194526. lajstromszámú szabadalom • Katalitikus eljárás Grignard kapcsolás végrehajtására
1 194 526 2 A találmány tárgya eljárás aril Grignard reagens és brómbenzol közti kereszt-kapcsolás létrehozására katalizátor jelenlétében, mely eljárás során egy bifenil-származék keletkezik. A piretroid észter inszekticidek szerte a világon nagy kereskedelmi jelentőséggel bírnak. Ezeknek az észtereknek a karbonsav és alkohol csoportjai igen sokféle szerkezetűek lehetnek. Az alkoholt, a (2 - metil[l,r - bifenil] - 3 - il) - metanolt megfelelő karbonsavakkal - mint amilyenek, például a 3 - (2,2 - dihalogén - etenil) - 2,2 - dimetil - ciklopropán - karbonsavak és a 3 - (2 - klór - 3,3,3 - trifluor - 1 - propenil) - 2,2 - dimetil - ciklopropánkarbonsav - reagáltatva egy sorozat különlegesen jó inszekticid hatású észtert kapunk. Ezeknek a savaknak (2- metil[l,r - bifenil] - 3 - il) - metanollal képzett észtereit írják le a 4 214 004 és a 4 238 505 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. A (2 - meti![l,r - bifenil] - 3 - il) - metanol piretroid észterei kereskedelmi jelentőségűek, de az alapvetően szükséges (2 - meti![l,r - bifenil] - 3 - il) - metanol vegyület ismert preparatív módszerekkel a kereskedelmi elvárásokhoz képest túl kis hozammal állítható elő. Például, a 4 214 004 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a teljes termelés körülbelül 15 96, 2 - metil- 3 - nitrobenzil alkoholból kiindulva. A többlépéses szintézis szerint, amelynek a jelen találmány kulcslépése, a (2 - metil[l,l’ - bifenil] - 3- il) - metanol teljes termelése körülbelül 60 %, egy kereskedelmileg hozzáférhető 2,6 - dihalogén - toluolt, például 2,6 - diklór - toluolt vagy 2 - bróm - 6 - klór - toluolt használva az első lépésben, melynek során ismert módszerekkel egy 3 - halo - 2 - metil - fenil - magnézium - halogenidet, például 3- klór - 2 - metil - fenil - magnézium - kloridot vagy bromidot állítunk elő. A teljes eljárás sikerességének a kulcsa abban a reakciólépésben van, amelyben a feloldott 3 - klór- 2 - metil - fenil - magnézium - halogenid keresztkapcsolást létesít a halogénezett benzol-származékkal valamilyen inert oldószerben, fémpalládium vagy nikkel(II) - acetonát katalizátor jelenlétében. A kapcsolási reakció során 3 - klór - 2 - metil - [1,1’- bifenil] keletkezik. Ismeretes, hogy a Grignard reagensek kapcsolási reakciói termékelegyeket eredményeznek, mivel a reakciópartnerek közötti homo és hetero kapcsolás, valamint a reakciópartnerek és termékek közötti kapcsolás egyaránt lehetséges. Egy Grignard reagensnek egy halogénezett szénvegyülettel megkísérelt kereszt-kapcsolása gyakran megbonthatatlan keveréket képez, amelyben a kívánt keresztkapcsolt termék alacsony termeléssel van jelen. Ha fémpaliádiumot alkalmazunk katalizátorként, a reakciókeverék heterogén. A Grignard reagensek kapcsolási reakciói esetében nem általánosak a heterogén körülmények. Az irodalmi adatok ismeretében egy 3 - klór - 2- metil - fenil - magnézium - halogenidnek egy halogénezett benzol-származékkal végzett keresztkapcsolását nikkel(II) - acetil - acetonát katalizátor jelenlétében, homogén körülmények között legjobban úgy Hajthatjuk végre, ha a meghatározó reagensre vonatkoztatva körülbelül 1 mól% nikkel(ll)- acetil ~ acetonátot veszünk, a Grignard reagenst pedig körülbelül 1 mólnyi feleslegben alkalmazzuk. Ekkor várhatóan 60-80 96-os kitermeléssel állítható elő a 3 - halo - 2 - metil - [1,1’ - bifenil]. Az irodalomban leírtakból nem következik annak nyilvánvalósága, hogy a katalizátormennyiség egy vagy két nagyságrenddel való csökkentése a termelést körülbelül 90 96-ra növelné. A 3 - klór - 2 - metil - [1,1’ - bifenil] keresztkapcsolt terméket különféle módszerekkel alakíthatjuk át a kívánt (2 - metil - [1,1’ - bifenil] - 3 - il) >- metanollá. Például, a 3 - klór - 2 - metil - [1,1’ - bifenil]-t egy második Grignarddá, egy 2 - metil - [1,1* - bifenil] - 3 - il - magnézium - halogeniddé alakíthatjuk, amelyből formaldehiddel való kezelés után megkapjuk a kívánt (2 - metil - [1,1’ - bifenil]- 3 - i!) - metanolt. Ezek az eljárások az irodalomban jól ismertek. Bár a Grignard reagens előállítására vonatkozóan más módszerek ismeretesek, a 3 - klór - 2 - metil- fenil - magnézium - halogenidet előnyösen valamilyen inert oldószerben állíthatjuk elő. Inert oldószerként alkalmazhatók például a tetrahidrofurán, dietil-éter, valamint folyékony tercier aminok, például a trietil-amin. 3 - klór - 2 - metil - fenil - magnézium - klorid előállítása esetén előnyösen tetrahidrofuránt alkalmazunk; legalább két mól tetrah drofuránt egy mól Grignard reagensre vonatkoztatva. Az így elkészített Grignard reagens oldatot keverés közben hozzáadhatjuk a katalizátornak a halogénezett benzol végyülettel készített meleg oldatához, vagy a halogénezett benzolt adjuk hozzá keverés közben a meleg - 50-80°C hőmérsékletű katalizátor - Grignard oldat keverékhez. A beadagolás sebessége nem kritikus, de előnyös a viszonylag gyors hozzáadás, amely 0,5— 1,0 órát jelent. A reakció néhány óra alatt gyakorlatilag végbemegy. A halogénezett benzol-származék a brómbenzol. Ahhoz, hogy minimálisra csökkentsük a Grignard reagensnek a termékhez való kapcsolását legalább 10 % mólfeleslegben kell alkalmazni a halogénezett benzolt. Általánosságban a fém palládium katalitikus mennyisége 0,02 — 0,5 mól% fém palládium a Grignard reagensre vonatkoztatva. Nagyobb mennyiségek a kívánt termék kisebb termelését eredményezik. Fém palládiumként például a kereskedelemben kapható fekete palládium is alkalmazható, de a szükséges mennyiség olyan kevés, hogy nehéz a bemérése és kezelése. Ezért előnyösebb valamilyen hordozóra, mint amilyen a szén, alumínium-oxid, szilícium-diöxid vagy agyag, lecsapott fém palládium alkalmazása. Szénre vagy alumínium-oxidra lecsapott fém palládium rendelkezésre áll a kereskedelemben. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott katalizátor mennyiségek olyan kicsik, hogy a katalizátor visszanyerésére és visszacirkuláltatására nincs szükség. Ha nikkel katalizátort kívánunk alkalmazni, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
