DE3921240A1

DE3921240A1 - 2,3,4,5-tetrafluor-6-cyano-1-benzol-carbonsaeureester und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3921240A1
Application number: DE19893921240
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Hackenbruch; Theodor Dr Papenfuhs
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-01-24
Also published as: WO1991000266A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue 2,3,4,5-Tetrafluor- 6-cyano-1-benzolcarbonsäureester und ein Verfahren zu ihrer Herstellung in guten Ausbeuten. Bei Verseifung und anschließender Decarboxylierung wird die 2,3,4,5- Tetrafluorbenzoesäure erhalten, die ein wichtiges Vorprodukt zur Herstellung antibakterieller Mittel darstellt.

Gegenstand der Erfindung sind neue Verbindungen der allgemeinen Formel

in welcher R eine Alkylgruppe von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe bedeutet, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, indem man Verbindungen der allgemeinen Formel(II)

in welcher R die vorstehend genannten Bedeutungen hat, mit einem Alkalimetallfluorid oder mit Mischungen aus Alkalimetallfluoriden in polaren aprotischen Lösungsmitteln bei Temperaturen von etwa 80°C bis etwa 300°C, vorzugsweise von etwa 100°C bis etwa 200°C, gegebenenfalls in Gegenwart von Phasentransferkatalysatoren, umsetzt.

Geeignete Alkalimetallfluoride sind LiF, NaF, KF, RbF oder CsF oder beliebige Mischungen daraus. Pro auszutauschendem Chloratom werden zweckmäßigerweise etwa 100 bis etwa 200 Molprozent, vorzugsweise etwa 100 bis etwa 120 Molprozent Alkalimetallfluorid eingesetzt. Man kann zwar auch eine größere Menge Alkalimetallfluorid anwenden, doch ist damit praktisch kein erkennbarer Einfluß mehr auf den Fluorierungsgrad verbunden und das Verfahren wird zunehmend unökonomisch.

Als polare, aprotische Lösungsmittel kommen beispielsweise Sulfolan, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Dimethylsulfon, Diphenylsulfon, Dimethylsulfoxid, N,N′-Dimethylethylenharnstoff, Tetramethylharnstoff, N,N′-Dimethylpropylenharnstoff, N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid, Acetonitril oder Benzonitril in Frage. Üblicherweise wird das Lösungsmittel im Überschuß eingesetzt, vorzugsweise in einer Menge von etwa 100 bis etwa 500 Gewichtsprozent, bezogen auf die Tetrachlorbenzolverbindung. Diese Lösungsmittel können auch als Gemische verwendet werden, wobei bis zu 50%, bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel, andere inerte Lösungsmittel, wie Toluol oder Xylol zugesetzt werden können. In bevorzugter Weise wird in Sulfolan oder N-Methylpyrrolidon gearbeitet.

Phasentransferkataylsatoren können in einer Menge von beispielsweise etwa 0,5 bis etwa 40 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetztes Alkalimetallfluorid, zugesetzt werden. Derartige Phasentransferkatalysatoren sind beipielsweise in Dehmlow/Dehmlow "Phase Transfer Catalysis", Verlag Chemie, Weinheim 1983 beschrieben und sind gewöhnlich quartäre Ammonium- oder Phosphoniumverbindungen, sowie Kronenether oder Pyridiniumverbindungen. Als Beispiele hierfür seien
Tetraalkylammoniumchlorid oder -bromid,
Tetraalkylphosphoniumchlorid oder -bromid,
Tetraphenylphosphoniumchlorid oder -bromid,
Distearyldimethylammoniumchlorid oder -bromid,
Hexadecyltributylphosphoniumchlorid oder -bromid,
Pyridiniumchlorid oder -bromid oder 18-Krone-6 genannt. Die Phasentransferkatalysatoren können einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden.

Die Umsetzung kann drucklos oder unter Druck durchgeführt werden. Bei niedrig siedenden Lösungsmitteln ist die Druckfahrweise vorteilhaft. In den meisten Fällen ist jedoch das Arbeiten bei Normaldruck ausreichend.

Die Reaktionszeiten bewegen sich zwischen etwa 2 und etwa 25 Stunden.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsverbindungen dienenden 2,3,4,5-Tetrachlor-6-cyano- 1-benzoecarbonsäureester können nach den aus DE 37 00 675 und DE 21 12 778 bekannten Verfahren hergestellt werden.

Beispiel 1

5 g (0,016 mol) 2,3,4,5-Tetrachlor-6- cyanobenzoesäuremethylester werden mit 4,65 g (0,08 mol) KF in 100 ml Sulfolan 10 Stunden lang bei 160°C erhitzt. Nach beendeter Reaktion wird das Reaktionsgemisch gaschromatographisch untersucht, wobei 87% der entsprechenden Tetrafluor-, 9% der Trifluor- und 3% der Difluorverbindung (mittels GC/MS charakterisiert) nachgewiesen werden (GC-Berechnung ohne Lösungsmittel-Peak). ("GC" bedeutet Gaschromatographie; "MS" bedeutet Massenspektroskopie).

Beispiel 2

5 g (0,017 mol) 2,3,4,5-Tetrachlor-6- cyanobenzoesäureethylester werden mit 4,9 g (0,085 mol) KF in 100 ml N-Methylpyrrolidon 12 Stunden lang bei 170°C erhitzt. Nach beendeter Reaktion wird das Reaktionsgemisch gaschromatographisch untersucht, wobei 89% der entsprechenden Tetrafluor-, 7% der Trifluor- und 2% der Difluorverbindung (mittels GC/MS charakterisiert) nachgewiesen werden.

Claims

1. Verbindungen der allgemeinen Formel in welcher R eine Alkylgruppe von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe bedeutet.

2. Verbindungen der allgemeinen Formel in welcher R′ eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeutet.

3. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I in welcher R eine Alkylgruppe von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel in welcher R die vorstehend genannten Bedeutungen hat, mit einem Alkalimetallfluorid oder mit Mischungen aus Alkalimetallfluoriden in polaren aprotischen Lösungsmitteln bei Temperaturen von etwa 80°C bis etwa 300°C, gegebenenfalls in Gegenwart von Phasentransferkatalysatoren, umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen von etwa 100°C bis etwa 200°C umsetzt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Natriumfluorid oder Kaliumfluorid umsetzt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man mit etwa 100 bis etwa 200 Molprozent Alkalimetallfluorid pro auszutauschendem Chloratom umsetzt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man mit etwa 100 bis etwa 120 Molprozent Alkalimetallfluorid pro auszutauschendem Chloratom umsetzt.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in Sulfolan, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Dimethylsulfon, Diphenylsulfon, Dimethylsulfoxid, N,N′-Dimethylethylenharnstoff, Tetramethylharnstoff, N,N′-Dimethylpropylenharnstoff, N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid, Acetonitril oder Benzonitril oder Gemischen daraus als polarem aprotischen Lösungsmittel umsetzt.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in polaren aprotischen Lösungsmitteln im Gemisch mit weiteren inerten Lösungsmitteln umsetzt.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man in polaren aprotischen Lösungsmitteln im Gemisch mit Toluol oder Xylol als weiteren inerten Lösungsmitteln umsetzt.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart einer quartären Ammonium- oder Phosphoniumverbindung, einer Pyridiniumverbindung oder eines Kronenethers oder Mischungen daraus als Phasentransferkatalysatoren umsetzt.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von
Tetraalkylammoniumchlorid oder -bromid,
Tetraalkylphosphoniumchlorid oder -bromid,
Tetraphenylphosphoniumchlorid oder -bromid,
Distearyldimethylammoniumchlorid oder -bromid,
Hexadecyltributylphosphoniumchlorid oder -bromid,
Pyridiniumchlorid oder -bromid oder 18-Krone-6 oder Mischungen daraus als Phasentransferkatalysatoren umsetzt.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Normal- der Überdruck umsetzt.