FI77646B - Foerfarande foer framstaellning av -klorerade estrar av klormyrsyra och nya -klorerade kloroformater. - Google Patents

Description

1 77646

Menetelmä kloorimuurahaishapon oi-kloorattujen estereiden valmistamiseksi ja uudet tf-klooratut kloroformaatit -Förfarande för framställning av cH-klorerade estrar av klormyrsyra och nya d-klorerade kloroformater

Keksinnön kohteena on menetelmä kloorimuurahaishapon o(-kloorattujen estereiden syntetisoimiseksi, joilla on kaava R—f—CH-O-C-Cl )m I II Cl 0 jossa R on suora tai haarautunut C^-Cg alkyyliryhmä, C2-C9 alke-nyyliryhmä, C4-C8 sykloalkyyli- tai sykloalkenyyliryhmä, fenyyliryhmä, jotka ryhmät voivat olla substituoitu 1-4 halogeeniatomilla tai C1-C3 alkyyliryhmällä, ja m on lv 2 tai 3, saattamalla fosgeeni reagoimaan aldehydin kanssa, jonka kaava on R(CHO)m, jossa R ja m on edellä määritelty ja uudet o(-klooratut kloroformaatit teollisina tuotteina.

Yleiskaavan R - CHC1 - 0 - C - Cl,

II

0 jossa R on alifaattinen tai aromaattinen substituentti, mukaisten c<-kloorattujen klooriformaattien synteesi on erittäin vaikea suorittaa, jos on oleellista, että synteesin aikana ei lisätä radikaalin R vielä yhtä kloori-atomia.

Muller on ehdottanut julkaisussa Liebig's Annalen der Chemie, 1890, volyymi 157, sivu 50 et seq. menetelmän, 2 77646 joka yhä vielä on ainoa tunnettu ja tällä hetkellä käytetty menetelmä.

Tässä menetelmässä kloorataan fotolyyttisesti vastaava klooriformaatti, joka on substituoimaton «-asemassa. Valitettavasti halutun tuotteen lisäksi saadaan useita sivutuotteita, jotka ovat enemmän kloorattuja kuin on tarpeen. Siten Möller laski jopa viisi sivutuotetta tutkimansa etyyliklooriformaatin tapauksessa.

Näiden sivutuotteiden mukanaolo on erittäin hankalaa, koska mainittujen kloori£ormaattien pääasiallisin käyttökohde on niiden muuntaminen karbonaateiksi, jotka ovat erityisen hyödyllisiä farmaseuttisten hienokemikaalien synteesissä.

Tämän vuoksi on oleellista tislata reaktiotuote, vaikkakin tämä on vaikeaa lukuisten sivutuotteiden mukanaolon johdosta.

Myös eräs toinen vanha julkaisu on olemassa, nimittäin vuodelta 1901, saksalainen patentti 121.223, jossa on kuvattu 1,2,2,2-tetrakloorietyyliklooriformaatin ja «-klooribent-syyliklooriformaatin synteesi fosgenoimalla vastaavasti kloraali ja bentsaldehydi, kun mukana on stökiömetrinen määrä pyridiinisarjaan kuulumattomia tertiääristä amiinia.

Jos joiden muiden kuin edellä mainittujen aldehydien, esimerkiksi asetaldehydin fosgenointia yritetään suorittaa samoissa olosuhteissa, havaitaan, että o(-kloorietyyliklooriformaatin, jota saadaan vain huonolla saannolla, lisäksi muodostuu monia komplekseja ja sivutuotteita; tämä tekee menetelmän arvottomaksi teollisessa mitassa.

Lisäksi, jos myös yritetään fosgenoida alifaattinen terti-äärinen amiini, esimerkiksi trietyyliamiini, tämän amiinin

II

3 7 7 6 4 6 havaitaan oleellisesti tuhoutuvan niinr että siitä peräisin olevaa klooriformaattia muodostuu vain hyvin pieni määrä.

Siten on olemassa tarve löytää puhtaiden <X-kloorattujen klooriformaattien, joita mikäli mahdollista saataisiin hyvällä saannolla, valmistusmenetelmä, mikä vihdoinkin mahdollistaisi näiden rakenteeltaan hyvin yksinkertaisten tuotteiden valmistamisen. Tämän kehityksen nämä yhdisteet ansaitsevatkin.

Hakija on nyttemmin löytänytkin tällaisen menetelmän, jolla voidaan valmistaa (X-kloorattuja klooriformaatteja ilman, että muodostuu sivutuotteita, jotka ovat substi-tuoituneet edelleen. Tässä menetelmässä käytetään halpoja lähtöaineita ja sillä päästään erinomaisiin saantoihin.

Tämä menetelmä on ensimmäinen tällainen yleissovellutus, jota on ehdotettu 90 vuoteen.

Keksinnön mukaisella menetelmälle on tunnusomaista se, että se suoritetaan katalyytin läsnäollessa, joka katalyytti on valittu seuraavista ryhmistä: a) tertiääriset amiinit, substituoidut amiidit, substituoidut ureat, substituoidut tioureat, tertiääriset fosfiinit, substituoidut fosforiamidit ja näiden yhdisteiden reaktiotuotteet fosgeenin kanssa; b) oniumhalogenidit ja alkaali- tai maa-alkalimetallihaloge-nidin ja kruunueetterin kryptantin kompleksireaktion tuotteet, jolloin katalyyttiä käytetään noin 1-50 mooli-% muunnettavien aldehydifunktioiden moolimäärästä, joka reaktio suoritetaan lämpötilan -10°C ja 100°C välillä, ilman liuotinta tai polaa-rittoman tai heikosti polaarisen aproottisen liuottimen läsnäollessa.

4 77646

Keksinnön kohteena ovat uusina teollisina tuotteina myös uudet α-klooratut klooritormaatit, jotka voidaan saada keksinnön mukaisella menetelmällä ja jotka ovat erityisen hyödyllisiä synteesiaineina.

Tämä keksintö on siten merkittävä useassa suhteessa:

Se mahdollistaa monien aldehydien fosqenoinnin ja osoittaa, että tämä fosgenointi on mahdollista suorittaa, jos mukana on katalyyttinen määrä ainetta ryhmästä, johon kuuluu hyvin suuri joukko erilaisia aineita.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista fosqenoida suuri joukko aldehydejä.

Radikaalin R laatu ei vaikuta paljoakaan keksinnön mukaiseen menetelmään.

Tämä käy ilmi koetuloksista ja se ilmenee myös kemiallisen mekanismin tarkastelusta, koska aldehydifunktio on pääasiallinen reaktioon liittyvä funktio ja koska R ei modifoidu välivaiheessa eikä lopussa. Sen sijaan radikaalin R koon tapaiset seikat voivat vaikuttaa tiettyihin käyttöolosuhteisiin, vaikkakin tämä ei ole yllättävää: Esimerkiksi painavan R-radikaalin mukanaolo johtaa siihen, että käytetään parhaiten reaktiolämpötilaa, joka on korkeampi kuin aldehydien sulamispiste, tai käytetään mieluiten aldehydin liuotinta.

Radikaali R voi täten olla substituoitu tai substituoimaton, tyydytetty tai tyydyttämätön alifaattinen tai sykloalifaat-tinen radikaali. Keksinnön mukaisesti on siten mahdollista fosgenoida niinkin erilaisia aldehydejä kuin asetaldehydiä, valeraldehydiä, kloraalia, akroleiinia ja sykloheksaani-karboksaldehydiä.

Radikaali R voi olla myös substituoitu tai substituoimaton aromaattinen radikaali.

Il 5 77646

Kun R on alifaattinen radikaali, se sisältää parhaiten 1-8 hiiliatomia. Kun R on tyydyttämätön alifaattinen radikaali, se sisältää parhaiten 2-8 hiiliatomia. Kun R on sykloalifaattinen radikaali, se sisältää parhaiten 4-8 hiiliatomia. Kun R aromaattinen radikaali, se sisältää parhaiten 6-18 hiiliatomia aromaattisissa renkaissa. Nämä ryhmät voivat olla substituoituja, jolloin ryhmässä parhaiten on erityisesti yksi tai useampia halogeneiatomeja tai C-| - C3 alkyyliryhmä.

Keksinnön mukaisesti on siten mahdollista fosgenoida bentsaldehydi, 2-klooribentsaldehydi ja tereftaalialdehydi.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa sekä mono-aldehydeihin että polyaldehydeihin.

Kuten jo edellä mainittiin, keksinnön mukaisessa menetelmässä fosgenoidaan haluttua C* -kloorattua kloorifor-maattia vastaava aldehydi katalyytin läsnäollessa, kun mukana on liuotinta tai ilman liuotinta. Oheisessa kuvauksessa termin "katalyytti" tarkoituksen on ymmärrettävä olevan rajoitettu. Katalyyttinä lisätty yhdiste on oleellinen reaktion oikean etenemisen kannalta eikä se osallistu suoraan reaktioon ja sitä käytetään suhteellisen pieniä määriä aldehydiin verrattuna; tässä mielessä se on todella katalyytti; päinvastoin kuin mitä katalyyteiltä yleensä odotetaan, sitä ei kuitenkaan voida aina käyttää uudelleen toisessa reaktiossa fosgeenin lisäyksen lopettamisen jälkeen. Hakijalla ei ole esitettävänä mitään tämän ilmiön teoreettista selitystä.

Käytetyn katalyytin määrä on tärkeä, mutta ei periaatteellinen keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkki.

6 77646

Itse asiassa, kun kyse on erityisen tehokkaasta katalyytistä ja erittäin reaktiivisesta aldehydistä, katalyytin määrä voi olla 1 - 10 mooliprosenttia, parhaiten 3 - 7 % laskettuna muunnettavien aldehydiryhmien moolimäärästä.

Jos sen sijaan eräät keksinnön mukaiset katalyytit ovat vähemmän tehokkaita, katalyyttiä on käytettävä noin 1 -50 %, parhaiten 5 - 40 %, so. keskimäärin enemmän. Keksinnön mukaisesti voidaan sanoa, että kullakin katalyytillä on enimmäismäärä, jonka jälkeen havaitaan, että pääreaktio ei enää tapahdu tai siihen liittyy merkittäviä sekundääri-reaktioita. Tämä enimmäismäärä on sitä pienempi, mitä suurempi on katalyytin tehokkuus ja sitä suurempi, mitä pienempi on katalyytin aktiivisuus. Suurimmalle osalle katalyyteistä tämä enimmäismäärä näyttää olevan noin 10 -50 mooliprosenttia laskettuna muunnettavien aldehydiryhmien moolimäärästä. Siten on selvää, että oheisen keksinnön piiriin kuuluu myös tapaus, jossa (1) käytetään katalyyttinä yhdistettä, jolla on huono aktiivisuus verrattuna keksinnön mukaisiin hyviin katalyytteihin (ts. esimerkiksi aktiivisuus on vain 10 % tai vähemmän pyridiinin aktiivisuudesta, kun kaikki muut tekijät ovat samat), ja (2) mainitun katalyytin määrä on yli 50 % tai määrä on jopa yhtä suuri tai suurempi kuin reaktion stökiöraetrinen määrä; tässä tapauksessa systeemi tosin olisi taloudellisesti paljon huonompi, mutta päinvastoin kuin mitä on kuvattu saksalaisessa patentissa 121,223 menetelmässä saataisiin pääasiassa ot-kloorattuja klooriformaatteja ja menetelmää voitaisiin soveltaa hyvin suureen joukkoon aldehydejä, kuten edellä on mainittu.

Oheisen keksinnön eräs kaikkein merkittävimmistä puolista on se erittäin laaja joukko erilaisia aineita, joita voidaan käyttää reaktion katalyytteinä. Hakija on testannut hyvin suuren määrän yhdisteitä ja kyennyt toisaalta määrit-

II

7 77646 tämään luettelon yhdisteistä, jotka antavat hyviä tuloksia, ja toisaalta testin, jonka avulla alan ammattimiehet voivat määrittää, onko jokin yhdiste katalyytti tämän keksinnön puitteissa.

Eräät katalyytit ovat tyypiltään sellaisia, että ne muodostavat halogenidi-ionin, joko suoraan tai fosgeenin kanssa tapahtuvan reaktion jälkeen.

Tässä tapauksessa on erittäin todennäköistä, että yleis-mekanismi, jolla katalyytti toimii, on seuraavanlainen: M+g®----►M-'· f H Cl— C—Oi Θ I Γ H y R ci ci __) I / cr m+ | ^ ci-c-o-c + L ^ . c * ¾ RCOH 0^ Ό H 0 Cl jossa M+ on orgaaninen tai epäorgaaninen kationi, komplek-soitunut tai kompleksoitumaton, jota on mukana sellaisenaan katalyytissä jo alusta lähtien tai jota on muodostunut reaktion ensi hetkinä fosqeenin vaikuttaessa katalyyttiin. M+ voi siten olla kompleksoitunut metallikationi tai oniumtyyppinen täysin orqaaninen kationi, jolla tällöin on esimerkiksi kaava: 8 77646 οο-} ,, (due· tai Μ+ muodostuu fosgeenin enemmän tai vähemmän pitkälle edenneestä reaktiosta katalyyttisestä aktiivisuudesta vastaavan aineen kanssa, kuten esimerkiksi seuraavassa:

Bu

Bu\ sBu C\ I I

\_C-N - Bu—N \ φ/Ν / J} \ /~° ^ 'Bu

Bu £1 | +co2 + Cl® jossa M+ on suuritilavuuksinen kloori-imoniumkationi.

Kaikkein arvokkaimmat! tulokset on havaittu saatavan seuraavilla katalyyteillä: Aromaattiset tertiääriset amiinit, jotka sisältävät yhden aromaattisen ytimen, so. tertiääriset monoaryyliamiinit, kuten N,N-dimetyyli-aniliini, N,N-dimetyyliaminopyridiini ja Michler'in ketoni tai di-(para-dimetyyliaminofenyyli)ketoni, aromaattiset

II

9 77646 monoatsinit, kuten pyridiini, ranskalaisessa patentissa 2,011,179 käytetyt epäaromaattiset sykliset amiinit ja erityisesti imidatsoli, substituoidut amidit ja erityisesti dimetyyliformamidi, substituoidut ureat ja tioureat ja erityisesti tetra-alkyyli(tio)urea, kuten tetrabutyyliurea ja tetrametyyliurea, tertiääriset fosfiinit ja erityisesti alifaattiset tertiääriset fosfiinit, kuten trioktyylifosfiini ja substituoidut fosforiamidit ja erityisesti heksametyy-lifosfotriamidi, kvaternäärinen ammonium, fosfonium-ja arsoniumhalogenidit ja tertiääriset sulfoniumhaloqenidit ja erityisesti ne, joissa kaikki substituoivat hydrokarbyyli-radikaalit sisältävät yhdessä vähintään 16 hiiliatomia ja parhaiten, kukin vähintään 4 hiiliatomia, kuten tributyy-libentsyyliammoniumkloridi, metallihalogenidit yhdessä kationinsa kompleksointiaineen kanssa, kuten alkali-ja maa-alkalimetallien kloridit ja erityisesti kaliumkloridi yhdessä kruunueetterin, kuten 18-kruunu-6 tai kryptandin, kuten /222/ tai 1,10-diatsa 4,7,13,16,21,24-heksaoksa (8,8,8 )-bisykloheksakosaanin kanssa. Kompleksointiaine, jota on mukana, on jälkimmäisessä tapauksessa luonnollisesti sellainen, että se muodostaa metallikloridin kationin kanssa kompleksin, jolla on suuri stabiilisuusvakio: Tämä on erittäin helppo tehdä, koska tästä kysymyksestä on tehty suuri joukko tutkimuksia, kuten Kappenstein1 in tutkimus, Bulletin de la Soci6t6 Chimique de France, 1974, nso 1-2, sivut 89-109, ja J.M.Lehn'in tutkimus,

Stucture and Bonding, volyymi 16, sivut 2-64, Springer Verlag, (1974). Mitä taas tulee ai ifaattiseen tertiääriseen amiiniin, niin ne ovat aktiivisuudeltaan pienempiä kuin edellä mainitut yhdisteet tämän keksinnön alueella; tässä suhteessa ne eivät ole suositeltuja katalyyttejä.

Halogenidilla ymmärretään edellä erityisesti kloridia, bromidia tai jodidia, vaikkakin on selvää, että kloridia ... pidetään parhaana niin, että^myös aldehydin ensimmäinen molekyyli, joka katalyytistä tulevan halogenidi-anionin vaikutuksen ansiosta muuttuu, muuntuu a-klooriformaatiksi.

77646 ίο

Ryhmän, johon kuuluvat amidit, ureat ja tertiääriset fosfiinit, katalyytillä tai pyridiinillä jo välillä 0 - 70°C suoritettu fosgenointi antaa hyviä tuloksia; näin on asianlaita erityisesti karboksamidin tapaisilla katalyyteillä, kuten dimetyyliformamidilla, fosfori-amideilla, kuten heksametyylifosfotriamidilla, tetra-alkyyliureoilla tai -diureoilla, kuten tetrabutyyliurealla, tertiäärisillä fosfiineilla, kuten trioktyylifosfiinilla ja luonnollisesti pyridiinillä. Nämä katalyytit on suositeltavaa valita silloin, jos fosgenointi halutaan suorittaa kohtuullisissa lämpötiloissa tietyistä syistä, erityisesti johtuen o-klooratun klooriformaatin pysymättömyydestä. Kuitenkin, jos reaktio suoritetaan lämpötilassa yli 70°C, esimerkiksi noin 100°C:ssa, näillä samoilla katalyyteillä havaitaan yleensä saannon nousevan. Yli 110°C:ssa on olemassa vaara α-klooratun klooriformaatin pyrolysoi-tumisesta. Toisaalta reaktio yleensä etenee tyydyttävästi kaikkein tehokkaimmille katalyyteillä aina -10°C:een asti, jonka lämpötilan alapuolella kinetiikka hidastuu melko jyrkästi.

Tertiäärisillä amiineilla, jotka sisältävän yhden aromaattisen ytimen, kuten N ,N-dimetyyliaminopyridiinillä tai N,N-dimetyylianiliinilla, tai myös imidatsolilla fosqenointi suoritetaan parhaiten yli 70°C:ssa.

Testissä, jonka avulla alan ammattimiehet voivat sanoa, onko yhdiste katalyytti oheisen keksinnön mielessä, todetaan, saadaanko a-kloorietyyliklooriformaattia yli nÄ saannolla saattamalla reagoimaan yhtä suuret moolimäärät asetaldehydiä ja fosgeenia. Tämä reaktio suoritetaan suljetussa putkessa klooribentseenissä 100°C:ssa tai hiilitetrakloridissa 40°C:ssa samalla sekoittaen, kun mukana on n moolia mainittua yhdistettä asetaldehydin suhteen. Saanto mitataan lähtöaineena käytetyn asetaldehydin . . suhteen 3-6 tunnin kuluttua, ja n on vgälillä 5 ja 50 ja parhaiten välillä 5 ja 15.

li n 77646 Tätä testiä ei tarvitse suorittaa kovin suuressa mitassa. Siten riittää, että 20 ml paineenkestävään lasiputkeen laitetaan peräkkäin 0°C:ssa 0,001 moolia haluttua yhdistettä, magneettinen sekoitussauva ja 5 ml liuosta, joka sisältää 2 moolia/litra asetaldehydiä, ja 5 ml liuosta, joka sisältää 2 moolia/litra fosgeenia klooribentseenissä. Tämän jälkeen putki suljetaan ja asetetaan 100°C:een säädettyyn hauteeseen, sekoitetaan koko ajan magneet-tisauvalla ja 0°C:een jäähdyttämisen jälkeen mitataan lopuksi NMR-spektrin avulla 3 tunnin jälkeen saatu (»kloorietyyliklooriformaatin saanto.

Tässä tapauksessa tallennetaan sen protonin integraatioarvot a, b, c ja d, joka on kiinnittynyt seuraavien yhdisteiden metyyliryhmiin nähden α-asemassa sijaitsevaan hiileen: CH3CH0, CH-jCHCIOCOCI, (CH^CHO^ (para-aldehydi ) ja CH3CHC12, tämän jälkeen katsotaan, onko suhde 100 b/a + b + c + d suurempi tai yhtä suuri kuin 5. Jos näin on, testattu yhdiste on keksinnön mukainen katalyytti. Palautettakoon mieleen, että kvadrupletit 9,7, 6,45, 4,9 ja 5,85 ppm vastaavat vastaavia edellä mainittuja protoneja, kun referenssi on TMS.

Keksinnön mukaisesti fosgenointi suoritetaan yleensä ilmakehän paineessa, mutta eräissä tapauksissa voi olla edullista suorittaa reaktio paineessa, joka on suurempi tai pienempi kuin normaalipaine; esimerkiksi fosgenoitaessa haihtuva aldehydi voi olla hyödyllistä suorittaa reaktio paineessa, joka on hieman suurempi kuin normaali paine.

Reaktio voidaan suorittaa liuottimessa, joka on inertti fosgeeniin nähden, tai joka jälkimmäisen tapahtuvan reaktion kautta lopulta johtaa liuottimeen, joka on inertti fosgeeniin nähden. Tämä liuotin valitaan edullisesti, erityisesti, kun katalyytti ei ole aluksi ionillista tyyppiä, polaarittomista tai heikosti polaarisista ja aproottisista liuottimista, joita ovat esimerkiksi hiili- 12 77646 tetrakloridi, kloroformi, metyleenikloridi , tolueeni, klooribentseeni ja heksaani.

Mikäli halutaan fosgenoida erittäin reaktiivinen aldehydi, kuten esimerkiksi asetaldehydi, valitaan kuitenkin mieluummin liuotin, joka on hieman polaarisempi kuin hiilitetra-kloridi, jotta ei olisi vaaraa diklooratun karbonaatin muodostumisesta. Siten pidetään parhaana esimerkiksi metyleenikloridia; tässä tapauksessa voi olla myös edullista suorittaa fosgenointi suhteellisen alhaisessa lämpötilassa (35-40°C). Luonnollisesti on myös mahdollista suorittaa reaktio liuotinmediumissa, joka muodostuu siinä varsinaisessa tuotteessa, jonka halutaan muodostuvan. Siten esimerkiksi on mahdollista muodostaa sedimentti käyttämällä α-kloorattua klooriformaattia, joka on saatu aiemmasta valmistuksesta, minkä jälkeen lisätään reaktiokomponentit ja katalyytti. Toinen mahdollisuus on valmistaa sedimentti, joka muodostuu nestemäisestä fosqeenista ja katalyytistä, minkä jälkeen lisätään aldehydi ja fosgeeni.

Erään erityisen suositellun suoritusmuodon mukaisesti muodostetaan sedimentti nestemäisten fosgeenin ja katalyytin kanssa ja reaktion jälkeen lisätään aldehydi ja loput fosgeenista.

Tässä jälkimmäisessä tapauksessa reaktio alkaa ilman liuotinta, minkä jälkeen reaktio tapahtuu liuoksessa α-klooratussa klooriformaatissa, jota muodostuu yhä enemmän.

Liuottimen polaarisuudella on havaittu joskus olevan vaikutusta saantoon, kun polaarisuus on suuri. Tämän katsotaan johtuvan siitä, että polaarisessa mediumissa halogenidianioni ja katalyytin kationi ovat enemmän erillään kuin heikosti polaarisessa tai apolaariaessa mediumissa, mistä johtuu mainitun haloqenidianionin : erittäin suuri reaktiivisuus.

Il 13 7764 6

Varsinainen fosgenointi suoritetaan alan ammattimiesten tuntemilla, tavanomaisilla menetelmillä. Siten on mahdollista joko sekoittaa fosgeenin liuos osassa liuotinta yhteen katalyyttiä sisältävän aldehydiliuoksen kanssa tai katalyyttiä sisältävään aldehydiliuokseen voidaan myös kuplittaa fosgeenikaasua. Varsinainen fosgenointi kestää useita tunteja, ja se suoritetaan yleensä sekoitetussa mediumissa. Fosqenoinnin jälkeen a-kloorattu klooriformaatti yleensä eristetään reaktiomediumista tavanomaisella tislauksella ilmakehän paineessa tai alipaineessa. Hakija on tässä suhteessa havainnut, että kun on kysymys bentsyylisarjän a-kloorattujen kloorifor-maattien synteesistä, on suositeltavaa käyttää katalyyttinä pyridiiniä ja liuottimena hiilitetrakloridia, koska näissä olosuhteissa katalyytti tai sen reaktiotuote fosgeenin kanssa saostuu fosgenonin jälkeen. Näin on mahdollista eristää a-kloorattu klooriformaatti yksinkertaisella suodatuksella ilman tislausta.

Edellä mainittu huomioonottaen on selvää, että keksinnön mukaista prosessia ei tarvitse käyttää vain panosprosessina. Parhaita katalyyttejä käytettäessä reaktioajat ovat suhteellisen lyhyitä ja reaktion kehittämät lämpömäärät kohtuullisia. Siten on mahdollista suorittaa reaktio jatkuvatoimisesti ja erityisesti käyttää silmukkamaisesti sijoitettuja reaktoreita, jotka on varustettu ejektoreilla tai konvergoivilla/divergoivilla suuttimilla, sillä, kuten edellä mainittiin, reaktiotuote on hyvä medium reaktion suorittamisen kannalta.

α-kloorattuja kloroformaatteja tarvitaan paljon synteeseissä, erityisesti farmaseuttisten hienokemikaalien synteesissä. Tämän keksinnön kohteena ovat teollisina tuotteina myös uudet kaavan R. 4 CH - 0 - C - Cl) mukaiset a-klooratut 1 m i il

Cl o M 77646 kloroformaatit, jossa kaavassa m on kokonaisluku 1-3 voi olla suurempi tai yhtä suuri kuin yksi ja on: substituoitu tai substituoimaton tyydytetty alifaattinen radikaali, jossa on vähintään kaksi hiiliatomia ja enintään 8 hiiliatomia, substituoitu tai substituoimaton, monotyy-dyttämätön tai polytyydyttämätön - Cg alifaattinen radikaali, substituoitu tai substituoimaton C4 - Cg sykloalifaattinen radikaali tai substituoitu aromaattinen radikaali.

Keksinnön kohteena ovat erityisesti seuraavista aldehydeistä saadut a-klooratut kooriformaatit: valeraldehydi, akroliini, 2-klooribentsaldehydi, tereftaalialdehydi ja sykloheksaani-karboksialdehydi.

Itse asiassa eräs oheisen keksinnön mukaisista eduista on, että keksinnön avulla on mahdollista saada uusia a-kloorattuja klooriformaatteja, joita tähän mennessä ei ole kuvattu kirjallisuudessa ja joita eräissä tapauksissa ei voida saada tähän mennessä tunnetuilla menetelmillä, kuten erityisesti tyydyttämättömistä aldehydeistä saatuja a-kloorattuja kloroformaatteja.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä sitä kuitenkaan rajoittamatta.

Esimerkki 1 44 g (1 mooli) juuri tislattua asetaldehydiä, 200 ml vedetöntä hiilitetrakloridia ja 120 g (1,2 moolia) fosgeenia laitetaan 500 ml reaktoriin, joka on varustettu sekoitti-mella, lämpömittarilla, kiinteällä hiilidioksidilla toimivalla jäähdyttimellä ja erotussuppilolla. Pitämällä seos Q°C:ssa lisätään 15 minuutin kuluessa 28,4 g (0,1 moolia) tetra-n-butyyliureaa. Lämpötila nostetaan 40°C:een ja reaktiota jatketaan 2 tuntia 30 minuuttia. Ylimääräinen fosgeeni poistetaan poistamalla kaasut ja liuotin poistetaan

II

15 77646 haihduttamalla, jolloin saadaan 72 g 1-kloorietyylikloori-formaattia, joka tislautuu 117°C:ssa (kirjallisuuden mukaan 115-116°C). Saanto vastaa 50 painoprosenttia.

Koska tuotteen kaava on:

Cl CH, -C-0-C-C1

+ M

(a) 1 g H u (b) IR-spektrissä on C = 0 kaksoissidosta vastaava piikki 1780 cm“^. NMR-spektrissä, joka on ajettu deuteroidussa kloroformissa käyttämällä referenssinä tetrametyylisilaania, on dupletti 1,85 ppm, joka vastaa protoneja (a) ja protonia (b) vastaava kvadrupletti 6,44 ppm.

Esimerkki 2 Tämä esimerkki koskee α-kloorietyyliklooriformaatin syntetisoimista asetaldehydistä, kun mukana on heksa-metyylifosfotriamidia. 1000 ml metyleenikloridia, joka on pesty vedellä ja kuivattu magnesiumsulfaatilla, 440 g (10 moolia) vedetöntä puhdistamatonta asetaldehydiä ja 179 g (1 mooli) heksametyylifosfotriamidia lisätään 3 litran lasireaktoriin, joka on varustettu ankkuri-sekoittimella, lämpömittarilla, -35°C jäähdyttäjällä ja uppoputkella. Seos jäähdytetään -5°C:een ja 6 tunnin 30 minuutin kuluessa lisätän 1.107 g fosgeenikaasua samalla sekoittaen.

Reaktiomediumin lämpötila nostetaan sen jälkeen 35-40°C:een ja tämä lämpötila pidetään 3 tuntia.

Seoksen annetaan seistä yön yli ympäröivässä lämpötilassa, . minkä jälkeen ylimääräinen fosgeeni poistetaan huuhtelemalla typellä 2 tuntia 30 minuuttia.

16 7 76 4 6

Saatu seos tislataan 150 mm Hg paineessa lasikolonnissa (korkeus 40 cm, halkaisija: 3 cm, täytetty Fenske’n 0,5 cm kierukoilla) ja talteenotetaan 68°C:ssa tislautuva jae.

Näin saadaan 1.020,4 g a-kloorietyylikloroformaattia, joka vastaa 71¾ saantoa käytetystä asetaldehydistä laskettuna .

Analyysi: IR-spektri (C=0): 1780 cm'^ nj*° : 1,4220 tiheys : 1,2946

Esimerkki 3 Tämä esimerkki koskee a-kloorietyyliklooriformaatin syntetisoimista asetaldehydistä pyridiinin läsnäollessa.

100 ml metyleenikloridia, joka on pesty vedellä ja kuivattu magnesiumsulfaatilla, 44 g (1 mooli) vedetöntä puhdista-matonta asetaldehydiä ja 7,9 g (0,1 moolia) juuri tislattua pyridiiniä lisätään 500 ml lasireaktoriin, joka on varustettu ankkurisekoittimella, lämpömittarilla ja asetoni/kiin-teällä hiilidioksidilla toimivalla palautusjäähdyttimellä. Seos jäähdytetään välille -5 ja -10°C ja noin 1 tunnin kuluessa lisätään 120 g fosgeenia.

; Sen jälkeen seosta kuumennetaan lievästi refluksoiden (lämpötila välillä 40 ja 45°C) 3 tuntia 30 minuuttia.

Liukenematon aines erotetaan suodattamalla typen alla . . ja suodos tislataan alipaineessa. Näin saadaan 90 g ; (saanto: 63 %) α-kloorietyyliklooriformaattia (kiehu- mispiste: 68°C/150 mm Hg).

Esimerkki 4 Tämä esimerkki koskee ct-klooratun klooriformaatin synte-tisoimista valeraldehydistä.

Il 17 77646 21,5 g (0,25 moolia) n-pentanaalia, 50 ml hiilitetrakloridia ja 1,9 g (0,025 mooliaa) pyridiiniä lisätään edellä kuvatulla tavalla varustettuun 100 ml reaktoriin. Tähän seokseen, joka on jäähdytetty -5°C:een, lisätään 30 minuutin kuluessa 30 g (0,3 moolia) fosgeenia. Lämpötila nostetaan vähitellen 40°C:een. Reaktioseos pidetään 1 tunti tässä lämpötilassa, minkä jälkeen siitä poistetaan kaasut typellä ja suodatetaan ja suodos tislataan alipaineessa. α-kloori-n-pentyyliklooriformaatti tislautuu 73°C:ssa 15 mm Hg paineessa. Saatu paino: 28 g, mikä vastaa 60,5 % saantoa.

IR-spektri: C=0: 1790 cm"^ n£° : 1,4377, tiheys (20°C): 1,1523 NMR (C0C13, TMS):

Cl » CH3CH2CH2CH2CH0CC1 o (a)(b)(c)(d) (a) kupu 0,92 ppm (3H) (b) kupu 1,40 ppm (4H) (c) kupu 2,05 ppm (2H) (d) tripeltti 6,30 ppm (1H)

Esimerkki 5 Tämän esimerkin kohteena on akroleiinista saadun ot-klooratun klooriformaatin syntetisointi.

Laitteisto ja menettelyt ovat samat kuin esimerkissä 4. Käytetään seuraavia lähtöaineita: akroleiini (propenaali) : 28 g (0,5 moolia) pyridiini : 3,95 g (0,05 moolia) hiilitetrakloridi : 50 ml fosgeeni : 60 g (0,6 moolia) is 776 4 6 α-klooriallyyliklooriformaatti tislautuu 38°C:ssa 10 mm Hg paineessa.

Saatu paino: 42 g, mikä vastaa 54 % saantoa.

IR-spektri: C = 0 : 1780 cm”* nj*° : 1,4462, tiheys (20°C): 1,2853 NMR-spektri:

HlQ> .HIO

>“< /°1

Hl bi CH<d) OOCl n o (a) (b) (c): kupuryhmä 5,2 - 6,5 ppm (3H) (d) : dubeltti 6,71 ppm (1H)

Esimerkki 6 Tämän esimerkin kohteena on bentsaldehydistä saadun α-klooratun klooriformaatin synteesi.

Käytetyt aineet ovat: bentsaldehydi : 26,5 g (0,25 moolia) pyridiini : 1,95 g (0,025 moolia) fosgeeni : 35 g (0,35 moolia) hiilitetrakloridi : 50 ml

Toimimalla samalla tavoin kuin esimerkissä 4 saadaan 34,8 g (68 S) α-klooribentsyylikloroformaattia, joka tislautuu 70°C:ssa 0,4 mm Hg paineessa.

IR-spektri: C=0 : 1770 cm-* n*0 : 1,5367, tiheys (20°C): 1,3016 NMR-spektri: 15 77646 y y ^ococi H—; H H ^Cl

Kaikilla protoneilla on kemiallinen siirtymä välillä 7 ja 8 ppm.

Esimerkki 7 Tämän esimerkin kohteena on 2-klooribentsaldehydistä saadun α-klooratun klooritormaatin synteesi.

Esimerkin 6 bentsaldehydi korvataan 2-klooribentsalde-hydillä.

Saadaan 25,1 g (saanto: 42 %) a-kloori-2-klooribentsyyli-klooriformaattia, joka tislautuu 85-88°C:ssa 0,2 mm Hg paineessa.

IR-spektri: C=0 : .1780 cm”^- n*° : 1,5420, tiheys (20°C) ; 1,4294 NMR-spektri: H Cl

J_L

H—CCH ^ 5 H ΪΓ ^OCOCt 77646 20

Kaikilla protoneilla on kemiallinen siirtymä välillä 7 ja 8 ppm.

Esimerkki 8 Tämän esimerkin kohteena on tereftaalialdehydistä saadun α-klooratun klooriformaatin synteesi.

67 g (0,5 moolia) tereftaalialdehydiä, 3,95 g (0,05 moolia) pyridiiniä ja 100 ml hiilitetrakloridia laitetaan 500 ml reaktoriin. Sen jälkeen jodhetaan 0°C:ssa 120 g (1,2 moolia) fosqeenia. Seos kuumenentaan sen jälkeen vähitellen 40°C:een ja pidetään tässä lämpötilassa 3 tuntia. Kaasujen poistamisen jälkeen suodatetaan ja poistetaan liuotin, jolloin saadaan 133 g (saanto: 80 %) väritöntä öljyä.

Kloorin kokonaispitoisuus: laskettu: 42,7, saatu: 40,02 % IR-spektri: C=0 : 1780 cm~* NMR-spektri (CDC13, TMS): (a) (a)

T‘fN@TT

(b) (a) singletti 7,29 ppm (2H) (b) singletti 7,64 ppm (4H)

Esimerkki 9 Tämän keksinnön kohteena on α-kloorietyyliklooriformaatin . . syntetisointi asetaldehydistä trioktyylifosfiinin läsnä- - ollessa.

Il 21 77646 11 g (0,25 moolia) asetaldehydiä, 9,25 g (0,025 moolia) trioktyylifosfiinia ja 50 ml hiilitetrakloridia laitetaan 100 ml reaktoriin. Tähän seokseen, joka on jäähdytetty 0°C:een, lisätään 30 g (0,3 moolia) fosgeenia. Reaktioseosta kuumennetaan 1 tunti 35-40°C:ssa, minkä jälkeen siitä poistetaan kaasut ja seos tislataan alipaineessa (150 mm Hg). Näin saadaan 9,1 g (saanto: 25 %) α-kloorietyyli-klooriformaattia, joka tislautuu 67-68°C:ssa.

Esimerkki 10 Tämän keksinnön kohteena on a-kloorietyyliklooriformaatin valmistaminen fosqenoimalla asetaldehydiä liuotinmediumissa, kun mukana on 5 mooliprosenttia pyridiiniä.

Menettely ja laitteisto ovat samat kuin esimerkissä 4.

Käytetyt ainemäärät ovat seuraavat: asetaldehydi : 11 g (0,25 moolia) pyridiini : 0,99 g (0,0125 moolia) fosgeeni : 30 g (0,3 moolia) metyleenikloridi : 50 ml Näin saadaan 25,6 g (saanto 71,6 %) a-kloorietyylikloori-formaattia, joka tislautuu 68°C:ssa 150 mm Hg paineessa.

Esimerkki 11 Tämän kokeen kohteena on a-kloorietyyliklooriformaatin valmistus fosgenoimalla asetaldehydiä ilman liuotinta, kun mukana on 5 mooliprosenttia pyridiiniä.

22 g (0,5 moolia) asetaldehydiä ja 1,98 g (0,025 moolia) pyridiiniä laitetaan 0°C:ssa 100 ml reaktoriin, joka on varustettu samalla tavoin kuin edellisissä esimerkeissä. Tässä lämpötilassa lisätään 60 g (0,6 moolia) fosgeenia.

22 77646

Reaktioseos kuumennetaan 30°C:een 4 tunnin kuluessa ja pidetään tässä lämpötilassa 1 tunti. Fosqeenin poistamisen jälkeen saadaan 42,1 g (saanto: 59 %) ot-kloori-etyyliklooriformaattia, joka tislautuu 68°C:ssa 150 mm Hg paineessa.

Esimerkki 12 Tämän kokeen kohteena on sykloheksaanikarboksaldehydin f osgenointi.

28 g (0,25 moolia) sykloheksaanikarboksaldehydiä, 1,98 g (0,025 moolia) pyridiiniä ja 50 ml hiilitetrakloridia laitetaan 100 ml reaktoriin. Tämä seos jäähdytetään 0°C:een ja lisätään 30 g (0,3 moolia) fosqeenia. Sen jälkeen reaktiomedium kuumennetaan 35-40°Cseen ja pidetään tässä lämpötilassa 1 tunti.

Kaasujen poiston, suodattamisen ja liuottimen alipaineessa tapahtuvan poistamisen jälkeen saadaan 46 g (saanto: 87 %) haluttua klooriformaattia. joka tislautuu 90-93°C:ssa 10 mm Hg paineessa.

nj*° : 1,4738, tiheys (20°C) : 1,1934 NMR-spektri (CDCl^, TMS):

Cl 0—ί-0-C-C, H 0 |al Ib) (a) kupu 1,15 - 2,2 ppm (11H) (b) dubletti 6,1 ppm (1H) I!

Esimerkit 13 - 17 23 77646 Näiden esimerkkien, jotka suoritetaan esimerkin 4 laitteistolla, tarkoituksena on havainnollistaa eri katalyyttien tehokkuus lämpötilan funktiona. Kukin näistä kokeista suoritettiin käyttämällä seuraavat ainemäärät: asetaldehydi : 4,4 g (0,1 moolia) tolueeni : 45 g katalyytti :0,01 moolia fosgeeni : 12 g (0,12 moolia)

Seuraajassa taulukossa on esitetty tulokset lämpötilan funktiona 3 tunnin reaktioajan jälkeen. Reaktion tapahtuminen tai tapahtumattomuus on määritetty IR-spektrofoto-metrian avulla. Reagoimattomuus tarkoittaa, että saanto ✓ on alle 5 S».

Esim' 1/4.1 J.J.. 40°C 70°C 100°C

n:o Katalyytti 13 Ν,Ν-dimetyyliaminopyridiini ei reak- ei reak tiota tiota reaktio 14 N,N-dimetVylianiliini ei reak- reaktio tiota 15 Imidatsoli ei reak- ei reak- reaktio tiota tiota 16 Tetra-n-butyyliurean reaktiotuote fosgeenin kanssa reaktio C*H9v C1“ C h 4 *\ +/C4H9

N - C = N

C4H9X Cl V‘C4H9 17 dimetyyliformamidd reaktio —L— I I —— lii I—— il » J I. IM· —

Esimerkit 18 - 26 24 77646

Keksinnön mukaisilla katalyyteillä suoritettiin kaksi koesarjaa α-kloorietyyliklooriformaatin syntetisoimiseksi.

Nämä kaksi sarjaa eroavat vain reaktiolämpötilan ja käytetyn liuottimen suhteen.

20 ml paineenkestävään lasiputkeen, joka voidaan sulkea, laitetaan 0°C:ssa peräkkäin 0,001 moolia katalyyttiä, magneettinen sekoitussauva ja 5 ml liuosta, joka sisältää 2 moolia/litra asetaldehydiä, ja 5 ml liuosta, joka sisältää 2 moolia/litra fosgeenia hiilitetrakloridissa (sarja 1) tai klooribentseenissä (sarja 2).

Katalyytin määrä oli siten 10 mooliprosenttia asetaldehydin suhteen.

Sen jälkeen putki suljettiin nopeasti ja asetettiin hauteeseen, jonka lämpötila oli säädetty 40°C:een (sarja 1) tai 100°C:een (sarja 2).

Seosta alettiin sekoittaa maqneettisauvalla ja reaktion annettiin edetä 3 tuntia. Tämän jälkeen putki jäähdytettiin noin 0°C:een ja reaktiomediumista otettiin näyte ja analysoitiin välittömästi NMR:n avulla (referenssi: TMS). Koska reaktio suoritetaan suljetussa astiassa, asetaldehyditappioita ei tapahdu. Asetaldehydin havaitiin jälleen olevan jossakin seuraavasta 4 muodosta: CH,CH : kvadrupletti 9,7 ppm vastaa H ja sen integ- . y 3 3 raatioarvo on a.

CHjCH^OCOCl: kvadrupletti 6,45 ppm vastaa ja sen integraatioarvo on b.

Il 25 77646 ^ ° yCH3

CH, - CH ^ CH

y C C

, I : kvadrup’etti 4,9 ppm O O vastaa Hc ja sen integraa- CH tioarvo on c.

i c CHj

Cl f CHj - CHj : kvadrupletti 5,8 ppm vastaa ja sen intergraatioarvo on d.

Kullakin katalyytillä saadun α-kloorietyyliklooriformaatin saanto määritettiin käyttämällä kaavaa: 100b a + b + c + d

Katalyytti

Saanto aaria TBU(a)Pyri- THU(b) Kino- MK (c) saanto, sarja diini liini

Saanto, % 45 100 45 10 15

Saanto, % äarja 2 iklooribentseeni, 75 -75 65 55 00°C) (a) tetrabutyyliurea (b) tetrametyyliurea (c) Mischler'in ketoni

Esimerkki 27: 50 ml keller-reaktoriin, joka oli varustettu magneetti-sekoittimella ja -50°C:ssa pidetyllä asetoni-Dry-Ic^® jäähdyttäjällä, lisättiin 1,30 g (0,0175 moolia) kaliumkloridia, 0,040 g (0,00106 moolia) Kryptofix /222/, 26 77646 kaupallistaja Merck, 12,5 g (0,125 moolia) fosgeenia ja lopuksi 2,2 g (0,05 moolia) asetaldehydiä.

Sen jälkeen reaktioseosta sekoitettiin 5 tuntia huoneen lämpötilassa (IB - 22°C). Tämän ajan kuluttua mediumin NMR-analyysi osoittaa, että α-kloorietyyliklooriformaatin saanto on 96 % ja jäännös muodostuu oleellisesti kokonaan asetaldehydistä.

Review-artikkelista 1/77, julkaisija Merck Company, Kontakte, sivut 11 - 31, voidaan löytää luettelo komplek-sointiaineista ja erityisesti kryptandeista, joita voidaan käyttäää edellisenä /222/ yhdisteenä, vaikkakin mahdollisesti yhdistelmänä mukavamman suolan, kuten natriumkloridin kanssa. Erityisesti on huomattava, että NaClsn yhdistyminen Kryptofix /222 B/ polymeeriin muddostaa liukenemattoman katalyytin, joka voi toimia ilman liuotinta.

Esimerkki 28:

Tetra-n-heksyyliammoniumbromidia (0,5 g), fosqeenia (6,25 g) ja asetaldehydiä (1,1 g) lisättiin tässä järjestyksessä 50 ml Claisen'in reaktoriin. Tämän seoksen annettiin seistä 4 tuntia huoneen lämpötilassa (18 -: 20°C) samalla sekoittaen. Tämän ajan kuluttua seoksen NMR-spektri osoittaa, että se sisältää vain -kloori-etyy1iklooriformaattia. Saanto oli siten 100 %, mikä on merkittävää.

Esimerkit 29 ja 30:

Reaktio suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 28. Tri-n-butyylibentsyyliammoniumkloridia ja tri-n-oktyylimetyyliammoniumkloridia käytettiin 5 mooliprosenttia (asetaldehydiin nähden). Ensimmäisessä taoauksessa • - oklooratun klooriformaatin saanto on 100 %, kun taas jälkimmäisessä tapauksessa saanto on 12 %. Loput on li 27 77646 reagoimatonta asetaldehydiä (33 %) ja paraldehydiä (55 %).

Iso anioni ja suuri kationi näyttävät olevan suotuisia tekijöitä.

Ammoniumhalogenideja pidetään yleensä parempana kuin muita oniumsuoloja.

26 77646

Esimerkki 31 Tämä esimerkki koskee c(-kloorietyylikloroformiaatin synteesiä asetaldehydistä bentsyylitri-n-butyyliammoniumkloridin läsnäollessa lähtien.

Mitataan -80°C:een jäähdytettyyn sekoittajalla, lämpömittarilla, palautusjäähdyttäjällä ja lisäyssuppilolla varustettuun lasikolviin 15,7 g (0,05 moolia) bentsyylitributyyliammo-niumkloridia, jota on edeltä käsin kuivattu eksikaattorissa 100°C:ssa 1 mmHgsn paineessa 5 tunnin ajan, 220 g (2,2 moolia) fosgeenia ja 77 g (1,75 moolia) vastatislattua asetaldehydiä.

Panostuksen aikana reaktioseoksen lämpötila pidetään 0°C:een vaiheilla.

Seosta lämmitetään sitten 25°C:ssa 2 tunnin ajan samalla sekoittaen.

Reaktioseos tislataan alipaineessa (2,g mmHg) ja saadaan 215,2 g (86 %:n saanto asetaldehydistä laskettuna) of-kloori- etyylikloroformaattia.

Kp. 117°C/760 mmHg d15 = 1,2946 15

[*]20 = 1,4220 D

IR-spektri (liuottimena CCI4): C-O, 1790 cm~l.

Esimerkki 32 Tämä esimerkki koskee o( -kloorietyylikloroformiaatin synteesiä asetaldehydistä tetra-n-butyylikloori-immoniumkloridin läsnäollessa lähtien.

Il 29 77646 a) Tetra-n-butyylikloori-immoniumkloridin valmistus fosgenoi-malla tetra-n-butyyliureaa.

Cl®

Bu Bu Bu © . Bu N-C-N + COCI2 -> N N + CO?

Bu 0 Bu Bu C Bu

Cl

Mitataan sekoittajalla, lämpömittarilla, kuplitusputkella ja -80°C:een laskevalla jäähdytysjärjestelmällä varustettuun 50 ml:n lasikolviin 32 g vastatislattua tetra-n-butyyliureaa.

Lämmitetään 50°C:een samalla sekoittaen ja lisätään hitaasti kaasumaista £osgeenia tarkkaillen samalla reaktion kulkua IR-spektrofotometrisesti. Tässä tarkoituksessa otetaan tunneittain reaktioseoksesta 0,4 ml:n näyte, joka lisätään 5 ml:aan CCl4:ää. Todetaan tetra-n-butyylikloori-immoniumkloridin^nauhat 1640 cm“l (C=0 tetrabutyyliureasta) ja 1610 cnT^- (^. C = N tetra-n-butyylikloori-immoniumkloridistä).

Kun 1640 cm~^:n nauha on hävinnyt täysin, fosgeenin lisääminen lopetetaan ja fosgeeniylimäärä poistetaan kaasunpoistolla alipaineessa.

Keskimäärin reaktio kestää 6 tuntia ja fosgeenia käytetään 25 g.

b) Asetaldehydin fosgenointi.

Mitataan sekoittajalla, lämpömittarilla, kuplitusputkella ja -80°C:seen laskevalla jäähdytysjärjestelmällä varustettuun lasikolviin 4,24 g (0,0125 moolia) tetrabutyylikloori-immonium-kloridia ja 11 g (0,25 moolia) vastatislattua asetaldehydiä.

30 7 7 6 4 6

Lisätään 40 minuutin aikana samalla sekoittaen 30 g (0,3 moolia) fosgeenia pitäen lämpötila 22 - 28°C:ssa. Reaktion annetaan jatkua 3 tunnin ajan 25°C:ssa, minkä jälkeen seos tislataan alipaineessa (2,5 mmHg). Saadaan 32,3 g (90 %:n saanto) o( -kloorietyylikloroformaattia.

Esimerkki 33 Tämä esimerkki koskee d-kloorietyylikloroformiaatin synteesiä asetaldehydistä tetra-n-butyyliammoniumkloridin läsnäollessa lähtien.

Menetellään kuten kuvattu esimerkissä 31 käyttäen 7,22 g (0,026 moolia) vedetöntä tetra-n-butyyliammoniumkloridia, 200 g (2 moolia) fosgeenia ja 44 g (1 mooli) vastatislattua asetaldehydiä.

Saadaan 60 g (42 %:n saanto laskettuna asetaldehydistä) ©(-kloorietyylikloroformiaattia.

Esimerkki 34 Tämä esimerkki koskee 1,2,2,2-tetrakloorietyylikloroformiaatin synteesiä kloraalista bentsyylitri-n-butyyliammoniumkloridin läsnäollessa lähtien.

Kloraali saadaan käsittelemällä sen hydraattia konsentroidulla rikkihapolla ja tislaamalla 96 - 100°C:ssa.

Mitataan samoin kuin esimerkissä 31 varustettuun reaktiokol-viin 10 g (0,032 moolia) bentsyylibutyyliammoniumkloridia, jota on edeltä käsin kuivattu tunnin ajan 100°C:ssa 0,7 torrin paineessa, ja 95 g (0,95 moolia) fosfeenia.

Il 31 77646

Lisätään tipoittain 45 g (0,30 moolia) kloraalia pitäen lämpö·* tila 0°C:ssa.

Palautusjäähdytystä jatketaan tunnin ajan, minkä jälkeen fosgeeniylimäärä poistetaan kaasunpoistolla 40°C:ssa 30 torrin paineessa.

Tislaamalla 75 - 79°C:ssa 19 torrin paineessa saadaan 43,1 g (65 %:n saanto) 1,2,2,2-tetrakloorietyylikloroformiaattia. Analyysit: IR (CCI4): 1787, 1550, 1100 cm-1 nmr (ei liuotinta) 6,68 miljoonasosaa.

Esimerkki 35 Tämä reaktio koskee 2,2,2-tribromi-l-kloorietyylikloroformi-aatin synteesiä bromaalista bentsyylitri-n-butyyliamonium-kloridin läsnäollessa lähtien.

Menetellään kuten esimerkissä 34 käyttäen 10 g bromaalia, 14 g fosgeenia ja 1,5 g bentsyylitri-n-butyyliamooniumkloridia.

Saadaan 2,2,2-tribromikloorietyylikloroformiaattia saannon ollessa 25 %.

Analyysit: IR (kalvona, ei liuotinta): 1790 cm~l nmr (CDCI3) 6,68 miljoonasosaa.

Esimerkki 36 o(-Kloorietyylikloroformiaatin synteesi fosgenoimalla asetalde-hydiä KCl/eetteri hydratoitu kalsiumsulfaatti 18/6:n läsnäollessa.

Sekoitetaan 20 tunnin ajan ympäristön lämpötilassa seosta 12 ml (0,21 moolia) asetaldehydiä ja 30 ml (0,42 moolia) fosgeenia, 32 77646 johon on lisätty 5,5 g yön yli 70°C:ssa kuivattua KCl:ää (0,07 moolia) ja 3,21 g (0,012 moolia) tuotetta 18-Crown-6 (Aldrich). Poistetaan £osgeeniylimäärä, minkä jälkeen seokseen kuplitetaan kuivaa typpeä tunnin ajan ja lisätään sitten 20 ml kuivaa pentaania KCl/Crown-kompleksin saostamiseksi. Kiinteä aines poistetaan suodattamalla ja pestään 10 ml:11a pentaania. Jakotislaus tuottaa 23,6 g (78 %) haluttua kloroformiaattia, kp. 114 - 115°C (hajaantuu).

Esimerkki 37

Sekoitetaan 138 g (1,4 moolia tislattua fosgeenia ja 22 g (0,07 moolia) vakuumissa (0,8 mmHg) 100°C:ssa 14 tunnin ajan kuivattua bentsyylitributyyliammoniumkloridia ja lisätään seokseen yhdellä kertaa 40 g (0,56 moolia) isobutyyrialdehydiä. Pidetään 70 tunnin ajan palautusjäähdytyslämpötilassa, minkä jälkeen fosgeeniylimäärä poistetaan ja haihtuvat tuotteet tislataan alipaineessa (1 mmHg) 40°C:ssa ja annetaan kondensoitua -78°C:ssa. Toinen tislaus tuottaa 75 g väritöntä nestettä, jonka kiehumapiste 28 mmHgjssä on 58 - 59°C, ja jonka kaava on CH3 Cl » CH-CH-OCC1 / Il ch3 o IR (pm): 5,63 (s), CCI4 ^H~nnir (.S) ί 6,16 (d, J=6 Hz), 2,6 — 1,7 (m), 1,07 (d, J=6Hz) suhde 1:1:6; CDCI3.

Esimerkki 38 o( -Kloorietyylikloroformiaatin synteesi fosgenoimalla asetalde-hydiä ja käyttäen lievää fosgeeniylimäärää 5 mooli-%:n bent-syylitributyylianunoniumkloridin läsnäollessa.

11 33 7 7 6 4 6

Mitataan -5°C:een jäähdytettyyn sekoittajalla, lämpömittarilla, kevyeeseen typpiylipaineeseen yhdistetyllä lisäyssuppilolla ja -80°C:seen laskevalla jäähdytysjärjestelmällä varustettuun reaktiokolviin 15,6 g (0,05 moolia) bentsyylitri-n-butyyli-ammoniumkloridia, joka on huolellisesti kuivattu 1 mmHgm vakuumissa 100°C:ssa 12 tunnin aikana, ja 105 g fosgeenia (eli 1,05 moolia fosgeenia).

Lisätään samalla sekoittaen 45 minuutin aikana 44 g (1,0 moolia) vastatislattua alle 1 %:n para-aldehydrä sisältävää asetaldehydiä antaen lämpötilan kohota korkeintaan 35°C:seen.

Annetaan seoksen jäähtyä huoneen lämpötilaan ja sitten reaktion jatkua tässä lämpötilassa 3 tunnin ajan.

Sitten reaktioseos tislataan alipaineessa, mikä tuottaa 123 g (86 %:n saanto) tf-kloorietyylikloroformiaattia.

Kp. 26°C/2,5 mmHg.

Esimerkki 39

Sykloheksen-3-yylikloorimetyylikloroformiaatin synteesi

Lisätään samalla sekoittaen 32 ml (0,46 moolia) fosgeenia 0°C:eiseksi jäähdytettyyn seokseen 32 g (0,29 moolia) 1,2,3,6-tetrahydrobentsaldehydiä ja 8,6 g (0,028 moolia) vedetöntä bentsyy1itributyy1iammoniumkloridia.

Reaktion annetaan kestää 4 tuntia ympäristön lämpötilassa, minkä jälkeen fosgeeniylimäärä poistetaan haihduttamalla vakuumissa.

Saadaan talteen haluttu tuote, jota puhdistetaan alipaine-tislauksella (kp. 81 - 83°C/1 mmHg).

34 7764 6 Näin saadaan 52,9 g (87 %:n saanto) sykloheksen-3-yylikloori-metyylikloformiaattia, jonka kaava on:

Cl a CHOC Cl IR (pm) 5,59, CC14 RMN: iS ,CCl4): 6,4 - 6,1 (multipletti), 5,64 (leveä singletti) 3,0 - 1,2 (multipletti), suhde 1:2:7.

Esimerkki 40 l-Kloori-3-metyylibutyylikloroformiaatin synteesi

Lisätään hitaasti (30 minuutin aikana) ja samalla sekoittaen 36 ml (0,52 moolia) fosgeenia 0°C:eiseksi jäähdytettyyn seokseen 36,8 g (0,43 moolia) isovaleraldehydiä ja 8,6 g (0,028 moolia) vedetöntä bentsyylitributyyliammoniumkloridia.

Reaktion annetaan kestää ympäristön lämpötilassa 5 tuntia, minkä jälkeen fosgeeniylimäärä poistetaan haihduttamalla vakuumissa.

Saadaan haluttu tuote, jota puhdistetaan alipainetislauksella (kp. 74 - 76°C/29 mmHg).

Näin saadaan 73 g (92 %) l-kloori-3-metyylibutyylikloroformiaattia, jonka kaava on: ch3 Cl CH3-CH-CH2-CHCOCC1 o

II

35 77646 IR (μιη, CC14): 5,62 NMR (6, CDCI3): 6,37 (tripletti, J=6Hz), 2,3 - 1,7 (multi- pletti), 0,99 (dubletti, J=6Hz), suhde 1:3:6.

Esimerkki 41 1,3-diklooripropyylikloroformiaatin synteesi

Liuokseen 29,4 g (0,52 moolia) akroleiinia ja 9,8 g (0,03 moolia) bentsyylitributyyliammoiumkloridia 30 ml:ssa dikloorimetaania johdetaan 3,5 tunnin ajan vedetön kloorivety-happovirta 3-klooripropionialdehydin muodostamiseksi.

Jäähdytetään saatu liuos 0°C:seen ja lisätään samalla sekoittaen 50 ml (0,72 moolia) £osgeenia.

Reaktion annetaan jatkua 14 tuntia ympäristön lämpötilassa, minkä jälkeen fosgeeniylimäärä poistetaan haihduttamalla vakuumissa.

Saadaan haluttu tuote, jota puhdistetaan alipainetislauksella (kp. 65 - 68°C/10 mmHg).

Näin saadaan 49,5 g (48 %) 1,3-diklooripropyylikloroformi-aattia, jonka kaava on

Cl

CICH2-CH2-CHOCCI

O

IR (pm, CC14) 5,57 NMR (S, CCI4): 6,55 (tripletti, J«6Hz), 372 (tripletti, J=6Hz), 2,52 (kvadrupletti, J=6Hz), suhde 1:2:2.

Claims (9)

36 77646

1. Menetelmä kloormuurahaishapon of-kloorattujen estereiden valmistamiseksi, joilla on kaava R—t-CH-O-C-Cl )m I il Cl 0 jossa R on suora tai haarautunut C^-Cg alkyyliryhmä, C2-Cg alkenyyli-ryhmä, C4-C8 sykloalkyyli- tai sykloalkenyyliryhmä, fenyyli-ryhmä, jotka ryhmät voivat olla substituoitu 1-4 halogeeni-atomilla tai C1-C3 alkyyliryhmällä, ja m on 1, 2 tai 3, saattamalla fosgeeni reagoimaan aldehydin kanssa, jonka kaava on R(CHO)m, jossa R ja m on edellä määritelty, tunnettu siitä, että mainittu reaktio suoritetaan katalyytin läsnäollessa, joka katalyytti on valittu seuraavista ryhmistä: a) tertiääriset amiinit, substituoidut amiidit, substituoidut ureat, substituoidut tioureat, tertiääriset fosfiinit, substituoidut fos£oriamidit ja näiden yhdisteiden reaktiotuotteet fosgeenin kanssa; b) oniumhalogenidit ja alkaali- tai maa-alkalimetallihalogeni-din ja kruunueetterin tai kryptantin kompleksireaktion tuotteet, jolloin katalyyttiä käytetään noin 1-50 mooli-% muunnettavien aldehydifunktioiden moolimäärästä, joka reaktio suoritetaan lämpötilan -10°C ja 100°C välillä, ilman liuotinta tai polaa-rittoman tai heikosti polaarisen aproottisen liuottimen läsnäollessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdan b) halogenidit ovat klorideja. Il 37 77646

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oniumhalogenidi on kvaternäärinen ammoniumhalidi.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti on tetra-alkyyliurea tai sen reaktiotuote fosgeenin kanssa, tai substituoitu fosforoamidi, pyridiini, alifaattinen tertiäärinen fosfiini, tertiääristen monoaryyliamiini, imidatsoli, substituoitu karboksamidi tai kinoliini, jolloin katalyytin määrä on 1 - 10 mooli-% muunneltavan aldehydifunktion moolimäärän suhteen, reaktio suoritetaan lämpötilassa 0 - 100°C ja liuotin on edullisesti hiilitetraklo-ridi, dikloorimetaani, tolueeni tai klooribentseeni.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti on tertiäärinen monoaryyliamiini tai imidatsoli ja reaktio suoritetaan lämpötilasa 70 - 100°C.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aldehydi on erittäin reaktiokykyinen aldehydi, kuten asetaldehydi, liuotin on dikloorimetaani ja reaktio suoritetaan lämpötilassa 35 - 40°C.

7. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti on pyridiini, kvaternäärinen oniumhalogenidi, alkaali- tai maa-alkalimetallihalogenidin ja kruunueetterin tai kryptantin välisen kompleksoivan reaktion lopputuote ja aldehydillä on pieni molekyylipaino ja käytetty liuotin muodostuu itse reaktiotuotteesta.

8. c*-kloorattu klooritormaatti, jonka kaava on Ri-(-CH-0-C-C1)m II Cl Ö 38 77646 jossa Rl on suora tai haarautunut C2-C8 alkyyliryhmä, C2-C8 alkenyy-liryhmä, C4-C8 sykloalkyyli- tai sykloalkenyyliryhmä, jolloin mainitut ryhmät voivat olla substituoitu 1-4 halogeeniatomilla tai C1-C3 alkyyliryhmällä, tai fenyyliryhmä, joka on suDscituoitu 1-4 halogeeniatomilla tai - C3 alkyyliryhmillä ja m on 1, 2 tai 3. 11 39 7 7 6 4 6