PL161003B1 - Sposób wytwarzania podstawionych gem-difluorocyklopropanów - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania podstawionych gemdifluorocyklopropanów o ogólnym wzorze l , w którym R*, R2, RJ 1 R4 oznaczają atomy wodoru, grupy alkilowe, grupy arylowe lub grupy alkoksylowe lub R2 razem z R3 oznaczają część pierścienia węglowodorowego, znamienny tym, ze dibromometan, dibromodifluorometan 1 alken o wzorze ogólnym 2, w którym R , R , RJ 1 R4 oznaczają atomy wodoru, grupy2alkilowe, grupy arylowe lub grupy alkoksylowe lub R2 razem z RJ oznaczają część pierścienia węglowodorowego poddaje się reakcji w obecności wodororlenków metali alkalicznych użytych w postaci stężonych wodnych roztworów lub w postaci stałej, proszkowanej lub w obecności mieszaniny sproszkowanych wodorotlenków 1 węglanów metali alkalicznych oraz czw artorzędow ych soli omowych, korzystnie amoniowych lub fosfomowych lub eterów koronowych jako katalizatora, stosowanych w ilości nie przekraczającej 0,1 mola na 1,0 mol substratu użytego w niedomiarze.

Description

Praktycznie jedyną ogólną metodą otrzymywania gem- difluorocyklopropanów jest przyłączanie difluorokarbenu do alkenów. Znanych jest kilka sposobów przeprowadzania tej reakcji. Według jednego z nich, mieszaninę zawierającą nadmiar oksiranu lub chlorometylooksiranu, chlorodifluorometanu, katalityczną ilość chlorku tetrabutyloamoniowego i alken ogrzewa się w autoklawie w temperaturze 100-140°C (M. Kamei, W. Kimpenhaus, J. Buddrus, Chem. Ber., 109,2351,1976). Inny sposób polega na ogrzewaniu fenylotrifluorometylortęci, jodku sodowego i alkenu w absolutnym benzenie w atmosferze gazu obojętnego (D. Seyferth, S. P. Hopper, J. Org. Chem., 37,4070 (1972).

Metody te mają szereg wad i niedogodności. W pierwszej z nich stosuje się lotne substraty, co stwarza konieczność prowadzenia procesu w autoklawie w podwyższonej temperaturze. W drugiej, konieczne jest użycie drogiej i trudno dostępnej pochodnej rtęcioorganicznej, posiadającej własności toksyczne oraz dokładne usunięcie śladów wilgoci z układu reakcyjnego.

Według innych sposobów, gem-difluorocyklopropany otrzymuje się z dibromodifluorometanu i alkenów. Mieszaninę tę traktuje się w rozpuszczalniku organicznym ołowiem i bromkiem tetrabutyloamoniowym użytym w ilości co najmniej równomolowej (Η. P. Fritz, W. Komrumpf, Z. Naturforsch., Teil B36,1375 (1981)), lub poddaje elektrochemicznej redukcji na elektrodzie platynowej (Η. P. Fritz, W. Komrumpf, J. Elektroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 100,217 (1979)). Metody te prowadzą do otrzymania gem-difluorocyklopropanów z wydajnością 50-60%, jednak i one posiadają szereg niedogodności. W pierwszej z nich stosuje się metaliczny ołów, co prowadzi do powstania toksycznych odpadów, w drugiej proces prowadzi się w elektrolizerze, na drogiej elektrodzie platynowej.

Wiadomo również, że prosta metoda otrzymywania gem- difluorocyklopropanów, polegająca na działaniu na mieszaninę chlorodifluorometanu i alkenu wodorotlenkiem lub węglanem metalu alkalicznego w obecności czwartorzędowej soli amoniowej jako katalizatora dają te produkty z wydajnościami nie przekraczającymi 10% (E. V. Dehmlow, S. S. Dehmlow, Phase Transfer Catalysis, Sec. Ed., Yerlag Chemie 1983, Chapter 3.204).

W sposobie według wynalazku usunięto wszystkie wymienione wyżej niedogodności i utrudnienia.

Sposobem według wynalazku, gem-difluorocyklopropany o wzorze ogólnym 1, w którym R¹, r2 R³ i R⁴ oznaczają atomy wodoru, grupy alkilowe, grupy arylowe lub grupy alkoksylowe, lub r2 razem z r3 oznaczają część pierścienia węglowodorowego, otrzymuje się w wyniku reakcji dibromometanu^, dtoromo^fluorometanu ⁱ alkenu o wzorze og^óln^ym 2^, w ^któr^ym ^R’, ^R^ R³ i R^{4 oz}naczają atom^y wodory ^gru^py a^lk^ilowe^{, g}ru^py arytowe ^lu^{b g}ru^py a^lko^ksy^lowe^{, l}u^{b r2} razem z R³ oznaczają część pierścienia węglowodorowego, prowadzonej w obecności wodorotlenków metali alkalicznych lub ich mieszaniny z węglanami metali alkalicznych i czwartorzędowych soli oniowych lub eterów koronowych jako katalizatorów. Jako wodorotlenki i węglany metali alkalicznych stosuje się pochodne sodowe lub potasowe. Wodorotlenki metali alkalicznych stosuje się w postaci stężonych, wodnych roztworów lub w postaci stałej, sproszkowanej. W tej ostatniej postaci stosuje się również mieszaniny wodorotlenków i węglanów metali alkalicznych. Jako katalizatory reakcji stosuje się dowolne czwartorzędowe sole amoniowe lub fosfoniowe, korzystnie takie, które w podstawnikach związanych z atomem azotu lub fosforu zawierają łącznie co najmniej 12 atomów węgla lub etery koronowe, korzystnie szeregu 18-crown-6. Katalizatory te stosuje się w ilościach nie przekraczających 0,1 mola na 1,0 mol substratu użytego w niedomiarze. W zależności od własności fizycznych substratów i produktów, reakcję można prowadzić z nadmiarem dibromometanu lub alkenu. Według wynalazku, proces prowadzi się prosto przez mechaniczne mieszanie wszystkich komponentów w temperaturze 15- 25°C, a produkty wydziela się przez oddzielenie fazy organicznej lub rozcieńczenie mieszaniny i ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym na przykład chlorkiem metylenu. Powstający ubocznie czterobromek węgla nie utrudnia wydzielania produktów, bowiem usuwa się go wprost przez odsączanie lub pozostaje w kubie po destylacji. Prowadząc proces według wynalazku, otrzymuje się gem- difluorocyklopropany z wysokimi wydajnościami.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

Przykład I. 2,3-Dimetylobuten-2 (8,4g; 0,lm), bromek metylenu (17,4g; 0,lm), dibromodifluorometan (42g; 0,2m), kwaśny siarczan tetra-n-butyloamoniowy (l,7g; l,28m) mieszano w temperaturze 18-20°C przez 27 godzin. Mieszaninę rozcieńczono wodą, rozdzielono fazy i fazę organiczną wysuszono MgSC4. Z mieszaniny poreakcyjnej wydestylowano 12,9g l, ldUlJL^oi^o-2,2,3,3- tetrametylocyklopropanu o temperaturze wrzenia 92°C. Wydajność reakcji wynosiła 96%.

Przykładu. α-Metylostyren (11,8g; 0,lm), bromek metylenu (34,8g; 0,2m) dibromodifluorometan (42g; 0,2m), chlorek trioktylometyloamoniowy (l,6g; 0,004m) i 50% wodny roztwór wodorotlenku sodowego (1 CCg, 67 ml, 1,25m) mieszano w temperaturze 18-20°C przez 30 godzin. Mieszaninę rozcieńczono wodą, rozdzielono fazy i fazę wodną ekstrahowano dwa razy chlorkiem metylenu. Połączone fazy organiczne wysuszono MgSC4 i odparowano rozpuszczalnik, pozostałość destylowano pod zmniejszonym ciśnieniem zbierając frakcję o temperaturze wrzenia 55-70°C/l,7 kPa. Wydestylowaną mieszaninę rozpuszczono w czterochlorku węgla i bromowano roztworem bromu w czterochlorku węgla w temperaturze 0°C do odbarwienia roztworu. Odparowano rozpuszczalnik i pozostałość destylowano pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymano 11,8g (wydajność 70%) l,l-dffluoro-2, fenylo-2, metylocyklopropanu o temperaturze wrzenia 68°C/1,7 kPa.

Przykład III. Styren (10,4g, 0,2m), 1,4,7,10,13,16- heksaoksacyklooktadekan (18-C-6) (1,6g, 0,006m), dibromodifluorometan (42g, 0,2m), bromek metylenu (34,8g, 0,2m) i sproszkowany wodorotlenek potasowy (54g, lm) mieszano w temperaturze 18-'20°C przez 36 godzin. Mieszaninę rozcieńczono wodą, rozdzielono fazy i fazę wodną ekstrahowano dwukrotnie chlorkiem metylenu. Połączone fazy organiczne wysuszono MgSOi, odparowano rozpuszczalnik i pozostałość destylowano pod zmniejszonym ciśnieniem, zbierając frakcję o temperaturze wrzenia 48-62°C/2,6 kPa. Wydestylowaną mieszaninę rozpuszczono w czterochlorku węgla i bromowano roztworem bromu w czterochlorku węgla w temperaturze 0°C, do odbarwienia roztworu. Odparowano rozpuszczalnik i pozostałość destylowano pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymano 9,25g, wydajność 60%, 1,1 difluro-2 fenylocyklopropanu o temperaturze wrzenia 59-61°C/2,6 kPa.

Przykład IV. 2-Metylobuten-2 (7g, 0,lm), bromek metylenu (8,7g, 0,05m) dibromodifluorometan (10,5g, 0,05m), chlorek benzylotrietyloamoniowy (81,6g, 0,007m), sproszkowany wodorotlenek sodowy (40g, lm) mieszano w temperaturze 18-20°C przez 30 godzin. Mieszaninę rozcieńczono wodą, rozdzielono fazy i fazę organiczną wysuszono MgSCU Z mieszaniny wydestylowano 10,6g l,--difluoro-2,2,3ttrimetyl(cyklopropanu o temperaturze wrzenia 72°C. Wydajność procesu wynosiła 88%.

PrzykładV. 2-Metoksypropen (7,2g, 0,lm), bromek metylenu (34,8g, 0,2m), dibromodifluorometan (42g, 0,2m), bromek tetra-n- butyloamoniowy (lg, 0,003m), sproszkowany wodorotlenek sodowy (40g, lm), węglan sodowy (lOg, 0,17m) mieszano w temperaturze 18- 20°C przez 24 godziny. Mieszaninę rozcieńczono wodą, rozdzielono fazy i fazę organiczną wysuszonoMgSOu Zmieszaniny wydestylowano 9,6g f,l-difluoro-2-meroksy-2-metylocykfopropanu o temperaturze wrzenia 80°C. Wydajność procesu wynosiła 79%.

P r z y k ł a d VI. Cykloheksen (8,2g, 0,lm), bromek metylenu (8,7g, 0,05m), dibromodifluorometan (21g, 0,lm), bromek heksadecylotri-n-butylofosfoniowy (2g, 0,004m), sproszkowany wodorotlenek sodowy (30g, 0,75m), węglan potasowy (7,5g, 0,055m) mieszano w temperaturze 18-20°C przez 48 godzin. Mieszaninę rozcieńczono wodą, rozdzielono fazy i fazę organiczną wysuszono MgSOą. Z mieszaniny wydestylowano 7,9g (wydajność 60%). 7,7difluoro-bicyklo [4. 1. 0] heptanu o temperaturze wrzenia 122- 123°C.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania podstawionych gem-difluorocyklopropanów o ogólnym wzorze 1, w którym R¹, R², R³ i R⁴ oznaczają atomy wodoru, grupy alkilowe, grupy arylowe lub grupy alkoksylowe lub r2 razem z r3 oznaczają część pierścienia węglowodorowego, znamienny tyn^ że dⁱbromometan^{, dib}romo^difluorometan ⁱ alken o wzorze o^góln^ym 2^, w którym ^r1, ^r, ^{R3 i r4} oznaczaj^ą atom^y wo^doru^{, g}ru^py al^ki^lowe^{, g}ru^py arytówe ^lu^{b g}ru^py alkoks^ylowe ^lu^{b r2} razem z r3 oznaczają część pierścienia węglowodorowego poddaje się reakcji w obecności wodororlenków metali alkalicznych użytych w postaci stężonych wodnych roztworów lub w postaci stałej, proszkowanej lub w obecności mieszaniny sproszkowanych wodorotlenków i węglanów metali alkalicznych oraz czwartorzędowych soli oniowych, korzystnie amoniowych lub fosfoniowych lub eterów koronowych jako katalizatora, stosowanych w ilości nie przekraczającej 0,1 mola na 1,0 mol substratu użytego w niedomiarze.

   gem-Difluorocyklopropany są cennymi półproduktami wykorzystywanymi w przemyśle chemicznym. Związki te łatwo ulegają licznym termicznym przemianom prowadzącym do podstawionych fluorem alkenów, cykloalkenów lub pochodnych aromatycznych. Ponadto, wiele z nich wykazuje interesujące działanie biologiczne.