DD202150A5 - Neues verfahren zur herstellung von oxadiazolin-derivaten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oxadiazolidin-Derivaten fuer die Anwendung beispielsweise als Herbizid. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens, mit dem gute Ausbeuten in hoher Reinheit erhalten werden. Erfindungsgemaess werden Oxadiazolidin-Derivate der allgemeinen Formel I hergestellt, - worin R hoch 1 und R hoch 2 eine - (erwuenschtenfalls durch ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierte) - aromatische oder heteroaromatische, vorteilhaft Phenylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, die verzweigt, ungesaettigt oder auch ringfoermig sein kann - wobei das (erwuenschtenfalls durch die Reduktion der entsprechenden Nitroverbindungen erhaltene) Hydroxylaminderivat mit dem Isocyanatderivat und dem Chlorameisen-saeure-ester umgesetzt wird.
Description
Berlin^ den 9*5*1983 AP C 09 B/237 117/2 60 335/11
Verfahren zur Herstellung von Oxadiazolidin-Derivaten
Anwendüngsge b let der, _ Erf indang
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 1 jl2j4~0xadia2olidlti-'aeriva'uens Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen werden angewandt als Wirkstoff' In. agrochemischen Präparaten und als Färbintermediäreο
£hrarakteriatik der bekannten technischen Lösungen
Ea ist· bekannt, daß bestimmte 1?2,4-0xadiazolidine als Wirkstoff von agrochemischen Präparaten und als Parbintermediäre eingesetzt v/erden können (DE-OS Ur. 1 542 und 1 695 592S HU-PS Kr« 156 432 und 156 669)»
Bei den aufgeführten Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Oxadiazolidin-derivaten werden Phenyl-» oder Alkylhydroxy!amine als Ausgangsstoff verwendet, die mit Isocyanaten oder Ghlor-ameisensäure-ester zu U-Hydroxyurethanen bzw» U~Hydroxy~harnstoffen umgesetzt werden, dann in einem alkalischen Medium mit Isocyanaten bzw«, Ghlor-ameisensäure-ester weiter zur Reaktion gebracht werden und erneut in alkalischem Medium ein intermediäres Additionsderivat bilden,, das zum Ringschluß befähigt ist (Archiv der Pharmazie 294, 764 (I96I), 2%s 420 (1963), 298, 580 (1965)S HU-PS Ir. 156 669 und 156 432 usw.).
Bei diesen Verfahren wird ze B* Phenyl-hydroxylatnin in Gegenwart von Äther, Benzol oder Dioxan mit Alkali-iso~
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cyanat umgesetzt, dann wird das erhaltene N-Hydroxy!-harnstoff-derivat isoliert, in wäßrigem alkalischem Medium zu Alkalisalz umgewandelt und dieses mit ChIor-ame isensäureester umgesetzt» Die Verfahren sind schwerfällig, die Verwendung von Äther und Benzol in industriellen 'Ausmaßen ist nicht günstig und gefährlich, die Ausbeute ist nicht zufriedenstellend« Ein ähnliches Verfahren wird von der DE-OS Nr8 1 695 592 vorgestellt v/o der. erste Schritt der Reaktion in Gegenwart von Tetrahydrofuran oder Dioxan in einer 24stündigen Reaktion durchgeführt wird, dann das Lösungsmittel in vacuo abgetrieben, der Rückstand umkristallisiert wird, schließlich wird das Alkalisalz des erhaltenen Harnstoffderivats in wäßrigem Äthanol gebildet und mit Chlor-ameisensäure-alkylester umgesetzt. Wegen der Bildung von Nebenprodukten muß das erhaltene Produkt umkristallisiert werden, die Ausbeute und die Qualität sind nicht zufriedenstellende
Oxadiazolidin-Derivate wurden auch durch die Reaktion des Phenyl-hydroxylamin-derivate und ron N-Methy!-chlorcarbonyl-urethan hergestellt (DE-OS Nr8 1 670 299), aber der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Herstellung von Chlor-carbonyl-urethan aus Phosgen große Sorgfalt und eine kostspielige Einrichtung erfordert*
Die als Ausgangsstoff dienenden Hydroxyl-amin~ä.erivate können z» B* durch die Reduktion von entsprechenden Nitroverbindungen hergestellt werden (DE-OS Nr9 1 951 880 j J. A. Gh« S8 £1 (1919) 279)). Da jedoch leicht Nebenprodukte entstehen (Nitrosobenzols p-Aminophenol, Phenylteydroxylamin, Anilin, Azoxybenzol, Azobenzole Hydrazobenzol usw.). ist sowohl die Isolierung von Phenyl»hydroxy!aminen
L ό Γ \ \ I *- -3- 9*5*
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schwer, als auch die Selektivität der Reduktion ein Problem.« Deshalb wurde empfohlen, mit Hilfe von speziellen Silber« amalgamelektrode*! and eines Diaphragmas eine elektrochemische Reduktion durchzuführen, dann das erhaltene Ph.enyl-hydroxylam.in direkt ohne Isolierung mit dem in der DE-OS Nr6 1 670 299 dargestellten H-Carbo-metlioxycarbaminsäure-chlorid umzusetzen,, So wurden mit einer Reaktionszeit von insgesamt.24 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre arbeitend die 1,2s4~0xadiazolidindion~derivate hergestellte Die Autoren legen dars daß die Stickstoffatmosphäre zur Verhinderung der Bildung von Nebenprodukten notwendig ist (DE-OS Nr, 2 262 851). Dieses Verfahren ist schwerfällig und kostenaufwendig«
ZieI der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens zur Herstellung von Qxadiazolidin-Derivateny mit dem im industriellen Maßstab die gewünschten Verbindungen, gegebenenfalls auch in kontinuierlichem Betriebs mit guter Ausbeute hergestellt v/erden können«,
der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von N-Hydroxy!-harnstoff, eine neue Verfahrenstechnologie aufzufinden, wobei die Isolierung der Internediären umgangen werden, von denen einige gesundheitsschädliche, Blasen und Allergrien verursachende Stoffe sind»
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen, halbkontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellung von Oxadiazolidin-derivaten der allgemeinen Formel I
R1 - ff - 0
I I
O=C C=O
1 2
R und R - (erwünschtenfalls eine durch ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen substituierte)· aromatische oder heteroaromatische, vorteilhaft Phenylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeuten, die verzweigt, ungesättigt oder auch ringförmig sein kanns
wobei das - (erwünschtenfalIs durch die Reduktion der entsprechenden Slitroverbindungen erhaltene) - Hydroxylarain-derivat mit dem Isocyanatderivat und Chlor-ameisensäure-ester auf solche Weise umgesetzt wird, daß ein Hydroxy-amin-derivat der allgemeinen Formel II
R1 - HH - OH
worin R. wie oben definiert ist?
in der Gegenwart eines sich mit Wasser vermischenden
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Lösungsmittels mit einem Isοcyanatderivat der allgemeinen Formel III
R2 - CNO
worin R wie in der allgemeinen Formel I definiert ist, umgesetzt wird, wobei g2sichert werden soll, daß die Reaktion einen pH-Wert von 4-7,5 hat, dann wird dem Reaktionsgemisch« das das dabei entstandene, freie Harnstoffderivat der allgemeinen Formel IY
R1 . - I- OH CO
1 2
worin R und R wie oben definiert sind, sowie den dabei oder bei einem vorangegangenen Schritt zugesetzten Chlor-ameisensäure-alkyl-ester enthält, dessen Alkylgruppe 1-4 Kohlenstoffatome aufweist, die wäßrige Lösung einer Base in solchem Tempo zugesetzt, daß die Reaktion des Reaktionsgemisches den pH-Wert von 8 nicht überschreitet, dann wird der Ringschluß des dabei entstehenden, substituierten Harnstoffderivate der allgemeinen Formel Y
R1 -N-O-O = O-CO
NH
5 P
7 2 ~β~ 9.5.1983
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1 2 worin R und R wie oben definiert sind und
3 R für eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen steht,
durch das Einstellen des pH-Wertes der Reaktion des Gemisches auf 9-1O55 durchgeführte
Da in den allgemeinen Formelπ die Substituenten, die für mehrere chemische Gruppen stehen^ immer auf dieselbe Weise gekennzeichnet wurden5 wird ihre Bedeutung des weiteren nicht wiederholte
Eine Grundlage dieser Erfindung bildet die ErkenntniSj daß eine Schlüsselverbindung der Synthesereihe der N-Hydroxyl-harnstoff der allgemeinen Formel IV ist. Diese Verbindung wurde in früheren Verfahren in freier Form iso~ liertj eventuell gereinigt, dann wurde das Alkalisalz der Verbindung hergestellt im allgemeinen in wäßrigem äthanolhalt igem Medium, und das Salz wurde mit Chlor~hohlensäure-alkylester umgesetzte Es wurde festgestellt, daß bei der Bildung von Alkalisalz Spaltprodukte entstehen? in alkalischem Medium werden Azoverbindungen, Azoxyverbindungen gebildet, die sehr unangenehme? gesundheitsschädliche, allergieverursachende Stoffe sind©
Erfindungsgemäß wird dem Hydroxy-amin der Formel II in der Gegenwart eines wasserlöslichen Lösungsmittels^ vorteilhaft Isopropanol, unter Beibehaltung des pH-Wertes der Reaktion bei 4-7,5 - vorteilhaft pH - 5-5?5 - das Alkyl-isocyanat zugesetzte
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Beim nächsten Schritt wird die Addition des Chlor™ ameisensäure-alkylesters durchgeführto Um den Chlorkohlensäure-ester-Reaktionsschritt durchführen zu können^ ist eine bestimmte Menge alkalischer Stoff notwendige Dieser Stoff wird jedoch im Gegensatz zu den früheren Verfahren nicht vor dem Zusetzen γοη Chlorkohlensäure- -ester dem System zugesetzt $ das Salz des Harnstoffes der allgemeinen Formel IV wird also nicht gebildet«, Statt dessen wird die Verbindung der allgemeinen Formel IV durch das Halten des pH-Wortes in einem entsprechenden sauren Bereich so hergestellt $ daß gleichzeitig mit dem Isocyanat mineralische Säure (Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure) zugesetzt wird» Bei kontinuierlicher Arbeitsweise ist das Verfahren sehr vorteil-» haftj bei dem gleichzeitig mit dem Isocyanat (oder sogar davor) der für den späteren Reaktionsschritt notwendige Chlorkohlensäure-alkylester - oder ein Teil davon - als pH-Regulator zugesetzt wirde
Die Rolle des Chlorameisensäureesters kann also einerseits die Sicherung des entsprechenden sauren Mediums bei der Carbamoylisierung sein. Im nächsten Schritt ~ wo er als Reaktant fungiert - beginnt die Reaktion nur auf die Wirkung der Bases die infolge der gleichmäßigen Zuführung der Base wie gewünscht selektiv und schonend erfolgt«, So geht der N-Hydroxy-harnstoff der allgemeinen Formel IV in freier. Form in das Derivat
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der allgemeinen Formel V über, ohne daß inzwischen der Harnstoff der allgemeinen Formel IY isoliert werden müßte and ohne daß infolge der Digestion im alkalischen Medium liebenreaktionen auftreten und sich gesundheitsschädliche Stoffe bilden würden«
Die ganze Menge des Chlorkohlensäure-esters gelangt also nach dem Zusetzen von Isocyanat in das System, und nur dem so erhaltenen Reaktionsgemisch wird wäßriger, alkalischer Stoffj vorteilhaft wäßriges Alkali-hydroxid oder Alkali-carbonat, ζβ Ββ Natriumhydroxids Natriumcarbonat^ Kaliumhydroxid oder Kaliumcarbonat zugesetzt«
Nach einer Variante dieses Verfahrens kann auch die Herstellung des al-s Ausgangsstoff verwendeten Hydroxyl- -amins der Formel II vor die Synthesereihe eingefügt werden β Dabei wird das Hydroxyl-ainin-derivat vorteilhaft in der Gegenwart eines Palladiumkatalysators - dessen Träger eine Nitroverbindung der allgemeinen Formel VI ist -
R1 - NO2 durch die Reduktion mit Hydrazinhydrat hergestellte
Als Träger können Knochenkohles Bimsstein oder Silica« gel angewendet werden» Es ist vorteilhaft, wenn die Reduktion in der Gegenwart von Alkanol mit 1-4 Kohlenstoffatomenj zweckmäßig Isopropanol, durchgeführt wird« Wenn in der Gegenwart von Isopropanol reduziert
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wird, kann die Synthesereihe durchgehend in einem einzigen Lösungsmittel durchgeführt werden« nur durch das zugesetzte Wasser wird das Reaktionsgemisch verdünnt«
Der Katalysator wird vor den folgenden Reaktionsschritten durch Abscheidung, Filtrieren.oder auf andere Weise aus dem Reaktionsgemisch entfernt« Wird abgeschieden^ so ist es zweckmäßig^ vorteilhaft einen Silicagel» oder BjLmssteinkatalysator anzuwenden., Das ermöglicht, daß das Verfahren erwünschtenfalls in einem einzigen Apparat diskontinuierlich, in zwei Apparaten halbkontinuierlich oder kontinuierlichj in einem Kaskadensysteoi durchgeführt wird*
Erfindungsgemäß kann die Synthesereihe - ausgehend von dem Hydroxyl-amin-derivat oder der Nitroverbindung - vollkommen kontinuierlich wie folgt durchgeführt werden?
Pur das-kontinuierliche Verfahren wird als Lösungsmittel zweckmäßig Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen^ vorteilhaft Isopropanolj, eingesetzte Der Prozeß kann in einem Kaskadensystem durchgeführt werdent in dem eine Einheit erwünscht enf alls aus mehreren Reaktoren bestehen kann«, Die Einrichtung wird skizzenhaft in der beigelegten Figur dargestellt, in der die einzelnen Reaktoren mit den Bezugszwischen 1 bis 7 versehen sind* Die Reduktion wird in der ersten Einheit 1j 2; 3 des Systems«, das Umsetzen mit Iso- cyanat in der nächsten Einheit9 dem Reaktor 4 des Systems^ die Addition von Chlor-araeisensäure-ester in der nächsten Einheit des Systems, dem Reaktor 5, der Ringschluß in der nächsten Einheit 9 dem Reaktor 6 und das Kristallisieren in der letzten Einheit, der Reaktor 75 durchgeführt* In den Reaktor 1 der ersten Einheit werden laufend Hydrazin-
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hydratj Katalysator und Nitroverbindung aus den Zufuhreinrichtung en 11 j 12 zugeführte In den Reaktor 4 der nächsten Einheit werden Isocyanat und erwünschtenfalls pH-Regulator aus den Zufuhreinrichtungen 41; 42 gespeist« Wird Ghlorameisensäure-ester als pH-Regulator eingesetzt, so wird ein Teil des Chlorameisensäure-esters oder auch das Ganse in diesem Reaktor geführt«, Der größte Teil des Chlorameisensäure-esters kann in den nächsten Reaktor 5 aus der Zufuhreinrichtung 42 gespeist werden* Hier wird die Addition der Chlorameisensäure durchgeführt5 wobei die für die Addition notwendige wäßrige Lauge aus der Zufuhreinrichtung 52 zugesetzt wirde In dem nächsten Reaktor 6 erfolgt unter Zugabe weiterer wäßriger Lauge aus der Zuführeinrichtung 52 der Ringschlußj dann in desselben oder dem nächsten Reaktor 7 die Uachreaktion des Reaktionsgemisches bzw9 im Reaktor 7 oder dem drauffolgenden Reaktor die Kristallisierung« Zwischen den einzelnen Reaktoren wird das Reaktionsgemisch durch Saugen oder Druck ständig weiterbefördertβ Erwünschtenfalls kann zur Filtration des Katalysators nach der Reduktionseinheit 1; 2; 3 ein Filter eingebaut werden^ Wird die Abscheidungstechnologie angewendets so kann die Reduktionseinheit 1j 2} 3 auch aus mehreren Reaktionsgefäßen bestehen, in denen das Abscheiden erfolgt« Nach der letzten Einheit vd.rd das herauskristallisierte Produkt filtrierte In den einzelnen Reaktoren wird je nach Wunsch für das entsprechende Rühren gesorgt«
Dieses Verfahren kann halbkontinuierlich bzw« diskontinuierlich (in einem Reaktor) wie folgt durchgeführt werden:.
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Wenn von einer if itroverbindung ausgegangen wird, ist es zweckmäßig, die Reaktion in zwei Reaktoreinheiten durch«« zuführen* Geht man von Hydroxyl-amin aus, so erfolgt die Reaktionsreihe in einem einzigen Reaktor« Die Reduktion wird in dem ersten Rührreaktor durchgeführt« Der Trägerkatalysator wird zu Beginn in den Reaktor gegeben*, Die Nitro verbindung und das Hydrazin-hydrat v/erden der sich mit Wasser vermischenden, lösungsmittelhaltigen Lösung parallel zugesetzt- Nach Beendigung der Reduktion erfolgt das Sedimentierens und das Gemisch wird in den zweiten Reaktor gesaugto In den zweiten Reaktor werden Isocyanat, dann Ghlorameisensäure-ester gespeist und schließlich Alkali-hydroxid oder Alkali-carbonatj nach Beendigung der Reaktion erfolgt hier das Kristallisieren, wobei auf das im ersten Reaktor zurückgebliebene Katalysatorbett die für die Reduzierung der nächsten Charge notwendige Nitroverbindung und das Fydrazin-hydrat geleitet werden«
Die mit der Reduktion kombinierte Reaktionsreihe kann auch in einem einzigen Reaktor durchgeführt werden, wenn der Katalysator in einem Filtergefäß in das Reduktionsgemisch getaucht wird und im Laufe der weiteren Reaktionen der Katalysator aus dem System gehoben wirde In diesem Pa-Il muß für besonders intensives Rühren gesorgt werdenο
Der Reinheitsgrad der mit diesem Verfahren herstellbaren Produkte ist besonders hoch« Ohne jeden weiteren Reinigungsvorgang (Umkristallisieren, Umschlagen, Chromatographie) können sie direkt als Wirkstoff für die Formulierung zum Herbizid eingesetzt werden©
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Ausführimgsbe ispiel
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von Beispielen ausführlicher veranschaulicht»
In einen Rührduplikator mit einem Passungsvermögen von 150 1 werden 50 1 Isopropanol eingewogen, das 7,8 kg 3,4-Dichlor-phenyl-hydroxyl-amin enthält« Die Reaktion des Reaktionsgemisch.es wird kontrolliert und -falls not» wendig - wird der pH-Wert mit Salzsäure oder Chlor-ameisensäure-methylester auf 455 bis 6 eingestellt. Zu dem auf 0 0C abgekühlten Gemisch werden 3 kg (3,3 1) Methyl-isocyanat gegossens dann wird das Gemisch 30 Minuten lang gerührte Zu der isopropanolhaltigen Lösung des entstandenen Hydroxyl-harnstoffes werden 5»55 kg (4,5 1 ) Chlor-ameisen säure-methylester gegossen, schließlich wird unter Rühren und Kühlen die 5%ige wäßrige Lösung (75 kg) von Natriumhydroxid dem Gemisch innerhalb von 2 Stunden zugesetzt^ Die Kühlung wird so geregelt, daß die Temperatur 10 C nicht übersteigt« Das Reaktionsgemisch wird auf 0 C gekühlt, in einer Zentrifuge filtriert« Das Produkt beträgt 10,7 kg 2-(3j4~Dichlorphenyl)-4-methyl-1,2s4-oxadiazolidin~
Die theoretische Skizze für die Durchführung dieses Verfahrens mit kontinuierlichem Betrieb ist in der Figur zu findene
Folgende Apparaturen werden verwändet:
/11/ / -"'3- 9,5*1983 /si/ 4L.
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1 Reaktor. V„: 450 ml
Xl
11 heizbare Zuführeinrichtung mit einem" Rührwerk und einem Fassungsvermögen von 5
12 Zuführeinrichtung mit einem Fassungsvermögen von 2 1
2 Reaktor, Vg: 450 ml
3 Reaktor, Vg: 450 ml (Absetzer)
4 Reaktors YH: 450 ml
41 Zuführeinrichtung mit einem Fassungsvermögen von 2
42 Zuführeinrichtung mit einem Fassungsvermögen von 2
5 Reaktor, Vg: 900 ml
51 Zuführeinrichtung mit einem Fassungsvermögen von 5
6 Reaktor, VH: 900 ml
7 Reaktor^ VH: 900 ml
Die Reaktoren 1; 2; 3j 4; 5j 6; 7 sind in ein Kaskadensystem ge schalt et j das über T'eflonrührer und Kühlmantel verfügt«» Der Reaktor 3 der ersten Einheit wird als Absetzer aufgestellte
Die Zuführeinrichtung 11 wird mit 180 g/l 3S4-Dichlornitrobenzol und auf 10 g/l Silicagelträger aufgebrachten Palladiumkatalysator enthaltendem Isopropanol gefüllt« Das homogene Gemisch wird kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 250 ml/h dem Reaktor 1 der Reduktionse inhe it ζ uge fuhrt o
Die nächste Zuführeinrichtung 12 wird mit 2.60 g/l Hydrazin-· hydrat enthaltendem 'Isopropanol gefüllt, das dem Reaktor der Reduktionseinheit kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/h augeführt wird«
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Betrieb der Kaskadenreihe: in den Reaktor 1 gelangen parallel das zu reduzierende Isopropanol, das 3,4-Dichlor~ nitro-benzol und Katalysator enthälts von der Zuführeinrichtung 11 mit einer Geschwindigkeit von 250 ml/h und die isopropanolhaltige Lösung von Hydrazinhydrat von der Zuführeinrichtung 12 mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/h«, Die Kühlung des Reaktors 1 wird so geregelt, daß die Temperatur zwischen 10 und 15 0G liegt. Nach dem Auffüllen von Reaktor 1 gelangt das Reaktionsgemisch in den Reaktor 2$ wo die Reduktion unter Rühren und Kühlen erfolgt, schließlich wird der Katalysator in dem als Absetzer fungierenden Reaktor 3 von der isopropanolhaltigen Lösung von Hydroxylamin getrennt, die mit einer Geschwindigkeit von 300 ml/h in den harnstoffbildenden Reaktor 4 strömte Der sich absetzende Katalysator wird am unteren Abflußstutzen des Reaktors 3 entfernt« Alle 2 Stunden wird 20 g Katalysator enthaltende Suspension abgelassene
Dem in Reaktor 4 gelangenden Reaktionsgemisch werden aus dem Zuführgefäß 41 mit einer Geschwindigkeit ron. 16 ml/h Methylisocyanat, aus dem Zuführgefäß 42 mit einer Geschwindigkeit von 28 ml/h Chlorameisensäure-methylester zugeführt. Inzwischen wird die Kühlung des Reaktors 4 so geregelt, daß die Temperatur 10 0G nicht überschreitet« Unter Rühren und Kühlen wird dem in Reaktor 5 gelangenden Reaktionsgemisch aus der Zuführeinrichtung 51 mit einer Geschwindigkeit von 300 ml/h die 5%ige wäßrige Lösung von Natriumhydroxid ao zugesetzt, daß der pH-Wert des Reaktionsgemisches 755 nicht überschreitet. Dem in Reaktor 6 ankommenden Reaktionsprodukt wird mit einer Geschwindigkeit von 75 ml/h die 5^ige wäßrige Lösung von Natrium«
£ 3 / I ! / L· -15- 9.5.1983
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hydroxid zugesetzt, wobei der pH-Wert des Reaktionsgemisches auf 10 bis 10,5 eingestellt wird, Id. Reaktor 7 wird das Reaktionsgemisch auf 0 bis 5 GC gekühlt»
Nachdem sich der stationäre Zustand der Reaktionsreihe eingestellt hat, werden 47-52 g 2~(3,4-Dichlorphenyl)~4«methyl~1,2,4-oxadiazolidin-3,5-dion erhaltens wobei das Produkt aus dem sich stündlich ansammelnden Reaktionsgemisch filtriert wirdo.
Beispiel _ 3
30 g 3j4-raDichlor-nitrobenzol .werden in 100 ml Isopropanol gelöst und 1,2 g 5 %iger knochenkohlehaltiger Palladiumkatalysator- zugesetzt» Unter Rühren werden dem Gemisch bei einer Temperatur von 15-25 0C 9 nil Hydraζinhydrat zugesetzt, das zuvor mit 15 ml Isopropanol verdünnt wurde*
Bis zum 3nde der Stickstoffentwicklung wird das Rühren fortgesetzt, dann wird der Katalysator abfiltriert bzw» abgesetzte Im letzten Fall wird die reine Lösung auf die bekannte Weise getrennt» Das PiItrat wird auf 0+5 GC abgekühlt, dann wird der pH-Wert der Lösung mit einigen Tropfen Schwefelsäure auf 7 eingestellte Unter intensiven Rühren werden 10,5 g Methyl- -isocyanat dem Reaktionsgemisch zugesetzt« Bach Beendigung der Carbamoylisierung werden dem Gemisch 50 ml Was-
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ser zugesetzt, und die parallele Zuführung der 10bigen wäßrigen Lösung von 20 ml Chlor-ameisensäure-äthylester und Natriumhydroxid so begonnen, daß der pH-Wert des Reaktionsgemisches zwischen 6 und 7 liegt» Dann wird der pH-"Vv'ert mit weiterer Laugenzuführung· auf 10,5 eingestellt»
Die erhaltene Suspension wird zwei Stunden lang gerührt, dann, nach Abkühlen . < Methanol gewaschen«
dann, nach Abkühlen auf +5 0C filtriert, mit Wasser und
Es werden 38,8 g 2-(3s ^4-Dichlorphenyl)~4-methyl-»1,2,4-oxadiazolidin-3j5-dion'erhalten©
Schmelzpunkt: 123 - 124 °
E % Έ % Gl %
| Theor0 Elementenanalyse | 41 | ,41 | 2, | 31 | 10, | 73 | 27, | 6 |
| CoHgCl2H2Oo gefunden | 41 | ,59 | 2, | 34 | 10, | 65 | 26, | 94 |
| Beispiel 4 |
In allem wird wie in Beispiel 3 vorgegangen, aber beim Ringschluß wird die ganze Menge Chlorameisensäure- -methylester dem Reaktionsgemisch zugesetzt und erst danach die 10%ige Natriumhydroxi&lösung.
Es werden 38^65 g 2~(3j4-Dichlorphenyl)~4-methyl-r,294- -oxadiazolidin-3j5™dion erhaltene
Schmelzpunkt; 122-124 °C#
17~ 9»5.
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Beispiel 5
In 70 ml Isopropanol werden 2 g eines auf 0,1-0,2 mm Silicagelträger aufgebrachten^ 5 %igen Palladiumkatalysators suspendiert, dann werden unter Rühren'und Kühlen bei einer Temperatur von 10-15 0C 30 g 3,4-Dichlor-nitrobenzol in 30 ml Isopropanol und 9 ml Hydrazinhydrat in 15 ml Isopropanol getröpfelte Der Endpunkt der Reaktion wird mit Dünnschicht-»Chromatographie kontrolliert j wäh~ rend das Rühren eingestellt wird? erfolgt das Absetzen des Katalysators®
Die reine scharfe Lösung wird in einem anderen Kolben gepumpt und der Katalysator in 30 ml Isopropanol erneut suspendiert $ nach dem Absetzen wird das Wasch-Isopropanol dem Reaktionsgemisch zugesetzt« Das Reaktionsgemisch wird auf 0 0C gekühlt, i0,5 ml Hethyl-isocyanat werden zugesetzt, dann 15 Minuten gerührt« Dann werden 20 ml Chlor» ameisensäure-äthylester in den Stoff getröpfelt und mit 8^iger Natriumhydroxidlösung wird der pH-Wert auf 10,5 eingestellt0.Die erhaltene Suspension wird zwei Stunden lang gerührt5 dann auf -i-5 0C gekühlt, mit Wasser und Methanol gewaschen«.
Es werden 3792 g 2-(3,4-Dichlorphenyl)-4-methyl-1 $2$A~> =-oxadiazolidin~3i 5-dion erhalten«,
Schmelzpunkt! 122 - 124 0C3
18- 9.5.1983
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Seispiel 6
In einen Beutel aus Filtriertuch werden 3 g eines auf Silicagel aufgebrachten 5%igen-Palladiumkatalvsators eingewogen, der in 70 ml Isopropanol eingetaucht wird, das'sich in einem Rundkolben befindet«,
.Dann werden die Lösung von 30 g 3s4~Dichlor~nitrobenzol und 30 ml Isopropanol sowie die Lösung von 9 ml Hydrazinhydrat und 15 nil Isopropanol unter intensivem Rühren parallel in den Reaktor getröpfelte
Der Endpunkt der sich bei lebhafter Stickstoffentwicklung abwickelnden Reaktion wird durch Dünnschicht-Chromatographie kontrolliert, dann wird das Reaktionsgemisch mit Hilfe des Stickstoffes in einen anderen Reaktor durch Druck befördert, der Katalysator, der für einen erneuten Versuch eingesetzt werden kann und der sich im Beutel befindet j wird mit 30 ml Isopropanol durchgespUhIt9 Bei der weiteren Verarbeitung des Reaktionsgemisches wird wie in Beispiel 5 vorgegangene
Es werden 37,6 g 2-(3i4-Dichlorphenyl)-4-methyl-1?2?4~ -oxadiazolidin«>3s5~dion erhaltene
Schmelzpunktί 122-124 °Ce
Mit den in den Beispielen 1~6 beschriebenen Verfahren ' - ausgehend von den entsprechenden Nitroverbindungen -
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AP C 09 B/237 117/2
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können folgende Verbindungen hergestellt werden (siehe allgemeine Pornael I)®
| R1 | R1- | Schmelzpunkt | |
| 8 | 3 $ 4-Diehlorphenyl | Ä-bixyl | 106-108 |
| 9 | 3 j4-Dichlorphenyl | Isopropyl | 96-98 |
| 10 | 3,4-Dichlorphenyl | Butyl | 68-70 |
| 11 | 3 j 4-Dichlorphenyl | Cyclohexyl | 135-137 |
| 12 | 2,5-Dichlorphenyl. | Methyl | 134-135 |
| 13 | Phenyl | Methyl | 98-99 |
| 14 | 4-Chlorphenyl | Methyl | 116-118 |
| 15 | 4»Chlorphenyl | Allyl | 56-57 |
| 16 | 3 i4-Diehlorphenyl | Methyl |
Claims (2)
- •20- 9.5.1983AP G 09 B/237 117/2 60 395/11Erf indungsa.aspruc h1. Verfahren zur kontinuierlichen, halbkontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellung von Oxadiazolidin derivaten der allgemeinen Formel IR1 -O=C C=OO
C=1 2- worin R und R eine - (erwünschtenfalIs durch ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierte) - aromatische oder heteroaromatischej vorteilhaft Phenylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutens die verzweigtj ungesättigt oder auch ringförmig sein kann —wobei das (erwünschtenfalls durch die Reduktion der entsprechenden Nitroverbindungen erhaltene) Hydroxylamin-derivat mit dem Isocyanatderivat und dem Chlorameisensäure-ester umgesetzt wird«, gekennzeichnet dadurch, daß ein Hydroxyl-amin-derivat der allgemeinen Formel IIR1 - SH - OH/471/ / -21- 9*5*1983««ES ^E&i^ * S · w tea©AP G 09 Β/237 117/2 60 395/11~ worin R wie oben derfiniert ist « in der Gegenwart eines sich, mit Wasser vermischenden Lösungsmittels mit einem Isocyanatderivat der allgemeinen Formel IIIR2 - GNO '- worin R wie oben definiert ist umgesetzt wirds wobei-gesichert wird, daß die Reaktion einen pH—Wert von 4~7$5 hat; dann wird dem Reaktionsgemische das das dabei entstandene^ freie Harnstoffderivat der allgemeinen Formel IYR1 - Ή - OH
GO
HH12- worin R und R wie oben definiert sind -sowie den dabei oder bei einem vorangegangenen Schritt zugesetzten Ghlor-ameisensäure-alkvl-ester enthält,- dessen Alkylgruppe 1-4 Kohlenstoffatome aufweist -eine Base§ vorteilhaft Alkali-hydroxid oder Alkali-carbonat in der wäßrigen Lösung.in solchem Tempo züge« setzts daß die Reaktion des Reaktionsgemisches den pH-Wert von'8 nicht überschreitet, dann wird der Ringschluß des dabei entstehenden, substituierten Harnstoffderivats der allgemeinen Formel V-22- 9.5*1983AP C 09 B/237 117/2 60 395/11R1 -M-O-C =! I 3 (V)CO ΟΣΤMHI2R412 λ- worin R mad H wie oben definiert sind and R^ füreine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht -durch das Einstellen des pH-Wertes der Reaktion des Gemisches auf 9 bis 10,5 durchgeführte2e Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch^ daß eine Eitroverbindung der allgemeinen Formel II~ worin R wie oben definiert ist -in Gegenwart eines Träger-Palladiumkatalysators und eines sich mit Wasser vermischenden Lösungsmittels mit Hydrazin-hydrat "reduziert wird; dann wird das erhaltene Hydroxyl-amin-derivat der allgemeinen Pormel III- worin R wie oben definiert ist -ohne Isolieren weiter umgesetzte3'· Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch^ • daß die ganze Reaktionsreihe in Gegenwart von Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorteilhaft Isopropanolj abläuftβ4» Verfahren nach Punkt 23 gekennzeichnet dadurch^ daß in Gegenwart eines Katalysators - dessen Träger Knochenkohle, Silicagel oder Bimsstein ist - das Hitroderivat-23- 9o5oAP C 09 B/237 117/2 60 395/11der allgemeinen Formel II- worin R wie oben definiert istreduziert wirdo5« Verfahren nach, einem der Punkte 1 bis 3? gekennzeichnet dadurch,· ^aß das Hydroxyaminderivat der allgemeinen Formel III•1- worin R wie oben definiert ist ~zur Sicherung der notwendigen Reaktion .in Gegenwart von Chlorameisensäure-alkvl-ester oder einer mineralischen Säure mit Isocyanat der allgemeinen Gruppe VIR1 - UO2- worin R wie oben definiert ist ~umgesetzt wircU6β Verfahren nach den Punkten 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Hydroxy-amin-derivat der allgemeinen Gruppe III- worin R wie oben definiert ist -so mit Isocyanat der allgemeinen Gruppe VI- worin R wie oben definiert ist -umgesetzt wird? daß die Reaktion einen pH-Wert von bia 555 hat»ι η #%I / £ ~24~ 9.5.1983AP G 09 Β/237 117/2 „.-: 60 395/11 - 7. Verfahren nach einem der Punkte 2 bis 6 zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß der Prozeß in einem Kaskadensysteai, worin eine Einheit erwünschtenfalls aus mehreren Reaktoren bestehen kann, so durchgeführt wird, daß die Reduktion in dem Reaktor (1) der ersten Einheit des Systems,, das Umsetzen mit Isocyanat in dem Reaktor (4) der nächsten Einheit9 die Addition mit Chlorameisensäure-ester in dem Reaktor (5) der folgenden Einheit, der Ringschluß in dem Reaktor (6) der darauffolgenden Einheit9 schließlich das Kristallisieren in dem Reaktor (7) der letzten Einheit so erfolgen, daß in den ersten Reaktor (1) der ersten Einheit ständig Hydrazinhydrat, Katalysator und die Hitroverbindung, in den Reaktor (4) der nächsten Einheit Isocyanat und erwünschtenfalls ein pH-Regulator bzw« in diesen oder den Reaktor (5) der nächsten Einheit Chlorameisensäure-ester, dann in den Reaktor (5) bzw«, (6) der folgenden Einheit eine wäßrige Lauge geleitet wird, in dem Reaktor (7) der folgenden Einheit erfolgen die STachreaktion und die Kristallisation, wobei das Reaktionsgemisch zwischen den einzelnen Einheiten ständig weitergeleitet wird und erwünschtenfalls nach der ersten sowie der letzten Einheit Filtrieren und/oder Fällen eingeschoben v/erden können©8» Verfahren nach einem der Punkte 2 bis 6 zur halbkontinuierlichen Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktion in zwei Reaktoreinheiten so durchgeführt wird, daß im ersten Reaktor die Reduktion durch paralleles Zusetzen der Nitroverbindung und des Hydrazinhydräts in der sich mit Wasser vermischenden, lösungsmittelhalt igen- Lösung erfolgt, dann der Katalysa-AP C 09 B/237 117/2 60 395/11tor ausgefällt und das Reaktionsgemisch. in den anderen Reaktor geleitet wird, wo das Isocyanate dann der Cjiloraaieisensäure~alkyl~ester und schließlich da& Alkal!-«hydroxid oder Alkali-carbonat zugesetzt, nachreagiert und kristallisiert werden, während auf das im ersten Reaktor zurückgebliebene Katalysatorbett die für die Reduktion der nächsten Charge notwendigen Stoffe geleitet werden»Hierzu 1 Blatt Zeichnung
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