Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. BRPI1002140 - PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE PERALO ALQUIL ANILINA POLIHALOGENADA

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ PT ]

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE PERALO ALQUIL ANILINA POLIHALOGENADA"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um processo para preparação de peraloalquil-anilina polihalogenada que é útil como intermediários para a síntese de agroquímicos.

Particularmente, a presente invenção apresenta um processo para a preparação de 2-dicloro-4-trifluormetil-anilina.

Antecedentes da Invenção

p-Clorobenzotrifluoreto está facilmente disponível em quantidades comerciais e pode ser utilizado normalmente como uma fonte para enxerto monometilamina ou dialquilamina em um anel aromático desativado.

p-Clorobenzotrifluoreto pode ser aminada em um solvente essencialmente em um meio não aquoso que seja não reativo com os reagentes na presença de uma quantidade cataliticamente efetiva de um sistema catalítico que consiste de um composto de cobre e um sal de halogeneto alcalino selecionado a uma pressão predeterminada e, a uma temperatura na faixa de 150 a 240°C para a produção de p-aminobenzo-trifluoreto. No entanto, a conversão é baixa e os rendimentos são proporcionalmente muito baixos para aceitá-la como um processo industrial. Assim, a síntese de p-aminobenzotrifluoreto de p-clorobenzotrifluoreto é rentável até agora em escala comercial.

Halogenados de arila, especialmente haletos de arila ativados foram aminados usando amónia aquosa na presença de um sal de cobre como um catalítico para obter aminas aromáticas correspondentes. No entanto, este processo não é aplicável para o aminólise de p-clorobenzotrifluoreto como p-aminobenzotrifluoreto é prontamente hidrolisado para ácido p-aminobenzóico ou anilina em meio aquoso. Amonólise de p-clorobenzotrifluoreto em um meio não aquoso usando compostos de cobre como um catalítico único reduz significativamente os problemas de hidrólise, mas produz apenas uma pequena quantidade de p-aminobenzotrifluoreto desejado.

Na Patente dos EUA N° 3.484.487 concedida a James S. Dix revela o uso de cloreto de cobre e solventes orgânicos não-polares, tais como N-metilpirrolidona, dimetilacetamida e dimetilformamida para a aminação de haletos de arila. Estes solventes não são adequados para a preparação de p-aminobenzotrifluoreto desde a transaminação que ocorre de forma significativa para formar Ν,Ν'-dimeti laminobenzotrifluoride indesej ado .

As sínteses de anilina são geralmente realizadas por hidrogenação de compostos nitro aromáticos. Entretanto, a técnica não é adequada na presença de substituintes no anel de benzeno que são sensíveis a hidrogenólise, levando a várias reações colaterais. Além disso, 4-nitro-benzotrifluoreto é muito difícil de preparar desde rendimentos de nitração de benzotrifluoreto e quantidades significativas de isômero meta. p-Aminobenzotrifluoreto também pode ser obtido por aminólise de p-clorobenzotrifluoreto na presença de cloreto de cobre e fluoreto de potássio (J. Org. Chem. 44,4731 (1970)). No entanto, as condições de reação são muito drásticas, as conversões são baixas e os rendimentos são, correspondentemente muito menores para um processo industrial.

Patente dos EUA No. 4.096.185 divulga síntese de p-aminobenzotrifluoreto a partir de p-clorobenzotrifluoreto na presença de uma combinação catalítica contendo halogenados de metais alcalinos e compostos de cobre na presença de solventes não aquosos como alcanóis, nitrilas aromáticas, dinitrilos alifáticos, éteres de glicol e os semelhantes em uma pressão superatmosférica e em uma faixa de temperatura de cerca de 150-240°C.

As Patentes dos EUA n° 2.194.925 e 2.194.926 revelam a reação de nitro-halo-benzotrif uoride com amónia em um meio solvente e na presença de um sal de cobre para a produção de nitro-amino-benzotrifluoretos.

Patente Britânica N° 1.164.223 concedidos a Farbenfabriken Bayer A.-G. descreve a preparação de trifluorometilanilina por hidrólise de isocianatos trifluorometilfenil correspondentes.

Tetrahedron Letras, 1975, 143 (T. Cohen e

J.G.Tirpak) descreve acoplamento de Ullman e aminólise de aíivados haletos de arila catalisados por compostos de cobre. No entanto nenhum metal alcalino ou haleto de amónio é usado para aminólise. Aminólises de iodetos e brometos de arila são descritos que são conhecidos por aminado mais facilmente do que os cloretos de arila.

Patente dos EUA N° E.U. Patente n 0 5.401.882 concedida a Jean-Marc Ricca, Lyon, França, revela a síntese de anilinas desativado por reagir 3,4-diclorobenzotrifluoride com dimetilformamida na presença de hidróxido de metal alcalino em temperatura variando entre 150-250 °C. A mesma patente fala sobre cloração de dialquila derivado seguido por dealquilação da dialquilanilina por cloração sob luz UV ou com quantidade estequiométrica de sal de em temperatura elevada.

As trifluorometilanilinas polihalogenadas também são realizadas por aminólise de benzotrifluoreto polihalogenado na presença de haletos alcalinos em uma temperatura entre 150°C a 350° C. WO 00/35851/2000 fala sobre a síntese de 2,6-dicloro-4-triflurometilanilina, a partir de 3,4,5-triclorobenzotrifluoreto na presença de fluoretos alcalinos como fluoreto de lítio e amónia na presença de N-metilpirrolidona a 250°C para oferecer 97% de conversão e 87% de seletividade. A principal desvantagem do processo acima é a síntese de 3,4,5-triclorobenzotrifluorito em alto rendimento e pureza. Cloração de p-clorobenzotrifluorito oferece mistura de 3,4,5-triclorobenzotrifluoreto em 72% de conversões CLG, 3,4 dicloro e tetraclorobenzotrifluoreto. O processo para obter puro 3,4,5-isômero a partir desta mistura por fracionamento seguido por cristalização é muito tedioso e industrialmente inviável. Além disso, apesar de utilizar intermediários muito puros, a quantidade substancial de um isômero indesejado (3-amino-4,5 diclorobenzotrifluoreto) é obtida.

Outra abordagem para gerar 3,4,5-triclorobenzotrifluoreto com um alto rendimento e pureza é realizar denitroclorinação de 4-cloro-3,5 dinitrobenzotrifluoreto na presença de um cabalístico, tal como descrito na Patente GB 215458 IA. Mesmo que o processo produz 3,4,5-triclorobenzotrifluoreto em alto rendimento e pureza, as condições de reação são muito drásticas para um processo industrial.

Há, portanto, uma necessidade de preparação de p-trifluorometilanilinas policloradas, tipicamente 2,6-dicloro-4-trifluorometilanilina facilmente disponíveis a partir de matérias-primas de uma forma simples e económica a nível industrial, com alto rendimento e pureza

Objetivos da Invenção

Um objetivo da presente invenção é apresentar um processo para a preparação de 2,6-dihalo-4-trifluorometilanilina utilizando matérias-primas disponíveis comercialmente.

Em outro objetivo da presente invenção é para apresentar um processo simples e comercialmente atraente para a preparação de 2,6-dihalo-^trifluorometilanilinacom alto rendimento e pureza.

Resumo da Invenção

De acordo com a presente invenção é apresentado um processo para a preparação de peraloalquilanilina polihalogenada que consistem das seguintes etapas:

a) reação, em um solvente polar, um composto de fórmula (I)


Fórmula (I)

em que:

Ri e R2 contêm elementos do grupo de halogênio, respectivamente; e

R3 é um peraloalquil,

com amónia, na presença de um haleto alcalino a uma temperatura de cerca de 200°C para cerca de 300°C e uma pressão de cerca de 20 a cerca de 50 kg/cm para formar 2-halo-peraloalquilanilina; e

b) reagindo 2-halo-peraloalquilanilina formada na etapa (a) com um agente halogenante para formar um peraloalquilanilina polialogenado.

Descrição Detalhada da Invenção

De acordo com a presente invenção um composto de peraloalquilanilina polihalogenada é obtido pela

(a) Reação de um composto da fórmula (I) com amónia na presença de um haleto alcalino a uma temperatura de cerca de 200°C para cerca de 300°C e uma pressão de cerca de 20 a cerca de 50 kg/cm para formar 2- halo-peraloalquilanilina e por

reagir 2-halo-peraloalquil formada na etapa (a) com um agente halogenante para formar um peraloalquilanilina polialogenada.


Formula (I)

Em que Rj e R2 contêm elementos do grupo de halogênio; e R3 é um peraloalquil,

Em uma modalidade preferida da presente invenção Rj e R2 são cloro e R3 é trifluorometil. O composto de fórmula I é normalmente 3,4 dicloro benzotrif uoride.

De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção peraloalquilanilina polialogenada é 2,6-dicloro-4-trifluormetil anilina.

Um processo para a preparação de 2,6-dicloro-4-trifluorometilanilina de 3,4-Dicloro benzotrifluoreto é representado na reação do esquema abaixo.


Clorobenzotrifluoreto disponível comercialmente é seletivamente clorado para 3,4-diclorobenzo trifluoreto com altos rendimentos e pureza. Aminação de 3,4-diclorobenzotrifluoreto com procedimentos de amónia mais facilmente quando comparada com a de p-clorobenzotrifluoreto. A resultante 2-cloro-4-trifluorometilanilina é então mais clorado para obter a desejada molécula de 2,6-dicloro-4-trifluormetil anilina.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, 3,4 diclorobenzotrifluoreto é produzido em alta pureza e rendimento por cloração de p-clorobenzotrifluoreto comercialmente disponível. Aminólise de 3,4 diclorobenzotrifluoreto é mais fácil e mais simples quando comparada com a do p-clorobenzotrifluoreto que oferece muito mais conversões quando comparada com a do p-clorobenzotrifluoreto. 3,4-Diclorobenzotrifluoreto é aminolizado com amónia anidra na presença de um solvente polar, que não é reativo com os reagentes nas condições de reação. Aminólise é conduzida na presença de haletos alcalinos sob pressão em 20 a

50 kg/cm 2 , mais preferencialmente 25 a 42 kg/cm 2 e em uma faixa de temperatura de cerca de 200°C a 300°C, mais preferivelmente na faixa de temperatura de 235°C a 250°C.

Quantidades catalíticas de compostos de cobre podem ser utilizadas durante a aminólise.

Os haletos alcalinos é preferencialmente fluoreto de potássio.

Amónia anidra é usada em excesso de 5-6 m/m para iniciar. Conforme a reação prossegue, mais amónia é

alimentada para manter a pressão do reator e para minimizar as reações colaterais, que predominam em alta temperatura, devido à diminuição da concentração de amónia.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, o solvente utilizado no processo atual pode ser de qualquer solvente ou uma mistura de solventes, que não se decompõem sob a condição da reação e é inerte em relação aos reagentes. De preferência, o solvente utilizado é um solvente polar. O solvente polar é selecionado a partir de um grupo composto de N-metil pirrolidina, N,N-dimetilimidazolidinona, difenil sulfona e dimetilsulfona. N-metilpirrolidona (NMP) é um solvente de escolha, uma vez que não interage com os reagentes e, ao mesmo tempo que solubiliza fluoreto de potássio.

De acordo com a presente invenção, é possível preparar derivados de p-trifluorometilanilina em uma única etapa do p-halobenzotrifluoreto correspondente. No entanto, os resultados obtidos são geralmente melhor quando o material inicial é derivado de p-benzotrifluoreto dihalogenado ou trialogenado.

Em outro aspecto da presente invenção, a halogenação de p-trifluorometilanilina é realizada através de agentes halogenantes como o cloro, cloreto de sulfurilo, cloreto de tionila e PC15 e a uma temperatura que varia entre 0°C a 100°C, de preferência a 0°C a 70°C. Entre os vários halogênios, o halogênio preferido c o cloro a menos que um halogênio específico é desejado. A quantidade de agente halogenante

utilizado está limitada a 10-50% de excesso em relação à quantidade estequiométrica, de preferência cerca de 10-20% do excesso de quantidade de estequiométrico. De preferência, a halogenação é realizada em solventes hidrocarbonetos clorados. Os solventes preferidos são o tetracloreto de carbono, diclorometano, clorobenzeno, dicloroetano e o-diclorobenzeno.

O 2,6-dicloro-4 trifluorometilanilina desejado pode ser obtido com alta pureza por destilação fracionada da halogenação do produto. O produto destilado pode ser cristalizado a partir de um solvente adequado para atingir a qualidade desejada.

A pureza do produto é determinada por cromatografia gasosa.

A invenção é ilustrada com relação aos exemplos a seguir, que não limitam o âmbito de aplicação da invenção de qualquer maneira.

Nos exemplos m/m significa uma grama-mol de produto obtido a partir de 1 mol de grama de entrada de substrato.

Exemplo - 1

1050 ml de N-metilpirrolidona foi carregado em uma autoclave, juntamente com 102 g (1 m m) de fluoreto de potássio anidro ativado, 377 g (1 ,75 mol, GC pureza de 99,9%) 3,4 diclorobenzotrifluoreto foi acrescentado e uma autoclave foi montada ao autoclave (reator). 158 g (5,3 m/m) de gás de amónia foi passada no reator da autoclave em temperatura ambiente. O conteúdo do reator foi aquecido a 245-250°C durante um período de 2 horas para obter a pressão do reator de 30-32 kg/cm2. O excesso de NH3 foi alimentado a partir da panela de pressão para manter a pressão no reator em 38-40 kg/cm2 a 245-250°C de temperatura líquida. A mistura de reação foi mantida em 245-250 °C/38-40 kg/cm de pressão por mais de 8 horas. A mistura de reação foi resfriada à temperatura ambiente, NH3 foi expelido para fora. A massa da amostra da reação analisada por cromatografia gasosa mostrou 28,88% de 3,4-diclorobenzotrifluoreto, 60,44% de 2-cloro-4-trifluormetil anilina, 6,9% 2-cloro-5-trifluormetil anilina e 2,65%, de componentes de alto sinal de retenção.

Após o tratamento do meio de reação seguido por fracionamento obteve 58,3% de 2-cloro-4-trifluorometilanilina e 9,2%, 2-cloro-5-trifluorometilanilina como outro isômero com proporção relativa de 87: 13. 0,25 m/m material inicial foi recuperado. Assim, a produção de 2-cloro-4-trifluorometilanilina foi de 77%) baseado no consumo de 3,4 diclorobenzotrifluoreto.

Exemplo - 2

815 ml de N-metilpirrolidona foi carregado em uma autoclave, juntamente com 292 g 3,4-diclorobenzotrifluoride (1.35moles, GC pureza de 99,9%) e 1 18g (1 ,5 m/m) de fluoreto de potássio calcinado, e uma panela de pressão foi montada para a autoclave. 213 g (9,2 m/m) de gás de amónia foi alimentado na panela de pressão. 158 g (5,3 rnol) de gás de amónia foi passado para o reator a partir da panela de pressão em temperatura

ambiente até atingir 38-40 kg/cm de pressão do reator inicialmente e depois a mistura na autoclave foi gradualmente aquecida a 245-250°C de temperatura líquida e ainda mantida em temperatura 245-250°C e pressão de 38-40 kg/cm2 por 6 horas alimentando de gás de amónia para manter a pressão do reator desejado. A cromatografia em fase gasosa da mistura de reação após 6 horas apresentou 36,5% 3,4-diclorobenzotrifluoride, 52,9% 2-cloro-4 trifluorometilanilina, 5,7%, 2-cloro-5-trifluorometilanilina e 4,3% de componentes de alto sinal de retenção. A proporção de isômero de 2-cloro-4-trifluormetil anilina para 2-cloro-5-trifluormetil anilina foi de 90: 10%.

Após o tratamento do meio de reação, 0,325m/m de 3,4- diclorobenzotrifluoreto foi recuperado juntamente com 0,508m/m 2-cloro-4-trifluorometilanilina, assim, um rendimento de 2-cloro-4- trifluorometilanilina foi 15,2% com base em 3,4-diclorobenzotrifluoreto consumido.

Exemplo - 3

75,4 g (0,35 moles, CG pureza 99,8%) de 3,4-diclorobenzotrifluoreto foi adicionado a 210 ml de N-metilpirrolidona junto com 30,45 g (0,525 m) de fluoreto de potássio calcinado e 1,73 g de cloreto cuproso (0,0174m) em um reator de pressão SS com capacidade de 500 ml. O reator foi montado e lmol de gás de amónia foi alimentado a partir de outro reator e a mistura resultante de reação foi aquecida a 235°C para obter uma pressão de 19 kg/cm . O gás de amónia foi ainda alimentado por outro reator para manter a pressão da mistura resultante em 25-26 kg/cm2 por 6 horas a 235°C de temperatura de reação. No final de 6 horas, a amostra de reação foi analisada por CG, a mistura continha 51 ,5% de 3,4-diclorobenzotrifluoreto, 32,27% de 2-cloro-4 trifluorometilanilina, 6,24% de 3-cloro-5-trifluormetil anilina e 3,4% de componentes de alto sinal de retenção. A conversão de 3,4-diclorobenzotrifluoreto foi de 49%. A proporção de isômero do 2-cloro-4-trifluorometilanilina para 2-cloro-5-trifluorometilanilina foi de 84:16%.

Exemplo - 4

75,4 g (0,35 moles, CG pureza 99,8%) de 3,4-diclorobenzotrifluoreto foi adicionado a 210 g de dimetilsulfona junto com 30,45 g (0,525 m) de fluoreto de potássio calcinado em um reator de pressão SS com capacidade de 500 ml. O reator foi montado e 6-7 g (1 -1 ,2 m/m) de gás de amónia a partir de outro reator foi passado para o reator de pressão a 30°C, a mistura resultante de reação foi aquecida a 235°C graus. A pressão do reator foi mantida em 25-26 kg/cm pela alimentação de gás de amónia a partir de outro reator de pressão em intervalos regulares de tempo. A mistura de reação foi mantida durante 6 horas à temperatura e pressão acima, foi então resfriada a 50°C e trabalhada por filtração de sal depois de expelida para fora da amónia seguida por fracionamento da mistura sob pressão reduzida. A análise da cromatografia de gás da mistura de reação mostrou 46,84% 3,4-diclorobenzotrifluoreto, 45% 2-cloro-4-trifluorometilanilina, 6,74% dc 2-c!oro-5-trifluorometilanilina e 1 ,2% de componentes de alto sinal de retenção. A conversão de 3,4-diclorobenzDtrifluoride foi de 53 % e a proporção de isômero do 2-cloro-4-trMuorometilardlinapara 2-cloro-5-trifluorometilanilina foi de 87:13 %.

Exemplo - 5

75,4 g (0,35 moles, GC pureza 99,8%) de 3,4-diclorobenzotrifluoreto foi adicionado a 210 ml de N,N-dimetilmidazolinona junto com 30,45 g (0,525 m) de fluoreto de potássio calcinado em um reator de pressão SS com capacidade de 500 ml. O reator foi montado e 1 m/m de gás de amónia foi alimentado a partir de outro reator e a mistura resultante da reação foi aquecida a 235°C para obter uma pressão de 19 kg/cm2. O gás de amónia foi então alimentado a partir de outro reator para manter a pressão da mistura resultante em 25-26 kg/cm por mais 6 horas a 235°C.

A análise da cromatografia de gás da mistura de reação após 6 horas apresentou 40,46% de 3,4-diclorobenzotrifluoreto, 38,7% de 2-cloro-4-trifluormetil anilina, 5,05% de 2-cloro-5-trifluorometilanilina e 14,3% de componentes de alto sinal de retenção. A conversão de 3,4-diclorobenzotrifluoreto foi de 53 % e a proporção de isômero de 2-cloro-4-trifluorometilanilina para 2-cloro-5-trifluorometilanilina foi de 87: 13 %.

Exemplo 6

301 gm mistura (1,0 mistura de isômero mole) de 57,37%, 2-cloro-4-trifluorometilanilina (0.88m), 7,61 % de 2-cloro-5-trifluorometiianiiina (0.1 17m) c 34% N-metil-pirrolidona (NMP) foi misturado com 500 ml de clorobenzeno. 148,4 g (1 , 1

m /m) de cloreto de sulfurilo foi adicionado à mistura a 55-60°C durante um período de quatro horas e a mistura de reação foi mantida a 55-60°C até a cromatografia em fase gasosa do meio de reação apresentou 86,76% 2,6-dÍcloro-4 trifluorometilanilina, 1 1 ,27% de tricloro trifluorometil anilina e componentes de 1 ,8% com alto sinal de retenção. O meio de reação do tratamento e fracionamento obtiveram 0,84 m de 2,6-dicloro-4-trifluorometilanilina, 95% de rendimento em 2-cloro-4 trifluorometilanilina.

Exemplo 7

276 g de uma mistura contendo 60,47%) de 2-cloro-4-trifluorometilanilina (0,854 m), 10,45%) de 2-cloro-5-trifluorometilanilina (0,147 m), 26,27%) de NMP e componentes de 2,66% com alto sinal de retenção foi misturada com 500 ml de clorobenzeno. 135 g (l m), cloreto de sulfurilo foi adicionado à mistura a 55-60°C de temperatura líquida durante um período de 4 horas e a temperatura de reação foi mantida por mais 2 horas. 20,2 g (0.15 m/m) adicional de cloreto de sulfurilo foi adicionado ao tomar a reação à conclusão. A cromatografia em fase gasosa do meio de reação apresentou 84,98%> de 2,6-dicloro-4 trifluorometilanilina, 14,28% triclorotrifluorometilanilina e 0,33% de componentes com alto sinal de retenção. O meio de reação do tratamento e fracionamento obtiveram 0,809 m de 2,6-dicloro-4-trifluorometilanilina, 94% de rendimento em 2-cloro-4 trifluorometilanilina.

Exemplo -8

740 g (2,68m de mistura de isômeros) de mistura com 62% de 2-cloro-4-trifluorometianilina (2.346m), 8,82% de 2-cloro-5-trifluorometilanilina (0,334m) e 24,64% NMP (2,68m de mistura de isômero) foi carregado com 400 ml de dicloroetano para o reator. Foi então reagido com 430 g (3,18m) de cloreto de sulfurilo a 55-60°C durante um período de 4 horas e ainda mantido a 65-70°C por 2 horas até a cromatografia em fase gasosa de amostra de mistura da reação mostraram a pelo menos 99% de conversão. A mistura de reação foi trabalhada por adição de água e tratamento com álcali, a camada orgânica foi fracionada sob pressão reduzida sobre uma coluna de 5 pés para obter 504,9 g de 2,6-dicloro-4 trifluorometilanilina destilada. GLC do corte principal foi de 99,6%, com 93% do 2,6-dicloro-4 trifluorometilanilina teórico obtido em 2-cloro-4 trifluorometilanilina.

Exemplo -9

270g (mistura de 0,99m isômero), contendo 59,42% de 2-cloro-4-trifluormetil anilina (0,82m), 12,37% de 2-cloro-5-trifluorometilanilina (0,174m) e 24,9% NMP foi misturado com 210 ml de clorobenzeno. Foi clorado passando gás de cloro de l ,22m a 50-55°C durante um período de 8 horas. O progresso da reação foi monitorado por CLG A reação foi mantida até glc da amostra da mistura de reação apresentou 99% de conversão. A mistura de reação foi trabalhada por adição de água, tratando a camada orgânica com álcali e a camada orgânica foi fracionada sob pressão reduzida ao longo de 3 pés da coluna para obter 92,5 g 2,6-dicloro-4-trifluorometilanilina destilado. O rendimento foi de 49% em 2-cloro-4 trifluorometilanilina.

Os valores numéricos de diversos parâmetros indicados na especificação são, mas aproximações e valores ligeiramente superiores ou ligeiramente menores destes parâmetros são abrangidos pelo âmbito e as possibilidades da invenção.

Embora a ênfase considerável foi colocada aqui sobre as etapas específicas do processo preferido, isso será altamente apreciado em que muitas etapas podem ser feitas e que muitas mudanças podem ser realizadas nas etapas preferenciais, sem afastar os princípios da invenção. Estas e outras alterações nas etapas preferidas da invenção serão evidentes para aqueles versados na técnica das divulgações aqui, pelo que deve ser claramente entendido que o assunto exposto descritivo deve ser interpretado apenas como ilustrativo da invenção e não como uma limitação.