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Procédé de préparation de dérivés de chlorocrésols et produits obtenus par ce procédé.
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments relatifs à la préparation de composés organiques et plus spécialement à la préparation de dérivés de chlorocrésols.
On a proposé de préparer des acides halogénoaryloxyacé- tiques en traitant au reflux un mélange d'un phénate-(substitué par un hydrocarbure halogéné)-d'alcoyle, d'acétate de sodium et d'eau,et en séparant ensuite l'acide halogénoaryloxyacétique formé voulu d'avec le mélange de réaction. En préparant de cette manière des dérivés de chlorocrésols, il faut préparer le chloro- crésol de départ en soumettant le crésol à la chloruration, par exemple comme décrit dans la demande de brevet anglais N .,6376/43, et appliquer ensuite un fractionnement au crésol chloré pour obtenir un isomère particulier quelconque. Le fractionnement est un procédé laborieux et onéreux au point de vue du temps.
Suivant la présente invention le procédé de préparation de composés méthylchlorophénoxyalcoylcarboxyliques comprend les opérations consistant à chlorer un crésol, sans emploi d'un solvant, de manière à former un crésol chloré dans le noyau, et à faire réagir ensuite le produit chloré brut, ainsi obtenu, avec un aicde Ó -halogénoalcoylcarboxylique en présence d'une base.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention a l'avantage, sur les procédés antérieurs, d'éviter. les opérations laborieuses de l'isolement du chlorocrésol intermediaire par sa séparation d'avec les impuretés constituées par les produits se- condaires, sans que le rendement en composés méthylchlorophéno- xyalcoylcarboxyliques en soit désavantageusement influencé. Il a été trouvé en effet qu'il est possible d'obtenir le produit avec un rendement accru, parce que le procédé de préparation normale implique une distillation fractionnée et il semble que pendant cette opération il se produise une certaine décomposition du chlorocrésol brut.
La chloruration du crésol est exécutée convenablement en introduisant du chlore à une température élevée, dans du crésol fondu à la vitesse de réaction du chlore avec le crésol, - jusqu'à ce que l'augmentation du poids du crésol corresponde à la formation d'un composé contenant approximativement 1 atome
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de chlore par molécule, et utilement entre 1,0 et 1,2 atomes de chlore. par molécule. Dans ces conditions il y a chloruration dans le noyau et lorsqu'on soumet du p-crésol à une chloruration ainsi exécutée il y a formation d'un seul isomère à savoir, du 2-obloro- p-crésol. Cependant, si de l'o-crésol est chloré de cette manière il y chloruration dans le noyau avec formation de 4-chloro-o- crésol aussi bien que de 6-chloro-o-crésol.
La réaction subséquen- te de la matière chlorée brute avec de l'acide o(-halogénoalcoyl- carboxylique conduit donc à la. formation d'un seul composé dans le cas où la matière de départes! du p-crésol. Ainsi, en faisant réagir du p-crésol chloré avec de l'acide monochloracétique on
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obtient de l'acide 4-méthyl-2-chlorophénoxyacétique ou un dérivé de ce composé.
Si, d'autre part, la matière de départ est de l'o-crésol, la réaction subséquente avec de l'acide Ó-halogénoal- coylcarboxylique conduira à l'obtention d'un mélange de deux
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acides méthylchlorophénoxyalqoylcarboxyliques isomères; ainsi, une réaction avec de l'acide monochloracétique conduit à l'obtention de l'acide 2-méthyl-4-chlorophénoxyacétique et de l'acide 2-méthyl- 6-chlorophénoxyacétique, ou de leurs dérivés. Dans ce cas les acides ou les composes, mélangés, peuvent être récupérés ensem- ble du mélange de réaction et peuvent, si l'on veut, être séparés subséquemment par tout moyen convenable, par exemple par cristallisation fractionnée.
L'opération de la mise en réaction du crésol chloré avec
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l'acide o(-halogénoalcoylcarboxylique, par exemple avec l'acide monochloracétique, est exécutée convenablement en mélangeant le chlorocrésol avec une quantité approximativement équimoléculaire de l'acide monochloracetique, calculée par rapport à la quantité de crésol initialement employée, et en ajoutant ensuite une solu- tion de soude caustique en une. quantité telle que le mélange de réaction en soit rendu alcalin. Puis le tout est chauffé au re- flux pendant plusieurs heures, par exemple pendant 4 à 6 heures, ce qui conduit à la réaction du chlorocrésol avec l'acide mono- chloracétique. A la fin de la période de chauffage on peut lais- ser refroidir le mélange de réaction et isoler le composé métyl- chlorophénoxyacétique formé.
Lors du refroidissement le mélange abandonne un dépôt de matière solide qui-est constituée essen- tiellement par le sel sodique de l'acide et, si l'on désire, le sel sodique peut être obtenu en isolant cette matière solide du mélange de réaction froid et en la desséchant. Ou, l'acide même peut être isolé en acidifiant le mélange de réaction chaud par un acide minéral, par exemple par de l'acide chlorhydrique ou par de l'acide sulfurique et en procédant, après le refroidisse- ment, à l'isolement de l'acide qui se sépare du mélange de réac- tion. L'acide peut être soit isolé par décantation ou par filtra- tion, soit extrait par un solvant tel que l'éther. L'acide obtenu peut être purifié par recristallisation, ou il peut être converti en d'autres composés.
Ainsi, il peut être converti en un ester d'alcoyle par le traitement par un alcool aliphatique en présence d'acide sulfurique, ou d'acide chlorhydrique, concentré. Les esters typiques que l'on peut préparer de cette manière embrassent par exemple les esters méthyliques, éthyliques, propyliques, iso- propyliques, butyliques et isobutyliques. Des sels de l'acide peuvent être obtenus aussi moyennant la neutralisation de l'acide par une base convenable, ou moyennant une réaction de double dé- composition entre un sel soluble de l'acide et un sel soluble de la base. On peut préparer ainsi par exemple les sels des métaux alcalins ou des métaux alcalino-terreux ou les sels de zinc, de mercure, ferriques, ou de plomb.
Au lieu de faire réagir du crésol chloré avec de l'acide monochloracétique, on peut le faire réagir avec d'autres acides
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0\ -halogénoalcoylcarboxyliques. Des exemples d'acides de ce genre sont: l'acide 0(. -chloropropionique, l'acide 0<. -bromobuty- - rique et l'acide cj-cmorocsobutyrique. De même, au lieu d'em- ployer de la soude caustique en qualité de base au moyen de la-
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quelle la condensation est exécutée, on peut employer les hydroxy- des d'autres métaux alcalins et aussi les hydroxydes de métaux alcalino-terreux. Il est aussi possible d'exécuter la condensation au moyen de carbonates de métaux alcalins et aussi au moyen de carbonates de métaux alcalino-terreux. On peut également employer des composés basiques d'autres métaux.
Dans les exemples suivants, qui servent à illustrer l'in- vention dans un sens non limitatif, toutes les parties sont des parties en poids.
EXEMPLE 1.
On introduit du chlore dans 200 parties de p-crésol à la vitesse avec laquelle le chlore est absorbé, jusqu'à ce que l'augmentation en poids du mélange de réaction soit de 70 parties, ce qui correspond à la combinaison, avec le crésol, de 1,1 atome de chlore par molécule.
On laisse monter la température à 100 C. Ensuite on soumet la matière chlorée à un traitement au reflux pendant 4 heures avec 178 parties d'acide monochloracétique et avec une solution de 170 parties de soude caustique dans 540 parties d'eau. Puis on dilue le mélange de réaction au moyen de 540 parties d'eau et on ajoute de l'acide chlorhydrique jusqu'à ce que le liquide soit fortement acide, ce qui conduit a la précipitation d'acide 4-méthyl-2-chlorophénoxyacétique brut. On dissout l'acide brut dans de l'éther, on extrait la solution ainsi obtenu;au moyen d'une solution aqueuse de bicarbonate de sodium et on acidifie ensuite le liquide aqueux pour précipiter le phénoxyacide.
En desséchant à 80 C cet acide précipité on obtient 200 parties d'acide anhydre, d'un point de fusion compris entre 126 C et 127 C.
Après une cristallisation ultérieure dans du toluène le point de fusion monte à 137 C L'échantillon d'acide préparé à partir de 2-chloro-p-crésol a le même point de fusion, de même qu'un mélange de cet acide avec l'acide préparé comme décrit plus haut, ce qui prouvée l'identitédu dernier.
20 parties de l'acide cristallisé dans du toluène sont dissoutes dans 32 parties de méthanol, et on y ajoute 14,8 parties d'acide sulfurique concentré. Il se sépare une couche huileuse constituée par l'ester méthylique. Après avoir laissé reposer le mélange pendant quelques heures on ajoute 200 parties d'eau et l'on sépare la couche huileuse, on la dessèche et on la distille à 3 mm de pression. On obtient ainsi 17,5 parties de 4-méthyl-2- chlorophénoxyacétate de méthyle, bouillant de 133 C à 135 C/3 mm.
EXEMPLE On introduit du chlore dans de l'o-crésol à une tempé- rature de 100 C jusqu'à ce que 1 atome de chlore par molécule se soit combiné au crésol. On mélange 200 parties de l'o-crésol chloré brut à 132 parties d'acide monochloracétique et à une solution de 123,5 parties de soude caustique dans 495 parties d'eau. Le mélange est chauffé au reflux pendant 3 heures. Puis on ajoute au mélange de réaction chaud une quantité d'acide chlorhy- drique concentre suffisante pour le rendre acide par rapport au rouge Congo, le mélange de réaction étant remué pendant l'addi- tion.
Il se sépare du mélange de réaction un mélange liquide d'acide 2-méthyl-4-chlorophénoxyacétque et d'acide 2-methyl-6- chlorophénoxyacétique, formant une couche inférieure, la couche aqueuse supérieure étant alors séparée de,la première par décanta- tion, puis on la laisse refroidir. Lors du refroidissement une quantité ultérieure de 27 parties d'acide mixte brut se sépare par cristallisation à partir de cette couche aqueuse séparée. Toute la quantité d'acide brut est lavée avec 100 parties d'eau à 50 C, la liqueur de lavage est séparée par décantation et l'acide est desséché à 100 C. On obtient ainsi 240 parties d'acide brut des- séché.
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Process for the preparation of chlorocresol derivatives and products obtained by this process.
The present invention relates to improvements relating to the preparation of organic compounds and more especially to the preparation of chlorocresol derivatives.
It has been proposed to prepare haloaryloxyacetic acids by refluxing a mixture of a phenate- (substituted by a halogenated hydrocarbon) -alkyl, sodium acetate and water, and then separating the acid. the desired haloaryloxyacetic formed from the reaction mixture. In preparing chlorocresol derivatives in this way, it is necessary to prepare the starting chlorocresol by subjecting the cresol to chlorination, for example as described in British patent application N., 6376/43, and then applying a fractionation to the chlorination. Chlorinated cresol to obtain any particular isomer. Fractionation is a laborious and time consuming process.
According to the present invention, the process for preparing methylchlorophenoxyalkylcarboxylic compounds comprises the operations of chlorinating a cresol, without the use of a solvent, so as to form a chlorinated cresol in the nucleus, and then to react the crude chlorinated product, thus obtained. , with Ó -haloalkylcarboxylic acid in the presence of a base.
The method forming the subject of the present invention has the advantage, over the prior methods, of avoiding. the laborious operations of isolating the intermediate chlorocresol by its separation from the impurities constituted by the secondary products, without the yield of methylchloropheno-xyalkylcarboxylic compounds being adversely affected thereby. It has in fact been found that it is possible to obtain the product with an increased yield, because the normal preparation process involves fractional distillation and it seems that during this operation some decomposition of the crude chlorocresol takes place.
Chlorination of cresol is suitably carried out by introducing chlorine at an elevated temperature, into molten cresol at the rate of reaction of chlorine with cresol, - until the increase in weight of the cresol corresponds to the formation of a compound containing approximately 1 atom
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of chlorine per molecule, and usefully between 1.0 and 1.2 atoms of chlorine. per molecule. Under these conditions there is chlorination in the nucleus and when p-cresol is subjected to a chlorination thus carried out, there is formation of a single isomer, namely, 2-oblorop-cresol. However, if o-cresol is chlorinated in this way there is chlorination in the nucleus with formation of 4-chloro-o-cresol as well as 6-chloro-o-cresol.
The subsequent reaction of the crude chlorinated material with o (-haloalkylcarboxylic acid therefore results in the formation of a single compound in the event that the starting material is p-cresol. react chlorinated p-cresol with monochloroacetic acid on
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obtains 4-methyl-2-chlorophenoxyacetic acid or a derivative of this compound.
If, on the other hand, the starting material is o-cresol, the subsequent reaction with Ó-haloalkylcarboxylic acid will result in a mixture of two
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isomeric methylchlorophenoxyalkylcarboxylic acids; thus, a reaction with monochloroacetic acid leads to obtaining 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid and 2-methyl-6-chlorophenoxyacetic acid, or their derivatives. In this case the acids or the compounds, mixed, can be recovered as a whole from the reaction mixture and can, if desired, be separated subsequently by any suitable means, for example by fractional crystallization.
The operation of reacting chlorinated cresol with
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o (-haloalkylcarboxylic acid, for example with monochloroacetic acid, is suitably carried out by mixing chlorocresol with an approximately equimolecular amount of monochloroacetic acid, calculated with respect to the amount of cresol initially employed, and then adding a caustic soda solution in an amount such that the reaction mixture is made alkaline. Then the whole is heated under reflux for several hours, for example for 4 to 6 hours, which results in the reaction of chlorocresol. With monochloroacetic acid At the end of the heating period, the reaction mixture can be allowed to cool and the methylchlorophenoxyacetic compound formed can be isolated.
On cooling the mixture gives up a deposit of solid material which consists essentially of the sodium salt of the acid and, if desired, the sodium salt can be obtained by isolating this solid from the cold reaction mixture. and drying it out. Or, the acid itself can be isolated by acidifying the hot reaction mixture with a mineral acid, for example with hydrochloric acid or with sulfuric acid and proceeding, after cooling, to isolation. of the acid which separates from the reaction mixture. The acid can be either isolated by decantation or filtration or extracted with a solvent such as ether. The resulting acid can be purified by recrystallization, or it can be converted into other compounds.
Thus, it can be converted into an alkyl ester by treatment with an aliphatic alcohol in the presence of sulfuric acid, or hydrochloric acid, concentrated. Typical esters which can be prepared in this manner include, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl and isobutyl esters. Salts of the acid can also be obtained by neutralization of the acid with a suitable base, or by a double decomposition reaction between a soluble salt of the acid and a soluble salt of the base. Thus, for example, the salts of the alkali metals or of the alkaline earth metals or the salts of zinc, mercury, ferric or lead can be prepared.
Instead of reacting chlorinated cresol with monochloroacetic acid, it can be reacted with other acids
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0 \ -haloalkylcarboxylics. Examples of such acids are: O (. -Chloropropionic acid, O <. -Bromobuty- ric acid, and cj-cmorocsobutyric acid. Likewise, instead of using caustic soda as a base by means of
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When the condensation is carried out, the hydroxides of other alkali metals and also the hydroxides of alkaline earth metals can be employed. It is also possible to carry out the condensation by means of carbonates of alkali metals and also by means of carbonates of alkaline earth metals. Basic compounds of other metals can also be used.
In the following examples, which serve to illustrate the invention in a non-limiting sense, all parts are parts by weight.
EXAMPLE 1.
Chlorine is introduced into 200 parts of p-cresol at the rate with which the chlorine is absorbed, until the increase in weight of the reaction mixture is 70 parts, which corresponds to the combination, with the cresol , 1.1 atoms of chlorine per molecule.
The temperature is allowed to rise to 100 ° C. The chlorinated material is then subjected to a treatment under reflux for 4 hours with 178 parts of monochloroacetic acid and with a solution of 170 parts of caustic soda in 540 parts of water. Then the reaction mixture is diluted with 540 parts of water and hydrochloric acid is added until the liquid is strongly acidic, which leads to the precipitation of 4-methyl-2-chlorophenoxyacetic acid. gross. The crude acid was dissolved in ether, the solution thus obtained was extracted with an aqueous solution of sodium bicarbonate, and the aqueous liquid was then acidified to precipitate the phenoxyacid.
By drying this precipitated acid at 80 C, 200 parts of anhydrous acid are obtained, with a melting point of between 126 C and 127 C.
After further crystallization from toluene the melting point rises to 137 C. The sample of acid prepared from 2-chloro-p-cresol has the same melting point, as does a mixture of this acid with l acid prepared as described above, which proved the identity of the latter.
20 parts of the acid crystallized from toluene are dissolved in 32 parts of methanol, and 14.8 parts of concentrated sulfuric acid are added thereto. An oily layer consisting of the methyl ester separates. After allowing the mixture to stand for a few hours, 200 parts of water are added and the oily layer is separated, dried and distilled at 3 mm pressure. In this way 17.5 parts of methyl 4-methyl-2-chlorophenoxyacetate are obtained, boiling from 133 C to 135 C / 3 mm.
EXAMPLE Chlorine is introduced into o-cresol at a temperature of 100 ° C. until 1 atom of chlorine per molecule has combined with the cresol. 200 parts of the crude chlorinated o-cresol are mixed with 132 parts of monochloroacetic acid and a solution of 123.5 parts of caustic soda in 495 parts of water. The mixture is heated at reflux for 3 hours. A sufficient amount of concentrated hydrochloric acid was then added to the hot reaction mixture to make it acidic to Congo red, the reaction mixture being stirred during the addition.
A liquid mixture of 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid and 2-methyl-6-chlorophenoxyacetic acid separates from the reaction mixture, forming a lower layer, the upper aqueous layer then being separated from, the first by settling. - tion, then let it cool. On cooling a further 27 parts of crude mixed acid crystallizes out from this separated aqueous layer. The whole quantity of crude acid is washed with 100 parts of water at 50 ° C., the washing liquor is separated by decantation and the acid is dried at 100 ° C. In this way 240 parts of dried crude acid are obtained.