DE2732604C3 - Verfahren zur Herstellung von Fluorbenzolen oder Fluorpyridinen - Google Patents

Description

aromatische Fluorid erhält Ferm und Vander Werf in »J. Am. Chem. Soc« Band 72, (1950) Seite 4809 erwei-

-(NH₂),, (I) terten dieses Verfahren auf andere Ausgangsverbindun

ίο Gemäß der US-PS 25 63 796 verwendet man gasförmiges Nitrosylchlorid anstelle von Natriumnitrit, -(N H₂), (Π) um höhere Zersetzungstemperaturen zu erreichen.

Obwohl diese Verfahren im Lauf der Jahre auf verschiedene aromatische und heterocyclische Amine

in denen R' ein Halogenatom 15 angewendet wurden und die Aufarbeitung der Produkte

verbessert wurde, um die Isolierung der Produkte zu

Ίί Hydroxygruppe ««J"?¹ T* ^ ^bumnJ^tiT^B^f ""ft ist ^{smd Λε} Ergebnisse immer noch nicht zufriedenstellend.

• ο- -·7»ΐ.ι ~nu;~*..~A Gemäß der am 6. August 1974 veröffentlichten

na eine ganze Zahl von 0 bis 3 und . . , _ , ., * ,,„„. .· . · .

, j₇ UJ . . 20 iaoanischen Patentschrift 81 330/74, die der japanischen

" ' °"^et ■^dDcucuiei' Patentanmeldung 1 26 570/72 vom 15. Dezember 1972

in Gegenwart von Fluorwasserstoff und entspricht, erhält man verbesserte Ausbeuten, wenn

b) Zersetzen des gebildeten Diazoniumfluorids, man die Diazotierung und Zersetzung in einer einzigen wobei man Diazotierung und Zersetzung entweder Stufe durchführt Dabei löst man ein Diazotierungsmitgetrennt oder in einer Stufe ausführt, dadurch 25 tel, wie Natriumnitrit, in überschüssigem Fluorwassergekennzeichnet, daß man Diazotierung und stoff (wobei man salpetrige Säure in dem Fluorwasser-Zersetzung in jeweils Ammoniumionen enthalten- stoff erhält), löst getrennt davon das diazotierbare Amin dem wasserfreiem Fluorwasserstoff oder bis zu in Fluorwasserstoff und versetzt es bei Temperaturen 70prozentigem, wäßrigen Fluorwasserstoff durch- von 30 bis 50°C mit der Natriumnitritlösung in dem führt 30 Fluorwasserstoff. Dabei bildet und zersetzt sich das

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Diazoniumfluorid gleichzeitig, man erhält das gezeichnet, daß man einen Fluorwasserstoff oder eine wünschte aromatische Fluorid.
Fluorwasserstofflösung verwendet denen wasser- Es wurde nun überraschenderweise festgestellt daß freies Ammoniak, wäßriges Ammoniak, Ammonium- man sowohl in dem herkömmlichen zweistufigen fluorid. Ammoniumbifluorid, ein Solvat aus Ammo- 35 Verfahren und dessen Modifikationen wie auch in dem niumfluorid und Fluorwasserstoff und/oder ein einstufigen Verfahren bei Verwendung von Ammonianderes lösliches Ammoniumsalz zugesetzt worden umionen in der Fluorwasserstofflösung bei der Diazosind. tierung viel bessere Ausbeuten erhält als mit Fluorwas-

3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch serstoff allein. Außerdem können hierbei Verbindungen gekennzeichnet daß man die Ammoniumionen in 40 diazotiert und fluoriert werden, die mit Fluorwasserstoff einer Konzentration von etwa 0,5 bis 35 Molprozent allein nur Teere geben.

bezogen auf Fluorwasserstoff, verwendet Gegenstand der Erfindung ist somit das in den

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch vorstehenden Patentansprüchen aufgezeigte Verfahren gekennzeichnet daß man den Fluorwasserstoff in zur Herstellung von Fluorbenzolen oder Fluorpyridieiner Menge von etwa 2 bis etwa 30 Mol HF, je Mol 45 nen.

Aminobenzol oder Aminopyridin, verwendet Außer der größeren Ausbeute an erwünschtem

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch Produkt hat das erfindungsgemäße Verfahren noch den gekennzeichnet daß man die Diazotierung und die Vorteil, daß man die Fluorwasserstofflösung gemäß der Zersetzung in Fluorwasserstoff, der etwa 23 bis 15 US-PS 29 39 766 wiedergewinnen kam* und sie nicht wie Molprozent Ammoniumionen enthält und in einer 50 bisher verwerfen muß. Außerdem wird die Aufarbeitung Menge von etwa 7JS bis etwa 25 Mol Fluorwasser- des Produkts durch die ausgezeichnete Trennung der stoff, je Mol Aminobenzol oder Aminopyridin, organischen und anorganischen Phasen erleichtert,
vorliegt, durchführt. Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fluorbenzole oder Fluorpyridine werden als

55 chemische Zwischenprodukte für verschiedene Zwecke

verwendet. So ist Fluorbenzol als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Tranquilizern wichtig, 2-Fluorpyri-

In der DE-PS 6 00 706 ist ein zweistufiges Verfahren din wird als Zwischenverbindung bei der Herstellung für die Diazotierung/Fluorierung von primären aroma· von Kontrazeptiva aber auch bei der Herstellung von tischen Aminen mit Natriumnitrit und wasserfreiem $o Insektiziden verwendet.

Fluorwasserstoff beschrieben. In diesem Verfahren wird Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl

das Amin in Fluorwasserstoff gelöst und mit Natriumni- einstufig als auch zweistufig durchgeführt werden und trit versetzt, wobei die Temperatur während der Zugabe läuft gemäß folgenden Formeln ab

R-NH₂ + HF + NaNO₂ R —N = N-F-^-> R —F
in denen R-NH? ein Aminobenzol oder Aminopyridin ist.

Als Ausgangsverbindungen für das erfindungsgemäße Verfahren sind primäre aromatische Amine der Formeln I oder II geeignet

(NH₂),

(NH₂).

(D

(TO

10

in denen R' ein Halogenatom, vorzugsweise ein Chlor-, Fluor- oder Bromatom, ein Alkyl- oder Alkoxyrest, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Nitro-, Carboxyl- oder Hydroxylgruppe ist und m eine ganze Zahl von 0 ku.3 und π 1 oder 2 bedeutet

Geeignete aromatische Verbindungen sind z. B. o-, m- oder p-ToIuidin. Anilin, o-, m- oder p-Halogenanilin, o-, m- oder p- Alkoxyanilin, o-, m- oder p- Aminophenole, o-, m- oder p-Nitroanilin und o-, m- oder p-Phenylendiamin. Entsprechend geeignete Pyridine sind 2-, 3- oder 4-Aminopyridin, Diaminopyridine, wie 2,6-Diaminopyridin, Halogenaminopyridine, wie 2-Amino-4, -5- oder -6-halogenpvridin und 3-Amino-S- oder -6-halogenpyridin, Nitroaminopyridine, wie 2-Ainino-5-nitropyrdin, und Alkylaminopyridine, wie 2-Amino-4,-5- oder -6-methylpyridin unrf 2 Amino-^ö-dimethylpyridin.

Als Diazotierungsmittel im erfindungsgemäßen Verfahren geeignet skid Natriufainitrit <Cah'umnitrit, Distickstofftrioxid, salpetrige Sänre, Nitrosylhalogenide oder Komplexe von Nitrosylhalogenidi.i mit Fluorwasserstoff. Salpetrige Säure kann in herkömmlicher Weise in situ hergestellt werden, z. B. durch Lösen eines Alkalimetallnitrits in überschüssigem Fluorwasserstoff. Soll nur eine einzelne Aminogruppe diazotiert und fluoriert werden, z. B. wenn η in Formeln I oder Il 1 bedeutet, so genügen etwa 1,0 bis UMoI Diazotierungsmittel, vorzugsweise etwa 1,0 bis 125 Mol, je Mol Substrat Sollen jedoch beide Aminogruppen eines Diamins diazotiert und fluoriert werden, z. B. wenn η in Formeln I oder Il 2 bedeutet, so muß die Menge an Diazotierungsmittel auf etwa 2,0 bis 3,0 Mol verdoppelt werden, vorzugsweise auf etwa 2,0 bis 2,5 Mol. je Mol Substrat

Der Fluorwasserstoff dient als Fluorquelle für die Reaktion und wird in einer Menge von etwa 2 Mol bis zu etwa 30 Mol, vorzugsweise etwa 7,5 Mol bis zu etwa 25 Mol, je Mol Substrat verwendet Wasserfreier Fluorwasserstoff ist bevorzugt man kann jedoch auch bis zu 70prozentigen wäßrigen Fluorwasserstoff verwenden. Der Fluorwasserstoff sollte in einem molaren Überschuß über die für die Diazotiemng notwendige « Menge vorliegen, da zu wenig Fluorwasserstoff eine nicht kontrollierbare Reaktion und somit eine Gefährdung der Anlage zur Folge haben kann. Andererseits beeinträchtigt eine /u große Menge an Fluorwasserstoff die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Wasserfreier w Fluorwasserstoff ist bevorzugt, da wäßriger Fluorwasserstoff bei nicht sorgfältiger Kontrolle die Ausrüstung korrodieren kann.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ammoniumionen enthaltende Fluorwasserstofflösung als Medium für beide Stufen verwendet. Die Ammoniumicnen können dem Fluorwasserstoff als solche zugesetzt oder in situ gebildet v/erden, z. B. durch Zugabe von wäßrigem oder wasserfreiem Ammoniak. Geeignete Ammoniumverbindungen sind Ammoniumfluoride und Ammonjumbifluoride, Ammoniurofluorid-solvate, wie Verbindungen der Formern

NH₄F · HF₁NH₄ · 3 HFund NH₄F · 5 HF.

und Gemische dieser Verbindungen. Auch andere lösliche Ammoniumsalze können verwendet werden; bevorzugt ist jedoch Ammoniumbifluorid, weil es relativ billig und leicht zu bandhaben ist

Bei der Zugabe von Ammoniumionen zu dem Fluorwasserstoffmedium bilden sich Verbindungen, deren Struktur nicht sicher bekannt ist Man vermutet, daß sich ein Ammonhimfluorid-FIuorwasserstoff-Komplex bildet, der zumindest teilweise aus einem oder mehreren der oben beschriebenen Ammonhimfluorid-Fluorwasserstoff-Solvate besteht Die allgemeine Formel dieser Solvate ist NH₄F · χ HF, in der χ etwa 1 bis 10 bedeutet Es ist z. B. bekannt, daß bei Zugabe von Ammonramflucrid ;eu Fluorwasserstoff ein oder mehrere stabile Solvate gebildet werden, nämlich NH₄F-3 HF mit einem Fp. von -23°C und/oder NH₄F-SHF mit einem Fp. von -8⁰C. Ebenso ist bekannt, daß bei Zugabe von wäßrigem oder wasserfreiem Ammoniak a\ Fluorwasserstoff eine sofortige Reaktion zu AmmoniuntfXiorid einsetzt Möglicherweise werden aber auch diese Solvate gebildet Auch bei Zugabe von Ammoniumsalzen, wie Ammoniumbifluorid, zu FluorwassiüTtoff ist es möglich, daß diese höheren Solvate gebildet werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden zweckmäßigerweise etwa 04' bis etwa 35 Molprozent Ammoniumionen, bezogen auf die Fhiorwasserstofflösung, vorzugsweise etwa 2J5 bis etwa 15 Molprozent zugesetzt Bei dies«»· Angabe werden nur die Mol an Ammoniumionen umd an Fluorwasserstoff berücksich tagt, Anionen von Ammoniumsalzen werden außer Acht gelassea Bei Verwendung von Amnv^iumbifluorid werden die Molproixmte so berechnet daß Ammoniumbifluorid 1 Mo! Fluorwasserstoff und 1 Mol Ammoniumion, je Mol Bifluorid, beiträgt

Wie oben beschrieben, kann man die Ammoniumionen auch in Form von anderen Ammoniumsalzen als Ammoniumfluoridein dem Fluorwasserstoffmedium zusetzen. Jedes lösliche Ammoniumsalz, dessen Ammoniumkation mit dem Fluorwasserstoff zu den oben beschriebenen Solvaten reagiert ist geeignet. Diese Salze sollten in dem Keaktionsmedium löslich sein, damit das Ammoniumkation in der Lösung bleibt Folgende im HandiH erhältliche Ammoniumsalze sind geeignet: das Acetai Bicarbonat, Biborat oder Pentaborat Bichromat, Bromid, Chlorid, Citrat. Fluoborat. Molybdat oder Dimolybdat, Glukonat. Laurylsulfat. Nitrat. Oxalat Persulfat Phosphat Silicofluoric). Sulfamat Sulfat Thiosulfat und Thiocyanat

Gemäß M. F. A. Dove und A. F. Clifford in »Inorganic Chemistry in Liquid HF«, Seite 156, Pergarnon Press. New York. 1971, werden die Halogenide von Alkalimetallen, Ammonium- und substituierten Ammoniumkationen sehr leicht zu Lösungen ihrer Fluoride solvolysiert. Diese Salze sollten jedoch weder die Diazotiemng noch die Zersetzung beieinträchtigen oder behindern und auch nicht selber einer Diazolierung unterliegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf zweierlei Weisen erfolgen, entweder in einer einzelnen Stufe oder in zwei Stufen, in denen die Diazotierung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird und das Reaktionsgemisch zur Zersetzung erhitzt wird.

In dem zweistufigen Verfahren wird die Diazotierung bei einer Temperatur von -20 bis etwa +10⁰C, vorzugsweise -10 bis etwa +10° C durchgeführt, wobei in herkömmlicher Weise das Diazotierungsmitte! langsam zu einem Gemisch des Substrats und des Ammoniumfluorids in Fluorwasserstoff zugegeben wird. Man kann aber auch die erste Stufe ohne Ammoniumionen beginnen und diese erst im Verlauf der Reaktion zum Reaktionsgemisch zusetzen. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf die Zersetzungstemperatur erhitzt, d. h. auf die Temperatur, bei der Stickstoff freigesetzt wird. Diese Temperatur hängt von dem gebildeten Diazoniumfluorid ab und liegt im allgemeinen bei der Rückflußtemperatur des Reaktionsgemisches, z. B. etwa 40 bis 50° C Gelegentlich sind auch höhere Temperaturen notwendig; diese werden dadurrh erreicht, daß man unter Druck erhitzt oder das Lösungsmittel abdampft, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist Unter »Zersetzung« wird hier die Freisetzung von Stickstoff aus dem Diazoniumfluorid verstanden, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur. Man kann aber auch andere Verfahren verwendea

Bei einigen Diazoniumfluoriden jedoch, z. B. bei einigen o-substituierten Diazoniumfluoriden, entsteht Teer bei Verwendung dieser Verfahren. Diese Verbindungen werden günstigerweise durch Kontaktieren des Reaktionsgemisches mit einem geeigneten Hitzeaustauschmedium bei einer Temperatur fiber der Destillationstemperatur des entstandenen Produkts zersetzt. Z. B. 100bis 350⁰C gemäß US-PS 39 50 444.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer einzigen Stufe durchgeführt so wird das Diazotierungstnittel in einem Teil des Fluorwasserstoffs gelöst, das Substrat in einem anderen Teil, wobei die Ammoniumionen einem oder beiden Teilen zugesetzt werden. Das in dem Fluorwasserstoff gelöste Diazotierungsmittel wird dann dem Substrat in Fluorwasserstoff langsam bei einer Temperatur über der Zersetzungstemperatur des Diazoniumfluorids zugegeben. Geeignete Temperaturen für diese einstufige Reaktion liegen bei etwa 15 bis etwa 50°C, d.h. bei einer Temperatur, bei der die Zersetzung beginnt, bis zur Rückflußlemperatur des Reaktionsgemisches. Ist diese Temperatur nicht hoch genug, so kann die Reaktion unter Druck durchgeführt werden.

Somit ist ersichtlich, daß die Diazotierungstemperatur in einem Bereich von - 20 bis etwa + 50⁰C und die Zersetzungstemperatur in einem Bereich vom etwa 15 bis etwa 350° C. vorzugsweise 15 bis etwa 100° C, liegt

Das erfindungsgentäße Verfahren wird vorzugsweise bei atmosphärischem Druck durchgeführt, obwohl niedrigere oder höhere Drücke verwendet werden können, z. B. 50 6623 bis 506 625 Pa, zweckmäßigerweite 81 060 bis etwa 151 987 Pa.

Im allgemeinen hängt die Zersetzungszeit von der Geschwindigkeit ab, mit der das Diazotierungsmittel Zugegeben wird, und/oder von der Temperatur. Wird ein Hitzeaustauschmedium verwendet, so erfolgt die Zersetzung augenblicklich. In dem zweistufigen Verfahren hängt die Zersetzung von der Geschwindigkeit ab, mit der die Temperatur erhöht wird, und im einstufigen Verfahren von der Geschwindigkeit, mit der das Diazotierungsmittel zu dem Substrat/Fluorwasserstoff-Gemisch zugegeben wird. Die Zersetzung dauert demgemäß etwa 0,5 Sekunden bis etwa 25 Stunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jedem herkömmlichen cto'Jiischen Reaktor, der für diesen Zweck geeignet ist, durchgeführt werden. Der Reaktor kann uus rostfreiem Stahl oder aus Kunststoff sein, z. B. aus Chlortrifluoräthylen- oder Tetrafluorlthylen-Polymerisaten. Bevorzugt ist ein herkömmlicher Reaktor aus rostfreiem Stahl, Typ 304.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Zweistufige Fluorbenzol-Synthese
in Fluorwasserstoff/AmmoniumbifluoriJ

Ein 1 Liter fassender Reaktor aus rostfreiem Stahl, Typ 304, wird bei -10° C nacheinander mit 280 g (14 Mol) wasserfreiem Fluorwasserstoff, 57,1 g (1,0 Mol) Ammoniumbifluorid und 93,1 g (1,0 Mol) Anilin versetzt.

Durch Zugabe von 70,2 g (1,02 Mol) Natriumnitrit bei 0⁰C ± 5° C erfolgt die Diazotierung.

Phenyldiazoniumfluorid wird bei 18 bis 44° C 6 Stunden zersetzt Nach beendeter Zersetzung (keine Gasfreisetzung) wird das Gemisch auf 0⁰C abgekühlt und in einen Scheidetrichter au* Polytetrafluorethylen übergeführt Die organische und die iväßrige Fluorwasserstoffphase (schwach grün) trennen sich sofort.

Die obere organische Phase (100 g) wird abgetrennt, mit etwa lOprozentiger Natronlauge neutralisiert und mit Dampf zu einer farblosen Flüssigkeit destilliert

Ausbeute: 76.5 g (793%), bestehend gemäß der Dampfphasenchromatographie aus 993% FluorbenzoL Nach der Neutralisation der Fluorwasserstoffphase

(367,2 g) mit 29prozentigem Ammoniumhydroxid und

jo anschließender Dampfdestillation erhält man kein weiteres organisches Produkt

Vergleichsbeispiel 1

Zweistufige Fluorbenzol-Synthese
in Fluorwasserstoff allein

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird wiederholt

jedoch ohne Ammoniumbifluorid. Es werdui 15MoI

Fluorwasserstoff, je Mol Anilin, verwendet Die

durchschnittliche Ausbeute an Fluorbenzol beträgt etwa

Beispiel 2

Einstufige Fluorbenzol-Synthese
in Fluorwasserstoff/Ammoniumbifluorid

In einen 1 Liter fassenden Reaktor aus rostfreiem Stahl werden bei -10⁰C 240 g (12MoI) wasserfreier Fluorwasserstoff, dann bei 0° C bis ± 5° C im Verlauf von

so 105 Minuten 75,9 g (1,1 Mol) Natriumnitrit eingefüllt. Diese Lösung wird vor der Zugabe zum Substrat bei 0°C stehengelassen.

In einen 2 Liter fasssenden, auf -10° C abgekühlten Reaktor aus rostfreiem Stahl werden 140 g (7MoI) wasserfreier Fluorwasserstoff, anschließend hintereinander 57,1 g (ISMoI) Ammoniumbifluorid und 93,} g (1,0MoI) Anilin eingefüllt Diese Anilin-hydrofluoridlösung wird auf 35° C erhitzt und unter der Oberfläche im Verlauf von 2 Stunden 30 Minuten mit der salpetrige Säure/Fluorwasserstofflösung versetzt Das Reaktionsgemisch wird 1 Stunde auf 38 bis 41 °C erhitzt.

Nach dem Abkühlen auf 0⁰C wird das Gemisch in einen Scheidetrichter aus Polytetrafluoräthylen übergeführt Man erhält eine organische Phase (1083 g) und eine untere Fluofwassemoffphase (444,2 g). Nach der Neutralisation der organischen Phase mit etwa lOprozentiger Natronlauge und Dampfdestillation erhält man 73,9 g eines organischen Produkts, das gemäß der

Dampfphasenchromatographie aus 99,8% Fluorbenzol (0,767 Mol) besteht. Ausbeute: 76,7%.

Die weitere Aufarbeitung der Fluorwasserstoffphase durch Zugabe von Ammoniumhydroxid und anschließender Dampfdestillation gibt kein weiteres Fluorbenzol mehr.

Vergleichsbeispiel 2

Einstufige Fluorbenzol-Synthese

in Fluorwasserstoff allein

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wird wiederholt, mit dem Unterschied, daß kein Ammoniumbifluorid verwendet wird. Die Ausbeute an Fluorbenzol beträgt 52%. Die organische und die anorganische Phase trennen sich nur sehr schlecht.

Beispiel 3

Zweistufige o-Fluortoluol-Synthese
in Fluorwasserstoff/Ammoniumfluorid

In einen 1 Liter fassenden, auf -10°C abgekühlten Reaktor aus rostfreiem Stahl werden nacheinander 400 g (20 Mol) wasserfreier Fluorwasserstoff. 27,8 g (0,75 Mol) Ammoniumfluorid und 107,2 g (1,0MoI) o-Toluidin eingefüllt. Die Dazotierung erfolgt durch Zugabe von 75,9 g (1,1 Mol) Natriumnitrit.

Das o-Tolyldiazoniumfluorid wird im Verlauf von 5 Stunden bei 133 bis 38⁰C zersetzt. Nach vollständiger Zersetzung (keine Gasfreisetzung) wird das Gemisch auf 0⁰C abgekühlt und in einen Scheidetrichter aus Polytetrafluoräthylen übergeführt.

Die obere organische Phase (119,5 g) wird abgetrennt, mit etwa lOprozentiger Natronlauge neutralisiert und mit Wasserdampf destilliert. Man erhält 87,0 g einer farblosen Flüssigkeit, die gemäß der Dampfphasenchromatographie aus 99,8% o-Fluortoluol (0.788 Mol) besteht Ausbeute. 78,8%.

Nach dem Neutralisieren der Fluorwasserstoffphase (472 g) mit 29prozentigem Ammoniumhydroxid und anschließender Dampfdestillation erhält man kein weiteres organisches Produkt.

Zweistufige o-Fluortoluol-Synthese
in Fluorwasserstoff allein

Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wird mit Fluorwasserstoff allein wiederholt, wobei die Phasen verschieden aufgearbeitet werden. Die Trennung der organischen und anorganischen Phase ist schlecht Es bilden sich beträchtliche Mengen an Teer und die Ausbeute ist wesentlich geringer als hei Verwendung von Ammoniumfluorid.

Versuch	Ausbeute	Aufarbeitung
1	64
2	64	Direkte Neutralisation der vereinigten Phasen.
3	65,5	Fluorierung unter Druck. Direkte Neutralisation beider Phasen.
4	68
5	64	Verdünnung mit Wasser,

Abtrennen der Phasen,
dann Aufarbeitung.

Beispiel 4

Zweistufige m-Difluorbenzol-Synthese
in Fluorwasserstoff/Ammoniumfluorid

Ein 1 Liter fassender, auf -10⁰C abgekühlter Reaktor aus rostfreiem Stahl wird nacheinander mit 370 g (18,5MoI) wasserfreiem Fluorwasserstoff, 56,3 g (1,52MoI) Ammoniumfluorid und 11,1g (1,0MoI) m-Fluoranilin versetzt. Die Diazotierung erfolgt bei 0°C± 5°C durch Zugabe von 84 g (1.22 Mol) Natriumnitrit.

Das m-Fluorphenyldiazoniumfluorid wird im Verlauf von 10 Stunden bei 28 bis 62°C zersetzt. Nach vollständiger Zersetzung (kein Freisetzen von Gas) wird das Gemisch auf 0°C abgekühlt und in einen Scheidetrichter übergeführt.

Die Fluorwasserstoffphase (394 g) wird abgetrennt, mit Ammoniumhydroxid neutralisiert und mit Dampf destilliert. Man erhält 2,7 g eines organischen Produkts, das gemäß der Dampfphasenchromatographie über lOprozentigem Polyäthylenglykol aus 52.9% m-Difluorbenzol (1,43 g; 0,013 Mol) besteht. Die obere organische Phase (179,0 g) wird durch Zugabe von 22prozentiger Natronlauge neutralisiert und mit Dampf destilliert. Man erhält 52,5 g einer farblosen Flüssigkeit, die gemäß der Dampfphasenchromatographie aus 97,6% m-Difluorbenzol ?51.2 g; 0,449 Mol)besteht. Die Gesamtausbeute aus beiden Phasen an m-Difluorbenzol beträgt somit 46.2%.

Vergleichsbeispiel 4

Zweistufige Difluorbenzol-Synthese
in Fluorwasserstoff allein

Ein 1 Liter fassender, auf -10°C abgekühlter Reaktor aus rostfreiem Stahl wird nacheinander mit 400 g (20MoI) wasserfreiem Fluorwasserstoff und 111,1 g (1,0MoI) m-Fluoranilin versetzt. Bei 0°C±5°C werden dann 84 g (1,22 Mol) Natriumnitrit zugegeben. jo Das m-Fluorphenyldiazoniumfluorid wird im Verlauf von 9 Stunden und 30 Minuten bei 38 bis 55° C zersetzt.

!faCli UCC11UCIC1 £jCI 3Cl£.Ullg ^tIIi 1 it.ijvit.vii ,vit ^uo/ wird das Reaktionsgemisch auf 0°C abgekühlt und durch Einbringen in ein Gefäß, das 29% Ammoniumhy-4-, droxid enthält, neutralisiert Nach der Destillation mit Dampf erhält man m-Difluorbenzol in nur 2,8prozentiger Ausbeute. Die Destillationsflüssigkeit enthält eine beträchtliche Menge an Teer (268,7 g).

Beispiel 5

Zweistufige m-FIuoranisol-Syn these
in Fluorwasserstoff/Ammoniumbifluorid

Ein 1 Liter fassender, auf -10⁰C abgekühlter Reaktor aus rostfreiem Stahl wird nacheinander mit 380 g (19MoI) wasserfreiem Fluorwasserstoff, 57,1g (1,0MoI) Ammoniumbifluorid und 123,2 g (1,0 Mol) m-Anisidin versetzt Durch Zugabe von 82,8 g (U Mol) Natriumnitrit bei 0 bis + 5" C erfolgt die Diazotierung.
Das m-Methoxyphenyldiazoniumfluorid wird dann während 7 Stunden bei 13 bis 56° C zersetzt Nach vollendeter Zersetzung (keine Gasfreisetzung) wird das Gemisch auf 0⁰C abgekühlt und durch Zugabe von 29prozentigem Ammoniumhydroxid auf pH 9 neutralisiert Nach der Destillation mit Dampf erhält man 44,0 g eines organischen Produkts, das gemäß der Dampfphasenchromatographie 983% Fhioranisol enthält Ausbeute: 343%.

Vergleichsbeispiel 5

Zweistu'igem-Fluoranisol-Synthese
in Fluorwasserstoff allein

Die Arbeitsweise von Beispiel 5 wird dreimal mit je 20 Mol Fluorwasserstoff wiederholt. In 2 Versuchen erhält man c.jr Teer. In einem dritten Versuch erhält man zusätzlich zu dem Teer m-Fluoranisol in liprozentiger Ausbeute.

Beispiel 6

Zweistufige 2- Fluorpyridin-Synthese
in Fluorwassersioff/Ammoniumfluorid

in einen 1 Liter fassenden, auf O⁰C abgekühlten Reaktor werden nacheinander 400 g (20 Mol) wasserfreier Fluorwasserstoff, 27,8 g (0,75 MoI) Ammonium-

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ίϋ!Π CiHgCiUUt

Durch Zugabe von 75,9 g (1,1 Mol) Natriumnitrit bei 0 bis +5° C erfolgt die Diazotierung.

Das Reaktionsgemisch wird bis zur vollständigen Zersetzung des Pyridyldiazoniumfluorids erhitzt. Nach beendeter Zersetzung (keine Gasfreisetzung) wird das

Gemisch in einen Scheidetrichter aus Polytetrafluoräthylen übergeführt.

Die obere organische Phase wird abgetrennt, mit Natronlauge neutralisiert und mit Dampf destilliert. Man erhält 2-Fluorpyridin.

Beispiel 7

Zweistufige 2,6-Difluorpyridin-Synthese
in Fluorwasserstoff/Ammoniumfluorid

Ein I Liter fassender, auf O⁰C abgekühlter Reaktor aus rostfreiem Stahl wird nacheinander mit 400 g (20 Mol) wasserfreiem Fluorwasserstoff, 56,3 g (1,52MoI) Ammoniumfluorid und 109,1g (1,0MoI) 2,6-Diaminopyridin versetzt. Die Diazotierung erfolgt bei 0 bis +5⁰C im Verlauf einer Stunde durch Zugabe von 155,6 g (2,4 Mol) Natriumnitrit.

DuS 2 5-P"rid*^/!"b!E-di£2cniu!Tif!uor!d wird durch Erhitzen auf 40 bis 7O⁰C während 14 Stunden zersetzt. Nach vollständiger Zersetzung (keine Gasfreisetzung) wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und mit Natronlauge neutralisiert. Durch Dampfdestillation erhält man 2,6-Difluorpyridin.

Claims (1)

! 2 Patentansnrüche· mXeTetwa l0°C Sen8'ten w'rd· bis di g nianspruun . vollständig ist Nach vollständiger Diazotierung wird

1. Verfahren zur Herstellung von Fluorbenzolen das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 30 bis oder Fluorpyridinen durch 40° C am Rückfluß erhitzt, um das Diazoniumfluorid zu

a) Diazotieren von Verbindungen der Formel s zersetzen, wobei man Stickstoff und das entsprechende