SE447989B - Forfarande for framstellning av (2-metoxietenyl)nitrobensener - Google Patents

Description

447 989 2' Vid ett av våra försök erhöll vi sålunda 52% utbyte av (E)- och ? (Z)-1-(2-metoxietenyl)-4-nitrobensen då vi utnyttjade palladium på kol som katalysator medan motsvarande utbyte vid ett annat försök med tillsats av trifenylfosfin endast var 25%.

Nyckelsteget i metoden enligt uppfinningen är sålunda att driva reaktionen mellan en 2- eller 4-brom- respektive jodsubstituerad nitrobensen och metylvinyleter till ett acceptabelt utbyte av motsvarande 1-aryladdukt vilken i samma kärl därefter hydreras för att sedan genom en diazoteringsreaktion följd av en hydrolys omvandlas till önskad 2-(2-alkoxietyl)fenol alternativt 4-(2- a1koxietyl)fenol. Brom- respektive jodnitrobensenen och alkyl- vinyletern kan användas i ekvivalenta mängder men ett överskott av alkylvinyleter medför ingen nackdel. Vi har sålunda funnit att det överraskande nog är möjligt att genomföra denna reaktion till gott utbyte_förutsatt att man utnyttjar en palladiumkatalysator. Metyl- vinyleter har tidigare ej givit acceptabla utbyten vid denna typ av reaktion i och med att man tidigare endast prövat halobensener som ej innehållit någon nitrogrupp. Såväl paladium (II) acetat som det i tekniska processer i längden väsentligt billigare palladium på kol har visat sig fungera väl i detta sammanhang. Som bas vid de palladiumkatalyserade reaktionerna använder vi som redan nämnts trietylamin eller tribytylamin. 2- eller 4-bromnitrobensen kan sålunda enligt den för uppfinningen kännetecknande metoden omvandlas till 2-(2-metoxietyl)anilin respektive 4-(2-metoxietyl)anilin i en enkärlsreaktion. Metoxi- etylanilinet kan därefter genom en diazoteringsreaktion följd av hydrolys omvandlas till 2-(2-metoxietyl)fenol respektive 4-(2- metoxietyl)fenol. Ur den senare kan man alltså framställa meto- prolol. Även om metoden enligt uppfinningen ger en övervägande del 1-aryl- addukt så bildas även en viss mängd 2-aryladdukt som dock med ä lämplig vattenhaltig syra kan omvandlas till motsvarande aceto- fenon. Syrabehandligen påverkar ej 1-aryladdukten varför upparbet- ningen sker i en blanding av önskade och icke önskade föreningar.

Efter reduktion, diasotering och hydrolys tillsätts en svårflyktig- 447 989 amin såsom t ex trietanolamin varvid då bildad 2- eller 4-hydroxi- acetofenon omvandlas till ett svàrflyktigt salt som utan svårighet kan avskiljas från den önskade 2-(2-metoxiety1)fenolen alternativt 4-(2-metoxietyl)fenolen genom destillation.

Försök att ersätta den av oss som bas vid de palladiumkatalyserade kopplingarna utnyttjade trietylaminen eller tributylaminen med annan teoretiskt tänkbar amin har ej gett önskat resultat. N,N-di- metylanilin gav ett mycket dåligt utbyte medan pyridin och 2,4,6- trimetylpyridin visade sig olämpliga för ändamålet. 1,4-Díaxobi-, cyclo(2,2,2)oktan visade sig ge en mycket långsam reaktion.

Så länge reaktionen drivs under relativt enkla förhållanden är tillsatsen av ett lämpligt lösningsmedel i det närmaste ett krav.

Utan lösningsmedel krävs en god temperaturkontroll eftersom reak- tionen visat sig vara exoterm och temperaturberoende. Vi har funnit att de för ändamålet bästa lösningsmedlen är alkylbensener såsom toluen, o-xylen, mesitylen samt klorbensen och anisol.

Acetonitril som är ett välkänt lösningsmedel från andra liknande sammanhang har emellertid visat sig sämre. Även heptan ger ett mindre tillfredsställande utbyte.

Praktiska försök har visat att 4-brom- alternativt 4- jodnitro- bensen ej kan ersättas av motsvarande anisol emedan man då erhåller stora mängder av icke önskad 2-aryladdukt på 1-aryladdukternas bekostnad. 4-Jodanisol gav sålunda ett 55% utbyte av 4-metoxi- acetofenon.

Metoden enligt uppfinningen utmärkes vidare av valet av reaktions- temperatur. Denna bör sålunda ligga mellan 80 och 140°C, företrädes- vis mellan 100 och l20°C. Blir temperaturen väsentligt lägre går reaktionen mycket långsamt och blir dessutom ofullständig medan en för hög temperatur medverkar till bildandet av en alltför hög halt av den oönskade 2-aryladdukten och biprodukter. Även inom det mest fördelaktiga temperaturintervallet går reak- tionen relativt långsamt varför reaktionstiden på 15-20 timmar måste anses som normala. 447 989 I sammanhanget kan det även vara lämpligt att påpeka att ett normalt tryck torde vara omkring 5 kg/cm2. I våra försök har vi i första hand styrt temperaturen och låtit trycket bli avhängigt av temperaturen. Den enda fördelen med att ytterligare öka trycket skulle enligt vår mening vara om vi därigenom skulle kunna konden- sera mer vinyletergas i reaktionsblandningen.

Att man i och för sig lägger på ett visst tryck under det helt konventionella hydreringssteget är en annan i sådana sammanhang välkänd sak.

Vid våra försök har vi tillfört lösningsmedel i nyckelsteget i första hand för att förenkla temperaturstyrningen men vi förut- sätter att det i teknisk skala går att helt avstå från lösnings- medlet förutsatt att reaktionen geomförs i autoklav med mycket goda möjligheter att kontrollera temperaturerna.

Det kan även vara motiverat att i sammanhanget påpeka att vi funnit att förhållandet mellan (E)- och (Z)-1-aryladdukten alltid tycks vara i sort sett oförändrat 50:50 oavsett hur högt eller lågt utbytet är.

På bifogade figur har vi gjort ett försök att rent generellt illustrera metoden enligt uppfinningen. Denna finns definierad i de efterföljande patentkraven samt redovisad i följande exempel.

A AMPULLFÖRSÖK En blandning bereddes av 1,01 g (5,0 mmol) 4-bromnitrobensen, 0,76 ml (5,5 mmol) amin, 0,05 mmol palladiumkatalysator och 1,0 ml lösningsmedel. Blandningen fylldes i en glasampull som kyldes till ca -SOOC varefter 0,56 ml (7,5 mmol) metylvinyleter tillsattes och ampullen tillslöts. 5' 447 989 FÖRSÖK 1-3 Med palladium (II) acetat som katalysator och acetonitril som lösningsmedel erhölls följande resultat vid 6 timmars reaktionstid Försök 1 2 3 amin trietylamin tributylamin dimetylanilin 4-bromnitrobensen 42% 58% 87% (oomsatt) (E)- och (Z)-1- 23% , 17% 0,5% (2-metoxietenyl)- -4-nitrobensen FÖRSÖK 4-5 Med palladium på kol som katalysator och toluen som lösningsmedel erhölls följande resultat vid 16 timmars reaktionstid.

Försök 4 5 amin trietylamin 2,4,6-trimetylpyridin 4-bromnitrobensen 9% 93% (E)- och (Z)-1- 69% 1% (2-metoxíetenyl)- -4-nitrobensen B AUTOKLAVFÖRSÖK 6 - 9 FÖRSÖK 6 I en iskyld autoklav (Parr, 250 ml, Hastelloy B) bereddes en blandning av 48,5 g (0,24 mol) 4-bromnitrobensen, 38,8 ml (0,28 mol) trietylamin, 2,4 g (1,1 mmol) Pd/C (5%) och 50 ml toluen.

Därefter tillfördes 28,5 ml (0,38 mol) metylvinyleter varefter autoklaven tillslöts och upphettades till 120°C. Efter en 16 timmars reaktionstid vid denna temperatur under kraftig omblandning överfördes reaktionsblandningen i en iskyld blandning av 10% saltsyra och metylenklorid. Efter kraftig omblanding filtrerades blandningen och den organiska komponenten separerades. Den vatten- y447 989 6' ,'* haltiga fasen extraherades två gånger med metylenklorid och den kombinerade organiska fasen tvättades en gång med vatten. Efter torkning med natriumsulfat avlägsnades metylenkloriden genom vakuumdestillation. s) Gaskromatografi visade att vi erhållit 81% (E)- och (Z)-1-(2- metoxietenyl)-4-nitrobensen och 10% 4-nitroacetofenon.

FÖRSÖK 7 Försöket genomfördes på samma sätt som försök 6 med den skillnaden att 60,5 g 4-jodnitrobensen tillfördes istället för 4-bromnitro- bensen. Utbytet av (E)- och (Z)-1-(2-metoxietenyl)-4-nitrobensen _ var 49% och av 4-nitroacetofenon 21%.

FÖRSÖK 8 Ett jämförande försök med palladiumfri kol istället för Pd/C visade sig enbart ge utgàngsmaterialen i oförändrad form. Katalysatorn är alltså absolut nödvändig för reaktionen.

FÖRSÖK 9 Detta utfördes på samma sätt som försök 6 med den skillnaden att 2-bromnitrobensen användes istället för 4-bromnitrobensen. Utbytet av (E)- och (Z)-l-(2-metoxíetenyl)-2-nitrobensen var 73% och av 2-nitroacetofenon 8%.

FÖRSÖK 10 INNEFATTANDE FRAMSTÄLLNINING AV 4-(2-met0xietyl)fenol I en iskyld autoklav blandades 40,4 g (0,20 mol) 4-bromnitrobensen, 30,5 ml (0,22 mol) trietylamin, 2,2 g (1,05 mmol) palladium pà kol och 50 ml toluen varefter 22,5 ml(0,30 mol) metylvinyleter tillsat- tes. Autoklaven tillslöts och uppvärmedes under 30 minuter till l20°C. Efter att därefter ha utsatts för kraftig omblandning under 16 timmar sänktes temperaturen i autoklaven till rumstemperatur och 50 ml 10% savelsyra tillsattes. Efter 10 minuters ytterligare s omblandning avlägsnades den vattenhaltiga fasen varefter ytter- ligare 50 ml toluen tillsattes och autoklaven fylldes med kväve följt av väte. Reaktionen drevs under 45 minuter vid 85°C och 10 J kg/cm2 därefter kyldes reaktionsblandningen och extraherades med “ i 447 989 125 ml 50% svavelsyra vid rumstemperatur. Det vattenhaltiga extraktet kyldes till 0°C och 16,0 g (O,23 mol) natriumnitrit tillsattes uppblandat i 35 ml vatten. Temperaturen tilläts därvid ej överstiga +5°C. Blandningen utsattes därefter för ytterligare 15 minuters omblandning varefter en blandning av 3,5 g urea uppblandad i 6,0 ml vatten tillsattes. Reaktionsblandningen överfördes där- efter under mycket kraftig omblandning till hett vatten (90-95°C).

Efter reflux under en timme vid 100-l05°C tilläts reaktionsbland- ningen att kallna varefter metylenklorid tillsattes. Efter extrak- tion av den vattenhaltiga fasen och avdrivning av de olika orga- niska lösningsmedlen erhölls 22,6 g ràprodukt. Till denna sattes 2,8 g trietanolamin. Destillation av den erhållna blandningen gav 14,3 g (47%) 4-(2-metoxietyl)fenol.

Claims (4)

10374 447 989 PATENTKRAV l. Förfarande att framställa (E)-1-(2-metoxietenyl)-2-nitrobensen och (Z)-1-(2-metoxietenyl)-2-nitrobensen alternativt (E)-1-(2- qmetoxietenyl)-4-nitrobensen och (Z)-1-(2-metoxietenyl)-4-nítro- bensen k ä n n e t e c k n a t därav att en bestämd mängd brom- alternativt jodnitrobensen med nitrogruppen i 2~ alternativt 4-ställning vid närvaro av en palladium katalysator vid förhöjt tryck och en temperatur om 80-140°C företrädesvis 100-l20°C under 10-20 timmar reageras med minst motsvarande molära mängder metyl- vinyleter och en trialkylamin bestående av trietylamin eller tributylamin.

2. Metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att såsom katalysator tillförs palladium(II)acetat.

3. metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att som katalysator tillföres palladium pà kol.

4. Metod enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t därav att reaktionen genomföras vid närvaro av i egenskap av lösningsmedel tillfört bensenderivat såsom toluen, o-xylen, mesi- tylen, klorbensen eller anisol.