185646. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítására
185 6^6 2 Találmányunk 3-klór-4-metoxi-nitro-benzoÍ javított előállítási eljárására vonatkozik. A 3-klór-4-metoxi-nitro-benzoI gyógyszerek és növényvédő szerek előállításánál felhasználható hasznos közbenső termék. A 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol a 3.238.223 sz. Amerikai Egyesült ÁJlamok-beli szabadalmi leírás szerint 3,4-diklór-nitro-benzol és nátrium-metilát vízmentes közegben nátrium-metiláttal történő reakciójával állítható eiő. Az eljáráshoz kiindulási anyagként tiszta 3,4- -diklór-nitro-benzol felhasználására van szükség. Az l,2-diklór-4-nitro-benzolt az o-diklór-benzol nitrálásával állítják elő [J. Am. Chem. Soc. 50, 3038 (1928)]. A nitrálás során két izomer - a kívánt l,2-diklór-4-nitro-benzol és az l,2-diklór-3-nitro-benzol - a reakciókörülményektől függő összetételű keveréke keletkezik. A két izomer szétválasztása - azaz tiszta l,2-diklór-4- -nitro-benzol előállítása — azonban komoly nehézségekbe ütközik. Az irodalom szerint az izomer-keverék az alábbi módszerekkel választható szét: a) Az egyik eljárás szerint az izomer-elegyet vákuumdesztinációnak vetik alá. Ez a módszer igen költséges, bonyolult berendezést igényel és üzemi körülmények között csupán különleges felügyelettel, nehézkesen valósítható meg. b) Az izomer-keverék kémiai átalakításokkal is szétválasztható komponenseire. Az izomer-keveréket ammóniával reagáltatják, majd a 2-nitco-6-klór-anilin és 2-klór-4-nitro-anilin elegyét kénsavas kristályosítással szétválasztják; a 2-kiór-4-nitro-anilin a kénsavas oldatból szulfát alakjában kiválik, míg a 2-nitro-6-klór-anilín a kénsavas oldatban marad. Az eljárás hátránya, hogy a kémiai átalakítás során veszteségek lépnek fel és a szulfátok oldhatóságkülönbsége teljes szétválasztást nem tesz lehetővé. c) A 3.480.681 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint 1,2-diklór-benzoltnitrálnak, majd az l,2-dik!ór-4-nitro-benzolt és l,2-diklór-3-nitro-benzolt tartalmazó reakcióelegy kénsavtartalmát víz hozzáadásával pontosan meghatározott értékre (65—90 súly %) állítják be és az elegyből kiváló l,2-diklór-4-nitro-benzolt hosszabb (legalább 1 napon át történő) keverés után kinyerik. A szabadalmi leírás szerint a kivált termék tiszta 1.2- diklór-4-nitro-benzolból áll, míg a kénsavas oldat az 1.2- diklór-4-nitro-benzol és l,2-diklór-3-nitro-benzol eutektikumát tartalmazza. Ez az eljárás is több hátrányt mutat. Az l,2-diklór-4-nitro-benzol teljes mennyisége nem nyerhető ki, ugyanis a kénsavas oldat minden esetben bizonyos mennyiségű eutektikumot tartalmaz, melyből az l,2díklór-4-nitro-benzoI nem hasznosítható, ez az anyag tehát mindenképpen veszendőbe megy. Az eljárás üzemi körülmények között történő megvalósítása nehézségekbe ütközik. Az igen savas - 70-90 súly % kénsavat tartalmazó — reakcióelegy szűrése drága saválló berendezést igényel. A szétválasztás előtt a kiválás teljesebbé tétele céljából az elegyet legalább egy napon át állni hagyják, ami a, kapacitás-kihasználás és a termelékenység szempontjából hátrányos. Találmányunk célkitűzése az o-diklór-benzol nitrálásáná! keletkező izomer-keverék költséges, bonyolult és 1 anyagveszteséggel járó szétválasztásának kiküszöbölése és ipari méretekben is egyszerűen kivitelezhető eljárás kidolgozása 3-klór-4-mctoxi-nitro-benzol előállítására. Találmányunk tárgya eljárás 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol előállítására 3,4-diklór-nitro-benzol vízmentes metanolos közegben nátrium-metiláttal történő metoxilálása útján oly módon, hogy o-diklór-benzol nitrálásával előállított, 60—95 súly% l,2-diklór-4-nitro-benzolt és 40—50 súly% l,2-dikIór-3-nitro-benzolt tartalmazó izomer-keveréket 1 mól izomer-keverékre számítva 0,9-1,7 g-atom nátriumból készített nátrium-metiláttal 1-2 órán át reagáltatunk, majd a reakcióelegy bepárlása után nyert maradékból a 3-klór-4-metoxi-nitro-benzoIt szokásos módszerekkel - előnyösen szűréssel vagy centrifugálással - kinyerjük. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy az o-diklór-benzol nitrálásával kapott izomer-keverék a komponensek szétválasztása és tisztítása nélkül a fentiekben meghatározott módon metoxilálva kitűnő kitermeléssel közvetlenül nagy tisztaságú 3-klór-4-metoxi-nitro-benzollá alakítható. A találmányunk szerinti eljárás kiindulási anyagát az 0- diklór-benzol ismert módon nitráló savval történő nitrálásával állítjuk elő. A nitrálást előnyösen 50—70 °C-on — különösen előnyösen 60' °C körüli hőmérsékleten -1— 3 órán át végezhetjük. A reakcióelegyet a feldolgozása során kb. 20 °C-ra hűtjük, majd a szerves fázist a nitráló savtól elválasztjuk. A szerves fázist vízzel semlegesre mossuk, majd szárítjuk. Az ily módon kapott — kb. 60—95 súly % l,2-diklór-4-nitro-benzolt és 40-50 súly% 1,2-diklór-3-nitro-benzolt tartalmazó — izomer-keveréket minden tisztítás és szétválasztás nélkül közvetlenül felhasználhatjuk a további reakcióhoz. Az előzőek szerint előállított izomer-keveréket vízmentes metanolos közegben nátrium-metiláttal reagáltatjuk. A reakciót visszafolyató hűtő alkalmazása mellett történő forralás közben, előnyösen 1-2 órán át végezzük. Azt találtuk, hogy amennyiben a reakciót az izomerkeverék 1 móljára számítva 0,9-1,7 g-atom nátriumból készített nátrium-metiláttal végezzük el, az l,2-diklór~4- -nitro-benzolnak a kívánt 3-klór-4-metoxi-nitro-benzollá történő átalakulása gyakorlatilag kvantitatíve lejátszódik, ugyanakkor az izomer-keverékben kisebb mennyiségben jelenlevő l,2-diklór-3-nitro-benzol gyakorlatilag nem alakul át a megfelelő 3-klór-2-metoxi-nitro-benzollá. A reakció lejátszódása után a 3-klór-4-metoxi-nitro-benzol az l,2-diklór-3-niiro-benzoltól ismert módon (például szűréssel vagy centrifugálással) könnyen és gyakorlatilag teljesen elválasztható. Amennyiben kiindulási a nyagként 90-95 súly % 1,2- -diklór-4-nitro-benzolí és 10—50 súly% 1,2-diklór-3- -nitro-benzolt tartalmazó izomer-keveréket alkalmazunk, az izomer-keverék 1 móljára számítva előnyösen 1,40- 1,70, különösen előnyösen 1,45—1,50 g-atom nátriumból készített nátrium-metilátot használhatunk. Kiindulási anyagként 75-85 súly % l,2-diklór-4-nitro-benzolt és 25-15' súly % l,2-diklór-3-nitro-benzolt tartalmazó izomer-keverék felhasználása esetén 1 mól izomer-keverékre vonatkoztatva 1,20-1,40, előnyösen 1,15—1,25 g-atom fémnátriumból képezett nátrium-metilátot alkalmazhatunk. Amennyiben kiindulási anyagként 60-70 súly % 1,2- -diklór-4-nitro-benzolt és 40-30 súly% l,2-diklór-3- -nitro-benzolt tartalmazó izomer-keveréket alkalmazunk, 1 mól izomer-keveréket előnyösen 0,9-1,2, előnyösen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
