PL96921B1 - Sposob wytwarzania pochodnych 4-hydroksybenzonitrylu - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 31.07.1978 96921 MKP C07c 121/74 C07c 29/10 Int. Cl.2 C07C 121/75 C07C 29/10 C_ , -LNIA U -.-c.du Pofeatttwego p », U-.Mh t\ Uinui Twórca wynalazku: — Uprawniony z patentu: Chinoin Gypgyszer ss Vegysszeti TermókekGyara RT., Budapeszt (Wegry) Sposób wytwarzania pochodnych 4-hydroksybenzonitrylu Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania po¬ chodnych 4-hydroksybenzonitrylu, które sa stoso¬ wane w rolnictwie jako srodki do zwalczania szkodników oraz w weterynarii przeciw motylicy watrobowej.Wiadomo, ze podstawione zwiazki 4-hydroksy- benzonitrylowe wykazuja dzialanie biologiczne. Na przyklad 3-jodo-4-hydroksy-5-nitro-benzonitryl zwalcza motylice watrobowa, a 3-bromo-4-hydro- ksy-5-nitro-benzonitryl jest wybiórczym srodkiem do zwalczania szkodników (francuski opis paten¬ towy Nr 1 375 311). Zwiazek ten otrzymuje sie zgodnie z francuskim opisem patentowym przez nitrowanie 3-bromo-4-hydroksybenzonitrylu. Wy¬ nalazek dotyczy ulepszonej metody otrzymywania zwiazków o ogólnym wzorze 1, w którym X ozna¬ cza atom wodoru, chlorowca, albo grupe nitrowa.Zwiazki 3,5 podwójnie podstawionego 4-hydro¬ ksybenzonitrylu mozna otrzymywac w znany spo¬ sób, na przyklad z 4-hydroksy-benzonitrylów lub ich pochodnych, które zawieraja grupe funkcyjna podatna do wytwarzania grupy nitrylowej (np. przez odwodornianie aldoksymu).Wedlug metody opisanej w brytyjskim opisie pa¬ tentowym nr 1 090 150 otrzymuje sie podstawione zwiazki 4-hydroksybenzonitrylowe przez ogrzewa¬ nie do temperatury 400—550°C odpowiednich kwa¬ sów 4-hydroksybenzoesowych w obecnosci ,^fosfa- midów" (zwiazki fosforowe zawierajace bezposred¬ nie wiazanie ^N—P). Ujemna strona tej metody jest 80 wymagana wysoka temperatura i trudnosci otrzy¬ mywania stosowanych odczynników fósfamido- wych. Niekorzystna jest równiez mala wydajnosc.Z uwagi na powyzsze wady byloby korzystnym otrzymywanie 3,5 podwójnie podstawionych zwiaz¬ ków 4-hydroksybenzonitrylu przez rozszczepianie eterowe z odpowiednich 4-metoksy zwiazków. O trudnosciach zachodzacych przy takich reakcjach wspomina francuski opis patentowy nr 1 580 739.Wedlug tego opisu patentowego 4-hydroksybenzo- nitryle z podstawionym w pozycji 3- lub 5-halo- genem otrzymuje sie przez demetylowanie odpo¬ wiednich 4-metoksy-benzonitryli. Metoda ta jest jednak kosztowna z powodu stosowania chlorku litu, a stosowane odczynniki (cyjanki potasowców) sa szkodliwe dla zdrowia. Dalsza wada tej metody jest koniecznosc stosowania przez dluzszy czas (24 godziny) wysokiej temperatury (200—260°C).Wiadomo z literatury, ze przy rozszczepianiu al- kiloaryloeterów mozna stosowac jako odczynnik nukleofilowy etyl merkaptylosodowy (B. Koutek i K. Setinek: Coli. Czech. Chem, Comm. 33, 866 (1968); G.I. Feutrill i R.N. Miirington: Tetrahedron Letters S 1327 (1970). Jako rozpuszczalnik stosuje sie dwumetyloformamid. Metoda ta wykazuje sze¬ reg wad: etylomerkaptyd sodowy jest trudno do¬ stepny iw handlu w ogóle nie osiagalny, poza tym reakcja przebiega w bardzo rozcienczonym roztwo¬ rze, a oprócz duzego nadmiaru rozpuszczalnika 96 9219«921 3 musi byc stosowany równiez znaczny nadmiar (2,5—7,6 mola) etylomerkaptydu sodowego.Stwierdzono jednak, ze podstawione w pozycji 3,5 zwiazki 4-hydroksybenzonitrylu o ogólnym wzorze 1 mozna równiez otrzymywac na skale przemyslowa z korzystna wydajnoscia przez re¬ akcje zwiazków 4-alkoksybenzonitrylowych o ogól¬ nym wzorze 2, w którym X ma wyzej podane zna¬ czenie, a R oznacza grupe alkilowa o 1—4 ato¬ mach wegla, z sola metalu alkalicznego kwasu al- kanokarboksylowego zawierajacego 1—6 atomów wegla i otrzymany zwiazek o ogólnym wzorze 1 wydziela sie z mieszaniny reakcyjnej. Jako od¬ czynniki nukleofilowe stosuje sie sole metali alka¬ licznych nizszych kwasów alkanokarboksylowych.Na przyklad mozna stosowac sole sodowe, potaso¬ we albo litowe kwasu mrówkowego, octowego lub propionowego. Szczególnie dobre wyniki daje mrówczan sodowy, octan sodowy i octan potasowy.Jako rozpuszczalnik mozna stosowac N,N-dwume- tyloformamid albo N,N,N",N'-czterometylomocznik.Temperatura reakcji powinna wynosic 140—160°C, czas reakcji trwa kilka godzin, na ogól od 5 do 15 godzin.Otrzymane zwiazki o ogólnym wzorze 1 wydzie¬ la sie z jnieszaniny w znany sposób. Na ogól mie¬ szanine reakcyjna rozciencza sie woda, nastepnie zakwasza sie kwasem nieorganicznym najlepiej kwasem siarkowym albo solnym a wytracony zwiazek o ogólnym wzorze 1 oddziela sie przez fil¬ trowanie lub odwirowywanie.We wzorze 2 R oznacza grupe alkilowa o 1—6 korzystnie 1—4 atomach wegla np. grupe metylo¬ wa, etylowa, n-propylowa, izopropylowa albo n-bu- tylowa, przy czym najczesciej R oznacza grupe me¬ tylowa.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest usuniecie podanych wyzej wad (francuski opis patentowy Nr 1 375 311), a ^wiec eliminuje sie trudno osiagal¬ ne materialy wyjsciowe, dlugi czas reakcji i wy¬ sokie temperatury. Dalsza zaleta jest mozliwosc otrzymywania zwiazków o ogólnym wzorze 1 na skale przemyslowa.Przyklad I. 1,78 g 3-nitro-4-metoksybenzoni- trylu (temperatura zaplonu 151°C) i 1,5 g octanu sodowego ogrzewa sie mieszajac do 140—150°C przez 15 godzin w 15 ml dwumetyloformamidu pod chlodnica zwrotna. Nastepnie dodaje sie do miesza¬ niny reakcyjnej 45 ml wody i filtruje roztwór przez wegiel. Otrzymany roztwór zakwasza sie 40°/o kwasem siarkowym. Po pólgodzinnym chlodzeniu lodem odfiltrowuje sie wytracony produkt, prze¬ mywa sie go zimna woda a nastepnie suszy. Otrzy¬ muje sie 1,5 g (91%) 3-nitro-4-hydroksybenzonitry- lu o temperaturze topnienia 146—148°C.Przyklad II. 2,15 g 3-chloro-4-metoksy-5-ni- trobenzonitrylu (temperatura topnienia 121—122°C) i 15 g bezwodnego octanu sodowego ogrzewa sie w sposób opisany w przykladzie I przez 6 godzin do 140—150°C w 15 ml dwumetyloformamidu. Roz¬ twór rozciencza sie 45 ml wody, filtruje sie a na¬ stepnie zakwasza sie 7 ml kwasu siarkowego o stezeniu okolo 40%. Produkt oddziela sie na nu- czy, przemywa woda i suszy. Otrzymuje sie 1,85 g (93,5%) 3-chloro-4-hydroksy-5-nitrobenzonitrylu o temperaturze topnienia 154°C.Przyklad III. W sposób opisany w poprzed¬ nich przykladach ogrzewa sie 2,6 g 3-bromo-4-me- toksy-5-nitrobenzonitrylu (temperatura topnienia 108—109°C) i 1,5 g octanu sodowego w 15 ml dwu¬ metyloformamidu przez 7 godzin do 140—150°C.Nastepnie mieszanine reakcyjna rozciencza sie wo¬ da i przerabia w sposób wyzej opisany. Otrzymuje lfi sie 2,25 g (92%) 3-bromo-4-hydroksy-5-nitrobenzo- nitrylu o temperaturze topnienia 168°C.Przyklad IV. 1,3 g 3-bromo-4-metoksy-5-ni- trobenzonitrylu (temperatura topnienia 108—109°C) i 1,0 g octanu sodowego ogrzewa sie w 7,5 ml dwu- metyloformamidu przez 6 godzin do 150°C. Po przerobie mieszaniny reakcyjnej w sposób podany w przykladzie I otrzymuje sie 1,15 g (94%) 3-bro- mo-4-hydroksy-5-nitrobenzonitrylu o punkcie top¬ nienia 165°C.Przyklad V. 3,05 g 3-jodo-4-metoksy-5-nitro- benzonitrylu i 1,5 g bezwodnego octanu sodowego ogrzewa sie w wyzej opisany sposób w 15 ml dwu¬ metyloformamidu przez 7 godzin, w temperaturze 140—150°C. Mieszanine rozciencza sie 45 ml wody, filtruje, a nastepnie zakwasza sie 7 ml kwasu siar¬ kowego o stezeniu okolo 40%. Mieszanine chlodzi sie przez pól godziny lodem, a nastepnie oddziela sie na nuczy wytracone krysztaly i przemywa sie je woda. Otrzymuje sie 2,75 g (95%) 3-jodo-4-hy- droksy-5-nitrobenzonitrylu o temperaturze topnie¬ nia 137°C.Przyklad VI. 1,5 g 3-jodo-4-metoksy-5-nitro- benzonitrylu (temperatura topnienia 105—107°C) i 1,0 g mrówczanu sodowego ogrzewa sie w 7,5 ml dwumetyloformamidzie przez 6 godzin do tempe- ' ratury 140—150°C. Mieszanine reakcyjna przerabia sie w podany wyzej sposób. Otrzymuje sie 1,5 g (93%) 3-jodo-4-hydroksy-5-nitrob£nzonitrylu o pun-. kcie topnienia 137—139°C. 40 Przyklad VII. 1,5 g 3-jodo-4-metoksy-5-nitro- benzonitrylu (temperatura topnienia 105—107°C) i 1,5 g propionianu sodowego ogrzewa sie w 7,4 ml czterometylomocznika przez 6 godzin do tempera¬ tury 160°C. Nastepnie rozciencza sie mieszanine 45 reakcyjna 30 ml wody i filtruje. Otrzymany zólty roztwór zakwasza sie kwasem siarkowym, ochla¬ dza przez pól godziny lodem a nastepnie wytra¬ cony krystaliczny osad oddziela sie na nuczy, prze¬ mywa woda i suszy. Otrzymuje sie 1,30 g (90%) 50 3-jodo-4-hydroksy-5-nitrobenzonitrylu o tempera¬ turze topnienia 138—139°C.Przyklad VIII. 2,23 g 3,5-dwunitro-4-meto- ksybenzonitrylu (temperatura topnienia 114°C) i 1,5 g octanu potasowego ogrzewa sie w 15 ml dwu- 55 metyloformamidu przez 5 godzin do temperatury 150°C. Nastepnie oddestylowuje sie pod zmniejszo¬ nym cisnieniem z roztworu 10 ml dwumetylofor¬ mamidu. Pozostaly zielono-zólty krystaliczny pro¬ dukt rozpuszcza sie w 80 ml goracej wody. Roz- 6o twór zakwasza sie 10 ml kwasu siarkowego o ste¬ zeniu 25%, pozostawia sie przez 15 godzin, a na¬ stepnie oddziela sie na nuczy wytracone zólte krysz¬ taly. Produkt przemywa sie woda i nastepnie su¬ szy. Otrzymuje sie 1,92 g (91%) 3,5-dwunitro-4-hy- 65 droksy-benzonitrylu o temperaturze topnienia 154°C.96 921 PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania 4-hydroksybenzonitrylu o ogólnym wzorze 1, w którym X oznacza atom wodoru, chlorowca lub grupe nitrowa przez roz¬ szczepienie zwiazku o ogólnym wzorze 2, w któ¬ rym X ma wyzej podane znaczenie a R oznacza grupa alkilowa o 1—4 atomach wegla, znamienny tym, ze rozszczepienie prowadzi sie z sola metalu alkalicznego kwasu alkanokarboksylowego zawie¬ rajacego 1—6 atomów wegla. 10 6
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako sól metalu alkalicznego kwasu alkanokarbo¬ ksylowego stosuje sie mrówczan, octan albo pro- pionian sodu, potasu albo litu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie dwumetyloformamid, dwumetyloacetamid albo czterometylomocznik.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material wyjsciowy stosuje sie 3-nitro-4-meto- ksybenzonitryl albo 3-chloro-4-metoksy-5-nitro- benzonitryl albo 3-bromo-4-metoksy-5-nitrobenzo- nitryl albo 3-jodo-4-metoksy-5-nitrobenzonitryl. OR X NO, CN WZÓR 2 PL