CH503034A - Verfahren zur Herstellung von Halogenpyrimidinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von HalogenpyrimidinenInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Halogenpyrimidinen
Halogenpyrimidine sind aus der Literatur bekannt.
In den vorbeschriebenen Verfahren zu ihrer Herstellung verläuft die Synthese im allgemeinen über mehrere Stufen, wobei als letzte Stufe eine Chlorierung des heterocyclischen Ringes durchgeführt wird.
Es wurde nun gefunden, dass man Halogenpyrimidi- ne auf neue und sehr einfache Weise in einem Verfahrensschritt herstellen kann, wenn man Nitrile der Formel
EMI1.1
worin R Wasserstoff, einen Fluor-, Chlor-, Brom-, Nitro-, Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Cyano-, Alkoxy-, Acyl-, z.B. Carbalkoxy- od.
Acyloxy-substituenten und R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor-, Chlor- oder Brom-substituenten bedeuten, mit lsocyanid-dichloriden der Formel
EMI1.2
worin R3 Wasserstoff, einen Fluor-, Chlor-, Brom-, Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder aromatisch-hete rocyclischen Rest und R4 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor-, Chlor- oder Brom-substituenten bedeuten, wobei mindestens zwei der Reste R bis R5 Fluor-, Brom- oder Chlorsubstituenten sind und die Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- und Heteroreste weitere Substituenten aufweisen können, umsetzt.
Die Ausgangskomponenten (I) und (II) können in annähernd stöchiometrischen Mengenverhältnissen oder mit einem Überschuss der einen oder anderen Komponente miteinander umgesetzt werden.
Für das Verfahren geeignete Nitrile der Formel (I) sind z.B. Acetonitril. Chloracetonitril, Dichloracetonitril, Trichloracetonitril, Bromacetonitril, Dibromacetonitril, Tribromacetonitril, Nitroacetonitril, Dichlor-nitro -acetonitril, Dibrom-nitro-acetonitril, Propionitril, p- -Chlorpropionitril, Butyronitril, p,y-Dichlorbutyronitril, c-Methyl-a-chlorbutyronitril, Palmitonitril, Äthoxy-dichloracetonitril, Malodinitril, Methoxyacetonitril, Acetoxyacetonitril, oc-Methoxypropionitril, Acetylacetonitril, Benzylcyanid, o-Chlorbenzylcyanid, Phenyl-chlor-acetonitril, Phenyl-dichlor-acetonitril, p-Brombenzylcyanid,
o-Nitrobenzylcyanid, o-Naphthylacetonitril, p-(p-Toluyl- sulfonyl)-propionsäurenitril, x-Sulfonylacetonitrile, wie Methylsulfonyl- oder Äthylsulfonylacetonitril.
Für das Verfahren geeignete Isocyanid-dichloride der Formel (II) sind z.B. Chlormethyl-isocyaniddichlorid, Trichlormethyl - isocyaniddichlorid, Pentachloräthyl-isocyaniddichlorid, Methyl-isocyaniddichlorid, Dodecyl-isocyaniddichlorid, Benzyl-isocyaniddichlorid, substituierte Benzyl-isocyaniddichloride, wie 3,4-Dichlorbenzyl-isocyaniddichlorid und l',l'-Dichlor-benzyl-isocyaniddichlorid.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird in Gegenwart oder in Abwesenheit inerter Lösung- oder Verdünnungsmittel, zweckmässigerweise bei Temperaturen zwischen 200 und 6000C durchgeführt; bevorzugt wird die Reaktion bei Temperaturen zwischen 1500 und 3500C durchgeführt, wobei drucklos oder unter Druck und gegebenenfalls in der Gasphase gearbeitet werden kann. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Ausgangskomponenten gemeinsam in stöchiometrischen Mengen zu erhitzen, oder eine der Komponenten als Lösungsmittel zu verwenden.
Als Lösungsmittel können Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, z.B. Methylenchlorid, Chloro- form, Tetrachlorkohlenstoff, Chloräthane, Chlorpropane oder eine der Reaktionskomponenten verwendet werden.
Die Reaktion kann durch saure oder basische Katalysatoren begünstigt werden.
Definitionsgemäss enthalten die Ausgangskomponenten als Reste R bis R5 (neben den in der Gruppe
EMI2.1
enthaltenen Chlorsubstituenten) mindestens zwei Halogensubstituenten der angegebenen Art, wobei Cl-Substituenten bevorzugt sind. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform setzt man Trichloracetonitril oder Acetonitril mit Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid bei den angegebenen Temperaturen, bevorzugt im Temperaturbereich von ca. 150 bis 3500C um, wobei man in sehr guten Ausbeuten Tetrachlorpyrimidin bzw. Trichlorpyrimidin erhält. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich daher besonders gut zur Herstellung von Te trachlorpyrimidin aus Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid und Trichloracetonitril, und zur Herstellung von 2,4,6 Trichlorpyrimidin aus Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid und Acetonitril.
Der Reaktionsverlauf des neuen Verfahrens ist überraschend.
Die Verfahrensprodukte sind bekannte Zwischenprodukte, die sich beispielsweise zur Herstellung von Reaktivfarbstoffen eignen.
Beispiel I
In einem 0,3 Liter Emaille-Autoklaven werden 43 g Trichlormethylisocyanid-dichlorid und 8,2 g Acetonitril in 100 ml Tetrachlorkohlenstoff 5 Stunden auf 2500C erhitzt. Anschliessend wird das Reaktionsprodukt filtriert und bei Normaldruck der Tetrachlorkohlenstoff abdestilliert; anschliessend geht bei 10 mm Hg zwischen 890 und 930C das 2,4,6-Trichlorpyrimidin über. Ausbeute: 30 g ¯ 82q^C der Theorie. Fp. 210C.
Beispiel 2
43g Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid und 28,8 g Trichloracetonitril werden in einem 0,3 Liter VA-Autoklaven 4 Stunden auf 300C erwärmt. Das erhaltene ölige Tetrachlorpyrimidin wird im Wasserstrahlvakuum grob destilliert und das Destillat aus Methanol umkristallisiert.
Ausbeute 37,5 g h 86% der Theorie. Fp. 670C.
Beispiel 3
43 g Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid und 17,5 g Chloracetonitril werden in einem 0,3 Liter Emaille-Autoklaven 4 Stunden auf 2500C erhitzt. Hiernach wird das erhaltene öl im Wasserstrahlvakuum destilliert. Ausbeute 31 g = 71% der Theorie Tetrachlorpyrimidin. Fp.: 670C.
Beispiel 4 2,4,6-Trichlor-5-(p-nitrophenyl)-pyrimidin
In einem 0,3 1 Emaille-Autoklav werden 16,2 g 4-Nitrobenzylcyanid, 21,5 g Trichlormethylisocyaniddichlorid, 0,5 g Eisen-III-chlorid in 100 ml Tetrachlorkohlenstoff 2 Stunden auf 2500C erwärmt. Nach dem Erkalten wird eingeengt und der Rückstand aus Waschbenzin umkristallisiert.
Smp.: 172-1760C
Ber.: C 39,44 H 1,32 N 13,80 C1 34,93
Gef.: C 39,72 H 1,59 N 13,45 C1 34,65 MGer. 304,54 MGgef 297
Beispiel 5 2,4,6-Trichlor-5-methylpyrimidin
In einem 0,71 Nickel-Autoklav, versehen mit Rührung und Kühler, werden 129 g Trichlormethylisocyaniddichlorid, 33 g Propionitril und 300 ml Tetrachlorkohlenstoff in Gegenwart katalytischer Mengen Eisen-III-chlorid eine Stunde auf 2000C und eine Stunde auf 2500C erhitzt. Der Druck wird durch Entspannen über den Kühler auf 25 atü gehalten. Nach beendeter Reaktion wird filtriert, das Lösungsmittel eingeengt und der Rückstand aus Alkohol umkristallisiert.
Ausbeute: 51,5 g (61% der Theorie} Smp.: 680C, Lit.-Smp.: 67-680C
Beispiel 6 2,4,6-Trichlor-5-chlormethylpyrimidin
In einen 0,3 1 Nickel-Autoklav werden 43 g Trichlormethylisocyaniddichlorid und 17,8 g 3-Chlorpropionitril, gelöst in 100 ml Tetrachlorkohlenstoff, gegeben. Die Reaktionsmischung wird 3 Stunden auf 2300C erhitzt.
Nach dem Erkalten wird vom Rückstand abgesaugt und aus dem Filtrat das Lösungsmittel abdestilliert. Der Destillationsrückstand wird aus Acetonitril umkristallisiert und damit das 2,4,6-Trichlor-5-chlormethylpyrimidin erhalten.
Smp.: 103-1050C
Ber.: C 25,90 H 0,87 N 12,08 Cl 61,16
Gef.: C 26,10 H 1,01 N 11,95 Cl 61,0 MG,r. 231,92 MG,,,: 230
Beispiel 7 2,4,6-Trichlor-5-phenylpynmidin
11,7 g Benzylcyanid und 21,5 g Trichlormethylisocyaniddichlorid werden in 100 ml Tetrachlorkohlenstoff gelöst und in einem Schüttelautoklav in Gegenwart von 0,5 g Eisen-III-chlorid 2 Stunden auf 2300C erhitzt.
Nach dem Erkalten und Filtrieren wird eingeengt und der erhaltene Rückstand mit Petroläther verrieben. Das Festprodukt wird aus Alkohol umkristallisiert.
Ausbeute: 16,4 g (63% der Theorie). Smp.: 1590C
Ber.: C 46,30 H 1,94 N 10,80 C1 41,0
Gef.: C 46,60 H 2,19 N 10,8 C1 40,72 MGer. 259,54 MGge: 265
Beispiel 8
2,4,6- Trichlorpyrimidin
In einen Rührbehälter werden 380 Teile Tetramethylensulfon und 5 gr. Fe3-chlorid stuhl. eingefüllt. Man heizt auf 2200 und tropft die Lösung von 654 Teilen Trichlormethylisocyaniddichlorid, 135 Teilen Acetonitril und 9 Teilen Fe3-chlorid subl. innerhalb 21 Stunden ein. Dabei setzt lebhafte HC1-Entwicklung ein. Die Temperatur fällt bis 1650. Man heizt nach bis 2000 wieder erreicht werden.
Das Reaktionsgemisch wird über eine Kolonne destilliert, dabei erhält man 480 Teile Kpjs 90-1050; n20D: 1,5687. Diese Fraktion besteht zu 98,5% aus Trichlorpyrimidin, das entspricht einer Ausbeute von 85% der Theorie.
Beispiel 9
Tetrachlorpyrimidin
150 Teile Tetrachlorpyrimidin und 2,5 Teile Fe- chlorid werden auf 2000 erhitzt. Hierzu tropft man die Lösung aus 218 Teilen Trichlormethyl-isocyaniddichlorid, 75,5 Teilen Monochloracetonitril und 4 Teilen Fe3-chlorid innerhalb 1 Stunde ein. 15 Minuten wird bei 2000 nachgerührt. Die Destillation des Reaktionsgemisches ergibt 346 Teile Tetrachlorpyrimidin.
Kp1 105-1120, Smp. 640, Ausbeute: 90% der Theorie.
Beispiel 10 2,4,6-Trichlor-5-(3,4-dichlorphenyl)-pyrimidin
108 Teile Trichlormethylisocyaniddichlorid, 98 Teile 3,4-Dichlorbenzylcyanid, 500 Teile Tetrachlorkohlenstoff und 0,5 Teile Fes-chlorid werden in einem Ni-Autoklaven 1 Stunde auf 2500 erhitzt. Dabei entspannt über einen Ni-Kühler im Druckintervall 30-50 atü das entstehende HCI. Das Reaktionsgemisch ergibt nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels 180 Teile des Rückstandes, der aus Ligroin umkristallisiert 86g vom Fp. 141" ergibt.
Analyse:
Stickstoff Chlor
Berechnet: 8,6 54,0
Gefunden: 8,8 54,0
8,9 54,1
Beispiel 11 2,4,6-Trichlor-5-(2,3,4-trichlorphenyl)-pyrimidin
Wie im voranstehenden Beispiel werden 105 Teile 2,3,4-Trichlorbenzylcyanid mit 103 Teilen Trichlormethylisocyaniddichlorid in Tetrachlorkohlenstoff in Gegenwart von Fe3-chlorid umgesetzt. Man erhält das Trichlorphenylpyrimidin.
Fp. 198-2000
Stickstoff Chlor
Berechnet: 7,7 58,6
Gefunden: 7,5 57,9
7,7
Beispiel 12
2,4,6-Trichlorpyrimidin
In einem 500 ml Vierhalskolben mit Tropftrichter, Intensivkühler, Rührer und Stopfen werden 200 g 2,4,6 Trichlorpyrimidin und 5g Eisen-III-chlorid auf 2050C erhitzt. In jeweils einer Stunde wird ein Gemisch aus I Mol Trichlormethylisocyaniddichlorid (215 g) und 1 Mol Acetonitril (41 g) in den Vierhalskolben getropft.
Die Temperatur sinkt dabei nicht unter 2000C. Ist der 500 ml Kolben gefüllt, so wird 15 Minuten ohne Zutrop fan gerührt, wobei die Innentemperatur auf 2100C steigt.
Durch den mit Stopfen versehenen Hals des Kolbens wird die Hälfte des 2,4,6-Trichlorpyrimidins heiss abgesaugt und anschliessend das Zutropfen fortgesetzt. Wird die Umsetzungsgeschwindigkeit zu langsam, so muss Eisen-IIt-chlorid nachgesetzt werden. Nach Zugabe von 1935 g Trichlormethylisocyaniddichlorid und 369 g Acetonitril (9 Mol) wurde die Reaktion beendet.
Insgesamt wurden nach und nach 45 g Eisen-IIIchlorid zugesetzt, was 5 g Eisen-III-chlorid/Mol Trichlormethylisocyaniddichlorid entspricht. Die eingesetzten 200 g 2,4,6-Trichlorpyrimidin werden zurückgewonnen.
Ausbeute: 1375 g 2,4,6-Trichlor-pyrimin = 83% der Theorie. Siedepunkt10: 89-930C.
Beispiel 13
2,4,6-Trichlorpyrimidin
In einem 1,5 1 Dreihalskolben mit Tropftrichter, Rührer und Intansivkühler werden 300 g Tetrachlorpyrimidin vorgelegt und nach Zugabe von 5 g Eisen-III-chlorid auf 21 00C Innentemperatur erwärmt.
Innerhalb von 3 Stunden wird ein Gemisch aus 430 g Trichlormethylisocyaniddichlorid (2 Mol) und 82 g Acetonitril (2 Mol) zugetropft. Nach Zugabe von 5 g Eisen -III-chlorid werden innerhalb weiterer drei Stunden nochmals 2 Mol (430 g Trichlormethylisocyaniddichlorid, 82 g Acetonitril) hinzugegeben. Die Innentemperatur fällt dabei nicht unter 2050C. Es wird 15 Minuten nachgerührt und die erhaltene Reaktionsmischung im Vakuum destilliert.
Es werden 951 g destilliertes Produkt erhalten, davon sind 300 g eingesetztes Tetrachlorpyrimidin, 635 g 2,4,6-Trichlorpyrimidin und 17 g Triehlormethylisocya- niddichlorid.
Ausbeute: 635 g 2,4,6-Trichlorpyrimidin = 88% der Theorie. Siedepunktt0: 89-930C.
Beispiel 14 2,4,6- Trichlor-5-(p-nitrophenyl)-pyrimidin
In einem Dreihalskolben werden 150 g Tetrachlorpyrimidin und 3g Eisen-III-chlorid unter Rühren auf 1500C erhitzt und ein Gemisch von 107,5 g Trichlormethylisocyaniddichlorid und 81 g p-Nitrobenzylcyanid zugegeben und 2 Stunden auf 2100C erhitzt. Danach wird das Reaktionsgemisch destilliert. 150 g Tetrachlorpyrimidin werden zurückerhalten.
Ausbeute: 108 g = 72% der Theorie Smp.: 187-1880C (aus Waschbenzin) Analyse:
Ber.: C 39,44 H 1,32 N 13,80 C1 34,93
Gef.: C 39,51 H 1,35 N 13,62 C1 34,98 MGbel.: 304,54 MGgef.: 305
Beispiel 15 2,4,6-Trichlor-S-phenylpyrimidz'n
In einem Dreihalskolben werden 3 g Eisen-III-chlorid und 150g Tetrachlorpyrimidin auf 2100C erhitzt und ein Gemisch von 107,5 g Trichlormethylisocyaniddichlorid und 58,5 g Benzylcyanid innerhalb von 1 Stunde zugetropft. Die Temperatur fällt dabei nicht unter 2000C.
Es wird 30 Minuten bei 2050C nachgerührt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird destilliert, dabei werden 150 g Tetrachlorpyrimidin erhalten, das rohe Reaktionsprodukt destilliert zwischen Kp0,5: 130-1600C.
Ausbeute: 71 g = 57% der Theorie (aus Waschbenzin) Schmelzpunkt: 158-1590C Analyse:
Ber.: C 46,30 H 1,94 N 10,80 Cl 41,0
Gef.: C 46,23 H 1,87 N 11,05 C1 41,25 MGer.: 259,54 MGgef. :261
Beispiel 16 2,4,6-Trichlor-5-chlormethylpyrimidin
300 g Trichlorpyrimidin und 5 g Eisen-III-chlorid werden in einen Dreihalskolben gegeben und auf 2100C erhitzt. Jetzt wird ein Gemisch von 430 g Trichlormethylisocyaniddichlorid und 178 g 3-Chlorpropionitril innerhalb von 4 Stunden zugetropft. Die Innentemperatur wird dabei zwischen 205 und 2100C gehalten. Nach beendetem Zutropfen wird 30 Minuten nachgerührt und der Kolbeninhalt im Wasserstrahlvakuum destilliert. Die eingesetzten 300 g Trichlorpyrimidin werden zurückgewonnen.
Ausbeute: 344 g = 74% der Theorie Smp.: 1120C (aus Waschbenzin) Analyse:
Ber.: C 25,90 H 0,87 N 12,08 C1 61,16
Gef.: C 25,84 H 0,83 N 12,35 C1 61,20
Beispiel 17 2,4,6-Trichlor-5-chlormethylpyrimidin
123 g 2,4,6-Trichlor-5-chlormethylpyrimidin und 5 g Eisen-III-chlorid werden unter Rühren auf 2100C erhitzt und dazu ein Gemisch aus 215 g Trichlormethylisocyaniddichlorid und 89,5 g 3-Chlorpropionitril innerhalb einer Stunde getropft. Nachdem man 30 Minuten nachgerührt hat, wird das Waschbenzin umkristallisiert.
Die eingesetzten 123 g 2,4,6-Trichlor-5-chlormethylpyrimidin werden zurückgewonnen.
Ausbeute: 152 g = 65% der Theorie Smp.: 1120C
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Halogenpyrimidinen, dadurch gekennzeichnet, dass man Nitrile der Formel EMI4.1 worin R Wasserstoff, einen Fluor-, Chlor-, Brom-, Nitro-, Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Cyano-, Alkoxy-, Acyl- oder Acyloxysubstituenten und R1 und R5 unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor-, Chlor- oder Brom-substituenten bedeuten, mit Isocyanid-dichloriden der Formel EMI4.2 worin R3 Wasserstoff, einen Fluor-, Chlor-, Brom-, Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder aromatisch-hete- rocyclischen Rest und R4 und R5 unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor-, Chlor- oder Brom-substituenten bedeuten, wobei mindestens zwei der Reste R bis R5 Fluor-, Brom- oder Chlorsubstituenten sind und die Alkyl-, Aralkyl-,Aryl- und Heteroreste weitere Substituenten aufweisen können, umsetzt.UNTEREANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in Gegenwart oder in Abwesenheit inerter Lösungs- oder Verdünnungsmittel bei Temperaturen von 20 bis 6000 C, vorzugsweise bei Temperaturen von 150 bis 3500 C, durchführt.2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einer der Ausgangskomponenten im Überschuss einsetzt und diese zugleich als Lösungsbzw. Verdünnungsmittel verwendet.3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man chlorierte Alkyl-isocyanid-dichloride mit Acetonitril umsetzt.4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man chlorierte Alkyl-isocyanid-dichloride mit chlorierten Acetonitrilen umsetzt.5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid und Trichloracetonitril bei Temperaturen von 150 bis 3500 C zu Tetrachlorpyrimidin umsetzt.6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Acetonitril mit Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid bei Temperaturen von 150 bis 3500 C zu 2,4,6-Trichlorpyrimidin umsetzt.
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