199122. lajstromszámú szabadalom • Eljárás (trifluor-metil)-piridin-származékok előállítására
199122 1 A találmány tárgya új eljárás az (I) általános képletű (trifluor-metil)-piridin-származékok — a képletben X jelentése fluor- vagy klóratom — előállítására (triklór-metil)-piridin-származékból, vízmentes hidrogén-fluoriddal és kívánt esetben hidrogén-kloriddal végzett halogéncserével. A (triklór-metil)-piridin - származékokat gőzfázisban fluorozták az eddig ismert eljárások során, amely magas hőmérséklet alkalmazását teszi szükségessé. Az ilyen gőzfázisú reakciók hátránya például, hogy a reaktánsok hőmérsékletének emelésével az energiaköltségek is növekszenek, a kiindulási anyagok és a végtermékek elbomlanak és a kívánt (trifluor-metil)-piridin-származékok kis konverzióvaj és/vagy alacsony szelektivitással keletkeznek. A fenti gőzfázisú eljárásra példaként a 80 85 564 sz. japán nyilvánosságrahozatali iratot és a 4.266.064 és 4.288.599 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti eljárásokkal említhetjük. A 4.184.041 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint (trifluor-metíi) - -piridin-származékokat úgy állítanak elő, hogy (triklór-metil)-piridin-származékokat gáz halmazállapotú hidrogén-fluoriddal reagáltatnak 0—50°C közötti hőmérsékleten. Mivel ez az eljárás csak igen kis mennyiségű (trifluor-metil)-piridin-származékot eredményez, ezért (trifluor-metil)-piridin-vegyületek kereskedelmi méretű előállítására alkalmatlan. Teljesen nyilvánvaló, hogy a (trifluor-metil)-piridin-vegyületek előállítására hatékonyabb módszert kell találni ahhoz, hogy az ipari méretekben is megvalósítható legyen. A találmány szerint 2,3-diklór-5- (trifluor-metil) -piridint az így kapott 3-klór-2-fluor-5- - (trifluor-metil)-piridin és sósav reakciójával állítunk elő katalizátor jelenlétében. A találmány szerinti eljárást úgy hajtjuk végre, hogy a (triklór-metil) -piridin-vegyületet vízmentes hidrogén-fluoriddal reagálhatjuk folyadékfázisban. A találmány szerinti eljárással előállított vegyületek herbicid hatóanyagok intermedierjeként használhatók fel. A jelen találmány révén (trifluor-metil) - -piridin-származékokat ipari méretekben, folyadékfázisú rendszerben állíthatunk elő. A folyadékfázisú reakció révén a kívánt (trifluor-metil) -piridin-származékok szelektíven és viszonylag rövid idő alatt állíthatók elő. Ezenkívül a folyadékfázisú reakciót folyamatosan hajthatjuk végre úgy, hogy a kiindulási anyagokat folyamatosan adagoljuk a reakcióelegybe és a kívánt (trifluor-metil)-piridin-vegyületeket, amelyek forráspontja általában alacsonyabb, mint az a hőmérséklet, amelyen a reakciót végrehajthatjuk, a gőzök kondenzációjával nyerjük ki. A találmány szerint 3-klór-2-fluor-5- (trifluor-metil) -piridint úgy állítunk elő, hogy 2,3-diklór-5- (triklór-metil)-piridint legalább 2 2 sztöchiometrikus mennyiségű vízmentes hidrogén-fluoriddal reagáltatjuk 170—200°C közötti hőmérsékleten, legalább 1480 kPa nyomáson. A találmány szerint 2,3-diklór-5- (trifluor-metil)-piridint úgy állítunk elő, hogy egy következő lépésben vízmentes sósavat adunk a 3-klór-2-fluor-5-(trifluor-metil)-piridinhez, miközben a hőmérsékletet 100—200°C között tartjuk. A fluorforrásként alkalmazott hidrogénfluoridot vízmentes hidrogén-fluorid formájában vezetjük a reakcióelegybe. A hidrogén-fluoridot gáz formájában buborékoltatjuk be a reakcióelegybe vagy folyadék formájában vezetjük bele. A vízmentes hidrogén-fluorid forráspontja 19,5°C, a folyadék és a gáz asszociált molekulákból áll. A jelen találmány esetén a hidrogén-fluoridot legalább négyszeres mennyiségben alkalmazzuk a mono-(triklór-metil)-piridin-vegyület móljaira számítva. A reakciót folyadék fázisban 170—200°C, előnyösen 180—190°C hőmérséklet között hajtjuk végre. A halogéncserés reakciót általában keverés közben hajtjuk végre, hogy a reaktánsok egy lényegében homogén elegyet képezzenek legalább 1480 kPa, előnyösen 1480—2170 kPa nyomáson, legelőnyösebben 1755—1895 kPa nyomáson. A reakció végrehajtásában a reaktánsok hozzáadásának sorrendje nem játszik meghatározó szerepet. Előnyösen a hidrogén-fluoridot a (triklór-metil)-piridin-vegyülethez adjuk hozzá, és a keverést a reakció teljes időtartama alatt, vagyis általában 1—50 óráig folytatjuk. A reakció befejezésének pontos ideje különböző paraméterek függvénye, például a hőmérséklet, hidrogén-fluorid áramlási sebessége, a keverés mértéke és a nyomás fontos faktor. A hidrogén-fluoridot a reakcióelegybe folyadék formájában vezetjük be vagy gáz formájában buborékoltatjuk bele. Amennyiben nagyobb nyomást alkalmazunk és a hidrogén-fluorid áramlási sebessége is nagyobb, a reakcióidő csökken. Azonban fölöslegesen nagy hidrogén-fluorid térfogatáram alkalmazása számos hátránnyal jár; például a gőzökben megnő a hidrogén-fluorid mennyisége, így a gőzök hőmérséklete lecsökken, ill. kevesebb gőz távozik és/vagy a hidrogén-fluorid visszanyerése nehézkes és/vagy költséges. Előnyösen a hidrogén-fluorid anyagárama 0,15—0,45 mól/óra a kiindulási piridin - re számítva, még előnyösebben 0,22— 0,31 mól/óra. A találmány szerint 2,3-diklór-5- (trifluor-metil)-piridint 3-klór-2-fluor-5-(trifluor-metil)-piridin és vízmentes sósav reakciójával állítunk elő 100—200°C hőmérsékleten katalizátor — Lewis-sav típusú katalizátor — jelenlétében, 100—300 kPa, előnyösen 120— 140 kPa, legelőnyösebben kb. 130 kPa nyomáson. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
