182693. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 4-fluor-3-fenoxi-toluol előállítására
182693 4 A találmány tárgya új eljárás 4-fluor-3-fenoxi-toluol előállításása. Ismert, hogy ha a fluoratomon kívül egyéb halogén -szubsztituenseket, például klóratomot vagy brómatomot is hordozó fluor-benzolszármazékokat alkoholátokkal vagy fenolátokkal reagáltatnak, a fluoratom az egyéb halogénatomoknál könnyebben lép szubsztitúciós reakcióba. így például 4-fluor-klór-benzol és kálium-fenolát reakciója során főtermékként 4-klór-difenil-éter képződik (2 619 489 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat), míg ha klór-pentafluor-benzolt reagáltatnak nátrium-pentafluor-fenoláttal, termékként 4-klór-nonafluor-difenil-éterből és 2- klór-nonafluor-difenil-éterből álló izomer elegyet kapnak (3 637 866 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás). Bróm-2,3,4,6-tetrafluor-benzol és nátrium-metilát reakciója során különböző bróm-trifluor-metoxi-benzolok izomer elegye képződik (J. Chem. Soc. Perkin II, 1978, 137-141). Ismert az is, hogy ha halogénezett aromás vegyületeket katalizátorként alkalmazott réz vagy rézvegyületek jelenlétében hidroxiaromás vegyületekkel reagáltatnak, termékként diaril-étereket kapnak. Ezekben az esetekben azonban számolni kell azzal, hogy mellékreakcióként a réz által katalizált dehalogénezés is végbemegy (J. Chem. Soc. 1965, 4953). Azt tapasztaltuk, hogy az (I) képletű 4-fluor-3- -fenoxi-toluolt jó hozammal és igen tiszta állapotban állíthatjuk elő, ha a (II) képletű 3-bróm-4-fluor-toluolt katalizátorként alkalmazott réz vagy réz-oxid, hígítószerként alkalmazott izokinolin, továbbá adott esetben segédanyagként alkalmazott alkálifémvagy alkáliföldfém-karbonát jelenlétében, 100 °C és 200 °C közötti hőmérsékleten egy alkálifém- vagy alkáliföldfém-fenoláttal reagáltatjuk. Rendkívül meglepő az a tapasztalatunk, hogy a találmány szerinti eljárás során a 3-bróm-4-fluor-toluolból termékként gyakorlatilag csak 4-fluor-3- -fenoxi-toluol képződik, mert a’technika állásának ismeretében a fluoratom szubsztitúciójára, azaz 3- bróm-4-fenoxi-toiuol képződésére kellett volna számítanunk. Az a felismerésünk is meglepő, hogy a találmány szerint végzett reakció során a 4-fluor-toluol képződéséhez vezető dehalogéneződés lényegesen kisebb mértékben zajlik le, mint a szakirodalomban ismertetett eljárások esetén. A találmány szerinti eljárásban végbemenő reakciót az (1) reakcióvázlaton szemléltetjük. A kiindulási vegyületként felhasznált 3-bróm-4- -fluor-toluol ismert vegyidet [Canad. Joum. Chem. 38, 2441-2449, (I960)]. A reagensként felhasználható alkálifém- és alkáliföldfém-fenolátok közül példaként a nátrium-, kálium- és magnézium-fenolátot említjük meg. Különösen előnyös reagensnek bizonyult a nátrium-fenolát. Segédanyagokként, azaz alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonátokként például kálium- vagy magnézium-karbonátot használhatunk fel. Ezeket a segédanyagokat előnyösen akkor adjuk a reakcióelegyhez, ha reagensként nátrium-fenolátot alkalmazunk. Katalizátorként rezet vagy különböző oxidációs állapotú réz-oxidokat használhatunk fel. A felhasz3 nálható katalizátorok közül a rezet és a réz(I)-oxidot említjük meg. Katalizátorként előnyösen réz(I)-oxidot alkalmazunk. \ reakciót 100 °C és 200 °C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. Előnyösen úgy járunk el, hogy a hőmérsékletet a reakció kezdetén 100-120 °C-ra állítjuk be, majd az elegyet a reakció befejeződéséig 140—180 °C-on tartjuk. I mól 3-bróm-4-fluor-toluolra vonatkoztatva 1-1,5 mól, előnyösen 1-1,2 mól fenolátot, 0,75—2 mól, előnyösen 0,9-1,5 mól alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonát segédanyagot, 1—50 g réz-katalizátort és 150—1500 ml izokinolint használunk fel. A 4-fluor-3-fenoxi-toluolt egy előnyös eljárásváltozat szerint a következőképpen állítjuk elő: A 3- bróm-4-fluor-toluol, a réz-katalizátor és az izokinolin elegyét 100-120 °C-ra melegítjük, majd hozzáadjuk a segédanyagot és a fenolátot, és a reakcióelegy hőmérsékletét körülbelül 160°C-ra növeljük. A? elegyet a reakció befejeződéséig ezen a hőmérsékleten keverjük. A reakcióelegyet szokásos módszerekkel dolgozhatjuk fel. Eljárhatunk például úgy, hogy a reakcióelegyet lehűlés után szűrjük, a szűrletet vízzel nem elegyedő oldószerrel (például ciklohexánnal) elegyítjük, a kapott oldatot sósav-oldattal és vízzel mossuk, szárítjuk, szűrjük, és a szürletből lepároljuk az oldószert. A maradékként kapott nyers terméket vákuumdesztillációval tisztíthatjuk. A terméket forráspontja alapján azonosíthatjuk. A 4-fluor-3-fenoxi-toluolt gyökös iniciátor, például azo-bisz(izobutironitril) és adott esetben egy hígítószer, például széntetraklorid jelenlétében, 50—100°C-on N-bróm-szukcinimiddel reagáltatva 4- luor-3-fenoxi-benzil-bromiddá alakíthatjuk át. Az utóbbi vegyületet kártevőirtó hatóanyagok előállításában használhatjuk fel kiindulási vegyületként, illetve közbenső termékként (2 709 264 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat). A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa 189 g (1 mól) 3-bróm-4-fluor-toluol és 50 g réz(I)-oxid 250 ml izokinolinnal készített szuszpenziójához 110°C-on 84,3 g magnézium-karbonát [4MgC03 • Mg(OH)2 -4H20) és 128 g (1,1 mól) nátrium-fenolát elegyét adjuk. Ezután az elegy hőmérsékletét 160 °C-ra növeljük, és a reakcióelegyet 15 órán át ezen a hőmérsékleten keverjük. A reakcióelegyet lehűtjük, szűrjük, a szűrletet ciklohexánnal elegyítjük, a ciklohexános oldatot sósav-cldattal és vízzel mossuk, nátrium-szulfát fölött szárítjuk, majd bepároljuk. A kapott maradékot desztilláljuk. 105 °C/6 mbár forráspontú, halványsárga, olajos termékként 170 g (84,1%) 4-fluor-3- -fenoxi-toluolt kapunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
