PL174256B1

PL174256B1 - Method of obtaining 1-phenylocyclopropanocarboxylonitrile

Info

Publication number: PL174256B1
Application number: PL94303326A
Authority: PL
Inventors: Michał Fedoryński; Andrzej Jończyk
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1994-05-05
Filing date: 1994-05-05
Publication date: 1998-07-31
Also published as: PL303326A1

Abstract

1 . S posóbwytwarzania nitralu kwasu 1 -Cynyłocyklopropanokyrboksglowegowreakcji fenyloacetonitrylu z 1,2-dihalyetanem w obecności wodorotlenku metalu alkalicznego i czwartorzędowej soli amoniowej jako katalizatora, znamienny tym, że jako czynnik cyklo- alkilujący stosuje się 1-Sromo-2chlyryatln, a czwartorzędową sól amoniową stosuje się w ilości nie przekraczającej 0,1 mola na 1,0 mol fanylyacetonitrylu.1 . S. way of manufacturing nitral acid 1 -Cinylcyclopropane carboxyl reaction phenylacetonitrile with 1,2-dihalyethane in presence hydroxide metal alkaline and Quaternary salt ammonium as catalyst, significant this that as factor cyclo- alkylating applies out 1-Sromo-2chlyryatln, and Quaternary salt ammonium applies out in quantity no exceeding 0.1 mole on 1.0 moth fanylyacetonitrile.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nitrylu kwasu 1-fenylocyklopropanokarboksylowego. Związek ten znajduje zastosowanie jako półprodukt w syntezach alkaloidów, herbicydów i innych związków biologicznie czynnych.The present invention relates to a process for the preparation of 1-phenylcyclopropanecarboxylic acid nitrile. This compound is used as an intermediate in the syntheses of alkaloids, herbicides and other biologically active compounds.

Znane sposoby otrzymywania nitrylu kwasu 1-fenylocyklopropanokarboksylowego polegają na cykloalilowaniu fenyloacetonitrylu za pomocą 1,2-dihaloetanów (1,2-dichloro-, 1,2-dibromo- lub 1-bromo-2-chloroetanu) w obecności takich zasad jak amidek sodowy w eterze etylowym (C. Dupin, R. Fraisse-Jullien, Bull.Soc. Chim. France, 1964, 1993) Iub n-butylolit w mieszaninie heksanu i tetrahydrofuranu (E. M. Kaiser, L. E. Sotter, R. A. Schwarz, R. D. Beard, C. R. Hauser, J.Am. Chem. Soc., 1971,93,4237). Sposoby te, z uwagi na stosowanie wrażliwych na wilgoć i tlen zasad oraz znacznych ilości łatwopalnych rozpuszczalników, stwarzają zagrożenie pożarowe, są nieekonomiczne, wymagają stosowania starannie osuszonych reagentów i aparatów reakcyjnych oraz pracy w atmosferze gazu obojętnego.Known methods for the preparation of 1-phenylcyclopropanecarboxylic acid nitrile consist in the cycloalylation of phenylacetonitrile with 1,2-dihaloethanes (1,2-dichloro-, 1,2-dibromo- or 1-bromo-2-chloroethane) in the presence of such bases as sodium amide in ethyl ether (C. Dupin, R. Fraisse-Jullien, Bull. Soc. Chim. France, 1964, 1993) or n-butyllithium in a mixture of hexane and tetrahydrofuran (EM Kaiser, LE Sotter, RA Schwarz, RD Beard, CR Hauser, J. Am. Chem. Soc., 1971, 93, 437). These methods, due to the use of moisture and oxygen-sensitive bases and large amounts of flammable solvents, pose a fire hazard, are uneconomical, require the use of carefully dried reagents and reaction apparatuses, and work in an inert gas atmosphere.

Znane są też sposoby cykloalkilowania fenyloacetonitrylu 1,2-dibromoetanem w obecności sproszkowanego wodorotlenku potasowego w dimetylosulfotlenku (N. S. Zefirów, T. S. Kuzniecowa, S. T. Kazhuskov, L. S. Surmina, Z. A. Rastchupkina, Zh. Org. Khim., 1983, 19, 541) Iub w obecności wodnego roztworu wodorotlenku sodowego i molowej - względem fenyloacetonitrylu - ilości chlorku benzylotrietyloamoniowego (L. D. Sykhowa, J. S. Shabarov, Zh. Org. Khim., 1980,16,2086).There are also known methods of cycloalkylating phenylacetonitrile with 1,2-dibromoethane in the presence of powdered potassium hydroxide in dimethylsulfoxide (NS Zefirów, TS Kuznetsova, ST Kazhuskov, LS Surmina, ZA Rastchupkin, Zh. Org. Khim., 1983, 19, 541) or in the presence of of aqueous sodium hydroxide solution and a molar - relative to phenylacetonitrile - amount of benzyltriethylammonium chloride (LD Sykhowa, JS Shabarov, Zh. Org. Khim., 1980, 16, 2086).

W pierwszym z wyżej wymienionych sposobów uzyskuje się niskie wydajności produktu, stwarza on też istotne trudności związane z jego wydzieleniem. Drugi zaś jest nieekonomiczny z uwagi na wysoki koszt soli tetraalkiloamoniowej stosownej w znacznych ilościach.In the first of the above-mentioned methods, low product yields are obtained, and it also creates significant difficulties related to its isolation. The latter is uneconomical due to the high cost of the tetraalkylammonium salt used in significant amounts.

Stwierdzono również, że nie zachodzi cykloalkilowanie fenyloacetonitrylu za pomocą 1,2-dibromo- lub 1,2-dichloroetanu, w obecności stężonego wodnego roztworu wodorotlenku sodowego i katalitycznych ilości chlorku benzyloetyloamoniowego (M. Mąkosza, B. Serafinowa, Roczniki Chem., 1966,40,1647). W procesie tym ma bowiem miejsce eliminacja chlorowcowodoru z czynnika alkilującego, pod wpływem anionu fenyloacetonitrylu, z utworzeniem halogenku winylowego.It was also found that cycloalkylation of phenylacetonitrile did not occur with 1,2-dibromo- or 1,2-dichloroethane in the presence of a concentrated aqueous sodium hydroxide solution and catalytic amounts of benzylethylammonium chloride (M. Mąkosza, B. Serafinowa, Roczniki Chem., 1966, 40.1647). In this process, the elimination of hydrogen halide from the alkylating agent takes place under the influence of the phenylacetonitrile anion, with the formation of a vinyl halide.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania nitrylu kwasu 1fenylocyklopropanokarboksylowego, który byłby ekonomiczny, prosty technologicznie i bezpieczny.The object of the invention is to provide an economical, technologically simple and safe method for the production of 1-phenylcyclopropanecarboxylic acid nitrile.

Nieoczekiwanie okazało się, że jako czynnik cykloalkilujący zastosuje się 1-bromo-2chloroetan, to proces można przeprowadzić w obecności tylko katalitycznej ilości czwartorzędowej soli amoniowej.It has surprisingly been found that 1-bromo-2-chloroethane is used as the cycloalkylating agent, the process can be carried out in the presence of only a catalytic amount of a quaternary ammonium salt.

174 256174 256

Sposobem według wynalazku fenyloacetonitryl poddaje się reakcji w obecności wodorotlenku metalu alkalicznego i czwartorzędowej soli amoniowej jako katalizatora, z 1-bromo-2chloroetanem. Jako katalizatory stosuje się dowolne czwartorzędowe sole amoniowe, korzystnie takie, które w podstawnikach związanych z atomem azotu zawierają co najmniej osiem atomów węgla. Katalizator stosuje się w ilości nie przekraczającej 0,1 mola na 1,0 mol fenyloacetonitrylu. Wodorotlenek metalu alkalicznego stosuje się w postaci stałej lub w postaci stężonych, wodnych roztworów. Reakcja biegnie z wydzieleniem ciepła, prowadzi się ją w temperaturze 0-80°C.In the process of the invention, phenylacetonitrile is reacted with 1-bromo-2-chloroethane in the presence of an alkali metal hydroxide and a quaternary ammonium salt catalyst. Any quaternary ammonium salts are used as catalysts, preferably those which contain at least eight carbon atoms in the substituents attached to the nitrogen atom. The catalyst is used in an amount not exceeding 0.1 mole per 1.0 mole of phenylacetonitrile. The alkali metal hydroxide is used in solid form or in the form of concentrated aqueous solutions. The reaction runs with the evolution of heat and is carried out at a temperature of 0-80 ° C.

Otrzymany sposobem według wynalazku nitryl kwasu 1-fenylocyklopropanokarboksylowego oczyszcza się w prosty sposób znanymi metodami, a większość nieprzereagowanego, użytego w nadmiarze 1-bromo-2-chloroetanu można odzyskać. Sposobem według wynalazku uzyskuje się produkt z wysoką wydajnością, a wszystkie stosowane do jego otrzymania substraty są łatwo dostępne i tanie.The 1-phenylcyclopropanecarboxylic acid nitrile obtained by the process according to the invention is simply purified by methods known in the art and most of the unreacted excess 1-bromo-2-chloroethane can be recovered. The method according to the invention produces a product with high yield, and all the substrates used for its production are readily available and cheap.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie stosowania.The subject of the invention is presented in more detail in an example of use.

Przykład. Do mieszaniny 117,2 g (115,4 ml, 1,0 mola) fenyloacetonitrylu, 286,8 g (166,5 ml, 2,0 mola) 1-bromo-2-chloroetanu i 2,3 g (0,01 mola) chlorku benzylotrietyloamoniowego dodaje się, energicznie mieszając, 375 ml (7,0 mola) 50% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego, utrzymując temperaturę 40°C. Po zakończeniu efektu termicznego mieszanie kontynuuje się w temperaturze 50°C przez 6 h. Postęp reakcji kontroluje się metodą chromatografii gazowej. W przypadku stwierdzenia obecności fenyloacetonitrylu, dodaje się do mieszaniny benzaldehyd w ilości równoważnej (i około 5% nadmiar) w stosunku do oznaczonej ilości nieprzereagowanego nitrylu i kontynuuje się mieszanie w temperaturze 30°C, przez 1 h. Następnie mieszaninę rozcieńcza się 800 ml wody, oddziela fazę organiczną, a fazę wodną ekstrahuje się 2x40 ml benzenu. Połączone organiczne fazy przemywa się 150 ml 5% kwasu solnego, 150 ml wody i suszy się bezwodnym siarczanem magnezowym. Po odsączeniu środka suszącego odparowuje się z przesączu rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem, a pozostałość destyluje.Example. To a mixture of 117.2 g (115.4 ml, 1.0 mol) phenylacetonitrile, 286.8 g (166.5 ml, 2.0 mol) 1-bromo-2-chloroethane and 2.3 g (0.01 moles) of benzyltriethylammonium chloride are added with vigorous stirring 375 ml (7.0 mol) of 50% aqueous sodium hydroxide solution while maintaining the temperature at 40 ° C. After the thermal effect has ended, stirring is continued at 50 ° C for 6 h. The progress of the reaction is monitored by gas chromatography. If phenylacetonitrile is found, benzaldehyde is added to the mixture in an equivalent amount (and about 5% excess) to the determined amount of unreacted nitrile, and stirring is continued at 30 ° C for 1 h. Then the mixture is diluted with 800 ml of water, the organic phase is separated off and the aqueous phase is extracted with 2x40 ml of benzene. The combined organic phases are washed with 150 ml of 5% hydrochloric acid, 150 ml of water and dried with anhydrous magnesium sulfate. After the drying agent was filtered off, the solvent was evaporated from the filtrate under reduced pressure and the residue was distilled.

Otrzymuje się nitryl kwasu 1 -fenylocyklopropanokarboksylowego o temperaturze wrzenia 107-109°C/9,33 hPa, w ilości 123 g, co stanowi 86% wydajności teoretycznej.1-phenylcyclopropanecarboxylic acid nitrile with a boiling point of 107-109 [deg.] C. / 9.33 mbar is obtained in the amount of 123 g, which is 86% of theory.

174 256174 256

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. The method of producing 1-phenylcyclopropanecarboxylic acid nitrile by reacting phenylacetonitrile with 1,2-dihaloethane in the presence of an alkali metal hydroxide and a quaternary ammonium salt as a catalyst, characterized in that 1-bromo-2-chloroethane is used as the cycloalkylating agent and the quaternary ammonium salt is used in an amount not exceeding 0.1 mole per 1.0 mole of phenylacetonitrile.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the quaternary ammonium salt comprises at least eight carbon atoms in the substituents attached to the nitrogen atom.