WO1999014176A1 - Verfahren zur geminalen dichlorierung von alkylmethylketonen - Google Patents

Verfahren zur geminalen dichlorierung von alkylmethylketonen Download PDF

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WO1999014176A1 PCT/EP1998/005781 EP9805781W WO9914176A1 WO 1999014176 A1 WO1999014176 A1 WO 1999014176A1 EP 9805781 W EP9805781 W EP 9805781W WO 9914176 A1 WO9914176 A1 WO 9914176A1
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Bernd Lehmann
Ignacio Sanchez
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Great Lakes Chemical Konstanz Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/18—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of oxygen atoms of carbonyl groups

Definitions

  • the invention relates to a process for the geminal dichlorination of alkyl methyl ketones, in particular cyclopropyl methyl ketone.
  • Geminal dichlorides are important intermediates for the production of acetylene derivatives, which in turn are important starting substances in the production of pharmaceutically active compounds.
  • a process for chlorinating ketones is known from US Pat. No. 3,715,407, in which the actual chlorinating compound dichlorotriphenylphosphorane is first prepared via a reaction of phosphine oxide and phosgene. Only then is the dichlorotriphenylphosphorane reacted with the ketone at elevated temperature in a second stage.
  • the invention has for its object to provide a process for the geminal dichlorination of alkyl methyl ketones, especially cyclopropyl methyl ketone.
  • This object is achieved by a process in which the alkyl methyl ketone used in the presence of (a) a phosphorus (V) compound with three inert substituents or, if appropriate in the presence of a solvent at a temperature of 30 to 60 ° C.
  • phosgene in the present invention means that phosgene or a phosgene analog, such as trichloromethyl chloroformate (“diphosgene”), bis (trichloroethyl) carbonate (“Triphosgene”) or oxalyl chloride, is used, but phosgene itself is preferred because of its low price.
  • diphosgene trichloromethyl chloroformate
  • Triphosgene bis (trichloroethyl) carbonate
  • oxalyl chloride oxalyl chloride
  • phosphorus (V) compound generally refers to a pentavalent phosphorus compound, for example a phosphorus compound of oxidation level V.
  • phosphorus (III) compound refers to a trivalent phosphorus compound, such as a phosphorus compound of oxidation level III.
  • the phosphorus compounds to be used according to the invention have three inert substituents, i. H. Substituents which do not intervene in the course of the reaction under the specified reaction conditions (temperature, reactants and possibly solvents), that is to say in particular are not substituted.
  • the pentavalent phosphorus compound the remaining two valences should be such that an exchange with chlorine is possible when reacting with the phosgene. These conditions can be determined using simple tests.
  • phosphorus (III) compounds the same conditions apply to the substituents as previously formulated.
  • the invention is based on the knowledge that alkylmethyl ketones can be effectively converted to the geminally chlorinated products with up to catalytically small amounts of a chlorinated and trisubstituted phosphorus (V) compound.
  • a triply substituted phosphorus (V) compound is selected so that at least one intermediate chlorination on the phosphorus can take place under the specified reaction conditions.
  • trialkyl / arylphosphine oxides or trialkyl / arylphosphine halides are consequently used.
  • process variant (b) one can start from triple substituted phosphorus (III) compounds. In this case, however, it must be ensured that oxidation to pentavalent phosphorus takes place.
  • This oxidizing agent can be, among other things, Cl 2 (as is also frequently present in industrial phosgene. This means that, for example, 0.1-5% by volume (based on the phosgene) of a gaseous oxidizing agent, among others Chlorine is present at least temporarily.
  • at least temporarily means that contact times are realized which enable the phosphorus (III) compound to be oxidized to a phosphorus (V) compound, for example 1 to 5 minutes.
  • this contact with an oxidizing agent can also last over the entire reaction time or only a few seconds.
  • the process according to the invention can be carried out in the absence of additional solvents, preferably at temperatures between 35 and 45 ° C.
  • the reaction can be carried out continuously or batchwise.
  • the method according to the invention differs from the method from US Pat. No. 3,715,407 in several ways:
  • the process is carried out at a low temperature.
  • the molar ratio of alkyl methyl ketone to phosphine oxide is at least 5: 1, while the citation rather demands an excess of the phosphine oxide.
  • the reaction mainly produces the geminal dichloro product.
  • Alkyl methyl ketones that can be implemented according to the invention are, in particular, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone (n-propyl and isopropyl), methyl butyl ketone (n-butyl, isobutyl, s-butyl and t-butyl), methyl n-amyl ketone, methyl isoamyl ketone, 4-methyl-2-hexanone, 3-methyl-2-hexanone, 3-ethyl -2-pentanone, methyl neopentyl ketone, methyl t-amyl ketone, 3, 4-dimethyl-2-pentanone, methyl n-hexyl ketone, methyl isohexyl ketone, 3-methyl-2-heptanone, 3, 4-dimethyl-2-hexanone , 4-ethyl-2-hexanone, 3-methyl-3-ethyl-2-pentanone, methyl
  • Triple compounds of oxidation states V or III can be used as phosphorus compounds.
  • Possible substituents are C 1 -C o-alkyl groups, phenyl groups, phenyl groups substituted with lower alkyl groups (lower alkyl here means C ! -C 4 ), halophenyl groups, phenoxyphenyl groups and naphthyl groups.
  • Typical examples of C 1 -C 2 o-alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, the various butyl isomers and amyl isomers as well as hexyl isomers, including cyclohexyl.
  • the phenyl groups substituted by lower alkyl groups are phenyl groups which are substituted by one or two lower alkyl substituents (for example methyl or ethyl groups).
  • Halophenyl groups comprise a phenyl group which have one to two halogen substituents, for example chlorine or bromine.
  • a phosphine oxide compound is preferably used, and very particularly preferably triphenylphosphine oxide.
  • phosphine oxide instead of a phosphine oxide, the corresponding phosphine and an oxidizing agent such as e.g. Chlorine can be used.
  • an oxidizing agent such as e.g. Chlorine
  • the molar ratio of alkyl methyl ketone to phosphorus compound is at least 5: 1 should.
  • a molar ratio of at least 5: 1 is suggested to further suppress the formation of by-products. It is particularly advantageous if the molar ratio is in a range from 10: 1 to 30: 1.
  • a molar ratio of about 15: 1 is particularly practical and therefore preferred.
  • the process is characterized in that it can be carried out at relatively low temperatures, preferably at temperatures from 30 to 60 ° C. and particularly preferably at temperatures from 35 to 45 ° C.
  • relatively low temperatures preferably at temperatures from 30 to 60 ° C. and particularly preferably at temperatures from 35 to 45 ° C.
  • higher temperatures can of course also be used, although temperatures above 80 ° C. should be avoided because of possible aldol condensation of the phosgene with the ketone.
  • the reaction can be carried out in a variety of solvents.
  • This solvent should in particular dissolve the phosphine oxide used.
  • the solvent must be inert.
  • Typical solvents are nitriles (eg methyl glutaronitrile), halogenated hydrocarbons.
  • the method is preferably carried out in the absence of solvents. It has also proven to be advantageous to add free radical scavengers, for example hydroquinone and hydroquinone ether, to the reaction mixture.
  • free radical scavengers for example hydroquinone and hydroquinone ether
  • the product can be obtained in an acceptable yield by simple work-up by distillation.
  • the reaction mixture is first freed of any phosgene (C0C1 2 ) that may still be present (for example by applying a vacuum).
  • the resulting C0C1 2 for example in a cold trap, can be returned to the process.
  • the geminal dichloro compound can then be easily obtained by distillation from the crude product.
  • the residue can be used as a catalyst for further reactions or recycled.
  • the flow contains 1093 kg (12,990 mol) of cyclopropyl methyl ketone and is recycled to the next batch.
  • the final product is obtained in an amount of 2028 kg (14,590 mol). This corresponds to a yield based on converted cyclopropyl methyl ketone of about 54%.
  • Cyclopropyl methyl ketone was found to be superior as a solvent. Reactions with methylglutaronitrile gave only a little 1,1-dichloro-1-cyclopropylethane. The cyclopropyl methyl ketone feed can also be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur geminalen Dichlorierung von Alkylmethylketonen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur von 30 bis 60 °C unter Zuführung von Phosgen das Alkylmethylketon in Gegenwart (a) einer Phosphor(V)verbindung mit drei inerten Substituenten oder (b) einer Phosphor(III)verbindung mit drei inerten Substituenten und zumindest zeitweilig eines Oxidationsmittels umgesetzt wird, wobei das Molverhältnis Alkylmethylketon zu Phosphorverbindung mindestens 5:1 ist.

Description

Verfahren zur geminalen Dichlorierung von Alkylmethylketonen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur geminalen Dichlorierung von Alkylmethylketonen, insbesondere Cyclopropylmethylketon. Geminale Dichloride sind wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von Acetylenderivaten, welche wiederum wichtige Ausgangssubstanzen bei der Herstellung pharmazeutisch wirksamer Verbindungen sind.
Es ist allgemein bekannt, daß man chlorhaltige Phosphorverbindungen, wie Pentachlorphosphor, zur Chlorierung von Ketonen verwenden kann. Die Verwendung von Phosphorpentachlorid ist teuer, da von den fünf Chlor-Atomen nur zwei für die Chlorierungsaktion genutzt werden und da die Isolierung des geminalen Dichlorids aus dem Gemisch mit Lösemittel, Phosphoroxichlorid und Nebenprodukten sehr aufwendig ist.
Aus der US-A-3 715 407 ist ein Verfahren zur Chlorierung von Ketonen bekannt, bei dem zunächst über eine Umsetzung von Phosphinoxid und Phosgen die eigentliche chlorierende Verbindung Dichlortriphenylphosphoran hergestellt wird. Erst im Anschluß daran wird in einer zweiten Stufe das Dichlortriphenylphosphoran mit dem Keton bei erhöhter Temperatur umgesetzt.
Die in dieser Entgegenhaltung beschriebene Reaktion unterliegt aber einer Reihe von Beschränkungen. Beispielsweise wird festgehalten (siehe Sp.7, Z.62 - 65), daß das Dichlorphosphoran mindestens in äquimolaren Proportionen zu den umzusetzenden ketonischen Acetylgruppen vorhanden sein muß. Deswegen wird auch ein Überschuß des Dichlorphosphorans vorgeschlagen. Wie insbesondere das Beispiel 5 für die Umsetzung von Methylethyl- keton mit Dichlortriphenylphosphoran zeigt, führt ein Überschuß des Chlorierungsmittels aber zur Ausbildung großer Mengen an Nebenprodukten. So werden nach 96-stündiger Reaktion bei Raumtemperatur aus Methylethylketon nur 24 % 2 , 2-Dichlorbutan erhalten, während die Nebenprodukte 2-Chlor-l-buten und 2-Chlor- 2-buten zusammen 57 % ausmachen.
Weiterhin wird festgehalten, daß eine direkte Umsetzung des Phosgens mit dem Keton vermieden werden soll, da diese Substanzen in einer Aldolkondensation miteinander reagieren können. Deshalb wird vorgeschlagen, daß ein Phosgenüberschuß vor Einleitung des Ketons in die Reaktionsmischung wieder entfernt wird. Auf jeden Fall muß sichergestellt sein, daß das Phosgen aus der Reaktionsmischung entweichen kann (siehe Sp.6, Z.47 - 54) .
Diese Entgegenhaltung erwähnt eine Vielzahl von Alkylmethyl- ketonen, die nach dem angegebenen Verfahren umgesetzt werden können. Insbesondere wird auch Methylcyclopropylketon erwähnt (Sp.10, Z.13) .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur geminalen Dichlorierung von Alkylmethylketonen, insbesondere Cyclopropylmethylketon , anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem bei einer Temperatur von 30 bis 60 °C gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösemittels unter Zuführung von Phosgen das eingesetzte Alkylmethylketon in Gegenwart (a) einer Phosphor (V) Verbindung mit drei inerten Substituenten oder
(b) einer Phosphor (III) Verbindung mit drei inerten Substituenten und zumindest zeitweilig eines Oxidationsmittels umgesetzt wird, wobei das Molverhältnis Alkylmethylketon zu Phosphorverbindung mindestens 5 : 1 ist. Dieses Verfahren liefert die Zielverbindung (die geminale Dichlorverbindung) in relativ großer Ausbeute, wobei sich das Zielprodukt in einfacher Weise destillativ aus dem Reaktionsansatz abtrennen läßt.
Der Ausdruck "Phosgen" bedeutet bei der vorliegenden Erfindung, daß Phosgen oder ein Phosgenanalogon, wie Chlorameisensäure- trichlormethylester ("Diphosgen") , Bis- (trichlor ethyl) carbonat ("Triphosgen") oder Oxalylchlorid, eingesetzt wird, wobei jedoch schon allein wegen seines günstigen Preises Phosgen selbst bevorzugt verwendet wird.
Der Begriff Phosphor (V) Verbindung bezieht sich in der Regel auf eine fünfwertige Phosphorverbindung, beispielsweise eine Phosphorverbindung der Oxidationsstufe V. Entsprechend bezieht sich der Ausdruck Phosphor (III) Verbindung auf eine dreiwertige Phosphorverbindung, wie beispielsweise eine Phosphorverbindung der Oxidationsstufe III. Die erfindungsgemäß einzusetzenden Phosporverbindungen weisen drei inerte Substituenten auf, d. h. Substituenten, die unter den angegebenen Reaktionsbedingungen (Temperatur, Reaktanten und ggf. Lösemittel) nicht in den Reaktionsablauf eingreifen, also insbesondere nicht substituiert werden. Im Falle der fünfwertigen Phosphor- Verbindung sollten die verbliebenen zwei Valenzen derart sein, daß bei einer Umsetzung mit dem Phosgen ein Austausch durch Chlor möglich ist. Diese Bedingungen lassen sich mittels einfacher Versuche ermitteln. Im Falle der Phosphor (III) -Verbindungen gelten für die Substituenten die gleichen Bedingungen wie zuvor formuliert.
Die Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, daß man mit bis zu katalytisch wirkenden kleinsten Mengen einer chlorierten und dreifach substituierten Phosphor (V) Verbindung wirkungsvoll Alkylmethylketone zu den geminal chlorierten Produkten umsetzen kann. Eine dreifach substituierte Phosphor (V) Verbindung wird so ausgewählt, daß unter den angegebenen Reaktionsbedingungen zumindest eine intermediäre Chlorierung am Phosphor erfolgen kann. Im einfachsten Fall verwendet man folglich Trialkyl/aryl- phosphinoxide oder auch Trialkyl/arylphosphinhalogenide. Nach der Verfahrensvariante (b) kann man von dreifach substituierten Phosphor (III) Verbindungen ausgehen. In diesem Fall muß aber gewährleistet werden, daß eine Oxidation zu fünfwertigem Phosphor erfolgt. Dieses kann man bereits dadurch erreichen, daß dem Reaktionsansatz kleinste Mengen eines Oxidationsmittels zugegeben werden. Dieses Oxidations ittel kann unter anderem Cl2 sein (wie es auch im technischen Phosgen häufig vorhanden ist. Das bedeutet, daß beispielsweise 0,1 - 5 Vol.% (bezogen auf das Phosgen) eines gasförmigen Oxidationsmittels wie unter anderem Chlor zumindest zeitweilig vorliegt. Zumindest zeitweilig bedeutet in diesem Zusammenhang, daß Kontaktzeiten realisiert werden, die eine Oxidation der Phosphor (III) Verbindung zu einer Phosphor (V) Verbindung ermöglichen, beispielsweise 1 bis 5 Minuten. Dieser Kontakt mit einem Oxidationsmittel kann aber auch über die gesamte Reaktionszeit andauern oder nur wenige Sekunden ausmachen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Abwesenheit von zusätzlichen Lösemitteln, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 35 und 45°C durchgeführt werden. Die Reaktion kann kontinuierlich oder diskontinuierlich geführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von dem Verfahren aus der US-A-3 715 407 in mehrfacher Weise:
1. Statt eines Zweistufenverfahrens wird ein Einstufenverfahren durchgeführt (es ist weder eine separate Abkühlung während der Zuleitung des Phosgens noch eine Aufwärmung des Reaktionsansatzes zur Umsetzung der Reaktanten erforderlich) .
2. Das Verfahren wird bei niederer Temperatur durchgeführt.
3. Das Molverhältnis Alkylmethylketon zu Phosphinoxid beträgt mindestens 5 : 1, während die Entgegenhaltung eher einen Überschuß des Phosphinoxids fordert.
4. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird Phosgen zugeführt; entgegen den ausdrücklichen Anweisungen der US-A-3 715 407 ist eine Entfernung des Phosgens aus dem Reaktionsansatz weder erforderlich noch erwünscht. Deshalb muß auch nicht sichergestellt sein, daß das Phosgen aus der Reaktionsmischung entweichen kann.
5. Bei der Reaktion entsteht überwiegend das geminale Dichlorprodukt.
Alkylmethylketone, die erfindungsge äß umgesetzt werden können, sind insbesondere Methylethylketon, Methylpropylketon (n-Propyl und Isopropyl) , Methylbutylketon (n-Butyl, Isobutyl, s-Butyl und t-Butyl) , Methyl-n-amylketon, Methyl-Isoamylketon, 4-Methyl-2- hexanon, 3-Methyl-2-hexanon, 3-Ethyl-2-pentanon, Methylneopentylketon, Methyl-t-amylketon, 3 , 4-Dimethyl-2- pentanon, Methyl-n-hexylketon, Methyl-Isohexylketon, 3-Methyl-2- heptanon, 3 , 4-Dimethyl-2-hexanon, 4-Ethyl-2-hexanon, 3-Methyl-3- ethyl-2-pentanon, Methyl-n-heptylketon, 4-Methyl-2-oxtanon, 3- Methyl-3-ethyl-2-hexanon, Methyl-n-octylketon, Methyl-n- decylketon, Methyl-n-undecylketon, Methyl-n-heptadecylketon, 2- Heneicanon, Methylcyclopropylketon, Methyl-cyclobutylketon, Methylcyclopentylketon, 2-Methyl-5-ethylcyclo-pentanon, Methylcyclohexylketon, Cyclohexylaceton, α-Methyl-α- cyclopentylaceton, sowie Derivate dieser Verbindungen mit Substituenten, die nicht unter den angegebenen Reaktionsbedingungen reaktiv sind, u.a. Acetophenon, Acetylphenanthren usw.
Als Phosphorverbindungen können dreifach substituierte Verbindungen der Oxidationsstufen V oder III eingesetzt werden. Als Substituenten bieten sich C1-C o-Alkylgruppen, Phenylgruppen, mit Niederalkylgruppen substituierte Phenylgruppen (Niederalkyl bedeutet hier C!-C4) , Halophenylgruppen, Phenoxyphenylgruppen und Napthylgruppen an. Typische Beispiele für C1-C2o-Alkylgruppen sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, die verschiedenen Butylisomere und Amylisomere sowie Hexylisomere, einschließlich Cyclohexyl. Die durch Niederalkylgruppen substitierten Phenylgruppen sind Phenylgruppen, die mit ein bis zwei Niederalkylsubstituenten substituiert sind (beispielsweise Methyl- oder Ethylgruppen) . Halophenylgruppen umfassen eine Phenylgruppe, die ein bis zwei Halogensubstituenten aufweisen, z.B. Chlor oder Brom. Vorzugsweise wird eine Phosphinoxid- verbindung und ganz besonders bevorzugt Triphenylphosphinoxid eingesetzt.
Statt eines Phosphinoxids kann selbstverständlich auch das entsprechende Phosphin und ein Oxidations ittel wie z.B. Chlor verwendet werden.
In Versuchen wurde ermittelt, daß das Molverhältnis Alkylmethylketon zu Phosphorverbindung mindestens 5 : 1 betragen sollte. Es wird ein Molverhältnis von mindestens 5 : 1 vorgeschlagen, um die Bildung von Nebenprodukten weiter zurückzudrängen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Molverhältnis in einem Bereich von 10 : 1 bis 30 : 1 ist. Praktikabel und deshalb bevorzugt ist insbesondere ein Molverhältnis von etwa 15 : 1.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es bei relativ niedrigen Temperaturen durchgeführt werden kann, vorzugsweise bei Temperaturen von 30 bis 60 °C und besonders bevorzugt bei Temperaturen von 35 bis 45 °C. Selbstverständlich können aber auch höhere Temperaturen eingesetzt werden, wobei aber wegen einer möglichen Aldolkondensation des Phosgens mit dem Keton Temperaturen oberhalb von 80 °C vermieden werden sollten.
Es hat sich als praktikabel erwiesen, das Alkylmethylketon zusammen mit Phosphinoxid vorzulegen und Phosgen diskontinuierlich oder kontinuierlich in das Reaktionsgemisch einzubringen. Es sind aber auch kontinuierliche Verfahrensweisen denkbar, wobei das Alkylmethylketon separat in bestimmten Zeitabständen oder kontinuierlich in die Reaktionsmischung eingebracht wird. Die Menge des zugeführten Phosgens sollte am Ende der Reaktion, d.h. etwa nach 12 bis 42 Stunden, mindestens der Menge (Mol/Mol) des eingesetzten und vorgelegten oder allmählich zugeführten Alkylmethylketons entsprechen. Während der Reaktion ist es bei den angegebenen Temperaturen vorteilhaft, einen Rückflußkühler vorzusehen, der überdestillierendes Phosgen in den Reaktionsansatz zurückführt.
Die Reaktion kann in einer Vielzahl von Lösemitteln durchgeführt werden. Dieses Lösemittel sollte insbesondere das eingesetzte Phosphinoxid lösen. Darüberhinaus muß das Lösemittel inert sein. Typische Lösemittel sind Nitrile (z.B. Methyl- glutaronitril) , halogenierte Kohlenwasserstoffe. Vorzugsweise wird das Verfahren aber in Abwesenheit von Lösemitteln durchgeführt. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dem Reaktions- ansatz Radikalfänger, beispielsweise Hydrochinon und Hydrochinonether zuzugeben. Die Anwesenheit von Radikalfängern ermöglicht höhere Reaktionstemperaturen, d.h. bis zu 75°C.
Nach vollständig abgeschlossener Reaktion, d.h. nach etwa 12 bis 48 Stunden, kann das Produkt in akzeptabler Ausbeute durch einfache destillative Aufarbeitung gewonnen werden. Dabei wird der Reaktionsansatz zunächst von gegebenenfalls noch vorhandenem Phosgen (C0C12) befreit (beispielsweise durch Anlegen eines Vakuums) . Das dabei, beispielsweise in einer Kühlfalle, anfallende C0C12 kann in den Prozeß wieder zurückgeführt werden. Im Anschluß daran kann dann aus dem Rohprodukt die geminale Dichlorverbindung destillativ leicht gewonnen werden.
Der Rückstand kann als Katalysator für weitere Umsetzungen verwendet oder zurückgeführt werden.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.
Beispiele
Herstellung von 1 , 1-Dichlor-l-cyclopropylethan in industriellem Maßstab.
In einem Phosgenierungsreaktor mit einem Fassungsvermögen von 6,3 m3 (mit Innenglasauskleidung) wurden 3364 kg (40.000 Mol) Cyclopropylmethylketon und 730 kg (2.623 Mol) Triphenylphospin- oxid vorgelegt. Der Phosgenierungsreaktor war mit einem Rückflußkühler versehen, der mit einer Temperatur von etwa -40 °C betrieben wurde. In den Reaktor wurde über einen Zeitraum von 16 h bei einer Innentemperatur in dem Reaktor von 42 - 44 °C kontinuierlich insgesamt 4747 kg (48.000 Mol) C0C12 (Phosgen) zugeführt. Im Anschluß daran wurde die Reaktionsmischung in ein Destillationskessel mit einem Fassungsvermögen von etwa 9 , 1 m3 (mit Innenglasauskleidung) überführt. Dann wurde zunächst durch Anlegen von Vakuum überschüssiges Phosgen entfernt. Das Phosgen wurde an einer Kühlfalle aufgefangen (Temperatur der Kühlfalle etwa -30°C) . Dann wurde bei einer Kesseltemperatur von 30 - 80°C 4370 kg einer ersten Fraktion aurgerangen, die zu 25 % aus Cyclopropyl ethylketon, 47 % 1 , 1-Dichlor-ι-cyclopropylethan und 28 % unbekannten Nebenprodukten bestand. Nach Abdestillieren einer zweiten Fraktion (etwa 500 kg) bei einer Kesseltemperatur oberhalb von 80°C wurde ein flüssiger Rückstand (etwa 1400 kg) erhalten, der in den Phosgenierungsreaktor zurückgepumpt werden kann. Die erste Fraktion wird einer weiteren fraktionierten Destillation zugeführt. Der Vorlauf enthält 1093 kg (12.990 Mol) Cyclopropylmethylketon und wird in den nächsten Ansatz recycliert. Das Endprodukt wird in einer Menge von 2028 kg (14.590 Mol) erhalten. Das entspricht einer Ausbeute bezogen auf umgesetztes Cyclopropylmethylketon von etwa 54 %.
Weitere Versuche
Es wurde eine Reihe weiterer Versuche durchgeführt, wobei anstelle des Triphenylphosphins andere Katalysatoren sowie verschiedene Lösungsmittel eingesetzt wurden. In jedem Fall wurde Phosgen in einer Menge zugeführt, die etwa der Menge des eingesetzten Cyclopropyl ethylketons entsprach. Diese Versuche wurden im Labor aßstab in einem 200 ml-Rundkolben durchgeführt, der mit einem Rückflußkühler ausgestattet war. Der Rückflußkühler wurde bei einer Temperatur betrieben, so daß überdestil- lierendes Lösemittel, Keton und Phosgen in die Reaktionslösung zurücktropf e. Es wurden unter anderem die folgenden Beobachtungen gemacht:
Versuch 1
Als Lösemittel erwies sich Cyclopropylmethylketon als überlegen. Umsetzungen mit Methylglutaronitril lieferten nur wenig 1,1- Dichlor-1-cyclopropylethan. Der Cyclopropyl- methylketon-Vorlauf läßt sich ebenfalls einsetzen.
Versuch 2
Es wurden unter anderem Dimethylaminopyridin und Lithiumchlorid als Katalysator untersucht. Diese Katalysatoren waren unwirksam. Versuch 3
Es wurden verschiedene Ansätze mit Phenylphosphingemischen und anderen Phosphinoxidderivaten gefahren. Ein Versuch mit 33,3 % Triphenylphosphin und 66,6 % Triphenylphosphinoxid zeigte ähnliche Ergebnisse wie Versuch 1. Diphenylcyanophenylphosphin- oxid und Tris- (4-chlorphenyl) -phosphinoxid zeigten zwar eine gewisse Wirksamkeit, insgesamt wurde aber weniger 1,1-Dichlor- ethylcyclopropan gebildet bzw. die Reaktion verlief langsamer.
Versuch 4
Es wurden Radikalfänger zugesetzt. Bei Zusatz von Hydrochinon zum Reaktionsansatz konnte die Reaktionste peratur auf bis zu 80°C gesteigert werden. Die Ausbeute an 1, 1-Dichlorethylcyclo- propan fiel bei anderen Ansätzen ohne Hydrochinon mit steigenden Temperaturen ab.
Versuch 5
Es wurde ein Versuch ohne Katalysator unternomen. Hierbei wurde festgestellt, daß sich ohne Katalysator lediglich 2 % 1,1- Dichlor-1-cyclopropylethan bildet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur geminalen Dichlorierung von Alkylmethyl- ketonen, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Temperatur von 30 bis 60°C unter Zuführung von Phosgen das Alkylmethylketon in Gegenwart
(a) einer Phosphor (V) Verbindung mit drei inerten Substituenten oder
(b) einer Phosphor (III) Verbindung mit drei inerten Substituenten und zumindest zeitweilig eines Oxidationsmittels
und gegebenenfalls eines Lösemittels umgesetzt wird, wobei das Molverhältnis Alkylmethylketon zu Phosphorverbindung mindestens 5 : 1 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylmethylketon in Gegenwart eines dreifach substituierten Phosphinoxids als Phosphor (V) Verbindung umgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß Triphenylphosphinoxid als Phosphor (V) Verbindung eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei 35 bis 45°C durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosgen kontinuierlich zuge¬ führt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radikalfänger der Reaktionsmischung zugesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylmethylketon Cyclopropylmethylketon ist.
PCT/EP1998/005781 1997-09-18 1998-09-10 Verfahren zur geminalen dichlorierung von alkylmethylketonen WO1999014176A1 (de)

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