DD207903A5

DD207903A5 - Verfahren zur herstellung von substituierten benzylhalogeniden

Info

Publication number: DD207903A5
Application number: DD83248846A
Authority: DD
Inventors: John P Chupp; Terry M Balthazor
Original assignee: Monsanto Co
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1984-03-21
Also published as: HU189673B; AU1249283A; DE3371068D1; CS182983A2; ATE26698T1; NZ203592A; GB8307289D0; MY8700115A; RO87596A; KR870000246B1; CS240955B2; PT76398A; KR840004058A; PT76398B; RO87596B; EP0089330A3; JPS58167525A; ZA831840B; AU562361B2; PL241049A1

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KERNSUBSTITUIERTEN BENZYLHALOGENIDEN WIE ORTHO-AMINOBENZYLCHLORIDEN DURCH DIE UMSETZUNG VON SUBSTITUIERTEN BENZYLSULFOXIDEN MIT NICHTOXYDIERENDEN SAEUREHALOGENIDEN. BEISPIELSWEISE WERDEN 2-CHLORMETHYL-6-AETHYLANILINHYDROCHLORID, 2-CHLORMETHYL-6-METHYLANILINHYDROCHLORID ODER 5-CHLOR-6-METHOXTANILINHYDROCHLORID HERGESTELLT.

Description

Verfahren zur Herstellung von substituierten Benzy!halogeniden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von kernsubstituierten Benzylhalogeniden wie ortho-Aminobenzylchloriden durch Umsetzung von substituierten Benzylsulfoxiden mit nicht-oxydierenden Säurehalogeniden.

• ·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Sulfoxide der allgemeinen Formel RSOR machen unter sauren Bedingungen bekanntlich Umgruppierungen durch und erzeugen alpha-substituierte Sulfide, wobei das generelle Ergebnis die Reduktion der Sul.foxidgruppe und die Oxydation des benachbarten Kohlenstoffatoms ist. Reaktionen in dieser Form sind allgemein als die Pummerer-Reaktion bekannt. Wenn Säurehalogenide verwendet werden, dann handelt es sich bei den Produkten aus derartigen Pummerer-Reaktionen um oC-substituierte Halogenmethylsulfide, oder über die Hydrolyse, um die entsprechenden Aldehyde. Rüssel & Mikol, Mech. Mol. Migr. I^, 157 - 207 (1968).

Substituiertes ortho-Aminobenzylchlorid als solches wurde dem bisherigen Stand der Technik entsprechend beschrieben, aber diese Verbindung wurde von dem entsprechenden ortho-Aminobenzylalkohol und nicht von einem Aminobenzylsulfoxid hergestellt.

Ziel der Erfindung

ein Ziel der Erfindung ist ein Verfahren für die Umwandlung von kernsubstituierten Benzylsulfoxiden in kernsubstituierte Benzylhalogenide in guter Ausbeute.

Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft neuartige ortho-Aminobenzylhalogenidverbindungen, die für die Herstellung von Anilin abgeleiteten Herbizidverbindungen nützlich sind,

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von ortho-Aminobenzylhalogenidverbindungen, bei dem Ausgangsstoffe verwendet werden, die von bekannten aromatischen SuIfilimin-Umgruppierungsprodukten stammen»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Gemäß dem Obengesagten und anderer Ziele, die dem Fachmann ohne weiteres klar sein dürften, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von kernsubstituierten Benzylhalogeniden, bei dem ein kernsubstituiertes Benzylsulfoxid in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels mit einem nicht-oxydierenden Säurehalogenid umgesetzt wird, um ein kernsubstituiertes Benzylhalogenid zu erzeugen, wobei das Benzylsulfoxid einen in ortho- oder para-Stellung zu dem Benzylsulfoxid-Substituenten stehenden Kernsubstituenten enthält und der Kernsubstituent eine Aktivierungsgruppe mit einer Hammett-Sigma(para)-Konstanten aufweist, die negativer als etwa -0,20 ist und ausreichende Elektronendonatoreigenschaften besitzt, um die Bildung von Benzylcarboniumionen nach elektrophilem Angriff des Sulfoxide zu begünstigen«

Durch die Erfindung werden auch kernsubstituierte ortho-Aminobenzylhalogenide (>d_# h. ortho-Halogenmethylaniline) wie 2-Chlormethyl-6-trifluormethylanilin zur Verfügung gestellt, die vorzugsweise aus Ausgangsstoffen hergestellt werden, die von ortho-Methylthiomethylanilinen abgeleitet sind, die ihrerseits leicht von dem entsprechenden substituierten Anilin über bekannte Umgruppierung von aromatischem Sulfilimin abgeleitet werden können.

In der normalen Pummerer-Reaktion werden Sulfoxide einer Umgruppierung mit nicht-oxydierenden Säurehalogeniden unterzogen, um -substituierte Halogenide und Aldehyde zu gewinnen· Es wurde eine Reaktion entdeckt, die ale eine anormale Pummerer-Reaktion charakterisiert werden kann·

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in der bestimmte kernsubstituierte Benzylsulfoxide mit den gleichen nicht-oxydierenden Säurehalcgeniden zur Bildung von Benzylhalogeniden reagieren.

Der (Die) Kernsubstituent(en) am Benzylsulfoxid ist (sind) ausschlaggebend dafür, ob die Reaktion über den normalen oder den anormalen Pummerer-Weg abläuft. Die erfindungsgemäße anormale Pummerer-Reaktion läuft über dia Bildung eines Benzylcarboniumion-Zwischenproduktes ab. Daher sollte der primäre Kernsubstituent eine Aktivierungsgruppe sein, d. h, eine Elektronen abgebende, die in ortho- oder para-Stellung zu dem Methylsulfoxid-Substituenten steht und ausreichende Aktivierungsenergie zur Stabilisierung des Benzylcarboniumions nach elektrophilem Angriff hat. ein gutes Maß für diese Aktivität ist die Hammet-Sigma (para)-Konstante des Substituenten. Sigma (para) ist ein annäherndes Maß für die Aktivierungsstärke eines Substituenten in entweder der para- oder ortho-Stellung. Im allgemeinen sollte der primäre Kernsubstituent zur Erzeugung von Benzylhalogenid auf dem Wege über die nichtoxydierende anormale Pummerer-Reaktion ein Sigma (para) aufweisen, das negativer als etwa -0,20 ist.

Die bevorzugten primären Kernsubstituenten, die die oben beschriebenen Merkmale aufweisen, sind Alkoxygruppen und Aminogruppen. Am meisten werden NH₂-Substituenten, die in ortho-Stellung in bezug auf den Benzylsulfoxidsubstituenten stehen, bevorzugt.

Das Benzylsulfoxid-Ausgangsmaterial kann auf Wunsch O bis 4 sekundäre Kernsubstituenten enthalten. Im allgemeinen ist die Wahl des sekundären Kernsubstituenten, wenn vorhanden, für das erfindungsgemäße Reaktionsverfahren nicht kritisch. Dede Aktivierungs-, neutrale oder Entaktivierungsgruppe(n) kann so lange benutzt werden, wie sie das Benzylcarboniumion-Zwischenprodukt, das durch die Anwesenheit des

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gewählten primären Kernsubstituenten induziert wurde, nicht destabilisiert. Zu den geeigneten sekundären Kernsubstituenten sind Alkyl, Halogenalkyl, Alkoxy, Polyalkoxy oder Alkoxyalkyl, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkynyl oder Alkynyloxy, Aryl, Aryloxy, Aralkyl oder Aralkyloxy, Amino, NO-, CN, Halogen und gesättigtes oder ungesättigtes heterozyklisches Radikal mit bis zu δ Ringatomen,das O, S und/ oder N enthält, zu zählen.

Wenn der primäre Kernsubstituent eine Aminogruppe ist, umfassen bevorzugte sekundäre Kernsubstituenten Halogenalkyl wie CF_; Alkyl wie Methyl oder Äthyl; Alkoxy wie Methoxy oder Äthoxy; Halogen wie Cl oder Br; Carboalkoxy wie Carbomethoxy; und CN. Wenn der primäre Kernsubstituent eine Alkoxygruppe ist, dann sind die bevorzugten sekundären Kernsubstituenten Alkyl oder Alkoxy. Im Falle der bevorzugten ortho-Aminobenzylsulfoxid-Ausgangsstoffe ist eine bevorzugte Stellung des sekundären Kernsubstituenten die 6-Stellung. In diesen Stoffen wird CF₃ am meisten als sekundärer Kernsubstituent bevorzugt.

Im allgemeinen sollte die Wahl jedes Kernsubstituenten so erfolgen, daß Substituenten vermieden werden, die eirfe nachteilige Wechselwirkung mit den Lösungsmitteln oder den Reaktionsmitteln, die bei dem hier beschriebenen Gesamtverfahren eingesetzt werden, aufweisen,.

In der hier gebrauchten Bedeutung bezeichnet "Benzylsulfoxid" SuIfinylverbindungen der allgemeinen Formel ArCH₉SOR₁, worin Ar ein substituiertes oder unsubstituiertes Phenylradikal ist und der R^-Substituent eine beliebige Aryl- oder Alkylgruppe ist, die anschließend definiert wird und die die erfindungsgemäße Umsatzung nicht nachteilig beeinflußt. In ähnlicher Weise bezieht sich die Bezeichnung· "Benzylsulfoxid-Substituent" auf Radikale der Formel -CH₂SOR₁, worin R₁ die oben erläuterte Bedeutung

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hat. Da die R -Gruppe vom Endprodukt abgespalten wird, werden einfache und billige Alkylsubstituenten wie CH bevorzugt.

Die Bezeichnung "Alkyl" steht für geradkettigo und verzv/eigtkettige Alkylradikale, Bevorzugt werden Alkyle mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, Isopentyl, n-Hexyl, sec-Hexyl und dergleichen.

Die Bezeichnung "Aryl" bezieht sich auf substituierte und unsubstituierte aromatische Radikale wie Phenyl, Benzyl, Tolyl, Xylyl und dergleichen.

Die Bezeichnung "Alkoxy" bezieht sich auf geradkettige und verzweigtkettige Alkoxyradikale, die Alkyl-, Alkenyl- und Alkynylgruppen nach obiger Definition enthalten.

Die Bezeichnung "Carboalkoxy" bezieht sich auf Radikale der Formel COOR , worin R ein Alkyl nach obiger Definition ist.

Wenn die Bezeichnung "Amino" zur Beschreibung eines primären Kernsubstituenten verwendet wird, bezieht sie sich auf Radikale der Formel NHR', worin R¹ Wasserstoff oder Alkyl ist. Wenn die Bezeichnung "Amino" für einen sekundären Kernsubstituenten verwendet wird, bezieht sie sich auf Radikale der Formel NR¹¹R"¹, worin R" und R¹¹' ein beliebiger Substituent aus einer Vielzahl von Substituenten des hier genannten Typs sein kann wie Wasserstoff, Acyl, Alkyl oder Aryl nach obiger Definition.

Die Bezeichnung "Alkenyl" bezieht sich auf geradkettige und verzweigtkettiga Alkenylgruppen des Typs -C H_ ... Bevorzugt werden diejenigen Alkonylgruppen mit 3 bis 5

Kohlenstoffatomen.

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Die Bezeichnung "Alkynyl" bezieht sich hierin auf eine Gruppe des Typs ~^c _n ^H2n-3 ^unC* ^um^^a^^t s°^wohl geradkettige als auch verzweigtkettige Gruppen. Bevorzugt werden Alkynalgruppen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen.

Die Bezeichnung "Alkoxyalkyl" bezieht sich auf eine Alkylgruppe, die am terminalen Kohlenstoff durch eine Alkoxygruppe substituiert ist.

Die Bezeichnung "Halogenalkyl" bezieht sich auf eine durch ein oder mehrere Halogenatome substituierte Alkylgruppe, z. B. Chlormethyl, Brommethyl, Dichloräthyl, Trichlormethyl, Trifluormethyl, Pentafluoräthyl, Dodme- ' thyl und dergleichen.

Die erfindungsgemäß als Ausgangsstoffe brauchbaren substituierten Benzylsulfoxide sind im allgemeinen bekannt und können beispielsweise durch Oxydation des entsprechenden Benzylalkylsulfids hergestellt werden. Siehe z. B. Oackson, US-PS 4.006.183; Claus, Mh. Chem. Bd. 102, S. 1571 bis 1582 (1971). Die bevorzugten Sulfoxid-Ausgangsstoffe sind ortho-Aminobenzylsulfoxide. Von besonderem Interesse für das erfindungsgemäße Verfahren sind die ortho-Aminobenzylsulfoxide, die von ortho-Aminobenzylsulfiden abgeleitet wurden, .die durch SuIfilimin-Umgruppierung aus den entsprechenden substituierten Anilinen erzeugt wurden. Eine typische SuIfilimin-Umgruppierung läuft folgendermaßen ab: Anilin wird mit Dimethylsulfid in Gegenwart einer Base und eines Oxydationsmittels wie N-Chlorsuccinimid umgesetzt, um ein aromatisches SuIfilimin-Produkt mit einer -N=S(CH₃)₂-Gruppe zu erhalten. Solche Reaktionen sind im Fachgebiet bekannt und werden unter anderem von Gassman, Tetrahedron Letters, 497 (1972); Gassman, Tetrahedron Letters, 2Λ, 2055 - 2058 (1977); Vilsmeier , Tetrahedron Letters, 624 (1972); Gackson, US-PS 3.966.371 und 4.006.183; und Claus Mh. Chem. Bd. 102, S. 1571 - 1582 (1971) beschrieben. In einer Ab-

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Wandlung der JuIfilimin-Reaktion kann die Neutralisation bei Verwendung einer Base wie Natriumhydroxid durch eine Umwandlung von Succinimid-Nebenprodukt in eine wäßrige Lösung von Natriunsuccinimid, die zu einem Chlorsuccinimid regeneriert werden kann, begleitet sein. Das Sulfilimin gruppiert sich nach erhitzen oder der Katalyse um und ergibt ortho-Methylthiomethylaniline, die ihrerseits beispielsweise mit Wasserstoffperoxid oxydiert werden können, um die Ausgangs-ortho-Methylsulfinylmethylaniline zu gewinnen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Benzylsulfoxid-Ausgangsmaterial nit einem Säurehalogenid umgesetzt. In der hier gebrauchten Bedeutung bezieht sich der Ausdruck "Säurehalogenid" auf Mittel, die ein Halogenidion (d. h. Chlor, Fluor, Brom oder Dod) in situ freisetzen können. Für die erfindungsgemäßen Zwecke kann ein Säurehalogenid aus einer breiten Palette von Säurederivaten ausgewählt werden, z. B. unter den von Sulfonsäuren, Phosphorsäuren, Phosphonsäuren und Carbonsäuren abgeleiteten, die eine organische Komponente haben, die Alkylhalogenalkyl, Phenyl, Benzyl oder substituierte Derivate davon sein kann. Zu dieser Klasse von Stoffen sind Acylhalogenide wie Acetylchlorid und Halogenacetylhalogenide wie Chloracetylchlorid zu zählen. Säurehalogenide umfassen selbstverständlich auch Halogenwasserstoffe, und natürlich ist Chlorwasserstoff als ein bevorzugtes Säurohalogenid. Im allgemeinen können die bei der normalen Pummerer-Reaktion eingesetzten Säurehalogenide für die hier beschriebene anormale Pummerer-Reaktion verwendet werden·

Unter bestimmten Umständen ist es möglich, das Benzylsulfoxid in situ von dem entsprechenden Benzylsulfid ausgehend, zu erzeugen, z. B. durch Oxydation mit Wasserstoffperoxid oder ähnlichen Stoffen. Eine besonders brauchbare

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Methode, bei der die erfindungsgemäße anormale Pummerer-Reaktion ohne eigentliche Isolierung des Benzylsulfoxids, oder ohne von diesem auszugehen, mit Erfolg angewandt werden kann, basiert auf die zyklischen Sulfiliminbildung, die unter einsatz von ortho-Amir obenzylsulfid-Substraten ausgeführt v/erden kann. Bei die?: τι Verfahren können ortho-Aminobenzylsulfide mit einem Halogenierungsmittel wie Chlor oder Sulfurychlorid umgesetzt werden, um ein zyklisches SuIfiliminsalz und Chlorwasserstoff zu erzeugen, der nach der Zugabe stöchiometrischer Wassermengen zu dem SuI-foxid und Chlorwasserstoff hydrolysiert. In situ gebildetes Sulfoxid und Halogenwasserstoff können nach obiger Beschreibung ohne Isolierung eines Sulfoxids oder ohne die Notwendigkeit, zusätzlichen Halogenwasserstoff zugeben zu müssen, zur Erzeugung des ortho-Aminobenzylhalogenids in einem einfachen Reaktionsgefäß umgesetzt werden. (Durch Zugabe von Halogenwasserstoff direkt zu dem zyklischen Sulfilimin ohne zuerst Wasser zuzugeben, wird das Benzylhalogenidprodukt nicht erzeugt). Dieser Weg ist auch deswegen vorteilhaft, weil bei dieser Verfahrensweise keine großen Mengen Wasser in das System gelangen, wie es bei der Verwendung von Wasserstoffperoxid zum Oxydieren der Sulfide zu Sulfoxiden der Fall ist.

Wenn das Saurehalogenid ein Halogenacylhalogenid ist wie Chloracetylchlorid und der primäre Kernsubstituent eine Aminogruppe (NHR¹) ist-, führt die Umsetzung des ortho-Aminobenzylsulfoxids mit einem Oberschuß von Chloracetylchlorid zu einem Produkt der anormalen Pummerer-Reaktion (z. B. ortho-Aminobenzy!chlorid), das eine N-Chloracetylgruppe enthält. Mit anderen Halogenacetalhalogeniden werden ähnliche Ergebnisse erzielt. Derartige Verbindungen sind besonders begehrte Ausgangsstoffe für die Herstellung von Alpha-Halogenacetanilid-Herbiziden.

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Oie anormale Pummerer-Reaktion eines Benzylhalogenids nit einem Säurehalogenid wird in einem passenden Lösungsmittel ausgeführt. Im allgemeinen sollte das Lösungsmittel im wesentlichen gegenüber den Reaktionsmitteln oder den gebildeten Produkten inert sein, und es sollte eine entsprechende Löslichkeit für die Reaktionsmittel und Produkte besitzen. Zu dieser Klasse von Lösungsmitteln sind Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Äther und dergleichen zu zählen. Repräsentative Lösungsmittel sind Kohlenstofftetrachlorid, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Chloroform, Methylenchlorid, Äthylendichlorid, Trichloräthan. Ein bevorzugtes Lösungsmittel ist Äthylendichlorid.

Die Verhältnisse der Reaktionsmittel im oben beschriebenen Verfahren werden hauptsächlich durch wirtschaftliche Erwägungen und die Ausschaltung unerwünschter Nebenprodukte bestimmt. Daher sollten große Oberschüsse oder große Mängel irgendeiner teuren Komponente in bezug auf eine andere Komponente vermieden werden, und im allgemeinen werden stöchiometrische Verhältnisse bevorzugt. Durch die Konzentrationen der eingesetzten Reaktionsmittel kann die Produktausbeute beeinflußt werden. Im allgemeinen können Konzentrationen der Reaktionsmittel von etwa 0,1 M bis zu etwa 1,5 M eingesetzt werden, und die Ausbeuten können bei einer Konzentration von oder nahe 0,5 M ein Optimum erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jedem beliebigen von etwa O ⁰C bis Umgebungstemperatur oder darüber reichenden Temperaturbereich ausgeführt werden. Es können somit zwischen etwa O C und etwa 200 C liegende Temperaturen in Frage kommen. In der Praxis bevorzugt man jedoch Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 40 ⁰C bis etwa 120 ⁰C, wobei der Bereich zwischen etwa 50 ⁰C und etwa 85 C der am meisten bevorzugte Temperaturbereich ist. Das Verfahren kann bei einem beliebigen geeigneten Druck entweder über oder unter dem Luftdruck ausgeführt

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werden, aber aus praktischen Erwägungen werden Bedingungen unter Luftdruck bevorzugt. Die Reaktion läuft schnell ab. Die '.l/ahl von Temperaturen, Drücken, Ausrüstungen und dergleichen für eine bestimmte Gruppe von Reaktionsmitteln liegt im Belieben des Fachmanns. Das Verfahren kann natürlich chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Sulfoxid-Reaktionsmittel in dem inerten Lösungsmittel unter Vermischen gelöst, und gasförmiges Säurehalogönidreagens wird zugesetzt, z. B. durch das Gemisch hindurchgeperlt. In den meisten Fällen empfiehlt es sich, Wasser am Ende der Umsetzung durch Destillieren des Reaktionsproduktes, bis das Produkt im wesentlichen wasserfrei ist, zu entfernen.

Das resultierende Benzylhalogenid-Produkt ist in der Lösung gelöst haltbar. Neutrale Produkte können durch Waschen des Reaktionsgemische mit Wa-ser gewonnen werden, und die Produktisolierung kann durch Lösungsmitteltrennung und -entfernung erfolgen. Da die hier beschriebenen ortho-Aminobenzylhalogenid-Produkte eine Tendenz zum Polymerisieren haben, wenn das Lösungsmittel entfernt wird, ist es besser, diese Stoffe in Form der Anilinhalogenwasserstoffsalze (Aniliniumsalze) zu gewinnen. Das kann durch die Behandlung der Benzylhalogenidlösung mit Halogenwasserstoff unter Rühren erfolgen. Da viele der Aniliniumsalze nur bei niedrigen Temperaturen gebildet werden, ist es ratsam, die Benzylhalogenidlösung während der Halogenwasserstoff-Behandlung auf etwa 0 C bis 5 C zu kühlen. Durch die Ausfällung und Filtration des Aniliniumsalzes werden Salzausbeuten bis zu 95 % und höher erzielt, und es wird ein Produkt erzeugt, das im wesentlichen frei von schwefelhaltigen Nebenprodukten der anormalen Pummerer-Reaktion wie CH₃SO₂SCH₃ und CH₃SH ist. Das Aniliniumsalz kann als eine im wesentlichen reine Verbindung neutralisiert und in einem organischen Lösungsmittel zur weiteren Behandlung und Verarbeitung gelöst werden.

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Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten bevorzugten Verbindungen sind ortho-Aminobenzylhalogenide mit mindestens einem sekundären Kernsubstituenten, ausgewählt aus der CF , CN, Cl, CH₃, CH₂CH₃, OCH₃ und COpCH- umfassenden Gruppe. Am meisten werden die Verbindungen 2-Chlormethyl-6-trifluormethylanilin; 2-Chlormethyl-6-cyanoanilin ; 2-Chlormethyl-6-methylanilin ; 2-Chlormethyl-6-äthy.lanilin ; 2-Chlormethyl-6-methoxyanilin ; 2-Chlormethyl-6-carbomethoxyanilin ; 2-Chlormethyl-5-chlor-6-methoxyanilin ; und die HX-Salze (Aniliniumsalze) von jedem der vorstehenden Aniline; 2*-Chlormethyl-ö'-trifluormethylacetanilid ; 2-Chlor-2'-chlormethyl-6'-trifluormethylacetanilid bevorzugt.

Die beanspruchten Verbindungen finden vor allem Anwendung bei der Herstellung von Herbizidverbindungen. Nach der katalytischen Hydrodehalogenierung kann das erfindungsgsmäße ortho-Aminobenzylhalogenid in 2-Methylaniline wie 2-Methyl-6-(trifluormethyl)anilin umgewandelt werden. Beispi&le für derartige Verfahren werden in den folgenden gemeinsam abgetretenen, gleichfalls anhängigen, zum gleichen Zeitpunkt mit eingereichten Anmeldungen beschrieben: Chupp und BaI-thazor, Anmeldeaktenzeichen Nr. 358.771, mit dem Titel "Herstellung von ortho-Methylanilinen aus ortho-Aminobenzylsulfoxiden" und Millar und Chupp, Anmeldeaktenzeichen Nr. 358.773, mit dem Titel "Herstellung von ortho-Methylanilinen aus ortho-Aminobenzylsulfoxiden"· Die 2-Methylaniline können in 2-Halogenacetanilid-Herbizidverbindungen durch Verfahren umgewandelt werden, wie sie in der gemeinsam abgetretenen, gleichfalls anhängigen Anmeldung von Chupp, Anmeldeaktenzeichen Nr. 333.345, mit dem Titel "Herbizide 2-Halogenacetanilide", eingereicht am 22. Dezember 1981, beschrieben werden.

AusführungsbeispieIe

Die folgenden Beispiele dienen zur besseren Erläuterung der Erfindung und sollchen deren Geltungsbereich nicht einschränken,

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Beispiel 1

In diesem Beispiel wird dio Umsetzung von Benzylmethylsulfoxid mit wasserfreier HCl mit Hilfe der normalen Pummerer-Roaktion (d. h. nach der dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden Methode) erläutert.

Eine Lösung von 1,5 g (9,7 Mol) Benzylmethylsulfoxid in 15 ml Kohlenstofftetrachlorid wurde unter Rühren bis zur Rückflußtemperatur unter Hindurchperlen von HCl erhitzt. Nach dem Kühlen des Reaktionsproduktes ergeben die NMR- und GC-Analysen zwei Reaktionsprodukte : Benzylaldehyd (60 %) und Benzylmethylsulfid (40 %), Die Strukturen dieser normalen Pummerer-Produkte wurden durch GC- und MS-Analysen bestätigt,

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird gezeigt, daß die Verfahrensweise von Beispiel 1 ein anormales Pummerer-Produkt (4-Methoxybenzylchlorid) ergibt, wenn ein Benzylsulfoxid einen primären Kernaktivierungssubstituenten (Methoxy) enthält.

Eine Lösung von 1 g 4-Methoxybenzylsulfoxid in 10 ml Kohlenstofftetrachlorid wurde unter Rückfluß erhitzt. Wasserfreies HCl-Gas wurde 15 min lang durch die Lösung geleitet, und das Lösungsmittel wurde anschließend entfernt, so daß eine leicht rosa gefärbte Flüssigkeit gewonnen wurde. Von diesem Produkt wurde durch GC-MS-Analyse und Vergleich (über NMR und GLC) mit authentischem Material nachgewiesen, daß es sich um 2-Chlormethyl-4-methoxyanilin handelt. Die Ausbeute wurde als 100 % bei Umwandlung berechnet.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von 2-Chlormethyl-6-trifluormethylanilin HCl erläutert.

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Eine Lösung von 200 Gramm (0,0844 Mol) 2-Methylsulfinylmethyl-6-trifluormethylanilin in 250 ml Äthylendichlorid in einem mit einem kräftigen Rührwerk, HCl-Einlaßrohr, Destillierkopf und Thermometer ausgestatteten 500-ml-Rundkolben wurde bei Raumptemperatur mit gasförmiger HCl behandelt, bis das anfangs klebrige Präzipitat durch ein trübes Gemisch ersetzt wurde (3 bis 5 min)· Das Gemisch wurde anschließend schnell auf 60 bis 63 ⁰C erhitzt, wobei HCl durch den Mischer hindurchgeperlt wurde. Nach einer Erhitzungsdauer von 10 min und der HCl-Behandlung wurde 1 ml H«0 zugegeben, und das Erhitzen und die HCl-Behandlung wurden fortgesetzt, bis das Gemisch klar wurde (im allgemeinen 10 bis 15 min nach der HpO-Zugabe) (eine sehr geringe Menge unlösliches Material konnte zu diesem Zeitpunkt an den Seiten des Kolbens beobachtet werden)· Die klare organische Lösung wurde dann weiter erhitzt (die HCl-Behandlung wurde zu diesem Zeitpunkt beendet), und Lösungsmittel und HpO wurden abdestilliert, bis kein H«0 mehr in dem Reaktionskolben vorhanden war (praktisch wurden 50 ml bis 60 ml Lösungsmittel im Laufe von 15 bis 20 min entfernt)· Die klare gelbe Lösung wurde anschließend unter Rühren und Hindurchperlen von HCl auf O bis 5 ⁰C abgekühlt· Der ausgefällte Feststoff wurde durch Filtration gesammelt und mit 50 ml kaltem Äthylendichlorid gewaschen und danach so trocken wie möglich gesaugt· Die Ausbeute an gräulichweißem Ammoniumbenzylchlorid betrug praktisch 95 % (es enthält eine geringe Menge Wasser)· Dieses Material hat einen Schmelzpunkt von etwa 70 bis 75 ⁰C·

Analyse berechnet für C H₉Cl₂F N:

C, 39,05; H, 3,28; N, 5,69 gefunden: C, 41,36; H, 3,43; N, 5,98

Beispiel 4 bis 8

Analoge Verfahren wie die in Beispiel 3 beschriebenen wur den zur Herstellung verschiedener 2-Chlormethylaniliniumhydrochloridsalze angewandt, die in der folgenden Tabelle

mit ausgewählten Eigenschaften dieser Stoffe aufgeführt sind .

Beisp, Nr.

Produkt

2-Chlormethyl-6-Äthylaniliniumhydrochlorid

2-Chlormethyl-6-methyl- 190-205 aniliniumhydrochlorid

2-Chlormethyl-6-methoxyaniliniumhydrochlorid

2-Chlormethyl-6-carbomethoxy- 130-225 aniliniumhydrochlorid

5-Chlor-6-methoxy- 165-230

aniliniumhydrochlorid

2-Chlormethylaniliniumhydrochlorid

Tafel 1

% Ausbeute

Empir

Formel

ber.

Analyse

gef

86,1

8794

83,3

95,5

94,4

92,3

C₈H₁₀Cl₃NO

C 52,44 H 6,37 N 6,80

C 50,02 H 5,78 N 7,29

C 46,17 H 5,34 N 6,73

C 45,78 H 4,70 N 5,93

C 39,61 H 4,16 N 5,78

C 47,21 H 5,10 N 7,87

52,18 6,43 6,77

49,83 5,59 6,93

46,16 5,33 6,78

45,68 4,62 5,88

39,02 4,09 5,56

47,22 7^5

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Beispiel 9

In diesem Beispiel wird die Herstellung von 2'Chlormethyl-6'-trifluormethylacetanilid erläutert.

7,8 g (O₁IO Mol) Acetylchlorid wurden unter Rückfluß in etwa 100 ml Toluol mit 12 g (0,05 Mol) 2-Methyl-sulfinylmethyl-6-trifluormethylanilin erhitzt. Nach Verdampfen des Lösungsmittels ergaben bei HPLC mit 15 % Äthylacetat, 85 % Cyclohexan, die Fraktionen 38 bis 53,2 g Produkt, wobei Fraktion 42 aus Methylcyclohexyn/Äthylacetat rekristallisiert wurde, um 2'-Chlormethyl-6'-trifluormethylacetanilid zu erhalten. Dieses Material hatte einen Schmelzpunkt von 137 bis 140 ⁰C.

Analyse berechnet für C₁₀HgClF₃NO:

C, 47,73; H, 3,61; N, 5,57 gefunden: C, 47,55; H, 3,57; N, 5,48,

Beispiel 10

In diesem Beispiel wird ein alternatives Verfahren zur

Herstellung von 2-Chlormethyl-6-trifluormethylanilin'HCl

vorgestellt.

Chlor (7,60 g,&₍l 07 Mol) wurde in eine mechanisch geführte Lösung von 221,0 g (1,00 Mol) 2-Methylthiomethyl-6-trifluormethylanilin in 2 1 Äthylendichlorid im Laufe von 60 min geblasen, wobei die Reaktionstemperatur unter 20 ⁰C gehalten wurde. Es bildete sich anfangs eine weiße Suspension, die nach der Hälfte der Zugabe sehr dick wurde und gelöst am Ende der Zugabe eine trübe Lösung ergab. Das Gemisch wurde anschließend auf 60 ⁰C erhitzt, wobei ein ständiger HCl-Strom hindurchgeperlt wurde. Es wurde Wasser (25 ml, 1,4 Mol) zugesetzt, und die HCl-Behandlung wurde 15 min lang bei 60 ⁰C fortgesetzt, und zu diesem Zeitpunkt wurde eine klare Lösung erhalten. Überschüssiges Wasser wurde durch azeotrope Destillation entfernt (780 ml Lösungsmittel wurden entfernt), und die resultierende Lösung wurde unter einem ständig hindurchper-

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lenden HCl-Strom auf 0 ⁰C abgekühlt. Filtration, Waschen der Feststoffe mit 150 ml kaltem Athylendichlorid und Lufttrocknung ergaben 228,0 g (92,7 %) gräulichweißes 2-Chlormethyl-6-trifluormethylaniliniumhydrcchlorid. Die Eigenschaften und die Analyse dieser Verbindung werden oben beschrieben,

Beispiel 11

Bei einer Abwandlung der Verfahrensweise von Beispiel 10 wurde HCl erst in das Reaktionsgemisch eingeleitet, als der Zeitpunkt zur Ausfällung des Aniliniumsalzes gekommen war. Chlor (6 g, 0,084 Mol) wurde in eine Lösung von 17,5 g (0,0792 Mol) 2~Methylthiomethyl-6-trifluormethylanilin in 160 ml Athylendichlorid im Laufe von 15 min bei 15 bis 21 ⁰C geleitet. Wasser (2 ml, 0,11 Mol) wurde zugegeben, und die trübe Lösung wurde auf 63 C erhitzt. Das Gemisch wurde auf 63 °C gehalten, und nach 30 min konnte eine klare Lösung gewonnen werden. Überschüssiges V/asser wurde mit Hilfe der azetropen Destillation entfernt (65 ml Lösungsmittel wurden entfernt), und die Lösung wurde bei einem hindurchperlenen HCl-Strom auf 0 ⁰C abgekühlt. Das resultierende feste Aniliniumsalz wurde durch Filtration isoliert und ergab 17,7 g (90,9 %).

Beispiel 12

In diesem Beispiel wird ein Verfahren zur Herstellung von 2-Amino-3-chlormethylbenzonitril beschrieben.

38,85 g (0,2 Mol) 2-Amino-3-methylsulfinylmethylbenzonitril wurden mit 500 ml Athylendichlorid in einem mit mechanischem Rührwerk, Rückflußkühler, Thermometer und Gaseinlaß ausgestatteten 1-1-Kolben zusammengebracht, HCl-Gas wurde hindurchgeperlt. Ein dicker dunkelgolber, dann ein klebriger dunkelorgange-farbener Halbfeststoff

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trennte sich ab. Nach weiterer Zugabo verwandelte sich der Halbfeststoff langsam zurück und wurde zu einem trüben orangefarbenen Gemisch, Im Laufe von IO bis 15 min stieg die Temperatur auf 35 C, wobei Schnellrühren gegen Ende des Prozesses angewandt wurde. Nach fortgesetztem Hindurchperlen von HCl hatte sich nach Erhitzen auf 60 bis 65 ⁰C über einen Zeitraum von 10 min ein Feststoff gebildet. Unter fortgesetztem langsamem Hindurchperlen von HCl bei 60 bis 65 C wurden 2 ml Wasser zugesetzt. Nach 20 min wurde eine ganze Menge klebriger Feststoff gewonnen. Die Apparatur wurde zum Destillierkopf umgeschaltet, die Temperatur erhöht und HpO azetrop abdestilliert (etwa 125 ml wurden abdestilliert). Das resultierende Gemisch wurde in einem Eisbad unter fortgesetztem Hindurchperlen von HCl gekühlt, wobei sich ein gelber Feststoff bildete. Dieser wurde mit 100 ml kaltem Äthylendichlorid gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Das Produkt war das Hydrochloridsalz von 2-Amino-3-chlormethylbenzonitril.

Da dem Fachmann Modifikationen einleuchten werden, soll die Erfindung nur durch den Geltungsbereich der angefügten Ansprüche eingeschränkt werden.

Claims

248846 5 Kr/indungsansoruch

1. Verfaiiren zur Herstellung von kernsubstituierten Benzyliialogeniden, gekonnzeichnet dadurch, daß es die Umsetzung eines kernsubstituiorten E^nzylsulfoxids in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels mit einem nichtoxydierenden Säurehalogenids umfaßt, worin das Benzylsulfoxid einen Aktivierungs-Kernsubstituenten enthält, der in ortho- oder paraStellung zu aem Benzylsulfoxidsubstituenten steht und eine > -Ha&niett-Sigma (para)-Konstante aufv;eist, die negativer als etwa -0,20 ist und ausreichende Elektronendonatoreigenschaften besitzt, um das Benzylcarboniumion nach elektropiiilem Angriff as Sulfoxid zu stabilisieren.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Aktivierungskernsubstituent aus der aus Amino- und Alkoxy— radikalen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, aaß das Aminoradiical die IIH^-Gruppe in ortho-otellang zu deiü Benzylsulfoxidsubstituenten ist,

4. Verfahren nsch Punlct 3» gekennzeichnet dadurch, daß ein Benzylsulfoxid verwendet wird, das durch in situ-Umsetzung eines I-ethylthiociethylanilins mit einem Iialor.enierun^sniittel zur ii'rzeugung eines arouatischen zyklischen Sulfilinin-Zv/i-Gcnenproduktes, welches dann durch Zugabe von Wasser zur Gewinnung des Benzylsulfoxides umgruppiert wurde, hergestellt ist.

5". Verfahren nach Punlct 4, gekennzeichnet uadurch, daß dr.s i.iothylthiotaethylanilin von dem entsprechenden Anilix über eine SuIfiliain-Uiagruppierungsreaktion abgeleitet wird.

b.

Verfahren nacL Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es sic.u bei uer.'i Benzylsulfoxid-Substituenten uui eine Llethylsulfinyltaethylgruprje handelt.

3not. 133?* J Ui Λ

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7. Vorfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß
das Benzylsulfoxid mindestens einen sekundären Kernsubstituenten enthält, der die Fähigkeit des Aktivierungskernsubstituenten nicht beeinträchtigt.

8. Verfahren nach Pkt. 7, gekennzeichnet dadurch, daß
der sekundäre Kernsubstituent aus der CF,, CN, Halogen, Alkyl, Alkoxy und Carboalkoxy umfassenden Gruppe ausgewählt wird.

9. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß das nicht-oxydierende Säurehalogenid aus der Acylhalogenide, Halogenacylhalogenide und anorganische Säurehalogenide umfassende Gruppe ausgewählt wird,

10. Verfahren nach Pkt. 9. gekennzeichnet dadurch, daß das nicht-oxydierende Säurehalogenid aus der HCl, Acetylchlorid und Chloracetylchlorid umfassenden Gruppe ausgewählt wird.

11. Verfahren nach Pkt. 10, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um ortho-Aminobenzylchlorid handelt.

12. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß das inerte Lösungsmittel ein Kohlenwasserstoff, Chlorkohlenwasserstoff oder Äther ist.

13. Verfahren nach Pkt. 12, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittel Äthylendichlorid ist.

14. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethyl-6-trifluormethylanilin handelt.

15. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethyl-6-cyanoanilin handelt.

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16. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethyl-6-methylanilin handelt.

17. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethyl-6-äthylanilin handelt.

18. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethy!6-methoxyanilin handelt.

19. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder. 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethyl-6-carbomethoxanilin handelt /

20. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlormethyl-5-chlor-6-methoxyanilin handelt.

21. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2'-Chlormethyl-6'-trifluormethylacetanilid handelt.

22. Verfahren nach Pkt. 3, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Benzylhalogenid um 2-Chlor-2'-chlormethy1-6'-trifluormethylacetanilid handelt.