專利名稱：制備鹵化2－氨基或2－乙酰氨基三氟甲苯衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備在苯環(huán)5位鹵化的2-氨基或2-乙酰氨基三氟甲苯衍生物的方法。
5-氯-2-氨基三氟甲苯是一種合成中間體，它可特別地用于制備染料或三氟咪唑殺菌劑。
人們已提出了許多合成路線可獲得該化合物，通常以單個(gè)前體為起始物，經(jīng)過(guò)至少兩步反應(yīng)。
由此，專利FR-A-800,343描述了通過(guò)在硝酸/硫酸混合物中硝化3-氯三氟甲苯，然后還原，制備5-氯-2-氨基三氟甲苯。
最近人們也提出了一步法。1980年7月7日出版的專利JP-A-57,018,638描述了對(duì)-氯苯胺的三氟甲基化方法。
人們也曾設(shè)想氯化2-氨基三氟甲苯，但很難以令人滿意的選擇性得到所需的氯化產(chǎn)物。
專利US-A-4,008,278描述了避免生成除5-氯-2-氨基三氟甲苯之外的一氯化產(chǎn)物的方法。該方法包括在氧化劑存在下，將2-氨基三氟甲苯或N-乙酰或N-甲酰衍生物與鹽酸反應(yīng)。
起始反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成5-氯-2-氨基三氟甲苯的轉(zhuǎn)化率為64.5％，再轉(zhuǎn)化成3,5-二氯-2-氨基三氟甲苯的轉(zhuǎn)化率為34.2％，只能檢測(cè)到痕量3-氯-2-氨基三氟苯。
然而，由于以大約2∶1的比例得到一氯和二氯產(chǎn)物，所以在這些條件下的反應(yīng)選擇性不夠。這就需要利用分離異構(gòu)體的最后步驟，在該步驟中，為了分離所需化合物，需要處理大量的反應(yīng)產(chǎn)物。因此該方法的生產(chǎn)效率很差。
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)生產(chǎn)效率，提出一種能夠以高選擇性生產(chǎn)2-氨基-或2-乙酰氨基三氟甲苯鹵化反應(yīng)的操作條件。
本發(fā)明涉及的其它方面將在下文中變得非常明顯。
本發(fā)明的結(jié)果表明，在給定溶劑中于二鹵代氣體作用下進(jìn)行鹵化反應(yīng)可獲得改進(jìn)的選擇性。
由此，本發(fā)明涉及在5-位鹵化的2-氨基-或2-乙酰氨基三氟甲苯的制備方法，其中包括在選自無(wú)水鹵代烴、水和鹵代烴的混合物和式(1)化合物本身的溶劑中，利用其中X表示鹵原子的式X2化合物，鹵化式(1)化合物，
其中Q表示視具體情況而定呈酸加成鹽形式的基團(tuán)NH2，所述酸包括鹽酸，或基團(tuán)NHCOCH3，主要得到式(2)或式(3)化合物，
其中式Q和X如上文定義。
式(1)起始原料可以是2-氨基三氟甲苯(Q=NH2)，其中氨基可視具體情況而定以與本身公知的酸加成鹽形式存在，所述酸特則是鹽酸，或可以是2-乙酰氨基三氟甲苯(Q=NHCOCH3)。
在本發(fā)明條件下，這些化合物明顯地具有相同的鹵化反應(yīng)性。
本發(fā)明的鹵化反應(yīng)不需要有機(jī)堿存在。
可接枝到本發(fā)明苯環(huán)中去的鹵原子包括碘、溴和氯，優(yōu)選溴和氯，最特別優(yōu)選氯。
根據(jù)所需鹵代衍生物的作用，鹵化劑可選自Cl2、Br2和I2。
由此可見(jiàn)，通過(guò)選擇溶劑可使得鹵原子的引入具有配向性。
因此，當(dāng)反應(yīng)在無(wú)水鹵代烴中進(jìn)行時(shí)，可主要得到式(2)產(chǎn)物。反應(yīng)最后只存在痕量3位一氯化異構(gòu)體。
本發(fā)明事實(shí)上已經(jīng)揭示出，在反應(yīng)中形成了該化合物，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，該化合物轉(zhuǎn)變成了式(3)二鹵代化合物。式(3)化合物只是以有限量形成，式(2)和(3)化合物產(chǎn)量為(2)/(3)摩爾比至少為3∶1。
為了保證最大的選擇性且避免存在3位一氯化異構(gòu)體，該反應(yīng)優(yōu)選進(jìn)行至完全或事實(shí)上完全轉(zhuǎn)變的程度。有利地，鹵化反應(yīng)進(jìn)行至式(1)化合物轉(zhuǎn)化度至少為80％，優(yōu)選至少為85％，甚至至少為90％的程度，所述轉(zhuǎn)化度DC是指在反應(yīng)中所消耗的式(1)化合物與初始式(1)化合物之間的摩爾比。
一般可得到的式(1)化合物轉(zhuǎn)變成式(2)化合物的產(chǎn)率約大于70％，優(yōu)選至少為75％，甚至至少80％，所述(1)轉(zhuǎn)變成(2)的產(chǎn)率CY是指所形成的式(2)化合物與所消耗的式(1)化合物之間的摩爾比。
至于適當(dāng)?shù)柠u代烴，它們可以是脂族或芳族鹵代烴?？商貏e述及的鹵代烴包括二氯甲烷、一氯苯、二氯苯或三氟甲苯。
有利地，試劑X2可在反應(yīng)中視具體情況而定分批地添加到反應(yīng)溶劑中去，優(yōu)選連續(xù)地加入。
有利地，加入到反應(yīng)介質(zhì)中的X2量以加入到反應(yīng)介質(zhì)中的X2與式(1)化合物之間的摩爾比大約為1至2為準(zhǔn)。
式(1)化合物可在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)一次性地加入到反應(yīng)混合物中，或如鹵化劑那樣在反應(yīng)過(guò)程中漸漸地加入到反應(yīng)混合物中。
根據(jù)本發(fā)明的一種變化方式，鹵化反應(yīng)可在沒(méi)有溶劑的條件下進(jìn)行，更確切地講，鹵化反應(yīng)可在由式(1)化合物本身所組成的溶劑中進(jìn)行。
在這些條件下，同樣主要生成式(2)化合物，(1)轉(zhuǎn)變成(2)的產(chǎn)率大約大于70％，特別是至少為75％，有利為至少80％。
為了使一些式(1)化合物能夠起到溶劑的作用，該化合物應(yīng)當(dāng)相對(duì)于所加入的鹵化劑過(guò)量。有利地，所加入的X2量與式(1)化合物初始量之間的摩爾比為大約0.1至大約0.5。
式(1)化合物的轉(zhuǎn)化度反比于該化合物的過(guò)量程度。與前述變化方式不同，考慮到不完全轉(zhuǎn)變，可獲得主要在5位及少量在3位一鹵化的異構(gòu)體的混合物。
然而，考慮到能夠在給定體積反應(yīng)器中反應(yīng)的大量式(1)化合物及考慮到形成5-鹵代異構(gòu)體的高轉(zhuǎn)化產(chǎn)率(選擇性)，該異構(gòu)體的生產(chǎn)效率優(yōu)良，大約為每m3反應(yīng)混合物300kg該異構(gòu)體。在這些條件下，通過(guò)蒸餾分離異構(gòu)體不會(huì)過(guò)度提高生產(chǎn)成本，因此總的生產(chǎn)效率令人滿意。
根據(jù)第三種改變，通過(guò)選擇由上述水和鹵代烴的混合物組成的溶劑并通過(guò)優(yōu)選連續(xù)地向反應(yīng)溶劑中以與X2相同的方式漸漸加入式(1)化合物，可獲得有利于生成式(3)二鹵代化合物的完全相反選擇性。
優(yōu)選地，溶劑可含有至少20％(重量)鹵代烴，如20至80％，有利地，含有至少30％鹵代烴，特別是大約50％(重量)。
為了得到二鹵代化物，X2加入量有利地為每摩爾式(1)化合物約1.5至約2.5mol。
轉(zhuǎn)化為式(3)化合物的轉(zhuǎn)化率為至少70％，優(yōu)選大于等于75％。
在這三種改變中的鹵化反應(yīng)有利地在大約5至80℃溫度下進(jìn)行。優(yōu)選地，當(dāng)式(1)起始化合物為2-氨基-三氟甲苯或由其衍生的加成鹽時(shí)，反應(yīng)介質(zhì)的溫度為5至50℃，優(yōu)選為5至20-25℃；當(dāng)式(1)起始化合物為2-乙酰氨基三氟甲苯時(shí)，反應(yīng)介質(zhì)的溫度為70至80℃。
如前所述，本發(fā)明提供了進(jìn)行3位鹵化的2-氨基-或2-乙酰氨基三氟甲苯衍生物的完全或事實(shí)上完全鹵化反應(yīng)，生成式(3)二鹵代衍生物的方法。
因此，本發(fā)明還涉及制備2-氨基-或2-乙酰氨基三氟甲苯的二鹵代衍生物的方法，其中包括在含有鹵代烴的溶劑中，利用式X2化合物鹵化式(2′)化合物，
其中Q表示視具體情況而定呈酸加成鹽形式的基團(tuán)NH2，所述酸包括鹽酸，或基團(tuán)NHCOCH3，其中X表示鹵原子。
在鹵代烴和水的混合物中可將式(2′)化合物完全轉(zhuǎn)變成式(3)化合物，但也可在無(wú)水鹵代烴中進(jìn)行上述轉(zhuǎn)變，其條件是必須小心地保證進(jìn)展度很高。
該反應(yīng)能夠改進(jìn)式(2′)化合物，所述式(2′)化合物為鹵化反應(yīng)副產(chǎn)物且不具備特定用途。
當(dāng)式(1)化合物為2-乙酰氨基三氟甲苯時(shí)，基團(tuán)Q=NHCOCH3在鹵化反應(yīng)中保持不變。如果需要的話，可在適當(dāng)溶劑，如醇中通過(guò)溶劑分解，將其轉(zhuǎn)變成氨基基團(tuán)。例如可進(jìn)行回流甲醇的甲醇分解或水解。
由此，本發(fā)明的主題還在于制備鹵代-2-氨基三氟甲苯的方法，其中包括根據(jù)上文描述的方法，利用式X2化合物，其中X表示鹵原子，鹵化2-乙酰氨基三氟甲苯，
生成式(2)5-鹵代-2-乙酰氨基三氟甲苯，
接著溶劑分解式(2)化合物。
本發(fā)明的選擇性一-或二鹵化方法可在反應(yīng)序列中使用，所述反應(yīng)序列應(yīng)當(dāng)具有很高的所需產(chǎn)物總產(chǎn)率。
由此，本發(fā)明的另一主題在于制備3,5-二氯三氟甲苯的方法，該方法包括利用式X2化合物，其中X表示鹵原子，二鹵化2-氨基三氟甲苯，溶劑被同時(shí)漸漸地加入到由鹵代烴和水的混合物組成的溶劑中，接著在次磷酸HPO2和亞硝酸鈉NaNO2存在下，重氮化-還原2-氨基-3,5-二鹵代三氟甲苯。
重氮化-還原溶劑HPO2/NaNO2可以本身公知的方式使用。
優(yōu)選地，該步驟中的反應(yīng)溫度小于或等于30℃。
下述實(shí)施例更詳細(xì)地闡述了本發(fā)明。
實(shí)施例1在二氯甲烷中進(jìn)行2-氨基三氟甲苯或鄰-三氟甲基苯胺(o-TFMA)的氯化反應(yīng)。
將o-TFMA裝入安裝有Mixel混合器的反應(yīng)器中，裝至79.9kg/m3，二氯甲烷的加料量導(dǎo)致CH2Cl2/o-TFMA摩爾比為31.471。在20℃溫度下向混合物中連續(xù)噴入氯氣Cl2，最后加入量為每摩爾o-TFMA1.218molCl2。
在反應(yīng)60分鐘之后，由于出現(xiàn)胺鹽酸鹽沉淀，所以反應(yīng)物呈糊狀外觀。然后利用66.1kg/m330％苛性鈉中和，再利用水洗滌。
通過(guò)氣相色譜進(jìn)行有機(jī)相分析得到如下結(jié)果<
5-氯-2-氨基三氟甲苯的產(chǎn)量為每m3反應(yīng)混合物50至60kg。
對(duì)更低轉(zhuǎn)化度的反應(yīng)物進(jìn)行相同的分析表明生成了3-氯衍生物，但隨后轉(zhuǎn)化成3,5-二氯衍生物。結(jié)果示于表1中。
表1<
實(shí)施例2至4-比較實(shí)施例1根據(jù)實(shí)施例1的步驟重復(fù)相同的反應(yīng)，分別利用一氯苯(MCB)、三氟甲苯(TFMB)、鄰-二氯苯(o-DCB)和水替代二氯甲烷。下述表2表明鹵代溶劑可提供良好的選擇性，而水對(duì)氯化反應(yīng)的選擇性具有有害的作用。
表2
實(shí)施例5在5℃下，利用Cl2/o-TEMA摩爾比為1.780重復(fù)實(shí)施例2的反應(yīng)，得到如下結(jié)果DC(o-TFMA) =86.5％CY(3-Cl) =0.6％CY(5-Cl) =78.6％CY(3,5-diCl) =20.7％實(shí)施例6至8氯化2-氨基三氟甲苯(o-TFMA)。
將415g o-TFMA裝入安裝有Mixel混合器的反應(yīng)器中，在20℃下向o-TEMA中連續(xù)噴入氯氣Cl2，直至最后加入量為每摩爾o-TFMA大約0.3mol Cl2為止。
在反應(yīng)的最后，反應(yīng)物包括沉淀和有機(jī)相。過(guò)濾由存在的多種胺的鹽酸鹽組成的沉淀，利用一氯苯洗滌，然后利用苛性鈉中和。對(duì)中和沉淀和所得液相進(jìn)行分析，得到下列組成
表3
即下列摩爾平衡DC(o-TFMA)=30.3％CY(3-Cl) =25.5％CY(5-Cl) =72.0％CY(3,5-diCl) =2.5％一鹵代衍生物主要存在于可溶性部分，以游離堿形式存在。
另兩個(gè)試驗(yàn)給出如下列表4所示的結(jié)果表4
在這三個(gè)實(shí)施例中，2-氨基-5-氯三氟甲苯的生產(chǎn)效率為每m3反應(yīng)混合物大約300kg。
實(shí)施例9根據(jù)本發(fā)明的方法氯化2-乙酰氨基三氟甲苯。
出于本實(shí)施例的目的，根據(jù)下列反應(yīng)式，以本身公知的方法，在60℃下，于一氯苯中利用乙酐?；?三氟甲基苯胺，合成起始原料
然后，通過(guò)重復(fù)實(shí)施例2的方法，加熱至80℃溫度，氯化2-乙酰氨基三氟甲苯。
生成5-氯-2-乙酰氨基三氟甲苯，CY為66.4％。
在回流條件下(回流甲醇5小時(shí))甲醇分解，接著蒸餾生成的乙酸甲酯和過(guò)量的甲醇，從而分離相應(yīng)的5-氯-2-氨基三氟甲苯。
實(shí)施例10合成3,5-二氯三氟甲苯。
A-制備2-氨基-3,5-二氯三氟甲苯在室溫(20至25℃)下，向250g水和250g一氯苯混合物中同時(shí)加入100g鄰-三氟甲基苯胺，加料速率為0.54g/min，以及305g氯氣，加料速率為0.30g/min(Cl2/o-TFMA摩爾比=2.111)。
在反應(yīng)最后，利用208g含27％(重量)NaOH(NaOH/Cl2摩爾比=1.082)的苛性鈉液中和由380g有機(jī)相和300g水相組成的反應(yīng)物，然后利用水洗滌。
在真空(7至11mbar)下濃縮并蒸餾有機(jī)相，從而分離2-氨基-3,5-二氯三氟甲苯。
結(jié)果如下DC(o-TFMA) =100.0％CY(3-Cl)=0.2％CY(5-Cl)=0.4％
CY(3,5-diCl)=76.6％B-重氮化-還原2-氨基-二氯三氟甲苯
將49.3g水、15.8g 50％次磷酸(0.120mol)和0.13g硫酸銅五水合物(0.52mmol)裝入500ml反應(yīng)器中。
然后在室溫下加入19.5g濃硫酸(0.195mol)。
接著，在大約25℃下于25分鐘內(nèi)加入23g2-氨基-3,5-二氯三氟甲苯(0.100mol)，再加入17.1g41.5％亞硝酸鈉溶液。在整個(gè)放熱加料過(guò)程中維持溫度最高為30℃，然后在25℃下維持1小時(shí)。之后分離有機(jī)相，利用水洗滌。
最后得到包含22.8％苯胺和72.3％3,5-二氯三氟甲苯的混合物。
起始原料的轉(zhuǎn)化度為78.2％，二氯三氟甲苯的真實(shí)產(chǎn)率為74.0％。
應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)反應(yīng)溫度為35℃，而不是25℃時(shí)，得到包含65.2％苯胺和29.6％二氯三氟甲苯的混合物(真實(shí)產(chǎn)率=28.9％；轉(zhuǎn)化度=40.5％)。
權(quán)利要求
1．制備在苯環(huán)5-位鹵化的2-氨基-或2-乙酰氨基三氟甲苯衍生物的方法，該方法包括在選自無(wú)水鹵代烴、水和鹵代烴的混合物和式(1)化合物本身的溶劑中，利用其中X表示鹵原子的式X2化合物鹵化式(1)化合物，
其中Q表示視具體情況而定呈酸加成鹽形式的基團(tuán)NH2，所述酸包括鹽酸，或基團(tuán)NHCOCH3，主要得到式(2)或式(3)化合物，
其中式Q和X如上文定義。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述溶劑為無(wú)水鹵化溶劑，得到的主要產(chǎn)物為式(2)化合物。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所加入的X2量與式(1)化合物量之間的摩爾比為1至2。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中鹵化反應(yīng)進(jìn)行至式(1)化合物轉(zhuǎn)化度為至少80％為止。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述溶劑由式(1)化合物本身組成，得到的主要產(chǎn)物為式(2)化合物。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所加入的X2量與式(1)化合物量之間的摩爾比為0.1至0.5。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)向由鹵代烴和水混合而成的溶劑中漸漸加入式(1)化合物和試劑X2，可主要得到式(3)化合物。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述溶劑包含至少20％(重量)鹵代烴。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中所加入的X2量與式(1)化合物量之間的摩爾比為1.5至2.5。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)介質(zhì)溫度為5至80℃。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中式(1)中的Q表示視具體情況而定呈加成鹽形式的NH2基團(tuán)，反應(yīng)介質(zhì)溫度為5至50℃。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中式(1)中的Q表示NHCOCH3基團(tuán)，反應(yīng)介質(zhì)溫度為70至80℃。
13．制備2-氨基-或2-乙酰氨基三氟甲苯的二鹵代衍生物的方法，該方法包括在含有鹵代烴的溶劑中，利用式X2化合物鹵化式(2′)化合物，
其中Q表示視具體情況而定呈酸加成鹽形式的基團(tuán)NH2，所述酸包括鹽酸，或基團(tuán)NHCOCH3，其中X表示鹵原子。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述溶劑還包括水。
15．制備鹵代-2-氨基三氟甲苯的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的方法，利用其中X表示鹵原子的式X2化合物鹵化2-乙酰氨基三氟甲苯，
生成式(2)5-鹵代-2-乙酰氨基三氟甲苯，
接著溶劑分解式(2)化合物。
16．制備3,5-二氯三氟甲苯的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)的方法，利用其中X表示鹵原子的式X2化合物二鹵化2-氨基三氟甲苯，接著在次磷酸HPO2和亞硝酸鈉NaNO2存在下，重氮化-還原所得的式(3)2-氨基-3,5-二鹵代三氟甲苯。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于重氮化-還原步驟的溫度為小于或等于30℃。
全文摘要
在選自無(wú)水鹵代烴、水和鹵代烴的混合物和必要時(shí)選自式(1)化合物本身的溶劑中,利用式X
文檔編號(hào)C07C211/52GK1228761SQ9719750
公開(kāi)日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1997年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月16日
發(fā)明者M·杜萊 申請(qǐng)人:羅狄亞化學(xué)公司