Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowego fluorku 4-fluoro-3-bromobenzoilu.Nowy fluorek 4-fluoro-3-bromobenzoilu otrzy¬ muje sie w sposób polegajacy na tym, ze chlorek p-chlorobenzylidynu najpierw poddaje sie bromo¬ waniu, nastepnie poddaje sie czesciowej hydrolizie grupe trójchlorometylowa i otrzymany pólprodukt poddaje sie reakcji ze srodkiem fluorujacym.Bromowanie prowadzi sie za pomoca elementar¬ nego bromu, lub zwiazku oddajacego brom na przyklad bromku sulfurylu lub bromojodu lub zwiazku kompleksowego zawierajacego brom na przyklad kompleksu dioksan-brom. Wedlug wyna¬ lazku w pierwszej operacji poddaje sie reakcji chlorek p-chlorobenizylidynu korzystnie z elemen¬ tarnym bromem. W celu zmniejszenia strat wydaj¬ nosci powodowanych nie calkowitym przereagowa- niem stosuje sie co najmniej równowazna molowo ilosc bromu, korzystnie jednak pewien nadmiar bromu. Stosuje sie na przyklad 1—1,2, korzystnie 1,03—1,15 mola bromu na jeden mol chlorku p-chlo¬ robenzylidynu.Bromowanie elementarnym bromem prowadzi sie wobec zwiazku przyspieszajacego bromowanie w pierscieniu zwiazku aromatycznego. Takimi zwiaz¬ kami sa na przyklad halogenki takie jak chlorki, bromki lub jodki glinu, zelaza, tytanu, cynku i antymonu oraz siarczek zelaza i jod. W przypadku, stosowania bromków jako halogenków mozna wpro- 10 15 20 25 2 wadzic do mieszaniny reakcyjnej podane metalu w postaci metalicznej, na przyklad proszku lub wió¬ rek, przy czym w wyniku reakcji z elementarnym bromem tworza sie bromki. Przykladami substancji przyspieszajacych bromowanie pierscieniowe zwiaz¬ ków aromatycznych sa: chlorek glinu, bromek gli- nu, chlorek zelazowy, bromek zelazowy, czterochlo¬ rek tytanu, czterobromek tytanu, chlorek cynku, bromek cynku, chlorek antymonu trójwartosciowe¬ go, bromek antymonu trójwartosciowego, siarczek zelaza, jod.Korzystnie stosuje sie zwiazki zelaza, takie jak chlorek zelazowy, bromek zelazowy lub siarczek zelaza Szczególnie korzystnie stosuje sie siarczek zelaza.Wymienione substancje katalizujace bromowanie w pierscieniu zwiazków aromatycznych wprowadza sie do mieszaniny reakcyjnej w ilosci 0,01—3°/o wa gowyeh, korzystnie 0,1—1% wagowego w stosunku do ilosci produktu wyjsciowego.Wedlug wynalazku bromowanie mozna prowadzic bez rozpuszczalnika. Mozna tez prowadzic bromof wanie w srodowisku obojetnego rozpuszczalnikaj Na przyklad mozna stosowac chlorowcowany weglo¬ wodór, tak jak chlorek metylenu, chloroform, 1,2-dwuchloroetan lub trójchloroetylen.Bromowanie prowadzi sie w temperaturze slabo podwyzszonej, na przyklad w temperaturze 20— —70°C korzystnie 30—60°C. 128 170. __ 5 ....Druga operacje sposobu wedlug wynalazku pro¬ wadzi sie w rozpuszczalniku lub bez rozpuszczal¬ nika.W przypadku stasowania rozpuszczalnika wpro¬ wadza sie rozpuszczalniki obojetne takie chlorowco¬ wane weglowodory jak na przyklad chlorek mety- lenu, chloroform, 1,2-dwuchloroetan, trójchloroety¬ len lub chlorobenzen wymienione juz przy oma¬ wianiu pierwszej operacji sposobu wedlug wyna¬ lazku. Czesciowa hydrolize grupy trójchioromety- lowej prowadzi sie w drugiej operacji z dodatkiem wody. Wprowadza sie sama wode lub wodny roz¬ twór kwasów lub soli. Korzystnie wprowadza sie wode. Druga operacje sposobu wedlug wynalazku prowadzi sie wobec substancji przyspieszajacej czesciowa hydrolize aromatycznie zwiazanej grupy trójfluorometylowej. Mozna stosowac przy tym sub¬ stancje uzywane w pierwszej operacji do przyspie¬ szania bromowania w pierscieniu.Korzystnie stosuje sie zwiazki zelaza, zwlaszcza chlorek zelazowy lub bromek zelazowy. Substancje przyspieszajaca czesciowa hydrolize aromatycznie zwiazanej grupy trójehlorometylowej wprowadza sie w ilosci 0,01—3°/o wagowych, korzystnie 0,1—1°U wagowego w stosunku do ilosci uzytego chlorku p-chlorobenzylidenu.Wode potrzebna do drugiej operacji wprowadza sie ido mieszaniny reakcyjnej tak, by utrzymac pod kontrola egzotermiczna reakcje.W celu doprowadzenia reakcji do odpowiedniego stopnia przareagowania potrzebna jest równowazna molowo ilosc wody w stosunku do substancji wyjs¬ ciowej. Ilosc wody mniejsza od równowaznej po¬ woduje niecalkowite przereagowanie, a zatem zmniejszanie wydajnosci. W celu doprowadzenia reakcji do konca w dirugiej operacji wprowadza sie nieco wieksza od równowaznej ilosci wody w sto^ sunku do substancji wyjsciowej. Wprowadza sie na przyklad 1—1,2 mola, korzystnie 1,05—1,15 mola wody na jeden mol zwiazku wyjsciowego.Woda w ilosci wiekszej od równowaznej molowo moze powodowac niepozadane reakcje uboczne.Nadmiar wody, niepotrzebny w reakcji mozna usunac przez reakcje z wprowadzonym chlorkiem tionylu. Jednoczesnie mozna te skladniki miesza¬ niny reakcyjnej, które ewentualnie przereagowaly z nadmiarem wody do niepozadanych produktów ubocznych, poddac reakcji z chlorkiem tionylu dc bromowanego czesciowo zhydrolizowanego w grupie trójehlorometylowej chlorku p-chloroibenzylidynu.Czesciowa hydrolize prowadzi sie w temperaturze, na przyklad 20—100°C, korzystnie 50—85°C. W celu przyspieszenia reakcji hydrolizy mieszanine reak¬ cyjna poczatkowo nieco sie podgrzewa, a nastepnie steruje sie temperature reakcji agzoitermiecznej w zadanym zakresie szybkoscia dodawania wody i/lub chlodzeniem mieszaniny reakcyjnej.W trzeciej operacji sposobu wedlug wynalazku produkt reakcji z drugiej operacji poddaje sie re¬ akcji ze srodkiem fluorujacym, na przyklad fluor¬ kiem potasu lub fluorkiem cezu. Korzystnie stosuje sie fluorek potasu jako srodek fluorujacy. Fluorek potasu mozna czesciowo zastapic fluorkiem sodu lub stosowac w mieszaninie z innym srodkiem, fluorujacym. 18 170 4 Fluorowanie prowadzi z uzyciem 2 moli flu¬ orku potasu na 1 mol zwiazku wyjsciowego. Mniej¬ sza ilosc fluorku potaisu powoduje zmniejszenie wydajnosci wskutek niecalkowitego przereagowa- 5 nia. Nieznaczny nadmiar fluorku potasu korzystnie wplywa na calkowite przereagowania. Nadmiar fluorku potasoi nie wplywa ujemnie na wynik re-; akcji, jednak ze wzgledów ekonomicznych jest calkowicie bezzasadny. 10 Stonuje sie na przyklad 2—4 moli, korzystnie 2,5—3,5 moli fluorku potasu na 1 mol wprowa¬ dzonego chlorku p-chlorobenzylidynu.Cala ilosc fluorku potasu mozna wprowadzac do mieszaniny reakcyjnej jednorazowo, lub tez doda- J5 wac w kilku, korzystnie dwóch porcjach.W tym wariancie wprowadza sie czesc, korzytnie prawie polowe ogólnej ilosci fluorku potasu do mieszaniny reakcyjnej przed trzecia operacja, na¬ tomiast reszte w jednej lub kilku porcjach dodaje 20 sie w ciagu trzeciej operacji sposobu wedlug wyna¬ lazku.Fluorek potasu ewentualnie stosowany w drugim czasie w trzeciej operacji sposobu wedlug wyna-) laziku moze byc wprowadzony bez srodków po- 25 mocniezych lub tez korzystnie w postaci zawiesiny.Jako srodek dyspergujacy mozna uzyc ewentualnie, czesc rozpuszczalnika uzytego w trzeciej operacji W przypadku stosowania fluorku potasu w kilku porcjach w trzeciej operacji powsitaje mozliwosc 30 zastapienia pierwsizej porcji lub pierwszych porcji fluorku potasu fluorkiem sodu w ilosci do okolo 50% molowych ogólnie uzytego fluorku potasu.Poniewaz fluorek sodu jest znacznie tanszy od fluorku potasu, a wiec ten wariant trzeciej ope- 3_ racji jest korzystny.Trzecia operacje sposobu wedlug wynalazku pro¬ wadzi w obojetnym, polarnym i aprotycznym roz¬ puszczalniku.Na przyklad stosmje sie czterometylenosulfon, sulfon dwumetyIowy i N-metylopirolidon, korzystnie stosuje sie czterometylenosulfon.Trzecia operacje sposobu wedlug wynalazku pro¬ wadzi sie w podwyzszonej temperaturze, na przy¬ klad w temperaturze 160—220°C, korzystnie 180— AB —220°C. 45 Produkty reakcji z poszczególnych operacji spo¬ sobu wedlug wynalazku mozna po zakonczeniu re¬ akcji poddac obróbce w znany sposób na przyklad poddac destylacji lub przekrystalizowaniu i wpro- cn wadzic do nastepnej operacji. 50 Wedlug wynalazku dwie pierwsze operacje mozna prowadzic bez wyodrebniienia pólproduktów. W tej korzystnej odmianie postepowania przeprowadza sie w tym samym reaktorze najpierw reakcje 55 pierwszej operacji bez rozpuszczalnika. Nastepnie bezposrednio po tym prowadzi sie druga operacje. w której korzystnie uzywa sie jeden z podanych, wyzej rozpuszczalników. Ten dodatek rozpuszczal¬ nika do drugiej operacji umozliwia sterowanie 60 egzotermiczna reakcje. Druga operacje, jak juz po¬ dano, prowadzi sie korzystnie wobec zwiazku zelai za. W przypadku jednak gdy jeden ze zwiazków zelaza wyzej podanych moze byc stosowany za¬ równo w pierwszej jak i drugiej operacji mozna 65 nie wprowadzic takiego zwiazku do drugiej ope-« racji skoro zostal wprowadzony do operacji pierw¬ szej. W innych przypadkach taki zwiazek zelaza trzeba wprowadzic dodatkowo do drugiej operacji.Sposób wedlug wynalazku prowadzi sie na ogól tak jak podano nizej.Do mieszalnika wprowadza sie chlorek p-chloro- bemzylidynu, substancje przyspieszajaca bromowa¬ nie w pierscieniu zwiazków aromatycznych i ewen¬ tualnie rozpuszczalnik i ogrzewa sie do zadanej temperatury. Mieszajac wprowadza sie brom w ciagu kilku godzin. Po kilkugodzinnym dodatkoT wym mieszaniu wprowadza sie w korzystnym wa¬ riancie jeden ze zwiazków zelaza, w przypadku, gdy nie zawiera go mieszanina reakcyjna z pierw¬ szej operacji. Nastepnie ustala sie temperature potrzebna w drugiej operacji i wkrapla sie wode tak, by utrzymywala sie zadana temperatura. Mie¬ szanine reakcyjna ewentualnie sie chlodzi w odpo¬ wiedni sposób. Wprowadzona woda wystepuje w podanym wyzej malym nadmiarze molowym.W czasie dodawania wody wydziela sie chloro¬ wodór z mieszaniny reakcyjnej, który pochlania sie w odipowiedouim urzadzeniu absorpcyjnym. Po za¬ konczeniu wydzielania sie chlorowodoru do miesza¬ niny reakcyjnej wprowadza sie chlorek tionylu.Jego ilosc musi co najmniej wystarczac do usu¬ niecia nadmiaru wody i odwrócenia wyzej podanej reakcji tworzenia sie produktu ubocznego. Pewien nadmiar chlorku tionylu ponad potrzebna nie wply¬ wa ujemnie na wynik sposobu wedlug wynalazku, W koncowej operacji oddestylowuje sie rozpusz¬ czalnik i nadmiar chlorku tionylu i zadany produkt reakcji równiez uzyskuje sie przez destylacje/ W trzeciej operacji ogrzewa sie przez kilka godzin do zadanej temperatury, mieszajac, rozpuszczalnik, fluorek potasu i produkt reakcji z drugiej operacji.Fluorek 4-fluoro-3-bromobenzoilu uzyskuje sie z trzeciej operacji w wyniku destylacyjnego roz¬ dzialu mieszaniny poreakcyjnej.Odmiane trzeciej operacji polegajaca na czescio¬ wym zastapieniu fluorku potasu fluorkiem sodu przeprowadza sie w sposób nizej podany.Produkt reakcji z drugiej operacji, fluorek sodu, w ilosci odpowiadajacej 50%-molowym ogólnej ilosci fluorków metali alkalicznych oraz prawie polowe rozpuszczalnika ogrzewa sie przez kilka godzin, mieszajac, do zadanej temperatury. Nastep-, nie do mieszaniny reakcyjnej dodaje sie fluorek potasu w ilosci odpowiadajacej pozostalym 50% molowym ogólnej ilosci fluorków metali alkalicz¬ nych, zdyspergowany w resztkowej ilosci rozpusz¬ czalnika. Po 'kilkugodzinnym mieszaniu w tempera¬ turze reakcji poddaje sie obróbce koncowej w spo¬ sób wyzej podany.Nowy fluorek 4-fluoro-3-bromobenzoilu otrzy¬ muje sie we wszystkich operacjach sposobu wedlug wynalazku z wysoka wydajnoscia. Jest niespodzie¬ wane, ze wszystkie operacje sposobu wedlug wyna-, lazku przebiegaja bez istotnego nasilenia reakcji ubocznych, zatem nie otrzymuje sie mieszaniny izo¬ merów lecz mieszanine poreakcyjna dajaca sie latwo rozdzielic przez prosta destylacje.Ten niespodziewany brak nasilenia reakcji ubocz¬ nych wystepuje zwlaszcza w trzeciej operacji, w której przeciez mieszanina reakcyjna poddana jest I8.170- - ¦"¦¦¦u '¦'.;¦¦ .^: -s\;.V' " ¦ < silnym bodzcom termicznym o podwyzszonej tem¬ peraturze.Nowy fluorek 4-fluoro-3-bromoberi!zoilu mozna zmydlac w srodowisku alkalicznym do kwasu § 4--iluoro-3-bromobenzoesowego<. Kwas ten jest waz¬ nym pólproduktem w procesie otrzymywania wy¬ soko aktywnych insektycydów. W tym celu kwas 4-fluoro-3-bromobenzoesowy przeprowadza sie za pomoca fenolanu sodu w kwas 4-fluoro-3-benoksy- 10 benzoesowy, z którego przez redukcje uzyskuje sie odpowiedni alkohol benzylowy. Alkohol ten utle¬ nia sie do odpowiedniego benzaldehydu, który mozi na przereagowac z cyjankami metali alkalicznych do alkoholu a-cyjano-4-fluoro-3-fenoksybenzylowe- w go. Estry tego alkoholu z kwasem permetrynowym sa doskonalymi insektycydami sluzacymi do zwal¬ czania szkodników w rolnictwie (opis patentowy RFN 27 09 264).Kluczowym zwiazkiem do wytwarzania wymie- 2o nionych estrów kwasu permetrynowego jest zatem kwas 4-fluoro-3-brc[mobenzoesowy. Jest on znanym zwiazkiem i mozna go otrzymac w wieloetapowym, malowydajnyrn procesie wytwarzania przez utlenie¬ nie 4-fluoro-3-bromotoluenu, z której z kolei otrzyj 25 muje sie przez dwuazowainie 2-bromo-4-metyloani- liny w czterofluoroborowodorze (Can. J. Chem. 31^ 2444/1930). Sposób ten wykazuje wiele wad.Sposób wprowadzania atomu fluoru prowadzi sie w czteirofluoroiborowodcrze, który w obecnosci 30 wody z procesu dwuazowania dziala korozyjnie.Dalsza istotna wada jest mala wydajnosc procesu utleniania 4-fluo!ro-3-bromotoluenu. Ponadto jako techniczny surowiec wyjsciowy trzeba przyjac p-sminiotoluen, który trzeba najpierw acylowaó 3i nastepnie bromowac, po czym ponownie usuwaj grupe acylowa zanim wprowadzi sie do cyklu re¬ akcji podanych w Can. J. Chem.W sposobie wedlug wynalazku natomiast wy¬ chodzi sie z chlorku p-chlorobenzylidenu, który 40 otrzymuje sie latwo przez chlorowanie p-chloro- toluenu (Houben-Weyl, tom V/3, Georg Thieme, Stuttgart 1962, strona 738) i sposób wedlug wyna¬ lazku prowadzi sie w kilku latwych etapach do fluorku 4-fluoro-3-bromooenzoilu. 45 Otrzymany sposobem wedlug wynalazku fluorek 4-fluoro-3-bromobenzoilu mozna przeprowadzic w kwas 4-fluoro-3-bromobenzoesowy, który jest waz¬ nym pólproduktem do otrzymywania bardzo aktyw¬ nych insektycydów, jezeli fluorek ten podda sie re- 50 akcji z substancja o odczynie alkalicznym, a nastep¬ nie z otrzymanej soli uwolni sie kwas 4-fluoro-3- bromobenzoesowy za pomoca kwasu mineralnego.Jako substancje reagujaca alkalicznie stosuje sie na przyklad weglany metalu alkalicznego lub wo¬ dorotlenki metalu alkalicznego takie jak weglan sodu, wodoroweglan sodu, weglan potasu, wodoro¬ weglan potasu, wodorotlenek sodu lub wodorotle¬ nek potasu, korzystnie wodorotlenek sodu. Jako kwas mineralny stosuje sie na przyklad stezony lub rozcienczony wodny kwas solny, siarkowy fos¬ forowy lub azotowy, korzystnie kwas solny lub siarkowy.Wytwarzanie kwasu 4-fluoro-3-bromobenzoeso- 65 wego z fluorku 4-fluoro-3-bromobenzoilu mozna128 170 7 8 prowadzic w wodzie jako srodowisku reakcji w temperaturze 20—100°C.Przyklad I. Do 2776 g (12 moli) chlorku p-chlorobenzylidynu, 6 g sproszkowanego siarczku zelaza i 6 g bezwodnego chlorku zelazowego w 6 litrowej trójszyjnej kolbie wprowadza sie, mie¬ szajac w temperaturze 50°C w ciagu 3—4 godzin 2200 g (13,75 mola) bromu. Miesza sie jeszcze przez 8—10 godzin., nastepnie wprowadza sie 3,2 litra l,2--dwuchloiroetanu, podwyzsza temperature dc 70°C i dozuje przez okolo 3—4 godziny 248 g (13,75 mola) wody.Po ustaniu wydzielania sie chlorowodorku dodaje sie do mieszaniny reakcyjnej 200 ml chlorku tio¬ nylu. Po ustaniu wydzielania sie dwutlenku siarki oddestylowuje sie rozpuszczalnik i reszte chlorku tionylu i równiez w wyniku destylacji otrzymuje sie chlorek 4-chloro-3-bromobenzoiilu. Otrzymuje sie 2730 g o temperaturze wrzenia 93°C/05 mbar Odpowiada 98'% wydajnosci teoretycznej.W trzeciej operacji czesc otrzymanego chlorku 4-chloro-3-bromobenzoilu, a mianowicie 1825 g (7 moli) ogrzewa sie z 3250 g czterometylenosul- fonu i 1250 g (21 moli) bezwodnego fluorku potasu w ciagu 7 godzin, mieszajac, do temperatury 210°C Nastepna destylacja daje 1330 g fluorku 4-fluoro- -3-bromobenzoilu o temperaturze wrzenia 92— —95°C/18 mbar. Odpowiada to 83'°/o wydajnosci teoretycznej.Przyklad II. Dwie pierwsze operacje pro¬ wadzi sie wedlug przykladu I. Nastepnie ogrzewa sie 1270 g (5 moli) chlorku 4-chloro-3-bromoben- zoilu z 1150 g czterometylenosulfonu i 315 g (7,5 mola) bezwodnego fluorku sodu w ciagu 5 godzin, mieszajac, do temperatury 210°C. Nastep¬ nie do m.ieszaniny reakcyjnej wprowadza sie 435 g (7.5 mola) bezwodnego fluorku potasu zdyspergo- wanego w 1150 g czterometylenosulfonu i miesza sie jeszcze przez 7 godzin w temperaturze 210°C.W nastepnej destylacji otrzymuje sie 873 g flu¬ orku 4-fluoro-3-bromobenzoilu. Odpowiada to 79% wydajnosci teoretycznej.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania fluorku 4-fluoro-3-bromo- benzoilu, znamienny tym, ze chlorek p-chloroben¬ zylidynu poddaje sie najpierw reakcji bromowa¬ nia, nastepnie czesciowo sie zmydla grupe trójchlo- rornetylowa i otrzymany pólprodukt poddaje sie reakcji ze srodkiem fluorujacym. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze bromowanie prowadzi sie za pomoca elementarnego bromu wobec substancji przyspieszajacej bromo¬ wanie w pierscieniu zwiazków aromatycznych, ewentualnie w srodowisku obojetnego rozpuszczal¬ nika. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze jako substancje przyspieszajaca bromowa¬ nie pierscieniowe zwiazków aromatycznych wpro¬ wadza sie zelazo w postaci metalicznej lub w pos¬ taci zwiazków. 4. Sposób wedlug zastrz 1, znamienny tym, ze czesciowa hydrolize prowadzi sie za pomoca wody wobec substancji przyspieszajacej czesciowa hydro¬ lize aromatycznie zwiazanej grupy trójfluoromety- lowej, ewentualnie wobec obojetnego rozpuszczal¬ nika, przy czym ewentualnie nadmiar wody i/lub produktów utworzonych przez nadmiar wody usu¬ wa sie przez reakcje z chlorkiem tionylu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 4j znamienny tym, ze bromowanie i czesciowa hydrolize prowadzi sie w tym samym reaktorze bez przeróbki miedzy- operacyjnej. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze leakcje z fluorkiem potasu jako srodkiem fluoru¬ jacym, który czesciowo moze byc zastapiony fluor¬ kiem sodu, prowadzi sie w srodowisku obojetnego rozpuszczalnika w podwyzszonej temperaturze. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, ze najpierw wprowadza sie w pierwszej porcji fluorek sodu i nastepnie fluorek potasu w drugiej porcji. 10 15 20 25 30 35 OZGraf. Z.P. Dz-wo, z. 213 (80+15) 11.85 Cena 100 zl PL