HU191176B - Improved process for producing 4-/trichloro-methoxy/-benzoyl-chloride - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás 4 - (triklór - inetoxi) bcnzoil - kloridnak 4 - metoxi - bcnzoil - klorid közvetlen klórozásával történő előállítására. Az eljárás során sem katalizátort, sem iniciátort nem használunk. Az így előállított termék szerves vegyületek szintézisénél intermedierként felhasználható.

L. M. Yagupol’skii, Doklady Akad. Nauk S.S.S.R. 105, 100- 102 (1955) a 4 - (triklór - metoxi) - bcnzoil - klorid szintézisét írja le, mely foszfoipentaklorid jelenlétében 4 - metoxi - bcnzoil - klorid Motozásával megy végbe. Ugyanez a vegyület Hempel és Klauke 3 935 258 sz. amerikai szabadalmi leírása szerint oly módon is előállítható, hogy a klórozási reakciót valamely gyök-képző szer, például ultraibolya sugár vagy egy peroxid, jelenlétében végzik.

A találmány szerinti eljárás szempontjából Louw és Frankén Chem. and Ind., 127 (1977. 02. 05.) közleménye is fontos. Eszerint a metoxi-benzol klórozása legnagyobb részt gyűrű-klórozás és nem oldallánc-klórozás, de a metoxi-benzol klórozása ultraibolya sugár jelenlétében a szabad-gyökös reakciókörülmények következtében a metoxiesoporton történik.

A találmány tárgya tökéletesített eljárás a 4 - (triklór - metoxi) - benzoil - klorid előállitására, melynek során a metoxi - benzoil - kloridot magas hőmérsékleten molekuláris klór segítségével klórozzuk 150 °C és 225 ’C közötti hőmérsékleten. Az eljárásnál a tökéletesítés azt jelenti, hogy a reakciót gyök-képző intenzitású fém alkalmazása nélkül végezzük.

Mint már említettük, az eddigiekben a címbeli vegyület előállítására a szakemberek már alkalmazták a direkt klórozást, de oly módon, hogy a reakciónál vagy egy klórozásra alkalmas katalizátort, általában foszfor-pentakloridot, vagy egy szabad gyök-képzőt, főleg erős ultraibolya fényt használtak.

Az iniciátorkcnt alkalmazott fény drága és azért sem megfelelő, mivel az erős fény létrehozásához nagy energia szükséges. Vizsgálataink során azt találtuk, hogy a foszfor-pentaklorid alkalmazása is előnytelen, mivel ez hajlamos arra, hogy a reaktor kondenzátorát eltömje. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával az említett hátrányok kiküszöbölhetők.

A találmány szerinti eljárás kivitelezését 150 ’C és 225 °C közötti hőmérsékleten végezzük. Előnyös, ha a műveletet 170 °C és 210 °C közötti hőmérsékleten végezzük és legelőnyösebb, ha a klórozás kezdetekor a hőmérséklet 150°C és 170 °C közötti érték és a hőmérsékletet fokozatosan vagy lépésenként növeljük az említett hőmérséklettartomány felső haláráig, mégpedig oly módon, hogy a maximális hőmérsékletet az eljárás végén érjük el.

A találmány szerinti eljárás kivitelezése tisztán, azaz oldószer, katalizátor vagy hígítószer nélkül történik. A kiindulási vegyületet egy megfelelő reaktorba helyezzük, melyen melegítő berendezés és keverő van, majd a fentiekben elmondottak szerint a kívánt hőmérsékletre melegítjük és molekuláris klórt buborckoltatunk át rajta. A klórt olyan mennyiségben adagoljuk, ahogyan az a reakció során elhasználódik.

A reakció normál vagy magasabb nyomáson is kivitelezhető. Magasabb nyomás esetén nagyobb lehet a klórfclhasználás, valamint a reakció sebessége is növekedhet.

Ha a reakció során a klórt feleslegben alkalmazzuk, a kiindulási anyag teljes mértékben átalakul. Egy mól kiindulási vegyüld klórozásához három mól klór szükséges, így egy mól termék és három mól hidrogénklorid gáz keletkezik. A klórozás előrehaladása lépcsőzetes, a reakció megindítása után már hamarosan kimutatható bizonyos mennyiségű termék jelenléte. A klórt tehát nem szükséges feleslegben alkalmazni, mivel bizonyos mennyiségű termék akkor is keletkezik, ha kevesebb, mint elméleti mennyiségű klórt adagolunk a kiindulási vegyülethez. Legelőnyösebb azonban az, ha 20-100 %-os feleslegben használjuk a klórt.

Az, hogy a kiindulási anyaghoz mennyi klórt adunk, függ a reakciósebességtől és a reaktorban lévő elegy állapotától. Eszerint, ha a reakciót magasabb hőmérsékletnél végezzük, akkor megnő a reakció üteme és az adagolható klórmennyiség, továbbá, ha a reakcióedény olyan, hogy abban hatásos elegyítés érhető el, akkor szinté n megnő ez a mennyiség. Általában a klóradagolás teljes ideje körülbelül 3—12 óra, ha a reakció kivitelezése olyan, hogy hatásos a klórfelhasználás és amelynél a kiindulási anyag lényegileg teljes mértékben átrlnkul.

A reakciónál az anyagvcsztcscg csak a hidrogénklorid, mely a reakcióelegyből gázként távozik, azzal a klórral együtt, amely a reakció során nem reagált. Ez a gáz célszerűen felfogható, és szokásos pára-tisztító berendezésben kimosható, ha például gázmosó folyadékként nátriunihidroxid-oklatot használunk. A klórgáz kinyerése teljesebbé tehető, ha az említett mosófolyadék egy redukálószert, például nátriumtioszulfátot vagy hidrogénszulfátot is tartalmaz.

Az eljárásnál alkalmazott kiindulási vegyület az irodalomból ismert. Az eljárás terméke egy intermedier vegyület, mely antimonpentafluoriddal vagy hidrogcn-fluoriddal reagáltatva 4 - (Iriduor-mctoxi) - benzoil - fluoriddá átalakítható. Ez a vegyület azután ammóniumhidroxiddal reagáltatva 4 - (trifluor - metoxi) - benzamiddá, majd foszfor-oxikloriddal reagáltatva 4 - (trifluor - metoxi) - benzonitrillá átalakítható. Végül, a benzonitrilből izopropilmagnéziumkloriddal vagy brotnidda! az izopropil 4 - (trifluor inetoxi) - fenil - keton állítható elő, melyet gombaölő és növényi növekedést szabályozó szerek előállításánál használnak fel, mégpedig a 4,110.099 számú Amerikai Egyesült Állatnok-beli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint. A találmány szerinti eljárással előállított vegyület átalakítását a továbbiakban egy-egy példa kapcsán ismertetjük.

Az alábbi példák a találmány szerinti eljárás szemléltetésére szolgálnak. A terméket gőz-fázisú kromatográfiával analizáltuk oly módon, hogy 4 - (triklór metoxi) - benzoil - klorid egy standard mintájával hasonlítottuk össze, és így az alábbi mágneses magrezonancia görbe maximumokat nyertük:

5(CDCI₃): 7.35-8.30 (4H, 7.82 δ-nál quartet középpontja).

A kromatográfiás vizsgálatot egy 2 mm átmérőjű, 1,85 méteres oszlopon, mely 3 %-os SE-30 Vaport —30-on hordozóval volt töltve, 25 ml/pcrc-es héliumáramnál végeztük.

1. példa

85,3 g 4 - (metoxi - benzoil) - kloridot helyezünk egy 250 ml-es 3-nyakú lombikba, mely 4 liter 5 %-c? nátri-23 um-hidroxid oldatot tartalmazó gázmosóval van öszszekötve. A reakcióedényt 225 ’C-ra felmelegítjük, egy bevezető csövön keresztül óránként körülbelül 25 g klórt adunk hozzá, mialatt a reakcíóelegy hőmérsékletét állandóan értéken tartjuk. Az összes I84 g klór adagolása 7,5 óra alatt történik. A reakcióelegyet ezután lehűtjük és gőzfázisú kromatográfiás vizsgálattal analizáljuk. Ily módon 127,9 g nyers terméket kapunk, mely 83,8 %-os tisztaságú. Kitermelés 78 % az elméleti értékhez viszonyítva.

2. példa

Az 1. példában leírt készüléket használjuk. Ennél a példánál a klóradagolást 150 °C-os reaktorhőmérsékIctncl kezdjük cs az adagolási állandó hőmérsékleten 3,5 órán át folytatjuk. Ezután a hőmérsékletet 3,5 órán át 180 ’C-on, majd 3 órán át 210 ’C-on tartjuk. Az összes 239 g klórt 10 óra alatt adjuk hozzá a reakcióelegyhez. Ily módon 131 g nyers terméket nyerünk, mely 85,5 %-os tisztaságú. Kitermelés: 82 % elméleti értékhez viszonyítva.

3. pékla

Újból az 1. példa szerinti készüléket használjuk; ennél a példánál a gázmosó folyadék 4 liter 2,75 %-os nátrium-hidroxid oldat, mely 1,4 % nátrium-hidrogén-szulfitot tartalmaz. A kiindulási vegyületet 170-175 ’C-ra melegítjük, majd elkezdjük a klóradagolást és állandó hőmérsékleten 4,5 órán át folytatjuk. A hőmérsékletet ezután 185— 190’C-ra növeljük, 4 órán át ezen az értéken tartjuk, mialatt konstans mennyiségű klórt juttatunk a reakcióedénybe. Végül a reakció utolsó 2,8 órája alatt a hőmérsékletet 200 — 205 ’C-on tartjuk. A teljes 133,1 g klórt 11,3 óra alatt adjuk hozzá a kiindulási anyaghoz. Lehűlés után 133,1 g terméket kapunk, mely 91 %-os tisztaságú. Kitermelés: 88,6 % az elméleti értékhez viszonyítva.

4. példa kg 4 - (metoxi - benzoil) - kloridot (99 %-os tisztaság) egy 120 literes üveggel bélelt lepárlókészülékbe helyezünk, mely készülék fel van szerelve melegítő köpennyel, bevezető csővel és ke verő vei. A készülék tartalmaz még egy lecsapató és páratisztító berendezést is. A kiindulási vegyületet 160’C-ra fclmclcgíljük cs percenként körülbelül 150 g klórt adunk hozzá. A reakcióelegyet 200 ’C-ra melegítjük és a hőmérsékletet állandó értéken tartjuk. Öt percig tartó működés után az eljárást egy éjszakán át szüneteltetni kell. Az elegyel a következő nap újból felmelcgitjük cs a klóradagolást 200 ’C-on folytatjuk. Λ reakcióelegyet hagyjuk lehűlni egy éjszakán ál, majd a harmadik napon felmelcgitjük és a klóradagolási ugyanazon a hőmérsékleten folytatjuk. A harmadik nap végétől az eljárást egy hétvégén keresztül szüneteltetjük, azután felmelcgitjük és annyi klórt adunk hozzá, hogy a reakció teljesen végbemenjen. A teljes 17,25 órás reakcióidő alatt, összesen 127 kg klórt adunk a kiindulási anyaghoz. A műveleti időt meghosszabbítottuk, mivel a klóradagolás mechanikai nehézségek miatt szükségtelenül lassú volt. Λ nyers termék 85 kg, mely 94‘%-os tisztaságú. Kitermelés: 89 % az elméleti értékhez viszonyítva.

5. példa

Egy 750 literes lepárlókészülckbc, mely a 4. példában ismertetetthez, hasonló, 270 kg 4 - (metoxi - benzoil) - kloridot helyezünk, í'clmelegitjük 170’C-ra és megkezdjük a klóradagolást. Az adagoló rendszer fogyatékossága miatt a készülékbe percenként csak 150-400 g klór jut. így a reakció körülbelül 100 óra alatt megy teljesen végbe, beleszámítva azokat a leállási időszakokat is, melyek a klór-palack cseréléséhez, cs a gázmosó rendszerben időnként előforduló prob20 lémák megoldásához szükséges.

Mikora számított klórmennyiség negyedrészét már hozzáadtuk a kiindulási anyaghoz, a hőmérsékletet 180— 185 ’C-ra növeljük és a klór második negyedének hozzáadása alatt ezen az értéken tartjuk. Ezután a hőmérsékletet 200—205 C-ra növeljük és a klór (körülbelül) 90 %-ának hozzáadásáig ezen az értéken tartjuk, majd a reakció végén a hőmérsékletet 210 ’Con tartjuk. Összesen 596 kg klórt használunk, mely 76 %-os klórfelesleget jelent. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy az igen hosszú reakcióidőt a reakció feltűnő gátlása okozza, mely az elégtelen klórfclhasználásból ered.

Az eljárás során 418,5 kg termék keletkezik, mely 84 %-os tisztaságú. Kitermelés: 81 % az elméleti érfékhez viszonyítva.

1. eljárás

- ( Trifluar - metoxi) - benzoil - fluorid

Egy I literes autoklávot előre lehűltünk -20’C-ra, majd 263 g 4 - (triklór - metoxi) - benzoil - kloridot és 300 g hidrogen-fiuoridot adunk hozzá, ezután lezárjuk és 5 órán át 140’C hőmérsékleten tartjuk. A maximális nyomás 52 kg/cm² a felmelegítés után 3 óra elteltével, és 21 kg/cm²-re csökken. A reakcióelegyet ezután I óra alatt 60 ’C-ra, majd egy éjszakán át szobahőmérsékletre hütjük. Ily módon 319 g reakcióelegyet nyerünk, mely a cím szerinti termék mellett tartalmazza a hidrogén-fluorid felesleget is.

2. eljárás

- (Trifluor - metoxi) - benzamid

Λζ I. eljárás termekéi hozzáadjuk jégfürdöbeti levő 300 ml 28 %-os ammónium-hiilroxidhoz, mégpedig 30 perc alatt oly módon, hogy a végső hőmérséklet 40 ’C legyen. Az elegyet szűrjük, a szilárd anyagot vízzel mossuk és vákuumban 80 ’C-on szárítjuk. Ily módon 179 g cím szerinti tét inéket nyerünk, melynek olvadáspontja 125—138 ’C.

191 176

3. eljárás

- trifluor - metoxi - benzonitril ml toluolhoz hozzáadunk 10,26 g 4 - (trifluor metoxi) - benzamidot és kevertetés közben, nitrogéngáz alatt, 100 °C-ra felmelegítjük. Ezután 8 ml toluolban oldott 4,6 g foszfor-oxikloridot 30 perc alatt hozzácsepegtetünk, az elegyet visszafolyó hűtővel ellátott edényben forralva (refluxálva) további egy órán át kevertetjük, majd lehűtjük és vákuumban desztilláljuk. A dcsztilláció folyamán az oldószer eltávozásával 8,63 gcím szerinti terméket nyerünk, melynek forráspontja 89 °C 45 Hmm-nél.

4. eljárás

Izopropil 4 - trifiuormeloxifenil keton ml toluolhoz hozzáadunk 10 g 4 - (trifluor-metoxi) - benzonitrilt, az elegyet 20 °C-on kevertetjük és izopropil - magnézium - bromidnak 2,85 mólos dietiléteres oldatából 24 ml-t 5 perc alatt hozzácsepegtetünk. Az elegyet ezután 4 órán át 55 °C hőmérsékleten 25 tartjuk, majd szobahőmérsékletre lehűtjük és jeges sósavra öntjük. A vizes elegyet ezután addig desztilláljuk, míg a hőmérséklet 90 °C-ra emelkedik, majd reíluxálás alatt 30 percig kevertetjük és lehűtjük. A fázisokat elkülönítjük és a vizes fázist háromszor 25 ml 39 diklór-metánnal extraháljuk. Az egyesített szerves fázist magnézium-szulfát felett szárítjuk és az oldószert eltávolítjuk. A maradékot ezután desztilláljuk és a terméket 22 Hgmiri-nél és 115—117 °C-nál összc5 gyűjtjük. Ily módon 10,9 g kívánt terméket kapunk. A 4. eljárás során nyert terméket az α - izopropil α - (4 - trifluor - metoxi fenil) - 5 - pirimidin - metanol előállításánál használják fel, ahogyan azt a 4,110.099 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás ismerteti.

Claims (4)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás 4 - (trikiór - metoxi) - benzoil - klorid előállítására, 4 - (metoxi - benzoil) - klorid molekuláris klórra! magas hőmérsékleten való klórozásával, azzal jellemezre, hogy a klórozásl 150 “C és 225 °C közötti hőmérsékleten végezzük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a klórozást 170 és 210 °C közötti hőmérsékleten végezzük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 3—12 órás reakcióidőt alkalmazunk.
4. 4. Λζ I - 3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a klórozás kezdetekor 170°Cos hőmérsékletet alkalmazunk, és ezt a hőmérsékletértéket az eljárás végéig fokozatosan vagy lépcsőzetesen 210 °C-ra emeljük.