PROCESS FOR PREPARING SUBSTITUTED BENZALDEHYDES

Abstract: 1. Process for the preparation of substituted benzaldehydes of the formula I see diagramm : EP0024611,P6,F4 in which R**1 represents hydrogen or halogen and R**2 represents halogen or optionally halogen-substituted phenoxy, by reacting alpha-hydroxy-benzyl-phosphonic acid esters of the formula II see diagramm : EP0024611,P6,F6 in which R**1 and R**2 have the meanings indicated above and the two radicals R**3 individually represent alkyl or phenyl or together represent alkanediyl (alkylene), with alkali metal hydroxides or alkaline earth metal hydroxides in a two-phase system of water and a water-immiscible solvent at temperatures between 0 and 100 degrees C.

Description: Verfahren zur Herstellung von substituierten Benzaldehyden, neue Zwischenprodukte hierfür und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von substituierten Benzaldehyden, neue Q > -Hydroxy- benzyl-phosphonsäureester als Zwischenprodukte hierfür und ein Verfahren zu deren Herstellung. Es ist bekannt, dass man bestimmte substituierte Benzaldehyde, wie z.B. 4-Fluor-3-phenoxy-benzaldehyd, erhält, wenn man Benzylhalogenide, wie z.B. 4-Fluor3-phenoxy-benzylbromid, mit Hexamethylentetramin umsetzt und das Produkt dieser Umsetzung mit Säuren erhitzt (vergleiche DE-OS 2 709 264). Bei dieser Synthesemethode erhält man jedoch eine Reihe von substituierten Benzaldehyden nur in geringen Ausbeu ten; unbefriedigend sind die Ausbeuten auch bei der Synthese der als Ausgangsstoffe zu verwendenden Benzyl-halogenide, beispielsweise durch Umsetzung von Phenoxy-toluolen mit N-Brom-succinimid. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind 1) ein Verfahren zur Herstellung von substituierten Benzaldehyden der Formel EMI2.1 in welcher R1 für Wasserstof' oder Halogen steht und R2 ftir Halogen oder gegebenenfalls halogensubstituiertes Phenoxy steht, dadurch gekennzeichnet, dass man Q!-Hydroxy-benzyl- phosphonsäureester der Formel II EMI2.2 in welcher R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben und die beiden Reste R3 einzeln für Alkyl oder Phenyl oder zusammen für Alkandiyl (Alkylen) stehen, mit Alkali- oder Erdalkalihydroxiden in Gegenwart von Wasser und gegebenenfalls weiteren Verdünnungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 1000C umsetzt; 2) neue RS-Hydroxy-benzyl-phosphonsäureester der Formel EMI3.1 in welcher R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben; 3) ein Verfahren zur Herstellung von 4(-Hydroxy- benzyl-phosphonsäureestern der Formel II (oben), da durch gekennzeichnet, dass man Benzoylphosphon säureester der Formel III EMI3.2 in welcher R1, R2 und R3 die unter (1) angegebenen Bedeu tungen haben, mit Hydridkomplexen der Formel M(M'H4) (IV) in welcher M für Lithium, Natrium oder Kalium steht und M' für Bor oder Aluminium steht, gegebenenfalls in Gegenwart eines Puffermittels und gegebenenfalls unter Verwendung von Verdünnungsmitteln bei Temperaturen zwischen -20 und +50 C umsetzt. Überraschenderweise können nach dem erfindungsgemässen Verfahren 1), verbunden mit dem Verfahren 3) zur Herstellung der neuen Ausgangsverbindungen, die substituierten Benzaldehyde (I) wesentlich einfacher, kostengünstiger und in besseren Ausbeuten als nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Verwendet man als Ausgangsstoffe bei dem unter 3) dargelegten Verfahren ("Verfahren (3)") beispielsweise 3-?henoxy-benzoyl-pho sphonsäuredimethylester und Natriumtetrahydridoborat und bei der Umsetzung des hierbei gebildeten oC-Hydro > zy-3-phenoxybenzyl-phosphonsäure dimethylester nach dem unter 1) dargelegten Verfahren ("Verfahren 1)") Kaliumhydroxid als Reaktionskompo.nente, so kann der Reaktionsablauf durch folgendes Formelschema skizziert werden: EMI5.1 Verfahren 1) wird in Gegenwart von Wasser und gegebenenfalls weiteren Verdünnungsmitteln durchgeführt. Neben Wasser können Alkohole, wie z.B. Methanol oder Ethanol verwendet werden. Besonders bevorzugt werden Zweiphasensysteme aus Wasser und mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln, wie z.B. Hexan, Heptan, Cyclohexan, Methylenchlorid, Toluol oder Xylol. Alkali- bzw. Erdalkalihydroxide, welche bei Verfahren 1) eingesetzt werden können, sind z.B. Natrium-, Kalium-, Magnesiumund Calciumhydroxid. Vorzugsweise wird Natriumhydroxid verwendet. Die Temperatur wird bei Verfahren 1) zwischen 0 und loo0C, vorzugsweise zwischen lo und Do C gehalten. Das Verfahren wird im allgemeinen bei Normaldruck durchgeführt. Zur Durchführung von Verfahren 1) werden die Verbindungen der Formel (II) und die Alkali- bzw. Erdalkalihydroxide in etwa äquimolaren Mengen eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine wässrige Alkali- oder Erdalkalihydroxidlösung unter einer Inertgasatmosphäre, wie z.B. unter Stickstoff, vorgelegt, ein mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel und eine Verbindung der Formel (II) dazugegeben und das Gemisch mehrere Stunden gerührt. Zur Aufarbeitmg, welche nach üblichen Methoden durchgeführt werden kann, wird beispielsweise mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, wie z.B. Toluol, extrahiert; der Extrakt wird getrocknet, filtriert und eingeengt. Das zurückbleibende Rohprodukt kann durch akuumdestillation gereinigt werden. Die bei Verfahren 1) als Ausgangsverbindungen zu verwendenden neuen d-Hyd:roxy-benzyl-phosphonsäureester sind durch Formel (II) definiert. Vorzugsweise stehen darin R1 für Wasserstoff oder Fluor in p-Stellung und R2 für Brom oder gegebenenfalls fluor-substituiertes Phenoxy in m-Stellung und R3 einzeln für C1-C4-Alkyl oder Phenyl oder zusammen für 2,2-Dimethylpropan-1,3-diyl. Als Beispiele für die neuen Zwischenprodukte der Formel (III) seien genannt: of -Hydroxy-3-phenoxy-benzyl, &alpha; -Hydroxy-3-brom-4-fluorbenzyl, d -Hydroxy-4-fluor-3-phenoxy-benzyl-, &alpha;-Hydroxy-3-(4-fluor-phenoxy)-benzyl- und &alpha; -Hydroxy-4 fluor-3-(4-fluor-phenoxy)-benzyl- -phosphonsäuredimethylester und -diethylester sowie 2-Oxo-2-( &alpha;-hydroxy-3-phenoxy-benzyl)-, 2-Oxo-2-( &alpha;-hydroxy-4-fluor-3-phenoxy-benzyl)-, 2-Oxo-2- ( &alpha; -hydroxy-3-(4-fluor-phenoxy)-benzyl)- und 2-Oxo-2- ( &alpha;-hydroxy-4-fluor-3-(4-fluor-phenoxy)-benzyl- -5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan. Verfahren 3) zur Herstellung der neuen Verbindungen der Formel (II) wird vorzugsweise unter Verwendung von Verdünnungsmitteln durchgeführt. Als solche kommen beispielsweise Wasser und/oder Alkohole, wie z.B. Methanol oder Ethanol in Frage. Besonders bevorzugt werden Zweiphasensysteme aus Wasser und mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln, wie z.B. Hexan, Heptan, Cyclohexan, Methylenchlorid, Chloroform, Ethylenchlorid, Diethylether, Toluol oder Xylol verwendet. Puffermittel, welche beim erfindungsgemässen Verfahren 3) zum Halten des pH-Wertes bei ca. 6-7 verwendet werden können, sind z.B. Natriumdihydrogenphosphat und Kaliumdihydrogenphosphat. Als Beispiele für die Hydridkomplexe der Formel (IV), welche bei Verfahren 3) als Reduktionsmittel zu verwenden sind, seien Lithiumtetrahydridoaluminat (Lithiumalanat), sowie Natriumtetrahydridoborat (Natriumboranat) genannt. Letzteres wird vorzugsweise verwendet. Die Reaktionstemperatur wird bei Verfahren 3) zwischen -20 und +5o0C, vorzugsweise zwischen -lo und +3o0C gehalten. Das Verfahren wird im allgemeinen bei Normaldruck durchgeführt. Zur Durchführung von Verfahren 3) werden auf 1 Mol Benzoyl-phosphonsäureester der Formel (III) zwischen o,2 und 0,5 Mol, vorzugsweise zwischen 0,25 und o,4 Mol Hydridkomplex der Formel (II) eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform von Verfahren 3) wird der Hydridkomplex der Formel (IV), vorzugsweise Natriumtetrahydridoborat, in einem Zweiphasengemisch aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel vorgelegt und der Benzoyl-phosphonsAure- ester, gegebenenfalls in einem mit Wasser nicht misch baren Lösungsmittel gelöst, eindosiert. Das Reaktionsgemisch wird bis zum Reaktionsende gerührt, die organische Phase anschliessend abgetrennt, getrocknet, durch Vakuumdestillation vom Lösungsmittel befreit und t'an- destilliert", d.h. einige Zeit bei geringfügig erhöhter Temperatur evakuiert. Die.Produkte der Formel (II) werden so in öliger Form relativ rein erhalten. Die bei Verfahren 3) als Ausgangsverbindungen zu verwendenden Benzoyl-phosphonsSureester sind durch Formel (III) definiert. Vorzugsweise stehen darin R1 2 R2 R3 und n für die bei den Verbindungen der Formel II als bevorzugt genannten Reste. Als Beispiele für die Zwischenprodukte der Formel (III) seien genannt: 3-Brom-4-fluor-benzoyl 3- Phenoxy-benz oyl-, 4-Fluor-3-phenoxy-benzoyl-, 3-(4-Fluorphenoxy)-benzoyl- und 4-Fluor-3-(4-fluor-phenoxy)-benzo- yl-phosphonsäure-dimethylester und -diethylester sowie 2-Oxo-2- ( 3-phenoxy-benzoyl )-, 2-Oxo-2- ( 4-fluor-3-phenoxy- benzoyl)-, 2-Oxo-2-(3-(4-fluor-phenoxy)-benzoyl)- und 2-Oxo-2-(4-fluor-3-(4-fluor-phenoxy)-benzoyl)- -5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan. Benzoylphosphonsäureester sind zum Teil Gegenstand einer nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (vergl. P 2 916 224 / Le A 19 599). Man erhält sie durch Umsetzung von Phosphorigsäureester der Formel V (R30)2P-0R4 (V) in welcher R3 die oben angegebene Bedeutung hat und R4 für Methyl oder Ethyl steht, mit Benzoesäurehalogeniden der Formel VI EMI9.1 in welcher R1 und R2 die oben angegebene Bedeutungen haben und Hal für Fluor, Chlor oder Brom, vorzugsweise für Chlor steht, bei Temperaturen zwischen 0 und 1500C, vorzugsweise zwischen 20 und 1000C. In den Formeln (V) und (VI) haben R1, R2 und R3 die gleichen bevorzugten Bedeutungen wie in Formel (II). Als Beispiele für die Phosphorigsäureester der Formel (V) seien Trimethylphosphit, Triethylphosphit und 2-Ethoxy-5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan genannt. Als Beispiele für die Benzoesäurehalogenide der Formel (IV) seien genannt: 3-Brom-4-fluor-benzoylchlorid, 3-Phenoxy-benzoylchlorid, 4-Fluor-3-phenoxy-benzoylchlorid, 3-(4-Fluor-phenoxy)-benzoylchlorid und 4-Fluor-3- (4-fluor-phenoxy) -benzoylchlorid. Diese Verbindungen sind zum Teil bekannt oder lassen sich analog zu bekannten Verfahren herstellen. So ist 3-Phenoxybenzoylchlorid bekannt aus GB-PS 1 052 390. Die noch nicht in der Literatur beschriebenen fluorsubstituierten Fhenoxybenzoesäurehalogenide erhält man, wenn man gemäss nachstehendem Reaktionsschema entsprechend substituierte Brombenzoesäuren (bzw. deren Alkalisalze) mit Alkaliphenolaten in Gegenwart eines Katalysators, wie z.B. Kupferoxid, und unter Verwendung von Phenol als Verdünnungsmittel bei Temperaturen zwischen loo und 25o0C, vorzugsweise zwischen 150 und 200C umsetzt (vergleiche die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung P 2 915 738/Le A 19 590) und die hierbei gebildeten Phenoxybenzoesäuren mit einem Halogenierungsmittel, wie z.B. Thionylchlorid, bei Temperaturen zwischen 20 und looOC umsetzt: EMI10.1 Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren herzustellenden Benzaldehyde können als Zwischenprodukte zur Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet werden (Vgl. DE-OS 2 621 433). Beispiel 1: EMI12.1 98 g (o,3 Mol) & -Hydroxy-4-fluor-3-phenoxy-benzyl- phosphonsäure-dimethylester und 200 ml Toluol werden zu einer unter einer Stickstoffatomosphäre befindlichen Lösung von 12 g (o,3 Mol) Natriumhydroxid in 200 ml Wasser gegeben. Das Reaktionsgemisch wird etwa 3 Stunden gerührt, wobei der pH-E'ert auf etwa 9 zurückgeht. Die Toluolphase wird abgetrennt, getrocknet, filtriert und eingeengt. Das zurückbleibende Produkt wird durch Vakuumdestillation gereinigt. Man erhält 48 g (74% der Theorie) 4-Fluor-3-phenoxy-benzaldehyd vom Siedepunkt 860C/o,ol mbar. Elementaranalyse: ber.: C 72,2% H 4,2% gef.: C 71,3% H 4,2% Beispiel 2: EMI12.2 Eine Lösung von 130 g (o,4 Mol) 4-Fluor-3-phenoxy-benzoylphosphonsäure-dimethylester in 200 ml Methylenchlorid wird zu einer auf Oo C abgekühlten, intensiv geruhrten Mischung aus 4,8 g (o,12 Mol) Natriumtetrahydridoborat, 200 ml Methylenchlorid und 4co ml Wasser tropfenweise gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 9o Minuten bei 0 0C gerührt, dann trennt man die organische Phase ab und extrahiert die wässrige Phase mit 200 ml Methylenchlorid. Die vereinigten Methylenchlorid-Phasen werden getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wird sorgfältig abdestilliert. Man erhält 120 g (92% der Theorie) d-Hydroxy-4- fluor-3-phenoxy-benzyl-phosphonsäure-dimethylester als zähflUssiges 1. Elementaranalyse: ber.: C 55,2% H 4r9% P 9,5 gef.: C 55,o% H 4,9 P 9,4% Beispiel 3: EMI13.1 62 g Trimethylphosphit werden bei einer Innentemperatur von 6o bis 650C zu 126 g (o,5 Mol) 4-Fluor-3-phenoxybenzoylchlorid tropfenweise gegeben. Das Reaktionsgemisch wird eine Stunde bei 8o0C gerührt und evakuiert. Man erhält 158 g (97% der Theorie) 4-Fluor-3-phenoxybenzoyl-phosphonsäure-dimethylester als zähflüssiges Öl. Elementaranalyse: ber.: C 55,6% H 4,3% P 9,6% gef.: C 55,o% H 4,3% P 9,7% Beispiel 4: EMI14.1 Ein Gemisch aus 31 g (o,l Mol) i-Hydroxy-3-brom-4- fluor-benzyl-phosphonsäure-dimethylester, 4 g (o,l Mol) Natriumhydroxid, 80 ml Wasser und 80 ml Ligroin wird zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird die organische Phase abgetrennt, getrocknet und filtriert. Vom Filtrat wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck sorgfältig abdestilliert, woraufhin das Produkt allmählich kristallisiert. Men erhält 18 g (89% der Theorie) 3-Brom-4-fluor-benzaldehyd vom Schmelzpunkt 32-330C. Beispiel 5: EMI14.2 Eine Lösung von 94 g (o,3 Mol) 3-Brom-4-fluor-benzoylphosphonsäure-dimethylester in loo ml Methylenchlorid wird zu einer auf 0 C gekühlten, intensiv geruhrten Mischung aus 5 g Natriumtetrahydridoborat, 150 ml Methylenchlorid und 300 ml Wasser tropfenweise gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 9o Minuten bei OOC gerührt, dann trennt man die organische Phase ab und extrahiert die wässrige Phase mit 200 ml Methylenchlorid. Die ver einigten Methylenchlorid-Phasen werden getrocknet und filtriert. Vom Filtrat wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck sorgfältig abdestilliert. Nach Anreiben mit Ligroin kristallisiert das Produkt. Man erhält 75 g (80 der Theorie) C-Hydroxy-3-brom-4- fluor-benzyl-phosphonsäure-dimethylester vom Schmelzpunkt 91-930C. Beispiel 6: EMI15.1 38 g Trimethylphosphit werden bei einer Innentemperatur zwischen 35 und 40 C zu einer Lösung von 72 g (o,3 Mol) 3-Brom-4-fluor-benzoylchlorid in loo ml Methylenchlorid gegeben und das Reaktionsgemisch wird drei Stunden gerührt. Dann wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck sorgfältig abdestilliert. Man erhält 92 g (98% der Theorie) 3-Brom-4-fluor-benzoyl-phosphonsäure-dimethylester vom Siedepunkt 1220C/o,ol mBar.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von substituierten Ben zaldehyden der Formel I EMI16.1 in welcher R1 für Wasserstoff oder Halogen steht und R2 für Halogen, oder gegebenenfalls halogen substituiertes Phenoxy steht, dadurch gekennzeichnet, dass man a(-Hydroxy-benzyl- phosphonsäureester der Formel II EMI16.2 in welcher R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben und die beiden Reste R3 einzeln für Alkyl oder Phenyl oder zu sammen für Alkandiyl (Alkylen) stehen, mit Alkali- oder Erdalkalihydroxiden in Gegen wart von Wasser und gegebenenfalls weiteren Verdünnungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 1000C umsetzt. 2. 4 -Hydroxy-benzyl-phosphonsäureester der Formel II EMI17.1 in welcher R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben. 3. Verfahren zur Herstellung von i -Hydroxy-benzyl- phosphonsäureestern der Formel II (oben), dadurch gekennzeichnet, dass man Benzoyl-phosphon säureester der Formel III EMI17.2 in welcher R1, R2 und R3 die unter (1) angegebenen Bedeutungen haben, mit Hydridkomplexen der Formel IV M(M'H4) (IV) in welcher M für Lithium, Natrium oder Kalium steht und M' für Bor oder Aluminium steht, gegebenenfalls in Gegenwart eines Puffermittels und gegebenenfalls unter Verwendung von Verdünnungsmitteln bei Temperaturen zwischen -20 und +500C umsetzt.

Inventors: HOFFMANN, HELLMUT, PROF. DR.
Applicants: BAYER AG
Application year: 1980
Main classification: C07C45
IPC codes: C07C47, C07C45, C07F9, C07C67