CH626046A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von o-Dialkylaminomethyl-phenolen der allgemeinen Formel (I)

CH~-N'R~ 2 XR

15

in welcher

R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und für Alkyl mit 1-6 C-Atomen stehen oder gemeinsam mit dem angrenzenden Stickstoffatom einen Fünf- oder Sechsring bilden können,

bei welchem Phenol, Formaldehyd bzw. Paraformaldehyd und Amine der Formel ^

in welcher 20

R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass man in Gegenwart von nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, die die Eigenschaft haben, die als Ausgangsprodukte eingesetzten Phenole und Amine und die entstehenden o-Dialkyl- 25 aminomethyl-phenole gut zu lösen, arbeitet.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Dialkyläther verwendet.

3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Diisopropyläther oder Diisobutyl- 30 äther verwendet.

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Die vorliegende Erfidnung betrifft ein neues vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von bekannten o-Dialkylaminome-thyl-phenolen, die als Zwischenprodukte für die Synthese in- 40 sektizider Wirkstoffe verwendet werden können.

Es ist bereits bekannt, dass man o-Dialkylaminomethyl-phenole in einer «Mannich-Reaktion» aus Phenol, Dialkyl-amin und Formaldehyd bzw. Paraformaldehyd in mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln wie Alkoholen oder Dioxan oder 45 in Mischungen derselben mit Wasser bei Reaktionstemperaturen zwischen 20 bis 80 °C herstellen kann (vergi. H. Hellmann, G. Opitz a-Aminoalkylierung S. 140—142 (I960) Verlag Chemie, Weinheim, Bergstr.).

Zum Beispiel erhält man durch Umsetzung von äquimola- so ren Mengen Phenol und Dimethylamin (als 50%ige wässrige Lösung) mit 40%iger wässriger Formaldehydlösung in Äthanol als Lösungsmittel in 43-50 %iger Ausbeute o-Dimethylami-nomethylphenol (vergi. Deutsches Patent 92 309 (1896); A. Madinaveitia, Chem. Zentralbl. 1923 III, 915). 55

Durch Umsetzung von äquimolaren Mengen Phenol, Di-äthylamin und etwa 40%iger wässriger Formaldehydlösung erhält man in 32—68%iger Ausbeute o-Diäthylaminomethylphe-nol [vgl. J.H. Bruckhalter et. al. J. Amer. chem. Soc. 68, 1894 (1946); G.F. Grillot, W.T. Gormley J. Amer. chem. Soc. 60 67, 1968 (1945)].

Diese Verfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Vor allem entstehen bei der Reaktion als Nebenprodukte Isomere und Homologe z.B. Bis- und Tris-(dialkylaminome-thyl)-phenole, ausserdem mehrkernige Kondensations- und 65 Verharzungsprodukte.

Es ergeben sich gewöhnlich Schwierigkeiten bei der technischen Durchführung dieser Verfahren durch die Notwendigkeit der Abtrennung und Beseitigung der zusammen mit dem o-Dialkylaminomethyl-phenol anfallenden, oben aufgezählten, hoch- und nichtsiedenden Nebenprodukte, die technisch grösstenteils nicht verwendbar sind und beseitigt werden müssen, was teilweise nur unter hohem Zeit- und Kostenaufwand möglich ist.

Ausserdem war es bisher beispielsweise nicht möglich, Ausbeuten von mehr als 68 % zu erhalten, in der Regel liegen die Ausbeuten bei 40-50%. Weiterhin müssen die bei der Reaktion anfallenden wässrigen Lösungsmittel im Falle einer Wiederverwendung — wie bei technischen Prozessen unerläss-lich — vorher vom Wasser befreit werden. Die technische Brauchbarkeit dieser Verfahren ist deshalb normalerweise beschränkt.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von o-Dialkyl-aminomethyl-phenolen allgemeinen Formel (I)

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ch2-n< r1

(I)

in welcher

R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und für Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen stehen oder gemeinsam mit dem angrenzenden Stickstoffatom einen Fünf- oder Sechsring bilden können,

bei welchem Phenol, Formaldehyd oder Paraformaldehyd und Amine der Formel

HN

x R2

(II)

in welcher

R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, umgesetzt werden, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man in Gegenwart von nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, die aber die Eigenschaft haben, die als Ausgangsprodukte eingesetzten Phenole und Amine und die entstehenden o-Dialkylaminomethyl-phenole gut zu lösen, arbeitet.

Es ist beispielsweise als ausgesprochen überraschend zu bezeichnen, dass unter diesen Reaktionsbedingungen die gewünschten o-Dialkylaminomethyl-phenole schnell in grösster Reinheit und hohen Ausbeuten erhalten werden, da man im Hinblick auf den Stand der Technik erwarten musste, dass auch bei der Umsetzung in nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln durchaus Nebenreaktionen und somit grössere Mengen Nebenprodukte entstehen würden.

Die erfindungsgemässe Arbeitsweise weist gegenüber den bekannten Verfahren gewöhnlich eine Reihe von Vorteilen auf. So ist in erster Linie beispielsweise die Tatsache hervorzuheben, dass bei der beanspruchten Arbeitsweise die Entstehung von Kondensations- und Verharzungsprodukten weitgehend unterdrückt wird, ebenso wie die Bildung von Isomeren und Homologen, wodurch die Ausbeute bis auf 96% gesteigert werden konnten.

Ein weiterer Vorteil ist beispielsweise, dass die Abtrennung des bei der Reaktion zwangsläufig entstehenden Wassers durch einfache Phasentrennung vorgenommen werden kann und so das Lösungsmittel ohne grosse Umstände leicht wieder in die Reaktion zurückgeführt werden kann. Ebenso kann das nicht umgesetzte Phenol nach der Rückgewinnung wieder der Reaktion zugeführt werden.

Verwendet man z.B. Phenol, Paraformaldehyd und Dimethylamin als Ausgangsstoffe, so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden:

3

626 046

|] + 1/n (CH20)n+HN(CH:

In der obengenannten Formel (II) bedeutet R1 und R2 bevorzugt geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-4 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 1-3 C-Atomen.

Das erfindungsgemäss als Ausgangsmaterial verwendbare Phenol und die Amine (II) ebenso wie Paraformaldehyd sind üblicherweise bekannt und lassen sich nach literaturbekannten Methoden auch im techn. Massstab gut herstellen.

Als Lösungsmittel kommen beispielsweise in Frage Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan oder Methylcyclohexan, aliphatische Chlorkohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylenchlorid, aliphatische Dialkyläther, wie z.B. Diäthyl-, Dipropyl-, Dibutyl-, Dipen-tyl-, Methylbutyl-, Äthylpropyläther, vorzugsweise Diisopro-pyläther und Di-iso-butyläther.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens setzt man im allgemeinen 1—5 Mol Phenol, vorzugsweise 1,1—2 Mol Phenol mit 1 Mol Paraformaldehyd in 1—5 Mol vorzugsweise 2,5—3,5 Mol Lösungsmittel vorzugsweise Dialkyläther ein und lässt 1 Mol Dialkylamin vorzugsweise Dimethylamin oder Diäthylamin einwirken.

Die Umsetzung kann bei Temperaturen zwischen 0 und 110 °C durchgeführt werden. Die Umsetzung kann bei Normaldruck aber auch bei erhöhtem Druck durchgeführt werden.

Die Reaktion wird vorzugsweise drucklos in geschlossenen oder offenen Behältern durchgeführt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von 10-70 °C durchgeführt. Die Isolierung des o-Dialkylaminomethyl-phenols erfolgt in der Regel durch Abtrennen des Reaktionswassers, und anschliessend Abtrennen und Rückführen des Lösungsmittels und des überschüssigen Phenols.

Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbare Dialkylaminophenol kann als Zwischenstufe zur Synthese von Pflanzenschutzmitteln, insbesondere insektiziden Wirkstoffen, wie beispielsweise 2-(N-Methylcarbamoyl)-benzyl-äthylthioät-her verwendet werden (vergi. Deutsche Offenlegungsschrift 1 910 588).

Verfahrensbeispiel 1. In eine Mischung von 1,1 kg Phenol, 0,26 kg Paraformaldehyd und 3,1 kg Dnsopropyläther als Lösungsmittel leitet man unter Rühren innerhalb 5 Std. 0,4 kg Dimethylamin bei Normaldruck und einer Reaktionstemperatur von 20-25 °C ein und erwärmt anschliessend 1 Std. auf 60 °C. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird vom abgeschiedenen Reaktionswasser getrennt.

Nach Abdestillieren des Äthers erhält man 1,605 kg Gemisch, das laut gaschromatographischer Bestimmung 0,264 kg Phenol

1,23 kg o-Dimethylaminomethylphenol 0,017 kg p-Dimethylaminomethylphenol 0,082 kg 2,4- und 2,6-Bis-dimethylaminomethyl-phenol 0,012 kg 2,4,6 Tris-dimethylaminomethylphenol enthält, aus dem nach gängigen Aufarbeitungsmethoden 1,21 kg o-Dimethylaminomethylphenol (90% der Theorie bezogen auf umgesetztes Phenol) erhalten werden kann.

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ch2-n (ch3)2

2. Wie in Beispiel 1, jedoch bei 50 °C, werden Phenol und Paraformaldehyd in Diisopropyläther mit 0,65 kg Diäthylamin bzw. 0,632 kg Pyrrolidin bzw. 0,90 Dipropylamin umgesetzt.

io Unter gleichen Reaktions- und Isolationsbedingungen werden dabei

1.49 kg o-Diäthylaminomethylphenol (= 93% der Theorie bezogen auf umgesetztes Phenol) bzw.

1,77 kg o-Dipropylaminomethylphenol (— 96% der Theorie 15 bezogen auf umgesetztes Phenol) bzw.

1.50 kg o-Hydroxy-N-benzylpyrrolidin (= 95% der Theorie bezogen auf umgesetztes Phenol) erhalten.

3. Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1, jedoch mit folgenden Lösungsmitteln

20 a. 3,1 kg Dibutyläther b. 3,1 kg Methyl-tert.-butyläther c. 3,1 kg Diäthyläther werden folgende Ausbeuten erhalten:

a. 1,14 kg o-Dimethylaminomethylphenol = 85% d.Th. 25 b. 1,21 kg o-Dimethylaminomethylphenol = 90% d.Th. c. 1,19 kg o-Dimethylaminomethylphenol = 89% d.Th.

4. Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1, jedoch mit folgenden Lösungsmitteln a. 4,5 kg Cyclohexan 30 b. 5,0 kg Chloroform werden folgende Ausbeuten erhalten:

a. 1,09 kg o-Dimethylaminmethylphenol = 81% dTh.

b. 1,05 kg o-Dimethylaminmethylphenol = 78% d.Th. Zum Vergleich wurden die folgenden Beispiele unter Ver-

35 wendung der aus dem Stand der Technik bekannten zu verwendenden Lösungsmittel durchgeführt.

I. In eine Mischung von 1,0 kg Phenol 0,30 kg Paraformaldehyd und 3,1 kg Methanol leitet man unter Rühren innerhalb 5 Std. 0,45 kg Dimethylamin bei Normaldruck und ei-

40 ner Reaktionstemperatur von 20—25 °C ein und erwärmt anschliessend 1 Std. auf 60 °C. Nach Abdestillieren von Methanol und Wasser im Vakuum erhält man 1,551 kg eines Gemisches, das

0,242 kg Phenol 45 0,605 kg o-Dimethylaminomethylphenol 0,030 kg p-Dimethylaminomethylphenol 0,302 kg Bis- und Tris-dimethylaminomethyl-phenol 0,392 kg Kondensations- und Verharzungsprodukte enthält, aus dem nach gängigen Methoden 0,595 kg so o-Dimethylaminomethylphenol (49 % d. Th. be zogen auf umgesetztes Phenol) erhalten werden kann.

II. Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel I, jedoch mit folgenden Lösungsmitteln

55 a. 3,1 kg Äthanol b. 3,lkgDioxan werden folgende Ausbeuten erhalten:

a. 0,610 kg o-Dimethylaminomethylphenol = 51% d.Th.

b. 0,613 kg o-Dimethylaminomethylphenol = 51,5% 60 d.Th.