**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
worin RO die oben bezeichnete Bedeutung besitzt, in Gegenwart eines Säureakzeptors umsetzt.
4. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel IVA in der cis-Form
EMI2.1
worin RI, R', X und Ydie zuvor genannten Bedeutungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Acetessigester der Formel IIA
EMI2.2
worin R' und X die oben bezeichneten Bedeutungen besitzen, in einem Lösungsmittel mit der Verbindung der Formel 111
EMI2.3
worin Rl und Y die oben bezeichneten Bedeutungen besitzen, in Anwesenheit von wässriger Alkalilauge und einer katalytisch wirksamen Menge einer quaternären Ammonium- oder quaternären Phosphoniumverbindung umsetzt.
5. Verfahren zur Herstellung von cis-O-(l-Carboisopro- poxy- 1 -propen-2-yl)-O-methyl-thionophosphorsäurechlorid gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man Acetessigsäureisopropylester mit einem Äquivalent bis zu einem 1S"oigen Überschuss an O-Methyl-thiophosphorylchlorid in Chloroform als Lösungsmittel zu einem 20%igen Überschuss an 1 0-30%iger Natronlauge und in Gegenwart einer katalytischen Menge an Benzyltrialkylammoniumhalogenid in einem Temperaturbereich zwischen - 10 und + 5"C umsetzt.
6. Verfahren gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Chloroform verwendet wird.
7. Verfahren gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass 10 bis 30%ige Alkalilauge verwendet wird.
8. Verfahren gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als quaternäre Ammoniumverbindungen Benzyltrialkylammoniumverbindungen mit CI-Clo-Alkylresten verwendet werden.
9. Verfahren gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung mit einem Äquivalent bis zu einem 20%igen Überschuss an wässriger Alkalilauge durchgeführt wird.
10. Verfahren gemäss Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man in Gegenwart einer katalytischen Menge von Benzyltriäthylammoniumchlorid oder -jodid umsetzt.
Vinylphosphorsäureester und -esteramide ( Enol-phosphate ) spielen eine wichtige Rolle in der Technik, insbesondere im Pflanzenschutz uno in der Schädlingsbekämpfung.
Die Verbindungen lassen sich im allgemeinen durch eine schematische Formel I,
EMI2.4
wobei R1 eine Alkylgruppe (C1-Cs), R2 eine Alkoxygruppe (C,-Cs), oder eine gegebenenfalls mit einem oder zwei Alkylresten (Cl-Cs) substituierte Aminogruppe, Z Sauerstoff oder Schwefel bedeuten und R3, R4 und Rs Wasserstoff, Alkyl (C-Cs), Chlor, Brom oder eine (C,-sAlkoxy)carbonylgruppe bedeuten, darstellen.
Es ist ersichtlich, dass Verbindungen der Formel I als cistrans-Isomere in bezug auf die vinylische Doppelbindung auftreten können, sobald die Substituenten R4 und Rs untereinander verschieden sind.
Es kann als eine Erfahrungstatsache gelten, dass die beiden möglichen cis-trans-Isomeren meistens unterschiedliche biologische Wirkung besitzen, so dass als technische Aufgabe die Reindarstellung bzw. Trennung des bzw. der gewünschten Isomeren die Aufmerksamkeit der theoretischen und präparativen Phosphorchemie auf sich gezogen hat.
Unter den Verbindungen, die schematisch durch die Formel I wiedergegeben werden können, hat die Gruppe, in der R3 für einen Methylrest, R4 oder Rs für einen Alkoxycarbonylrest steht, d.h. die Crotonsäurederivate vom Phosdrintyp [PhosdrinO = O,O-dimethyl-O-( 1 -carbomethoxy- 1 - propen-2-yl)-phosphorsäureester] wegen ihres hohen insektiziden Potentials besonderes Interesse gefunden.
Dabei hat sich herausgestellt, dass im allgemeinen die Derivate mit E-Konfiguration [vgl. J. Am. Chem. Soc. 90, 509-510 (1968)], bei der die Phosphorsäureester- und die Alkoxycarbonylgruppe als Gruppen höherer Priorität jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Doppelbindungsebene liegen, wegen ihrer insektiziden und toxikologischen Eigenschaften interessanter sind als ihre Isomeren mit Z-Konfiguration [vgl. R.D. O'Brien Toxic Phosphorus Esters , S.
324-325, Academic Press, New York (1960)].
Für die Synthese der Verbindungen der Formel I steht eine Reihe von präparativen Möglichkeiten offen [vgl. G.M.
Kosolapoffand L. Maier, Organic Phosphorus Compounds, Vol. VI, S. 259-262(1973)].
Zur Darstellung der Verbindungen vom PhosdrinTyp benutzt man z.B. die Umsetzung eines O,O-Dialkylphosphorsäurechlorids mit Natrium-Acetessigester oder - als technisches Verfahren - die Umsetzung von Trialkylphosphit mit Chloracetessigester nach Art einer Perkow-Reaktion. Den Verfahren haftet der Nachteil an, dass die Geometrie der Endprodukte durch den jeweils letzten Verfahrensschritt festgelegt wird.
Eine präparative Trennung der gebildeten Isomere erweist sich als eine schwierige Aufgabe, die bei der Realisierung in grosstechnischem Massstab zu einer erheblichen Belastung für das Verfahren wird.
Thiono-phosphorsäureester von Enolphosphaten sind nach dem Perkow-Verfahren naturgemäss nicht zugänglich.
Die Lehre der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 935 630 hatte einen wesentlichen Fortschritt gebracht. In der genannten DOS wird die Umsetzung des Acetessigesters der Formel IIA,
EMI2.5
worin R' für eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und X für ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom steht, bzw.
eines Alkali salzes des Acetessigesters der Formel II mit einem Phosphor(thio)halogenid - gegebenenfalls in Gegenwart eines Säureakzeptors - zu O-(l-Carboalkoxy-l-propen-2-yl) (thio)-phosphorsäuredihalogeniden gelehrt.
Die gemäss der DOS erhaltenen Dihalogenide eröffnen den Zugang zu einer grossen Zahl technisch interessanter Verbindungen, indem man beispielsweise die beiden Halogenfunktionen durch ein bzw. zwei Alkoxide bzw. durch eine Aminogruppe austauscht (vgl. DOS 1 940 003, DAS 2035 103).
Von besonderem Interesse sind die so erhältlichen Verbindungen der Formel IA
EMI3.1
worin Rl, R' und Ro' unabhängig voneinander einen gegebenenfalls verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und X ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom bedeuten, wegen ihrer insektiziden und akariziden Eigenschaften.
Die vorstehend genannten Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel IA konnten indes nicht völlig befriedigen. Als Hauptproblem muss dabei die gleichzeitige Bildung beider Isomeren, d.h. des (erwünschten) Isomeren mit E-(=cis)-Konfiguration neben dem Z-Isomeren, betrachtet werden.
Die Herstellung von Pestiziden mit einem möglichst geringen Gehalt an Verunreinigungen gehört andererseits zu den Aufgaben, die der Industrie mit besonderer Dringlichkeit gestellt sind.
Die Lehre der DOS 1 935 630 bot eine Lösung des Problems der Herstellung nur eines Isomeren der Formel IA dadurch, dass bei geeigneter Reaktionsführung jeweils das Eoder das Z-Isomere des O-(l-Carboalkoxy-l-propen-2-yl)- (thio)-phosphorsäuredihalogenids in weitaus überwiegendem Anteil gebildet wird. Darüber sind die Dihalogenide gemäss der Lehre der genannten DOS im Hochvakuum destillierbar und somit als praktisch reine E- bzw. Z-Isomere zu gewinnen.
Bei der weiteren Umsetzung mit Nucleophilen wie Alkoxiden bzw. Aminen unter den üblichen Bedingungen bleibt die vorgegebene Konfiguration am Crotonsäurerest erhalten.
Trotz des erheblichen Fortschritts, den die DOS 1 935 630 gebracht hatte, konnte sich die Praxis mit dem Erreichten nicht zufriedengeben. Die an sich sehr erwünschte Möglichkeit, durch Hochvakuumdestillation die O-(l-Carboalkoxy-lpropen-2-yl)-(thio)-phosphorsäure-dihalogenide als geometrische Isomere rein zu erhalten, hat bei steigenden Energiekosten an Aktualität verloren.
Die Aussichten, ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel IA in der E-Konfiguration ausgehend vom Acetessigester der Formel II zu entwickeln, das ohne Hochvakuumdestillation auskommt, mussten von vorneherein gering erscheinen.
Es wurde nun gefunden, dass die Verbindungen der Formel IB
EMI3.2
worin R1, R3, R4 und Rs obige Bedeutung besitzen und R2 eine Alkoxygruppe bedeutet, hergestellt werden können indem man eine Verbindung der Formel II
EMI3.3
worin R3, R4 und Rs die oben bezeichneten Bedeutungen besitzen, oder ein Alkalisalz davon, vorzugsweise des Natrium- oder Kaliumsalzes, mit einem Thionophosphorsäureesterhalogenid der Formel III
EMI3.4
worin Rl die oben bezeichneten Bedeutungen besitzt und Y für Chlor oder Brom steht, mit der Massgabe, dass - sofern die Verbindung der Formel II nicht in Form des Alkalisalzes verwendet wird - die Umsetzung in Gegenwart eines Säureakzeptors durchgeführt wird, zu der Verbindung der Formel IV
EMI3.5
worin Rl, R3, R4 und Rs sowie Y die oben bezeichneten Bedeutungen besitzen,
und die so erhaltene Verbindung der Formel IV anschliessend mit einer Verbindung der Formel Va R2,M Va, worin R2 obige Bedeutung besitzt und M für ein Wasserstoff- oder ein Alkalikation steht, mit der Massgabe, dass sofern M für Wasserstoff steht, die Umsetzung in Anwesenheit eines Säureakzeptors durchgeführt wird, umsetzt.
Analog wurde gefunden, dass man zu Verbindungen der Formel Ic gelangen kann
EMI3.6
worin R2 eine gegebenenfalls mit einem oder zwei Alkylresten (Cl-Cs) substituierte Aminogruppe bedeutet und Rl, R3, R4 und Rs obige Bedeutungen besitzen, indem man zuerst eine Verbindung der Formel IV, gemäss dem zuvor beschriebenen Verfahren durch Umsetzung einer Verbindung der Formel II mit einer Verbindung der Formel III herstellt, und die so erhaltene Verbindung der Formel IV anschliessend mit einer Verbindung der Formel Vb -R 2 H Vb, worin R211 obige Bedeutung besitzt, in Anwesenheit eines
Säureakzeptors umsetzt.
Die Erfindung betrifft im besonderen ein Verfahren zur
Herstellung von Verbindungen der Formel IA in der cis
Form, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindung der Formel IIA in einem geeigneten Lösungsmittel mit der
Verbindung der Formel III in Anwesenheit von wässriger Alkalilauge und einer katalytisch wirksamen Menge einer quaternären Ammoniumverbindung der quaternären Phos phoniumverbindung zu der Verbindung der Formel IVA in der cis-Form
EMI4.1
worin Rl, R', X und Y die oben bezeichneten Bedeutungen besitzen, und zweckmässigerweise ohne Isolierung der Verbindung der Formel IVA weiter mit dem Amin der Formel VC R'c'NH2 VC, worin Ró die oben bezeichnete Bedeutung besitzt, in Gegenwart eines Säureakzeptors umsetzt.
Die Aufarbeitung der Verbindung der Formel IV kann in der üblichen Weise erfolgen.
Für die erfindungsgemässe Umsetzung der Verbindung der Formel III zu der Verbindung der Formel IVA gilt:
Unter einem geeigneten Lösungsmittel werden praktisch nicht mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, insbesondere solche aus der Gruppe der halogenierten Kohlenwasserstoffe wie o-Dichlorbenzol, Dichlormethan, Dichlor äthan, Trichloräthylen, Tetrachloräthan - bevorzugt Chloroform - verstanden. Es können auch Gemische von organischen Lösungsmitteln verwendet werden.
Unter wässriger Alkalilauge sei wässrige Natron- oder Kalilauge, insbesondere 10-30%ige wässrige Alkalilauge, speziell 20%ige Alkalilauge, verstanden.
Als quartäre Ammoniumverbindungen werden erfindungsgemässe quartäre Ammoniumhydroxide oder quartäre Ammoniumsalze von anorganischen oder organischen Säuren, beispielsweise Ammoniumhydrogensulfate, -phosphate, -benzol- oder -toluolsulfonate, insbesondere quartäre Ammoniumhalogenide, speziell Chloride, Bromide und Jodide, verstanden.
Die Klasse der quartären Ammoniumverbindungen kann sowohl Tetraalkylammoniumverbindungen, wobei als Alkylreste Cl-C20 in Frage kommen, als quartäre Benzylalkylammoniumverbindungen, ebenfalls mit Alkylresten von Cl-C2o' umfassen. Genannt seien beispielsweise Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumsalze wie das Hydrogensulfat, -bromid, -jodid, Trioctylmethylammoniumchlorid, Dodecyltriäthylammoniumchlorid und -bromid, insbesondere Benzyltriäthylammoniumverbindungen wie das Benzyltriäthylammoniumhydroxid, -jodid, -bromid, -chlorid, vorzugsweise Benzyltriäthylammoniumjodid und ganz besonders Benzyltriäthylammoniumchlorid.
Die Klasse der quartären Phosphoniumverbindungen soll Tetraphenylphosphoniumsalze, Triphenylalkylphosphoniumsalze umfassen, wobei als Alkylreste C1-C20 und als Anionen vorzugsweise die Halogenide, insbesondere die Chloride und Bromide, in Frage kommen.
Erfindungsgemäss können auch mehrere Katalysatoren gleichzeitig verwendet werden.
Die Erfindung betrifft ganz speziell die Herstellung der Verbindungen der Formel IA durch Umsetzung des Acetessigesters der Formel IIA mit der Verbindung der Formel III in einem der genannten Lösungsmittel in Anwesenheit eines molaren Äquivalents bis zu einem mässigen Überschuss an l0-20%iger wässriger Natron- oder Kalilauge und in Gegenwart einer katalytischen Menge an einer Benzyltrialkylammoniumverbindung, vorzugsweise Benzyltriäthylammoniumhalogenid, in einem Temperaturbereich zwischen - 10 und +25"C, insbesondere zwischen -5" und +5"C.
Unter einem mässigen Überschuss wird ein bis etwa 20%iger Überschuss an wässriger Natron- oder Kalilauge verstanden.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung der Verbindung cis-O-( 1 -Carboisopropoxy- 1 - propen-2-yl)-O-methyl-thionophosphorsäurechlorid durch Umsetzung des Acetessigsäureisopropylesters mit einem Äquivalent bis zu einem 15%igen Überschuss an O-Methylthionophosphorsäureesterchlorid in Chloroform als Lösungsmittel und in Anwesenheit eines molaren Äquivalents bis zu einem 20%igen Überschuss an 10-30%iger wässriger Natronlauge, vorzugsweise 20%iger Natronlauge, und in Gegenwart einer katalytischen Menge an Benzyltrialkylammoniumhalogenid, vorzugsweise Benzyltriäthylammoniumchlorid,
in einem Temperaturbereich zwischen - 10 und +5"C, insbesondere zwischen -5" und +5 C, speziell bei O"C.
Die Herstellung der Verbindungen der Formel IVA kann beispielsweise so durchgeführt werden, dass man zu einem Mol der Verbindung der Formel III in dem geeigneten Lösungsmittel, bevorzugt in Chloroform, zweckmässig unter Kühlung, zum Beispiel auf 0 C, und Rühren die katalytisch wirksame Menge an quartärer Ammonium- bzw. Phosphoniumverbindung, vorzugsweise Benzyltriäthylammoniumhalogenid, zugibt und dann 1 bis 1,15 Mol der Verbindung der Formel IIA und unter lebhaftem Rühren - zweckmässig innerhalb 15-45 Minuten, beispielsweise innerhalb V2 Stunde - bei 0 C bis 1,2 Mol beispielsweise 20%ige wässrige Natronlauge zugibt. Das Rühren bei 0 C wird noch über einen kürzeren Zeitraum, beispielsweise 15 Minuten, fortgesetzt.
Die Aufarbeitung kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Sollten nach dem Trocknen der Chloroformphase und dem Abziehen des Lösungsmittels sirupöse Anteile im Produkt vorhanden sein, so kann man diese beispielsweise dadurch entfernen, dass man das Produkt durch eine Filterhilfe wie das kommerziell erhältliche Hyflo passieren lässt.
Die Reihenfolge der Zugabe der Reaktionskomponenten kann variiert werden, wobei jedoch Bedingungen vermieden werden müssen, unter denen die Verbindung der Formel III bzw. IVA hydrolysiert werden.
Man erhält erfindungsgemäss die Verbindung der Formel IVA ausschliesslich oder ganz überwiegend in der cis-Form (bezogen auf den Crotonsäurerest) und in hoher Reinheit.
Die erfindungsgemäss erhaltene Verbindung der Formel IVA kann zweckmässig direkt, d.h. ohne weitere Aufreinigung, zu den gewünschten Verbindungen - beispielsweise zu den Verbindungen der Formel IA - im Einklang mit der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Die Umsetzung kann dabei in Anlehnung an die in der DAS 20 35 103 gelehrten Verfahrensmerkmale durchgeführt werden.
Hervorgehoben sei die Herstellung der Verbindung O-(l Carboisopropoxy- 1 -propen-2-yl)-O-methyl-N-äthyl-thionophosphorsäureesteramid in praktisch ausschliesslich cis Konfiguration am Crotonsäurerest durch Umsetzung des Acetessigsäureisopropylesters in Chloroform als Lösungsmittel und in Anwesenheit von 20%iger wässriger Natron lauge und einer katalytischen Menge einer Benzyltrialkylam moniumverbindung mit O-Methyl-thionophosphorsäureesterchlorid zum cis-O-(l-Carboisopropoxy-l-propen-2-yl)- O-methyl-thionophosphorsäure - wie oben beschrieben und ohne Isolierung dieser Verbindung anschliessende Umsetzung mit Äthylamin, wobei zweckmässig ein entsprechender Überschuss an Äthylamin als Säureakzeptor verwendet werden kann. Alternativ kann als Säureakzeptor z.B.
ein tert. Amin wie Triäthylamin, Trimethylamin, Tri-n-butylamin, Dimethylanilin, Diäthylanilin verwendet werden.
Eine Destillation der erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen der Formel IVA im Interesse der Gewinnung eines reineren Endproduktes ist daher nicht vonnöten. Die Verbindungen lassen sich aber im Hochvakuum ohne nennenswerte Zersetzung destillieren.
Weiter eröffnet sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, die als Katalysator eingesetzten quartären Ammoniumverbindungen - gegebenenfalls durch Überführung in die Jodide - wiederzugewinnen. Bei der Verwendung von Benzyltriäthylammoniumsalzen, wie etwa dem Benzyltriäthylammoniumchlorid, und halogenierten Kohlenwasserstoffen als Reaktionsmedium befindet sich die Benzyltriäthylammoniumverbindung nach dem Abtrennen des halogenierten Kohlenwasserstoffes in der wässrigen Phase.
Man kann durch Zugabe eines Jodids, beispielsweise von Natriumjodid, zu der wässrigen Phase und nachfolgende Extraktion mit einem halogenierten Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Chloroform, beispielsweise das Benzyltriäthylammonium-jodid wiedergewinnen.
Zur Überprüfung der Reinheit der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindung der Formel IA bzw. IIA können beispielsweise die Dünnschichtchromatographie, die NMR Spektroskopie und die Gaschromatographie herangezogen werden.
Die glatte Umsetzung gemäss der vorliegenden Erfindung muss um so überraschender erscheinen, als es sich sowohl bei der Verbindung der Formel IVA als bei der Verbindung der Formel III um Thionophosphorsäurehalogenide handelt, die normalerweise nur zum Zweck der Hydrolyse dem Kontakt mit wässriger Alkalilauge ausgesetzt werden.
Ein technisch ins Gewicht fallender Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist beispielsweise auch, dass das verwendete organische Lösungsmittel nicht wasserfrei zu sein braucht. Weiter wird erfindungsgemäss die gesamte Herstellung der pestizid wirksamen Endprodukte der Formel IA praktisch in einem Eintopfverfahren möglich.
Die nachfolgenden Herstellungsbeispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, sollen die Erfindung aber in keiner Weise einschränken. Die Temperaturangaben erfolgen in Celsiusgraden.
Beispiel I Cis-O-( 1 -Carboisopropoxy- 1 -propen-2-yl)-O-methyl-thionophosphorsäurechlorid
165 g (1 Mol) O-Methylthionophosphorsäuredichlorid werden in 500 ml Chloroform gelöst. Dazu gibt man bei 0 unter Rühren 57 g (0,25 Mol) Benzyltriäthylammoniumchlorid und anschliessend unter kräftigem Rühren bei 0 144 g (1 Mol) Acetessigsäureisopropylester. Anschliessend tropft man bei der gleichen Temperatur 1 Mol 20%ige wässrige Natronlauge innerhalb einer halben Stunde zu, dann rührt man noch eine Viertelstunde bei 0 weiter. Die Chloroformphase kann nun abgetrennt und im Schütteltrichter mit 0,2 It eiskaltem Wasser (ohne Eisbrocken) kurz gewaschen werden.
Nach dem Trocknen über Natriumsulfat und Verdampfen des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer im Vakuum wird die verbleibende Titelverbindung gaschromatographisch auf Reinheit geprüft.
Die gaschromatographische Prüfung ergab praktisch reines cis-O-(1-Carboisopropoxy-l-propen-2-yl)-O-methylthionophosphorsäurechlorid.
Die Reinheitsprüfung kann auch dünnschichtchromatographisch auf Silikagelplatten mit Laufmittel n-Hexan/ Aceton (4:1), Sichtbarmachung durch Sprühen mit alkal. Pergamentlösung durchgeführt werden.
Die Titelverbindung kann im Hochvakuum destilliert werden.
Kp. 67"/0,05 mm, n2D = 1,4926 CsHI4CLO4PS (Molgewicht: 272,7)
Beispiel 2
Cis-O-(l -Carboisopropoxy-l-propen-2-yl)-O-methyl-N- äthyl-thionophosphorsäureesteramid
405 ml (10 Mol) wasserfreies Methanol werden vorgelegt und auf ca. -5" gekühlt. Dazu gibt man auf einmal 194,8 g (1,15 Mol) Thionophosphorsäurechlorid und rührt ca. 10 Minuten bei 10 . Man gibt 1,2 ist eiskaltes Wasser zu, dekantiert von dem am Boden befindlichen O-Methyl-thionophosphorsäurechlorid ab und wäscht noch zweimal mitje 120 ml eiskaltem Wasser. Das so erhaltene O-Methyl-thionoph osphorsäurechlorid 165 g (1 Mol) wird in 500 ml Chloroform gelöst.
Dazu gibt man bei 0" unter Rühren 57 g (0,25 Mol) Benzyltriäthylammoniumchlorid und anschliessend unter kräftigem Rühren bei 0" Acetessigsäureisopropylester.
Anschliessend tropft man bei der gleichen Temperatur 1 Mol 20%ige wässrige Natronlauge innerhalb einer halben Stunde zu, dann rührt man noch eine Viertelstunde bei 0" weiter.
Sofort anschliessend gibt man 129 g (2 Mol) Äthylamin in Form einer 70%igen wässrigen Lösung innerhalb einer Vier telstundebei -5" zu. Man rührt noch V2 Std. bei 0 , bricht das Rühren ab, trennt die Chloroformphase im Scheidetrichter ab und wäscht einmal mit 0,2 ist Wasser. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer im Wasserstrahlvakuum abgezogen. Der Rückstand wird zweckmässig bei 70 eine halbe Stunde am Hochvakuum (1OTorr) behandelt.
Dann behandelt man mit Benzin (Siedebereich 100-125"). Die Benzinphase welche die Titelverbindung enthält, wird am Rotationsverdampfer im Wasserstrahlvakuum eingedampft und anschliessend V2 Std. am Hochvakuum gehalten. Man erhält die Titelverbindung in mindestens 90%iger Reinheit. Sie kann bei 87-89"/5 1OTorr destilliert werden.
n2n0= 1,495
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
wherein RO has the meaning given above, in the presence of an acid acceptor.
4. Process for the preparation of compounds of formula IVA in the cis form
EMI2.1
wherein RI, R ', X and Y have the meanings given above, characterized in that an acetoacetic ester of the formula IIA
EMI2.2
wherein R 'and X have the meanings given above, in a solvent with the compound of formula III
EMI2.3
wherein Rl and Y have the meanings given above, in the presence of aqueous alkali metal hydroxide solution and a catalytically effective amount of a quaternary ammonium or quaternary phosphonium compound.
5. A process for the preparation of cis-O- (l-carboisopropoxy-1-propen-2-yl) -O-methyl-thionophosphoric acid chloride according to claim 4, characterized in that isopropyl acetoacetate with an equivalent up to a 1S "oigen Excess of O-methyl-thiophosphoryl chloride in chloroform as solvent to a 20% excess of 1 0-30% sodium hydroxide solution and in the presence of a catalytic amount of benzyltrialkylammonium halide in a temperature range between -10 and + 5 "C.
6. The method according to claim 3, characterized in that chloroform is used as solvent.
7. The method according to claim 3, characterized in that 10 to 30% alkali is used.
8. The method according to claim 3, characterized in that the quaternary ammonium compounds used are benzyltrialkylammonium compounds with C 1 -C 10 -alkyl radicals.
9. The method according to claim 3, characterized in that the reaction is carried out with an equivalent up to a 20% excess of aqueous alkali metal hydroxide solution.
10. The method according to claim 5, characterized in that in the presence of a catalytic amount of benzyltriethylammonium chloride or iodide.
Vinyl phosphoric acid esters and ester amides (enol phosphates) play an important role in technology, particularly in crop protection and pest control.
The compounds can generally be represented by a schematic formula I
EMI2.4
where R1 is an alkyl group (C1-Cs), R2 is an alkoxy group (C, -Cs), or an amino group optionally substituted by one or two alkyl radicals (Cl-Cs), Z is oxygen or sulfur and R3, R4 and Rs are hydrogen, alkyl (C-Cs), chlorine, bromine or a (C, -salkoxy) carbonyl group.
It can be seen that compounds of the formula I can occur as cistrans isomers with respect to the vinyl double bond as soon as the substituents R4 and Rs are different from one another.
It can be seen as a fact of experience that the two possible cis-trans isomers mostly have different biological effects, so that the technical task of presenting or separating the desired isomer (s) has drawn the attention of theoretical and preparative phosphor chemistry.
Among the compounds that can be represented schematically by formula I, the group in which R3 represents a methyl radical, R4 or Rs represents an alkoxycarbonyl radical, i.e. the crotonic acid derivatives of the phosdrin type [phosdrinO = O, O-dimethyl-O- (1-carbomethoxy-1-propen-2-yl) -phosphoric acid ester] were particularly interesting because of their high insecticidal potential.
It turned out that in general the derivatives with E configuration [cf. J. Am. Chem. Soc. 90, 509-510 (1968)], in which the phosphoric acid ester and the alkoxycarbonyl groups as groups of higher priority lie on opposite sides of the double bond level, because of their insecticidal and toxicological properties are more interesting than their isomers with Z configuration [cf. R.D. O'Brien Toxic Phosphorus Esters, S.
324-325, Academic Press, New York (1960)].
A number of preparative options are available for the synthesis of the compounds of the formula I [cf. G.M.
Kosolapoffand L. Maier, Organic Phosphorus Compounds, Vol. VI, pp. 259-262 (1973)].
For the representation of the connections of the Phosdrin type one uses e.g. the reaction of an O, O-dialkylphosphoric acid chloride with sodium acetoacetic ester or - as a technical process - the reaction of trialkylphosphite with chloroacetoacetic ester in the manner of a Perkow reaction. The process has the disadvantage that the geometry of the end products is determined by the last process step in each case.
A preparative separation of the isomers formed proves to be a difficult task which, when implemented on an industrial scale, becomes a considerable burden for the process.
Naturally, thionophosphoric acid esters of enol phosphates are not accessible using the Perkow process.
The teaching of German Offenlegungsschrift No. 1 935 630 had brought significant progress. In the DOS mentioned, the conversion of the acetoacetic ester of the formula IIA,
EMI2.5
wherein R 'represents a lower alkyl group with 1 to 5 carbon atoms and X represents a hydrogen, chlorine or bromine atom, or
an alkali salt of acetoacetic ester of formula II with a phosphorus (thio) halide - optionally in the presence of an acid acceptor - taught to O- (l-carboalkoxy-l-propen-2-yl) (thio) -phosphoric acid dihalides.
The dihalides obtained according to the DOS provide access to a large number of technically interesting compounds by, for example, exchanging the two halogen functions with one or two alkoxides or with an amino group (see DOS 1 940 003, DAS 2035 103).
The compounds of the formula IA obtainable in this way are of particular interest
EMI3.1
wherein Rl, R 'and Ro' independently of one another are an optionally branched alkyl radical having 1 to 5 carbon atoms and X is a hydrogen, chlorine or bromine atom, because of their insecticidal and acaricidal properties.
The abovementioned processes for the preparation of the compounds of the formula IA, however, have not been entirely satisfactory. The main problem here is the simultaneous formation of both isomers, i.e. of the (desired) isomer with the E - (= cis) configuration next to the Z isomer.
On the other hand, the production of pesticides with the lowest possible level of impurities is one of the tasks that are particularly urgent for industry.
The teaching of DOS 1 935 630 offered a solution to the problem of the preparation of only one isomer of the formula IA in that the E or the Z isomer of O- (1-carboalkoxy-1-propen-2-yl) (Thio) -phosphoric dihalide is predominantly formed. In addition, the dihalides can be distilled in a high vacuum in accordance with the teaching of the DOS mentioned and can thus be obtained as practically pure E or Z isomers.
In the further reaction with nucleophiles such as alkoxides or amines under the usual conditions, the specified configuration on the crotonic acid residue is retained.
Despite the considerable progress that DOS 1 935 630 had brought, the practice could not be satisfied with what had been achieved. The very desirable possibility of obtaining the O- (l-carboalkoxy-lpropen-2-yl) - (thio) -phosphoric acid dihalides purely as geometric isomers by high vacuum distillation has lost its topicality with increasing energy costs.
The prospects of developing a process for the preparation of compounds of the formula IA in the E configuration starting from the acetoacetic ester of the formula II, which does not require high vacuum distillation, had to appear small from the outset.
It has now been found that the compounds of the formula IB
EMI3.2
wherein R1, R3, R4 and Rs have the above meaning and R2 represents an alkoxy group, can be prepared by using a compound of formula II
EMI3.3
wherein R3, R4 and Rs have the meanings given above, or an alkali salt thereof, preferably the sodium or potassium salt, with a thionophosphoric acid halide of the formula III
EMI3.4
wherein Rl has the meanings indicated above and Y represents chlorine or bromine, with the proviso that - unless the compound of the formula II is used in the form of the alkali salt - the reaction is carried out in the presence of an acid acceptor, to the compound of the formula IV
EMI3.5
where Rl, R3, R4 and Rs and Y have the meanings described above,
and the compound of the formula IV thus obtained then with a compound of the formula Va R2, M Va, in which R2 has the above meaning and M represents a hydrogen or an alkali application, with the proviso that if M represents hydrogen, the reaction in Presence of an acid acceptor is implemented.
Analogously, it was found that compounds of the formula Ic can be obtained
EMI3.6
in which R2 is an amino group which is optionally substituted by one or two alkyl radicals (Cl-Cs) and Rl, R3, R4 and Rs have the above meanings by firstly reacting a compound of the formula IV, according to the process described above, by reacting a compound of the formula II with a compound of formula III, and the compound of formula IV thus obtained then with a compound of formula Vb -R 2 H Vb, in which R211 has the above meaning, in the presence of a
Implement acid acceptor.
The invention relates in particular to a method for
Preparation of compounds of formula IA in the cis
Form, characterized in that the compound of formula IIA in a suitable solvent with the
Compound of formula III in the presence of aqueous alkali hydroxide solution and a catalytically effective amount of a quaternary ammonium compound of the quaternary phosphonium compound to the compound of formula IVA in the cis form
EMI4.1
wherein Rl, R ', X and Y have the meanings indicated above, and advantageously without isolation of the compound of the formula IVA further with the amine of the formula VC R'c'NH2 VC, wherein Ró has the meaning indicated above, in the presence of an acid acceptor implements.
The compound of the formula IV can be worked up in the customary manner.
The following applies to the reaction according to the invention of the compound of the formula III to the compound of the formula IVA:
A suitable solvent is understood to mean practically water-immiscible organic solvents, in particular those from the group of the halogenated hydrocarbons such as o-dichlorobenzene, dichloromethane, dichloroethane, trichlorethylene, tetrachloroethane - preferably chloroform. Mixtures of organic solvents can also be used.
Aqueous alkali lye is understood to mean aqueous sodium or potassium lye, in particular 10-30% aqueous alkali lye, especially 20% alkali lye.
Quaternary ammonium compounds according to the invention are understood to mean quaternary ammonium hydroxides or quaternary ammonium salts of inorganic or organic acids, for example ammonium hydrogen sulfates, phosphates, benzene or toluenesulfonates, in particular quaternary ammonium halides, especially chlorides, bromides and iodides.
The class of the quaternary ammonium compounds can include both tetraalkylammonium compounds, with C1-C20 being suitable as alkyl residues, as quaternary benzylalkylammonium compounds, also with alkyl residues of Cl-C2o '. Examples include tetrabutylammonium hydroxide, tetrabutylammonium salts such as hydrogen sulfate, bromide, iodide, trioctylmethylammonium chloride, dodecyltriethylammonium chloride and bromide, in particular benzyltriethylammonium compounds such as benzyltriethylammonium chloride, preferably benzyltridiumammonium chloride, preferably benzyltronethylammonium chloride,
The class of the quaternary phosphonium compounds should include tetraphenylphosphonium salts, triphenylalkylphosphonium salts, the alkyl radicals C1-C20 and the anions preferably the halides, in particular the chlorides and bromides.
According to the invention, several catalysts can also be used simultaneously.
The invention particularly relates to the preparation of the compounds of the formula IA by reacting the acetoacetic ester of the formula IIA with the compound of the formula III in one of the solvents mentioned in the presence of a molar equivalent to a moderate excess of 10-20% aqueous sodium bicarbonate or Potassium hydroxide solution and in the presence of a catalytic amount of a benzyltrialkylammonium compound, preferably benzyltriethylammonium halide, in a temperature range between -10 and +25 "C, in particular between -5" and +5 "C.
A moderate excess means an excess of up to about 20% of aqueous sodium or potassium hydroxide solution.
In particular, the present invention relates to the preparation of the compound cis-O- (1-carboisopropoxy-1-propen-2-yl) -O-methyl-thionophosphoric acid chloride by reacting the isopropyl acetoacetate with an equivalent up to a 15% excess of O-methylthionophosphoric acid ester chloride in chloroform as solvent and in the presence of a molar equivalent to a 20% excess of 10-30% aqueous sodium hydroxide solution, preferably 20% sodium hydroxide solution, and in the presence of a catalytic amount of benzyltrialkylammonium halide, preferably benzyltriethylammonium chloride,
in a temperature range between - 10 and +5 "C, especially between -5" and +5 C, especially at O "C.
The compounds of the formula IVA can be prepared, for example, by adding the catalytically effective amount of quaternary to one mole of the compound of the formula III in the suitable solvent, preferably in chloroform, advantageously with cooling, for example to 0 ° C., and stirring Ammonium or phosphonium compound, preferably benzyltriethylammonium halide, is added and then 1 to 1.15 mol of the compound of the formula IIA and with vigorous stirring - advantageously within 15-45 minutes, for example within V2 hours - at 0 ° C. to 1.2 mol, for example 20 % aqueous sodium hydroxide solution is added. The stirring at 0 C is continued for a shorter period, for example 15 minutes.
The workup can be carried out in a manner known per se. If there are syrupy portions in the product after drying the chloroform phase and stripping off the solvent, this can be removed, for example, by letting the product pass through a filter aid such as the commercially available Hyflo.
The order of addition of the reaction components can be varied, but conditions under which the compound of the formula III or IVA are hydrolyzed must be avoided.
According to the invention, the compound of the formula IVA is obtained exclusively or very predominantly in the cis form (based on the crotonic acid residue) and in high purity.
The compound of formula IVA obtained according to the invention can suitably be carried out directly, i.e. without further purification, to the desired compounds - for example to the compounds of the formula IA - in accordance with the present invention. The implementation can be carried out based on the procedural features taught in DAS 20 35 103.
Emphasis should be given to the preparation of the compound O- (1-carboisopropoxy-1-propen-2-yl) -O-methyl-N-ethyl-thionophosphoric acid ester amide in a practically exclusively cis configuration on the crotonic acid residue by reaction of the isopropyl acetoacetate in chloroform as solvent and in the presence of 20 % aqueous sodium hydroxide solution and a catalytic amount of a Benzyltrialkylammoniumverbindung with O-methyl-thionophosphoric acid chloride to cis-O- (l-carboisopropoxy-l-propen-2-yl) - O-methyl-thionophosphoric acid - as described above and without isolating them Subsequent reaction with ethylamine, where appropriate an appropriate excess of ethylamine can be used as an acid acceptor. Alternatively, e.g.
a tert. Amine such as triethylamine, trimethylamine, tri-n-butylamine, dimethylaniline, diethylaniline can be used.
Distillation of the compounds of the formula IVA prepared according to the invention in the interest of obtaining a purer end product is therefore not necessary. However, the compounds can be distilled in a high vacuum without any noteworthy decomposition.
Furthermore, within the scope of the present invention, the possibility opens up of recovering the quaternary ammonium compounds used as catalysts, if appropriate by converting them to the iodides. When using benzyltriethylammonium salts such as benzyltriethylammonium chloride and halogenated hydrocarbons as the reaction medium, the benzyltriethylammonium compound is in the aqueous phase after the halogenated hydrocarbon has been separated off.
One can recover by adding an iodide, for example sodium iodide, to the aqueous phase and subsequent extraction with a halogenated hydrocarbon, preferably chloroform, for example the benzyltriethylammonium iodide.
To check the purity of the compound of formula IA or IIA obtained according to the invention, thin-layer chromatography, NMR spectroscopy and gas chromatography can be used, for example.
The smooth implementation according to the present invention must appear all the more surprising since both the compound of the formula IVA and the compound of the formula III are thionophosphoric acid halides which are normally only exposed to contact with aqueous alkali metal hydroxide for the purpose of hydrolysis.
A technically significant advantage of the method according to the invention is, for example, that the organic solvent used does not have to be anhydrous. Furthermore, according to the invention, the entire preparation of the pesticidally active end products of the formula IA is practically possible in a one-pot process.
The following production examples serve to explain the invention, but are not intended to limit the invention in any way. The temperatures are given in degrees Celsius.
Example I Cis-O- (1-carboisopropoxy-1-propen-2-yl) -O-methyl-thionophosphoric chloride
165 g (1 mol) of O-methylthionophosphoric dichloride are dissolved in 500 ml of chloroform. 57 g (0.25 mol) of benzyltriethylammonium chloride are added at 0 and the mixture is then stirred vigorously at 0 144 g (1 mol) of isopropyl acetoacetate with stirring. Subsequently, 1 mol of 20% aqueous sodium hydroxide solution is added dropwise at the same temperature within half an hour, then stirring is continued at 0 for a quarter of an hour. The chloroform phase can now be separated off and washed briefly in a shaking funnel with 0.2 l of ice-cold water (without chunks of ice).
After drying over sodium sulfate and evaporating the solvent on a rotary evaporator in vacuo, the remaining title compound is checked for purity by gas chromatography.
Gas chromatographic examination showed practically pure cis-O- (1-carboisopropoxy-l-propen-2-yl) -O-methylthionophosphoric acid chloride.
The purity test can also be carried out by thin layer chromatography on silica gel plates with mobile solvent n-hexane / acetone (4: 1), visualization by spraying with alkaline parchment solution.
The title compound can be distilled in a high vacuum.
Kp. 67 "/ 0.05 mm, n2D = 1.4926 CsHI4CLO4PS (molecular weight: 272.7)
Example 2
Cis-O- (l-carboisopropoxy-l-propen-2-yl) -O-methyl-N-ethyl-thionophosphoric acid ester amide
405 ml (10 mol) of anhydrous methanol are introduced and cooled to about -5 ". 194.8 g (1.15 mol) of thionophosphoric chloride are added all at once and the mixture is stirred for about 10 minutes at 10. It is 1.2 ice-cold water, decanted from the O-methyl-thionophosphoric acid chloride on the bottom and washed twice with 120 ml of ice-cold water. The O-methyl-thionophosphoric acid chloride thus obtained is dissolved in 500 ml of chloroform in 165 g (1 mol).
57 g (0.25 mol) of benzyltriethylammonium chloride are added at 0 "with stirring and then with vigorous stirring at 0" isopropyl acetoacetate.
Subsequently, 1 mol of 20% aqueous sodium hydroxide solution is added dropwise at the same temperature within half an hour, then stirring is continued for a quarter of an hour at 0 ".
Immediately afterwards, 129 g (2 mol) of ethylamine in the form of a 70% aqueous solution are added over a quarter of an hour at -5 ". The mixture is stirred for a further V2 hours at 0, the stirring is stopped, the chloroform phase is separated off in a separating funnel and washed once with 0.2 is water After drying over sodium sulfate, the solvent is removed on a rotary evaporator in a water jet vacuum and the residue is expediently treated at 70 for half an hour in a high vacuum (1OTorr).
The mixture is then treated with gasoline (boiling range 100-125 "). The gasoline phase which contains the title compound is evaporated on a rotary evaporator in a water jet vacuum and then kept under high vacuum for V2 hours. The title compound is obtained in at least 90% purity. It can be 87 -89 "/ 5 1OTorr can be distilled.
n2n0 = 1.495