Способ получения 2,3,5-трихлорпиридина (его варианты) и 2,4,4-трихлор-4-формилбутиронитрила Советский патент 1982 года по МПК C07D213/61 C07C121/16 

нического растворителя, и целевой продукт выделяют.

Предпочтительно взаимодействие трихлорацетаПьдегида и акрилонитрил проводят в закрытой системе при давлении, соответствующем 70-140 С.

Катализатор присоединения трихлорацетальдегида к акрилоиитрилу берут в количестве 0,1-5 молД в расчете на акрилонитрил.

Присоединение трихлорацетальдегида к акрилонитрилу проводят в присутствии инертного органического растворителя.

В качестве органического растворителя используют нитрил алканкарбоновой кислоты с 2-5 атомами, углерода, 3 алкоксипропионитрил с 1-2 атомами углерода в алкильнОй группе или в избытке акрилонитрила.

Циклизацию 2,+, -трихлор-4-формилбутиронитрила осуществляют в присутствии хлористого или бромистого водорода, хлористого алюминия или пятихлористого фосфора.

Циклизацию 2,А, -тpиxлop-4-фopмилбyтиpoнитpилa проводят при 80200 С в среде хлороформа, диалкиловых эфиров с 1-А атомами углерода в алкильных группах или в диметилформамиде.О

Поставленная цель достигается таже вариантом способа получения 2,3., -трихлорпиридина, заключающимся в том, что трихлорацетальдегид подвергают взаимодействию с акрилонитрилом при 150-200 С в присутствии катализатора Си, СиСС (|), дихлор-трис-трифенилфосфинрутения (II) в количестве 0,1-5 мол. в расчете на акрилонитрил в среде инертного органического растворителя.

Предпочтительно реакцию проводя в закрытой системе при давлении, соответствующем температуре реакции.

В качестве инертного органического растворителя используют нитрил алканкарбоновой кислоты с 2-5 атомами углерода-или 3 алкоксипропионитрил с 1-2 атомами углерода в алкильной группе.

Реакцию лучше проводить в ацетоиитриле, бутиронитриле или Зметоксипропионитриле.

Также предложен способ получения , А-трихлор-4-формилбутиронитрила заключающийся в том, что трихлорацетальдегид подвергают взаимодействию с акрилонитрилом при в присутствии катализатора Си, СиСе (1), медной бронзы в количест- . ве 0,01-10 МОЛ.1 в расчете на акрилонитрил, и целевой продукт выделяют.

Варианты способа получения 2,3,5 -трихлорпиридина paзличaюtcя тем, что по первому варианту промежуточно полученный в результате взаимодействия трихлорацетальдегида и акрилонитрила 2,4,-трихлор-4-формилбутиронитрил подвергают циклизации, а по второму варианту процесс взаимодействия акрилонитрила и трихлорацетальдегида и последующую циклизацию промежуточного продукта осуществляют в один прием.

Поставленная цель достигается также способом получения 2, ,4-трихлор формилбутиронитрила формулы

„ Ci се I I

/-C-CH2-CH-(N « Ci

который является новым промежуточным продуктом для синтеза 2,3,5-трихлорпиридина и заключается в том, что трихлорацетальдегид подвергают взаимодействию с экрйлонитрилом при

70-ЙО С в присутствии катализатора Си, CuCE (|), медной бронзы в количестве 0,01-10 МОЛ.1 в расчете на акрилонитрил, и целевой продукт выделяют .

Предпочтительно реакцию проводят в закрытой системе при давлении, соответствующем С, катализатор берут в количестве 0,1-5 мол. в расчете на акрилонитрил.

Предпочтительно реакцию проводят в присутствии инертного органического растворителя, такого как нитрил алканкарбоновой кислоты, с 2-5 атомами углерода, ЗЭлкоксипропионитрил

с 1-2 атомами углерода в алкильной группе или в избытке акрилонитрила.

Пример 1 а. Получение 2,4,4-трихлор-4-формилбутиронитрила.

22,0 г трихлорацетальдегида, 5,3 г

акрилонитрила и 0,5 г хлорида меди (I) совместно с 30 мл ацетонитрила нагревают в эмалированном автоклаве в течение 20 ч при 115С. После охлаждения растворитель отгоняют в вакууме при температуре около 40-50 С, остаток смешивают с 50 мл диэтилового эфира и полученный в виде осадка хлорид меди (|) отфильтровывают. После отгонки диэтилового эфира остаток подвергают фракционной перегонке в вакууме, причем отбирают фракцию, кипящую при 64-65°С и остаточном давлении ЦОО мм ртутного столба. По лучают 13,6 г (60% от теории) 2,4, -трихлор-4-формилбутиронитрила в ви де бесцветного масла. Инфракрасный спектр (CHCCj ) в см 2250 {CN), 1750 (СО). ВычисленоД: С 29,96; Н 2,01;. N 6,99; С 53,06 (молекулярный вес 200,4 Найдено,: С 29,89; Н 2,13; N 6,95; се 52,67. Пример 16. Получение 2,3, -трихлорпиридина. 13,6 г 2,4,t-трихлор-4-формилбутиронитрила, полученного по примеру 1 а , с добавлением 1,О г треххло ристого алюминия нагревают в эмалир ванном автоклаве 1 ч при . Зате неочищенный продукт перегоняют с во дяным паром и 2,3,5 трихлорпиридин отделяется в виде белых кристаллов. Выход составляет 9,1 г (83% от теории) 2,3,5 трихлорпиридина, имеющег т.пл. 49-50 с. Пример 2а. 1,7г трихлорацетальдегида, 5,3 акрилонитрил и 0,5 г хлорида меди (I) нагревают, в среде ЧО мл 3-метоксипропионитрил при 30-85С. В ходе реакции темпера тура кипения смеси возрастает и, пр мерно через 30 ч, достигает 125 О 130 С. После охлаждения находящееся в колбе содержимое темного цвета экстрагируют диэтиловым эфиром. Пос ле отгонки диэтилового эфира остающееся коричневое масло нагревают в вакууме, создаваемом водоструйным н сосом при . Остаток подвергают фракционной перегонке в высоком вакууме. Получают 10,2 г (5Ц от теории) бесцветного масла, которое тож дественно продукту, полученному в примере 1а. Пример 26. Полученный по примеру 2 а 2 ,,4-tpиxлop- -фopмилбyтиpoнитpил переводят в 2,3,5 трихлорпиридин (выход 805Г, от теории) , нагревая 3 ч при 130 С с последующей перегонкой с водяным паром. Примерз. 20 г 2,«,4-трихлор-Ц-формилбутиронитрила,- полученного по примеру 1 а, растворяют в 20 мл диэтилового эфира и при 025°С обрабатывают в течение 5 ч потоком газообразного бромистого водорода. Затем диэтиловый эфир отгоняют в вакууме и остаток очищают путем перегонки с водяным паром. Получают 13,6 г (60% от теории) 2-бром3,5 дихлорпиридина в виде белых кристаллов, имеющих т.пл. 2°C. Хороший выход получают также при одинаковой методике получения, используя в виде растворителя хлороформ вместо диэтилового эфира. Пример k а. Получение 2,, -трихлор- -формилбутированитрила. ,7 г трихлорацетальдегида, 13,2 акрилонитрила и 0,63 г порршкообразной активированной меди нагревают 12 ч при 10 С в реакторе для работы при повышенном давлении. Затем избыток акрилонитрила отгоняют при ЛО-50°С в вакууме, создаваемом водоструйным насосом. Получают 18,2 г темного масла, которое, по данным газового хроматографического анализа, состоит на 85,4- из 2,4,4-трихлор- -формилбутиронитрила, что соответствует выходу 77 от теории. Пример 46. Получение 2,3,5 -трихлорпиридина. 18,2 г 2,4,-трихлор-+-формилбуронитрила, полученного по примеру 4 а, вносят по каплям в течение 15 мин в вертикально расположенную колонку длиной 0 см и диаметром 2,5 см, заполненную наполовину кольцами Рашига и снабженную рубашкой, обогреваемой горячим маслом при 175 . Одновременно снизу колонки пропускают слабый поток газообразного хлористого водорода противотоком относительно движения реакционной смеси. Вытекающую из реактора по каплям темную смолообразную массу перегоняют с водяным паром. Получают 11,5 г (851 от теории) 2,3,5-трихлорпиридина в виде белых кристаллов, т.пл. 9-5fl c. П р им . 5 а. Получение 2,k,k-трихлор-4-формилбутиронитрила. Смесь ,7 г трихлорацетальдегида, 13.2г акрклонитрила и 0,63 г активированной медной бронзы нагревают 48 ч с обратным холодильником. Затем избыточное количество акрилонитрила отгоняют nff 40-50С в вакууме, создаваемом водоструйным насосом. Получают 17.3г темного масла, которое, по данным газового хроматографического анализа, состоит на 88,5% из 2,4,47-трихлор- -формилбутиронитрила, что соответствует выходу 76,5 от теории Пример 56. Получение 2,3, -трихлорпиридина. 17,3 г 2,,A-тpиxлop- -фopмилбyтиpoнитpилa, полученного по приме ру 5 а, при пропускании слабого пот ка газообразного хлористого водород нагревают 2k ч при 80-85 с. Затем всю реакционную смесь перегоняют с водяным паром. Получают 10,0 г (72 от теории) 2,3,5 трихлорпиридина в виде белых кристаллов с т.пл. 9Пример 6. Получение 2,3,5 -трихлорпиридина. В раствор 25,0 г (0,125 моль) 2, 4, А-трихлор- -формилбутиронитрила в 50 мл М,М-диметилформамида пропус кают газообразный хлористый водород с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси на превышала 120°С. По окончании реакции смесь в ливают в ледяную воду. Осадок бежевого цвета отфильтровывают и высушивают. Получают таким путем 15,1 г ( от теории) 2,3, 5-трихлорпириди с т.пл. 48-50°С. П р и м е р 7- Получение 2,3,5 -трихлорпиридина. 10,3 г пятихлористого фосфора при охлаждении вносят отдельными по циями при температуре, не превышающей 60 С, в 0,0 г диметилформамида После этого полученный раствор сыщают хлористым водородом, причем . Пос температура повышается до реакционной массы до ле охлаждения 50 С прибавляют по каплям 2,4,4-трихлор- -формилбутиронитрила, полученного по примеру 1 а, с таким расчетом,- чтобы температура не превышала 75 С. После добавления 2,+, -трихлор- -формилбутиронитрила смес нагревают 1-ч при . Затем реакционную смесь с температурой 60 С выливают на лед, выпавший осадок 2,3,5 трихлорпиридина отфильтровы;вают, высушивают и получают 16,2 г (8Э% от теории) продукта с т.пл 951С. Пример 8. 17,7г трихлорацетальдегида, 5,3 г акрилонитрила и 0,5 г хлорида меди (1) нагревают с 40 мл ацетонитрила в эмалированном ч при . автоклаве в течение 1 После охлаждения растворитель отгоняют примерно при +0-50 С в вакууме 2 создаваемом водоструйным насосом. Из дистиллата выпадает 2,3,5-трихлорпиридин в форме белых кристаллов с т.пл. 49-50 с. Выход 11,1 г ( теории) . 2,3,5-трихлорпиридин со столь же хорошим выходом получают и в случае замены хлорида меди (I) 0,5 г медной бронзы или 0,5 г безводного хлорида железа (ill), причем в остальном поступают, как описано., Пример 9- 17,7г трихлорацетальдегида, 5,3 г акрилонитрила, 0,3 г дихлор-трис-трифенилфосфинрутения (М) и 30 мл 3-метоксипропионитрила в эмалированном автоклаве нагревают 2 ч при . После обработки, подобной примеру 1, получают 10,5 г (58 от теории) 2,3,5-трихлорпиридина. 2,3,5-тр.ихлорпиридин получают с хорошим выходом и в случае замены 3-метоксипропионитрила бутиронитрилом. Пример 10. 17,7 г трихлорацетальдегида, 5,3 г акрилонитрила и 0,5 г хлорида меди (|) совместно с tO мл ацетонитрила нагревают в эмалированном автоклаве 1/2 ч при 190 С. После охлаждения растворитель отгоняют примерно при С в вакууме, создаваемом водоструйным насосом. Остаток перегоняют с водяным паром. Из продукта перегонки 2,3,5 -трихлорпиридин выпадает в виде белых кристаллов с т.пл. 49-50°С. Выход 11,3 г ( от теории). 2,3,5-трихлорпиридин получают с хорошим выходом, если при прочих равных условиях проведения синтеза температуру реакции выдерживают 2 ч при или 6 ч при 15СРс. Предложенный способ получения 2,3,5-трихлорпиридина (и его вариант) позволяет получать целевой продукт в одну-две стадии из доступных исходных продуктов с хорошими выходами (60-90), высокой степени чистоты. Предложенный способ получения 2 ,4,|-трихлор-4-формилбутиронитрила позволяет получать новый промежуточный продукт для синтеза 2,3,5-трихлорпиридина из доступных исходнь1х реагентов. Формула изобретения 1. Способ получения 2,3,5-трихлорпиридина , отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, трихлорацетальдегид подвергают взаимодействию с акрилонитрилом при yO-TiO C в присутствии катализатора Си, СиС (|), медной бронзы в количестве 0,01-10 молД в расчете на акрилонитрил, и полученный 2,k, -трихлор- -формилбутиронитрил формулы «. 1 (-C-CH,-CH-CN ii 1|одвергают циклизации при температу ре 20-220 С, если необходимо в присутствии органического растворителя и целевой продукт выделяют. 2,Способ по п. 1,отличаю щий с я тем, что взаимодействие трихлодацетальдегида и акрилонитрила проводят в закрытой системе при давлении, соответствующем . 70-IlO С. 3.Способ по п. 1, о тли ч а-ю .щ и и с я тем, что катализатор при соединения трихлорацетальдегида к акрилонитрилу берут в количестве 0, 5 молД в расчете на акрилонитрил. k. Способ по п. 1, о т л и чающийся тем, что присоединение трихлорацетальдегида к акрило нитрилу проводят в присутствии инер ного органического растворителя, 5- Способ попп. 1 и4, отли чающийся тем, что присоедин ние трихлор ацетальдегида к акрилонитрилу проводят в нитриле алканкарбоновой кислоты с 2-5 атомами углерода, 3-алкоксипропионитриЛе с 1-2 атомами углерода в алкильной группе или в избытке акрилонитрила в качестве инертного органического растворителя. 6.Способ по п. 1, о т л и - . чающийся тем, что циклизацию 2, 4, трихлор- -формилбутиронит рила осуществляют в присутствии хло ристого или бромистого водорода, хлористого алюминия или пятихлористого фосфора. . 7.Способ по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что циклизацию 2,4, - трихлор-«-формилбутиронитрила проводят при 80-200°С. 8. Способ по п. 1, отличаю щ И и С Я тем, что циклизацию 2,, - т рихлор- j-формилбу тирони трила проводят в среде хлороформа, диалкиловых эфиров с атомами углерода 210 в алкильных группах или в диметилформамиде. 9.Способ получения 2,3,5 трихлорпиридина, отли чаю|д 1йС я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, трихлорацетальдегид подвергают взаимодействию с акрилонитрилом при 150-200гС в присутствии катализатора Си, СиСб (|), дихлор-тристрифенилфосфинрутения (11) в количестве 0,1-5 молД в расчете на акрилонитрил в среде инертного органического растворителя. 10.Способ по п. 9, о т л и чающийся тем, что реакцию проводят в закрытой системе при давлении, соответствующем температуре реакции. 11.Способ по пп. 9 и 10, о т личающийся тем, что в качестве инертного органического растворителя используют нитрил Элканкарбоновой кислоты с 2-5 атомами углерода или 3-алкоксипропионитрил с 1-2 атомами углерода в алкильной группе. 12.Способ по пп. 9-11, о т л и чающийся тем, что реакцию проводят в ацетонитриле, бутиронитриле или 3-метоксипропис5нитриле. 13.Способ получения 2,,4-трихлор-+-формилбутиронитрила формулы п 1 1 I C-C-CH,-CH-CN « ii отличающийся тем, что трихлорацетальдегид подвергают взаимодействию с акрилонитрилом при в присутствии катапизатора Uu, CuCE (I), медной Ьронзы в количестве 0,01-10 мол.% в расчете на акрилонитрил, и целевой продукт .выделяют. 1А. Способ по п. 13, отличающийся тем, что реакцию проводят в закрытой системе при давлении, соответствующем температуре 70-11«0 с. 15- Способ по п. 13, отличающийся тем, что катализатор берут в количестве 0,1-5 мол.% в расчете на акрилонитрил. 16. Способ по п. 13, отличающий ся тем, что реакцию проводят в присутствии инертного органического растворителя. 17. .Способ по пп. 13 и 16, о т личающийся тем, что реак,11 9+259212

цию проводят в нитриле алканкарбо-Источники информации,

новой кислоты с 2-5 атомами углеро-.принятые во внимание при экспертизе

да, 3-алкоксипропионитриле с 1-2

атомами углерода в алкильной группеin в «

. Патент Великобритании

или 8 избытке акрияонитрила в качест- sи ir- -in-io

ве инертного орг анического раствори-1978 213/61,

теля.

Приоритет по пунктам ,2. М. Shinji и др. Присоединение

05.12.78по пп. 1,3,«6, 9-13,этилового эфира трихлоруксусной кис5 17. . «Олоты к олефинам. - 3. Org Chem

23.10.79по пп. 2,5,7,8,lit,17.196, 29, № 7, 210.