DD209618A5 - Verfahren zur herstellung von alpha-halogen-n,n-dimethyl-propionamiden - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ALPHA-HALOGEN-N,N-DIMETHYLPROPIONAMIDEN. ZIEL DER ERFINDUNG IST DIE BEREITSTELLUNG EINES VERBESSERTEN VERFAHRENS, MIT DEM DAS GEWUENSCHTE PRODUKT IN GUTER AUSBEUTE UND HOHER REINHEIT UNTER VERMEIDUNG VON NEBENPRODUKTBILDUNG HERGESTELLT WERDEN KANN. ERFINDUNGSGEMAESS WERDEN VORZUGSWEISE OPTISCH AKTIVE ALPHA-HALOGEN-N,N-DIMETHYLPROPIONAMIDE HERGESTELLT DURCH REAGIEREN DES METHYL- ODER ETHYLESTERS EINER ALPHA-HALOGEN-PROPIONSAEURE MIT DIMETHYLAMIN IN EINER WAESSRIGEN LOESUNG, WOBEI DAS SICH WAEHREND DER REAKTION BILDENDE NIEDERE ALKANOL WAEHREND DER REAKTION ABGEFUEHRT WIRD.

Description

4 9 V B 1 8 Berlin, don 27,10,1983

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Verfahren zur Herstellung von Alpha-Halogen-NsN^dimethylpropionamiden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Alpha«Halogen~N_fN-diraethylpropionaraiden,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Amide durch Reaktion von Estern mit Aminen herzustellen« wobei zahlreiche unterschiedliche Ester und Amine verwendet werden können* Der bei der Reaktion gebildete Alkohol verursachte bei den bekannten Verfahren häufig unerwünschte Nebenproduktbildung«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, mit dem Alpha^Halogen-NjN-dimethylpropionamide in guter Ausbeute und hoher Reinheit hergestellt werden können,

Darlegung des Wesens der Er_fijidurvg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Auswahl geeigneter Reaktionspartner die Nebenproduktbildung zu verhindern»

Erfindungsgemäß erfolgt die Reaktion eines Esters gemäß wei-

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ter unten folgenden Definition mit Ν,Ν-Dimethylamin nach der Reaktionsgleichung

X X

CH₃CH-COOR + (CH-)₂NH > CH₃-CHC0N(CH_)₂ + ROH

in welcher X für Chlor oder Brom steht und R Methyl oder Ethyl entspricht»

In einer bevorzugten Verkörperung handelt es sich bei dem Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens um ein optisches Isomer eines derartigen Amide, und auch der verwendete Ester ist ein optisches Isomer» Der bevorzugte Ester-Reaktant ist L-Methyl-2-chloropropionat, Wahlweise kann ein Bromopropionat oder ein Ethylester entweder von Chloroder Brompropionsäure verwendet werden»

Erfindungsgemäß wird insofern eine Verbesserung erzielt, als zur Ausführung dieser Reaktion das Diethylamin in wäßriger Lösung mit einer Konzentration von etwa 30 bis etwa 40 Masseprozent eingesetzt wird» Die Reaktion wird vorzugsweise bei Raumtemperatur durchgeführt, d» h» bei etwa 0 bis etwa 30 ⁰C; sie kann indes wahlweise auch bei höheren Temperaturen ausgeführt werden, so etwa - wie weiter unten erörtert - nahe am Siedepunkt von Methanol oder Ethanol (je nachdem, ob der Methyl« oder Ethylester verwendet wird)« Wird das Verfahren bei Raumtemperatur ausgeführt, so entfällt die Notwendigkeit des Einsatzes eines Niedertemperatur-Dimethylaminkondensators, wie sie bei Anwendung von Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik bestand»

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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin» daß während des Verfahrensablaufes gemeinsam mit der Reaktion Methanol bzw· Ethanol abgezogen wird* Dies hat sich als ein wichtiger Faktor beim Betreiben des Verfahrens erwiesen, da anderenfalls die Gefahr besteht« daß der produzierte Alkohol mit dem Amid unter Erzeugung von unerwünschten Nebenprodukten reagiert« Eine solche Möglichkeit besteht besonders dann, wenn der Methylester eingesetzt wird« da Methanol mit dem Amid unter Verdrängung des Chlor» oder Bromatoms reagieren und ein methyliertes Nebenprodukt bilden könnte· Handelt es sich bei dem eingesetzten Reäktanten um den Ethylester von Chlorpropionsäure, so ist die Verdrängung des Chloratoms und des resultierenden Amids dreh eine Ethoxygruppe weniger wahrscheinlich; handelt es sich bei dem Reaktanten indes um den Ethylester der Brompropionsäure, so ist eine derartige Verdrängung möglich« Die Durch«· führung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht die Herstellung des gewünschten Alpha»>Halogen«NyN«dimethylpropionamids in guter Ausbeute und Reinheit (einschließlich auch der optischen Reinheit, falls diese gewünscht wird)·

Die Abführung des Alkohols kann auf zweierlei Wegen er« folgen« In einer bevorzugten Verkörperung wird die Reaktion in Anwesenheit eines aromatischen Kohlenwasserstoff«Lösungsmittels wie etwa Benzen« Toluen oder Xylen « am meisten bevorzugt Toluen - durchgeführt« Dies ermöglicht das Ab— scheiden des erzeugten Alkohols aus der organischen Phase« in welcher die amidpreduzierende Reaktion abläuft« in die wäßrige Phase« womit auf diese Weise ein möglicher Reaktionsteilnehmer mit dem Amid (welches sich in der organ!»»

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sehen Phase befindet) beseitigt und die Gefahr der Nebenproduktbildung minimiert wird« Alternativ hierzu könnte die Reaktion ohne den Einsatz eines Kohlenwasserstoff** Lösungsmittels bei der Rückflußtemperatur des Alkohols (Methanol bzw« Ethanol) durchgeführt werden, so daß der Alkohol im Moment seiner Bildung kontinuierlich vom Reaktionssystem abgeführt wird« Wird ein Kohlenwasserstoff*» Lösungsmittel verwendet, dann werden die organischen und wäßrigen Phasen nach der Reaktion voneinander getrennt, und die den Alkohol enthaltende wäßrige Schicht wird für eine wunschgemäße weitere Verarbeitung beseitigt* Wird andererseits die Reaktion bei der Rückflußtemperatur des Alkohols durchgeführt υ so wird dieser als Oberkopfprodukt abgeführt und ebenfalls wunschgemäß weiterverarbeitet·

Um die Produktion von unerwünschten Nebenprodukten infolge Überreaktion des Amins zu verhindern, sollte die Menge des eingesetzten Amins vorzugsweise unter 1,5 Mol pro Mol des Esters gehalten werden; ein bevorzugtes Verhältnis von Amin zu Ester beträgt annähernd 1,2 : 1·

Asf ühruncjsbeispiel

Im folgenden wird ein Ausfuhrungsbeispiel für die Realisierung des erfindungsgeraäßen Verfahrens gegeben·

(a) In einem Kolben wurden 61,3 Gramm (g) (Ot,50 Mol) L-Methyl-2-chloropropionat, 100 Milliliter (ml) Toluen und 30 ml Wasser miteinander vermischt* Sodann wurde tropfenweise eine 40 masseprozentige wäßrige Lösung von N,N-Di«

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tnethylamin zugesetzt, welche 67,5 g (0*60 Mol) des Amine enthielt« Die Reaktionstemperatur wurde zwischen etwa 0 und etwa 5 ⁰C gehalten.

Das Zusetzen des Amins erfolgte über eine Zeitspanne von etwa 1,5 Stunden hinweg« wobei nach etwa eiretündigem Zusetzen eine weitere Menge von 30 ml Wasser dem Reaktionsgemisch hinzugegeben wurde· Während des Zusetzens stieg die Reaktionstemperatur auf etwa 11 °C« Nach Vollendung des Zusetzens wurde das Gemisch etwa 1,5 Stunden lang verrührt, während dieser Zeit stieg die Reaktionstemperatur weiter auf etwa 19 °C_#

Das Reaktionsprodukt wurde gaschromatografisch untersucht, es zeigte sich, daß das Produkt 85,7 Flächenprozent des gewünschten Produktes - Alpha-Chlor-N,N»dimethylpropionamid enthielt»

(b) Zur Bestimmung seiner optischen Reinheit wurde das Produkt mit Alpha-Naphthol zur Reaktion gebracht, und die optische Drehung des resultierenden Naphthoxyamide wurde folgendermaßen gemessen*

In einen Kolben wurden 28,8 g (0,20 Mol) Alpha-Naphthol und 9,0 g festes Natriumhydroxid (97 % Reinheit) eingebracht. Das Gemisch wurde verrührt und erhitzt* Sodann wurden 200 ml Toluen zugesetzt, und das Gemisch wurde zum Abkühlen auf etwa 25 ⁰C stehengelassen.

Sodann wurden 25,5 g (0,14 Mol) des im obigen Schritt (a) hergestellten Alpha~Chlor~N,N~dimethylpropionamids tropfenweise zugesetzt. Anschließend daran wurde die Mischung

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zwecke Abführung von Wasser und Toluen auf Rückflußtemperatur (etwa 104 ⁰C) erhitzt. Die Mischung wurde auf etwa 20 ⁰C abgekühlti über Nacht verrührt und daran anschließend erneut auf Rückflußtemperatur (etwa 97 ⁰C) erhitzt* Das resultierende Produkt wurde auf 75 ⁰C gekühlt, gefiltert und mehrere Male mit warmem Wasser gewaschen, bis das Waschwasser einen pH-Wert von etwa 7 aufwies· Die organische Schicht wurde separiert, und das Lösungsmittel wurde abgedampft; die Ausbeute bestand aus 13,4 g (30 % der theoretischen Ausbeute) eines FeststoffesV welcher nach Rekristallisation aus Ethanol bei 142,5 ⁰C bis 143,5 ⁰C schmolz. Unter Anwendung von spektroskopischen Techniken wurde der Feststoff als Alpha-Naphthoxy~N,N«dimethylpropionamid identifiziert·

Das Produkt zeigte eine optische Drehung von -162°, was bei Vergleich mit bekannten Standards ausweist, daß das Produkt zu 95+ % aus dem D~(~)-Isomer besteht« Die Rekristallisation wurde in der Weise vorgenommen, daß sowohl die D«-(-)- als auch die L-(+)-Formen des Alpha-Naphthoxypropionamids zurückkehrten} damit weist die optische Drehung aus, daß daβ Produkt von Schritt (a) ebenso zu 95+ % aus dem D-(-)«Isomer des Chloropropionamids bestehen würde·

Claims (9)

27.10,1983 AP C 07 C/249 761 62 302/12/37 Erfindungsanspruch

1« Verfahren zur Herstellung eines Alpha«Halogen~N_fN»dimethylpropionamids, gekennzeichnet dadurch, daß ein Ester der Formel

X
CH₃CH-COOR *

in welcher X für Chlor oder Brom steht und R Methyloder Ethyl entspricht,

mit einer wäßrigen Dimethylamin-Lösung zur Reaktion ge«* bracht wird, wobei der sich entwickelnde Alkohol der Formel ROH kontinuierlich vom Reaktionsgemisch abgezogen wird·

2, Verfahren nach Punkt 1» gekennzeichnet dadurch» daß X für Chlor und R für Methyl steht,

3» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die wäßrige Lösung zwischen etwa 30 Masse-% und etwa 40 Masse-% Amin enthält,

4« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es in Anwesenheit eines aromatischen Kohlenwasserst of f«.L6V sungsmittels durchgeführt wlrd_#

5· Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Lösungsmittel um Toluen handelt*

6« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktion bei einer Temperatur zwischen etwa 0 ⁰C und etwa 25 ⁰C durchgeführt wird.

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7« Verfahren nach Punkt I₃ gekennzeichnet dadurch, daß das Amin in einem molaren Verhältnis zum Ester von etwa 1 bis etwa 1*5 eingesetzt wird«

8, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch« daß es etwa bei Siedepunkttemperatur des Alkohols durchgeführt wird»

9« Verfahren nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch« daß der an der Reaktion beteiligte Ester und das Produktamid optisch aktiv sind«