173013. lajstromszámú szabadalom • Eljárás brómozott furán- és tiofén-származékok előállítására
3 173013 4 lehet, és a közlés szerint csak 2-metil-tiofént reagáltattak, és csak a monobrómszármazékot állították elő. Természetesen sokkal kényelmesebb lenne a halogénezést folyadékfázisban végrehajtani, és azt vélhetnénk, hogy a toluol halogénezéséhez hasonló körülmények között, például szokásosan mérsékelt, szabad gyök keletkezését előidéző körülmények között, mint amilyen a közvetlen napfény alkalmazása, kielégítő eredményeket lehetne kapni. Régóta ismeretes azonban, hogy ilyen körülmények között a szubsztitúció nem a láncban megy végbe, hanem a halogénatom csaknem kizárólag a gyűrűn szubsztituálódik [Opolsld: Bull. Internat, de l’Academie des Sciences de Cracovie 727-732 (1904) és Steinkopf: Ann. 513, 281-294 (1934)]. Mivel ezek szerint ismeretessé vált, hogy a folyadékfázisban való közvetlen halogénezés, a gyűrűben való szubsztitúcióval ellentétben, a láncban való szubsztitúció tekintetében csődöt mond, a továbbiakban minden ilyen irányú kutatás a közvetett halogénezési módszerekre, például N-bróm-szukcinimid használatára összpontosult. Ez a módszer természetesen azzal az elkerülhetetlen hátránnyal jár, hogy először a brómból költséges eljárással brómozószert kell előállítani. Az eljárást általában gyökiniciátor vagy fény jelenlétében hajtják végre. Egy 3-brómmetil-tiofén előállítására alkalmas eljárást Campaigne és Tyllar [Org. Syn. 33, 96—98] írtak le, míg a 3-metil-benzotiofén halogénezését Brabander [J. Hcterocycl. Chem. 10, 127-129 (1973)] ismertette. De még a közvetett halogénezésnél is fennáll a gyűrű szubsztitúciójára való hajlam bár ez attól függ, hogy a gyűrűben milyen más szubsztituensck vannak jelen. Valószínűleg ez az oka annak, hogy kivéve azt az esetet, amikor a gyűrű teljesen szubsztituálva vagy nagymértékben, például nitroszubsztituens jelenléte által inaktiválva van, lehetetlen volt dihalogén-származékot (az I általános képletben ilyenkor a -CBrR2 képletű csoport két halogénatomot tartalmaz) előállítani. Eszerint nem volt lehetséges a 2- vagy 3-metiltiofén dihalogenidszármazékát előállítani, csak úgy, hogy ugyanakkor a gyűrű is erősen halogéneződött. Ez nagy hátrány, mert a dihalogén-származékok a monohalogén-származékoknál sokkal előnyösebbek lennének az utóbbi szintézisekben, például az aldehiddé való alakításban. Az ismert módon végrehajtott közvetett halogénézésnek az a hátránya, hogy nagyon változó és megbízhatatlan eredményeket ad [J. Am. Chem. Soc. 5044—5046 (1952)]. Tudomásunk szerint nincs olyan módszer, amellyel alkiltiofénekből olyan I általános képletű dihalogénvegyületeket lehetne előállítani, amelyekben a —CBrRj képletű csoport két halogénatomot tartalmaz, kivéve néhány szubsztituált vegyületet. Ezek a vegyületek nyilván kívánatosak, mert a halogénmetilezés az irodalom szerint csak 2-monohalogénmetil-tiofént szolgáltat. Ismeretes, hogy folyadékfázisban lehetetlen olyan vegyületeket, mint az alkil-tiofének közvetlenül halogénezni anélkül, hogy csaknem kizárólag a gyűrű halogénezése ne következnék be. Tudott, hogy az I általános képletű vegyületek monohalogén-származékai csak a kényelmetlen és meglehetősen megbízhatatlan közvetett halogénezéssel állíthatók elő. Úgy látszik, nincs ismert módszer a tribrómvegyületek (a -CBrR2 képletű csoport három brómatomot tartalmaz) előállítására. Célunk olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel könnyen beszerezhető vegyületekből, például alkiltiofénekből közvetlen folyadékfázisú halogénezéssel I általános képletű vegyületek állíthatók elő, és különösen olyan eljárás kidolgozása, amely I általános képletű dihalogén-vegyületeket képes szolgáltatni a gyűrűben csak kevés halogén bevitelével, és amelynek segítségével I általános képletű trihalogén-vegyületek is előnyösen állíthatók elő. A találmány szerint az I általános képletű vegyületeket egy II általános képletű vegyületből - ezekben a képletekben X oxigén- vagy kénatomot, R ésR’ egymástól függetlenül hidrogénvagy brómatomot vagy metilcsoportot jelent, és mindegyik gyűrű további, fenti szubsztituenseket tartalmazhat, feltéve, hogy legalább egy CH-csoport szubsztituálatlan, és n értéke 1 vagy 2 — úgy állítjuk elő, hogy a II általános képletű vegyületet tartalmazó szerves oldószer fázishoz egy szabad gyökiniciátor jelenlétében lassan brómot adunk, és látható vagy ultraibolya fémiyel besugározzuk, miközben a bróm hozzáadását úgy szabályozzuk, hogy a folyadékfázis sohase váljék vörösbama színűvé. Tekintetbe véve a fentebb ismertetett jelentékeny számú korábbi eljárást, valamint azt a tényt, hogy ha az eljárásban bróm helyett klórt használunk, csaknem kizárólag gyűrűben való halogénezés közvetkezik be, különösen meglepő, hogy egy ilyen egyszerű eljárás sikeres lehet. Az eljárásban kiindulási anyagként használt II általános képletű vegyület előnyösen egy tiofénszármazék, és képletében n értéke előnyösen 1. A —CH(R’)2 általános képletű csoport vagy mindkét ilyen csoport olyan metil- vagy etilcsoportot képvisel, amelyben a gyűrű melletti szénatomon legalább egy, de előnyösen két hidrogénatom van. Az olyan vegyület, amelynek képletében egyik vagy mindkét R’ jel brómatomot képvisel, a találmány szerinti eljárással tovább brómozható olyan vegyületté, amelynek képletében az egyik vagy mindkét R jel brómatomot jelent. Ez a folyamat valószínűleg magától végbemegy minden olyan találmány szerinti műveletben, amelyben olyan I általános képletű vegyület keletkezik, amelynek képletében egyik vagy mindkét R jel brómatomot jelent. Általában előnyös, ha csak az egyik R jel képvisel brómatomot. Az I és II általános képletű tiofén- vagy furánszármazék további szubsztituenseket is tartalmazhat, feltéve, hogy a gyűrűben legalább egy helyzetben nincs szubsztituens. Ezek a szubsztituensek a klór- vagy brómatom, és a karboxilvagy alkilcsoport. Ezenkívül a heterociklusos gyűrű szomszédos szénatomjai karbociklusos lánccal lehetnek összekötve, és így kondenzált gyűrűrendszer 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
