ITMI992492A1 - Processo per la preparazione di (4-metiltio-fenil-acetonitrile - Google Patents
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Description
“Processo per la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile ”
Descrizione
La presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di (4-metiltiofenil)-acetonitrile e, più in particolare, riguarda un processo per la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile a partire da 4-metiltio-benzil alogenuri mediante cianazione con acetone cianidrina.
(4-MetiItio-feniI)-acetonitrile è un composto noto, ampiamente descritto in letteratura, che può essere utilizzato come intermedio di sintesi per la preparazione di prodotti dotati di attività biologica o fotochimica.
Ad esempio nei brevetti US 4115578 e US 4118461 (Rohm and Haas Co.) viene impiegato per la preparazione di fungicidi a struttura imidazolica.
Un ulteriore esempio dell’utilizzo di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile come intermedio sintetico è riportato nella domanda di brevetto DE 19644797 (Ciba Geigy A.-G.) che riguarda la preparazione di fenilacetonitrili sostituiti, rivendicati come fotoiniziatori.
Infine nel brevetto DE 3117510 (Mitsui Toatsu Chemicals, Ine.) è utilizzato per la preparazione di 2-aril-propil eteri dotati di attività insetticida ed acaricida.
In letteratura sono descritti diversi processi per la preparazione di (4-metiltiofenil)-acetonitrile.
Tali processi prevedono la sostituzione nucleofila di 4-metiltio-benzilcloruro o del corrispondente mesilato con cianuri alcalini.
Ad esempio nella domanda di brevetto europeo EP510526 (Hoffmann-La Roche) viene riportata la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile a partire da 4-metiltio-benzaldeide per riduzione del gruppo carbonilico ad alcool benzilico, successiva trasformazione in cloruro, con cloruro di tionile, e reazione con cianuro di potassio e ioduro di sodio in dimetilformammide.
Anche M.B.Sommer et al. in J.Org.Chem.(1990), 55, 481, preparano (4-metiltiofenil)-acetonitrile a partire dall’alcool benzilico corrispondente, per trattamento con cloruro di tionile e, successivamente, con sodio cianuro, in dimetilsolfossido. Il processo descrìtto da J.M.van der Zanden et al. in Rec.trav.chim. (1957), 76, 669, si discosta dai precedenti per il metodo di preparazione di 4-metiltiobenzilcloruro, attraverso clorometil azione di tioanisolo con clorometil metil etere e per l’uso di cianuro di sodio in etanolo nell’ultimo passaggio.
Una via di sintesi analoga in cui l’alcool benzilico intermedio viene attivato come mesilato invece che come cloruro è descritta nel brevetto US 4105762 (Rohm and Haas Company).
Tuttavia le metodiche sopra riportate richiedono l’uso di cianuri alcalini, estremamente tossici, per il passaggio finale a dare (4-metiltio-fenil)-acetonitrile. In particolare, a causa dell’elevata tossicità di tali cianuri è necessario adottare opportune misure di sicurezza nell’utilizzo e nella conservazione degli stessi; inoltre si deve ricorrere a rigorose procedure aggiuntive per la bonifica, il controllo e lo smaltimento dei reflui di lavorazione.
Pertanto l’estrema tossicità dei cianuri alcalini rende i processi per la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile, descritti in letteratura, di difficile applicazione industriale.
Tra i numerosi metodi riportati in letteratura per la preparazione di nitrili quelli che si basano sulla reazione tra alogenuri alchilici e cianidrine rivestono un notevole interesse pratico, in quanto evitano l’utilizzo diretto di cianuri tossici.
Un esempio di cianazione di aioderivati con acetone cianidrina è quello riportato da E. A. Shapiro e coll, in Bull. Acad. Sci. USSR Div. Chem.Engl.Transl. (1989), 38, 2432.
Gli autori descrivono la preparazione di una serie di fenilacetonitrili per reazione dei corrispondenti benzil alogenuri con acetone cianidrina, catalizzata da eteri corona, in presenza di basi inorganiche. Il metodo descritto non risulta però facilmente applicabile a livello industriale a causa della tossicità degli eteri corona.
Dallo studio sistematico condotto dagli autori sul possibile utilizzo di basi e di catalizzatori per trasferimento di fase (PTC) alternativi risulta che la reazione effettuata con eteri corona (18-corona-6), basificando con sodio o potassio idrossido porta solo a prodotti di decomposizione, mentre la resa della stessa reazione condotta in presenza dei suddetti idrossidi alcalini e di tetrabutilammonio bromuro non supera il 30-35%.
Abbiamo ora trovato che la preparazione di (4-metiItio-fenil)-acetonitrile a partire da 4-metiltio-benzil alogenuri mediante cianazione con acetone cianidrina può essere effettuata con buone rese in presenza di idrossidi alcalini e di un sale di ammonio quaternario come PTC.
Costituisce pertanto oggetto della presente invenzione un processo per la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile di formula
(I)
per reazione tra il composto di formula
(II
in cui X è un atomo di cloro o di bromo
ed un composto di formula
(III) in presenza di un idrossido di un metallo alcalino e di un sale ammonico quaternario come catalizzatore per trasferimento di fase.
Il processo oggetto della presente invenzione risulta essere di facile esecuzione e consente di ottenere (4-metiltio-fenil)-acetonitrile (I) con buone rese rispetto ai 4-metiltio-benzil alogenuri (II) di partenza, senza utilizzare cianuri tossici.
Il processo oggetto della presente invenzione prevede la reazione tra un composto di formula II e una cianidrina di formula III.
I composti di formula II sono composti noti o facilmente preparabili secondo metodi noti.
Ad esempio 4-metiltio-benzil cloruro può essere preparato per reazione tra alcool 4-metiltio-benzilico e cloruro di donile, come descritto da J. M. Samanen in J. Org. Chern., (1988), 53, 561.
Nel processo oggetto della presente invenzione viene preferibilmente impiegato il composto di formula II in cui X rappresenta un atomo di cloro.
II composto di formula III è disponibile commercialmente o può essere preparato da acetone secondo tecniche note all ’esperto del ramo.
Nel processo oggetto della presente invenzione il composto di formula III viene generalmente utilizzato in un rapporto molare compreso tra 0,9 e 2 rispetto al composto di formula II.
Preferibilmente viene utilizzato un rapporto molare composto ΙΠ: composto II compreso tra 1,1 e 1,2.
Il processo oggetto della presente invenzione viene effettuato in presenza di idrossidi di metalli alcalini.
Esempi di basi preferite sono idrossido di sodio o di potassio.
Per ragioni pratiche si preferisce usare idrossido di sodio.
Nel presente processo, l’idrossido viene impiegato rispetto al composto di formula Il in un rapporto molare compreso tra 0,9 e 2, preferibilmente tra 1,1 e 1,3.
Il processo oggetto della presente invenzione viene condotto in presenza di un sale ammonico quaternario come catalizzatore per trasferimento di fase (PTC).
Esempi di PTC utilizzabili sono tetrabutilammonio bromuro, benziltrimetilammonio cloruro e tricaprilmetilammonio cloruro (Aliquat 336<®>). Preferibilmente si utilizza tetrabutilammonio bromuro.
Il suddetto catalizzatore viene generalmente impiegato rispetto al composto di formula Π in un rapporto molare compreso tra 0,1 e 0,005, preferibilmente tra 0,05 e 0,01.
II processo oggetto della presente invenzione viene condotto in presenza di solvente, preferibilmente impiegando una miscela bifasica composta da acqua e da un solvente organico immiscibile.
Esempi di solventi organici immiscibili utilizzabili nel presente processo sono idrocarburi alifatici, quali n.pentano, n.esano, n.eptano, cicloesano o aromatici, quali benzene, toluene, xilene, solventi clorurati, quale cloruro di metilene, cloroformio, o eteri, quali etere etilico ed etere isopropilico.
Solventi organici immiscibili preferiti sono gli idrocarburi aromatici.
Particolarmente preferito per ragioni pratiche è il toluene.
Il processo oggetto della presente invenzione viene generalmente condotto ad una temperatura compresa tra 0°C e la temperatura di riflusso della miscela di reazione, preferibilmente a temperatura ambiente.
In una forma preferita di realizzazione del processo oggetto della presente invenzione alla soluzione del composto III sciolto nel solvente organico viene aggiunta la soluzione di idrossido in acqua, seguita dal sale ammonico quaternario e dal composto Π, in cui X è un atomo di cloro.
La miscela viene agitata a temperatura ambiente fino a completamento della reazione. Il composto di formula I grezzo, ottenuto per separazione delle fasi e successiva evaporazione del solvente organico, può essere purificato per cristallizzazione o per distillazione sottovuoto.
Il processo oggetto della presente invenzione è di facile realizzazione e consente di ottenere il composto di formula I con buone rese.
Esso presenta diversi vantaggi rispetto ai metodi di preparazione riportati in letteratura che lo rendono particolarmente adatto all’applicazione industriale. In particolare consente di evitare l’uso di cianuri alcalini altamente tossici.
Inoltre permette di utilizzare PTC innocui e basi inorganiche facilmente reperibili ed economiche.
Infine è caratterizzato da una fase di isolamento e purificazione particolarmente semplice.
Allo scopo di illustrare la presente invenzione viene ora fornito il seguente esempio.
Esempio 1
Preparazione di (4-metiltio-fenin-acetonitrile
Alla soluzione di acetone cianidrina (197 g; 2,31 moli) in toluene (740 mi) è stato aggiunto goccia a goccia idrossido di sodio in soluzione acquosa al 30% (330 g; 2,48 moli), lasciando sotto agitazione ed alla temperatura di 20°C per 30 minuti. Si sono quindi aggiunti tetrabutilammonio bromuro (19 g; 0,06 moli) e, in un’ora, 4-metiltio-benzil cloruro (345 g; 2 moli). La miscela di reazione viene mantenuta sotto agitazione a temperatura ambiente per 48 ore. Si sono separate le fasi, lavando quella organica per due volte con idrossido di sodio 0,1N (100 mi) ed altre 2 volte con acqua (100 ml).
La fase organica, concentrata a secchezza sotto vuoto, ha fornito (4-metiltiofenil)-acetonitrile grezzo (316 g; titolo 78%) come olio giallo arancio. ί L’olio grezzo è stato cristallizzato da isopropanolo (674 mi), ottenendo dopo filtrazione ed essiccamento sotto vuoto ad una temperatura inferiore a 40°C, (4-metiltio-fenil)-acetonitrile (265 g; titolo 85%, resa 69%).
Claims (10)
- Rivendicazioni 1) Processo per la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile di formula (I) per reazione tra il composto di formula (II) in cui X è un atomo di cloro o di bromo ed un composto di formulain presenza di un idrossido di un metallo alcalino e di un sale ammonico quaternario come catalizzatore per trasferimento di fase.
- 2) Processo secondo la rivendicazione 1 in cui X è un atomo di cloro.
- 3) Processo secondo la rivendicazione 1 in cui il rapporto molare composto ΙΠ : composto II è compreso tra 0,9 e 2.
- 4) Processo secondo la rivendicazione 3 in cui il rapporto molare composto Π1 : composto Π è compreso tra 1,1 e 1,2.
- 5) Processo secondo la rivendicazione 1 in presenza di idrossido di sodio o di potassio in cui il rapporto molare idrossido : composto II è compreso tra 0,9 e 2.
- 6) Processo secondo la rivendicazione 5 in cui il rapporto molare idrossido : composto Π è compreso tra 1,1 e 1,3.
- 7) Processo secondo la rivendicazione 1 in cui il sale ammonico quaternario è scelto tra tetrabutilammonio bromuro, benziltrimetilammonio cloruro e tricaprilmetilammonio cloruro (Aliquat 336 ; ed il rapporto molare sale ammonico : composto li è compreso tra 0,1 e 0,005.
- 8) Processo secondo la rivendicazione 7 in cui il sale ammonico quaternario è tetrabutilammonio bromuro ed il rapporto molare tetrabutilammonio bromuro : composto Π è compreso tra 0,05 e 0,01.
- 9) Processo secondo la rivendicazione 1 in cui il solvente di reazione è una miscela bifasica composta da acqua e da un solvente organico con essa immiscibile.
- 10) Processo secondo la rivendicazione 9 in cui il solvente di reazione è una miscela bifasica composta da acqua e toluene.
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IT1999MI002492A IT1314239B1 (it) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Processo per la preparazione di (4-metiltio-fenil)-acetonitrile. |
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- 1999-11-30 IT IT1999MI002492A patent/IT1314239B1/it active
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