DD121927B1

DD121927B1 - Verfahren zur technischen herstellung von 2,4'-dichlor-4-nitro-diphenylaether

Info

Publication number: DD121927B1
Application number: DD18832775A
Authority: DD
Inventors: Heinz Cassebaum; Kurt Naumann; Werner Kochmann; Lothar Zoelch; Kurt Dierbach
Original assignee: Heinz Cassebaum; Kurt Naumann; Werner Kochmann; Lothar Zoelch; Kurt Dierbach
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1990-06-06
Also published as: DD121927A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenylether (I), einem H H

Description

Vl

30 Flächen-%

50 Flächen-%

4 Flächen-%

VII- 20Flächen-%

Vl (Schmp. 73 bis 74°C) und VII (Schmp. 71 bis 72°C) standen als Vergleichssubstanzen zur Verfügung. Eine Über-Chlorierung tritt also nicht ein, sondern es lassen sich prinzipiell aus der Mutterlauge noch die wertvollen Verbindungen I und III isolieren.

Speziell am Schluß der Reaktion wird durch den Chlorüberschuß das Methanol oxidiert. Dies beweisen die oben geschilderten gaschromatographischen Resultate sowie der manchmal deutlich über der Theorie liegende HCI-Gehalt der Mutterlauge. In dem bei der Chlorierung direkt ausgeschiedenen I läßt sich gaschromatographisch eigenartigerweise kein VII (wie in der Mutterlauge) nachweisen, sondern nur etwa 5 bis 10% III. Dies wird zum großen Teil durch Waschen mit Methanol entfernt. Das Waschmethanol kann darauf wieder in die Chlorierung eingesetzt werden. Eine weitere Reinigung kann durch Umkristallisieren aus Benzen oder Chlorbenzen und Methanol erfolgen. I wird dadurch mit einem Restgehalt von etwa 1,5% an III erhalten. Wird der mit III verunreinigte Diphenylether I in die Rafoxanid(ll)-Synthese eingesetzt, so kann der resultierende Il-Wirkstoff etwas VIII enthalten. Durch eine spezielle Reinigung über das Dimethylformamid-Addukt läßt sich VIII leicht von Il bei geringem Verlust abtrennen.

Ausf Uhrungsbeispiel

Eine Lösung von 99g Phenol in 300 ml Dimethylformamid wird unter Rübren mit 42g NaOH als 40 bis 50%ige, wäßrige Lösung so versetzt, daß die Temperatur 40⁰C nicht überschreitet. Zur Vervollständigung der Phenolat-Bildung rührt man noch 30min nach, wobei das Gemisch langsam Raumtemperatur annehmen kann. Dann wird unter weiterem Rühren eine Lösung von 192g 3,4-Dichlornitrobenzeri (nach Gaschromatogramm rein und isomerenfrei) in 400ml Dimethylformamid zugefügt. Man erwärmt langsam auf 150 bis 152X, wobei ab 120⁰C das gebildete Reaktionswasser mit DMF aceotrop übergetrieben wird (etwa 100 bis 120 ml). Man rührt dann noch 1 bis 2 h bei 150 bis 152°C. Das Gemisch wird bei 80 bis 100⁰C von ausgeschiedenen NaCI abgesaugt und dieses mit wenig Dimethylformamid gewaschen (Menge des NaCI etwa 60g). Das Filtrat engt man im Vakuum ein, bis fast das gesamte Lösungsmittel entfernt ist. Der Rückstand wird mit 0,5%iger Natronlauge ausgerührt, wobei sich der 2-Chlor-4-nitrophenyletherals bräunliches, relativ helles Öl abscheidet. Man trennt die wäßrige Schicht ab, nimmt in einem mit Wasser nicht mischbarem Lösungsmittel auf, trocknet und destilliert letzteres wieder ab.

Ausbeute: 230 bis 240g (92 bis 96% der Theorie eines hellen, bräunlich-gelben Öles, das bei Zimmertemperatur langsam, nicht ganz vollständig erstarrt. Es ist in der Literatur (US-PS 1881074; C. 1933,1.126) nur als Öl beschrieben. Roh-Schmp. nach dem Abpressen auf Ton 40 bis 41⁰C. In eine Mischung von 250g dieses Produktes mit 11 Methanol leitet man, zunächst ohne Kühlen, einen zügigen Chlorstrom ein. Wenn etwa 50⁰C durch die exotherme Reaktion erreicht sind, hält man diese Temperatur durch Kühlen. Nach 15 bis 20min scheidet sich I in Form fast weißer Kristalle aus. In Abständen von etwa 10 min wird dann der Chlorstrom abgestellt, 2min nachgerührt und darauf in der Ruheso lange (3 bis 4min) gewartet, bis sich soviel klare Flüssigkeit auf der Mischung befindet, daß von dort eine Probe von 1 ml pipettiert werden kann. Sie wird sofort unter Schütteln in eine Lösung von 0,3 bis 0,5g KJ in 25 ml Wasser gegeben und darauf mit 0,1 η Natriumthiosulfatlösung gegen Stärke titriert. Die Titration ist beendet, wenn 2,0 bis 3,0 ml Thiosulfatlösung verbraucht werden. In derselben Flüssigkeit kann die Salzsäure durch Titration mit 0,1 η Lauge gegen Phenolphthalein oder Methylrot bestirnt werden. Der Verbrauch muß bei beendeter Chlorierung wenigstens der theoretischen HCI-Menge entsprechen, aber er kann auch deutlich höher liegen. Selbstverständlich kann bei kleinen Ansätzen die Kontrolle der Chloraufnahme durch Wägung erfolgen.

Ist die Chloraufnahme beendet, so rührt man noch 40 bis 60 min bei 50⁰C nach. Dabei sinkt der genannte Thiosulfat-Verbrauch auf etwa 0,3ml ab. Danach wird nochmals eine acidimetrische Kontrolle vorgenommen. Bei hohem Chlorgehalt der Lösung ist die acidimetrische Titration faktisch undurchführbar, weil stets der Indikator gebleicht wird.

Man kühlt nun auf Zimmertemperatur, läßt einige Stunden stehen und saugt ab. Nach gutem Abpressen wird in 375 ml Methanol suspendiert, nochmals abgesaugt und auf der Nutsche mit 125 ml Methanol gewaschen. Das Waschmethanol, mit reinem Methanol aufgefüllt, wird anstelle des Frischmethanols für den nächsten Ansatz verwendet. Das Produkt wird an der Luft getrocknet.

Ausbeute: 190 bis 200g (beim Einsatz des Waschmethanols) fast weißes, kristallines I. Schmp. 103 bis 107°C. Die Substanz enthält gemäß Gaschromatogramm etwa 5 Flächen-% III. Zur weiteren Reinigung werden 200g des Produktes in 100ml Benzen oder Chlorbenzen heiß gelöst. Man fügt dann 240 ml Methanol siedend hinzu und kühlt langsam auf Zimmertemperatur. Es wird darauf abgesaugt, auf der Nutsche zweimal mit je 80ml Methanol gewaschen und wieder an der Luft getrocknet. Ausbeute: 175g weiße Kristalle von I, Schmp. 108 bis 109⁰C. Die Substanz enthält gemäß Gaschromatogramm noch 1,5 Flächen-% III. Bei der weiteren Verarbeitung der mehr oder weniger III enthaltenden erfindungsgemäßen Produkte (I) zum Rafoxanid-Wirkstoff (II) läßt sich ein Gehalt des rohen Il an VIII (Schmp. 162 bis 163°C) nicht völlig ausschließen. Wie die Tabelle 1 zeigt, ist jedoch VIII von Ii bei der nachstehenden Reinigung über das Dimethylformamid-Addukt relativ glatt abzutrennen. 10g des betreffenden Il/Vlll-Gemischeswirdin 10 ml Dimethylformamid unter Schütteln gelöst. Man fügt langsam 30 ml Methanol hinzu, wobei die Temperatur auf 50 bis 6O⁰C gehalten wird, kühlt dann auf 10 bis 2O⁰C, läßt über Nacht bei dieser Temperatur stehen und saugt scharf ab. Das feuchte Addukt (Schmp. in trockenem Zustand etwa 90⁰C) wird in 30 ml Methanol gut suspendiert. Man tropft unter Schütteln 3 ml konzentrierte Salzsäure ein, erwärmt unter weiterem Schütteln langsam zum Sieden und kocht schließlich 5min gelinde (Umwandlung der Kristalle in Blöcke). Nun wird auf Zimmertemperatur gekühlt, nach 1 bis 2h abgesaugt, mit 3 ml Methanol und darauf dreimal mit 20 ml Wasser gewaschen sowie an der Luft getrocknet. Die Ergebnisse mit verschiedenen definierten Il/Vlll-Gemischen sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1:

Reinigung definierter Il/Vlll-Gemische über das Dimethylformamid-Addukt

Ausbeute bei der Reinigung von lOgdesll/VIII-Gemisches

Gemisch

Schmp. im Schwefelsäure-Apparat nach der Reinigung*

0,0 0,5 2,5 5,0 10,0

9,40 g 9,40 g 9,20 g 9,05 g 8,80 g 175 bis 177 ⁰C* 175 bis 177 ⁰C 175 bis 176,5⁰C 174bis176°C 173 bis 175 ⁰C

Schmp. des verwendeten Il vor der Reinigung 175 bis 177°C

11131} ψ

^—ν \— ο

Cl

I:	X = Cl, Y=	H
III:	X = Y = H
VI:	X = Y = Cl
VII:	X=H, Y=	Cl

(A)

(A) (A) (A)

/Лео - _Ш-/~\-о

Cl

II: X = Cl VIII: X=H

Claims

Verfahren zurtechnischen Herstellung von 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenyletherdurch Halogenieren eines aus 3,4-Dichlornitrobenzen, Alkaliphenolat und einem polaren Lösungsmittel, vorzugsweise Dimethylformamid, hergestellten rohen 2-Chlor-4-nitrodiphenylethers, dadurch gekennzeichnet, daß in den 2'-Chlor-4-nitrodiphenylether nach dem Verdünnen mit Methanol bei 40 bis 6O⁰C Chlor eingeleitet wird, wobei die Steuerung der Reaktion durch die eintretende Kristallisation des 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenylethers, die iodometrische Bestimmung des Chlor-Überschusses und die acidimetrische Titration der gebildeten Salzsäure erfolgt.

Hierzu 1 Seite Formeln

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenylether (I), der als Zwischenprodukt für die Gewinnung des zur Bekämpfung von Leberegeln in der Veterinärmedizin dienenden Rafoxanid-Wirkstoffes (II) sowie für die Synthese von Farbstoffen und Pflanzenschutzmitteln bedeutsam ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß aus 3,4-Dichlornitrobenzen (IV) und dem Kaliumsalz des übelriechenden p-Chlorphenols bei Temperaturen bis 170⁰C I erhalten wird (V.C.Barry, J.C.Beiton, M.L.Conalty, LO.'Rourkeund D.Twomey, Proc. Roy. Irisch Acad. Sect. B.53, 61-83 [1960]; C. 1951,1,1437; A. A. Patsche«, D. R. Hoff und H. Mrozik, Südafrikanisches Patent 6703354,11.12.1968; CA. 72, 31468z [1968]), wobei die Verwendung polarer Lösungsmittel vorteilhaft ist (z. B. DD-PS 111069). p-Chlorphenol ist jedoch nicht in ausreichender Menge vorhanden, und bei der Eigengewinnung ist die technisch relativ schwierige destillative Trennung des bei der Monochlorierung des Phenols entstehenden Gemisches von o- und p-Chlorphenol erforderlich (H. E. Fierz-David und L. Blangey, Grundlegende Operationen der Farbenchemie, Wien, S. 140).

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung sollen die genannten Mangel bei der technischen Gewinnung des 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenylethers durch ' Einsatz von leicht zugänglichem und weniger geruchsbelästigendem Ausgangsmaterial beseitigt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisches Verfahren zur Erzeugung von 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenylether zu erstellen, das kein p-Chlorphenol als Ausgangsstoff benötigt, Geruchsbelästigungen weitgehend vermeidet und keine aufwendigen Destillationen erfordert.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der nach bekannten Methoden (z.B. DD-PS 111069) mittels 3,4-Dichlornitrobenzen (IV) und Alkaliphenolat (V) in einem polaren Lösungsmittel, vorzugsweise Dimethylformamid, zugängliche 2-Chlor-4-nitrodiphenylether (III) in Methanol durch Einleiten von Chlor bis 40 bis 6O⁰C kristallinen, relativ reinen 2,4'-Dichlor-4-nitrodiphenylether (I) in guter Ausbeute abscheidet. Die Steuerung der Reaktion ist auch bei großen, technischen Chargen durch den Zeitpunkt der Kristallisation, die iodometrische Ermittlung des Chlorüberschusses und die acidimetrische Tritration des gebildeten HCI möglich.

Der bekannte Einsatz von polaren Lösungsmitteln bei der Herstellung des 2-Chlor-4-nitrodiphenylethers (III) ist unbedingt erforderlich, da die anderen Schmelzverfahren ein dunkles, teerhaltiges III ergeben, welches erst nach aufwendiger Vakuumdestillation für den Einsatz in die Ill-Chlorierung (I-Gewinnung) genügend rein ist. Unterbleibt diese Reinigung, so sinken die Ausbeuten an kristallinem I bei der Chlorierung stark ab. Als besonders günstig erwies es sich, wenn das Alkaliphenolat vor der Zugabe in dem Lösungsmittel aus Alkalicarbonat, wie Natrium- oder Kaliumcarbonat, und Phenol erzeugt wird. Die teilweise Zersetzung etwa des vorzugsweise verwendeten Dimethylformamids beim Einsatz von Alkalihydroxid zu Formiat und Dimethylamin, verbunden mit der Bildung von 2-Chlor-4-mitrodimethylanilin, läßt sich damit nahezu völlig vermeiden.

Die gaschromatographische Prüfung der Mutterlaugen nach beendeter Ausscheidung von I bei der Chlorierung erbrachte durchschnittlich folgendes Resultat (gesamter Gehalt an Diphenylethern in Flächen-% gleich 100 gesetzt):