hergestellt werden. Als Chlorierungsmittel werden typischerweise Phosgen oder Thionylchlorid eingesetzt, da sie als Koppelprodukte ausschließlich gasförmige Substanzen (C02 bzw. S02 und HC1) bilden.Chlorocarboxylic acid chlorides can be prepared, for example, by reacting the corresponding lactones with chlorinating agents in the presence of a catalyst. Typically, phosgene or thionyl chloride is used as the chlorinating agent, since they only form gaseous substances (CO 2 or SO 2 and HC1) as by-products.
Bei der Verwendung von Thionylchlorid als Chlorierungsmittel wird üblicherweise Zinkchlorid als Katalysator eingesetzt. Entsprechende Verfahren sind in I.I. Grandberg et al . , Izv. Timirya- zevsk. S.-kh. Akad. 1974, (6), Seite 198 bis 204 und O.P. Goel et al., Synthesis, 1973, Seite 538 bis 539 beschrieben. Bei der Umsetzung von γ-Butyrolacton zu 4-Chlorbuttersäurechlorid wurden Ausbeuten von 65 bis 80% erreicht.When using thionyl chloride as the chlorinating agent, zinc chloride is usually used as the catalyst. Appropriate procedures are described in I.I. Grandberg et al. , Izv. Timiryazevsk. S.-kh. Akad. 1974, (6), pages 198 to 204 and O.P. Goel et al., Synthesis, 1973, pages 538 to 539. When converting γ-butyrolactone to 4-chlorobutyric acid chloride, yields of 65 to 80% were achieved.
Bei der Verwendung von Phosgen als Chlorierungsmittel werden im allgemeinen verschiedene Katalysatorsysteme eingesetzt. Als geeignete Katalysatoren sind in US-Patent 2,778,852 Pyridine, tertiäre Amine, Schwermetalle und Säuren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Phosphorchlorid, Phosphoroxychlorid, Aluminiumchlorid, Sulfurylchlorid und Chlorsulfonsäure genannt. Die Offen- legungsschrift DE-A 197 53 773 offenbart als geeigneteVarious catalyst systems are generally used when phosgene is used as the chlorinating agent. Suitable catalysts include US Pat. No. 2,778,852, pyridines, tertiary amines, heavy metals and acids, such as sulfuric acid, phosphoric acid, phosphorus chloride, phosphorus oxychloride, aluminum chloride, sulfuryl chloride and chlorosulfonic acid. The published patent application DE-A 197 53 773 discloses suitable ones
Katalysatoren Harnsto fVerbindungen, die Offenlegungsschrif ten EP-A 0 413 264 und EP-A 0 435 714 Phosphinoxide sowie die Offen- legungsschriften EP-A 0 253 214 und EP-A 0 583 589 organische StickstoffVerbindungen, wie quartäre Ammoniumsalze, Stickstoff - heterocyclen, Amine oder Formamide.Catalysts urea compounds, the published documents EP-A 0 413 264 and EP-A 0 435 714 phosphine oxides as well as the published documents EP-A 0 253 214 and EP-A 0 583 589 organic nitrogen compounds, such as quaternary ammonium salts, nitrogen heterocycles, Amines or formamides.
Im US-Patent 2,778,852 ist die Synthese von 4-Chlorbuttersäure- chlorid durch Umsetzung von γ-Butyrolacton mit Phosgen in Gegenwart von Pyridin beschrieben.US Pat. No. 2,778,852 describes the synthesis of 4-chlorobutyric acid chloride by reacting γ-butyrolactone with phosgene in the presence of pyridine.
Um die Ausbeute zu steigern, wird in der Regel zusätzlich gasförmiger Chlorwasserstoff eingeleitet. Die Verwendung von Chlorwasserstoff ist jedoch insbesondere aus ökologischen und ökonomischen Gründen nachteilig, da sie in überstöchiometrischen Mengen eingesetzt wird und der überschüssige Anteil aufgearbeitet und neutralisiert werden muß, was zu einem erheblichen Salzanfall führt. Des weiteren erfordert die Verwendung von größeren Mengen an Chlorwasserstoffgas einen zusätzlichen technologischen und lo- gistischen Aufwand. Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Hersteilung von Chlorcarbonsäurechloriden durch Umsetzung der entsprechenden Lactone mit Chlorierungsmitteln zu entwickeln, welches die bekannten Nachteile nicht mehr besitzt und die Chlorcarbonsäure - Chloride in hoher Ausbeute und hoher Reinheit zugänglich macht.In order to increase the yield, gaseous hydrogen chloride is generally also introduced. However, the use of hydrogen chloride is particularly disadvantageous for ecological and economic reasons, since it is used in excess of stoichiometric amounts and the excess must be worked up and neutralized, which leads to a considerable amount of salt. Furthermore, the use of larger amounts of hydrogen chloride gas requires additional technological and logistical effort. The object was therefore to develop a process for the production of chlorocarboxylic acid chlorides by reacting the corresponding lactones with chlorinating agents which no longer has the known disadvantages and which makes the chlorocarboxylic acid chlorides accessible in high yield and high purity.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Chlorcarbonsäurechloriden der Formel (I)Accordingly, a process for the preparation of chlorocarboxylic acid chlorides of the formula (I)
RR
R R
in derin the
R1 und R2 unabhängig voneinanderR 1 and R 2 are independent of each other
ein Wasserstoffatom, ein Kohlenstoff enthaltender organischer Rest, ein Halogen, eine Nitro- oder eine Cyanogruppe bedeuten,represent a hydrogen atom, a carbon-containing organic radical, a halogen, a nitro or a cyano group,
und Yand Y
eine Alkylenkette mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Kette, die unsubstituiert oder durch Kohlenstoff enthaltende organische Reste, Halogen, Nitro- und/oder Cyanogruppen substituiert ist, wobei die Alkylenkette durch eine Ether-, Thioether-, tertiäre Amino- oder Ketogruppe unterbrochen sein kann,an alkylene chain with 1 to 10 carbon atoms in the chain, which is unsubstituted or substituted by carbon-containing organic radicals, halogen, nitro and / or cyano groups, where the alkylene chain can be interrupted by an ether, thioether, tertiary amino or keto group .
bedeutet,means
wobei die Kohlenstoff enthaltenden organischen Reste von Y und/ oder R1 und/oder R2 unter Bildung eines nicht-aromatischen Systems miteinander verbunden sein können,the carbon-containing organic radicals of Y and / or R 1 and / or R 2 can be linked to form a non-aromatic system,
durch Umsetzung eines Lactons der Formel (II)by reacting a lactone of the formula (II)
in der R1, R2 und Y die vorstehend genannte Bedeutung haben, mit einem Chlorierungsmittel in Gegenwart eines Chlorierungskatalysators gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer Borverbindung durchführt. in which R 1 , R 2 and Y have the meaning given above, with a chlorinating agent in the presence of a chlorination catalyst, which is characterized in that the reaction is carried out in the presence of a boron compound.
Wesentlich beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Gegenwart einer Borverbindung. Als Borverbindungen eignen sich beispielsweise die im folgenden aufgelisteten Verbindungen und Stoff - gruppen, wobei Gemische verschiedener Borverbindungen ebenfalls möglich sind.The presence of a boron compound is essential in the process according to the invention. Examples of suitable boron compounds are the compounds and groups of substances listed below, mixtures of different boron compounds also being possible.
Boroxid, wie B203.Boron oxide, such as B 2 0 3 .
Borsauerstoffsäuren, wie Borsäure (HB03, genaue Bezeichnung "Orthoborsäure") , Metaborsäuren (vom Typ HB02 , z.B. α- HB02, ß- HB0 oder γ- HB02) , Oligoborsäuren oder Polyborsäuren.Boric oxygen acids, such as boric acid (HB0 3 , exact name "orthoboric acid"), metaboric acids (of the type HB0 2 , for example α-HB0 2 , β-HB0 or γ-HB0 2 ), oligoboric acids or polyboric acids.
Salze der Borsauerstoffsäuren, wie Borate ([B03]3~, genaue Bezeichnung "Orthoborat") , Oligoborate (z.B. [B303 (OH) 5] 2~ , [B405(OH)4]2-, [B506 (0H)6] 3- oder [B607 (OH) 6] 2") oder Polyborate (z.B. [B0 ]") mit anorganischen oder organischen Kationen, wie etwa Alkalimetallionen (z.B. Li+, Na+ oder K+) , Erdalkalimetallionen (z.B. Mg2+, Ca2+ oder Sr2+) , Ammoniumion NH+ oder primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Amine (z.B. Tetra - methylammonium, Tetraethylammonium, Tetrapropylammonium, Te- traisopropylammonium, Phenyltrimethylammonium, Phenyltriethy- lammonium, Trimethylammonium, Triethylammonium, Tripropylam- monium, Triisopropylam onium, Phenyldimethylammonium, Phenyl - diethylammonium oder Phenylammonium ("Anilinium" ) ) .Salts of boric acid such as borates ([B0 3 ] 3 ~ , exact name "Orthoborat"), oligoborates (e.g. [B 3 0 3 (OH) 5 ] 2 ~ , [B 4 0 5 (OH) 4 ] 2-, [B 5 0 6 (0H) 6 ] 3- or [B 6 0 7 (OH) 6 ] 2 " ) or polyborates (for example [B0]") with inorganic or organic cations, such as alkali metal ions (for example Li + , Na + or K + ), alkaline earth metal ions (e.g. Mg 2+ , Ca 2+ or Sr 2+ ), ammonium ion NH + or primary, secondary, tertiary or quaternary amines (e.g. tetra-methylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetraisopropylammonium, phenyltrimethylammonium, Phenyltriethylammonium, trimethylammonium, triethylammonium, tripropylammonium, triisopropylammonium, phenyldimethylammonium, phenyldiethylammonium or phenylammonium ("anilinium")).
Boronsäuren (R-B(OH)2) und deren anorganische oder organische Salze, wie Phenylboronsäure (Dihydroxyphenylboran) oder Dina- triumphenylboronat .Boronic acids (RB (OH) 2 ) and their inorganic or organic salts, such as phenylboronic acid (dihydroxyphenylborane) or disodium phenylboronate.
- Borsäureester, wie die Mono-, Di- oder Tri-Ci-Cg-Alkylester mit gleichen oder verschiedenen, unverzweigten oder verzweigten Alkylgruppen (z.B. Methyl, Ethyl, Propyl , 1-Methylethyl , Butyl , 1-Methyl-propyl, 2-Methylpropyl, 1, 1-Dimethylethyl , Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl , 3-Methylbutyl , 2, 2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl , Hexyl , 1, 1-Dimethylpropyl , 1,2-Dirnethylpropyl, 1-Methylpentyl , 2-Methylpentyl , 3-Methyl- pentyl, 4-Methylpentyl, 1 , 1-Dimethylbutyl , 1 , 2-Dimethylbutyl , 1, 3-Dimethylbutyl, 2 , 2-Dimethylbutyl, 2 , 3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl , 1,1,2-Tri- methylpropyl , 1 , 2 , 2-Trimethylpropyl, 1-Ethyl-l-methylpropyl oder l-Ethyl-2-methylpropyl) , beispielsweise Borsauretπme- thylester, Borsauretriethylester oder Borsauretripropylester .- Boric acid esters, such as the mono-, di- or tri-Ci-Cg-alkyl esters with the same or different, unbranched or branched alkyl groups (for example methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methyl-propyl, 2-methylpropyl , 1, 1-dimethylethyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2, 2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1,2-dirnethylpropyl, 1-methylpentyl, 2 -Methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2, 2-dimethylbutyl, 2, 3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1, 2, 2-trimethylpropyl, 1-ethyl-l-methylpropyl or 1-ethyl-2-methylpropyl), for example boric acid methyl ester, boric acid triethyl ester or boric acid tripropyl ester.
Borhalogenide mit Fluor, Chlor, Brom und/oder Iod, beispiels- weise BF3 (Bortπf luoπd) , BC13 (Bortπchloπd) , BBr3 (Bortπ- bromid) , BI3 (Bortruodid) , BF2C1, BFC12, BF2Br, BFBr2 , BF2I, BFI2, BFClBr, BFC1I, BFBrI , BCl2Br, BClBr2, BC12I, BC1I2, BClBrI, BBr2I, BBrI2, B2F , B2CI4, B2Br4, B2I4 und deren Komplexe, beispielsweise mit Sauerstoff-, Schwefel- oder Stick - stoff Verbindungen, wie z.B. Hydrate, Alkoholate, Etherate,Boron halides with fluorine, chlorine, bromine and / or iodine, for example BF 3 (Bortπf luoπd), BC1 3 (Bortπchloπd), BBr 3 (Bortπbromid), BI 3 (Bortruodid), BF 2 C1, BFC1 2 , BF 2 Br, BFBr 2 , BF 2 I, BFI 2 , BFClBr, BFC1I, BFBrI, BCl 2 Br, BClBr 2 , BC1 2 I, BC1I 2 , BClBrI, BBr 2 I, BBrI 2 , B 2 F, B 2 CI 4 , B 2 Br 4 , B 2 I 4 and their complexes, for example with oxygen, sulfur or nitrogen compounds, such as hydrates, alcoholates, etherates,
Komplexe mit Sulfiden, Ammoniak, Ammen oder Pyπdmen, beispielsweise [Wasser BF3] , [Methanol BF3] , [Ethanol BF3] , [Dimethylether BF ] , [Diethylether BF3] , [n-Propyl- ether BF3] , [iso-Propylether BF3] , [Tetrahydrof uran BF3] , [Dimethylsulf ld BF3] , [Ammoniak BF3] , [Methylamin BF3] ,Complexes with sulfides, ammonia, amines or pyπdms, for example [water BF 3 ], [methanol BF 3 ], [ethanol BF 3 ], [dimethyl ether BF], [diethyl ether BF 3 ], [n-propyl ether BF 3 ], [isopropyl ether BF 3 ], [tetrahydrofuran BF 3 ], [dimethyl sulfide BF 3 ], [ammonia BF 3 ], [methylamine BF 3 ],
[Dimethylamm BF3] , [Tπmethylamm BF3] , [Ethylamm BF3] , [Diethylamm BF3] , [Triethylamm BF3] , [Harnstoff BF3] , [Pyπdm BF3] , [2-Methylpyrιdm BF3] oder [3-Methyl- pyπdm BF3] .[Dimethylamm BF 3 ], [Tπmethylamm BF 3 ], [Ethylamm BF 3 ], [Diethylamm BF 3 ], [Triethylamm BF 3 ], [Urea BF 3 ], [Pyπdm BF 3 ], [2-Methylpyrιdm BF 3 ] or [3-methyl-pyπdm BF 3 ].
Bevorzugt eingesetzt werdenPreferably used
Boroxid B20 ;Boron oxide B 2 0;
- Borsaure H3B03;Boric acid H 3 B0 3 ;
Borsauretrι-Cι-C -alkylester, wie beispielsweise Borsauretπ- methylester, Borsauretriethylester, Borsauretripropylester, Borsauretrusopropylester oder Borsauretributylester;Borsauretrι-Cι-C alkyl esters, such as Borsauretπ- methyl ester, Borsauretriethylester, Borsauretripropylester, Borsauretrusopropylester or Borsauretributylester;
Bortπfluoπd, Bortrichloπd oder deren Komplexe, beispielsweise mit Wasser, Alkoholen (insbesondere Methanol) , Ether (insbesondere Diethylether), Sulfiden (insbesondere Dimethylsulfld) oder Ammen (insbesondere Ethylamm) , beispielsweise Bortrifluoπd-Dihydrat oder Bortrifluorid-Etherate (insbesondere mit Diethylether) ,Bortπfluoπd, Bortrichloπd or their complexes, for example with water, alcohols (in particular methanol), ethers (in particular diethyl ether), sulfides (in particular dimethylsulfide) or amines (in particular ethylamm), for example boron trifluoride dihydrate or boron trifluoride etherates (in particular with diethyl ether),
oder deren Gemische.or their mixtures.
Besonders bevorzugt eingesetzt werden die halogenfreien Borverbindungen Boroxid B203, Borsaure H3B03 und Borsauretrι-C1-C4-alkyl - ester. Besonders bevorzugt smd Borsaure H3B03 und Borsauretπ- methylester. Der Einsatz derartiger Borverbindungen hat den Vorteil, daß die Reaktionsgemische frei von Fluoridionen smd. Damit vereinfacht sich im Vergleich zur Reaktion mit Borhalogeniden die gesamte Apparatetechnik. Die Borverbindung oder deren Gemische wird/werden beim erfindungsgemäßen Verfahren in einer Konzentration von 0,1 bis 20 mol-%, bevorzugt 0,1 bis 10 mol-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 mol-% bezogen auf das Lacton (II) eingesetzt.The halogen-free boron compounds boron oxide B 2 0 3 , boric acid H 3 B0 3 and boric acid C 1 -C 4 alkyl ester are particularly preferably used. Particularly preferred is boric acid H 3 B0 3 and boric acid methyl ester. The use of such boron compounds has the advantage that the reaction mixtures are free of fluoride ions. This simplifies the entire apparatus technology compared to the reaction with boron halides. In the process according to the invention, the boron compound or mixtures thereof are / are used in a concentration of 0.1 to 20 mol%, preferably 0.1 to 10 mol%, particularly preferably 0.5 to 5 mol%, based on the lactone (II ) used.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Chlorcarbonsäurechloriden besitzen die Formel (I)The chlorocarboxylic acid chlorides which can be prepared in the process according to the invention have the formula (I)
in der R1 und R2 unabhängig voneinander ein Wassers toffatom, ein Kohlenstoff enthaltender organischer Rest, ein Halogen, eine Nitro- oder eine Cyanogruppe bedeuten.in which R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, a carbon-containing organic radical, a halogen, a nitro or a cyano group.
Unter einem Kohlenstoff enthaltenden organischen Rest ist ein unsubstituierter oder substituierter, aliphatischer , aromatischer oder araliphatischer Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen zu verstehen. Dieser Rest kann ein oder mehrere Heteroatome, wie etwa Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel enthalten, beispielsweise - 0-, -S-, -NR-, -CO- und/oder -N= in aliphatischen oder aromatischen Systemen, und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen, welche beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und/oder Halogen enthalten, substituiert sein, wie beispielsweise durch Fluor, Chlor, Brom, Iod und/oder eine Cyanogruppe. Enthält der Kohlenstoff enthaltende organische Rest ein oder mehrere Heteroatome, so kann dieser auch über ein Heteroatom gebunden sein. Somit sind beispielsweise auch Ether-, Thioether- und tertiäre Aminogruppen eingeschlossen. Als bevorzugte Beispiele des Kohlenstoff enthaltenden organischen Rests seien C ~ bis C2o-Alkyl, insbesondere Cχ~ bis Cς-Alkyl, Cζ- bis Cio-Aryl, C7- bis C2o-Aralk l, insbesondere C - bis Cio-Aralkyl, und C - bis C2o-Alkaryl, insbesondere C7- bis Cio-Alkaryl, genannt.An organic radical containing carbon is to be understood as an unsubstituted or substituted, aliphatic, aromatic or araliphatic radical having 1 to 20 carbon atoms. This radical can contain one or more heteroatoms, such as oxygen, nitrogen or sulfur, for example - 0-, -S-, -NR-, -CO- and / or -N = in aliphatic or aromatic systems, and / or by one or several functional groups which contain, for example, oxygen, nitrogen, sulfur and / or halogen, such as, for example, fluorine, chlorine, bromine, iodine and / or a cyano group. If the carbon-containing organic radical contains one or more heteroatoms, this can also be bound via a heteroatom. Thus, for example, ether, thioether and tertiary amino groups are also included. Preferred examples of the carbon-containing organic radical are C 1 -C 2 -alkyl, in particular Cχ-Cς-alkyl, Cζ- to Cio-aryl, C 7 - to C 2 o -Ar alk l, in particular C - to Cio Aralkyl, and C - to C 2 o-alkaryl, in particular C 7 - to Cio-alkaryl.
Als Halogene seien Fluor, Chlor, Brom und Iod genannt.Halogens are fluorine, chlorine, bromine and iodine.
Bevorzugt sind die Chlorcarbonsäurechloride (I) , bei denen R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Cι~ bis Cg-Alkyl, Cg- bis Cio-Aryl, C7- bis Cιo~Aralkyl oder C7- bis Cio-Alkaryl bedeuten, beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl , Butyl, 1-Me- thyl-propyl, 2-Methylpropyl, 1 , 1-Dimethylethyl , Pentyl, 1-Methyl - butyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl , 2 , 2-Dimethylpropyl , 1-Ethyl- propyl, Hexyl , 1, 1-Dimethylpropyl , 1 , 2-Dimethylpropyl , 1-Methyl - pentyl, 2-Methylpentyl , 3-Methyipentyl , 4-Methylpe tyl , 1, 1-Dimethylbutyl, 1 , 2-Dimethylbutyl, 1, 3-Dimethylbutyl , 2,2-Dιmethylbutyl, 2 , 3-Dιmetnylbutyl , 3 , 3-Dimethylbutyl , 1-Ethyl- butyl, 2-Ethylbutyl, 1, 1 , 2-Tπmethylpropyl , 1 , 2 , 2-Tπmethyl - propyl, 1-Ethyl-l-methylpropyl , l-Ethyl-2-methylpropyl , Phenyl, 2-Methylphenyl (o-Toluoyl) , 3-Methylphenyl (m-Toluoyl) , 4-Methyl- phenyl (p-Toluoyl) , Naphthyl oder Benzyl . Besonders bevorzugt sind Wasserstoff und C - bis C4-Alkyl, insbesondere Wasserstoff.To Cιo ~ aralkyl or C 7 - - chlorine carboxylic acid chlorides (I) in which R 1 and R 2 independently of one another are hydrogen, ~ to C alkyl, Cg to Cio-aryl, C 7 are preferred to Cio alkaryl mean for example methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, 1, 1-dimethylethyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2, 2 -Dimethylpropyl, 1-ethyl-propyl, hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methyl-pentyl, 2-methylpentyl, 3-methyipentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2, 3-dimethylbutyl, 3, 3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1, 2-trimethylpropyl, 1, 2, 2-trimethyl-propyl, 1-ethyl- l-methylpropyl, l-ethyl-2-methylpropyl, phenyl, 2-methylphenyl (o-toluoyl), 3-methylphenyl (m-toluoyl), 4-methylphenyl (p-toluoyl), naphthyl or benzyl. Hydrogen and C 4 to C 4 alkyl, in particular hydrogen, are particularly preferred.
Y bedeutet eine unsubstituierte oder durch Kohlenstoff enthaltende organische Reste, Halogen, Nitro- und/oder Cyanogruppen substituierte Alkylenkette mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen der Kette, wobei die Alkylenkette durch eine Ether- (-0-) , Thioether- (-S-) , tertiäre Amino- (-NR-) oder Ketogruppe (-CO-) unterbrochen sein kann. Die Kohlenstoff enthaltenden organischen Reste und Ha logen smd wie oben definiert.Y represents an unsubstituted or carbon-containing organic radicals, halogen, nitro and / or cyano groups substituted alkylene chain with 1 to 10 carbon atoms of the chain, the alkylene chain being replaced by an ether (-0-), thioether- (-S-), tertiary amino (-NR-) or keto group (-CO-) may be interrupted. The carbon-containing organic residues and halogens smd as defined above.
Als Beispiele für den Rest Y seien die Alkylene (CH2)n mit n gleich 1 bis 10 genannt, wobei ein oder mehrere, gegebenenfalls alle Wasserstoffatome durch Cι~ bis Cς-Alkyl, Cζ- bis Cio-Aryl, C7- bis Cio-Aralkyl und/oder C7- bis Cio-Alkaryl, beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl , Butyl, 1-Methyl-propyl , 2-Methylpropyl, 1 , 1-Dιmethylethyl , Pentyl, 1-Methylbutyl , 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl , 2 , 2-Dιmethylpropyl , 1-Ethylpropyl , Hexyl, 1 , 1-Dιmethylpropyl , 1, 2-Dirnethylpropyl , 1-Methylpentyl , 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl , 4-Methylpentyl , 1 , 1-Dιmethyl - butyl, 1,2-Dιmethylbutyl, 1, 3-Dimethylbutyl , 2 , 2-Dimethylbutyl , 2,3-Dιmethylbutyl, 3 , 3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl , 2-Ethylbutyl , 1, 1,2-Tπmethylpropyl, 1, 2 , 2-Tπmethylpropyl, 1-Ethyl-l-methyl - propyl, l-Ethyl-2-methylpropyl, Phenyl, 2-Methylphenyl (o-Tolu- oyl) , 3-Methylphenyl (m-Toluoyl) , 4-Methylphenyl (p-Toluoyl) , Naphthyl oder Benzyl ersetzt sein können.Examples of the radical Y are the alkylenes (CH 2 ) n with n equal to 1 to 10, one or more, optionally all of the hydrogen atoms being from C 1 to C 8 alkyl, C 1 to C 10 aryl, C 7 to Cio Aralkyl and / or C 7 to C 10 alkaryl, for example methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, 1, 1-dimethylethyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2- Methylbutyl, 3-methylbutyl, 2, 2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1- Dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1,2-trimethylpropyl, 1, 2, 2-tπmethylpropyl, 1-ethyl-l-methylpropyl, l-ethyl-2-methylpropyl, phenyl, 2-methylphenyl (o-toluoyl), 3-methylphenyl (m-toluoyl), 4- Methylphenyl (p-toluoyl), naphthyl or benzyl can be replaced.
Bevorzugt sind die Chlorcarbonsaurechloride (I) , bei denen Y ein unsubstituiertes Alkylen (CH2)n mιt n gleich 2 bis 8, besonders bevorzugt n gleich 2 bis 4, konkret CH2CH2 , CH2CH2CH2 , CH2CH2CH2CH2, bedeutet.Preferred are the chlorocarboxylic acid chlorides (I) in which Y is an unsubstituted alkylene (CH 2 ) n m nt n is 2 to 8, particularly preferably n is 2 to 4, specifically CH 2 CH 2 , CH 2 CH 2 CH 2 , CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 .
Es ist auch möglich, daß die organischen Reste R1 und/oder R2 und/ oder von Y unter Bildung eines nicht-aromatischen Systems miteinander verbunden smd. Als Beispiel hierzu sei Hexahydrophthalid genannt.It is also possible that the organic radicals R 1 and / or R 2 and / or of Y are bonded together to form a non-aromatic system. An example of this is hexahydrophthalide.
Die beim erfmdungsgemaßen Verfahren ganz besonders bevorzugten Chlorcarbonsaurechloride (I) sind 4-Chlorbuttersaurechloπd (4-Chlorbutansaurechloπd) , 5-Chlorvalerιansaurechloπd (5-Chlor- pentansaurechlorid) oder 6-Chlorcapronsaurechloπd (6-Chlorhexan- saurechloπd) . Die einzusetzenden Lactone besitzen die Formel (II)The chlorocarboxylic acid chlorides (I) which are very particularly preferred in the process according to the invention are 4-chlorobutyric acid chloride (4-chlorobutanoic acid chloride), 5-chlorovaleric acid chloride (5-chloropentanoic acid chloride) or 6-chlorocaproacetic acid chloride (6-chlorohexanoic acid chloride). The lactones to be used have the formula (II)
in der R1, R2 und Y die vorstehend genannten Bedeutungen haben. Selbstverständlich können auch Mischungen verschiedener Lactone eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt eingesetzt werden γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton oder ε-Caprolacton.in which R 1 , R 2 and Y have the meanings given above. Mixtures of different lactones can of course also be used. Γ-Butyrolactone, δ-valerolactone or ε-caprolactone are very particularly preferably used.
Als Chlorierungsmittel werden vorzugsweise Phosgen, Diphosgen (Chlorameisensäuretrichlormethylester) , Triphosgen (Kohlensäure- bis (trichlormethyl) ester) und/oder Thionylchlorid eingesetzt. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Phosgen oder Thionylchlorid, insbesondere von gasförmigem und/oder flüssigem Phosgen.The chlorinating agents used are preferably phosgene, diphosgene (trichloromethyl chloroformate), triphosgene (bis (trichloromethyl) ester) and / or thionyl chloride. The use of phosgene or thionyl chloride, in particular gaseous and / or liquid phosgene, is particularly preferred.
Als Chlorierungskatalysator sind prinzipiell alle bekannten Chlorierungskatalysatoren, insbesondere Stickstoff- und Phosphorverbindungen geeignet, wie beispielsweise offenkettige oder cy- clische, unsubstituierte oder substituierte Harnstoffe, N,N-di- substituierte Formamide (z.B. N,N-Dimethylformamid) , Trialkyl- oder unsubstituierte oder substituierte Triarylphosphinoxide, substituierte oder unsubstituierte Pyridine, quartäre Ammoniumsalze (z.B. Benzyltrimethylammoniumchlorid) , Amidine oder deren Salze einschließlich Hydrochloride, unsubstituierte oder ein bis mehrfach N-substituierte Guanidine oder Hexaalkylguanidinium- salze.In principle, all known chlorination catalysts, in particular nitrogen and phosphorus compounds, are suitable as chlorination catalysts, such as, for example, open-chain or cyclic, unsubstituted or substituted ureas, N, N-di-substituted formamides (for example N, N-dimethylformamide), trialkyl or unsubstituted or Substituted triarylphosphine oxides, substituted or unsubstituted pyridines, quaternary ammonium salts (eg benzyltrimethylammonium chloride), amidines or their salts including hydrochlorides, unsubstituted or mono- to poly-substituted guanidines or hexaalkylguanidinium salts.
Als Chlorierungskatalysator wird bevorzugt eine HarnstoffVerbindung, ein Phosphinoxid, eine Pyridinverbindung oder Gemische davon eingesetzt.A urea compound, a phosphine oxide, a pyridine compound or mixtures thereof is preferably used as the chlorination catalyst.
Die bevorzugt eingesetzten HarnstoffVerbindungen sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE-A 197 53 773 beschrieben. Besonders bevorzugt eingesetzt werden offenkettige, substituierte Harnstoffverbindungen der Formel (III)The urea compounds used with preference are described, for example, in the published patent application DE-A 197 53 773. Open-chain, substituted urea compounds of the formula (III) are particularly preferably used.
XX
R3^N^N/R6 ,(TITITI1) , R3 ^ N ^ N / R6 , (TITI T I 1 ),
I II I
R4 R5 wobei X für Sauerstoff oder Schwefel steht und R3 bis R5 unabhängig voneinander vorzugsweise Cι~ bis Cι0-Alkyl bedeuten oder in der einer der Reste R3 oder R4 gemeinsam mit einem der Reste R5 oder R6 eine C2- bis C4~Alkylenkette bedeutet. Ganz besonders bevorzugt sind HarnstoffVerbindungen, welche bei Reaktions- bedingungen flüssig sind, beispielsweise N, N' -Dimethylethylen- harnstoff (1 , 3-Dimethyl-2-imidazolidinon) , N, N' -Dirnethylpropylen- harnstoff (1, 3-Dimethyltetrahydro-2 (1H) -pyrimidinon) , N,N,N',N'- Tetrabutylharnstoff oder N,N,N' ,N' -Tetramethylthioharnstoff . Die genannten HarnstoffVerbindungen können als solche oder in Form ihrer Salze mit Chlorwasserstoffsäure, beispielsweise als Hydro- chloride, oder in Form ihrer durch Umsetzung mit Phosgen erhältlichen Salze des Vilsmeier-Typs eingesetzt werden, wobei die Hydrochloride bevorzugt sind.R4 R5 where X is oxygen or sulfur and R 3 to R 5 independently of one another are preferably C 1 -C 8 -alkyl or in which one of the radicals R 3 or R 4 together with one of the radicals R 5 or R 6 is a C 2 - to C 4 ~ alkylene chain means. Urea compounds which are liquid under reaction conditions are very particularly preferred, for example N, N '-dimethylethylene-urea (1, 3-dimethyl-2-imidazolidinone), N, N' -dirnethylpropylene-urea (1, 3-dimethyltetrahydro- 2 (1H) -pyrimidinone), N, N, N ', N'-tetrabutylurea or N, N, N', N '-tetramethylthiourea. The urea compounds mentioned can be used as such or in the form of their salts with hydrochloric acid, for example as hydrochlorides, or in the form of their salts of the Vilsmeier type obtainable by reaction with phosgene, the hydrochlorides being preferred.
Die bevorzugt eingesetzten Phosphinoxide sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift EP-A 0 413 264 beschrieben. Besonders bevorzugt eingesetzt werden die Trialkyl- oder unsubstituierten oder substituierten Triarylphosphinoxide der Formel (IV)The preferred phosphine oxides are described, for example, in the published patent application EP-A 0 413 264. The trialkyl or unsubstituted or substituted triarylphosphine oxides of the formula (IV) are particularly preferably used.
0 R7-P-R9 {IV) # R80 R7-P-R9 {IV) # R8
wobei R7 bis R9 unabhängig voneinander vorzugsweise C ~ bis Cio-Alkyl oder unsubstituiertes oder durch Cι~ bis C4-Alkyl substituiertes Phenyl bedeuten. Ganz besonders bevorzugt sind Phosphinoxide, welche unter Reaktionsbedingungen flüssig sind, beispielsweise lineares oder verzweigtes Trioctyl-, Trihexyl- oder Tributylphosphinoxid sowie Triphenylphosphinoxid oder Gemische verschiedener Trialkylphosphinoxide (z.B. Cyanex von Fa. Cytec Industries) .where R 7 to R 9 independently of one another are preferably C 1 -C 10 -alkyl or unsubstituted or substituted by C 1 -C 4 -alkyl. Phosphine oxides which are liquid under reaction conditions are very particularly preferred, for example linear or branched trioctyl, trihexyl or tributylphosphine oxide and triphenylphosphine oxide or mixtures of various trialkylphosphine oxides (for example Cyanex from Cytec Industries).
Die bevorzugt eingesetzten substituierten oder unsubstituierten Pyridine sind durch die Formel (V)The preferred substituted or unsubstituted pyridines are represented by the formula (V)
in der R10 bis R14 unabhängig voneinander vorzugsweise Wasserstoff oder Cχ~ bis C4-Alkyl bedeuten, beschrieben. Es ist ferner möglich, daß zwei benachbarte Reste unter Bildung eines nicht- aromatischen oder aromatischen Systems miteinander verbunden sind. Besonders bevorzugt sind die Mono-Cι-C4-alkylpyridine, ganz besonders bevorzugt die Monomethylpyridine, insbesondere 3-Methylpyridin (ß-Picolin) .in which R 10 to R 14 independently of one another preferably denote hydrogen or Cχ ~ to C 4 alkyl. It is also possible that two adjacent residues form a non- aromatic or aromatic system are interconnected. The mono-C 1 -C 4 -alkylpyridines are particularly preferred, very particularly preferably the monomethylpyridines, in particular 3-methylpyridine (β-picoline).
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere 3-Methyl - pyridin, Triphenylphosphinoxid und/oder Trialkylphosphinoxid eingesetzt.In the process according to the invention, 3-methylpyridine, triphenylphosphine oxide and / or trialkylphosphine oxide are used in particular.
Der Einsatz flüssiger Chlorierungskatalysatoren hat vor allem verfahrenstechnische Vorteile. So entfällt beispielsweise der aufwendige Umgang mit Feststoffen und deren Dosierung und Förderung. Des weiteren wird ein wesentlich leichtflüssigerer Sump- faustrag in der nachfolgenden destillativen Aufarbeitung erhalten und Verstopfungen vermieden.Above all, the use of liquid chlorination catalysts has process engineering advantages. For example, the time-consuming handling of solids and their dosing and conveying are eliminated. In addition, a much more fluid bottom discharge is obtained in the subsequent distillative workup and blockages are avoided.
Der Chlorierungskatalysator wird beim erfindungsgemäßen Verfahren in einer Konzentration von 0,1 bis 20 mol-%, bevorzugt 0,1 bis 10 mol-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 mol-% bezogen auf das Lacton (II) eingesetzt.The chlorination catalyst is used in the process according to the invention in a concentration of 0.1 to 20 mol%, preferably 0.1 to 10 mol%, particularly preferably 0.5 to 5 mol%, based on the lactone (II).
In einer weiter bevorzugten Form des Verfahrens wird der Katalysator in Form eines Komplexes aus der Borverbindung und dem Chlorierungskatalysator verwendet. Dieser kann beispielsweise durch Zusammenfügen der beiden Komponenten vor oder in dem Reaktor hergestellt werden. Geeignete Komplexe sind beispielsweise der BF -ß-Picolin-Komplex.In a further preferred form of the process, the catalyst is used in the form of a complex of the boron compound and the chlorination catalyst. This can be produced, for example, by joining the two components before or in the reactor. Suitable complexes are, for example, the BF-β-picoline complex.
Als Reaktoren für die Chlorierung können prinzipiell die in der einschlägigen Fachliteratur beschriebenen Apparate für gas/flüssig- sowie flüssig/flüssig-U setzungen eingesetzt werden. Zur Erzielung einer hohen Raum/Zeit-Ausbeute ist eine intensive Durchmischung zwischen der Lacton, Chlorierungskatalysator und Borverbindung enthaltende Lösung und dem zugegebenen Chlorierungs - mittel wichtig. Als nicht-einschränkende Beispiele seien genannt Rührkessel, Rührkesselkaskade, im Gegenstrom betriebene Reaktionskolonnen, Strömungsrohre (bevorzugt mit Einbauten) , Blasensäulen und Schlaufenreaktoren.In principle, the apparatuses for gas / liquid and liquid / liquid reactions described in the relevant specialist literature can be used as reactors for the chlorination. In order to achieve a high space / time yield, intensive mixing between the solution containing lactone, chlorination catalyst and boron compound and the chlorinating agent added is important. Non-restrictive examples include stirred tanks, stirred tank cascades, countercurrent reaction columns, flow tubes (preferably with internals), bubble columns and loop reactors.
Das Verfahren wird vorzugsweise ohne Lösungsmittel durchgeführt. Es ist jedoch möglich, ein gegen das eingesetzte Chlorierungsmittel inertes Lösungsmittel zuzusetzen. Inerte Lösungsmittel sind beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Chlorbenzol, o-, m- oder p-Dichlorbenzol, o-, m- oder p-Xylol, cycli- sehe Carbonate, wie Ethylencarbonat oder Propylencarbonat, das entsprechende Chlorcarbonsäurechlorid-Zielprodukt oder deren Gemische. Werden Lösungsmittel eingesetzt, so wird bevorzugt das Chlorcarbonsaurechlorid-Zielprodukt verwendet. Der Zusatz eines Losungsmittels kann beispielsweise beim Einsatz hohermolekularer, zähflüssiger oder unter Reaktionsbedingungen fester Lactone (II) von Vorteil sein.The process is preferably carried out without a solvent. However, it is possible to add a solvent which is inert to the chlorinating agent used. Inert solvents are, for example, aromatic hydrocarbons, such as toluene, chlorobenzene, o-, m- or p-dichlorobenzene, o-, m- or p-xylene, cyclic carbonates, such as ethylene carbonate or propylene carbonate, the corresponding chlorocarboxylic acid chloride target product or mixtures thereof , If solvents are used, this is preferred Chlorocarboxylic acid chloride target product used. The addition of a solvent can be advantageous, for example, when using high molecular weight, viscous or solid lactones (II) under reaction conditions.
Das erfmdungsgemäße Verfahren kann bei einer Temperatur von 50 bis 200°C, bevorzugt 80 bis 200°C, besonders bevorzugt 110 bis 160°C durchgeführt werden. Es erfolgt im allgemeinen bei einem Druck von 0,01 bis 5 MPa abs, bevorzugt 0,5 bis 2 MPa abs, ms - besondere bei Atmospharendruck.The process according to the invention can be carried out at a temperature of 50 to 200 ° C., preferably 80 to 200 ° C., particularly preferably 110 to 160 ° C. It generally takes place at a pressure of 0.01 to 5 MPa abs, preferably 0.5 to 2 MPa abs, ms - especially at atmospheric pressure.
Die beim erfmdungsgemaßen Verfahren insgesamt zugefuhrte Menge an Phosgen betragt im allgemeinen 0,8 bis 1,5 mol, bevorzugt 0,9 bis 1,2 mol pro mol Lacton (II) .The total amount of phosgene added in the process according to the invention is generally 0.8 to 1.5 mol, preferably 0.9 to 1.2 mol, per mol of lactone (II).
Die Zugabe der Edukte (Lacton (II) und Chlorierungsmittel) und der Katalysatoren (Chloπerungskatalysator und Borverbindung) kann im allgemeinen beliebiger Reihenfolge erfolgen. Vorzugsweise werden einer Variante das Lacton (II), der Chlorierungs - katalysator, die Borverbindung und gegebenenfalls em Losungs- mittel vorgelegt und das Chlorierungsmittel anschließend einge leitet oder m einer anderen Variante alle Komponenten gleichzeitig zugeführt. Ausfuhrungsformen, welche zwischen beiden Varianten liegen sind selbstverständlich auch möglich und gegebenen- falls vorteilhaft.The starting materials (lactone (II) and chlorinating agent) and the catalysts (chlorination catalyst and boron compound) can generally be added in any order. The lactone (II), the chlorination catalyst, the boron compound and, if appropriate, a solvent are preferably introduced to one variant and the chlorinating agent is subsequently introduced or, in another variant, all the components are supplied simultaneously. Embodiments which lie between the two variants are of course also possible and, if appropriate, advantageous.
Bei der Zugar>e der Edukte und Katalysatoren ist es auch möglich, verschiedene Komponenten gezielt vor oder m dem Reaktor m Kontakt zu bringen. So ist beispielsweise eine vorgelagerte Bildung eines Komplexes aus der Borverbindung und dem Chlorierungskataly- sator möglich (z.B. BF -ß-Pιcolm-Komplex) . Des weiteren ist auch eine vorgelagerte Umsetzung zwischen dem Chlorierungskatalysator und dem Chlorierungsmittel möglich (z.B. Vilsmeier-Salz aus N,N- Dialkylformamid und Phosgen oder Thionylchlorid) .When the starting materials and catalysts are available, it is also possible to bring various components in front of or in contact with the reactor. For example, an upstream formation of a complex from the boron compound and the chlorination catalyst is possible (e.g. BF -ß-Pιcolm complex). Furthermore, an upstream reaction between the chlorination catalyst and the chlorinating agent is also possible (e.g. Vilsmeier salt made from N, N-dialkylformamide and phosgene or thionyl chloride).
Das erfmdungsgemaße Verfahren kann diskontinuierlich oder konti nuierlich durchgeführt werden.The method according to the invention can be carried out batchwise or continuously.
a) diskontinuierlicha) discontinuously
Be der diskontinuierlichen Herstellung wird das Reaktionsgemisch, enthaltend das Lacton (II) , den Chloπerungskatalysa tor, die Borverbindung und gegebenenfalls ein Lösungsmittel im allgemeinen m einem Reaktionsapparat, beispielsweise einem Ruhrkessel, vorgelegt und intensiv vermischt. Nun wird bei der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck die gewünschte Menge an flussigem oder gasförmigem Chlorierungs mittel zugegeben. Nach Beendigung der Zugabe an Chlorierungsmittel laßt man die Reaktionslosung wenige Minuten bis wenige Stunden nacnreagieren. Die Nachreaktion kann im Reaktionsapparat oder auch m einem nachgeschalteten Gefäß erfolgen.In the batchwise preparation, the reaction mixture containing the lactone (II), the chlorination catalyst, the boron compound and, if appropriate, a solvent in general is initially introduced into a reaction apparatus, for example a Ruhr kettle, and mixed intensively. Now the desired amount of liquid or gaseous chlorination is at the desired temperature and pressure medium added. After the addition of chlorinating agent has ended, the reaction solution is allowed to react for a few minutes to a few hours. The after-reaction can take place in the reaction apparatus or in a downstream vessel.
In einer besonderen Variante des diskontinuierlichen Verfahrens kann auch das flüssige Chlorierungsmittel (z.B. Thionyl chlorid) , gegebenenfalls mit dem Chloπerungskatalysator und/ oder der Borverbindung und/oder einem Losungsmittel vorgelegt werden. Das Lacton (II) wird dann, gegebenenfalls mit demIn a special variant of the batch process, the liquid chlorinating agent (e.g. thionyl chloride), optionally with the chlorination catalyst and / or the boron compound and / or a solvent, can also be introduced. The lactone (II) is then, optionally with the
Chlorierungskatalysator und/oder der Borverbindung und/oder einem Losungsmittel, bei der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck über einen bestimmten Zeitraum hinweg zugegeben.Chlorination catalyst and / or the boron compound and / or a solvent, added at the desired temperature and pressure over a certain period of time.
b) kontinuierlichb) continuously
Für das kontinuierliche Verfahren geeignete Reaktionsapparate smd beispielsweise Ruhrkessel, Ruhrkesselkaskaden oder im Gegenstrom betriebene Reaktionskolonnen . Beim Start des kontinuierlichen Verfahrens legt man im allgemeinen ein Losungs - mittel (z.B. das entsprechende Chlorcarbonsaurechloπd-Ziel - Produkt) , den Chlorierungskatalysator und die Borverbindung vor, bringt das System auf die gewünschte Temperatur und gibt flussiges oder gasformiges Chlorierungsmittel hinzu. Anschließend beginnt man, parallel zur kontinuierlichen Zufuhr des Chloπerungsmittels , mit der kont uierlicnen Einleitung von Lacton (II) , welches im allgemeinen weiteren Chlorierungskatalysator und weitere Borverbindung enthalt und gege- benenfalls m einem Lösungsmittel gelost sein kann. Nachdem sich der Reaktormhalt zum Chlorcarbonsaurechloπd umgesetzt hat, gleicht man die Mengen an Lacton (II) und Chlorierungsmittel derart an, daß beide im wesentlichen aqui olar zugeführt werden. Eine der zugefahrenen Menge entsprechende Menge des Reaktionsvolumens wird dem Reaktionsapparat, beispielsweise über eine Standhaltung oder durch einen Überlauf, entnommen. Vorzugsweise wird die Reaktionslosung zur Nachreaktion einem weiteren Gefäß zugeführt.Reaction apparatuses suitable for the continuous process, for example Ruhr kettles, Ruhr kettle cascades or reaction columns operated in countercurrent. At the start of the continuous process, a solvent (e.g. the corresponding chlorocarboxylic acid target product), the chlorination catalyst and the boron compound are generally introduced, the system is brought to the desired temperature and liquid or gaseous chlorinating agent is added. Subsequently, parallel to the continuous supply of the chlorinating agent, the continuous introduction of lactone (II), which generally contains further chlorination catalyst and further boron compound and can optionally be dissolved in a solvent, is started. After the reactor contents have reacted to form chlorocarboxylic acid chloride, the amounts of lactone (II) and chlorinating agent are adjusted in such a way that both are supplied essentially with water. A quantity of the reaction volume corresponding to the quantity fed in is withdrawn from the reaction apparatus, for example via maintenance or through an overflow. The reaction solution is preferably fed to a further vessel for the after-reaction.
Es ist im allgemeinen vorteilhaft, nicht-umgesetztes Chlorierungsmittel beispielsweise durch Hmdurchleiten eines Gases, welches gegenüber der Reaktionslosung chemisch inert ist, wie z.B. Stickstoff, anschließend aus der Reaktionslosung auszutreiben ("Strippen") . Nicht-umgesetztes Chlorierungsmittel, welches beispielsweise bereits wahrend der Synthesestufe aus dem Reaktor entweicht und/ oder welches durch nachträgliches "Strippen" ausgetrieben //ird, kann vorteilhafterweise aufgefangen und erneut eingesetzt werden. Geeignete Auffangvorrichtungen smd beispielsweise Kuhlfallen, denen das Chlorierungsmittel auskondensiert.It is generally advantageous to subsequently expel unreacted chlorinating agent, for example by passing a gas which is chemically inert to the reaction solution, such as nitrogen, from the reaction solution (“stripping”). Unreacted chlorinating agent which, for example, already escapes from the reactor during the synthesis stage and / or which is expelled by subsequent "stripping", can advantageously be collected and used again. Suitable collecting devices, for example cooling traps, to which the chlorinating agent condenses.
Die aus der Umsetzung zwischen dem Lacton (II) und dem Chlorierungsmittel stammende Reaktionslosung kann nach den ublicnen Me- thoden aufgearbeitet werden. Bevorzugt ist eine destillative Aufarbeitung, wobei das optionale "Strippen" vor oder m der De stillationskolonne erfolgen kann.The reaction solution resulting from the reaction between the lactone (II) and the chlorinating agent can be worked up using the public methods. Preference is given to working up by distillation, in which case the optional “stripping” can take place before or in the distillation column.
Es ist möglich und gegebenenfalls vorteilhaft, den bei der destillativen Aufarbeitung erhaltenen Sumpfaustrag , welcher unter anderem den Chloπerungskatalysator und die Borverbindung enthalt, ganz oder teilweise ruckzufuhren. Selbstverständlich kann auch vor der Rückführung eine weitere Aufarbeitung des Surpfaus - trags, beispielsweise eine destillative Abtrennung des Chlorie- rungskatalysators und/oder der Borverbindung erfolgen. Falls das Verfahren mit einer Rückführung des Chloπerungskatalysators und/ oder der Borverbindung ausgeübt wird, ist es von Vorteil, zur Ausschleusung möglicher Nebenprodukte nur einen Teil ruckzufuhren und den anderen Teil durch frische Katalysatoren zu ersetzen.It is possible and possibly advantageous to recycle all or part of the bottom product obtained in the work-up by distillation, which contains, inter alia, the chlorination catalyst and the boron compound. Of course, a further work-up of the surf discharge, for example a distillative removal of the chlorination catalyst and / or the boron compound, can also take place before the recycling. If the process is carried out with recycling of the chlorination catalyst and / or the boron compound, it is advantageous to recycle only a part of the possible by-products and to replace the other part with fresh catalysts.
In einer allgemeinen Ausfuhrungsform zur diskontinuierlichen Herstellung der Chlorcarbonsaurechloride (I) legt man die gesamte Menge des entsprechenden Lactons (II) , den bevorzugt flüssigen Chlorierungskatalysator, die Borverbindung und gegebenenfalls em Lösungsmittel (z.B. das entsprechende Chlorcarbonsaurechloπd- Zielprodukt) m einem Ruhrkessel vor. Das Reaktionssystem wird nun auf die gewünschte Temperatur gebracht und bei Atmosphären - druck unter weiterem intensiven R hren flussiges und/oder gasformiges Phosgen oder flussiges Thionylchlorid kontinuierlich zuge- fuhrt. Die gebildeten gasförmigen Koppelprodukte Kohlendioxid oder Schwefeldioxid sowie Chlorwasserstoff werden abgeführt. Nachdem die gewünschte Menge an Chlorierungsmittel zugeführt wurde, wird die Reaktionslosung noch einige Zeit bei der eingestellten Temperatur unter fortgesetztem Ruhren zur Nachreaktion belassen. Bei der Nachreaktion setzt sich noch m der Reaktionslosung befindliches Chlorierungsmittel mit restlichem Lacton (II) um. Um das überschüssige Chlorierungsmittel und dessen Reaktions- produkte Kohlendioxid oder Schwefeldioxid sowie Chlorwasserstoff aus der Reaktionslosung zu entfernen beziehungsweise abzurei ehern, ist es möglich, unter intensiver Durchmischung Inertgas durchzuleiten ("Strippen"). Die erhaltene Reaktionslosung wird nun der Aufarbeitung zugeführt. Im allgemeinen erfolgt die Aufar- beitung destillativ, gegebenenfalls unter Vakuum. Bei hochmoleku laren Chlorcarbonsaurechloπden sind auch andere Re igungsver fahren, wie beispiels eise Kristallisation möglichIn a general embodiment for the batchwise production of chlorocarboxylic acid chlorides (I), the entire amount of the corresponding lactone (II), the preferably liquid chlorination catalyst, the boron compound and, if appropriate, a solvent (for example the corresponding chlorocarboxylic acid chloride product) are placed in a Ruhr kettle. The reaction system is now brought to the desired temperature and liquid and / or gaseous phosgene or liquid thionyl chloride is fed continuously at atmospheric pressure with further vigorous stirring. The gaseous co-products formed, carbon dioxide or sulfur dioxide, and hydrogen chloride are removed. After the desired amount of chlorinating agent has been added, the reaction solution is left for a while at the set temperature with continued stirring for post-reaction. In the after-reaction, chlorinating agent still present in the reaction solution is reacted with residual lactone (II). In order to remove or remove the excess chlorinating agent and its reaction products carbon dioxide or sulfur dioxide as well as hydrogen chloride from the reaction solution, it is possible to pass inert gas through with intensive mixing (“stripping”). The reaction solution obtained is then fed to the workup. In general, the processing by distillation, if necessary under vacuum. In the case of high molecular weight chlorocarboxylic acid chlorides, other cleaning processes, such as crystallization, are also possible
In einer allgemeinen - αsfuhrungsform zur kontinuierlichen Her Stellung der Chlorcaroonsaurechloπde (I) legt man im Reaktor, z.B. einem Ruhrkessel, ein Losungsmittel (z.B. das entsprechende Chlorcarbonsaurechlor_d-Zιelprodukt) , den Chloπerungskatalysator und die Borverbindung vor, bringt das System auf die gewünschte Temperatur und gibt f_jssιges oder gasformiges Chlorierungsmittel hinzu. Anschließend Deginnt man, parallel zur kontinuierlichen Zufuhr des Chloπerungsmittels , mit der kontinuierlichen Einleitung von Lacton (II) , welches im allgemeinen weiteren Chloπe- rungskatalysator und /eitere Borverbindung enthalt und gegebenen - falls einem Lösungsmittel gelost se n kann. Nachdem sich der Reaktorinhalt zum Chlorcarbonsaurechlorid umgesetzt hat, gleicht man die Mengen an Lacton (II) und Chlorierungsmittel derart an, daß beide im wesentlichen aquimolar zugeführt werden. Eine der zugefahrenen Menge entsprechende Menge des Reaktionsvolumens wird dem Reaktionsapparat, beispielsweise über eine Standhaltung oder einem Überlauf, entno-unen. Die entnommene Reaktionslosung wird m einem nachgeschalteten Behalter, beispielsweise einem Ruhrkessel, zur Nachreaktion aufgefangen. Nachdem auch der nachgeschaltete Behalter durch den Reaktionsaustrag gefüllt wurde, wird der Uber- lauf gegebenenfalls von den Koppelprodukte Kohlendioxid undIn a general embodiment for the continuous production of chlorocaroonic acid chlorides (I), the reactor, e.g. a Ruhr kettle, a solvent (e.g. the corresponding chlorocarboxylic acid chlor_d cell product), the chlorination catalyst and the boron compound, brings the system to the desired temperature and adds f_jssιges or gaseous chlorinating agent. Then, parallel to the continuous supply of the chlorinating agent, the mixture is degassed with the continuous introduction of lactone (II), which generally contains further chlorinating catalyst and / or other boron compound and, if appropriate, can be dissolved in a solvent. After the contents of the reactor have converted to chlorocarboxylic acid chloride, the amounts of lactone (II) and chlorinating agent are adjusted in such a way that both are fed essentially in an equimolar amount. A quantity of the reaction volume corresponding to the quantity fed in is removed from the reaction apparatus, for example via a maintenance or an overflow. The reaction solution withdrawn is collected in a downstream container, for example a Ruhr kettle, for the subsequent reaction. After the downstream container has also been filled by the reaction discharge, the overflow is possibly from the by-products carbon dioxide and
Chlorwasserstoff wie ODen beschrieben befreit und der Aufarbei¬ tung zugeführt. Die Aufarbeitung kann beispielsweise destillativ durchgeführt werden.Hydrogen chloride as exempt described Oden and Aufarbei ¬ tung fed. The workup can be carried out, for example, by distillation.
Das erfmdungsgemaße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Chlorcarbonsaurechlortden durch Umsetzung der entsprechenden Lactone mit einem Chlorierungsmittel, welches die Chlorcarbonsaurechloride hoher Ausbeute und hoher Reinheit zuganglich macht und die Nachteile einer zusätzlichen Einleitung von Chlorwasser- stoffgas nicht mehr besitzt. Die Chlorcarbonsaurechloride können bei der Aufarbeitung problemlos von den erf dungsgemaß zugesetzten Borverbindungen abgetrennt werden.The process according to the invention enables chlorocarboxylic acid chlorides to be prepared by reacting the corresponding lactones with a chlorinating agent which makes the chlorocarboxylic acid chlorides accessible in high yield and high purity and no longer has the disadvantages of additionally introducing hydrogen chloride gas. The chlorocarboxylic acid chlorides can be easily separated from the boron compounds added according to the invention during workup.
BeispieleExamples
Versuchsanordnungexperimental arrangement
Die Versuchsanordnung umfasste ein 1 1 Doppelmantel-Glasgefaß mit einem Ruhrer, einer Tnermostatierung, einem Emleitungsrohr für das gasformige oder flussige Chlorierungsmittel und einer zweiteiligen Kuhlerkaskaoe. Die zweiteilige Kuhlerkaskade umfasst einen Intensivkuhler , welcher auf -10°C temperiert wurde und einen Kohlensaurekuhler, welcher auf -78°C temperiert wurde. Die Versuche wurden bei Atmospharendruck durchgef hrt.The experimental set-up comprised a 1 1 double-walled glass vessel with a stirrer, thermostatting, an conduit for the gaseous or liquid chlorinating agent and a two-part cooler cascade. The two-part cooler cascade comprises an intensive cooler, which was heated to -10 ° C, and one Carbonic acid cooler, which was tempered to -78 ° C. The tests were carried out at atmospheric pressure.
Beispiel 1 (erfmdungsgemäß)Example 1 (according to the invention)
200 g δ-Valerolacton (2,0 mol), 9,3 g ß-Picolm ( 3-Methylpyπdm, 0,1 mol) und 3,1 g Borsaure (0,05 mol) wurden im Doppelmantel- Glasgefaß vorgelegt. Unter intensivem Ruhren wurden bei 144 bis 148°C innerhalb von 5 Stunden insgesamt 229 g gasformiges Phosgen (2,32 mol) eingeleitet Anschließend wurde das System zur Nachreaktion eine weitere Stunde ohne Phosgenzufuhr belassen. Nach Herausstrippen des restlichen, nicht-umgesetzten Phosgens mit Stickstoff wurde em Rohaustrag von 310 g erhalten. Der Rohaus - trag wurde bei 0,7 kPa abs (7 mbar abs) und 70 bis 75°C fraktio- niert destilliert. Es wurden 255 g 5-Chlorvalerιansaurechloπd mit einer Reinheit von > 98 GC-Flachen-% isoliert. Dies entspricht einer Ausbeute von 82%.200 g of δ-valerolactone (2.0 mol), 9.3 g of β-picolm (3-methylpyπdm, 0.1 mol) and 3.1 g of boric acid (0.05 mol) were placed in a double-walled glass vessel. With vigorous stirring, a total of 229 g of gaseous phosgene (2.32 mol) were introduced at 144 to 148 ° C. in the course of 5 hours. The system was then left for a further hour without the addition of phosgene for the after-reaction. After stripping out the remaining, unreacted phosgene with nitrogen, a crude output of 310 g was obtained. The raw discharge was fractionally distilled at 0.7 kPa abs (7 mbar abs) and 70 to 75 ° C. 255 g of 5-chlorovaleric acid chloride with a purity of> 98 GC area% were isolated. This corresponds to a yield of 82%.
Beispiel 2 (erf mdungsgemaß)Example 2 (according to the invention)
172 g γ-Butyrolacton (2,0 mol), 9,3 g ß-Picolm (3-Methylpyrιdm, 0,1 mol) und 3,1 g Borsaure (0,05 mol) wurden im Doppelmantel- Glasgefaß vorgelegt und auf 140°C erwärmt. Unter intensivem Ruhren wurden bei 140 bis 147°C innerhalb von 4 Stunden und 15 Minuten insgesamt 242 g gasförmiges Phosgen (2,45 mol) eingeleitet. Anschließend wurde das System zur Nachreaktion eine weitere Stunde ohne Phosgenzufuhr belassen. Nach Herausstrippen des restlichen, nicht-umgesetzten Phosgens mit Stickstoff bei 100°C wurde em Rohaustrag von 289 g erhalten. Der Rohaustrag enthielt 93,6 GC-Fla- chen-% 4-Chlorbuttersaurechloπd.172 g of γ-butyrolactone (2.0 mol), 9.3 g of β-picolm (3-methylpyrιdm, 0.1 mol) and 3.1 g of boric acid (0.05 mol) were placed in a double-jacketed glass vessel and made up to 140 ° C warmed. With vigorous stirring, a total of 242 g of gaseous phosgene (2.45 mol) were introduced at 140 to 147 ° C within 4 hours and 15 minutes. The system was then left for a further hour without phosgene for the subsequent reaction. After stripping out the remaining, unreacted phosgene with nitrogen at 100 ° C., a crude discharge of 289 g was obtained. The raw discharge contained 93.6 GC area% 4-chlorobutyric acid chloride.
Beispiel 3 (erfmdungsgemaß)Example 3 (according to the invention)
172 g γ-Butyrolacton (2 mol), 34,8 g Cyanex® 923 (Handelsprodukt von Fa. Cytec Industries, Gemisch verschiedener Trialkylphosphi - noxide mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 348 g/ mol, 0,1 mol) und 3,1 g Borsaure (0,05 mol) wurden im Doppelman- tel-Glasgefaß vorgelegt. Unter intensivem Ruhren wurden bei 144 bis 148°C innerhalb von 5 Stunden und 20 Minuten insgesamt 251 g gasformiges Phosgen (2,54 mol) eingeleitet. Anschließend wurde das System zur Nachreaktion eine weitere Stunde ohne Phosgenzufuhr belassen. Nach Herausstrippen des restlichen, nicht-umgesetzten Phosgens mit Stickstoff bei 100°C innerhalb von 7 Stunden wurde em Rohaustrag von 314 g erhalten. Der Rohaustrag wurde bei 5,1 kPa abs (51 mbar abs) und 87°C fraktioniert destilliert. Es wurden 242 g 4-Chlorbuttersaurechloπd mit einer Reinheit von 15172 g of γ-butyrolactone (2 mol), 34.8 g Cyanex 923 ® (. Commercial product of Cytec Industries, a mixture of various Trialkylphosphi - noxide mol with an average molecular weight of 348 g / mol, 0.1) and 3.1 g Boric acid (0.05 mol) was placed in a double-jacketed glass vessel. With vigorous stirring, a total of 251 g of gaseous phosgene (2.54 mol) were introduced at 144 to 148 ° C. in the course of 5 hours and 20 minutes. The system was then left for a further hour without phosgene for the subsequent reaction. After stripping out the remaining, unreacted phosgene with nitrogen at 100 ° C. within 7 hours, a crude discharge of 314 g was obtained. The raw output was fractionally distilled at 5.1 kPa abs (51 mbar abs) and 87 ° C. There were 242 g of 4-chlorobutyric acid chloride with a purity of 15
> 99 GC-Flachen-% isoliert. D es entspricht einer Ausbeute von> 99 GC area% isolated. D it corresponds to a yield of
86%.86%.
Beispiel 4 (erfmdungsgemaß)Example 4 (According to the Invention)
200 g δ-Valerolacton (2,0 mol), 9,3 g ß-Picolm (3-Methylpyrιdm, 0,1 mol) und 5,2 g Borsauretrimethylester (0,05 mol) wurden im Doppelmantel-Glasgefaß vorgelegt und auf 140°C erwärmt. Unter in¬ tensivem Ruhren wurden bei 140 bis 146°C insgesamt 242 g gasformi ges Phosgen (2,45 mol) eingeleitet. Anschließend wurde das System zur Nachreaktion eine weitere Stunde ohne Phosgenzuf hr belassen. Nach Herausstrippen des restlichen, nicht-umgesetzten Phosgens mit Stickstoff bei 100°C wurde e Rohaustrag von 318 g erhalten. Der Rohaustrag wurde bei 0,9 kPa abs (9 mbar abs) und 75 bis 77°C fraktioniert destilliert. Nach einem Vorlauf von 10 g, welcher bereits 96,6 GC-Flachen-% 5-Chlorvalerιansaurechloπd enthielt, wurde eine Reinfraktion von 256 g gewonnen. Sie enthielt 98,2 GC- Flachen-% 5-Chlorvalerιansaurechloπd. Die Gesamtausbeute nach Destillation betrug 85%.200 g of δ-valerolactone (2.0 mol), 9.3 g of β-picolm (3-methylpyrιdm, 0.1 mol) and 5.2 g of trimethyl borate (0.05 mol) were placed in a double-walled glass vessel and made up to 140 ° C warmed. Under stirring 242 g tensivem in ¬ gasformi ges phosgene (2.45 mol) were introduced at 140 to 146 ° C as a whole. The system was then left for a further hour without any phosgene feed. After stripping out the remaining, unreacted phosgene with nitrogen at 100 ° C., a crude discharge of 318 g was obtained. The raw output was fractionally distilled at 0.9 kPa abs (9 mbar abs) and 75 to 77 ° C. After a preliminary run of 10 g, which already contained 96.6 GC area% 5-chlorovaleric acid chloride, a pure fraction of 256 g was obtained. It contained 98.2 GC area% 5-chloro-valerine acid chloride. The overall yield after distillation was 85%.
Beispiel 5 (erfmdungsgemaß)Example 5 (according to the invention)
10 g δ-Valerolacton (0,1 mol), 1,14 g Benzyltrimethylammoniumchlo- πd (0,006 mol) und 0,31 g Borsaure (0,005 mol) wurden im Doppel - mantel-Glasgefaß vorgelegt. Unter intensivem Ruhren wurden bei 120 bis 125°C innerhalb von 7 Stunden insgesamt 15,5 g flussiges Thionylchlorid (0,13 mol) eingeleitet. Anschließend wurde das System zur Nachreaktion eine weitere Stunde ohne Thionylchloridzu- fuhr belassen. Der Reaktionsaustrag enthielt 70 GC-Flachen-% 5-Chlorvalerιansaurechloπd und 7 GC-Flachen-% nicht-umgesetztes δ-Valerolacton .10 g of δ-valerolactone (0.1 mol), 1.14 g of benzyltrimethylammonium chloride πd (0.006 mol) and 0.31 g of boric acid (0.005 mol) were placed in a double-jacketed glass vessel. With vigorous stirring, a total of 15.5 g of liquid thionyl chloride (0.13 mol) were introduced at 120 to 125 ° C. within 7 hours. The system was then left for a further hour without the addition of thionyl chloride. The reaction discharge contained 70 GC area% 5-chlorovaleric acid chloride and 7 GC area% unreacted δ-valerolactone.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)Example 6 (comparative example)
192 g γ-Butyrolacton (2,23 mol) und 2 g Pyridm (0,025 mol) wurden im Doppelmantel-Glasgefaß vorgelegt und auf 120°C erwärmt. Unter intensivem Ruhren wurden bei 120 bis 124°C innerhalb von 8 Stunden insgesamt 60 g gasformiges Phosgen (0,61 mol) eingeleitet. Nach Herausstrippen des restlichen, nicht-umgesetzten Phosgens mit Stickstoff wurde der Rohaustrag fraktioniert destilliert. Die erste Fraktion mit 76 g enthielt 21,6 GC-Flachen-% 4-Chlorbutter - saurechloπd, die zweite Fraktion mit 110 g 2,6 GC-Flachen-% 4-Chlorbuttersaurechloπd. Dies entspricht einer Gesamtausbeute von 6%. Das Vergleichsbeispiel 6 zeigt, daß in Abwesenheit von Borverbindungen und ohne Einleitung von Chlorwasserstoff nur eine unzu¬ reichende Ausbeute erzielt werden kann. 192 g of γ-butyrolactone (2.23 mol) and 2 g of pyride (0.025 mol) were placed in a double-jacketed glass vessel and heated to 120 ° C. With vigorous stirring, a total of 60 g of gaseous phosgene (0.61 mol) were introduced at 120 to 124 ° C within 8 hours. After stripping out the remaining, unreacted phosgene with nitrogen, the crude product was fractionally distilled. The first fraction with 76 g contained 21.6 GC area% 4-chlorine butter - acid chloride, the second fraction with 110 g 2.6 GC area% 4-chlorobutane acid chloride. This corresponds to an overall yield of 6%. Comparative Example 6 shows that in the absence of boron compounds and without the introduction of hydrogen chloride only a Unzu ¬ reaching yield can be achieved.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Chlorcarbonsäurechloriden der Formel (I)1. Process for the preparation of chlorocarboxylic acid chlorides of the formula (I)
Rl .0Rl .0
// cci—Y—c ( i :// cci — Y — c (i:
R2 ClR2 Cl
in derin the
R1 und R2 unabhängig voneinanderR 1 and R 2 are independent of each other
ein Wasserstoffatom, ein Kohlenstoff enthaltender organischer Rest, ein Halogen, eine Nitro- oder eine Cyanogruppe bedeu¬ ten,th is a hydrogen atom, a carbon-containing organic radical, a halogen, a nitro or a cyano group signified ¬,
und Yand Y
eine Alkylenkette mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Kette, die unsubstituiert oder durch Kohlenstoff enthaltende organische Reste, Halogen, Nitro- und/oder Cyanogruppen sub- stituiert ist, wobei die Alkylenkette durch eine Ether-,an alkylene chain with 1 to 10 carbon atoms in the chain, which is unsubstituted or substituted by carbon-containing organic radicals, halogen, nitro and / or cyano groups, the alkylene chain being substituted by an ether,
Thioether-, tertiäre Amino- oder Ketogruppe unterbrochen sein kann,Thioether, tertiary amino or keto group can be interrupted,
bedeutet,means
wobei die Kohlenstoff enthaltenden organischen Reste von Y und/oder R1 und/oder R2 unter Bildung eines nicht-aromatischen Systems miteinander verbunden sein können, durch Umsetzung eines Lactons der Formel (II)wherein the carbon-containing organic radicals of Y and / or R 1 and / or R 2 can be linked to one another to form a non-aromatic system, by reacting a lactone of the formula (II)
in der R1 , R2 und Y die vorstehend genannte Bedeutung haben, mit einem Chlorierungsmittel in Gegenwart eines Chlorierungs- katalysators , dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer Borverbindung durchführt. in which R 1 , R 2 and Y have the meaning given above, with a chlorinating agent in the presence of a chlorination catalyst, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a boron compound.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Borverbindung Bortrifluoπd, Bortr chlorid oder deren Komplexe, Boroxid, Borsaure, einen Borsauretrι-Cι-C4-alkyl - ester oder Gemische mindestens zweier dieser Borverbmdungen einsetzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the boron compound used is boron trifluoro, boron chloride or their complexes, boron oxide, boric acid, a boric acid C 1 -C 4 alkyl ester or mixtures of at least two of these boron compounds.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Borverbindung einer Konzentration von 0,1 bis 20 mol-% bezogen auf das Lacton (II) einsetzt.3. Process according to claims 1 to 2, characterized in that the boron compound is used in a concentration of 0.1 to 20 mol% based on the lactone (II).
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß man als Chlorierungsmittel Phosgen, Diphosgen, Tπ- phosgen und/oder Thionylchlorid einsetzt.4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that phosgene, diphosgene, Tπ- phosgene and / or thionyl chloride are used as chlorinating agents.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Chloπerungskatalysator eine Harnstoffverbindung, e Phosphmoxid, eine Pyridmverbmdung oder Gemische davon einsetzt.5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that a urea compound, e phosphine oxide, a pyride compound or mixtures thereof is used as the chlorination catalyst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Chlorierungskatalysator 3-Methylpyπdm, Tπphenyl- phosph oxid und/oder Tπalkylphosphmoxid einsetzt.6. The method according to claim 5, characterized in that 3-methylpyπdm, Tπphenyl-phosph oxide and / or Tπalkylphosphmoxid is used as the chlorination catalyst.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, daß man den Chlorierungskatalysator m einer Konzentration von 0,1 bis 20 mol-% bezogen auf das Lacton (II) einsetzt.7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that the chlorination catalyst is used in a concentration of 0.1 to 20 mol% based on the lactone (II).
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, daß man den. Chlorierungskatalysator und die Bor- verbmdung m Form eines Komplexes aus beiden Komponenten einsetzt .8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that one. Chlorination catalyst and the boron compound in the form of a complex of both components.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von 50 bis9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that the reaction at a temperature of 50 to
200°C und einem Druck von 0,01 bis 5 MPa abs durchfuhrt.200 ° C and a pressure of 0.01 to 5 MPa abs.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lacton (II) γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton oder ε-Caprolacton einsetzt. 10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that the lactone (II) used is γ-butyrolactone, δ-valerolactone or ε-caprolactone.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100383104C (en) * 2005-08-29 2008-04-23 上海华谊丙烯酸有限公司 Synthesis and purification process of (2-methyl)-3-chloropropionyl chloride
DE102006053380A1 (en) 2006-11-13 2008-05-15 Wacker Chemie Ag Chlorinated or partly chlorinated carbonyl compound production for use in pharma and agro industry, involves introducing unchlorinated or partly chlorinated carbonyl compound in jet loop reactor
CN101665427B (en) * 2009-06-09 2019-12-13 大连九信精细化工有限公司 Process for preparing 5-bromo-n-valeryl bromide

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778852A (en) * 1952-07-12 1957-01-22 Basf Ag Production of chlorocarboxylic acid chlorides
DE3624258A1 (en) * 1986-07-18 1988-01-21 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING CHLORINE CARBONIC ACID CHLORIDES
DE3927146A1 (en) * 1989-08-17 1991-02-21 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING CHLORINE CARBONIC ACID CHLORIDES
CN1120149C (en) * 1997-09-30 2003-09-03 韩国化学研究所 Process for preparing i(O)-(carboalkoxy) phenylmethanesulfonyl chloride derivatives
DE19753773A1 (en) * 1997-12-04 1999-06-10 Basf Ag Process for the production of chlorocarboxylic acid chlorides

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0164613A1 *

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DE10010594A1 (en) 2001-09-06
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