DE69128176T2 - Herstellung von Fluorphenolen, Fluorhalophenolen, N-Azylfluoranilinen und N-Azylfluorhaloanilinen - Google Patents

Herstellung von Fluorphenolen, Fluorhalophenolen, N-Azylfluoranilinen und N-Azylfluorhaloanilinen

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phenolen und N-Acylanilinen, die mit Fluor in der 2-, 4- oder 6-Position substituiert sind und N- Fluorpyridiniumsalz-Fluorierungsmittel, die in dem Verfahren geeignet sind.
  • Halogenphenole und N-Acylhalogenaniline, die in der 2-, 4- oder 6-Position substituiert sind und mit Fluor und mit einem oder zwei Brom- oder Chloratomen sind wertvolle Zwischenprodukte bei der Herstellung von Herbiziden, Insektiziden, Fungiziden und Pharmazeutika. Viele solcher Verbindungen sind bekannt und Verfahren zu ihrer Herstellung, die Diazotierungs-Chemie und Halogenaustausch mit Natrium- oder Cäsiumfluorid-Chemie betreffen, wurden berichtet (Pavlath und Leffler, Aromatic Fluorine Compounds, 1962). Solche Verfahren sind schwierig auszuführen und führen oft zu großen Mengen Abfall. Da die betreffenden Verbindungen nur durch relativ komplexe, vielstufige Verfahren zugänglich waren, war ihre Verwendung als Zwischenprodukte auf Situationen beschränkt, in denen das Endprodukt über einen sehr hohen Preis verfügt. Es wäre von beträchtlichem Interesse, ein einfaches Verfahren zur Herstellung von Fluorhalogenphenolen und Fluorhalogenacylaniliden zu finden, welches das Potential hat, der Industrie solche Verbindungen zu Kosten bereitzustellen, die sie als Zwischenprodukte für Produkte mit anderen Anwendungen geeignet machen würden. Ähnlich wäre es von beträchtlichem Interesse, Fluorierungsmittel, die in solchen Verfahren geeignet sind, zu finden.
  • Kürzlich wurde berichtet (europäische Anmeldung 204535, veröffentlicht 10. Dezember 1986), daß Phenol, 4-t- Butylphenol und 4- (Methoxycarbonylmethyl) -phenol und Acetanilid mit bestimmten N-Fluorpyridiniumsalzen reagierten, um in der 2-Position und in Fällen von Phenol und Acetanilid in der 4-Position fluorierte Derivate zu ergeben. Die Fluorierung von Chlor- und Brom-substituierten Verbindungen beinhaltet jedoch typischerweise Ersetzen des Halogens durch Fluor als eine Hauptreaktion.
  • Es wurde nun herausgefunden, daß Phenole und N-Acylaniline, die mit Fluor in der 2-, 4- oder 6-Position substituiert sind und die mindestens ein Brom- oder Chloratom haben, leicht und einfach durch Fluorierung mit einer N- Fluorpyridiniumverbindung hergestellt werden können. Gute Ausbeuten werden erzielt.
  • Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Fluorhalogenphenol- oder N-Acylfluorhalogenanilinprodukts der Formel I Formel I
  • worin jedes X und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Er, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1; - C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß mindestens ein X F darstellt, mindestens ein X oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X oder ein Y H darstellt und
  • D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sup4;-Alkyl) darstellt, welches gekennzeichnet ist durch Inkontaktbringen einer Halogenphenol- oder N-Acylhalogenanilinausgangsverbindung der Formel II
  • worin jedes X' unabhängig H, F&sub1; Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;- Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß ein X' H darstellt, mindestens ein Y oder ein zusätzliches X' H darstellt und mindestens ein X' oder ein Y Cl oder Br darstellt und
  • D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt,
  • mit einem N-Fluorpyridiniumsalz-Fluorierungsmittel der Formel III Formel III
  • worin
  • jedes Z unabhängig H, Cl, F, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CN, CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl), CF&sub3; oder CCl&sub3; mit der Maßgabe darstellt, daß nicht mehr als zwei Z CN, CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl), CF&sub3; oder CCl&sub3; darstellen und
  • A&supmin; (C&sub1;-C&sub4;)RFSO&sub3;-, FSO&sub3;-, SbF&sub6;-, EF&sub4;-, PF&sub6;-, TaF&sub6;- oder NbF&sub6;darstellt,
  • unter Rühren in einem inerten Lösungsmittel bei 30ºC bis 120ºC.
  • Rf, wie hierin verwendet, stellt eine Perfluoralkylgruppe dar, die linear oder verzweigt sein kann.
  • Die Herstellung von Fluorhalogenphenolen unter Verwendung des Verfahrens ist oft bevorzugt und die Herstellung von 2-Fluor- 4-chlorphenol und 2-Fluor-4-bromphenol durch die Reaktion von 4-Chlorphenol bzw. 4-Bromphenol mit einem Fluorpyridiniumsalz sind wichtige Ausführungsformen der Erfindung.
  • N-Fluorpyridiniumsalze, die von 2-Chlor-6- (trichlormethyl)pyridin abgeleitet sind, sind oft besonders vorteilhaft in dem Verfahren. N-Fluorpyridiniumsalze, die von Pyridin selbst abgeleitet sind, sind oft besonders bevorzugt.
  • Die Fluorhalogenphenole und N-Acylfluorhalogenaniline hergestellt nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung sind nützliche Zwischenprodukte bei der Herstellung von wertvollen Insektiziden, Herbiziden, Fungiziden und Pharmazeutika.
  • Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Fluorphenolen und N-Acylfluoranilinen der Formel I Formel I
  • worin
  • jedes X und jedes Y unabhängig H, F, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;- Alkoxy, CF&sub3;&sub1; CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellen, daß mindestens ein X F darstellt und mindestens zwei von X und Y H darstellen, und
  • D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt,
  • welches gekennzeichnet ist durch Herstellen einer Fluorhalogenphenol- oder N-Acylfluorhalogenanilinverbindung der Formel I,
  • worin jedes X und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;- Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellen, daß mindestens ein X F darstellt, mindestens ein X oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X oder ein Y H darstellt und
  • D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt,
  • durch das hierin beschriebene Verfahren und anschließendes Entfernen der Brom- oder Chlorsubstituenten durch Reduktion unter Verwendung von bekannten Verfahren.
  • Die Erfindung beinhaltet weiter Fluorpyridiniumsalzverbindungen der Formel III Formel III
  • worin
  • jedes Z H, Cl oder CCl&sub3; mit der Maßgabe darstellt, daß nicht mehr als vier Z H darstellen und ein oder zwei Z CCl&sub3; darstellen und
  • A-(C&sub1;-C&sub4;)RFSO&sub3;-, FSO&sub3;-, SbF&sub6;-, EF&sub4;-, PF&sub6;-, TaF&sub6;- oder NbF&sub6;darstellt.
  • N-Fluorpyridiniumsalze mit Tetrafluorboratanionen sind oft bevorzugt sowie Salze mit N-Fluor-2-chlor-6- (trichlormethyl)pyridiniumkationen.
  • Die Fluorhalogenphenole und N-Acylfluorhalogenaniline, hergestellt nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, sind gekennzeichnet durch einen Fluorsubstituenten in einer Ortho- oder Parastellung und mindestens einen Chlor- oder Bromsubstituenten. Diese Verbindungen beinhalten die Phenole der Formel I (D stellt OH dar), worin jedes X und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Er, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C1-C-Alkyl) mit der Maßgabe darstellen, daß mindestens ein X F darstellt, mindestens ein X oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X oder ein Y H darstellt und die N-Acylaniline der Formel I (D stellt NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) dar), worin X und Y in derselben Weise bestimmt sind.
  • Typische Beispiele von Fluorhalogenphenolen, die durch das Verfahren hergestellt werden können, beinhalten 2-Fluor-4- bromphenol, 2-Fluor-4-chlorphenol, 2-Fluor-3-Bromphenol, 2- Fluor-5-chlorphenol, 2-Fluor-4, 6-dichlorphenol, 2-Fluor-4- brom-6-methylphenol, 2-Fluor-5-chlor-4-butoxyphenol, 2-Fluor- 4-(trifluormethyl)-6-chlorphenol, 2, 6-Difluor-4-bromphenol, 3-Fluor-5-brom-salicylsäure, Methyl 5-fluor-3-chlorsalicylat, 4-Fluor-2,6-dichlorphenol, 4-Fluor-2-brom-6-methylphenol, 2- Fluor6-brom-4-cyanophenol und 2,4-Difluor-6-chlor-5- (trifluormethyl)phenol.
  • Typische Beispiele von N-Acylfluorhalogenanilinen, die mit dem Verfahren hergestellt werden können, beinhalten N-Acetyl- 2-fluor-4-bromanilin, N-Acetyl-2-fluor-4-chloranilin, N- Butanoyl-2-fluor-5-brom-4-methylanilin, N-Propanoyl-2-fluor- 5-chloranilin, N-Acetyl-2-f luor-4,6-dichloranilin, N-Acetyl- 2-fluor-4-brom-6-chloranilin, N-(1-Methylethanoyl)-2-fluor-5- chlor-4-(1,1-dimethylethyl)anilin, N-Acetyl-2-fluor-6- (trifluormethyl)-4-bromanilin, N-Acetyl-2,6-difluor-4- bromanilin, N-Acetyl-3-fluor-5-bromanthranilsäure, Methyl N- acetyl-5-fluor-3-chloranthranilat, N-Acetyl-4-fluor-2,6- dichloranilin, N-Acetyl-4-fluor-2-chlor-6-ethylanilin und N- Acetyl-2,4-difluor-5-chlor-6-(trifluormethyl)anilin.
  • Die Ausgangsmaterialien, Halogenphenole und N-Acylaniline, der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Chlor- oder Bromsubstituenten haben. Diese Verbindungen beinhalten die Phenole der Formel II (D stellt OH dar), worin jedes X' und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;- Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß mindestens ein X' F darstellt, mindestens ein X' oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X' oder ein Y H darstellt und die N- Acylaniline der Formel II (D stellt NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) dar), worin X' und Y in derselben Weise bestimmt sind. Typische Beispiele von geeigneten Ausgangsmaterialien beinhalten 4- Chlorphenol, 4-Bromphenol, N-Acetyl-4-brom-2- (trifluormethyl)-anilin und andere Phenole und N-Acylaniline, die analog zu den Produktverbindungen sind, die oben genannt wurden, außer daß sie ein oder mehrere Fluoratome nicht haben. Es ist bevorzugt, Ausgangsphenole und -aniline einzusetzen, bei denen die Möglichkeit nicht besteht, daß sie Isomere durch Reaktion von nicht identischen, sich abwechselnden 2-, 4- und 6-Positionen bilden. So sind z.B. symmetrische Phenole und Aniline, in denen eine oder zwei der Ortho- und Parastellungen (X'-Substituenten) nicht Wasserstoff sind, oft bevorzugt.
  • Geeignete Ausgangsmaterialien, N-Fluorpyridiniumsalze, sind die, die durch Formel III angegeben sind, worin jedes Z unabhängig H, Cl, F, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CN, CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;- Alkyl), CF&sub3; oder CCl&sub3; mit der Maßgabe darstellt, daß nicht mehr als zwei von Z CN, CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl), CF&sub3; oder CCl&sub3; darstellen und A- ein Anion darstellt, das das N- Fluorpyridiniumkation stabilisiert, wie etwa (C&sub1;-C&sub4;) RFSO&sub3;-, FSO&sub3;-, SbF&sub6; -, BF&sub4;-, PF&sub6;-, TaF&sub6;- oder NbF&sub6;-.
  • Es ist oft bevorzugt, ein N-Fluorpyridiniumsalz einzusetzen, das von unsubstituiertem Pyridin abgeleitet ist. Solche von Picolinen und Lutidinen abgeleiteten sind auch manchmal bevorzugt. Bei anderen Durchführungen sind N- Fluorpyridiniumsalze, die von Chlorpyridinen abgeleitet sind, wie etwa 2,6-Dichlorpyridin, 3,5-Dichlorpyridin, 2,3,5,6- Tetrachlorpyridin und ähnliche oder von Chlor(trichlormethyl)pyridinen, wie etwa 2-Chlor-6- (trichlormethyl)pyridin bevorzugt. Bevorzugte Anionen (A-) beinhalten CF&sub4;- und CF&sub3;SO&sub3;-.
  • Viele N-Fluorpyridiniumsalzreagenzien sind auf dem Gebiet bekannt, z.B. in europäischer Patentanmeldung 204,535, veröffentlicht 10. Dezember 1986 und Tetrahedron Letters, 27, 3271-3274 (1986). Die Verbindungen von Formel III, worin ein oder zwei der Z-Substituenten CCl&sub3; sind, sind jedoch neu. Die vorliegende Erfindung betrifft diese neuen Fluorierungsmittel als Verbindungen. N-Fluorpyridiniumsalze, die von 2-Chlor-6- (trichlormethyl)pyridin abgeleitet sind, sind von besonderem Interesse.
  • Die N-Fluorpyridiniumsalze der Formel III mit einer oder zwei Trichlormethylgruppen als Substituenten werden im allgemeinen hergestellt durch Zugabe von Fluorgas, das mit Helium oder Stickstoff verdünnt ist, zu einer Lösung einer geeignet substituierten Pyridinverbindung und einer Perfluormetalloidverbindung, wie etwa Bortrifluorid oder Tantalpentafluorid oder ein Alkalimetallsalz einer sehr starken Säure, wie etwa Trifluormethansulfonsäure oder Fluorsulfonsäure, in einem inerten Lösungsmittel, wie etwa Acetonitril. Die Reaktion wird typischerweise unter Kühlen auf Temperaturen unterhalb 10ºC und unter gutem Mischen durchgeführt. Eine Menge von Fluor und von Perfluormetalloidverbindung oder Alkalimetallsalz einer sehr starken Säure im Überschuß der theoretisch benötigten Menge der vorhandenen Pyridinverbindung wird oft vorteilhafterweise verwendet. Das gewünschte Salz bildet sich schnell und kann gewonnen oder im wesentlichen sofort verwendet werden. Die hergestellten N-Fluorpyridiniumsalze sind gewöhnlich Feststoffe, die durch Zugabe eines Nichtlösungsmittels, wie etwa Ethylether oder Pentan, gewonnen werden können und Sammeln der Feststoffe durch Filtration oder Zentrifugation, die sich bilden. Alternativ können die Feststoffe durch Verdunstung des Lösungsmittels unter vermindertem Druck gewonnen werden oder das erhaltene Gemisch kann als ein Fluorierungsmittel ohne Isolieren des N-Fluorpyridiniumsalzes verwendet werden.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird im allgemeinen in einem Lösungsmittel durchgeführt. Geeignete Lösungsmittel sind solche, welche nicht mit N-Fluorpyridiniumsalzen unter den Reaktionsbedingungen reagieren, bei welchen die Ausgangsmaterialien mindestens etwas löslich sind und welche bei 40ºC oder höher sieden. Acetonitril, Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, 1,2-Dichlorethan, 1,1,2- Trichlorethan, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethylen, 1,1,2,2-Tetrachlorethan, Perchlorethylen, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethoxyethan, Chlorbenzol und 1,2-Dichlorbenzol sind Beispiele geeigneter Lösungsmittel. 1,1,2-Trichlorethan ist manchmal bevorzugt. Gemische von Lösungsmitteln können auch verwendet werden. Ein Lösungsmittel kann nicht nötig sein, wenn das Gemisch der Ausgangsmaterialien flüssig ist und das N-Methylpyridiniumsalz eine gewisse Löslichkeit in der zu fluorierenden Verbindung hat, aber es ist im allgemeinen bevorzugt, eines zu verwenden.
  • Das Verfahren wird unter für Fluorierung zweckdienlichen Bedingungen ausgeführt. Temperaturen von 30ºC bis 120ºC werden gewöhnlich verwendet. Temperaturen oberhalb 40ºC sowie Temperaturen unterhalb 100ºC sind im allgemeinen bevorzugt. Das Verfahren verläuft gut bei jedem Druck, der mit dem Lösungsmittel und der verwendeten Temperatur kompatibel ist. Es ist im allgemeinen bevorzugt, das Verfahren bei atmosphärischem Druck oder unter dem Gegendruck, der typischerweise in industriellen Reaktoren gefunden wird, durchzuführen. Die Reaktion wird gewöhnlich in Abwesenheit von lediglich zufällig vorhandenem Wasser ausgeführt und Mittel werden manchmal angewendet, um Wasser aus dem System auszuschließen. Das Verfahren wird manchmal unter einer Decke eines inerten Gases ausgeführt, wie etwa Stickstoff oder Argon, um Sauerstoff auszuschließen. Rühren wird gewöhnlich angewendet, um kontinuierliches ganzheitliches Mischen sicherzustellen.
  • Die Reaktanten können in jeder Reihenfolge gemischt werden. Sie werden typischerweise kombiniert und das Gemisch wird dann auf die gewünschte Reaktionstemperatur unter Rühren erwärmt. Die Reaktion verbraucht äquimolare Mengen der Reaktanten, wenn Monofluorierung gewünscht ist und zwei Mol von N-Fluorpyridiniumsalz zu einem von Halogenphenol oder N- Acylhalogenanilin, wenn Difluorierung gewünscht ist. Es werden im allgemeinen ungefähr die theoretisch verbrauchten Verhältnisse der Ausgangsmaterialien für die gewünschte Reaktion verwendet, aber ein erheblicher Überschuß von einem oder dem anderen kann mit Erfolg verwendet werden. Es ist oft vorteilhaft, einen Überschuß von dem N-Fluorpyridiniumsalz zu verwenden.
  • Die Reaktion wird fortgesetzt, bis sich eine signifikante Menge des gewünschten Produkts gebildet hat. Die genaue Zeit wird von den Ausgangsmaterialien, Lösungsmittel und der Temperatur und anderen Verfahrensvariablen abhängen. Im allgemeinen sind Reaktionszeiten von 1 bis 30 Stunden geeignet.
  • Die im Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Fluorhalogenphenole und N-Acylfluorhalogenaniline können durch gebräuchliche Methoden gewonnen werden. Z.B. kann jedes Lösungsmittel durch Verdunstung unter vermindertem Druck entfernt werden und der Rest unter reduziertem Druck fraktionierend destilliert oder, wenn es ein Feststoff ist, aus einem Lösungsmittel umkristallisiert werden.
  • Die gewünschten Produkte können im allgemeinen mit Ausbeuten von 40 % oder mehr erhalten werden. Die Ausbeute für jedes spezifisch gewünschte Produkt kann durch Auswahl des besten N-Fluorpyridiniumsalz-Fluorierungsmittels, des besten Lösungsmittels und der besten Temperatur optimiert werden. Die nötige Auswahl kann leicht unter Verwendung der Verfahrensbedingungen und der Lehre der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen in Verbindung mit denen der beschriebenen früheren Technik gemacht werden.
  • Die Produkte des vorliegenden Verfahrens, Verbindungen der Formel II, sind geeignete Zwischenprodukte, die direkt eingesetzt werden können, um eine große Vielzahl von Endgebrauchsgütern herzustellen.
  • Die Produkte der Formel 1, worin jedes X und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellen, daß mindestens ein X F darstellt, mindestens ein X oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X oder ein Y H darstellt, und D Oh oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt, kann zur Herstellung der Verbindungen von Formel 1 verwendet werden&sub1; worin jedes X und jedes Y unabhängig H, F, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;- Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß mindestens ein X F darstellt und mindestens zwei X oder ein Y H darstellt, und D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt, d.h. Phenole und N-Acylaniline, die mindestens einen Fluorsubstituenten in einer 2-, 4- oder 6-Position besitzen, keine Brom- oder Chlorsubstituenten und nicht mehr als drei Gesamtsubstituenten. Die Transformation kann ausgeführt werden durch bekannte Reduktionsverfahren, die typischerweise angewendet werden, um Chlor- oder Bromsubstituenten selektiv zu Wasserstoff in Gegenwart von Fluorsubstituenten zu reduzieren. Verschiedene geeignete Verfahren sind zusammengefaßt in March's Advanced Organic Chemistry, 3. Ausgabe, S. 510 - 511. Z.B. kann die Reduktion mit Natriumformat unter Verwendung eines Palladium auf Kohlenstoffkatalysators erreicht werden. Diese Reduktion wird im allgemeinen in einem alkoholischen Lösungsmittel durchgeführt, wie etwa 2-Propanol, bei einer Temperatur zwischen 30ºC und 100ºC. Sie ist im allgemeinen innerhalb weniger Stunden abgeschlossen.
  • Beispiele von Fluorphenolen und Fluoranilinen, die in der oben dargestellten Weise hergestellt werden können, beinhalten 2-Fluorphenol, 2-Fluor-4-cyanophenol, 3- Fluorsalicylsäure, 4-Fluor-2-methylphenol, 2, 6-Difluorphenol, N-Acetyl-2,6-difluoranilin, N-Acetyl-2-fluoranilin, N-Acetyl- 2-fluor-6-(trifluormethyl)anilin und N-Propionyl-3- fluoranthranilsäure.
  • Die folgenden Beispiele werden vorgelegt, um die Erfindung zu beschreiben.
    • Beispiel 1 - Herstellung von N-Fluor-2,6- dichlorpyridiniumtrifluormethansulfonat
  • Ein 100 ml (Milliliter) 3-Halsrundbodenkolben wurde ausgerüstet mit einem magnetischen Rührfisch, einem Fluorheliumeinlaßschlauch und einem Gasauslaßschlauch, verbunden mit einer granulären Aluminiumoxidfalle und dann mit einer 5 % wäßrigen Laugenfalle. Eine 1,0 g (Gramm) (6,8 mmol (Millimol)) Probe von 2,6-Dichlorpyridin, 1,03 g (6, mmol) von Natriumtrifluormethansulfonat und 40 ml von wasserfreiem Acetonitril wurden zugegeben und das Gemisch wurde auf -40ºC abgekühlt. Ein 1 : 9 Gemisch von Fluor und Helium wurde dann in das Gemisch unter Rühren mit einer Geschwindigkeit von 30 ml pro Minute zugegeben, bis 15 mmol von Fluor zugegeben waren. Das Fluorgasgemisch wurde ersetzt durch Stickstoffgas und das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Das Gemisch wurde filtriert und das Filtrat wurde durch Verdunstung unter reduziertem Druck konzentriert, um 0,75 g (40 % der Theorie) der Titelverbindung als einen gelblichen Feststoff zu ergeben. Die Verbindung hatte ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN, CFCl&sub3; Standard) bei 31,6 ppm (5) N-F und -78 ppm (5) CF&sub3; in einem 1 : 3 Verhältnis, wie erforderlich gemäß der Struktur.
    • Beispiel 2 - Herstellung von N-Fluor-2-chlor-6- (trichlormethyl)pyridiniumtetrafluorborat
  • Ein 250 ml 3-Halsrundbodenkolben wurde ausgerüstet mit einem magnetischen Rührfisch, einem Fluorheliumeinlaßschlauch und einem Gasauslaßschlauch, verbunden mit einer granulären Aluminiumoxidfalle und dann mit einer 5 % wäßrigen Laugenfalle. Eine 5,0 g (21,8 mmol) Probe von 2-Chlor-6- (trichlormethyl)pyridin, 3,0 ml Bortrifluoridetherat und 40 ml von wasserfreiem Acetonitril wurden zugegeben und das Gemisch auf 3ºC bis 5ºC abgekühlt. Ein 1 : 9 Gemisch von Fluor und Helium wurde dann in das Gemisch unter Rühren mit einer Geschwindigkeit von 50 ml pro Minute zugegeben, bis 33 mmol von Fluor zugegeben waren. Das Fluorgasgemisch wurde ersetzt durch Stickstoffgas, und das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Diethylether (80 ml) wurde zugegeben und der Feststoff, der sich bildete, wurde durch Filtration gesammelt. Die 4,37 g von dem erhaltenen gebrochen weißen Feststoff wurden aus Ethylacetat umkristallisiert, um 4,25 g (60 % der Theorie) der Titelverbindung als einen weißen Feststoff zu erhalten, der bei 170 bis 172ºC schmilzt. Die Verbindung hatte ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN, CFCl&sub3; Standard) bei 29,5 ppm (s) N-F und -150,8 ppm (s) BF&sub4; in einem Verhältnis von 1 : 4 wie erforderlich gemäß der Struktur.
  • Die folgenden Verbindungen wurden hergestellt in derselben Weise und als weiße Feststoffe erhalten:
  • N-Fluor-2-chlor-4-(trichlormethyl)pyridiniumtetrafluorborat, Smp. 167 - 169ºC, ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN) bei 39,9 ppm (s) N-F und -150,9 ppm (s) BF&sub4; (62 Prozent Ausbeute);
  • N-Fluor-2,3-dichlor-6- (trichlormethyl)pyridiniumtetrafluorborat&sub1; Smp. 171 - 172ºC, ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN) bei 40,0 ppm (s) N-F- und -150,3 ppm (s) BF&sub4; (42 Prozent Ausbeute);
  • N-Fluor-2-chlor-5-(trichlormethyl)pyridiniumtetrafluorborat, ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN) bei 41,9 ppm (s) N-F und-150,9 ppm (s) BF&sub4; und ¹H NMR Absorption bei 10,04 ppm (d, d),9,12 ppm (d, d) und 8,53 ppm (m) (82 Prozent Ausbeute);
  • N-Fluor-2,3,4-trichlor-6- (trichlormethyl)pyridiniumtetrafluorborat, ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN) bei 37,6 ppm (s) N-F und -150,1 ppm (s) BF&sub4; und eine ¹H NMR Absorption bei 8,01 ppm (d) (55 Prozent Ausbeute);
  • N-Fluor-2,6-dichlor-4- (trichlormethyl)pyridiniumtetrafluorborat, ¹&sup9;F NMR Absorption (CD&sub3;CN) bei 35,0 ppm (s) N-F und -150,3 ppm (s) BF&sub4; und ¹H NMR Absorption bei 8,85 ppm (d) (63 Prozent Ausbeute); und
  • N-Fluor-2,3,5,6-tetrachlorpyridiniumtetrafluorborat (43 Prozent Ausbeute)
    • Beispiel 3 - Herstellung von 2-Fluor-4-chlorphenol
  • a) Ein Gemisch von 1,29 g (10,0 mmol) von 4-Chlorphenol, 2,47 g (10,0 mmol) von N-Fluorpyridiniumtriflat und 50 ml von 1,1,2-Trichlorethan wurde in einen 100 ml 3- Halsrundbodenkolben gegeben, der mit einem magnetischen Rührf isch, einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet war. Das Gemisch wurde auf 45ºC erwärmt und für 23 Stunden bei dieser Temperatur reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen und die flüchtigen Bestandteile wurden durch Verdunsten unter reduziertem Druck entfernt. Analyse des Restes durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors und durch ¹&sup9;F und ¹H NMR zeigte an, daß das Titelerzeugnis in 42 Prozent Umwandlung vorhanden war.
  • b) Das Verfahren von a) wurde verwendet, außer daß 3,21 g (10, 0 mmol) von N-Fluor-2,3,5,6- tetrachlorpyridiniumfluorborat als das Fluorierungsmittel verwendet wurde. Beim Mischen entstand leichte Exotherme. Das Gemisch wurde auf 45ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 3 Stunden reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen und die flüchtigen Bestandteile wurden durch Verdunsten unter vermindertem Druck entfernt. Analyse des Restes durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors zeigte an, daß das Titelerzeugnis in 81 Prozent Umwandlung vorhanden war.
  • c) Das Verfahren von a) wurde verwendet, außer daß 3,33 g von N-Fluor-2-chlor-6-(trichlormethyl)-pyridiniumfluorborat als das Fluorierungsmittel verwendet wurde. Beim Mischen entstand leichte Exotherme. Das Gemisch wurde auf 45ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 3 Stunden reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen und die flüchtigen Bestandteile wurden durch Verdunsten unter vermindertem Druck entfernt. Der Rest wurde destilliert und die Fraktion, die bei 96 bis 98ºC unter 40 mm (Millimeter) Hg-Druck (5,3 kPa (Kilopascal)) siedet, wurde gesammelt, um 1,0 g (68 % der Theorie) der Titelverbindung zu erhalten. Die Produktidentität wurde bestätigt durch seine bekannten ¹&sup9;F und ¹H NMR Spektra.
  • d) Das Verfahren von a) wurde verwendet, außer daß 0,64 g von 4-Chlorphenol verwendet wurde, das Fluorierungsmittel war 1,89 g von N-Fluor-2,3-dichlor-6- (trichlormethyl)pyridiniumfluorborat und 40 ml Lösungsmittel wurde verwendet. Beim Mischen entstand leichte Exotherme. Das Gemisch wurde auf 45ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 3 Stunden reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen und die flüchtigen Bestandteile wurden durch Verdunsten unter vermindertem Druck entfernt. Analyse des Restes durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors zeigte an, daß das Titelerzeugnis in 69 % Ausbeute vorhanden war.
    • Beispiel 4 - Herstellung von 2-Fluor-4-bromphenol
  • Ein Gemisch von 0,86 g von 4-Bromphenol, 1,67 g von N-Fluor- 2-chlor-6-(trichlormethyl)pyridiniumfluorborat und 40 ml von 1,1,2-Trichlorethan wurde in einen 100 ml 3- Halsrundbodenkolben gegeben, der mit einem magnetischen Rührfisch, einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet war. Das Gemisch wurde auf 45ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 23 Stunden unter Stickstoff reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen. Analyse durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors zeigte an, daß das Titelerzeugnis in 74 % Umwandlung vorhanden war. Die Produktidentität wurde bestätigt durch seine bekannten ¹&sup9;F und ¹H NMR Spektren.
  • Das obige Verfahren wurde mit einer Vielzahl von N- Fluorpyridiniumsalzen wiederholt und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
    • Beispiel 5 - Herstellung von 4-Fluor-2,6-dichlorphenol
  • Ein Gemisch von 0,82 g von 2,6-Dichlorphenol, 1,67 g von N- Fluor-2-chlor-6-(trichlormethyl)-pyridiniumfluorborat und 40 ml von 1,1,2-Trichlorethan wurde in einen 100 ml 3- Halsrundbodenkolben gegeben, der mit einem magnetischen Rührfisch, einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet war. Das Gemisch wurde auf 55ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 8 Stunden unter Stickstoff reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen. Analyse durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors zeigte an, daß das Titelerzeugnis in 24 Prozent Umwandlung vorhanden war. Die Produktidentität wurde bestätigt durch seine bekannten ¹&sup9;F und ¹H NMR Spektren.
    • Beispiel 6 - Herstellung von N-Acetyl-2-fluor-4-bromanilin
  • Ein Gemisch von 1,17 g (5,0 mmol) von N-Acetyl-4-bromanilin, 1,20 g (5,0 mmol) von N-Fluorpyridiniumtriflat und 50 ml von 1,1,2-Trichlorethan wurde in einen 100 ml 3- Halsrundbodenkolben gegeben, der mit einem magnetischen Rührf isch, einem Thermometer und einem Rückflußikondensator ausgerüstet war. Das Gemisch wurde auf 100ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für 20 Stunden reagieren gelassen. Das Gemisch wurde dann abkühlen gelassen und die flüchtigen Bestandteile wurden durch Verdunsten unter reduziertem Druck entfernt. Analyse des Restes durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors zeigte an, daß das Titelerzeugnis in 28 Prozent Ausbeute vorhanden war, und daß der Rest von N- Acetyl-4-bromanilin als nicht reagiertes Material immer noch vorhanden war.
    • Beispiel 7 - Herstellung von 2-Fluorphenol
  • a) Ein Gemisch von 0,74 g (5,0 mmol) von 2-Fluor-4- chlorphenol, 0,68 g (10,0 mmol) von Natriurnformat, 0,2 g von 1,0 % Palladium auf Kohlenstoffkatalysator und 30 ml von 2- Propanol wurden in einen 100 ml 3-Halsrundbodenkolben gegeben, der mit einem magnetischen Rührfisch, einem Thermometer und einem Rückflußkondensator ausgerüstet war. Das Gemsich wurde auf 65ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 3 Stunden reagieren gelassen. Es wurde dann abkühlen gelassen, filtriert und das Filtrat wurde durch Verdunsten unter reduziertem Druck konzentriert. Analyse des Restes durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors und durch ¹&sup9;F und ¹H NMR Spektroskopie zeigte an, daß dies die Titelverbindung war und daß sie in 95 % Ausbeute erhalten wurde.
  • b) Dem Verfahren von a) wurde gefolgt, außer daß 2,96 g von 2-Fluor-4-chlorphenol, 2,72 g von Natriumformat, 0,2 g Katalysator und 40 ml von 2-Propanol verwendet wurden. Das Gemisch wurde auf 65ºC erwärmt und bei dieser Temperatur für 3 Stunden reagieren gelassen. Es wurde dann abkühlen gelassen, futriert und das Filtrat wurde durch Verdunsten unter reduziertem Druck konzentriert. Analyse des Restes durch standardisierte Gasflüssigkeitschromatographie unter Verwendung eines Massenspektrometerdetektors zeigte an, daß es 98 % der Titelverbindung war. Der Rest wurde Flashdestilliert, um 1,84 g (61 % der Theorie) der Titelverbindung zu erhalten, die bei 90 bis 92ºC unter 70 mm Hg (9,3 kPa) Druck siedet.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Fluorhalogenphenol- oder N-Acylfluorhalogenanilinprodukts der Formel
worin
jedes X und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß mindestens ein X F darstellt, mindestens ein X oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X oder ein Y H darstellt und
D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt,
welches gekennzeichnet ist durch Inkontaktbringen einer Halogenphenol- oder N-Acylhalogenanilinausgangsverbindung der Formel
worin
jedes X' unabhängig H, F, Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;- Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß ein X' H darstellt, mindestens ein Y oder ein zusätzliches X' H darstellt und mindestens ein X' oder ein Y Cl oder Br darstellt und
D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt,
mit einem N-Fluorpyridiniumsalz-Fluorierungsmittel der Formel
worin
jedes Z unabhängig H, Cl, F, C&sub1; - C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CN, CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl), CF&sub3; oder CCl&sub3; mit der Maßgabe darstellt, daß nicht mehr als zwei Z CN, CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl), CF&sub3; oder CCl&sub3; darstellen, und
A- (C&sub1;-C&sub4;)RFSO&sub3;-, FSO&sub3;-, SbF&sub6;-, BF&sub4;-, PF&sub6;-, TaF&sub6;- oder NbF&sub6;darstellt,
unter Rühren in einem inerten Lösungsmittel bei 30ºC bis 120ºC.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin D OH darstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin D NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Anion A- des Fluorierungsmittels EF&sub4;- ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Halogenphenolausgangsverbindung 4-Chlorphenol oder 4- Bromphenol ist und das Produkt 2-Fluor-4-chlorphenol oder 2-Fluor-4-bromphenol ist.
6. Verfahren nach Anspruch 3, worin die Ausgangsverbindung N-Acetyl-4-chloranilin oder N-Acetyl-4-bromanilin ist.
7. Verfahren zur Herstellung einer Fluorphenol- oder N- Acylfluoranilinverbindung der Formel
worin jedes X unabhängig H, F, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellt, daß mindestens ein X F darstellt und mindestens zwei von Y und X H darstellen, und
D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt, welches gekennzeichnet ist durch
a) Herstellen eines Fluorhalogenphenol- oder N- Acylfluorhalogenanilinprodukts der Formel
worin
jedes X und jedes Y unabhängig H, F, Cl, Br, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy, CF&sub3;, CN, CO&sub2;H oder CO&sub2;(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) mit der Maßgabe darstellen, daß mindestens ein X F darstellt, mindestens ein X oder ein Y Cl oder Br darstellt und mindestens ein X oder ein Y H darstellt und
D OH oder NHCO(C&sub1;-C&sub4;-Alkyl) darstellt,
durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 und
b) anschließendes Entfernen aller Chlor- und Bromsubstituenten durch Reduktion unter Verwendung bekannter Verfahren.
8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Halogenphenolausgangsverbindung 4-Chlorphenol oder 4- Bromphenol ist und die erhaltene Verbindung 2-Fluorphenol ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Ausgangsverbindung N-Acetyl-4-chloranilin oder N-Acetyl-4-bromanilin ist und N-Acetyl-2, 6-difluoranilin oder N-Acetyl-2-fluoranilin erhalten wird.
10. Verbindung der Formel
worin Z H, Cl oder CCl&sub3; mit der Maßgabe darstellt, daß nicht mehr als 4 der Z H und 1 oder 2 der Z CCl&sub3; darstellen und
A- (C&sub1;-C&sub4;)RFSO&sub3;-, FSO&sub3;-, SbF&sub6;-, BF&sub4;-, PF&sub6;-, TaF&sub6;- oder NbF&sub6;darstellt.
11. Verbindung nach Anspruch 10, worin A- BF&sub4;- darstellt.
12. Verbindung nach Anspruch 11, die N-Fluor-2-chlor-6- (trichlormethyl)pyridiniumfluorborat ist.
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