HU224866B1 - Nitration process - Google Patents

Nitration process Download PDF

Info

Publication number
HU224866B1
HU224866B1 HU0000354A HUP0000354A HU224866B1 HU 224866 B1 HU224866 B1 HU 224866B1 HU 0000354 A HU0000354 A HU 0000354A HU P0000354 A HUP0000354 A HU P0000354A HU 224866 B1 HU224866 B1 HU 224866B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
process according
acid
nitration
alkyl
solvent
Prior art date
Application number
HU0000354A
Other languages
English (en)
Inventor
John Heathcote Atherton
Stephen Martin Brown
Martin Lennon
James Peter Muxworthy
Ian Jeffrey Grassham Preistley
Original Assignee
Syngenta Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9622784.8A external-priority patent/GB9622784D0/en
Priority claimed from GBGB9715846.3A external-priority patent/GB9715846D0/en
Application filed by Syngenta Ltd filed Critical Syngenta Ltd
Publication of HUP0000354A1 publication Critical patent/HUP0000354A1/hu
Publication of HUP0000354A3 publication Critical patent/HUP0000354A3/hu
Publication of HU224866B1 publication Critical patent/HU224866B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/36Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of amides of sulfonic acids
    • C07C303/40Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of amides of sulfonic acids by reactions not involving the formation of sulfonamide groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B43/00Formation or introduction of functional groups containing nitrogen
    • C07B43/02Formation or introduction of functional groups containing nitrogen of nitro or nitroso groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06Preparation of nitro compounds
    • C07C201/08Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Description

A találmány nitrálási eljárásra, közelebbről aromás és heteroaromás vegyületek nitrálására vonatkozik. A találmány szerinti eljárás különösen előnyösen alkalmazható difenil-éterek nitrálására; (gy herbicid hatóanyagok vagy herbicid hatóanyagok szintézisének közbenső termékei állíthatók elő.
Aromás és heteroaromás vegyületek nitrálására számos eljárás ismert. A legszélesebb körben alkalmazott megoldás szerint oldószerként vagy fluidizálószerként kénsavat, nitrálószerként pedig salétromsavat vagy alkálifém-nitrátokat használnak. Noha ez a módszer sok esetben jól alkalmazható, az eljárás hátránya, hogy gyakran képződik nagy mennyiségű hulladék kénsav, amelynek visszanyerése vagy környezetbe való elvezetése nehézségekbe ütközik. A szakirodalomban így például a 2435314 és 2435544 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalomban - kénsavmentes eljárásmódokat is ismertettek. Más megoldás szerint szerves oldószereket használnak, ami csökkentheti a környezetszennyezési problémákat, és esetenként a hozam növekedésével is járhat. A 22610 számú európai közzétételi irat például az (A) általános képletű herbicid hatóanyagok - a képletben X és Y jelentése egymástól függetlenül hidrogénatom, fluoratom, klóratom, brómatom vagy CF3, OCF2CHZ2, OCH3, CN, CO2R, C6H5, O-alkil, NO2 vagy SO2R csoport, és a felsorolt képletekben Z klór-, bróm- vagy fluoratomot, R pedig rövid szénláncú alkilcsoportot jelent - előállítását ismerteti (B) általános képletű vegyületek - a képletben X és Y jelentése a fenti - klórozott oldószerekben végzett nitrálása útján. Nitrálószerként salétromsav/kénsav elegyeket használnak, és a reakcióban oldószerként diklór-metán alkalmazását javasolják. Ez a közlemény a nitrálási eljárásra 75,4%-os hozamot ad meg, a termék tisztaságáról vagy az egyéb nitrált izomerek jelenlétéről azonban nem közöl információt.
A 4031131 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom a fentiekhez hasonló vegyületek előállítását ismerteti a fentihez hasonló eljárással. Nitrálószerként kálium-nitrát vagy salétromsav/kénsav elegyek használatát javasolják, és a reakciót diklór-metánban végzik. A nitrálási reakcióra igen nagy (95%-ot meghaladó) hozamot közölnek, de a termék tisztaságáról itt sem adnak részletes információt. A salétromsav/kénsav eleggyel való nitrálás ecetsavanhidrid jelenlétében is végrehajtható.
A 3416 és 274194 számú európai közzétételi irat (C) általános képletű herbicid hatóanyagok szintézisére vonatkozik - a képletben
R1 adott esetben fluorozott alkilcsoportot vagy adott esetben szubsztituált fenilcsoportot jelent,
R3 hidrogénatomot, fluoratomot, klóratomot, brómatomot, jódatomot vagy alkil-, trifluor-metil- vagy cianocsoportot jelent,
R4 hidrogénatomot, fluoratomot, klóratomot, brómatomot, jódatomot vagy trifluor-metil-csoportot jelent,
R5 fluoratomot, klóratomot, brómatomot, jódatomot vagy trifluor-metil-csoportot jelent, és
R6 hidrogénatomot vagy 1-4 szénatomos alkilcsoportot jelent.
A 3416 számú európai közzétételi irat szerint ezeket a vegyületeket úgy állítják elő, hogy a megfelelő karbonsavakat vagy karboxamidokat nitrálják, majd a kapott terméket szulfonamiddá alakítják, vagy közvetlenül a szulfonamidokat nitrálják. A 7. példában ismertetett reakció során oldószerként 1,2-diklór-etánt, nitrálószerként pedig kálium-nitrát és tömény kénsav elegyét használják.
A 274194 számú európai közzétételi irat a (D) általános képletű vegyületek nitrálását ismerteti - a képletben R1, R3, R4, R5 és R6 jelentése a fenti. Nitrálószerként tömény salétromsavat, nátrium-nitrátot vagy ezeknek kénsavval képezett elegyeit használják. A reakciót nitrálásnak ellenálló oldószer, például halogénezett oldószerek (így diklór-metán, diklór-etán, diklór-propán vagy klórozott-fluorozott szénhidrogének) vagy aromás oldószerek (például nitro-benzol) jelenlétében végzik.
A fentiekben ismertetett módszerek közös hátránya, hogy a reakció során a kívánt termék mellett egyéb nitrált izomerek is képződnek, így üzemi méretekben egyik módszer sem alkalmazható kielégítő eredménnyel. A difenil-éter-vegyületek nitrált izomerjei sok esetben csak rendkívül nehezen választhatók szét, és a végtermék egyéb izomertartalma gyakran meghaladja a herbicidekre vonatkozó hatósági előírások szerinti megengedhető értéket. A hátrányok csak fokozódnak akkor, ha a nitrált terméket nem herbicid hatóanyagként, hanem herbicid hatóanyag szintézisének közbenső termékeként használják fel. Nitrovegyületek keverékének továbbreagáltatásakor ugyanis több egyéb reagenst kell felhasználni annál, mint amennyi a megfelelően elkülönített nitrovegyület átalakításához szükséges lenne. Fontos feladat tehát annak biztosítása, hogy a nitrálási eljárás során képződő termékelegy a lehető legnagyobb hányadban tartalmazza a kívánt izomert.
A nitrálási reakció során lezajló izomerképződésre már a 2103214 számú nagy-britanniai szabadalom feltalálói felfigyeltek. Ez a szabadalom (F) általános képletű vegyületek - a képletben Χυ X2 és X3 jelentése egymástól függetlenül hidrogénatom, fluoratom, klóratom, brómatom vagy CF3, OCF2CHZ2, OCF3, CN, CO2R, C6H5, OR, NO2 vagy SO2R csoport (a felsoroltakban Z fluor-, klór- vagy brómatomot, R pedig rövid szénláncú alkilcsoportot jelent), azzal a feltétellel, hogy legalább egyikük hidrogénatomtól eltérő jelentésű, és
Y karboxil- vagy rövid szénláncú alkoxi-karbonil-csoportot jelent előállítását ismerteti (E) általános képletű vegyületek - a képletben Χυ X2, X3 és Y jelentése a fenti - nitrálásával.
A nitrálást kénsav/salétromsav eleggyel végzik szerves oldószerben, például diklór-metánban. A szerzők hangsúlyozzák, hogy a reakcióelegyet célszerű vízmentes állapotban tartani ecetsavanhidrid hozzáadásával; így javítható az acifluorfenre (a kívánt nitrált vegyületre) vonatkozó szelektivitás. Az ajánlott kiindulási anyag:oldószer:ecetsavanhidrid arány 1:2,66:1,4. A reakciót 3 órán át 45 °C-on végzik, majd az elegyet állni hagyják, és a vizes fázistól elvált szerves fázisból
HU 224 866 Β1 ledesztillálják a szerves oldószert. Hasonló eljárást ismertet a PCT/GB96/01892 számú nemzetközi szabadalmi bejelentés is: itt szintén egy halogénezett oldószert, nevezetesen tetraklór-etilént (TCE) jelölnek meg előnyös oldószerként.
A korábbiakban idézett ismert nitrálási eljárásokat tehát rendszerint halogénezett oldószerekben végzik. Noha ezek az oldószerek sok szempontból előnyösek, felhasználásuknak hátrányai is vannak. Ezek közül a legjelentősebb a környezetbe kijutó oldószerek környezetszennyező hatása. A környezetkárosodáshoz vezető műveletek napjainkban egyre inkább visszaszorulnak, ezért egyre sürgetőbb igény merül fel más oldószerek használata iránt. Mindeddig azonban - várható környezeti előnyeik ellenére - nem klórozott oldószereket csak igen ritkán használtak ipari nitrálási műveletekben.
Az „Aromatic Nitration” című szakkönyv (szerk.: Schofield, kiadó: Cambridge University Press, 1981) ecetsav, nitro-metán, szulfolán, acetonitril és éterek oldószerként! felhasználását ismerteti nitrálási eljárásokban. A 4306900 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom szerint difenil-éterek nitrálásához oldószerként ecetsavat használnak. A felsorolt oldószerek közös hátránya, hogy nehezen kezelhetők, és vízzel elegyedők, ami megnehezíti azok visszanyerését és újrahasznosítását.
A Tetrahedron 45(9), 2719-2730 (1989) közlemény aromás vegyületek Bu4NNO3 és (CF3CO)2O felhasználásával végzett nitrálásának szelektivitását vizsgálja különböző szerves oldószerekben, köztük etil-acetátban és halogénezett oldószerekben (így diklór-metánban).
A Tetrahedron 52(31), 10 427-10 440 (1996) közlemény 3-fenil-izokinolin-1(2H)-onok salétromsavval végzett nitrálását ismerteti mintegy 20 térfogat% etil-acetátot tartalmazó ecetsavban. Termékként 3-fenil-4-nitro-izokinolin-1 (2H)-onokat kapnak nyomnyi mennyiségű egyéb, nem azonosított nitrált származékokkal együtt.
A találmány tárgya eljárás aromás és heteroaromás vegyületek nitrálására salétromsav és kénsav elegyével mint nitrálószerrel. A találmány értelmében a nitráláshoz olyan oldószert használunk, amely legalább 50 térfogat% 1-4 szénatomos karbonsavul-6 szénatomos alkil)-észtert tartalmaz.
A találmány szerinti eljárás során az aromás vagy heteroaromás kiindulási anyag aromás gyűrűjének egy vagy több szénatomját nitráljuk. A találmány értelmében az aromás vagy heteroaromás kiindulási anyagot előnyösen szelektíven mononitráljuk.
A találmány szerinti eljárásban oldószerekként felhasznált észterek nem toxikus, könnyen visszanyerhető anyagok, és a környezetbe véletlenszerűen kijutva nem okoznak környezeti károkat. Számítanunk kellett arra, hogy ha a nitrálást környezetkímélési okokból nemhalogénezett oldószerben végezzük, valamilyen módon romlani fog az eljárás hatékonysága. Meglepő módon azt tapasztaltuk azonban, hogy ilyen nem kívánt jelenségek nem következnek be akkor, ha a nitrálást legalább 50 térfogat% 1-4 szénatomos karbonsav-(1-6 szénatomos alkil)-észtert tartalmazó oldószerben végezzük.
A leírásban az „aromás vegyület” megjelölésen mono-, bi- vagy triciklusos aromás gyűrűrendszert (például fenil-, naftalenil-, antracenil- vagy fenantrenil-gyűrűrendszert) tartalmazó vegyületeket értünk.
A „heteroaromás vegyület megjelölésen olyan mono-, bi- vagy triciklusos aromás gyürűrendszert tartalmazó vegyületeket értünk, ahol az aromás gyűrűrendszer legalább egy heteroatomot tartalmaz. A monociklusos gyűrűk előnyösen legfeljebb négy, míg a biciklusos gyűrűrendszerek előnyösen legfeljebb öt heteroatomot tartalmazhatnak; a heteroatom(ok) előnyösen nitrogén-, oxigén- és/vagy kénatom(ok) lehet(nek). A gyűrűtag-nitrogénatomok oxidált vagy kvaternerezett állapotban is előfordulhatnak. Ezek közül a gyűrűrendszerek közül példaként a furil-, tienil-, pirrolil-, pirazolil-, imidazolil-, 1,2,3-triazolil-, 1,2,4-triazolil-, tetrazolil-, oxazolil-, izoxazolil-, tiazolil-, izotiazolil-, 1,2,3-oxadiazolil-, 1,2,4-oxadiazolil-, 1,3,4-oxadiazolil-, 1,2,5-oxadiazolil-, 1,2,3-tiadiazolil-, 1,2,4-tiadiazolil-, 1,3,4-tiadiazolil-, 1,2,5-tiadíazolil-, 1,2,3,4-oxatriazolil-, 1,2,3,5oxatriazolil-, 1,2,3,4-tiatriazolil-, 1,2,3,5-tiatriazolil-, piridil-, pirimidinil-, piridazinil-, pirazinil-, 1,2,3-triazinil-, 1,2,4-triazinil-, 1,3,5-triazinil-, 1,2,4,5-tetrazinil-, benzo-furil-, benzizofuril-, benzo-tienil-, benzizotienil-, indolil-, izoindolil-, indazolil-, benzo-tiazolil-, benzizotiazolil-, benzoxazolil-, benzizoxazolil-, benzimidazolil-, kinolinil-, izokinolinil-, cinnolinil-, ftalazinil-, kinazolinil-, kinoxalinil-, naftiridinil-, benzo-triazinil-, purinil-, pteridinilés indolizinil-gyűrűrendszert soroljuk fel.
A találmány szerinti eljárással nitrálható aromás vagy heteroaromás vegyületek adott esetben egy vagy több szubsztituenst is hordozhatnak. A lehetséges szubsztituensek közül példaként a következőket soroljuk fel: 1-6 szénatomos alkil-, 2-6 szénatomos alkenilés 2-6 szénatomos alkinilcsoportok, amelyekhez adott esetben egy vagy több szubsztituens (például halogénatom vagy hidroxilcsoport) is kapcsolódhat; halogénatomok (például fluor-, klór-, bróm- és jódatom); adott esetben halogénezett 1-6 szénatomos alkoxicsoportok (például metoxi-, etoxi-, η-propoxi-, izopropoxi-, difluor-metoxi-, trifluor-metoxi- vagy tetrafluor-etoxi-csoport); arilcsoportok (például adott esetben szubsztituált fenilcsoport); aril-oxi-csoportok (például adott esetben szubsztituált fenoxicsoport); cianocsoport; nitrocsoport; aminocsoport; mono- vagy di(1—6 szénatomos alkil)amino-csoportok; hidroxil-amino-csoport; acilcsoportok (például acetil- vagy trifluor-acetil-csoport); -S(O)n-(1-6 szénatomos alkil)- vagy-S(O)n-(1-6 szénatomos halogénezett alkil)-csoportok, ahol n értéke 0, 1 vagy 2 (például metil-tio-, metil-szulfinil-, metil-szulfonil-, trifluor-metil-tio-, trifluor-metil-szulfinil- vagy trifluor-metil-szulfonil-csoport); -SCN; -SF5; továbbá -COOR4, -COR6, -CONR4R5 vagy -CONHSO2R4 képletű csoportok, ahol R4 és R5 egymástól függetlenül hidrogénatomot vagy adott esetben halogénezett 1-6 szénatomos alkilcsoportot, R6 pedig halogénatomot vagy R4 csoportot jelent. Az egynél több szubszti3
HU 224 866 Β1 tuenst hordozó aromás vagy heteroaromás vegyületekben az egyedi szubsztituensek azonosak vagy eltérőek lehetnek.
A találmány szerinti eljárással nitrálható aromás vagy heteroaromás vegyületek előnyösen legalább egy szubsztituált fenilgyűrűt tartalmaznak.
A találmány szerinti eljárással nitrálható aromás vagy heteroaromás vegyületek előnyös csoportját alkotják a difenil-éterek, amelyek fenilcsoportjaihoz adott esetben egy vagy több azonos vagy eltérő szubsztituens, éspedig adott esetben egy vagy több halogénatommal vagy hidroxilcsoporttal szubsztituált
1- 6 szénatomos alkil-, 2-6 szénatomos alkenil- vagy
2- 6 szénatomos alkinilcsoport, halogénatom vagy -COOR4, -COR6, -CONR4R5 vagy -CONHSO2R4 általános képletű csoport kapcsolódhat, és az utóbbi képletekben R4 és R5 egymástól függetlenül hidrogénatomot vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal szubsztituált 1-6 szénatomos alkilcsoportot, míg R6 halogénatomot vagy R4 csoportot jelent.
A találmány szerinti nitrálási eljárással különösen előnyösen állíthatunk fel herbicid hatóanyagokként vagy herbicid hatóanyagok szintézisének közbenső termékeiként felhasználható difenil-éter-vegyületeket.
A találmány tárgya tehát továbbá eljárás (I) általános képletű vegyületek - a képletben R1 hidrogénatomot, adott esetben egy vagy több halogén- vagy hidroxilszubsztituenst hordozó 1-6 szénatomos alkil-, 2-6 szénatomos alkenil- vagy 2-6 szénatomos alkinilcsoportot, vagy -COOR4, -COR6, -CONR4R5 vagy -CONHSO2R4 képletű csoportot jelent, és az utóbbiakban R4 és R5 egymástól függetlenül hidrogénatomot vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal szubsztituált 1-4 szénatomos alkilcsoportot, R6 pedig halogénatomot vagy R4 csoportot képvisel,
R2 hidrogénatomot vagy halogénatomot jelent, és R3 halogénatomot vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal szubsztituált 1-4 szénatomos alkil-, 2-4 szénatomos alkenil- vagy 2-4 szénatomos alkinilcsoportot jelent -, előállítására (II) általános képletű vegyületek - a képletben R1, R2 és R3 jelentése a fenti - salétromsav és kénsav elegyével végzett nitrálása útján. A találmány értelmében a nitrálást olyan oldószerben végezzük, amely legalább 50 térfogat%-ban tartalmaz 1-4 szénatomos karbonsav^ 1-6 szénatomos alkil)-észtert.
Az „1-6 szénatomos alkilcsoport” megjelölésen egyenes vagy elágazó láncú, 1-6 szénatomos telített szénhidrogéncsoportokat értünk, amelyek közül példaként a metil-, etil-, η-propil-, terc-butil-, n-pentil- és n-hexil-csoportot említjük meg. Az „1-4 szénatomos alkilcsoport” megjelölés a fentiek szerinti 1-6 szénatomos alkilcsoportok 1-4 szénatomos résztartományára vonatkozik.
A „2-6 szénatomos alkenilcsoport” megjelölésen egyenes vagy elágazó láncú, 2-6 szénatomot és legalább egy kettős kötést tartalmazó szénhidrogéncsoportokat értünk, amelyek közül példaként az etenil-, allil-, propenil- és hexenilcsoportot említjük meg.
A „2-4 szénatomos alkenilcsoport” megjelölés a fentiek szerinti 2-6 szénatomos alkenilcsoportok 2-4 szénatomos résztartományára vonatkozik.
A „2-6 szénatomos alkinilcsoport” megjelölésen egyenes vagy elágazó láncú, 2-6 szénatomot és legalább egy hármas kötést tartalmazó szénhidrogéncsoportokat értünk, amelyek közül példaként az etinil-, propinil- és hexinilcsoportot említjük meg. A „2-4 szénatomos alkinilcsoport” megjelölés a fentiek szerinti 2-6 szénatomos alkinilcsoportok 2-4 szénatomos résztartományára vonatkozik.
A „halogénatom” megjelölésen fluor-, klór-, brómés jódatomot értünk.
A leírásban az (I) általános képletű vegyületeket 4-nitroizomereknek nevezzük. A nitrálási reakció során a kívánt 4-nitroizomereken kívül még több más izomer képződésére is lehetőség van. Ezek közül a két további mononitroizomert, azaz a (III) általános képletű 2-nitroizomereket és a (IV) általános képletű 6-nitroizomereket említjük meg. A mononitroizomerek mellett még legalább három különböző dinitroizomer is képződhet a reakció során.
A találmány szerinti eljárás egyik fontos előnye, hogy a reakcióban csak igen kis mennyiségben képződnek dinitrovegyületek. A találmány szerinti eljárás során képződött dinitrovegyületek részaránya sokkal kisebb annál, mint ami tetraklór-etilén (a PCT/GB96/01892 számú nemzetközi szabadalmi bejelentésben különösen előnyösnek minősített oldószer) felhasználásakor képződik. A találmány szerinti eljárásban képződött dinitrovegyületek részaránya az egyéb halogénezett oldószerek (például etilén-diklorid) felhasználásakor kapott értékeknél is kisebb.
A találmány szerinti eljárás során - a halogénezett oldószereket felhasználó módszerekkel összehasonlítva - nemcsak a dinitrovegyületek mennyisége szorul vissza, hanem igen sok esetben a 2- és 6-nitroizomerek is lényegesen kisebb mennyiségben képződnek. A PCT/GB96/01892 számú nemzetközi szabadalmi bejelentés szerinti eljárásban azért használnak oldószerként tetraklór-etilént, mert ekkor igen kevés 2- és 6-nitroizomert tartalmazó termékelegyet kapnak. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy ha legalább 50 térfogat%
1- 4 szénatomos karbonsavul-6 szénatomos alkil)észtert tartalmazó oldószert használunk, a tetraklór-etilénes elegyben képződővei összemérhető mennyiségű
2- és 6-nitroizomert tartalmazó termékelegyet kapunk, amelynek 2- és 6-nitroizomer-tartalma lényegesen kisebb a más halogénezett oldószerek, például etilén-diklorid felhasználásakor elérhető értéknél.
A találmány szerinti eljárás egyik legfontosabb előnye az, hogy a legalább 50 térfogat% 1-4 szénatomos karbonsavul-6 szénatomos alkil)-észtert tartalmazó oldószerek a halogénezett oldószereknél lényegesen jobban szolubilizálják a reagenseket és a termékeket. Ezáltal nő a reakció hatékonysága.
A találmány szerinti eljárás előnyei a technika állásából semmiképpen sem vezethetők le, mert az összes eddigi hasonló nitrálási műveletet halogénezett oldószerekben végezték.
HU 224 866 Β1
Noha a találmány szerinti eljárásban az 1-4 szénatomos karbonsav-(1-6 szénatomos alkil)-észterek bármelyike felhasználható, sőt ezek elegyei is alkalmazhatók, a rövidebb szénláncú alkilcsoportokat tartalmazó észterek bizonyultak előnyösebbeknek. A találmány szerinti eljárásban tehát oldószerekként előnyösen 1-4 szénatomos karbonsavak 1-4 szénatomos alkil-észtereit, így a megfelelő etil-, propil- vagy n-butil-észtereket használjuk. Ennek az az oka, hogy a kiindulási anyag és a termék feloldásához kellően poláris oldószereket kell használnunk, és a rövidebb szénláncú észterek polárisabbak a hosszabb szénláncúaknál. Hasonló okokból az ecetsav és a propionsav észterei rendszerint előnyösebbek a megfelelő vajsavésztereknél.
Előnyös oldószernek bizonyult az etil-acetát és az n-butil-acetát, amelyek közül az utóbbi kiemelkedően előnyös.
A találmány szerinti eljárásban használt oldószer előnyösen legalább 75 térfogat%, célszerűen legalább 90 térfogat% mennyiségben tartalmaz 1-4 szénatomos karbonsav-(1-6 szénatomos alkil)-észtert.
Tapasztalataink szerint további előnyöket érhetünk el, ha a reakciót ecetsavanhidrid jelenlétében végezzük. Az ecetsavanhidrid és a kiindulási anyag (például (II) általános képletű vegyület) mólaránya előnyösen körülbelül 1:1 és 3:1 közötti érték lehet.
A különböző mononitroizomerek képződési aránya a reakció hőmérsékletétől függően is változik. Minél alacsonyabb hőmérsékleten végezzük a reakciót, annál nagyobb részarányban képződik a kívánt izomer. Ugyanakkor a túlzott hűtési igény már rontaná az eljárás gazdaságosságát. A reakció hőmérsékletét tehát e két tényező együttes figyelembevételével választjuk meg. A találmány értelmében a reakciót előnyösen körülbelül -15 °C és +15 °C közötti, célszerűen körülbelül -10 °C és +10 °C közötti, különösen előnyösen 0 °C alatti hőmérsékleten végezzük.
Előnyös, ha 1 tömegrész kiindulási anyagra [például (II) általános képletű vegyületre, az esetlegesen jelen lévő izomereket is beleértve] vonatkoztatva legfeljebb 8,5 tömegrész, célszerűen 1,5-4 tömegrész oldószert használunk.
Miként már közöltük, a találmány szerinti eljárásban nitrálószerként salétromsav és kénsav keverékét használjuk. A salétromsav és kénsav keveréke (a továbbiakban: savkeverék) tiszta salétromsavtartalma például körülbelül 30-45%, rendszerint körülbelül 30-35% lehet.
A nitráló savkeveréket rendszerint körülbelül 30 perc-15 óra alatt adjuk a reakcióelegyhez. Az adagolás sebessége azonban a felhasznált oldószer jellegétől függően változik. A legtöbb oldószer esetén körülbelül 1-6 órás, előnyösen 2—4 órás adagolási idő megfelelőnek bizonyult.
A túlnitrálódás mértékét tovább csökkenthetjük, ha a savkeverék komponenseit külön-külön adjuk a reakcióelegyhez. Egy különösen előnyös megoldás szerint a kénsavat a kiindulási anyag [például (II) általános képletű vegyület], ecetsavanhidrid és a kiválasztott oldószer elegyéhez adjuk, és ezután adagoljuk be a salétromsavat. Ha a kénsavat és a salétromsavat külön adagoljuk, előnyösen 90%-osnál töményebb (például 90-97%-os) salétromsavat használunk. A 90%-osnál töményebb salétromsav felhasználásának az az előnye, hogy a reakció rövidebb időt igényel annál, mintha hígabb (például 70%-os) salétromsavat használnánk. 1 mól kiindulási anyagra vonatkoztatva rendszerint legfeljebb 1,5 mól kénsavat használhatunk; a kénsav:kiindulási anyag mólarány azonban előnyösen 0,1:1 és 0,3:1 közötti érték lehet.
A találmány szerinti eljárást különösen előnyösen alkalmazhatjuk R2 helyén klóratomot és R3 helyén trifluor-metil-csoportot tartalmazó (I) általános képletű vegyületek előállítására. Ezek közül kiemelkedően előnyösek az R1 helyén -COOH vagy -CONHSO2CH3 csoportot tartalmazó származékok, azaz az 5-(2-klóra,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-2-nitro-benzoesav (acifluorfen) és az 5-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-N-metánszulfonil-2-nitro-benzamid (fomezafen). Mindkét vegyület erős herbicid hatóanyag.
Az acifluorfent - amellett, hogy herbicid hatóanyagként önmagában is felhasználhatjuk - közbenső termékként is alkalmazhatjuk a fomezafen előállításában. A találmány tárgyát képezi tehát az az eljárás is, amelynek első lépésében (I) általános képletű vegyületként acifluorfent állítunk elő, majd ezt a vegyületet további műveletekkel fomezafenné alakítjuk. Ennek során például az acifluorfent a megfelelő savkloriddá alakíthatjuk, amit metánszulfonamiddal reagáltatva alakíthatunk fomezafenné. Mindkét lépést ismert módon (például a 3416 számú európai közzétételi iratban leírtak szerint) hajthatjuk végre.
A találmány szerinti eljárás további részleteit példákkal szemléltetjük. A példákban a „savkeverék” megjelölésen 33,4% salétromsavat és 66,6% kénsavat tartalmazó keveréket értünk. A reakciókörülményeket és a termékek hozamára és minőségére vonatkozó adatokat az 1. táblázatban foglaljuk össze, ahol a melléktermékekkel kapcsolatos „századrész” megjelölésen a melléktermék tömegrészxlOO kívánt termék tömegrész hányadost értjük. A 2. táblázatban a találmány szerinti észteres oldószerrendszer jó oldóképességére vonatkozó adatokat közöljük.
1. példa
Általános eljárás N-metánszulfonil-3-(2-klóra,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzamid nitrálására ecetsavészter oldószerekben
Az 1. táblázatban megadott mennyiségű és minőségű ecetsavészter oldószerben 10 g 86%-os tisztaságú N-metánszulfonil-3-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)benzamidot oldottunk. Ehhez az oldathoz az 1. táblázatban megadott mennyiségű ecetsavanhidridet és 0,1 g kénsavat adtunk. A reakcióelegyet 0-5 °C-ra hűtöttük, és 2 óra alatt, erélyes keverés közben 7,2 g savkeveréket adtunk hozzá. Szükség esetén a reakcióelegyhez kis részletekben további savkeveréket is ad5
HU 224 866 Β1 tünk mindaddig, amíg a termék:kiindulási anyag arány el nem érte a 100:1 vagy annál kisebb értéket. A végső reakcióelegyhez 10 g vizet adtunk, és a képződött savas vizes fázist elválasztottuk. Az oldószeres fázist 50 g vízzel mostuk, magnézium-szulfát fölött szárítottuk, majd bepároltuk. Az 1. táblázatban megadott mennyiségű és minőségű N-metánszulfonil-2-nitro-5-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzamidot kaptunk.
2. példa
Általános eljárás 2-nitro-5-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzoesav (acifluorfen) előállítására 3-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzoesav nitrálásával
Az 1. táblázatban megadott mennyiségű és minőségű ecetsavészter/ecetsavanhidrid elegyben (szükség esetén enyhe melegítés közben) 10 g 86%-os tisztaságú 3-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzoesavat oldottunk. Az elegyhez 0,1 g kénsavat adtunk, és 0-5 °C-ra hűtöttük. Ezen a hőmérsékleten 2 óra alatt, erélyes keverés közben 6,3 g savkeveréket adtunk az elegyhez. Az elegyet a reakció teljessé válásáig 0-5 °C-on tartottuk, majd kevés vizet adtunk hozzá, és a képződött savas vizes fázist elválasztottuk. Az oldószeres fázist 14 g vízzel mostuk, vízmentes magnézium-szulfát fölött szárítottuk, majd bepároltuk. Az 1. táblázatban megadott mennyiségű és minőségű 2-nitro-5-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzoesavat kaptunk.
3. példa
2-Nitro-5-(2-klór-a,<i,a-trifluor-4-tolil-oxi)benzoesav (acifluorfen) előállítása 3-(2-klór-a,a,atrifluor-4-tolil-oxi)-benzoesav nitrálásával, a kénsavat és a salétromsavat külön adagolva 45 g 86%-os tisztaságú 3-(2-klór-a,a,a-trifluor-4tolil-oxi)-benzoesav és 85,8 g n-butil-acetát elegyéhez 35 °C-on 37,7 g ecetsavanhidridet adtunk. Az elegyhez lassan 12,2 g 98%-os kénsavat adtunk, és az elegyet 0 °C-ra hűtöttük. Ezután az elegyhez lassan, 3 óra alatt 10,4 g 90%-os salétromsavat adtunk olyan ütemben, hogy a hőmérséklet -5 °C és 0 °C közötti érték maradjon. A salétromsav beadagolása után az elegyet 0 °C-on 60 g vízzel elbontottuk. A reakcióelegyet 50-60 °C-ra melegítettük, és a vizes fázist eltávolítottuk. Az oldószeres fázist 60 °C-on kétszer 100 g vízzel mostuk, és a vizes fázisokat eltávolítottuk. Az oldószert és az ecetsavat kidesztilláltuk. A 2-nitro-5-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-toliloxi)-benzoesavat 85%-os hozammal kaptuk. A 2’-nitroizomer mennyisége 7,5-8,5 századrész, a dinitrovegyületek összmennyisége körülbelül 0,5 századrész volt.
A táblázatokban használt rövidítések jelentése a következő:
„benzamid”: N-metánszulfonil-3-(2-klór-a,a,a-trifluor4-tolil-oxi)-benzamid „benzoesav”: 3-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-benzoesav
EtAc: etil-acetát; n-BuAc: n-butil-acetát; DCM: diklórmetán;
EDC: 1,2-diklór-etán; TCE: tetraklór-etán
1. táblázat
Kiindulási anyag Oldószer Hőmér- séklet (’C) Ecetsav- anhidrid (mol/mol) Hozam (%) Melléktermékek (századrész)
típus mennyiség (g) 2'-nitro 6’-nitro túlnitráltak
„Benzamid EtAc 65 0-5 3 76,1 8,1 8,0 1,1
„Benzamid” EtAc 40* 0-5 2 70,5 8,3 6,8 0,1
„Benzamid” n-BuAc 86 0-5 3 75,6 8,2 8,7 0,4
„Benzamid” n-BuAc 40* 0-5 2 71,0 7,9 6,6 0,4
„Benzoesav” EtAc 29 0-5 2 88,6 7,6 4,3 0,7
„Benzoesav” EtAc 29 -10 2 87,4 7,8 4,3 0,4
„Benzoesav” EtAc 23,2 0-5 2 85,6 8,4 4,9 0,5
„Benzoesav” EtAc 15,6 0-5 2 83,2 8,3 4,9 1,8
„Benzoesav EtAc 15,6 -10 2 85,4 7,5 4,3 1,2
„Benzoesav” n-BuAc 38,6 0-5 2 84,9 7,4 4,3 0,2
„Benzoesav n-BuAc 22,6 0-5 2 88,4 7,1 4,3 1,1
„Benzoesav” n-BuAc 15,3 0-5 2 86,3 7,2 4,2 1,8
„Benzoesav” EDC 30 0-5 1,7 84,0 9,5 4,8 2,3
„Benzoesav” TCE 27 0-5 2 85,3 7,0 3,6 6,0
*A feldolgozás során további oldószert adagoltunk be.
HU 224 866 Β1
2. táblázat
Kiindulási anyag Oldószer Hőmérséklet (’C) Ecetsavanhidrid (mol/mol) A reakcióelegy fizikai állapota
típus mennyiség (g)
„Benzamid” EtAc 40* 0-5 2 Híg, mozgékony szuszpenzió
n-BuAc 40* 0-5 2 Híg, mozgékony szuszpenzió
DCM 50 0-5 2 A kiindulási anyag és a termék egy-
TCE 50 0-5 2 aránt oldhatatlan; a szuszpenzió nehezen keverhető
„Benzoesav EtAc 15,6 0-5 2 Mindvégig homogén oldat
n-BuAc 15,6 0-5 2 Mindvégig homogén oldat
EDC 31 0-5 1,7 A termék egy része kiválik
TCE 27 0-5 2 A termék képződése ütemében kiválik
*A feldolgozás során további oldószert adagoltunk be.

Claims (15)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás aromás és heteroaromás vegyületek nit- 25 rálására salétromsav és kénsav elegyével mint nitrálószerrel, azzal jellemezve, hogy a nitráláshoz olyan oldószert használunk, amely legalább 50 térfogat%
    1-4 szénatomos karbonsavul-6 szénatomos alkil)észtert tartalmaz. 30
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szubsztituált fenilgyűrűt tartalmazó aromás vagy heteroaromás vegyületekből indulunk ki.
  3. 3. Eljárás (I) általános képletű vegyületek - a képletben 35
    R1 hidrogénatomot, adott esetben egy vagy több halogén- vagy hidroxilszubsztituenst hordozó 1-6 szénatomos alkil-, 2-6 szénatomos alkenil- vagy 2-6 szénatomos alkinilcsoportot, vagy -COOR4, -COR6, -CONR4R5 vagy -CONHSO2R4 képletű 40 csoportot jelent, és az utóbbiakban R4 és R5 egymástól függetlenül hidrogénatomot vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal szubsztituált 1-4 szénatomos alkilcsoportot, R6 pedig halogénatomot vagy R4 csoportot képvisel, 45
    R2 hidrogénatomot vagy halogénatomot jelent, és R3 halogénatomot vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal szubsztituált 1-4 szénatomos alkil-, 2-4 szénatomos alkenil- vagy 2-4 szénatomos alkinilcsoportot jelent -, előállítására (II) általános 50 képletű vegyületek - a képletben
    R1, R2 és R3 jelentése a fenti - salétromsav és kénsav elegyével végzett nitrálása útján, azzal jellemezve, hogy a nitrálást olyan oldószerben végezzük, amely legalább 50 térfogat%-ban tartalmaz 55 1-4 szénatomos karbonsav-(1-6 szénatomos alkil)-észtert.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oldószerként egy etil-, propilvagy n-butii-észtert használunk. 60
  5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oldószerként n-butil-acetátot használunk.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 75 térfogat% 1-4 szénatomos karbonsav-(1-6 szénatomos alkil)észtert tartalmazó oldószert használunk.
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nitrálást ecetsavanhidrid jelenlétében végezzük.
  8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kénsavat és a salétromsavat külön-külön adjuk a reakcióelegyhez.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 90 tömeg%-os vagy annál töményebb salétromsavat használunk.
  10. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kénsav:kiindulási anyag mólarányt 0,1:1 és 0,3:1 közötti értékre állítjuk be.
  11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciót -15 °C és +15 °C közötti hőmérsékleten végezzük.
  12. 12. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R2 helyén klóratomot és R3 helyén trifluormetil-csoportot tartalmazó (I) általános képletű vegyületeket állítunk elő.
  13. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy (I) általános képletű vegyületként 5-(2-klóra,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-2-nitro-benzoesavat (acifluorfent) vagy 5-(2-klór-a,a,a-trifluor-4-tolil-oxi)-N-metánszulfonil-2-nitro-benzamidot (fomezafent) állítunk elő.
  14. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy (I) általános képletű vegyületként acifluorfent állítunk elő, amit további lépésekben fomezafenné alakítunk.
  15. 15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fomezafen kialakítása során az acifluorfent a megfelelő savkloriddá alakítjuk, majd ezt metánszulfonamiddal reagáltatjuk.
HU0000354A 1996-11-01 1997-10-28 Nitration process HU224866B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9622784.8A GB9622784D0 (en) 1996-11-01 1996-11-01 Chemical process
GBGB9715846.3A GB9715846D0 (en) 1997-07-28 1997-07-28 Chemical process
PCT/GB1997/002952 WO1998019978A1 (en) 1996-11-01 1997-10-28 Nitration process

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0000354A1 HUP0000354A1 (hu) 2000-06-28
HUP0000354A3 HUP0000354A3 (en) 2002-01-28
HU224866B1 true HU224866B1 (en) 2006-03-28

Family

ID=26310323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0000354A HU224866B1 (en) 1996-11-01 1997-10-28 Nitration process

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5952531A (hu)
EP (1) EP0937015B1 (hu)
JP (1) JP4047932B2 (hu)
KR (1) KR100504263B1 (hu)
CN (1) CN1134383C (hu)
AT (1) ATE206102T1 (hu)
AU (1) AU4718197A (hu)
BR (1) BR9712472A (hu)
DE (1) DE69707007T2 (hu)
DK (1) DK0937015T3 (hu)
HU (1) HU224866B1 (hu)
IL (1) IL129562A (hu)
IN (1) IN190438B (hu)
TW (1) TW426650B (hu)
WO (1) WO1998019978A1 (hu)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6028219A (en) * 1995-09-13 2000-02-22 Zeneca Limited Process for the nitration of diphenylethers
JP2006176495A (ja) * 2004-11-26 2006-07-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 芳香族ジカルボン酸及びその酸塩化物誘導体
CN111606807A (zh) * 2020-06-28 2020-09-01 山东滨海瀚生生物科技有限公司 氟磺胺草醚原药中间体三氟羧草醚的制备方法
CN111808000B (zh) * 2020-07-09 2022-09-13 江苏丰山集团股份有限公司 一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2435544A (en) * 1940-12-05 1948-02-03 Autoxygen Inc Method of nitrating organic compounds
US2435314A (en) * 1940-12-05 1948-02-03 Autoxygen Inc Method of nitrating organic compounds
EP0003416B1 (en) * 1978-01-19 1981-08-26 Imperial Chemical Industries Plc Diphenyl ether compounds useful as herbicides; methods of using them, processes for preparing them, and herbicidal compositions containing them
US4429146A (en) * 1982-04-15 1984-01-31 Gaf Corporation Substituted diphenyl ether herbicides and process for use
DE3538689A1 (de) * 1985-10-31 1987-05-07 Bayer Ag Phenoxybenzoesaeure-derivate
ES2119308T3 (es) * 1994-02-17 1998-10-01 Zeneca Ltd Proceso para la fosgenacion en presencia de acetonitrilo.
GB9518705D0 (en) * 1995-09-13 1995-11-15 Zeneca Ltd Chemical process

Also Published As

Publication number Publication date
KR100504263B1 (ko) 2005-07-27
JP4047932B2 (ja) 2008-02-13
WO1998019978A1 (en) 1998-05-14
IL129562A (en) 2002-09-12
CN1234786A (zh) 1999-11-10
KR20000052967A (ko) 2000-08-25
BR9712472A (pt) 1999-10-26
CN1134383C (zh) 2004-01-14
HUP0000354A3 (en) 2002-01-28
EP0937015A1 (en) 1999-08-25
AU4718197A (en) 1998-05-29
IL129562A0 (en) 2000-02-29
HUP0000354A1 (hu) 2000-06-28
EP0937015B1 (en) 2001-09-26
DE69707007D1 (de) 2001-10-31
IN190438B (hu) 2003-07-26
ATE206102T1 (de) 2001-10-15
TW426650B (en) 2001-03-21
US5952531A (en) 1999-09-14
DE69707007T2 (de) 2002-04-18
JP2001504098A (ja) 2001-03-27
DK0937015T3 (da) 2001-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3437584B2 (ja) 5―[アセチル(2,3―ジヒドロキシプロピル)アミノ]―n,n′―ビス(2,3―ジヒドロキシプロピル)―2,4,6−トリヨード―1,3―ベンゼンジカルボキシアミドの製造方法
HU224866B1 (en) Nitration process
Base et al. A versatile method for the conversion of oximes to nitroalkanes
CA2291438C (en) Nitration process for diphenyl ethers
JP3886533B2 (ja) ジフェニルエーテル化合物のニトロ化方法
ES2241165T3 (es) Procedimiento para la preparacion de una mezcla de isomeros de dinitronaftaleno con elevada proporcion de 1,5-dinitronaftaleno.
KR100540888B1 (ko) 피-아미노벤조산의 제조방법
EP0130875B1 (fr) Procédé d&#39;halogénation-nitration-fluoration de dérivés aromatiques
AU620022B2 (en) Preparation of 2-nitro- substituted phenoxy (alkylsulphonyl benzamides)
CN1094924C (zh) 二苯醚化合物的提纯方法
US4302599A (en) Process for nitrating anilides
GB2318116A (en) Nitration of Diphenoxy compounds
CA2281623C (en) Process for the purification of substituted p-nitrodiphenylethers
JP3099929B2 (ja) 2−メチル−3−アミノベンゾトリフロライドの精製方法
EP1359141B1 (en) Method of friedel-crafts acylation of anilides
US4319059A (en) Preparation of nitroalkanes
RU1825357C (ru) Способ получени нитромезитилена
EP0477853A1 (en) Process and novel intermediate for the preparation of 3,4&#39;-diaminodiphenyl ether
JPS6351128B2 (hu)
JPS647066B2 (hu)
JPH0625130A (ja) 選択的ハロゲン化によるハロゲノフェノキシ脂肪酸誘導体類の製造方法及びハロゲノフェノキシ脂肪酸誘導体類

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees