PROCESS FOR PREPARING 3-BROMOPHTHALIDE

Abstract: 1. Process for the preparation of 3-bromophthalide by transhalogenation of 3-chlorophthalide, characterised in that 3-chlorophthalide is reacted with at least the stoichiometric amount of phosphorus tribromide.

Description: Verfahren zur Herstellung von 3-Bromphthalid 3-Bromphthalid lässt sich nach mehreren in der Literatur beschriebenen Verfahren herstellen. Man kann einmal von Phthalid ausgehen, das in der Schmelze mit Brom umgesetzt wird (Organle Syntheses Vol. 23 (1943) ) und 3-Brom- phthalid in 83 %iger Ausbeute liefert. Bei dem zweiten Ver fahren wird Phthalid mit N-Bromsuccinimid umgesetzt (Organic Syntheses Zoll. Vol. V 145-147 (1973) ) und ergibt 3-Bromphbhalid in 75-81 %iger Ausbeute. Ausserdem ist es möglich, o-Toluylsoure mit Brom umzusetzen und in 87 obiger Ausbeute 3-Bromphthalid zu erhalten (DE-OS 27 21 142). Eine weitere Synthese für 3-Bromphthalid besteht in der Umhalogenierung von 3-Chlorphthalid mittels gasförmigem Broirwasserstoff (DE-PS 26 52 299). Man erreicht bei dieser Synthese eine Ausbeute von über 9G Vo. Die beiden ersten Verfahren haben den nachteil, dass vom eingesetzten Brom nur die Hälfte ausgenutzt werden kann, da die andere Halfte zu HBr bzw. Bromid ( bei der Herstellung des N-Bromsuccinimid) reagiert. Bei der Bro- mierung von p-Toluylsäure gehen von 4 eingesetzten Bromatomen sogar 3 in Form von HBr verloren. Die Umhalogenierung mit Bromwasserstoff vermeidet diese Nachteile, hat jedoch den Nachteil, dass wasserfreier HBr nicht so leicht zugänglich ist wie elementares Brom. Ausserdem benötigt man besonders konstruierte Reaktoren, damit das HBr-Gas in der Schmelze des 3-Chlorphthalids dispergiert und eine hohe Umsatzgeschwindigkeit und HBr-Ausbeute erreicht wird. Es wurde nun gefunden, dass mit Phosphortribromid eine vor- teilhafte Umhalogenierung von 3-Chlorphthalid möglich ist. EMI2.1 Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von 3-Bromphthalid durcn Umhalogenierung von 3-Chlorphthalid, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man 3-Chlorphthalid mit mindestens der stöchiometrischen Menge Pnosphortribromid umsetzt. Es handelt sich um eine Gleichgewichtereaktion. Durch Abdestillieren des niedrig siedenden Phosphortrichlorids (Kp.: 75 C) wird das GleichgewIcht in Richtung des Zielprodukt es verschoben. Obwohl 1 Mol Phosphortribromid 3 Mol 3-Chlorphthalid um haloFsenieren können, kommt man mit diesem Verhältnis oft nicht zu einem quantitativen Umsatz, da der Halogenaustausch stufenweise vor sich gellt und folgende Gleichge wichte vorliegen: EMI3.1 Beim Abdestillieren von POl3 gehen daher auch bromhaltige Phosphorchloride z.B. PBrC12 leicht mit über, so dass im Ansatz ein Bromdefizit entstehen kanl und ein quantitati- ver Umsatz des 3-Chlorphthalids nicht mehr möglich is-t. Die zu verwendende enge PBr3 beträgt daher im allgemeinen das einfache bis sechsfache der stöchiometrischen Menge, bevorzugt die dreifache bis sechsfache enge, bezogen af 3-Chlorphthalid. Die zunächst grosserscheinende Menge des PBr3 behindert jedoch die Reaktion keineswegs, stellt aber die Vollständigkeit der Reaktion sicher und vermeidet Rest von 3-Ohlorphthalid, die nur schwer entfernbar sind. Zudem kann PBr3 nach der Abdestillation des PC13 ohne Miihe durch Destillation entfernt und von dem anschliessend destillierten Produkt getrennt werden. Das abdestillierte PBr3 kann für weitere¯Umsetzungen ein gesetzt werden. Kleine Mengen von chlorhaltigen Phosphorbromiden stören die Umsetzung nicht. Die bei der Reaktion verbrauchte Menge PBr3 überschreitet daher die stöchio 3 metrische Menge nicht oder nicht wesentlich. Allgemein kann die Reaktion bei Temperaturen von etwa 500C bis 170 C ausgeführt werden. Die Drucke liegen allgemein im Bereich von 2 mbar bis etwa 5 bar. Entschieden bevorzugt ist die Reaktion bei Normaldruck und die Vervoll ständigung der Reaktion bei Unterdruck. Die Reaktion wird sehr bevorzugt ohne Anwesenheit von Lösungsmitteln oberhalb des Schmelzpunktes (65 bis 700C) des Chlorphthalids ausgeführt. Gegebenenfalls möglich, aber unzwec'çmässig, sind Lösungsmittel, die sich bei der Reaktion inert verhalten und Ohlorphthalid und Bromphthalid we nigstens teilweise lösen, beispielsweise aliphatische Eoh- lenwasserstoffe wie Petroläther, halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff. Soweit Lösungsmittel anwesend sind, kann die niedrigste Re±.cctionstemperatur bei etwa 50 C liegen. Es ist bevorzugt, die Reaktion bei Normaldruck zu beginnen und soweit zu vervollständigen 1 wie dieses bei Anwesenheit von PC15 möglich ist. Die Temperaturen liegen dann unterhalb der Siedetemperatur von PBr3 Möglich aber un zweckmässig ist geringer Überdruck bis etwa 5 bar und ent sprechend höhere Reakionstemperaturen. Anschliessend wird der Druck gesenkt und die Temperatur erhöht, um zunächst PCLf abzudestillieren und die Reaktion zu vervollständigen und anschliessend durch verstärktes Vakuum und im allgemeinen einer weiteren Erhöhung der Temperatur das getrennt aufzufangende PBr3 und gegebenenfalls PBrOl2 und PBr2Cl abzudestillieren. Im allgemeinen ist diese Entfernung der Phosphorhalogenide bei etwa 40 bis 20 mbar und 120 bis 15500 beendet. Die nachfolgende Vakuumdestillation des Produkts kann beispielsweise bei 20 bis 2 mbar und 120 bis 16000 erfolgen und liefert ein Produkt gatter Reinheit. Das für die Reaktion benötigte Phosphortribromid braucht nicht als solches zugesetzt werden, sondern kann im Reak tionsgemisch aus rotem Phosphor und Brom erzeugt werden. Dadurch vereinfacht sich die Durchführung der USlaloge- nierung ganz erheblich. Elementares Brom ist zudem leichter zugänglich als Bromverbindungen. Phosphor und Brom ist etwa in dem durch PBr3 gegebenen stöchiometrischen Verhältnis oder einem Überschuss des Phosphors bis etwa 2 % zu verwenden, braucht jedoch vollständig erst am Ende der Reaktion vorzuliegen, so dass beispielsweise der Phosphor am Beginn oder ggf. in Portionen im Laufe der Reaktion zugegeben werden kann und Brom beispielsweise im Masse des Reaktionsfortschritts zugefügt wird. Mit besonderem Vorteil kann also so vorgegangen werden, dass man zu einer Suspension von 3-Chlorphthalid und rotem Phosphor bei einer Temperatur, die oberhalb des Schmelzpunktes von 3-Chlorphthalid liegt, also oberhalb 650C, bis 700C, die entsprechende Menge Brom zutropft. Brom setzt sich mit dem Phosphor in exothermer Reaktion zu Phosphor tribromid um, so, dass ein Heizen des Reaktionsgemisches nicht mehr erforderlich ist. Sobald das Brom zugegeben ist werden die Phosphorhalogenide im Vakuum abdestilliert. Zum Schluss destilliert reines 3-Bromphthalid. Die Aufarbeitung erfolgt vorzugsweise durch Destillation. Es ist jedoch auch möglich, das 3-Bromphthalid nach beendeter Umsetzung durch Kristallisation (z.B. aus Petrol äther oder Tetrachlorkohlenstoff) zu reinigen. 5-Bromphthalid wird beispielsweise als Reagenz zur Einführung des Phthalidylrestes in organische Verbindungen, z.B. Antibiotika (DE-OS 22 28 255) verwendet. Beispiel 1 In einem Kolben werden 84,3 g 3-Chlorphthalid und 270,7 g Phosphortribromid gegeben und 4 Stunden auf 700C erhitzt. Dann wird das Gemisch im Vakuum destilliert, bis bei einem Druck von 20 mbar und einer Sumpftemperatur von 1500C nicht mehr ilbergeht. Darauf wird bei 3 mbar destilliert. Bei 150 bis 15500 erhält man 96,9 g Destillat entsprechend 91 % der theoretischen Menge. Der Schmelzpunkt des Destillats beträgt 66 - 80 C, Nach der Umkristallisation erhält man 90,2 g (84,7 g der Theorie) reines 3-Bromphthalid vom Schmelzpunkt 8485o0. Beispiel 2 Zu einer Mischung von 84,3 g 3-Chlorphthalid und 31,3 g rotem Phosphor wird bei 70 C 239,7 g Brom zugetropft. Danach halt man noch 4 Stunden bei 70 C, Nach der Aufarbeitung durch Vakuumdestillation erhält man 93,4 g 3-Bromphthalid (87,7 % der Theorie) mit der durch Gaschromatographie bestimmten Reinheit von 97,7 %. Beispiel 3 Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch wiid die Menge des roten Phosphors auf 20,9 g, die Menge des zugetropften Broms auf 159,8 g gesenkt. Durch Destillation werden 90,5 g Produkt mit einer Reinheit von 95,9 % erhalten.

Claims: Patent ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von 5-Bromphthalid durch Umhalogenierung von 3-Chlorphthalid, dadurch gekena- zeichnet, dass man 3-Chlorphthalid mit mindestens der stöchiometrischen Menge Phosphortribromid umsetzt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Phosphortribromide das einfache bis sechsfache der stöchiometrischen Menge beträgt. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man lhosphortribromid im Reaktions gemisch aus Brom und rotem Phosphor herstellt. 4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion durch db- destillieren des gebildeten Phosphortribromids ver vollständigt wird.

Inventors: ENGLAENDER, FRITZ, DR.
Applicants: DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: C07D307
IPC codes: C07D209, C07D307