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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von 2-Chloracetessigsäureamiden, dadurch gekennzeichnet, dass man Diketen bei Temperaturen von + 10 bis -40"C in Gegenwart von chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen als Lösungsmittel mit Hilfe von Chlorwasserstoff in das Acetessigsäurechlorid überführt, durch Einleiten von Chlor bei Temperaturen von + 10 bis -40"C das 2-Chloracetessigsäurechlorid bildet und letzteres durch Umsetzung mit Aminen der allgemeinen Formel
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worin R und R' gleich ist und H oder Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Alkoxyaryl-, Alkoxyalkyl-Gruppen, substituiert oder unsubstituiert, bedeuten, oder R H und R' Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Alkoxyaryl-, Alkoxyalkyl-Gruppen bedeuten, bei Temperaturen von + 10 bis -40 C in das entsprechende Amid überführt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkyl-, Alkoxyalkyl- bzw. Alkoxyarylamine mit 1 bis 20 C-Atomen verwendet.
3. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Chlorierung in Gegenwart von sauren Katalysatoren durchführt.
4. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Methylenchlorid verwendet.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dreistufenreaktion ohne Isolierung der Zwischenprodukte durchführt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Chloracetessigsäureamiden. 2Chloracetessig- säureamide sind wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von Pestiziden und Herbiziden. Von 2-Chloracetessigsäureanilid leitet sich z.B. das Fungizid VitavaxO der Uniroyal Inc.
ab.
Bei den bisher bekannten Herstellungsverfahren wird von den entsprechenden substituierten Acetessigsäureamiden, wie Acetessiganilid, ausgegangen, die entweder mit Chlorgas oder mit Sulfurylchlorid in Lösung oder Suspension chloriert werden. Die Chlorierung von Acetessigsäureamiden ist bekanntlich nur von geringer Selektivität. So wird die Rohausbeute an 2-Chloracetessigsäureanilid aus Acetessigsäureanilid mit 76% und einem Schmelzbereich von 122 bis 135"C (Smp. Lit.: 138"C) angegeben (US-PS 3 852 351).
Die Chlorierung mit Sulfurylchlorid ist selektiver und liefert ein reines Endprodukt mit einem Smp. von 136 bis 138"C (US-PS 3249499 und US-PS 3 393 202). Allerdings müssen die bei der Reaktion entstehenden Gase, S02 und HCI, getrennt und das S02 mit Chlor wieder in das Sulfurylchlorid übergeführt werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein einfaches, leistungsfähiges Verfahren aufzuzeigen, das es erlaubt, 2-Chlor- acetessigsäureamide in guter Ausbeute auf wirtschaftliche Weise herzustellen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass man von Diketen ausgeht, dieses bei Temperaturen von + 10 bis -40 C in Gegenwart von chloriertem aliphatischem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel mit HCI in das Acetessigsäurechlorid überführt und durch Einleiten von Chlor bei Temperaturen von + 10 bis -40"C das 2-Chloracetessigsäurechlorid bildet. Letzteres wird durch Zugabe des entsprechenden Amins in das entsprechende 2-Chloracetessigsäureamid übergeführt.
Die Chlorierung kann in Gegenwart von sauren Katalysatoren, wie Lewis-Säuren, z.B. FCh, FeCb, anorganischen Säuren, z.B. Schwefelsäure, Perchlorsäure, oder starken organischen Carbonsäuren, z.B. Essigsäure, Trifluoressigsäure, p-Toluolsulfonsäure, durchgeführt werden. Diese Säuren werden in katalytischen Mengen, zweckmässig 0,1 bis 20 Mol%, bezogen auf eingesetztes Diketen, zugesetzt.
Als Lösungsmittel werden chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff, Ethylchlorid, Dichlorethan usw., vorzugsweise Methylenchlorid, verwendet.
Zweckmässig setzt man pro Mol Diketen 200 bis 1000 g Lösungsmittel ein.
Das Molverhältnis HCl zu Diketen in der ersten Stufe kann stark variieren, zweckmässig werden pro Mol Diketen 1,1 bis 10 Mol, vorzugsweise 1,95 bis 6,5 Mol HC1, angewendet.
Für die Chlorierung mit Chlor in der zweiten Stufe werden vorzugsweise pro Mol Acetessigsäurechlorid 0,9 bis 1,1 Mol Chlor angewendet.
Zur Herstellung der gewünschten Säureamide wird das in der zweiten Stufe erhaltene 2-Chloracetessigsäurechlorid mit dem entsprechenden Amin der allgemeinen Formel HNRRS umgesetzt. Die Verbindung HNRR' kann nach Patentanspruch 1 Ammoniak, ein primäres oder ein sekundäres Amin sein.
Als primäre Amine können Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Methoxypropylamin, Anilin, 4-Cl-anilin, 4-Metho- xyanilin, Benzoylamin, Phenylethylamin usw., als sekundäre Amine Dimethyl-, Diethyl-, Methylethyl-, Dipropyl-, Butylethyl-, sek. Butylethyl-, Methylisopropyl-, Allylmethyl-, Diethylamin, N-Benzylanilin, N-Benzyl-p-(o,m)-toluidin usw. verwendet werden. Die Zugabe kann so erfolgen, dass man entweder 1 Mol des entsprechenden Amins mit 1 Mol tertiären Base, wie Triethylamin, oder gleich 2 Mole des entsprechender Amins, bezogen auf Chloracetessigsäurechlorid, zugibt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass man die drei Stufen im selben Reaktionsmedium und Reaktionsgefäss, ohne dass eines der Zwischenprodukte isoliert werden muss, durchführen kann.
Beispiel 1
Herstellung von 2-Chloracetessigsäureanilid. In einem Doppelmantelkolben von 500 ml Grösse, ausgestattet mit Pressluftrührer, Thermometer, Gaseinleitungsrohr mit Fritte, Rückflusskühler und Kryomat, wurden 50,4 g Diketen in 390 g Methylenchlorid vorgelegt und auf -30"C abgekühlt.
Nach Zugabe von 0,07 g (3 Tropfen) konzentrierter Schwefelsäure wurden in diese Lösung während 65 Minuten bei -30 bis -20 C 48,5 g Chlorwasserstoff eingeleitet. Nach einer Nachreaktionszeit von mindestens 1 Stunde wurden während 40 Minuten bei -25 bis -22 C 43,0 g Chlor eingeleitet und nach 30 Minuten der gebildete Chlorwasserstoff bei 2,66 x 103 Pa abgesaugt. Zu dieser Lösung wurden nun während 46 Minuten bei -20 bis -8 C 110,8 g Anilin, gelöst in 130,0 g Methylenchlorid, zugetropft. Die resultierende, schwer rührbare Suspension wurde auf Raumtemperatur aufwärmen gelassen und dann mit 200,0 g Wasser versetzt. Vom resultierenden Zweiphasengemisch wurde am Rotavapor die Hälfte des Methylenchlorids abdestilliert.
Das resultierende weisse Festprodukt wurde abgenutscht, 3mal mit 30-ml-Portionen Methylenchlorid gewaschen und bei 60"C im Vakuumtrockenschrank während 4 Stunden getrocknet.
Ausbeute: 100,3 g (= 79,7%, bezogen auf Diketen). Die beiden Phasen des zurückgebliebenen Filtrates wurden
getrennt und die Methylchloridphase am Rotavapor zur Trockene eingedampft. Man erhielt auf diese Weise 26,6 g eines braunen Produktes, aus welchem durch Umkristallisation aus Ethanol 6,0 g Produkt (= 4,7%, bezogen auf Diketen) gewonnen wurden. Gesamtausbeute: 106,3 g (= 84,4%, bezogen auf Diketen 2-Chloracetessigsäureanilid.
Beispiel2
Herstellung von 2-Chloracetessigsäure-4" -chloranilid.
Zu einer Lösung von, analog Beispiel 1 aus 0,3 Mol Diketen bereitetem 2-Chloracetessigsäurechlorid in 200 ml Methylenchlorid wurden während 15 Minuten bei einer Temperatur zwischen -30 und - 10 C 76,6 g 4-Chloranilin (0,6 Mol), gelöst in 200 ml Methylenchlorid, zugetropft. Nach 2 Stunden, nachdem sich die Temperatur auf + 10 C eingestellt hatte, wurden 200 ml Wasser zugegeben und die resultierende Methylenchloridphase am Rotavapor auf zwei Drittel des Volumens eingeengt. Das anfallende leicht gräuliche Produkt wurde abfiltriert und getrocknet und ergab eine Rohausbeute von 63,3 g (= 84,4%, bezogen auf Diketen).
Beispiel 3
Herstellung von 2-Chloracetessigsäure-4' -methoxyanilid.
Zu einer Lösung von, analog Beispiel 1 aus 0,3 Mol Diketen bereitetem 2-Chloracetessigsäurechlorid in 200 ml Methylenchlorid wurden während 15 Minuten bei einer Temperatur zwischen -30 bis - 10"C 73,9 g 4-Methoxyanilin (0,6 Mol), gelöst in 200 ml Methylenchlorid, zugetropft und wie in Beispiel 2 beschrieben weitergearbeitet.
Als Ausbeute wurden 58,5 g eines leicht bräunlichen Produktes (=80,7% Ausbeute, bezogen auf Diketen) erhalten.
Beispiel 4
Herstellung von 2-Chloracetessigsäurebenzylamid.
Analog den Beispielen 2 und 3 wurden 64,3 g Benzylamin (0,6 Mol) umgesetzt und 65,5 g eines weissen Produktes (=96,7% Ausbeute, bezogen auf Diketen) erhalten.
Beispiel 5
Herstellung von 2-Chloracetessigsäure-2' -phenylethyl- amid. Analog den Beispielen 2 und 3 wurden 72,7 g 2-Phenylethylamin (0,6 Mol) umgesetzt und 63,0 g leicht gelbliche Kristalle erhalten (=87,6 g Ausbeute, bezogen auf Diketen).
Beispiel 6
Herstellung von 2-Chloracetessigsäureisopropylamid.
Analog den Beispielen 2 und 3 wurden 35,5 g Isopropylamin (0,6 Mol) umgesetzt und 47,3 g leicht bräunliche Kristalle erhalten (=88,8% Ausbeute, bezogen auf Diketen).
Beispiel 7
Herstellung von 2-Chloracetessigsäure-tert. butylamid.
Analog den Beispielen 2 und 3 wurden 43,9 g tertiäres Butylamin (0,6 Mol) umgesetzt und 51,3 gleicht bräunliche Kristalle erhalten (=89,2% Ausbeute, bezogen auf Diketen).
Beispiel 8
Herstellung von 2-Chloracetessigsäure-3 -methoxypropylamid. Analog den Beispielen 2 und 3 wurden 53,5 g 3 Methoxypropylamin (0,6 Mol) umgesetzt und 57,8 g einer leicht bräunlichen, leicht beweglichen Flüssigkeit, die durch Destillation gereinigt wurde, erhalten (=92,8% Ausbeute, bezogen auf Diketen).
Beispiel 9
Herstellung von 2-Chloracetessigsäuredimethylamid.
Analog den Beispielen 2 und 3 wurden 27,05 g Dimethylamin (0,6 Mol) umgesetzt und 41,2 g einer leicht beweglichen, durch Destillation gereinigten Flüssigkeit erhalten (=83,9% Ausbeute, bezogen auf Diketen).
Beispiel 10
Herstellung von 2-Chloracetessigsäuremonomethylamid.
Analog den Beispielen 2 und 3 wurde aus 0,6 Mol Diketen 2-Chloracetessigsäurechlorid in 400 ml Methylenchlorid hergestellt und mit 37,3 g Methylamin (1,2 Mol) umgesetzt und 75,1 g eines durch Umkristallisation aus Wasser gereinigten Produktes erhalten (=83,6% Ausbeute, bezogen auf Diketen).
Beispiel 11
Herstellung von 2-Chloracetessigsäureamid. Analog den Beispielen 2 und 3 wurden aus 0,6 Mol Diketen 2-Chloracetessigsäurechlorid hergestellt und mit 20,5 g Ammoniak (1,2 Mol) umgesetzt und so 49,1 g eines durch Umkristallisation aus Diisopropylether gereinigten Produktes erhalten (=60,4% Ausbeute, bezogen auf Diketen).
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PATENT CLAIMS
1. A process for the preparation of 2-chloroacetoacetic acid amides, characterized in that diketene at temperatures from + 10 to -40 "C in the presence of chlorinated aliphatic hydrocarbons as a solvent with the aid of hydrogen chloride in the acetoacetic acid chloride by introducing chlorine at temperatures of + 10 to -40 "C forms the 2-chloroacetoacetic acid chloride and the latter by reaction with amines of the general formula
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wherein R and R 'are the same and are H or alkyl, aryl, alkylaryl, alkoxyaryl, alkoxyalkyl groups, substituted or unsubstituted, or RH and R' are alkyl, aryl, alkylaryl, alkoxyaryl, alkoxyalkyl -Groups mean, converted at temperatures of + 10 to -40 C in the corresponding amide.
2. The method according to claim 1, characterized in that one uses alkyl, alkoxyalkyl or alkoxyarylamines having 1 to 20 carbon atoms.
3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the chlorination is carried out in the presence of acidic catalysts.
4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that methylene chloride is used as the solvent.
5. The method according to claim 1, characterized in that one carries out the three-stage reaction without isolation of the intermediates.
The present invention relates to a process for the preparation of 2-chloroacetoacetic acid amides. 2 Chloroacetoacetic acid amides are important intermediates for the production of pesticides and herbicides. For example, 2-chloroacetoacetic anilide is derived from the fungicide VitavaxO from Uniroyal Inc.
from.
The previously known production processes are based on the corresponding substituted acetoacetic acid amides, such as acetoacetanilide, which are chlorinated either with chlorine gas or with sulfuryl chloride in solution or suspension. The chlorination of acetoacetic amides is known to be of low selectivity. The crude yield of 2-chloroacetoacetic anilide from acetoacetic anilide with 76% and a melting range from 122 to 135 "C. (mp. Lit .: 138" C.) is given (US Pat. No. 3,852,351).
Chlorination with sulfuryl chloride is more selective and provides a pure end product with a melting point of 136 to 138 "C. (US Pat. No. 3,249,499 and US Pat. No. 3,393,202). However, the gases produced in the reaction, S02 and HCl, must be separated and the S02 can be converted back to the sulfuryl chloride with chlorine.
The aim of the present invention is to show a simple, efficient process which allows 2-chloroacetoacetic acid amides to be produced in good yield in an economical manner.
According to the invention, this is achieved by starting from diketene, converting it at temperatures from + 10 to -40 C in the presence of chlorinated aliphatic hydrocarbon as solvent with HCl into the acetoacetic acid chloride and by introducing chlorine at temperatures from + 10 to -40 " C forms the 2-chloroacetoacetic acid chloride, which is converted into the corresponding 2-chloroacetoacetic acid amide by adding the appropriate amine.
The chlorination can be carried out in the presence of acidic catalysts such as Lewis acids, e.g. FCh, FeCb, inorganic acids, e.g. Sulfuric acid, perchloric acid, or strong organic carboxylic acids, e.g. Acetic acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, are carried out. These acids are added in catalytic amounts, advantageously 0.1 to 20 mol%, based on the diketene used.
Chlorinated aliphatic hydrocarbons such as carbon tetrachloride, ethyl chloride, dichloroethane etc., preferably methylene chloride, are used as solvents.
Appropriately, 200 to 1000 g of solvent are used per mole of diketene.
The molar ratio of HCl to diketene in the first stage can vary widely; 1.1 to 10 mol, preferably 1.95 to 6.5 mol, of HC1 are expediently used per mol of diketene.
For chlorination with chlorine in the second stage, 0.9 to 1.1 moles of chlorine are preferably used per mole of acetoacetic acid chloride.
To produce the desired acid amides, the 2-chloroacetoacetic acid chloride obtained in the second stage is reacted with the corresponding amine of the general formula HNRRS. The compound HNRR 'can be ammonia, a primary or a secondary amine.
Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, methoxypropylamine, aniline, 4-Cl-aniline, 4-methoxyaniline, benzoylamine, phenylethylamine, etc. can be used as primary amines, and dimethyl, diethyl, methylethyl, Dipropyl, butylethyl, sec. Butylethyl, methyl isopropyl, allylmethyl, diethylamine, N-benzylaniline, N-benzyl-p- (o, m) -toluidine, etc. can be used. The addition can be carried out by adding either 1 mol of the corresponding amine with 1 mol of tertiary base, such as triethylamine, or 2 moles of the corresponding amine, based on chloroacetoacetic acid chloride.
A particularly preferred embodiment of the invention consists in that the three stages can be carried out in the same reaction medium and reaction vessel without having to isolate one of the intermediates.
example 1
Preparation of 2-chloroacetoacetic anilide. 50.4 g of diketene in 390 g of methylene chloride were placed in a double-jacketed flask of 500 ml size, equipped with a compressed air stirrer, thermometer, gas inlet tube with frit, reflux condenser and Kryomat and cooled to -30 "C.
After adding 0.07 g (3 drops) of concentrated sulfuric acid, 48.5 g of hydrogen chloride were passed into this solution at -30 to -20 ° C. for 65 minutes. After a reaction time of at least 1 hour, 43.0 g of chlorine were passed in at -25 to -22 C for 40 minutes and the hydrogen chloride formed was suctioned off at 2.66 × 103 Pa after 30 minutes. 110.8 g of aniline, dissolved in 130.0 g of methylene chloride, were then added dropwise to this solution over the course of 46 minutes at -20 to -8 ° C. The resulting difficult-to-stir suspension was allowed to warm to room temperature and then treated with 200.0 g of water. Half of the methylene chloride was distilled off from the resulting two-phase mixture on a Rotavapor.
The resulting white solid product was filtered off with suction, washed 3 times with 30 ml portions of methylene chloride and dried at 60 ° C. in a vacuum drying cabinet for 4 hours.
Yield: 100.3 g (= 79.7%, based on diketene). The two phases of the remaining filtrate were
separated and the methyl chloride phase evaporated to dryness on a Rotavapor. In this way, 26.6 g of a brown product were obtained, from which 6.0 g of product (= 4.7%, based on diketene) were obtained by recrystallization from ethanol. Total yield: 106.3 g (= 84.4%, based on diketene 2-chloroacetoacetic anilide.
Example2
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid-4 "chloroanilide.
76.6 g of 4-chloroaniline (0.6 mol) were added to a solution of 2-chloroacetoacetic acid chloride prepared in 0.3 ml of diketene analogously to Example 1 in 200 ml of methylene chloride at a temperature between -30 and -10 ° C. for 15 minutes. dissolved in 200 ml of methylene chloride, added dropwise. After 2 hours, after the temperature had set to + 10 C, 200 ml of water were added and the resulting methylene chloride phase was concentrated on a Rotavapor to two thirds of the volume. The resulting slightly grayish product was filtered off and dried and gave a crude yield of 63.3 g (= 84.4%, based on diketene).
Example 3
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid 4'-methoxyanilide.
73.9 g of 4-methoxyaniline (0.6 mol) were added to a solution of 2-chloroacetoacetic acid chloride prepared in 0.3 ml of diketene analogously to Example 1 in 200 ml of methylene chloride at a temperature between -30 to -10 ° C. for 15 minutes. , dissolved in 200 ml of methylene chloride, added dropwise and continued as described in Example 2.
58.5 g of a slightly brownish product (= 80.7% yield, based on diketene) were obtained as a yield.
Example 4
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid benzylamide.
Analogously to Examples 2 and 3, 64.3 g of benzylamine (0.6 mol) were reacted and 65.5 g of a white product (= 96.7% yield, based on diketene) were obtained.
Example 5
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid-2'-phenylethyl amide. Analogously to Examples 2 and 3, 72.7 g of 2-phenylethylamine (0.6 mol) were reacted and 63.0 g of slightly yellowish crystals were obtained (= 87.6 g yield, based on diketene).
Example 6
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid isopropylamide.
Analogously to Examples 2 and 3, 35.5 g of isopropylamine (0.6 mol) were reacted and 47.3 g of slightly brownish crystals were obtained (= 88.8% yield, based on diketene).
Example 7
Production of 2-chloroacetoacetic acid tert. butylamide.
Analogously to Examples 2 and 3, 43.9 g of tertiary butylamine (0.6 mol) were reacted and 51.3 equals brownish crystals obtained (= 89.2% yield, based on diketene).
Example 8
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid-3-methoxypropylamide. Analogously to Examples 2 and 3, 53.5 g of 3 methoxypropylamine (0.6 mol) were reacted and 57.8 g of a slightly brownish, easily mobile liquid which was purified by distillation were obtained (= 92.8% yield, based on Diketene).
Example 9
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid dimethylamide.
Analogously to Examples 2 and 3, 27.05 g of dimethylamine (0.6 mol) were reacted and 41.2 g of an easily mobile liquid purified by distillation were obtained (= 83.9% yield, based on diketene).
Example 10
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid monomethylamide.
Analogously to Examples 2 and 3, 2-chloroacetoacetic acid chloride was prepared from 0.6 mol of diketene in 400 ml of methylene chloride and reacted with 37.3 g of methylamine (1.2 mol) and 75.1 g of a product purified by recrystallization from water were obtained (= 83.6% yield, based on diketene).
Example 11
Preparation of 2-chloroacetoacetic acid amide. Analogously to Examples 2 and 3, 2-chloroacetoacetic acid chloride was prepared from 0.6 mol of diketene and reacted with 20.5 g of ammonia (1.2 mol) to give 49.1 g of a product purified by recrystallization from diisopropyl ether (= 60.4 % Yield, based on diketene).