DE2724645A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FLUORONITROBENZENE - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FLUORONITROBENZENEInfo
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Description
D-8023 Munchen-Pullach, Wiener 3Ir 2; TJ (089)"" 1U 30 71; Telex 52i£K7 biosd. Cables. · Palenlibus» München D-8023 Munchen-Pullach, Wiener 3Ir 2; TJ (089) "" 1 U 30 71; Telex 52i £ K7 biosd. Cables. · Palenlibus »Munich
Diplom IngenieureGraduate engineer
Ihr Zeichen: Your ret.:Your reference: Your ret .:
1. Juni 1977June 1, 1977
I.S.C. CHEMICALS LIMITED, Borax House, Carlisle Place, London S.V/. 1, EnglandISC CHEMICALS LIMITED, Borax House, Carlisle Place, London SV /. 1, England
Vorfahren zur Herstellung von FluornitrobenzoiewAncestors of the production of fluoronitrobenzoiew
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fluornitrobenzolen und insbesondere eine Verbesserung und Abwandlung des Verfahrens gemäß Patent ... (= Patentanmeldung P 25 27 W. 1-42 = GB-Patent 1 4-69 700).The invention relates to a method for producing Fluoronitrobenzenes and in particular an improvement and Modification of the method according to patent ... (= patent application P 25 27 W. 1-42 = GB patent 1 4-69 700).
In der DT-OS 2 527 944 (GB-PS 1 469 700) wird ein Verfahren zur Herstellung von 2-Fluornitrobenzol beschrieben, bei dem 2-Chlornitrobenzol mit einem Alkalimetallfluorid bei einer Temperatur im Bereich von 230 bis 250 ° in Gegenwart von Sulpholan (Tetrahydrothiophen-1,1-dioxid) erhitzt wird. Das bevorzugte Molverhältnis von Sulpholan zu organischem Ausgangsmaterial beträgt 0,3 : 1 bis 0,9 : 1.In DT-OS 2 527 944 (GB-PS 1 469 700) a method for the preparation of 2-fluoronitrobenzene described in the 2-chloronitrobenzene with an alkali metal fluoride at a temperature in the range of 230 to 250 ° in the presence heated by sulpholane (tetrahydrothiophene-1,1-dioxide) will. The preferred molar ratio of sulpholane to organic starting material is 0.3: 1 to 0.9: 1.
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Inzwischen wurde festgestellt, daß das Verfahren der DT-OS 2 527 W (= GB-PS 1 469 700) in gleicher Weise anwendbar ist, wenn sich ein Chlorsubstituent bezüglich der Nitrogruppe in para-Stellung befindet, selbst wenn zusätzlich andere unbeein-In the meantime it has been established that the procedure of the DT-OS 2 527 W (= GB-PS 1 469 700) can be used in the same way, if a chlorine substituent is in the para position with respect to the nitro group, even if other unaffected
flußte Substituenten, wie beispielsweise ein Chlorsubstituent, in der meta-Stellung vorliegen.flowed substituents, such as a chlorine substituent, are in the meta position.
So betrifft die vorliegende Erfindung eine Modifizierung des j Verfahrens des Patents ... (= Patentanmeldung P 25 27 944.1-4-2 j = GB-Patent 1 469 700), bei dem das Ausgangsmaterial Polychlornitrobenzol oder Fluorchlornitrobenzol ist, das ein Chloratom j in der para-Stcllung in bezug auf die Nitrogruppo auf v/eist.Thus, the present invention relates to a modification of the j Procedure of the patent ... (= patent application P 25 27 944.1-4-2 j = GB patent 1,469,700), in which the starting material is polychloronitrobenzene or is fluorochloronitrobenzene, which is a chlorine atom j in the para position with respect to the nitro group on v / e.
j In diesem Zusammenhang soll·unter "Polychlornitrobenzol" eine ι aromatische Nitroverbindung mit mindestens 2 Chloratomen an ; Ringkohienstoffatomen verstanden werden.In this context, the term "polychloronitrobenzene" should include an aromatic nitro compound with at least 2 chlorine atoms ; Ringkohienstoffatomen are understood.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Fluor- ; According to the invention a method for the preparation of fluorine ;
' nitrobenzol mit einem Fluoratom in para-Stellung in bezug auf ! die Nitrognppe vorgesehen, bei dem man Polychlornitrobenzol oder; Fluorchlornitrobenzol mit einem Chloratom in para-Stellung in j bezug auf die Nitrogruppe mit einem Alkalimetall^luorid in Gegenwart von Sulpholan erhitzt. j'nitrobenzene with a fluorine atom in para position with respect to! the Nitrognppe provided in which one polychloronitrobenzene or; Fluorochloronitrobenzene with a chlorine atom in the para position in j with respect to the nitro group with an alkali metal ^ luorid in the presence heated by sulpholane. j
Das Polychlornitrobenzol kann als Ausgangsmaterial Chlorsubstituenten sowohl in der ortho- als auch in der meta-Stellung als auch in beiden Stellungen bezüglich der Nitrogruppe enthalten. Wenn jedoch ein derartiger Chlorsubstituent in meta-Stellung vorliegt, unterliegt er normalerweise keinem Austausch gegen ein Fluoratom beim Verfahren der Erfindung.The polychloronitrobenzene can have chlorine substituents as the starting material contained both in the ortho and in the meta position and in both positions with respect to the nitro group. However, if such a chlorine substituent is in the meta position, it is normally not subject to exchange for a fluorine atom in the process of the invention.
Wenn das Ausgangsmaterial Chloratome sowohl in der ortho- als auch in der para-Stellung bezüglich der Nitrogruppe enthält, ist das Ausgangsmaterial etwas reaktiver als wenn nur ein Chloratom entweder in der ortho- oder in der para-Stellung vorliegt; daher kann das Molverhältnis von Sulpholan zum organischen Ausgangsmaterial etwas herabgesetzt werden. Das bevorzugte Molver-If the starting material contains chlorine atoms in both the ortho and para positions with respect to the nitro group, the starting material is somewhat more reactive than if only one chlorine atom is present in either the ortho or the para position; therefore the molar ratio of sulpholane to the organic starting material can be reduced somewhat. The preferred molar
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hältnis liegt in diesem Fall im Bereich von 0,1 : 1 bis 3,0 : 1 (d.h. Mole Sulpholan : Mole Dichlornitrobenzol), insbesondere im Bereich von 0,1 : 1 bis 0,9 : 1 und besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 : 1 bis 0,5 : 1· Die Reaktionstemperatur beträgt in diesem Fall vorzugsweise 180 bis 250 0C.The ratio in this case is in the range from 0.1: 1 to 3.0: 1 (ie moles of sulpholane: moles of dichloronitrobenzene), in particular in the range from 0.1: 1 to 0.9: 1 and particularly preferably in the range of 0 , 1: 1 to 0.5: 1 The reaction temperature in this case is preferably 180 to 250 ° C.
Im allgemeinen soll mindestens ein Mol Alkalimetallfluorid je auszutauschendes Chloratom im Polychlornitrobenzol-Substrat j verwendet werden.In general, there should be at least one mole of alkali metal fluoride per to be exchanged chlorine atom can be used in the polychloronitrobenzene substrate j.
! V/enn das Ausgangsmaterial 3,4-Dichlornitrobenzol' ist, liefert die Fluorierungsreaktion als Hauptprodukt 3-Chlor-4-fluornitro-! When the starting material is 3,4-dichloronitrobenzene, yields the fluorination reaction as the main product 3-chloro-4-fluoronitro-
benzol. Diese Verbindung kann leicht in 3-Chlor-4-fluoranilin ιbenzene. This compound can easily be converted into 3-chloro-4-fluoroaniline ι
übergeführt v/erden, das ein wertvolles Zwischenprodukt für die Herstellung bestimmter Herbizide ist, wie beispielsweise das Isopropyl-(i)-2-(N-benzoyl-3-chlor-^l-fluoranilin)-propionat, ι das unter der Handelsbezeichnung "BARNON" vertrieben v/ird (Wa- 'transferred v / earth, which is a valuable intermediate product for the production of certain herbicides, such as isopropyl ( i ) -2- (N-benzoyl-3-chloro- ^ l-fluoroaniline) propionate, ι the one under the trade name " BARNON "expelled v / ird (Wa- '
! ι! ι
j renzeichen). ij renzeichen). i
!!
j Wenn das Ausgangsmaterial 2,4—Dichlornitrobenzol ist, stellt ' ιj If the starting material is 2,4-dichloronitrobenzene, ' ι
die erhaltene Difluorverbindung ein brauchbares Zwischenproduktthe resulting difluoro compound is a useful intermediate
! für die Herstellung bestimmter Arzneimittel dar. Zum Beispiel ι kann die Nitroverbindung unter Bildung von 2,4-Difluoranilin j! for the production of certain drugs. For example ι the nitro compound can form 2,4-difluoroaniline j
j reduziert werden, das ein Zwischenprodukt bei der Herstellung j der flammhemmenden Verbindung 21,4'-Difluor-4-hydroxy-(1,1·- biphenyl)-3-carbonsäure ist, die unter der Handelsbezeichnungj, which is an intermediate product in the production j of the flame-retardant compound 2 1 , 4'-difluoro-4-hydroxy- (1,1 · - biphenyl) -3-carboxylic acid, which is sold under the trade name
I "DIFLUNISAL" vertrieben wird.I "DIFLUNISAL" is marketed.
! ■ ■! ■ ■
j Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert. Beispiel 1
Herstellung von 3-Chlor-/l~fluomitrobenzol.The invention is explained in more detail below by means of examples. example 1
Production of 3-chloro- / fluomitrobenzene.
Eine Mischung aus 3,4-Dichlornitrobenzol (76,8 g, 0,4 Mol) und zuvor getrocknetem KF(25,5 g, 0,44 Mol) in Sulpholan (35 g) wurde bei 240 ° 24 h in einem 500 ml-Drfiihwip^oi^«·» -erfahrt,A mixture of 3,4-dichloronitrobenzene (76.8 g, 0.4 mol) and previously dried KF (25.5 g, 0.44 mol) in sulpholane (35 g) was stirred at 240 ° 24 in a 500 ml -Drfiihwip ^ oi ^ «·» -erfahrt,
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der mit einem Polytetrafluorä!,hylen-Rührer, einer Thermometertasche und einem Rückflußkühler versehen war. Die kalte Reaktionsmischung wurde in einen Rotationsdunnschachtverdampfer (rotating film evaporator flask) überführt und der flüchtige Teil des Produkts wurde unter reduziertem Druck gewonnen, wobei die Ölbadtemperatur während der Destillation aufgezeichnet wurde. Fraktion 1 (41,02 g) destillierte bei 30 mm aus einem Ölbad bei 190 bis 200 0C und enthielt eine Mischung aus 83,2 % 3-Chlorf 4-fluornitrobenzol, 3,2 % 3,^-Dichlornitrobenzol und 11 % Sulpholan, während Fraktion 2 (34,58 g) bei 5 mm aus einem Ölbad bei 180 bis 200 0C destillierte und eine Mischung aus 41 % 3-Chlor-4-fluornitrobenzol, 6 % 3,4-Dichlornitrobenzol und 52 % which was provided with a Polytetrafluorä!, ethylene stirrer, a thermometer pocket and a reflux condenser. The cold reaction mixture was transferred to a rotating film evaporator flask and the volatile portion of the product was recovered under reduced pressure with the oil bath temperature recorded during the distillation. Fraction 1 (41.02 g) was distilled at 30 mm from an oil bath at 190 to 200 0 C and containing a mixture of 83.2% 3-Chlorf 4-fluoronitrobenzene, 3,2% 3, ^ - dichloronitrobenzene and 11% sulpholane , while fraction 2 (34.58 g) distilled at 5 mm from an oil bath at 180 to 200 0 C and a mixture of 41 % 3-chloro-4-fluoronitrobenzene, 6 % 3,4-dichloronitrobenzene and 52 %
ι Sulpholan enthielt.ι contained sulpholane.
!!
Die Dichlornitrobenzol- und die Sulpholan-Gehalte der abdestil- ;The dichloronitrobenzene and sulpholane contents of the distillate;
lierten Fraktionen wurden bestimmt und die Ausbeuten ausgerech- j j net. Es wurden 48,3 g 3-Chlor-4-fluornitrobenzol (Umwandlung ' jLated fractions were determined and the yields calculated. There were 48.3 g of 3-chloro-4-fluoronitrobenzene (conversion ' j
68,8 %) und 3,3 g 3,4-Dichlornitrobenzol (Umwandlung 2,5 #) : erhalten und 22,7 g Sulpholan gewonnen (65 % des eingesetzten j Materials).68.8 %) and 3.3 g of 3,4-dichloronitrobenzene (conversion 2.5 #): obtained and recovered 22.7 g of sulpholane (65 % of the material used).
Die folgende Tabelle I gibt die Reaktionsbedingungen für fünf :The following table I gives the reaction conditions for five:
Versuche wieder, die für die Umsetzung von ^,^-Dichlornitrobenzol (abgekürzt 2,4—DOlNB) mit zuvor getrocknetem Kaliumfluorid durchgeführt wurden.Try again the ones for the implementation of ^, ^ - dichloronitrobenzene (abbreviated 2,4-DOINB) with previously dried potassium fluoride were carried out.
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Tabcli3 I.Tabcli3 I.
KP und 2,4-DClNB/Sulpholan (Mengen der Reaktionsteilnehmer und Bedingungen)KP and 2,4-DClNB / sulpholane (quantities of the reactants and Conditions)
Ver- KP suchAttempt KP attempt
2,4-DClNB Sulpholan Temp./Zeit Molverhältnis2,4-DClNB sulpholane temp / time molar ratio
Sulpholan/2,4-DClNB Sulpholane / 2,4-DClNB
(O,66m)38.3 g
(O.66m)
(0,357.6
(0.3
(0,25 m)30 g
(0.25 m)
(1,14 m)66.1 g
(1.14 m)
(0,53102.6
(0.53
(1 ,14 m)65.8 ε
(1.14 m)
(0,596.8
(0.5
m)r;
m)
(0.14 m)16.1 g
(0.14 m)
(1,12m)65.0 g
(1.12m)
(0,597.0
(0.5
m)r:
m)
(0,14 m)16.2 r:
(0.14 m)
(2,2 m)127-6 rc
(2.2 m)
(1,0192.0
(1.0
(0,1 m)12.0 fr
(0.1 m)
Anmerkung: m = MolNote: m = mole
In jedem Fall wurde die Umsetzung in einem 250 m]-Dreihalskolben durchgeführt, der mit einem Rührer mit einem Polytetrafluoräthylenblatt, einer Thermometertasche und einem einzigen Flächenrückflußkühler (surface reflux condenser) versehen war. Während der Umsetzung wurden Proben in bestimmten Abständen entnommen; die Umwandlung von 2,4-Dichlornitrobenzol in 2,4-Difluornitrobenzol wurde aus Gas/Flüssig-Chromatographieanalysen der Proben gemäß der folgenden Beziehung berechnet:In each case, the reaction was carried out in a 250 m] three-necked flask carried out with a stirrer with a polytetrafluoroethylene sheet, a thermometer pocket and a single surface reflux condenser was provided. During the conversion, samples were taken at certain intervals; the conversion of 2,4-dichloronitrobenzene to 2,4-difluoronitrobenzene was calculated from gas / liquid chromatographic analyzes of the samples according to the following relationship:
Umwandlung zu 2,4-DFNBConversion to 2,4-DFNB
'10° '10 °
2,4-DFNB + 2 Cl 4 PNB + 2,4-DClKB2,4-DFNB + 2 Cl 4 PNB + 2,4-DClKB
2,4-DFNB = 2,4-Difluornitrobenzol2,4-DFNB = 2,4-difluoronitrobenzene
2 Cl 4 FNB = Mischung aus 2-Chlor-4-fluornitrobenzol und2 Cl 4 FNB = mixture of 2-chloro-4-fluoronitrobenzene and
4-Chlor-2-fluornitrobenzol 2,4-DClNB = 2,4-Dichlornitrobenzol4-chloro-2-fluoronitrobenzene 2,4-DClNB = 2,4-dichloronitrobenzene
Beim Versuch II (ohne üulpholan) betrug die Umwandlung etwa 20 % in 30h.In experiment II (without ulpholan) the conversion was about 20 % in 30 hours.
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Bei Anwendung eines Molverhältnisses von Sulpholan : 2, chlornitrobenzol =0,1 : 1 (Versuch V) betrug die Umwandlung 38,4 % in 24 h, während bei einem Molverhältnis von 0,83 : (Versuch I) eine 94-prozentige Umwandlung in nur 6 h erreicht wurde. Beim Versuch III betrug die Umwandlung 63 % in 24 h. Beim Versuch IV betrug die Umwandlung 52 % in 24 h.Using a molar ratio of sulpholane: 2, chloronitrobenzene = 0.1: 1 (experiment V), the conversion was 38.4 % in 24 hours, while at a molar ratio of 0.83: (experiment I) a 94 percent conversion into only 6 h was reached. In Run III the conversion was 63 % in 24 hours. In Run IV the conversion was 52 % in 24 hours.
Zusammengefaßt läßt sich sagen, daß das Sulpholan die Reaktions-In summary it can be said that the sulpholane
rate erhöht und vorzugsweise in Molverhältnisson im Bereich von 0,1 : 1 bis 0,5 : 1 in bezug auf das Dichlornitrobenzol ' verwendet wird. ίrate is increased and is preferably used in a molar ratio in the range from 0.1: 1 to 0.5: 1 with respect to the dichloronitrobenzene ' . ί
[ Die folgende Tabelle II zeigt die Reaktionsbedingungen und die [ The following Table II shows the reaction conditions and the
! Produktanalysen für v/eitere sechs Versuche bei verschiedenen! Product analyzes for a further six trials at different
j Sulpholan : Dichlornitrobenzol-Molverhältnissen und Reaktions-j Sulpholane: dichloronitrobenzene molar ratios and reaction
' bedingungen mit der 2,4-Dichlor-Verbindung als Ausgangsmaterial.j'Conditions with the 2,4-dichloro compound as starting material.j
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Versuch KP Try KP
2,4-DClNB Sulpholan Zeit Temp. Molver- Produkt analyse (-'$) 2,4-DClNB Sulpholane Time Temp. Molver product analysis (- '$)
(h) (0C) hältnis(h) ( 0 C) ratio
Sulpholan/Sulpholane /
2,4-DClNB DFITB ClPIiB DClITB2,4-DClNB DFITB ClPIiB DClITB
ausgenutz
tes KP (#exploited
tes KP (#
(3,8 m)220.5 g.
(3.8 m)
(1,74 a)(1.74 a)
(Or57 m)(O r 57 m)
240240
(6,06 m)351.3 g.
(6.06 m)
.(3,47 m) 666.1 g.
. (3.47 m)
(1,98 n)(1.98 n)
240240
(6;06 m)351.2 g.
(6 ; 06 m)
(3,47 a)(3.47 a)
(1,99 m)(1.99 m)
240240
(4,53 m)262.7 g.
(4.53 m)
(2,59 m)(2.59 m)
(1;48 a)(1 ; 48 a)
240240
(0,69 m)(0.69 m)
(0,50 m)(0.50 m)
(0,29 n)(0.29 n)
240240
(4?89 m)(4 - 89 m)
(3,48 m)(3.48 m)
(2,02 m)(2.02 m)
243243
ISJ ISJISJ ISJ
xnxn
Anmerkung: In der vorstehenden Tabelle bedeutet '· ausgenutztes KF (#)" den Fluorgehalt der Fluornitrobenzole im Produkt, ausgedrückt in % des Fluors im eingesetzten Kaliumfluorid.Note: In the table above, '· used KF (#) "means the fluorine content of the fluoronitrobenzenes in the product, expressed in % of the fluorine in the potassium fluoride used.
Fluorierung von 2,4-Dichlornitrobenzol mit KF/Sulpholan bei 200°.Fluorination of 2,4-dichloronitrobenzene with KF / sulpholane 200 °.
Es wurden vier Versuche durchgeführt, bei denen verschiedene Ansätze von 2,4- Dichlornitrobonzol, einer Mischung von 2-Chlor-4—fluornitrobenzol und 4-Chlor-2-fluornitrobenzol und von KF/ ; j Sulpholan in ein Reaktionsgefäß gegeben wurden, das in ,jedem Fall' auf 200 ° in etwa 4 h erhitzt wurde (vgl. Tabelle III). Als die jFour tests were carried out in which different Approaches of 2,4-dichloronitrobonzene, a mixture of 2-chloro-4-fluoronitrobenzene and 4-chloro-2-fluoronitrobenzene and from KF /; j sulpholane were placed in a reaction vessel, which in 'each case' was heated to 200 ° in about 4 h (see. Table III). When the j
"η '"η '
Temperatur 200 erreicht hatte, wurde der Inhalt gesammelt und durch Gas/Flüssig-Ghromatographie analysiert (mit "g.l.c." bezeichnet; vgl. Tabelle IV). Der Anstieg des Difluornitrobenzolgehalts und die entsprechende Abnahme des 2,4-Dichlornitrobenzolgehalts zeigten, daß eine beträchtliche Fluorierung bei dieser Stufe stattgefunden hatte.When the temperature reached 200, the contents were collected and analyzed by gas / liquid chromatography (designated "g.l.c."; see Table IV). The increase in the difluoronitrobenzene content and the corresponding decrease in the 2,4-dichloronitrobenzene content showed that considerable fluorination had occurred at this stage.
In die KF/Sulpholan-Reaktion eingesetzter Ansatz (Gew.-Teile) Einsatz Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4Approach used in the KF / sulpholane reaction (parts by weight) Use Trial 1 Trial 2 Trial 3 Trial 4
Anmerkung: = prozentualer Anteil am Gesamtgehalt an Nitroverbindungen Note: = percentage of the total content of nitro compounds
»098S0/t030»098S0 / t030
27246Λ527246Λ5
Gas/Flüssif^-Chromatographieanalyse des Produkts nach 4-stündi-Gas / liquid chromatography analysis of the product after 4 hours
Erhitzen auf 200Heat to 200
Verbindung Versuch 1Connection attempt 1
Versuchattempt
Versuch 3Attempt 3
Versuch 4Attempt 4
2,4-DFNB2,4-DFNB
! 2C14FNB! 2C14FNB
!2,4-DCINB! 2,4-DCINB
'Sulpholane'Sulpholanes
7,48%(14,5%) 30,87%(60,0%)7.48% (14.5%) 30.87% (60.0%)
7764%(16;1%)7 7 64% (16 ; 1%)
31%31%
46,32% -46.32% -
Anmerkungen: + = prozentualer Anteil an der gesamten organischen ZusammensetzungNotes: + = percentage of the total organic composition
= prozentualer Anteil an den Nitroverbindungen allein ohne Sulpholangehalt = percentage of the nitro compounds alone without sulpholane content
Schlüssel für Tabellen III und IV:Keys for Tables III and IV:
2,4-DFNB = 2,4-Difluornitrobenzol 2C14FNB = Mischung aus 2-Chlor-4-fluornitrobenzol und2,4-DFNB = 2,4-difluoronitrobenzene 2C14FNB = mixture of 2-chloro-4-fluoronitrobenzene and
4-Chlor-2-fluornitrobenzol 2,4-DClNB = 2,4-Dichlornitrobenzol4-chloro-2-fluoronitrobenzene 2,4-DClNB = 2,4-dichloronitrobenzene
j Beispiel 3 zeigt, daß eine beträchtliche Fluorierung beim Er- ! hitzen der Reaktionsmischung auf 200 0G im Verlauf von 4 h stattfindet.j Example 3 shows that considerable fluorination in the er-! heating the reaction mixture to 200 0 G takes place in the course of 4 h.
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Claims (1)
j von 0.3 : 1 bis 0,9 : 1 liegt.that the sulpholane: dichloronitrobenzene molar ratio in the range i
j is from 0.3: 1 to 0.9: 1.
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1977
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