DE69819504T2

DE69819504T2 - Verfahren zur herstellung von 2-alkylthiobenzonitril-derivaten

Info

Publication number: DE69819504T2
Application number: DE69819504T
Authority: DE
Inventors: Didier Bernard; Alain Truchon
Original assignee: Bayer CropScience SA
Current assignee: Bayer CropScience SA
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2018-07-04
Also published as: TW528744B; CN1143846C; BR9810687B1; KR20010015546A; ATE253553T1; US6506926B1; DE69819504D1; EP0994852B1; ZA985771B; AU8863698A; CA2295910A1; BR9810687A; PL337895A1; HUP0003321A3; HU228842B1; JP4172612B2; IL133815A0; IL133815A; KR100573559B1; CN1267283A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung bestimmter 2-Alkylthio-substituierter Benzonitrile, welche als chemische Zwischenverbindungen nützlich sind, beispielsweise zur Herstellung von herbizidwirksamen Verbindungen.
2-Alkylthio-substituierte Benzonitrile sind Zwischenverbindungen bei der Herstellung von Agrochemikalien wie Herbiziden, wie sie beispielsweise in EP 0 527 036 beschrieben sind. Die Herstellung bestimmter 2-Alkylthiobenzonitrile ist in US 5,633,384 beschrieben.
Es ist wünschenswert, derartige Verbindungen in hoher Ausbeute bereitzustellen und auch neue Verfahren zu entwickeln, welche die effiziente Ersetzung von 2-Nitro- oder 2-Halogen-substituierten Benzonitrilen ermöglichen, um 2-Alkylthio-substituierte Benzonitrile zu liefern.
Die vorliegende Erfindung trachtet danach, ein eine hohe Ausbeute lieferndes Verfahren zur Herstellung von 2-Alkylthiosubstituierten Benzonitrilen bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zur Herstellung eines 2-Alkylthio-substituierten-Benzonitrilderivats der Formel (I):
bereit, worin R₁ C_1-6-Alkyl darstellt;
R₂ C_1-6-Halogenalkyl bedeutet; und
R₄ Wasserstoff darstellt;
welches das Umsetzen einer Verbindung der Formel (II):
worin R₂ und R₄ wie hierin vorstehend definiert sind und R₃ Nitro oder ein Halogenatom, welches unter Fluor, Chlor und Brom ausgewählt ist, darstellt, mit einer Verbindung der Formel R₁S-X umfaßt, worin R₁ wie hierin vorstehend definiert ist und X Wasserstoff oder ein Alkalimetall darstellt, wobei die Reaktion nicht in einem Zweiphasensystem aus Wasser und einem weiteren Lösungsmittel mit einer geringen Löslichkeit in Wasser in Gegenwart eines Phasentransferkatalysators durchgeführt wird.
R₁, stellt vorzugsweise Methyl dar.
R₂ stellt vorzugsweise Trifluormethyl dar.
R₃ stellt vorzugsweise Nitro oder Chlor dar.
X stellt vorzugsweise ein Natrium-, Kalium- oder Lithiumatom dar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bedeutet R₁ C_1-6-Alkyl (Methyl ist am stärksten bevorzugt);
stellt R₂ C1-6-Halogenalkyl dar (Trifluormethyl ist am stärksten bevorzugt;
bedeutet R₃ Nitro oder ein Halogenatom, welches unter Fluor, Chlor und Brom ausgewählt ist (Nitro oder Chlor sind am stärksten bevorzugt); und
stellt R₄ Wasserstoff dar.
Die vorstehende Umsetzung zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) durch Reaktion einer Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel R₁S-X kann unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel durchgeführt werden, wie aromatischer Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Toluol oder Xylol, Ether, wie Tetrahydrofuran, Dioxan oder tert.-Butylmethylether; Amide, wie N,N-Dimethylformamid; Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid; oder Ketone, beispielsweise Methylethylketon oder Aceton. Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittel ist Aceton, wahlweise in Gegenwart von Wasser. Es wurde festgestellt, daß die Reaktion unter diesen Bedingungen in exzellenten Ausbeuten fortschreitet.
Eine bevorzugte Verbindung der Formel R₁S-X ist Natriumthiomethoxid, welches in trockener fester Form oder zweckmäßigerweise als eine Lösung in Wasser verwendet werden kann.
Wenn X Wasserstoff ist, ist im Reaktiosgemisch allgemein eine Base vorhanden. Beispiele geeigneter Basen sind Alkalimetall- oder Erdalkalimetallcarbonate, -alkoxide oder -hydride wie Kaliumcarbonat, Kalium-tert.-butoxid oder Natriumhydrid, oder Amidinbasen wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en oder 1,1,3,3-Tetramethylguanidin.
Die Reaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa –20°C bis etwa 120°C, vorzugsweise von etwa 10°C bis etwa 60°C und am stärksten bevorzugt von etwa 10°C bis etwa 40°C durchgeführt.
Das Molverhältnis von Benzonitrilderivat der Formel (II): Alkylthiol (oder dem Metallsalz hievon) der Formel (R₁S-X) beträgt im allgemeinen von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 4, vorzugsweise von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 2,5 und am stärksten bevorzugt von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 1,2.
Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Beispiel 1
Herstellung von 2-Methylthio-4-trifluormethylbenzonitril
Natriumthiomethoxid (366 g einer 21%igen wäßrigen Lösung, 1,1 M) wurde während 3 Stunden zu einer Lösung von 2-Nitro-4-trifluormethylbenzonitril (220,5 g, 1,0 M) in Aceton (340 g) unter Rühren bei 20°C bis 30°C zugesetzt. Das Rühren wurde während einer weiteren Stunde fortgesetzt und die zwei flüssigen Phasen wurden getrennt. Die obere Schicht (eine Lösung des Produkts in Aceton) wurde bei 20°C gehalten, woraufhin 2-Methylthio-4-trifluormethylbenzonitril kristallisierte (213 g), Fp. 82°C. Die Ausbeute betrug 97% mit einer Produktreinheit > 96%.
Beispiel 2
Methanthiol (278 g, 5,78 M) wurde während 20 Minuten zu einem gerührten Gemisch von Aceton (5 Liter) und Kaliumcarbonat (593 g, 4,29 M) bei –15°C zugesetzt. Eine Lösung von 2-Nitro-4-trifluormethylbenzonitril (618 g, 2,86 M) in Aceton (500 ml) wurde während 10 Minuten zugesetzt. Das Gemisch wurde unter Rühren während 23 Stunden auf 20°C erwärmen gelassen und anschließend während 2 Stunden bei 55°C erhitzt, um den Großteil des Methanthiols zu entfernen, und anschließend während 4 Stunden mit Stickstoff gespült. Das Gemisch wurde auf Eis/Wasser geleert, der Feststoff wurde abfiltriert, gewaschen und getrocknet, um 2-Methylthio-4-trifluormethylbenzonitril (550 g) zu ergeben. Die Produktausbeute betrug 89%.
Beispiel 3
Natriumthiomethoxid (37 g einer 21%igen wäßrigen Lösung, 0,11 M) wurde während 2 Stunden zu einer Lösung von 2-Chlor-4-trifluormethylbenzonitril (20,56 g, 0,099 M) in Aceton (34 g) unter Rühren bei 30°C bis 35°C zugesetzt. Nach weiteren 2,5 Stunden bei 30 bis 35°C und 3 Stunden bei 60°C, erfolgte eine weitere Zugabe von Natriumthiomethoxid (3,4 g einer 21%igen wäßrigen Lösung, 0,01 M). Das Gemisch wurde während 2 Stunden bei 60°C gehalten, gekühlt und die organische Phase wurde abgedampft, um 2-Methylthio-4-trifluormethylbenzonitril (20,3 g), Fp. 80°C, zu ergeben. Die Ausbeute des Produktes betrug 91% mit einer Reinheit von 97%.
Die Verbindungen der Formel (II) und (III) und Verfahren zu deren Herstellung sind bekannt oder sie können durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Sowohl die Verbindungen der vorstehenden Formel (I) als auch die herbizidwirksamen Verbindungen, für deren Herstellung sie verwendet werden können, sind in der Literatur beschrieben, beispielsweise in den europäischen Patenten mit den Veröffentlichungsnummern 0 418 175, 0 527 036 oder in WO/9500476.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I):
worin R₁ C_1-6-Alkyl darstellt; R₂ C_1-6-Halogenalkyl bedeutet ; und R₄ Wasserstoff darstellt; welches das Umsetzen einer Verbindung der Formel (II):
worin R₂ und R₄ wie hierin vorstehend definiert sind und R₃ Nitro oder ein Halogenatom, welches unter Fluor, Chlor und Brom ausgewählt ist, darstellt, mit einer Verbindung der Formel R₁S-X umfaßt, worin R₁ wie hierin vorstehend definiert ist und X Wasserstoff oder ein Alkalimetall darstellt, wobei die Reaktion nicht in einem Zweiphasensystem aus Wasser und einem weiteren Lösungsmittel mit einer geringen Löslichkeit in Wasser in Gegenwart eines Phasentransferkatalysators durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin R₁ Methyl darstellt, R₂ Trifluormethyl darstellt und R₄ Wasserstoff darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin R₃ Nitro oder Chlor darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin X für ein Natrium-, Kalium- oder Lithiumatom steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Reaktion in einem Lösungsmittel durchgeführt wird, welches unter aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ethern, Amiden, Sulfoxiden, Ketonen und Gemischen hievon ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das Lösungsmittel Aceton ist, wahlweise in Gegenwart von Wasser.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Molverhältnis von der Verbindung der Formel (II): Verbindung der Formel R₁S-X von 1 : 1 bis 1 : 4 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das Molverhältnis von der Verbindung der Formel (II): Verbindung der Formel R₁S-X von 1 : 1 bis 1 : 2,5 beträgt.