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Verfahren zur Herstellung von neuen Amiden ungesättigter Carbonsäuren
Es wurde gefunden, dass Amide a, ss-un- gesättigter Carbonsäuren, welche der allgemeinen Formel
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entsprechen, wertvolle fungizide Mittel und Insektenabwehrmittel darstellen.
In obiger Formel bedeuten : Ri und Ru Wasserstoff oder Methyl, R3 Alkyl, R Wasserstoff oder wie R5 Halogen, die Methyl-oder die Methoxygruppe. Amide dieser Art sind bisher nicht bekannt geworden.
Die diesen Säureamiden zugrundeliegenden Säuren sind bekannt. Es sind dies : Crotonsäure, ss, ss-Dimethyl-acrylsäure, α,ss,ss-Trimethyl-acryl- säure und (x-Äthyliden-propionsäure.
Als Aminkomponente kommen beispielsweise folgende N-Alkyl-arylamine in Frage : N-Methyl-
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dichloranilin und analoge Bromverbindungen ; N-Methyl-p-toluidin, N-Äthyl-p-toluidin, NIsobutyl-p-toluidin, N-Äthyl-o-toluidin, NPropyl-o-toluidin, N-Isopropyl-o-toluidin, N- Allyl-o-toluidin, N-Amyl-o-toluidin, N-Methylm-toluidin, N-Äthyl-m-toluidin, N-Propyl-mtoluidin, N-Isobutyl-m-toluidin, sowie N-Alkylderivate der verschiedenen Xylidine und N-
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4-methoxy-3-chloranilin u. dgl.
Zur Herstellung der definierten Amide kommen verschiedene, an sich bekannte Verfahren in Betracht.
Beispielsweise kann man a, ss-ungesätdgte Carbonsäuren der Formel I
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bzw. ihre reaktionsfähigen funktionellen Derivate wie Halogenide, Anhydride, Ester, Amide oder Salze mit N-Alkyl-arylaminen der Formel II
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bzw. ihren Salzen, Metallverbindungen oder reaktionsfähigen Derivaten umsetzen. Diese Umsetzung verläuft im Prinzip nach folgendem Reaktionsschema
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In obigen Formeln haben Ri, R Rg, R und Rg die oben definierte Bedeutung, während X und Y bei der Reaktion sich abspaltende Reste bedeuten.
Im einfachsten Fall wird die freie Säure mit dem Amin erhitzt, wobei sich Wasser abspaltet
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auch beispielsweise ein Alkalisalz der Säure mit einem Salz des Amins durch Erhitzen umsetzen (z. B. X = ONa, Y = Hd. H ; XY = ==Nad+HO). Säurehalogenide oder Anhydride können mit dem Amin, gegebenenfalls in Anwesenheit von säurebindenden Mitteln, wozu auch das Amin selbst benützt werden kann, umgesetzt werden (z. B. X = Cl, Y = H ; XY = Ha). Ferner können Säurehalogenide oder Anhydride auch mit Metallverbindungen der Amine (z. B. X = Cl, Y = Na ; XY = Nad) oder im speziellen Falle Säurehalogenide mit Halogenhydraten der Amine umgesetzt werden (z. B. X = Cl, Y = HC1. H ; XY = 2 HCI).
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Ester reagieren mit den Aminen unter Abspaltung von Alkoholen (z. B.
X = OCH3, Y = H ; XY = HOCH3) und schliesslich reagieren Amide ebenfalls mit den N-Alkyl-arylaminen bzw. deren Salzen unter Austritt von Ammoniak oder
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XY = NH3).
Die Kondensationsverfahren, welche unter Abspaltung von Halogenwasserstoff vor sich gehen, wie z. B. die Umsetzung von Säurehalogeniden mit sekundären Aminen, führen meist zu halogenhaltigen Endprodukten, die erst durch weitere Reinigung halogenfrei zu machen sind.
Eine bevorzugte Variante, die ebenfalls nach dem obigen Reaktionsschema verläuft und welche in besonders guter Ausbeute zu halogenfreien Endprodukten führt, ist die Umsetzung von Salzen der Säuren mit reaktionsfähigen Carbaminsäurederivaten, die sich von den oben definierten Aminen ableiten. Beispielsweise lassen sich Carbaminsäurehalogenide, die auch als Chlorameisensäurederivate der N-Alkyl-arylamine aufgefasst werden können, mit Alkalisalzen der o-ungesättigten Säuren durch Erhitzen unter Abspaltung von Kohlendioxyd und Alkalihalogenid zu den gewünschten Amiden umsetzen (z. B. X = ONa, Y = Cl-CO- ; XY = NaCl+CO).
Das Aufzählen dieser Varianten erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Die Umsetzungen können im übrigen nach den in der Literatur beschriebenen Methoden erfolgen. Vgl. z. B.
Weygand : Organisch-chemische Experimentierkunst, Seite 381.
Statt von α,ss-ungesättigten Carbonsäuren der Formel
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auszugehen, kann man beispielsweise auch von entsprechenden geeignet substituierten, gesättigten Säuren ausgehen, die für die Herstellung der a. -ungesätdgten Säuren verwendbar sind, diese z. B. analog der erläuterten Weise in die Säureamide überführen und hernach die Doppelbindung nach den für die Herstellung von a, 3-ungesättigten Säuren gebräuchlichen Methoden ausbilden (vergl. Weygand, Seite 416).
Dieses Verfahren lässt sich im Prinzip durch folgendes Reaktionsschema veranschaulichen
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In diesem Reaktionsschema haben Ri, R R3, R4 und R5 die eingangs definierte Bedeutung, während X und Y bei der Reaktion sich gemeinsam als XY abspaltende Reste bedeuten.
Dieses Verfahren sei beispielsweise durch die folgenden Möglichkeiten erläutert : a) Wasserabspaltung aus entsprechenden'. 1. -
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Y = OH, im zweiten X = OH und Y = H bedeuten. Die Wasserabspaltung kann durch Erhitzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren wie Jod oder von wasserentziehenden Mitteln wie Schwefelsäure, Na-bisulfat, Oxalsäure, Phosphorhalogeniden, Zinkchlorid usw. erfolgen. Besonders geeignet sind hiezu die leicht zugänglichen ss-Oxysäurederivate. Man kann z. B. ss-Oxy-iso-valeriansäure-N-methyl-ochloranilid durch Erhitzen mit wasserabspaltenden Mitteln in ss,ss-Dimethyl-acrylsäue-N-methyl-ochloranilid überführen. b) die Hydroxylgruppe der Oxysäureamide kann auch mit einer Säure verestert sein.
In diesem Fall wird die Ausbildung der Doppelbindung durch Abspaltung eines Moleküls Säure bewerkstelligt, sei es durch Erhitzen oder Behandeln mit einem säurebindenden Mittel. So wird beispielsweise aus ss-Benzoyloxy-buttersäure-Nmethyl-o-chloranilid durch Erhitzen Benzoesäure abgespalten unter Bildung von Crotonsäure-N-
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handeln mit säurebindenden Mitteln, wie Alkalien oder tertiären Aminen z. B. Dimethylanilin oder Chinolin durchgeführt.
Besonders geeignet ist
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N-methyl-o-toluidid umgesetzt, welches beim Erhitzen mit Dimethylanilin in das Crotonsäure- N-methyl-o-toluidid übergeht. d) weiterhin sei auch noch die Halogenabspaltung aus α,ss-Dihalogen-säureamiden erwähnt, welche durch Erhitzen mit Metallen wie Zink oder verkupfertes Zink bewerkstelligt wird
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führen, aus welchem das Brom durch Erhitzen mit Zinkstaub in Xylol abgespalten wird. Man erhält so das α,ss,ss-Trimethylacrylsäure-N- äthyl-p-anisidid, während das abgespaltene Brom mit dem Zink in Zinkbromid übergeht.
Zur Herstellung von Amiden -ungesättigter Carbonsäuren der Formel
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worin Ri, Rg, Rt und R5 den oben gegebenen Definitionen entsprechen, kann man auch von Amiden der Formel
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worin Z eine durch Wasserstoff ersetzbare Gruppe bedeutet, ausgehen und in diesen die Gruppe Z durch Wasserstoff ersetzen.
Die Gruppe Zkann beispielsweise eine Carboxylgruppe bedeuten, welche beim Erhitzen in Form von Kohlendioxyd leicht abgespalten wird. Ausgangsmaterialien dieser Art kann man beispielsweise herstellen durch Umsatz von Aminen der Formel II mit Alkylidenmalonsäurederivaten der Formel
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worin R1, wie oben definiert ist, und Z eine Carboxylgruppe oder einen durch Verseifung in die Carboxylgruppe überführbaren Rest, wie die Carbalkoxy-oder die-CN-Gruppe, bedeutet, oder durch Umsetzung mit reaktionsfähigen Derivaten solcher Säuren. Anschliessend wird der Rest Z durch Verseifung in die Carboxylgruppe verwandelt und diese gleichzeitig oder nachträglich abgespalten.
Beispielsweise wird Isopropyliden-malonester- chlorid mit einem N-Alkyl-arylamin der Formel II zum Isopropyliden-malonester-N-alkyl-arylid umgesetzt. In diesem lässt sich mit hydrolysierenden Mitteln die Estergruppe zur freien Carboxylgruppe verseifen. Das Isopropyliden-malonsäuremono-N-alkyl-arylid spaltet beim Erhitzen Kohlendioxyd ab, wobei das entsprechende ss. -Dimethyl-acrylsäure-N-alkyl-arylid entsteht.
Die Gruppe Z kann auch eine Acetylgruppe bedeuten. Amide der Formel
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welche beispielsweise aus Alkyliden-acetessigestern und N-Alkyl-arylaminen erhältlich sind, geben bei der Hydrolyse die gewünschten Arylide.
Man kann auch Amide der Formel
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worin Rl, Rs, R und R6 der eingangs gegebenen
Definition entsprechen, z. B. analog einer der oben beschriebenen und erläuterten Methoden herstellen und die erhaltenen Amide am Stick- stoff alkylieren.
Für die Alkylierung können die ansichbekannten
Methoden verwendet werden, z. B. können Dial- kylsulfate, Alkylhalogenide oder Arylsulfonsäure- alkylester als Alkyierungsmittel benützt werden.
Vgl. z. B. Titherley, J. chem. Soc. London 79,
391 (1901).
In den folgenden Beispielen, die zur Illustrierung der beschriebenen Verfahren dienen sollen, be- deuten Teile immer Gewichtsteile. Die Tempera- turen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1 : 10. 5 Teile Crotonsäurechlorid werden unter Rühren so zu 27 Teilen N-Äthyl- o-toluidin getropft, dass die Temperatur auf
130 bis 140'steigt. Nach dem Erkalten wird das Reaktionsprodukt in Äther oder einem andern mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel gelöst und die Lösung nacheinander mit Salzsäure, Lauge und Wasser gewaschen. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels wird der Rückstand im Vakuum destilliert. Das Crotonsäure-N-äthyl-o-toluidid siedet unter 13 mm Druck bei 153-155 und stellt ein schwach gelbliches öl dar.
Statt in Gegenwart eines Überschusses an N- Äthyl-o-toluidin kann die Reaktion auch in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, z. B. Pottasche, durchgeführt werden, wobei zweckmässig in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton) gearbeitet wird.
Beispiel 2 : Das trockene Natriumsalz der Dimethylacrylsäure wird zusammen mit der berechneten Menge Chlorameisensäure-N-methylo-toluidid in einem geräumigen Kolben auf zirka
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verlaufende Kohlendioxydentwick1ung beendet ist.
Man lässt auf zirka 100 0 abkühlen, setzt heisses Wasser zu und kocht kurze Zeit auf. Nach Erkalten nimmt man das Produkt in Äther auf, wäscht die Lösung nacheinander mit verdünnter Säure, Wasser, verdünnter Lauge und hierauf wieder mit Wasser. Nach Trocknen mit Natriumsulfat wird der Äther abdestilliert. Hierauf wird das als Rückstand erhaltene Dimethylacrylsäure-Nmethyl-o-toluidid durch Destillieren im Vakuum
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Beispiel 3 : 14-6 Teile ss-Oxy-isovalerian- säureäthylester werden mit 14-2 Teilen N-Methylo-chloranilin bis zur Beendigung der Alkoholabspaltung auf zirka 160'erhitzt. Nach Erkalten setzt man Natriumhydrogensulfat zu, erhitzt kurz auf 190 bis 200 0 und destilliert das gebildete Dimethylacrylsäure-N-methyl-o-chloranilid im Vakuum. Es siedet unter 13 mm Druck bei 168-172 und stellt ein gelbliches öl dar.
Beispiel 4 : 17-7 Teile Äthylidenmalonsäuremonoäthylesterchlorid, das nach üblichen Methoden hergestellt wird, wird zu einer Ätherlösung von 27 Teilen N-Äthyl-m-toluidin langsam zugegeben. Zur Vervollständigung der Reaktion
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wird noch einige Zeit unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Hierauf wäscht man die Ätherlösung mit verdünnter Salzsäure und Wasser. Der beim Abdestillieren der Ätherlösung verbleibende Rückstand wird durch Erhitzen mit Sodalösung verseift. Die Lösung wird hierauf vorsichtig sauer gestellt und mit Äther extrahiert. Den Abdampfrückstand der ätherischen Lösung erhitzt man bis zur Beendigung der Kohlendioxydentwicklung auf 200 . Das entstandene Crotonsäure-N-äthylm-toluididsiedetunter 11 mm Druckbei 157 bis 160 und bildet ein gelbes Öl.
Beispiel 5 : 19 Teile Dimethylacrylsäure-ptoluidid in 30 Vol.-Teilen abs. Toluol werden mit 4 Teilen Natriumamid, das unter Toluol fein pulverisiert wurde, versetzt und unter Rühren erwärmt, bis kein Ammoniak mehr entweicht. Das Natriumsalz des Dimethylacrylsäure-p-toluidids scheidet sich hiebei gallertig ab. Bei 50 bis 60 lässt man 13 Teile Dimethylsulfat zufliessen und erhitzt 10 Stunden unter Rückfluss zum Sieden.
Dann verdünnt man mit Wasser, trennt die Schichten im Scheidetrichter und wäscht die Toluollösung nacheinander mit verdünnter Lauge, Säure und Wasser. Nach Abdestillieren des Toluols geht das Dimethylacrylsäure-N-methylp-toluidid unter 12 111m Druck bei 152 bis 155 als schwach gelb gefärbtes Öl über.
Nach den beschriebenen Verfahren können ausserdem z. B. folgende Verbindungen hergestellt werden, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist :
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<tb>
<tb> Sdp. <SEP> Druck
<tb> Crotonsäure-N-methyl-ochloranilid <SEP> ............. <SEP> 169-173 <SEP> 13 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-äthyl-ptoluidid <SEP> ............... <SEP> 159-136 <SEP> 11 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-methyl-otoluidid <SEP> ............... <SEP> 144-148 <SEP> 13 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-methyl-ptoluidid <SEP> 153-158'12 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-o-toluidid <SEP> ........ <SEP> 150-152 <SEP> 13 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-p-toluidid <SEP> ........ <SEP> 160-163 <SEP> 11 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äuthyl-m-toluidid........ <SEP> 155-158'11 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-Nmethyl-o-toluidid.......
<SEP> 148-150'12 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-Nmethyl-p-toluidid <SEP> ...... <SEP> 153-157 <SEP> 12 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-o-toluidid........ <SEP> 152-156'12 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-m-toluidid........ <SEP> 153-157 <SEP> 12 <SEP> mm
<tb> -Dimethylacrylsäure-Nisopropyl-o-toluidid..... <SEP> 116-119 <SEP> 0#4mm
<tb> Crotonsäure-N-isopropylo-toluidid <SEP> ............. <SEP> 150-152 <SEP> 11 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-äthyl-pbromanilid <SEP> 127-130'0-1 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-äthyl-3, <SEP> 4dichloranilid.......... <SEP> 138-141'0-1 <SEP> mm
<tb>
EMI4.2
<tb>
<tb> Sdp. <SEP> Druck
<tb> Crotonsäure-N-äthyl-2chlor-6-methylanilid.... <SEP> 118-121 <SEP> <SEP> 0-05 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-methyl-panisidid <SEP> 135-140'0-1 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-äthyl-oanisidid <SEP> ...............
<SEP> 133-138'0-15 <SEP> mm
<tb> Crotonsäure-N-äthyl-pphenetidid <SEP> 143-147'0-1 <SEP> mm
<tb> Crotosäure-N-isoamyl-otoluidid <SEP> 134-138'0-1 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-Nisoamyl-o-toluidid...... <SEP> 126-129 <SEP> 0#2 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-p-bromanilid <SEP> ..... <SEP> 121-126 <SEP> 0#1 <SEP> mm
<tb> -Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-m-chloranilid <SEP> ..... <SEP> 114-116 <SEP> 0#05 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-3,4-dichloranilid... <SEP> 123-126 <SEP> 0#05 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-2-chlor-6-methylanilid <SEP> 117-118'0-05 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-o-anisidid........ <SEP> 126-130'0-2 <SEP> mm
<tb> ss, <SEP> ss-Dimethylacrylsäure-Nmethyl-p-anisidid <SEP> ......
<SEP> 134-134 <SEP> 0#1 <SEP> mm
<tb> ss,ss-Dimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-p-phenetidid <SEP> ..... <SEP> 143-148 <SEP> 0#2 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-m-chloranilid..... <SEP> 121-125 <SEP> 0#05 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-p-bromanilid <SEP> ..... <SEP> 121-126 <SEP> 0#1 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-o-anisidid <SEP> ........ <SEP> 168-174 <SEP> 11 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-Nmethyl-p-anisidid <SEP> ...... <SEP> 130-135 <SEP> 0#1 <SEP> mm
<tb> Trimethylacrylsäure-N-
<tb> äthyl-p-phenetidid <SEP> ..... <SEP> 139-143 <SEP> 0#1 <SEP> mm <SEP> 1
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von neuen Amiden x, -ungesättigter Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, dass man N-Alkyl-arylamine der allgemeinen Formel
EMI4.3
worin R3 Wasserstoff oder Alkyl bedeutet und R4, und R5 den unten gegebenen Definitionen entsprechen, in an sich bekannter und in der Beschreibung definierter Weise in Amide der allgemeinen Formel
EMI4.4
worin R1 und R2 Wasserstoff oder Methyl, R3 Alkyl, R4 Wasserstoff oder wie R5 Halogen, Methyl oder Methoxy bedeuten, überführt.