專利名稱：硝基聯(lián)苯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備式Ⅰ的硝基聯(lián)苯的方法
式中，m為1或2,R為鹵素、R’或OR’，其中R’為C-有機(jī)基團(tuán)，它可帶有在反應(yīng)條件下是惰性的基團(tuán)，n為0、1、2或3，在n為2或3的情況下，R為相同的或不同的，該方法包括使式Ⅱ的氯代硝基苯
在鈀催化劑和堿存在下，在溶劑中與苯基硼酸(Ⅲa)或其式Ⅲb的烷基酯或其酸酐反應(yīng)
式中，R1為C1-C6烷基。
合成通訊(Synth.Commun.),11(1981)，第513頁(yè)公開(kāi)，在四(三苯基膦)鈀和乙醇鈉存在下，苯基硼酸與氯苯偶聯(lián)成聯(lián)苯是不可能的。
四面體通訊，32(1991)，第2277頁(yè)公開(kāi)，當(dāng)使用〔1,4-雙(二苯基膦)丁烷〕二氯化鈀(Ⅱ)催化劑時(shí)，苯基硼酸與氯苯之間的偶聯(lián)反應(yīng)的產(chǎn)率僅為28％。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用易于得到的鈀催化劑來(lái)制備硝基聯(lián)苯的經(jīng)濟(jì)方法。
我們已發(fā)現(xiàn)，這一目的可通過(guò)本文開(kāi)始時(shí)定義的方法來(lái)達(dá)到。
苯基硼酸Ⅲa、酯Ⅲb和酸酐如Ⅲc在下文中統(tǒng)稱為“硼化合物Ⅲ，它們通常是已知的或可用已知的方法來(lái)制備(例如參見(jiàn)有機(jī)合成文集(Org.Synth.Coll.)，第Ⅳ卷，第68頁(yè))。
優(yōu)選的C-有機(jī)基團(tuán)R’為-烷基和鏈烯基，特別是有1-12個(gè)碳原子的烷基和鏈烯基，例如甲基、乙基、丙基、丁基和烯丙基，-烷基羰基和烷氧基羰基，特別是有1-6個(gè)碳原子的烷基羰基和烷氧基羰基，例如乙?；?、甲氧基羰基和乙氧基羰基，-環(huán)烷基，特別是有3-10個(gè)碳原子的環(huán)烷基，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和1-甲基環(huán)己基，以及-苯基和苯氧基。
C-有機(jī)基團(tuán)R’上的在反應(yīng)條件下是惰性的取代基優(yōu)選為鹵素，此外還有烷基和烷氧基。
C-有機(jī)基團(tuán)R’還有-氰基和甲酰基(-CHO)。
酸酐通常為2當(dāng)量或更多當(dāng)量的苯基硼酸Ⅲa化合同時(shí)消去水的產(chǎn)物，它含有分子間B-O-B鍵。優(yōu)選式Ⅲc的環(huán)狀酸酐。
對(duì)于下文中所述的硼化合物的摩爾數(shù)，必須考慮它為酸酐時(shí)的情況。這些摩爾數(shù)總是基于苯基硼酸當(dāng)量數(shù)而言。
通常，可使用式Ⅲb的烷基酯，其中R1為C1-C6烷基。優(yōu)選的烷基酯Ⅲb為二甲酯和二乙酯。
在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選的原料為苯基硼酸Ⅲa。
此外，優(yōu)選的原料為式Ⅲ的硼化合物，其中R為C1-C4烷基或鹵素，特別是甲基、氟或氯。
此外，優(yōu)選的原料是硼化合物Ⅲ，其中n為1，特別是0。
特別優(yōu)選的原料化合物Ⅲa為4-甲基-苯基硼酸、4-氟苯基硼酸，特別是4-氯苯基硼酸。
優(yōu)選的原料為帶有一個(gè)硝基(m=1)的硝基氯苯Ⅱ，特別是4-硝基氯苯，尤其是2-硝基氯苯。
按化合物Ⅱ計(jì)，硼化合物Ⅲ(苯基硼酸等價(jià)物)的用量通常至多有50％過(guò)量，優(yōu)選至多20％過(guò)量，最優(yōu)選等摩爾量。
使用的堿可為有機(jī)堿，例如叔胺。例如優(yōu)選使用三乙胺或二甲基環(huán)己胺。
優(yōu)選的堿為堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿土金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、堿金屬乙酸鹽、堿土金屬乙酸鹽、堿金屬醇鹽和堿土金屬醇鹽，它們的混合物，特別是它們本身。
特別優(yōu)選的堿為堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿土金屬碳酸鹽和堿金屬碳酸氫鹽。
最優(yōu)選的堿為堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉和氫氧化鉀，堿金屬碳酸鹽和堿金屬碳酸氫鹽，例如碳酸鋰、碳酸鈉和碳酸鉀。
在本發(fā)明的方法中，按硼化合物Ⅲ計(jì)，堿使用的比例優(yōu)選為100％-500％(摩爾)，特別優(yōu)選150％-400％(摩爾)。
適合的鈀催化劑為鈀處于0氧化態(tài)的鈀配合物、配合的配體存在下的鈀鹽或金屬鈀本身，如果需要它可沉積在載體上，優(yōu)選有配合的配體存在。
適合的配合的配體是中性配體，例如三芳基膦，它是未取代的或在芳基環(huán)上取代的。可用以下取代基來(lái)提高鈀配合物的水溶性磺酸鹽基、磺酸基、羧酸鹽基、羧酸基、膦酸鹽基、膦酸基、鏻基、全烷基銨基、羥基和聚醚基。
在鈀處于O氧化態(tài)的鈀配合物中，優(yōu)選使用四(三苯基膦)鈀和四(三(鄰甲苯基)膦)鈀。
在配體存在下使用的鈀鹽中，鈀通常處于正兩價(jià)氧化態(tài)。優(yōu)選使用乙酸鈀或氯化鈀。
通常，2-6個(gè)當(dāng)量的上述配體、特別是三苯基膦與1當(dāng)量鈀鹽配合(例如參見(jiàn)有機(jī)化學(xué)雜志，49(1984),5240)。
此外，這樣的可溶性鈀配合物通常是已知的(例如參見(jiàn)應(yīng)用化學(xué)(Angew.Chem.),105(1993),1589)。
金屬鈀優(yōu)選以粉末或負(fù)載在載體上使用，例如鈀/活性炭、鈀/氧化鋁、鈀/碳酸鋇、鈀/硫酸鋇、鈀/碳酸鈣、鈀/硅酸鋁(如蒙脫土)和鈀/SiO2，在每-情況下，鈀的含量為0.5％-12％(重量)。除了鈀和載體外，這些催化劑還可含有摻雜物質(zhì)，例如鉛。
當(dāng)使用金屬鈀時(shí)，如果需要將它沉積在載體上，同時(shí)還使用上述的配合的配體是特別優(yōu)選的，特別是在三苯基膦作為配合的配體存在下使用鈀/活性炭，三苯基膦的苯基上優(yōu)選被總計(jì)1-3個(gè)磺酸鹽基取代。
通常，每當(dāng)量鈀金屬使用2-3當(dāng)量上述配體。
在本發(fā)明的方法中，按化合物Ⅱ計(jì)，鈀催化劑的使用比例為0.01％-10％(摩爾)、優(yōu)選0.05％-5％、特別是0.1％-3％(摩爾)。
本發(fā)明的方法可在水相和固相(即催化劑相)組成的兩相體系中進(jìn)行。在這種情況下，水相除水外還可含有水溶性有機(jī)溶劑。
適合于本發(fā)明方法的有機(jī)溶劑例如是醚類，例如二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、二噁烷和叔丁基甲基醚；烴類，例如己烷、庚烷、環(huán)己烷、苯、甲苯和二甲苯；醇類，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、1-丁醇、2-丁醇和叔丁醇；酮類，例如丙酮、甲乙酮和異丁基甲基酮；以及酰胺類，例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮，在每一情況下，它們可單獨(dú)或混合使用。
優(yōu)選的溶劑為醚類，例如二甲氧基乙烷和四氫呋喃；烴類，例如環(huán)己烷、甲苯和二甲苯；以及醇類，例如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇和叔丁醇，在每一情況下，它們可單獨(dú)使用或混合使用。
在本發(fā)明方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用水、一種或多種水不溶性溶劑和一種或多種水溶性溶劑的混合物，例如使用水、甲苯和乙醇的混合物，或水、甲苯和四氫呋喃的混合物，在每一情況下優(yōu)選其體積比為1∶2∶1。
按每摩爾化合物Ⅱ計(jì)，溶劑的總量通常為3000-500克、優(yōu)選2000-700克。
優(yōu)選的是，該方法按以下步驟進(jìn)行將化合物Ⅱ、硼化合物Ⅲ、堿和催化量的鈀催化劑加到水和一種或多種惰性有機(jī)溶劑的混合物中，在0-150℃、優(yōu)選30-120℃下將該混合物攪拌1-50小時(shí)、優(yōu)選2-24小時(shí)。
該方法可在適合于這一方法的常用設(shè)備中進(jìn)行。
反應(yīng)結(jié)束后，例如用過(guò)濾法除去固體鈀催化劑，并從粗產(chǎn)物中除去溶劑。
當(dāng)產(chǎn)物不是完全水溶性時(shí)，當(dāng)從粗產(chǎn)物中分出水相時(shí)，水溶性鈀催化劑或配合的配體完全被除去。
隨后可用熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員已知的適于各產(chǎn)物的方法進(jìn)行進(jìn)一步純化，例如重結(jié)晶、蒸餾、升華、區(qū)域熔融、從熔體中結(jié)晶或色譜法。
在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，以固體形式存在的催化劑通常易于除去、再生和循環(huán)回該方法，從而降低了生產(chǎn)費(fèi)用和避免鈀進(jìn)入廢料中。
本發(fā)明的方法例如適用于以下化合物的制備4’-氟-2-硝基聯(lián)苯，4’-甲基-2-硝基聯(lián)苯，4’-甲氧基-2-硝基聯(lián)苯，4’-溴-2-硝基聯(lián)苯，3’-氟-2-硝基聯(lián)苯，
3’-氯-2-硝基聯(lián)苯，3’-溴-2-硝基聯(lián)苯，3’-甲基-2-硝基聯(lián)苯，3’-甲氧基-2-硝基聯(lián)苯，4’-苯基-2-硝基聯(lián)苯，4’-三氟甲基-2-硝基聯(lián)苯，4’-氟-4-硝基聯(lián)苯，4’-氯-4-硝基聯(lián)苯，4’-溴-4-硝基聯(lián)苯，4’-甲基-4-硝基聯(lián)苯，4’-氰基-4-硝基聯(lián)苯，2-硝基聯(lián)苯，4-硝基聯(lián)苯。
本發(fā)明的方法得到高產(chǎn)率和很好純度的化合物Ⅰ。
可用本發(fā)明方法制得的硝基聯(lián)苯適合作聯(lián)苯胺的前體，后者又是殺真菌作物保護(hù)劑的中間體(參見(jiàn)EP-A 545 099)。
4’-氯-2-硝基聯(lián)苯的合成實(shí)施例1在攪拌下和在氮?dú)夥罩?，?.45g 2-硝基氯苯和10.3g 4-氯苯基硼酸于60ml四氫呋喃中的溶液與9.6g氫氧化鈉于60ml水中的溶液混合。隨后，將該混合物與70mg乙酸鈀(Ⅱ)和370mg三苯基膦混合。在攪拌下將混合物回流(70℃)，直至2-硝基氯苯已反應(yīng)(約8小時(shí))。冷卻后，將該混合物與80ml水和80ml叔丁基甲基醚混合，分離出有機(jī)相。在10g硅膠上過(guò)濾并蒸去溶劑后，得到13.95g標(biāo)題化合物，純度為95％(氣相色譜法)。
實(shí)施例2在攪拌下和在氮?dú)夥罩?，?.7g2-硝基氯苯和5.6g4-氯苯基硼酸于30ml1,2-二甲氧基乙烷中的溶液與8g碳酸鈉于30ml水中的溶液混合。隨后，將該混合物與320mg鈀/活性炭(10％(重量))和320mg三苯基膦混合。在攪拌下將該混合物回流，直至2-硝基氯苯已反應(yīng)(約22小時(shí))。冷卻后，將該混合物與50ml水和50ml叔丁基甲基醚混合，分離出有機(jī)相。過(guò)濾并蒸去溶劑后，得到6.7g標(biāo)題化合物，純度為92.7％(氣相色譜法)。
權(quán)利要求
1．一種制備式Ⅰ所示硝基聯(lián)苯的方法
式中，m為1或2,R為鹵素、R’或OR’，其中R’為C-有機(jī)基團(tuán)，它可帶有在反應(yīng)條件下為惰性的基團(tuán)，n為0、1、2或3，在n為2或3的情況下，R為相同的或不同的，該方法包括使式Ⅱ的氯代硝基苯
在鈀催化劑和堿存在下，在溶劑中與苯基硼酸(Ⅲa)或其式Ⅲb的烷基酯或其酸酐反應(yīng)
式中，R1為C1-C6烷基。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所用的化合物Ⅱ?yàn)?-硝基氯苯。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所用的化合物Ⅲa為僅在4位被取代的苯基硼酸，而所用的化合物Ⅱ?yàn)?-氯硝基苯。
4．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所用的苯基硼酸Ⅲa僅在4位具有氟、氯或甲基作為取代基。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中所用的化合物Ⅲa為4-氯苯基硼酸。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所用的鈀催化劑為四(三苯基膦)鈀。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所用的鈀催化劑為在三苯基膦存在下的鈀鹽。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所用的鈀催化劑為在三苯基膦存在下的金屬鈀/活性炭，三苯基膦的苯基上被總計(jì)1-3個(gè)磺酸鹽基取代。
全文摘要
一種制備式Ⅰ硝基聯(lián)苯的方法,式(Ⅰ)中:m為1或2,R為鹵素、R’或OR’,其中R’為C－有機(jī)基團(tuán),它可帶有在反應(yīng)條件下為惰性的基團(tuán),n為0、1、2或3,在n為2或3的情況下,R為相同的或不同的,該方法包括使式Ⅱ的氯代硝基苯在鈀催化劑和堿存在下,在溶劑中與苯基硼酸(Ⅲa)或其式Ⅲb的烷基酯或其酸酐反應(yīng),式(Ⅲb)中R
文檔編號(hào)C07B61/00GK1213359SQ97192942
公開(kāi)日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1997年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月13日
發(fā)明者K·艾肯, J·格布哈特, H·朗格, M·拉克, P·莎夫爾 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司