DK144881B - Fremgangsmaade til fremstilling af aromatiske fluorforbindelser - Google Patents

Description

1U881 i o

Den foreliggende opfindelse angår en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af delvis kendte aromatiske fluorforbindelser, der kan anvendes som mellemprodukter ved syntesen af f.eks. insecticidt og acaricidt aktive stoffer og/eller 5 pharmaceutika (se. f.eks. DE-offentliggørelsesskrift nr. 2.547.534).

Det er allerede kendt, at aromatiske fluorforbindelser med kernebundet fluor teknisk kan fremstilles ud fra aromatiske aminer ved diazotering, f.eks. med natriumnitrit i vandfri flussyre ved 5°C, og efterfølgende opvarmning af diazoni-10 umfluoridopløsningen (se DE-patent nr. 600.706).

Denne fremgangsmåde har imidlertid den ulempe, at der dannes 2 mol reaktionsvand pr. mol dannet fluoraromat, der kan føre til forstærket dannelse af phenoliske forureninger, hvorved udbyttet sænkes, og renheden ikke svarer til de stillede 15 krav. Ved denne fremgangsmåde skal man arbejde med et stort overskud af flussyre for at trænge dannelse af uønskede pheno-ler tilbage. Genvindingen af overskydende flussyre i vandfri form er kun mulig under anvendelse af megen tid og store udgifter.

20 Desuden er det kendt, at man kan opnå aromatiske fluo rider, når man omsætter N-aryl-triazener med vandig-koncentre-ret flussyre [se 0. Wallach, Annalen der Chemie, 235 (1886), side 255-271]f f.eks. omsættes phenyldiazopiperidid med koncentreret vandig flussyre, og man får efter opvarmning af blan-25 dingen under nitrogenfraspaltning fluorbenzen og piperidinium-fluorid. Denne fremgangsmåde udviser imidlertid de allerede ovenfor ved den teknisk gennemførte fremgangsmåde angivne ulemper, nemlig dårligt udbytte og forurening af fremgangsmådeprodukterne, først og fremmest med phenoler. Desuden er der 30 korrosionsproblemer ved arbejde med vandig-koncentreret flussyre.

Der er derfor stor interesse for en fremgangsmåde, der ikke lider af nogle af disse mangler, og som ikke blot giver produkterne i gode udbytter, men også i høj renhed.

35 Det har nu vist sig, at aromatiske fluorforbindelser med formlen

O

2 144881 ^ -F (I) ΪΓ 5 R1!! hvori R betyder alkyl, alkoxy, halogen, amino, nitro, acyl-amido, carboxy, bénzyloxy eller aryloxy, hvorved benzyl- eller arylgruppen eventuelt kan være substitueret én eller flere gange, ens eller forskelligt med alkyl, alkoxy, halogen 10 og/eller halogenalky 1, R"*· betyder alkyl og/eller halogen, og n betyder nul eller et helt tal fra 1 til 4, ved omsætning af N-aryl-N',Ν'-dialkyl-triazener med formlen ft \-N=N-N(alkyl)0 (II) •*r R n hvori R, R·*" og ή har den ovenfor angivne betydning, og alkyl indeholder 1-4 carbonatomer, især methyl, med flussyre, kan 20 opnås i særligt gode udbytter og med høj renhed, når man ifølge opfindelsen arbejder under anvendelse af et 5 til 25 ganges molært overskud af vandfri flussyre ved temperaturer mellem -20°C og +150°C, eventuelt under nitrogen ved normalt tryk eller under forhøjet tryk.

25 De ønskede slutprodukter af konstitutionen (I), der hid til kun har kunnet fremstilles ifølge de ovenfor nævnte metoder i dårligt udbytte og i forurenet form, kan ved den her omhandlede metode udvindes i meget gode udbytter og høj renhed.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan omsætningen gennem-30 føres med flussyre i homogen, flydende fase. Korrosionsproblemerne. undgås ved, at der arbejdes i vandfrit medium, og desuden tilbagetrænges dannelsen af phenoler. Overskuddet af flussyre kan genvindes vandfrit ved simpel destillation og på ny sættes til reaktionen. Ikke mindst skal den brede anvendelig-35 hed af fremgangsmåden fremhasves.

14A881 3

O

Anvender man Ν',N'-dimethyl-N-(2-methyl-phenyl)-tria-zen og vandfri flussyre som udgangsstoffer, kan reaktionsforløbet gengives ved hjælp af følgende formelskema: CH,

5 /-C

/ '\-N=N-N(CH3)2 + n-HF -^

' —K

“2 CH, 10 y— y Vf + HH(CH3)2 · (HF)^

De udgangsstoffer, der skal anvendes ifølge den her am-15 handlede fremgangsmåde, defineres entydigt ved hjælp af formlen (II). Heri betyder R fortrinsvis ligekædet eller forgrenet alkyl med 1-6 carbonatomer, især 1-3 carbonatomer, ligekædet eller forgrenet alkoxy med 1-4, især 1-3 carbonatomer, fluor, chlor, brom, amino, nitro, acetamido, propionamido, butyrylami-20 do, carboxy, benzyloxy eller phenyloxy, hvorved phenylgruppen fortrinsvis kan være substitueret én eller flere gange, ens eller forskelligt med fluor, chlor, trifluormethyl og/eller ligekædet eller forgrenet alkyl med 1-4 carbonatomer, især methyl eller ethyl, R1 betyder ligekædet eller forgrenet alkyl med 25 1-4 carbonatomer, især methyl eller ethyl, eller chlor, og n betyder 2, 3 eller 4.

De N-aryl-N',Ν'-dialkyltriazener, der skal anvendes som udgangsstoffer, kan fremstilles efter litteraturkendte metoder, idet man diazoterer aromatiske aminer med f.eks. natriumnitrit 30 og omsætter de opståede aryldiazoniumsalte med dialkylaminer i vandig opløsning.

Som eksempler skal i enkeltheder nævnes: N-[3-methoxy-, 4-methoxy-, 3-ethoxy-, 4-ethoxy-, 3-methyl-, 4-methyl-, 3-ethyl-, 4-ethyl-, 4-acetylamido-, 4-propionamido-, 35 4-butyrylamido-, 2-carboxy-, 3-carboxy-, 4-carboxy-, 2-chlor-, 4

O

144881 2-brom-, 2-fluor-, 2-amino3-nitro-, 4-nitro-, 4-chlor-2--methyl-, 4-chlor-2-ethyl-, 4-brom-2-methyl-, 4-brom-2-ethyl-, 2,4-dimethyl-, 2,4-diethyl-, 2,6-dimethyl-, 2,6-diethyl-, 2,6--dichlor-, 2,6-dibrom-, 2-fluor-6-methyl- eller 3-benzyloxy-5 -phenyl]-, og N-[3-(2,6-dichlor-4-trifluormethylphenoxy)-phenyl]-, N-[4-(3-methylphenoxy)-phenyl]- eller ΚΓ- [3-(2,6-di-chlor-4-trifluormethylphenoxy)-6-methyl-phenyl]-Ν',Ν'-dimethyl-triazen.

Den vandfri flussyre, der yderligere skal anvendes som 10 udgangsmateriale, er et teknisk produkt med en renhed over 93%.

Den her omhandlede fremgangsmåde kan gennemføres uden eller under medanvendelse af egnede opløsnings- eller fortyndingsmidler. Hertil hører først og fremmest pyridin og dime-thylsulfoxid.

15 Der arbejdes imidlertid fortrinsvis uden anvendelse af et opløsnings- eller fortyndingsmiddel.

De diazoniumfluorider, der dannes ud fra de her omhandlede anvendelige N-aryl-N*,N'-dialkyltriazener ved omsætning med vandfri flussyre, spaltes til fluorforbindelser med form-20 len (I). Denne spaltning sker mellem -20 og +150°C, fortrinsvis mellem -10 og +110°C. Særlig fordelagtigt sker spaltningen imidlertid mellem 0°C og 80°C.

Arbejdes der over kogepunktet for hydrogenfluorid (ca.

20°C), gennemføres reaktionen under egentrykket for hydrogen-25 fluorider, dvs. ved forhøjet tryk og uden opløsningsmiddel.

Disse reaktionsbetingelser er de mest fordelagtige.

Det er imidlertid også muligt at arbejde under normaltryk og i nærværelse af et opløsnings- og fortyndingsmiddel.

Til gennemførelse af den her omhandlede fremgangsmåde 30 blandes triazenkomponenten og den vandfrie flussyre ved -10°C til 0°C på den måde, at man begynder med et 10-20 ganges molært overskud i vandfri flussyre, og inddamper triazenkomponenten under afkøling. Omsætningen sker på den måde, at man opvarmer blandingen til reaktionstemperatur i en autoklav, og 35 idet blandingen føres gennem en til reaktionstemperatur foropvarmet reaktionszone.

O

5 144881

Den påfølgende oparbejdning sker ved alle varianter ved fradestillering af den overskydende flussyre og destillation af reaktionsblandingen. Til fraskillelse af dialkyl-aminhydrofluorid kan destillatet også vaskes med vand, el-5 ler reaktionsblandingen sættes til vand, den vandige fase udrystes med et organisk opløsningsmiddel, f.eks. methylen-chlorid, og den organiske fase oparbejdes som sædvanlig ved vaskning, tørring og destillation.

Fremgangsmådeprodukterne resulterer for det meste i 10 farveløse til svagt gult farvede væsker, som kan identificeres og karakteriseres ved hjælp af deres brydningsindeks, deres kogepunkt eller gaschromatografisk.

Som allerede nævnt ovenfor tjener de aromatiske fluorforbindelser, der kan fremstilles ved den her omhandlede frem-15 gangsmåde f.eks. som mellemprodukter til syntese af insecti-cidt aktive stoffer og/eller pharmaceutika. De følgende eksempler belyser den her omhandlede fremgangsmåde nærmere.

Fremstillingseksempler 20

Eksempel 1 Cl N=N-N(CH3)2 25 Cl 107 g (0,3 mol) 2,6-dichlor-4-trifluormethyl-3'-amino--diphenylether-hydrochlorid opløses i 400 ml vand og blandes med 30 ml koncentreret saltsyre. Hertil drypper man under afkøling ved 0°C en opløsning af 20,7 g (0,3 mol) natriumnitrit i 30 100 ml vand. Der efteromrøres i én time. Derpå lader man under afkøling ved 0°C denne opløsning løbe til en blanding af 39,2 g (0,35 mol) 40%'s dimethylaminopløsning, 60 g soda, 210 ml vand og 300 ml chloroform. Der omrøres i mindst 2 timer ved stuetemperatur. Derpå skilles faserne, den organiske fase vaskes med 35 vand, tørres over natriumsulfat og inddampes. Tilbage bliver 144881

O

6 99 g (88% af det teoretiske) N-[3-(2,6-dichlor-4-trifluorme-thylphenoxy)-phenyl]-N',Ν'-dimethyltriazen af gulbrune krystaller med smp. 123°C.

5 b)

Cl F

10 Cl I en 2 liters omrøringsautoklav anbringes 300 ml vandfri flussyre, og ved -5°C til 0°C tilsættes 140 g (0,37 mol) af den under a) fremstillede forbindelse. Autoklaven lukkes, 3 bar nitrogen påtrykkes, og der opvarmes langsomt.

15

Tid - Temperatur - Tryk-diagram (Min.) (°C) (bar) 0 24 3 28 50 3,75 20 35 78 5,5 afspændt til 5,2 36 78 5,9 afspændt til 5,2 37 78 5,7 afspændt til 5,2 39 80 5,7 afspændt til 5,2 54 80 5,35 25 79 80 5,35

Derpå afkøles, afspændes, og blandingen overføres til et destillationsapparatur af specialstål. 248 g af den overskydende flussyre fradestilleres til en badtemperatur på 100°C, 30 derpå destilleres i vakuum. Samlet overgang af et farveløst, tofase destillat ved 132-135°C/3-5 mm Hg (120 g), remanens 18,5 g. Destillatet optages i methylenchlorid, vaskes med vand, tørres over natriumsulfat og inddampes (101 g). I vakuum fraktionsdestilleres, og man får 95 g (80% af det teoretiske) af 35 en ifølge gaschromatogram 99,6%'s 2,6-dichlor-4-trifluormethyl- 144881

O

7 -3'-fluor-diphenylether med kogepunkt 109-lll°C/0,08 mm Hg.

Eksempel 2 F CH3

Til 200 ml 100%'s flussyre dryppes ved -5 til 0°C 10 126 g N-[4-(3-fluorphenoxy)-2-methylphenyl]-N',Ν'-dimethyl- -triazen, og derpå opvarmes reaktionsblandingen i autoklaven til 100°C. Blandingen henstår i én time ved 100°C, hvorved der opstår en stigning i trykket til 12,3 atm. Efter afkøling optages 154 g af den mørkt farvede tofasede remanens i methy-15 lenchlorid, og den organiske fase vaskes med vand, tørres og inddampes. 96 g af substansen destilleres i vakuum, og således opnås 75 g (74% af det teoretiske) 3-fluor-4'-fluor-3'--methyldiphenylether med kogepunkt 114°C/0,25 mm Hg.

20 Eksempel 3 CH3 25 400 ml (20 mol) vandfri flussyre afkøles i en 3 liters autoklav til ca. -30°C, derpå sætter man under yderligere afkøling 485 g (1,9 mol) N-[4-(3-methyl-phenoxy)-phenyl]-Ν',Ν'--dimethyltriazen i løbet af 30 minutter under omrøring. Ende-30 lig opvarmes langsomt i en lukket autoklav til ca. 100°C.

o 8 144881

Tid - Temperatur - Tryk-diagram (min.) (°C) (bar)

O 20 O

30 45 O

5 60 55 O

90 75 O

120 90 5 150 100 12 180 100 25 10 210 100 29 240 100 31 270 100 34

Der afkøles (20°C, 19 bar), blandingen anbringes på 15 ca. 5 kg is og ekstraheres med methylenchlorid. Methylenchlo-ridekstrakterne tørres og inddampes. Tilbage bliver 362 g af en mørk olie, som fraktionsdestilleres. Man får 260 g (68% af det teoretiske) 4-fluor-3'-methyl-diphenylether med kp. 94-97°C/0,14 mm Hg og 43 g af en sort harpiksagtig rema-20 nens.

9 144881 JJ Q)

Q) Q) M +J fø W

s §«ΐ s s s s s - §

η D t#p O

i—I <D

•H +J

P tø·» s

Si ^ m <ς 2 g IH g U 2 i" S UO -^7 V 7 in

Μ •MO I _* ρη pH

tu οι -P cm m "f _ !J L. \ ra c Μ .M r-l ^ r-i r~ ί 7 o

r-i03C ή -i •-i ^ £ H

<D -H +J P 2

g S S & O O J? ιό o O

Sflaisiifl in 7 °° ~ 7 7 £ £ ά Λ m 6 8 ιό jn

q LO 'vJ1 CO CO f—I <N CN

U-J

di τι S n JJ. S3 En ! X) S r. EC [xj pn I Η O Ή 3 ~ 7 £L 7 « &. o. i y

rn M3 t^Tl V^T) 1 >^ΓΝ I fe III

^ ° Ό i j| IN. J I

s 3! M w γλ y y x·1 I S» ύ ύ t 8 8\| I i j? % * cn m X/ ^ " S3 BU' O BB3 fe ω “ Ό d ω °S, n S ' 0 γί^Ν IM Π -8 "S ~N ^ S n , iw LU ro . , JL _,

T; i , pi r\ *τ* ΓΠ I HOH

(Ohcu w , H4 * riiL) 0) <u — I u. I S , ‘Λ. ' y : 111“ Π ti ^ O Λ

! π V y JO Μ έ 8νθ V

§ mn W d bT4^

rH

Π5 S i s o n« h 'f m 10 f~ co σι λ a c w 14Λ881 ΙΟ μ βΓ α) α) X μ Ό ω 4-3 ·γ*4 >, IH +J ·ςΤ Ο φ XI cd Ο 10 Ό ^ Ό S-I D tlP Ο — <ΰ μ cn θ' ι a i μ 50 η ε ^ §

α) o o ω s Φ S

μθ -d1 1 I

ω μ i-t cn in on Η C μ .id Η 00 Η 81 ' ο m c ο -ri μ 3 ·' * ·ν μ (d ft Ο Ο Ο in® co φ ο ιβ ω d> ι Λ Τ' Ο Ρι Ο Ο Ο ι Βί W Γ- 00 Ο w ^ ω η 3 En a μ § \^Ί

τί ^ ό I

S 5* 1^^(1 °

51 ^ w Q

ro

W

υ ι

g ~ VS

e nT s U

μ c o o ω ω — i 7 S B ? « . y o N μ 3 \ I I 1

•η μ 3 rO 7J KJ

s 4 kJ ULf 0

B

ω μ · _ ω α) μ --ι μ ro

Λ Pi ti' Η --1 H

H