190629. lajstromszámú szabadalom • Eljárás klór-fenil-alkil-szulfidok előállítására nukleofil szubsztitucióval
7 190629 8 aromás szubsztrátumok heteroatomként egy vagy több nitrogén-, oxigén- vagy kénatomot, vagy ezeket kombináltan tartalmaznak. A szakterületen jártas szakember számára nyilvánvaló az alkalmazható aromás és heteroaromás szubsztrátumok köre. ÍLásd például CRC Handbook of Chemistry and Physics, 60. kiadás, (1980), p.C-1 - C-58). Előnyös aromás és heteroaromás szubsztrátumok az aktiválatlan benzol, naftalin, piridin, tiofén, piromidin, furán és kinolin, még előnyösebb az aktiválatlan benzol, például a diklór-benzol, és legelőnyösebb az orto-klór-benzol. A találmány szerinti eljárás fontos szempontja, hogy az adott esetben helyettesített aromás vagy heteroaromás szubsztrátum aktiválatlan. Ez a fogalom ismert a szakterületen, és olyan szubsztrátumot jelent, amely valamilyen okból a nukleofil szubsztitúcióval szemben nem reakcióképes. Az aromás vegyületek nukleofil szubsztitúciójával foglalkozó szakirodalomból megállapítható, hogy az aromás gyűrű bizonyos helyén levő bizonyos szubsztituensek aktiváló hatást fejtenek ki a nukleofil szubsztitúcióra, míg másoknak éppen ellenkező hatásuk van. Hasonlóképpen a potenciális lehasadó csoportnak a heleroatomok(ok)hoz képest elfoglalt helyzete aktiválhatja a heteroaromás szubsztrátumot a nukleofil szubsztitúciós reakcióban. Lásd például Chem. Rév. 49, 273 (1951), J. March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure, McGraw-Hill, New York (1968), 494-499 oldal, és J. Miller, Aromatic Nucleophilic Substitution, Elsevier, New York, 1968. A lehasadó csoporttal is szubsztituált aromás vagy heteroaromás szubsztrátumok esetében a lehasadó csoport bármilyen csoport lehet, amely helyettesíthető a nukleofil szubsztitúciós reakcióban. Ilyen lehasadó csoportok lehetnek például a halogén-, nitro-, szulfonát-, foszfonát-, foszfinát- és foszfátcsoportok. A találmány előnyös foganalosítási módjánál a lehasadó csoport halogén, még előnyösebben klóratom. A találmány szerinti eljárásnál a nukleofil anion olyan molekula, amely egy elektronpárját kovalens kötés létesítésére átadja az aromás vagy heteroaromás szubsztrátumnak. Ilyen nukleofil előnyösen például a merkaptidcsoport (*SR). Az anionos nukleofilhez kapcsolódó kation lehet alkálifém, alkáliföldfém, átmeneti fém- vagy adott esetben alkilált ammóniumvagy fo8zfóniumion. Előnyös, ha a kation alkálifémion, még előnyösebben kálium-ion. Oldószerként lényegében minden, az anionos mukleofilekkel összeférő oldószer alkalmazható, így aromás és alifás szénhidrogének, éterek, nitrilek vagy nitro-benzol. Az oldószer megválasztása nem kritikus, és adott esetben az aromás szubazlrátum feleslege is alkalmas oldószerként. Előnyös oldószerek az aromás szénhidrogének vagy a szubsztrálum maga. A reakcióhőmérséklel nem kritikus és az aromás vagy heteroaromás szubsztrátumtól, a nukleofiltől, az oldószertől, a katalizátortól és a reakcióidőtől függően széles határok között változhat. Több esetben előnyős 100-200 #C közötti hőmérsékletet alkalmazni. A reakcióhoz alkalmazott nyomás széles határok között változhat, általában előnyös a környezeti nyomás. Legtöbb esetben a különböző komponensek adagolási sorrendje sem lényeges. A találmány szerinti nukleofil szubsztitúciós reakciót részletesebben az eljárás előnyös megvalósítási módjával ismertetjük, amely szerint az orto-diklór-benzol egyik klóratomját alkil-merkaptiddal (ahol az alkilcsoport rövidszénláncú, például 1-4 szénatomos, előnyösen kálium-n-propil-markaptid) helyettesítjük [a) reakcióvázlat]. Ennél a rakciónál előnyös katalizátor a 400 átlagos molekulasúlyú aciklusos polietilénglikol. Alkalmas oldószerek a szénhidrogének, így például a toluol vagy a xilol, de a legelőnyösebb kiviteli módnál az orlo-diklór-benzol reagensként és oldószerként egyaránt szolgál. Ebben az esetben az o-diklórbenzol alkil-tio-származékká való átalakulása befejeződik, ha a merkaptid-ionok felhasználódtak. A további lépések az oldószer eltávolítása nélkül végezhetők. Az orto-diklór-benzol és kálium-n-propil-merkaptid a) reakcióvázlat szerinti reakciójánál a reagenseket, az oldószert (előnyösen az orto-diklór-benzolt) és a katalizátort bármilyen sorrendben adagolhatjuk. Az elegyet melegítjük és a reakció folyamatát gázkromatográfiásán követjük. A reakció hőmérséklete nem kritikus, 100 ®C-on megfelelő átalakulás érhető el, bár a reakció végbemenetele magasabb hőmérsékleten gyorsabb. Ennek megfelelően előnyös hőmérséklet-intervallum a 150-180 °C, mely utóbbi érték az orto-diklór-benzol forráspontja. A nyomás nem kritikus, a reakció lejátszódik üvegedényben atmoszférikus nyomáson éppúgy, mint zárt autoklávban anélkül, hogy a kapott eredményben különbség lenne. Gazdasági megfontolások alapján előnyösebb a reakciót üvegedényben végezni atmoszferikus nyomáson, 175-180 ®C-on. Ilyen reakciókörülmények között az orto-klór-fenil-n-propil-szulfid képződése 2-4 óra alatt gyakorlatilag teljesen végbemegy. Orto-klór-fenil-metil-szulfid előállítását metil-markaptidból és orto-diklór-benzolból a fentiekben leírt eljárás szerint végezzük. Ha a találmány szerinti eljárással előállított orto-klór-fenil-alkil-szulfidot a kővetkezőkben leírt reakcióvázlatok szerint reagáltatjuk, értékes benzolszulfonil-klorid intermediereket állíthatunk elő. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
