DE1076112B - Verfahren zur Herstellung von ª‡,ª‡-Bis-(chlorphenyl)-alkanolen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von a,a-Bis-(chlorphenyl)-alkanolen, die zusätzlich zu der Alkanolgruppe in der Chlorphenylgruppe 0 bis 4 Substituenten enthalten können. Das Chloratom kann in o-, ni- oder p-Stellung zu dem Alkanolsubstituenten stehen. Diese Verbindungen lassen sich durch folgende Formel ausdrücken:

OH

IO

worin R 0 bis 4 Chloratome oder gesättigte oder ungesättigte aliphatische Reste und R' einen substituierten oder unsubstituierten aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest mit Fluor und Chlor als zulässigen Substituenten oder einen Carbalkoxyrest ( —C(O)OR'") bedeutet, worin R"' eine Alkylgruppe mit bis zu 9 Kohlenstoffatomen in der Kette bezeichnet.

Das erfindüngsgemäße Verfahren geht von verhältnismäßig billigen Ausgangsstoffen, wie z. B. p-Dichlorbenzol, Magnesium und einem Ester, aus und liefert a,a-Bis-(dhlorphenyl)-alkanoIe in guter Ausbeute.

Gemäß der Erfindung werden die a,a-Bis-(chlorphenyl)-alkanole hergestellt, indem man ein Chlorphenylhalogenid, vorzugsweise das Chlorid, mit Magnesium und einem Ester in Gegenwart eines cyclischen Äthers als Reaktionsmedium umsetzt.

Der cyclische Äther ist eine substituierte oder unsubstituierte nicht aromatische heterocyclische Sauerstoffverbindung mit 5 oder 6 Ringatomen, von denen nur eines Sauerstoff sein darf, während die übrigen Ringatome Kohlenstoffatome sind mit der zulässigen Ausnahme, daß ein von dem Ringsauerstoffatom durch 2 Kohlenstoff atome getrenntes · Ringkohlenstoffatom durch ein substituiertes Stickstoffatom ersetzt sein kann, wobei mindestens ein dem Ringsauerstoffatom benachbartes Kohlenstoffatom frei von jeglichen Substituenten außer Wasserstoff ist.

Die heterocyclischen Verbindungen können eine einzige ungesättigte Bindung enthalten, wie es bei Dihydropyran der Fall ist. Verbindungen, die unter diese Definition fallen, sind z. B. Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, 2-Methyltetrahydrofuran, 2-Äthoxytetra-

Verfahren zur Herstellung
von α, α-Bis- (chlorphenyl) -alkanolen

Anmelder:

Metal & Thermit Corporation,
Carteret, N.J. (V.St.A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr, München 5,

Dr.-Ing. H. Fincke, Beriin-Lichterfelde, Drakestr. 51,

und Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. November 1955

Hugh Edwin Ramsden, Scotch. Plains, N. J. (V. St Α.),
ist als Erfinder genannt worden

hydropyran, Tetrahydrofurfuryläthyläther, Dihydropyran und n-Methylmorpholin. Zulässige Substituenten sind Gruppen, welche weder mit den organischen Magnesiumchloriden noch mit den übrigen Komponenten und Produkten der Reaktionsgemische reagieren. Hierzu gehören substituierte und unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkoxy- und Aryloxygruppen, bei denen ebenfalls die etwaigen Substituenten nicht mit den übrigen Komponenten des Reaktionsgemisches reagieren dürfen. In dem Falle, wo ein Kohlenstoffatom durch· Stickstoff ersetzt ist, muß der Wasserstoff an dem Stickstoffatom durch eine Gruppe substituiert sein, die weder mit den Reaktionsteilnehmern noch mit den Reaktionsprodukten reagiert.

Vorzugsweise stellt man zunächst in bekannter Weise ein Grignardreagenz durch Umsetzung von Magnesium mit dem Chlorpheny !halogenid her und setzt dieses dann mit dem Ester um. Man kann mit beliebigen chloraromatischen Halogeniden, wie p-Dichlorbenzol, p-Bromchlorbenzol usw., und mit beliebigen Estern aliphatischer Säuren, wie z. B. Äthylacetat, Butylacetat, Benzylacetat, Phenylacetat u. dgl., arbeiten.

Die Umsetzungen lassen sich durch folgende Gleichungen ausdrücken:

X + Mg..

nQ

Cl

909 757/495

R'COOR" + 2 /Cl

In diesen Gleichungen bezeichnet X ein Halogenatom, und zwar Chlor, Brom oder Jod, die in der Reihenfolge ihrer bevorzugten Anwendung aufgeführt sind. R und R' haben die oben angegebene Bedeutung, und R'' bezeichnet einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest, der mit den anderen Komponenten des Reaktionsgemisches oder den Reaktionsprodukten nicht in anderer Weise reagiert. Die Verbindung Q ist der cyclische Äther.

Es ist bereits bekannt, Grignardverbindungen, wie z. B. Phenylmagnesiumbromid, mit Estern zu den entsprechenden sekundären Alkoholen umzusetzen. Diese Umsetzung wurde jedoch bisher in Gegenwart aliphatischer Äther, wie Äthyläther, durchgeführt. Abgesehen davon, daß das Arbeiten mit Diäthyläther in technischem Maßstab eine Gefahrenquelle darstellt, gelang es unter Verwendung dieses einfachen Äthers nicht, aromatische Chloride mit Magnesium umzusetzen. Man war vielmehr auf die kostspieligen Bromide und Jodide angewiesen. Vor kurzem wurde gefunden, daß Monochlorbenzol in Gegenwart von Tetrahydrofuran mit Magnesium zu Phenylmagnesiumchlorid umgesetzt werden kann. Die Umsetzung der beim vorliegenden Verfahren eingesetzten Chlor- bzw. Polychlorarylhalogenide mit Magnesium in Gegenwart cyclischer Äther ist jedoch noch nicht beschrieben worden, und es war insbesondere auch nicht bekannt, ob diese Halogenderivate derart zu Grignardverbindungen umgesetzt werden könnten, daß nur eines der Halogenatome reagiert, wie es beim erfrndungsgemäßen Verfahren der Fall sein muß. Wie jetzt gefunden wurde, können einerseits die billigen Di- und Polychlorbenzolderivate in Gegenwart einer Verbindung Q mit guten Ausbeuten im gewünschten Sinne umgesetzt werden. Wenn man andererseits Chlorarylbromide oder -jodide beim erfindungsgemäßen Verfahren einsetzt, werden gegenüber dem bisherigen Stand der Technik höhere Ausbeuten an Endprodukten bei gleichzeitig erheblich kürzeren Umsetzungszeiten erzielt, und man kann häufig sogar die Grignardierung und' die Folgeumsetzung gleichzeitig in einer Stufe durchführen, was wegen der großen Mengen an Nebenprodukten bisher nicht möglich war. Selbstverständlich wird die Verwendung der billigen Di- bzw. Polychlorbenzolderivate, die ebenfalls zu guten Ausbeuten führt, aus wirtschaftlichen Gründen im allgemeinen bevorzugt« Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Verfahren allgemeine Gültigkeit, und es ermöglicht die Herstellung sämtlicher Alkohole der beschriebenen Art, d. h. auch derjenigen, die bisher noch nicht hergestellt werden konnten.

Vorzugsweise führt man das erfindungsgemäße Verfahren in zwei Stufen durch, die den obigen Gleichungen (1) und (2) entsprechen.

Unter Umständen, insbesondere wenn X Brom oder Jod bedeutet, können die beiden Reaktionen auch gleichzeitig durchgeführt werden. Die Reaktionsteilnehmer werden vorzugsweise in äquivalenten Mengen eingesezt, jedoch können auch andere Mengenverhältnisse angewandt werden. Eine der möglichen Arbeitsweisen ist die folgende:

Das Chlorphenylhalogenid wird in dem cyclischen Äther gelöst, und eine geringe Menge der Lösung wird zusammen mit einem kleinen Jodkristall und einigen ecm Äthylbromid dem Magnesium zugesetzt, das sich in einem Dreihalskolben mit Ankerrührer und Rückflußkühler befindet. Sobald die Temperatur infolge der Reaktionswärme steigt, setzt man den Rest der Lösung des Chlorphenylhalogenides in dem Äther mit solcher Geschwindigkeit zu, daß die Temperatur schnell den Siedepunkt der Flüssigkeit erreicht. In gewissen Fällen ist hierfür äußere Wärmezufuhr erforderlich. Die Rückfluß temperatur wird während des Zusatzes des Restes der Lösung und noch weitere

1 oder 2 Stunden innegehalten. Die Reaktion ist gewöhnlich 2 bis 3 Stunden nach Beginn der Zusätze beendet.

In der zweiten Arbeitsstufe, die der Gleichung (2) entspricht, wird das gekühlte Reaktionsgemisch der Arbeitsstufe 1 mit dem Ester versetzt. Die hierbei angewandte Temperatur richtet sich nach den jeweiligen Reaktionsteilnehmern und den Arbeitsbedingungen, und sie kann die Höhe der Rückflußtemperatur erreichen. Gewöhnlich sorgt man dafür, daß die Temperatur nicht zu hoch ansteigt, vorzugsweise nicht über 40° C, indem man das Reaktionsgemisch im Eisbad kühlt. Wenn die Reaktion vollständig ist, wird verdünnte Säure zugesetzt. Die Reaktionsflüssigkeit scheidet sich in zwei Schichten, von denen die obere, nichtwäßrige Schicht das Produkt enthält. Aus dieser Schicht werden Lösungsmittel und Nebenprodukte abgetrieben, wobei das rohe a,a-Bis-(chlorphenyl)-alkanpl !unterbleibt. Das Rohprodukt kann durch ein- oder mehrmaliges Umkristallisieren gereinigt werden.

Beispiel 1

147 g (1 Mol) p-Dichlorbenzol wurden in 216 g (3 Mol) Tetrahydrofuran gelöst. 24 g (1 g-Atom) Magnesiumdrehspäne wurden in einen mit Ankerrührer, Thermometer, Bürette und Rückflußkühler augestatteten 1-1-Dreihalskolben aufgegeben. Die Luft wurde aus dem Kolben durch Stickstoff verdrängt. Dann wurde ein Jodkristall eingegeben und die Apparatur nochmals mit Stickstoff gespült. Darauf wurden

2 ecm Äthylbromid und 9 ecm der oben beschriebenen Lösung zugesetzt und der Rührer in Gang gesetzt. Die Temperatur stieg sofort auf 45° C. Weitere Ausgangslösung wurde dem Reaktionsgefäß langsam durch die Bürette zugesetzt. Nach 10 Minuten waren 60 ecm der Ausgangslösung zugesetzt, die Temperatur betrug 77° C, und das Gemisch siedete unter schwachem Rückfluß. Der Rest der Ausgangslösung wurde im Verlauf der nächsten. Va Stunde unter dauerndem Rückfluß zugesetzt, wobei die Temperatur auf 85° C stieg. Das Reaktionsgemisch wurde weitere IVa Stunden unter Rückfluß gehalten und dann in einem Eisbad auf 12° C gekühlt. Dann wurden innerhalb 15 Minuten 44 g (0,5 Mol) Äthylacetat, gelöst in 40 ecm Tetrahydrofuran, zugesetzt, wobei die Temperatur durch Kühlung im Eisbad auf 30 bis 40° C gehalten wurde. Nach beendetem Zusatz wurde das Reaktionsgemisch V2 Stunde auf 30° C gehalten, um die Reaktion zu vervollständigen', und dann abgekühlt. Hierauf wurde langsam innerhalb 15 Minuten eine Lösung von 20 ecm Schwefelsäure und 250 ecm Wasser zugesetzt.

Das Reaktionsgemisch schied sich nunmehr in zwei Schichten und wurde in einen 3-1-Kolben gegossen. Der Überschuß an Säure wurde mit Natriumbicarbo-

nat neutralisiert. Die obere, organische Schicht wurde abgetrennt und nitriert. Die wäßrige Schicht wurde mit Tetrahydrofuran extrahiert und der Extrakt nach Filtrieren dem Filtrat der organischen Schicht zugesetzt. Aus den vereinigten Filtraten wurden Tetrahydrofuran und Äthylalkohol im Vakuum abgetrieben, wobei 125 g rohes a,a-Bis-(p-chlorphenyl)-äthanol hinterblieben'. Durch Analyse wurde festgestellt, daß dieses Produkt eine Reinheit von über 90% besaß. Die Ausbeute betrug etwa 90%.

Beispiel 2

Bei dieser Arbeitsweise wurden die beiden Reaktionen gleichzeitig durchgeführt. Die Ausgangslösung bestand aus 191,5 g (1 Mol) ■ p-Bromchlorbenzol, 300 ecm Tetrahydropyran und 44 g (Va Mol) Äthylacetat.

Nach Beispiel 1 wurden 24 g (1 g-Atom) Magnesium durch Zusatz von einem Jodkristall und 1 ecm Äthylbromid in 10 ecm Äthyläther aktiviert. Nach einigen Minuten stieg die Temperatur an. Nun wurde mit dem Zusatz der Ausgangslösung begonnen, wobei die Zusatzgeschwindigkeit derart eingestellt wurde, daß das Gemisch sich fast während der ganzen Zeit unter Rückfluß befand. Der Zusatz dauerte IV2 Stunden, worauf das Reaktionsgemisch noch eine weitere Stunde unter Rückfluß gehalten wurde. Am nächsten Tag wurde das Reaktionsgemisch gekühlt und mit verdünnter Schwefelsäure versetzt. Hierbei bildeten sich zwei Schichten. Nach dem Neutralisieren der überschüssigen Säure wurde die organische Schicht abgetrennt, gewaschen, filtriert und das Lösungsmittel abgetrieben.

Das Produkt bestand aus 100 g einer braunen Flüssigkeit, die sich zufolge einer Analyse als rohes α,α-Bis- (p-chlorphenyl) -äthanol erwies.

Beispiel 3

115,5 g rohes a,ct-Bis-(p-chlorphenyl)-äthanol wurden aus 191,5 g (1 Mol) p-Bromchlorbenzol, 44 g (¹Zz Mol) Äthylacetat und 24 g (1 g-Atom) Magnesium hergestellt. Die Arbeitsweise war im wesentlichen die gleiche wie im Beispiel 2 mit der Ausnahme, daß als Reaktionsmedium 300 ecm Tetrahydrofuran an Stelle von 300 ecm Tetrahydropyran verwendet wurden.

Beispiel 4

24 g Magnesium wurden in der beschriebenen Weise durdh Jod, Äthylbromid und Äther aktiviert. Sobald die Reaktion eingesetzt hatte, was sich durch einen Temperaturanstieg bemerkbar machte, wurden im Verlauf von 10 Minuten 50 ecm einer Lösung von 191,5 g p-Bromchlorbenzol in 300 ecm Chlorbenzol in das Reaktionsgefäß einlaufen gelassen·. Der Rest der p-Bromchlorbenzollösung wurde mit 58,1 g Butylacetat in 40 ecm Chlorbenzol gemischt und das Gemisch der Reaktionsmasse im Verlauf von etwa 2V2 Stunden zugesetzt. Dem Reaktionsgefäß wurde genügend Wärme zugeführt, um das Gemisch während des Zusatzes und weiterer 28 Stunden unter gelindem Rückfluß zu halten.

Dann wurde eine beträchtliche Menge von nicht umgesetztem Magnesium ausgesiebt. Der flüssige Teil des Reaktionsgemisches wurde nach der obigen Vorschrift aufgearbeitet.

In dem Maße, wie das Lösungsmittel abgetrieben wurde, schieden sich Kristalle ab. Einige Zusammenballungen von Kristallen wurden abfiltriert. Die erste Abscheidung schien zum großen Teil aus p-Bromchlorbenzol zu bestehen, und die letzte bestand, wie durch Analyse festgestellt wurde, aus rohem α,α-Bis-(chlorphenyl)-äthanol, das mit etwas p-Bromchlorbenzol verunreinigt war.

Beispiel 5 Bis-p-chlorphenylpernuorpropylcarbinol

2 Mol p-Chlorphenylmagnesiumchlorid wurden einer Lösung von 1 Mol Perfluorbuttersäureäthylester in 200 ecm Tetrahydropyran bei- Rückfluß temperatur so schnell wie möglich zugesetzt. Das Gemisch wurde dann weitere 2 bis 3 Stunden am Rückflußkühler erhitzt, gekühlt und mit einer Lösung von 200 ecm konzentrierter Salzsäure in 400 ecm Wasser versetzt. Die beiden Schichten wurden getrennt, und das Lösungsmittel wurde aus der organischen Schicht bis -zu einem Druck von 200 mm und einer Temperatur von 80° C abdestilliert. Es^-hinterblieb Bis-p-chlorphenylperfluorpropylcarbinol. -

Beispiel 6 Bis-p-ehlorphenylperfluornonylcarbinol

Nach Beispiel 5 erhält man aus Perfluorcaprinsäureäthylester in einer Lösung von 2-Methyltetrahydrofuran Bis-p-chlorphenylperfluornonylcarbinol.

Beispiel 7 Bis-p-chlorphenyltrichlormetlhylcarbinol

Nach Beispiel 5 erhält man aus Trichloressigsäureäthylester in einer Lösung von 2-Äthoxytetrahydropyran Bis-p-chlorphenyltrichlormethylcarbinol.

Beispiel 8 p^'-Dichlorbenzilsäureoctylester

Nach Beispiel 5 erhält man aus Oxalsäuredioctylester in einer Lösung von Dihydropyran ρ,ρ'-Dichlorbenzilsäureoctylester.

Beispiel 9 pjp'-Dichlorbenzilsäureoctylester

Nach Beispiel 5 erhält man aus Oxalsäuredioctylester in einer Lösung von Tetrahydrofurfuryläthyläther pjp'-Dichlorbenzilsäureoctylester.

Beispiel 10 Pip'-Dichlorbenzilsäureäthylester

5 Mol p-Chlorphenylmagnesiumchlorid wurden in einem Kolben langsam zu einer Lösung von 2,5 Mol Oxalsäurediäthylester in 15 Mol Tetrahydrofuran zugesetzt. Die Reaktion wurde eingeleitet und das Gemisch während des Zusatzes auf einer Temperatur zwischen 10 und 20° C gehalten. Nach Beendigung des Zusatzes wurde das Gemisch 3 Stunden stehengelassen, gekühlt und mit Schwefelsäure versetzt. Die Schichten wurden getrennt, und die organische Schicht wurde durch Vakuumdestillation von dem Lösungsmittel befreit, wobei ρ,ρ'-Dichlorbenzilsäureäthylester hinterblieb.

Beispiel 11 Di-(p-chlorphenyl)-trifluormethylcarbinol

53,7 g Trifluoressigsäureäthylester wurden langsam unter ständigem Rühren in einem Kolben zu einer Lösung von 500 ecm p-Chlorphenylmagnesiumchlorid in Tetrahydrofuran zugesetzt. Dann wurde das Gemisch 1 Stunde am Rückflußkühler erhitzt, mit Eis

und Schwefelsäure hydrolysiert, und die beiden Schichten wurden voneinander getrennt. Aus der organischen Schicht wurde das Lösungsmittel bei mm Druck und 160° C abdestilliert, wodurch Di-(pchlorphenyl) -trifluormethylcarbinol erhalten wurde.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von α,α-Bis-(chlorphenyl)-alkanolen durch Umsetzung von Grignard- ίο verbindungen mit Estern aliphatischer Carbonsäuren in Gegenwart von Äthern, dadurch gekennzeichnet, daß als Äther ein cyclischer Äther verwendet wird, welcher 5 oder 6 Ringatome besitzt, von denen nur eines Sauerstoff sein darf, während die übrigen Ringatome Kohlenstoffatome sind, wobei ein von dem Ringsauerstoffatom durch 2 Kohlenstoffatome getrenntes Ringkohlenstoffatom durch ein substituiertes Stickstoffatom ersetzt sein kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man es in zwei Stufen ausführt, indem man zunächst das Chlorphenylhalogenid mit Magnesium zu Chlorphenylmagnesiumhalogenid umsetzt und dann zu dem Reaktionsgemisch den Ester zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ρ - Chlorpheny!magnesiumchlorid mit Äthylacetat umgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reaktionsteilnehmer einerseits p-Dichlorbenzol und Magnesium bzw. p-ChlorphenylmagneS'iumchlorid und andererseits Perfluorbuttersäureäthylester oder Perfluorcaprinsäureäthylester oder Trichloressigsäureäthylester oder Oxalsäuredioctylester oder Oxalsäurediäthylester oder Trifluoressigsäureäthylester anwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 860 362, 868 296.

©909757/495 2.60