DE1160436B

DE1160436B - Verfahren zur Herstellung von Phosphorsaeureestern, -esteramiden bzw. -esterdiamiden

Info

Publication number: DE1160436B
Application number: DEF36280A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Mannes; Dr Karlfried Wedemeyer; Dipl-Landw Dr Unterstenhoefer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1962-03-15
Filing date: 1962-03-15
Publication date: 1964-01-02
Also published as: CH430319A; NL289967A; US3294875A; DK107396C; GB975354A; BE629625A; NL137339C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C07f

Deutsche Kl.: 12 ο - 26/01

Nummer: 1160 436

Aktenzeichen: F 36280IV b /12 ο

Anmeldetag:' 15. März 1962

Auslegetag: 2. Januar 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäureestern, -esteramiden bzw. -esterdiamiden der allgemeinen Formel

R/S

O X

i->°-^Pv

in der R und R' für niedere Alkylreste bevorzugt mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen stehen, während X und Y gleiche oder verschiedene Alkoxy-, Amino-, Alkylamino- oder Dialkylaminogruppen bedeuten und η eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.

Produkte dieser Struktur sind bisher aus der Literatur nicht bekannt.

Es wurde nun gefunden, daß Verbindungen der oben angegebenen Zusammensetzung erhalten werden, wenn man Ο,Ο-Dialkylphosphorsäureesterhalogenide bzw. O-Alkylphosphorsäureesteramid- oder Phosphorsäurediamidhalogenide mit alkylsubstituierten Alkylmerkaptophenolen der allgemeinen Formel

R'S

(R)n

in Gegenwart von Säurebindemitteln bzw. mit den entsprechenden Alkaliphenolaten umsetzt.

Wie weiterhin gefunden wurde, können die Phosphorsäurederivate der vorstehend angegebenen Formel andererseits auch aus alkylsubstituierten O-(Alkylmerkaptophenyl)-phosphorsäuredichloriden der Formel

R'S

(R)_n

O Cl

II/ ο —ρ

ei

hergestellt werden, indem man letztere gegebenenfalls in Gegenwart von Säurebindemitteln mit Alkoholen, Ammoniak bzw. Alkyl- oder Dialkylaminen umsetzt.

Bei der Reaktion mit den Aminen kann auch ein Überschuß derselben als Säurebindemittel dienen.

Ferner ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren stufenweise durchzuführen, indem man die alkylsubstituierten O-(Alkylmerkaptophenyl)-phosphorsäuredichloride der vorstehend angegebenen Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäureestern, -esteramiden bzw. -esterdiamiden

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Karl Mannes,

Dr. Karlfried Wedemeyer, Köln-Stammheim,

Dipl.-Landw. Dr. Günter Unterstenhöfer,

Opladen

allgemeinen Formel zunächst mit 1 Mol Ammoniak bzw. eines Alkohols oder Alkyl- bzw. Dialkylamins umsetzt und die erhaltenen Zwischenprodukte mit einem weiteren Mol Ammoniak, Alkohol bzw. Amin weiterreagieren läßt. Hierbei ist es nicht erforderlich, die als Zwischenprodukte entstehenden alkylsubstituierten O-(Alkylmerkaptophenyl)-O-alkylphosphorsäureesterchloride oder -phosphorsäureester-(alkyl- bzw. -dialkyl)-amidchloride in Substanz zu isolieren.

Das Verfahren wird im allgemeinen in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt. Bewährt haben sich für diesen Zweck vor allem niedere aliphatische Ketone (ζ. B. Aceton, Methyläthylketon) oder gegebenenfalls chlorierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe. Man kann aber auch in einem wäßrigen Zweiphasensystem arbeiten. Die Reaktionstemperatur ist in weiten Grenzen variabel, liegt jedoch zweckmäßig zwischen 0 und 100⁰C.

Die als Ausgangsmaterialien für die zuletzt beschriebene Verfahrensvariante benötigten alkylsubstituierten O-(Alkylmerkaptophenyl)-phosphorsäuredichloride können nach bekannten Methoden durch Umsetzung der entsprechenden Alkyl-alkylmerkaptophenole mit Phosphoroxychlorid gewonnen werden.

Die Verfahrensprodukte stellen zum Teil viskose, weitgehend wasserunlösliche, farblose bis braungelbgefärbte öle dar, teilweise fallen sie aber auch in Form kristalliner Substanzen von scharfem Schmelzpunkt an, die sich durch Umkristallisieren aus den gebräuchlichen Lösungsmitteln leicht weiter reinigen lassen.

Auf Grund ihrer hervorragenden pestiziden Eigenschaften sind die erfindungsgemäß erhältlichen Ver-

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bindungen wertvolle Schädlingsbekämpfungsmittel mit großer Breitenwirkung, die neben einer ausgezeichneten Insektiziden und akariziden auch ovizide und Termitenwirksamkeit zeigen.

Da die Produkte andererseits aber nur eine geringe Warmblütertoxizität besitzen, kommen sie darüber hinaus auch für den Einsatz in der Veterinärmedizin, z. B. zur Bekämpfung von Ektoparasiten, wie Zecken, in Frage.

Den bisher aus der Literatur bekannten, für den

gleichen Zweck vorgeschlagenen Verbindungen analoger Zusammensetzung sind die verfahrensgemäß herstellbaren Phosphorsäureester, -esteramide bzw. -esterdiamide sowohl hinsichtlich der insektiziden Wirkung als auch der Giftigkeit gegenüber Warmblütern eindeutig überlegen. Dieser unerwartete technische Effekt, der mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erzielt wird, geht aus den im folgenden tabellarisch zusammengestellten Ergebnissen von Vergleichsversuchen hervor.

Vergleichsversuche

	OC₂H₃	Warmblüter toxizität	Insektizide Wirksamkeit	Wirkstoff-	Abtötung der
Verbindung (Konstruktion)	(bekannt aus österreichischer Patentschrift 213 903,	(DL₅₀ Ratte		konzentratio in %	Schädlinge ino/_o
	Beispiel 23)	per os in mg/kg)	Anwendung gegen	0,1	100
^CH\ O NH₂	^CH\ O NH₂		Raupen	0,001	90
\ s \/	Vv II/		Spinnmilben	0,1	100
CH₃S-<f V-O- P	CH₃S-<f V-O-P	5	Blattläuse
X=/ N_x	x=/ X_x		(systemische
OC₂H₅	OCH₃		Wirkung)
(bekannt aus österreichischer Patentschrift 213 903,	(bekannt aus österreichischer Patentschrift 213 903,
Beispiel 12)	Beispiel 24)
^CH\ O NHCH₃				0,1 0,001	100 100
y-\ ii/ CH₃S "Λ'/ °~ ^P	^C1\ O NHC₂H₅	2,5	Raupen Spinnmilben
OC₂H₅	/—\ II/
(bekannt aus österreichischer Patentschrift 212 903,	CH₃S-f V-O-P
Beispiel 22)	\=/ X_x			0,01	100
^CH\ O N(CHa)₂	_r„ / OCH₃		Spinnmilben	0,1	100
	Un₃	1 Λ	Blattläuse
CH₃S —<C /— O — r	(erfindungsgemäß, Beispiel 3)	10	(Kontaktwirkung)


		0,001	80
	Spinnmilben	0,1	100
	Raupen	0,1	100
10	Blattläuse
	(systemische
	Wirkung)

		0,001	100
	Spinnmilben	0,02	100
	Blattläuse
	(systemische
56	Wirkung)	0,004	70
	Blattläuse	0,01	100
	(Kontaktwirkung)	0,02	100
	Raupen

Vergleichsversuche

Verbindung (Konstruktion)

Warmblüter-

toxizität (DL50 Ratte per os
in mg/kg)

Insektizide Wirksamkeit

Anwendung gegen

Wirkstoffkonzentration
in°/o

Abtötung der

Schädlinge

i%

CH₃

CH₃S

CH₃

O N(C₂Hs)₂
O —P

OCH₃

Raupen

0,02

100

(erfindungsgemäß, Beispiel 4)

Wie aus den oben angegebenen Versuchsdaten ersichtlich ist, besitzen die erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber den bekannten analog gebauten Vergleichspräparaten bei zumindest gleicher, teilweise jedoch auch erheblich besserer insektizider Wirksamkeit eine wesentlich geringere Warmblütertoxizität.

Die nachfolgenden Beispiele vermitteln einen Überblick über das beanspruchte Verfahren sowie die biologische Wirksamkeit der erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen.

95%. Mit 0,l%igen Lösungen des Esters gelingt es, Fliegen, Blattläuse, Spinnmilben und Mehlmotten 100%ig zu vernichten. Die systemische Wirkung der Verbindung gegen S. granarium beträgt nach 8 Tagen noch 90%.

Beispiel 2 Beispiel 1

CH₃

NHCH₃

O OC₂H₅

OC₂H₅

50,5 g 3,5-Dimethyl-4-methylmerkaptophenol werden in 250 ml Benzol gelöst. Diese Lösung versetzt man anschließend mit 135 ml einer 2,23normalen methanolischen Natriummethylatlösung und destilliert dann Methanol und Benzol — zum Schluß im Vakuum bei einer Badtemperatur von maximal 160⁰C — ab. Das zurückbleibende Natriumsalz des obengenannten Phenols wird bei 50° C in 210 ml wasserfreiem Methyläthylketon gelöst, und in diese Lösung bei 5O⁰C unter Außenkühlung 53 g O₅O-Diäthylphosphorsäurechlorid eingetropft. Anschließend kocht man das Reaktionsgemisch noch 1 Stunde unter Rückfluß und entfernt dann das Lösungsmittel durch Abdestillieren im Vakuum. Der hinterbleibende Rückstand wird in 400 ml Benzol aufgenommen, die benzolische Lösung mit Wasser, 1 n-Natronlauge, schließlich wieder mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach Abdestillieren des Benzols gewinnt man den O₅O-Diäthyl - O - (3,5 - dimethyl - 4 - methylmerkaptophenyl)-phosphorsäureester durch Destillation im Hochvakuum, wo er unter einem Druck von 0,001 Torr bei 135⁰C übergeht. Die Ausbeute beträgt 68,5 g. An der Ratte per os besitzt die Verbindung eine mittlere Toxizität (DL50) von 8. mg je Kilogramm Tier.

0,01 %ige Lösungen des Präparats töten Fliegen (Drosophila) in 24 Stunden zu 100% und Blattläuse (Doralis fabae) innerhalb der gleichen Zeit zu 90% ab. Bei Anwendung von Lösungen gleicher Konzentration gegen Spinnmilben (Tetranychus telarius) beträgt die Abtötung nach 48 Stunden Zu einer Lösung von 57 g (0,2 Mol) 0-(3,5-Dimethyl - 4 - methylmerkaptophenyl) - phosphorsäuredichlorid in 200 ml Methylenchlond tropft man bei 20 bis 3O⁰C eine Mischung aus 6,4 g Methanol und 25 ml Methylenchlorid und rührt das Reaktionsgemisch dann 20 Stunden bei Raumtemperatur. Danach wird zunächst zwecks Entfernung des gebildeten Chlorwasserstoffs Stickstoff, anschließend bei 5 bis 15° C Methylamin in die Mischung eingeleitet und letztere zur Vervollständigung der Umsetzung schließlich 2 bis 4 Stunden bei 25 bis 30⁰C nachgerührt. Das ausgeschiedene Methylammoniumhydrochlorid bringt man durch Zusatz von Wasser in Lösung und wäscht die organische Phase bis zur neutralen Reaktion mit Wasser. Nach Trocknen der Methylenchloridlösung über Natriumsulfat wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Es hinterbleiben 44 g (80% der Theorie) des N-Methylaminophosphorsäure - O - methyl - O - (3,5 - dimethyl-4-methylmerkaptophenyl)-esters in Form eines gelben Öles.

Spinnmilben werden von 0,01%igen Lösungen zu 90%, Termiten von 0,05%igen Lösungen der Verbindung zu 100% abgetötet. Bei Anwendung in einer Konzentration von 0,1% ist das Präparat 100%ig systemisch wirksam.

Beispiel 3

60 CH₃

CH₃S

CH₃

O OCH₃

II/

OP

NHC₂H₅

42,75 g O-(3,5-Dimethyl-4-methylmerkaptophenyl)-phosphorsäuredichlorid werden in der im Beispiel 2 beschriebenen Weise mit Methanol umgesetzt. Zu

der erhaltenen Lösung von O-Methyl-O-(3,5-dimethyl - 4 - methylmerkaptophenyl) - phosphorsäureesterchlorid tropft man bei 5 bis 15°C unter kräftigem Rühren einen Überschuß einer wäßrigen Lösung von Äthylamin, rührt das Reaktionsgemisch mehrere Stunden bei 30⁰C nach, trennt dann die wäßrige Schicht ab und wäscht die organische Phase mit Wasser bis zur neutralen Reaktion. Nach dem Trocknen der Methylenchlorid-Lösung über Natriumsulfat wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Man erhält 34 g (78,5% der Theorie) N -Äthylaminophosphorsäure - O - methyl - O - (3,5 -dimethyl-4-methylmerkaptophenyl)-ester als gelbes Öl. An der Ratte per os beträgt die mittlere Toxizität der Verbindung (DL50) 50 mg je Kilogramm Tier. Über die biologische Wirksamkeit des Esters gibt die folgende Tabelle Auskunft:

Beispiel 5

CH₃

NHCH₃

Anwendung gegen	Wirkstoff konzentration in »/ο	Abtötung der Schädlinge in%
Spinnmilben Blattläuse Blattläuse (systemische Wirkung) Termiten	0,001 0,01 0,1 0,05	80 (ovicide Wirkung) 100 100 100

Beispiel 4

CH₃

O OCH₃

II/
ο —ρ

N(C₂Hs)₂

Anwendung gegen	Wirkstoff konzentration in 0/0	Abtötung der Schädlinge in%
Spinnmilben Blattläuse Blattläuse (systemische Wirkung) Fliegenmaden Termiten Zecken	0,01 0,01 0,1 0,0001 0,05 0,005	100 (ovicide Wirkung) 100 100 100 100 100

In eine Lösung von 28,5 g (0,1 Mol) 3,5-Dimethyl-4-methylmerkaptophenylphosphorsäuredichlorid (Fp. 72 bis 73°C) in 200 ml Benzol leitet man bei bis 10⁰C unter Rühren und Außenkühlung der Mischung mit Eis gasförmiges Methylamin ein. Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsgemisch 3 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt, dann das ausgefallene Methylammoniumhydrochlorid durch Zusatz von Wasser in Lösung gebracht und die organische Phase bis zur neutralen Reaktion mit Wasser gewaschen. Anschließend arbeitet man die Mischung wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben auf. Es hinterbleiben 18,5 g (67,5% der Theorie) Ν,Ν'-Dimethyldiaminophosphorsäure-O-(3,5-dimethyl-4-methylmerkaptophenyl)-ester in Form eines kristallinen Rückstandes vom Fp. 90 bis 92° C. Der Schmelzpunkt erhöht sich nach dem Umkristallisieren des Produkts aus Methylcyclohexan nicht mehr.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäureestern, -esteramiden bzw. -esterdiamiden, dadurch gekennzeichnet, daß man Ο,Ο-Dialkylphosphorsäureesterhalogenide bzw. O-Alkylphosphorsäureesteramid- oder Phosphorsäurediamidhalogenide mit Alkyl-alkylmerkaptophenolen der allgemeinen Formel

Durch Umsetzung von O-Methyl-O-(3,5-dimethyl-4-methylmerkaptophenyl)-phosphorsäureesterchlorid mit Diäthylamin unter den im Beispiel3 beschriebenen Reaktionsbedingungen erhält man 37,5 g (79% der Theorie) des Ν,Ν-Diäthylaminophosphorsäure-O-methyl-O-(3,5-dimethyl-4-methylmerkaptophenyl)-esters in Form eines braungelben Öles.

Die Verbindung zeigt bei der Anwendung gegen verschiedene Schadinsekten die folgenden Wirksamkeiten :

R'S

in der R und R' für niedere Alkylreste stehen und η eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeutet, in Gegenwart von Säurebindemitteln bzw. mit den entsprechenden Alkaliphenolaten oder alkylsubstituierteO-(Alkylmerkaptophenyl)-phosphorsäuredichloride der allgemeinen Formel

R'S

O Cl

II/

Cl

in der R, R' und η die oben angegebene Bedeutung haben, mit Alkoholen, Ammoniak bzw. Alkyl- oder Dialkylaminen, gegebenenfalls in Gegenwart von Säurebindemitteln zu Verbindungen der allgemeinen Formel

umsetzt, in der R, R' und η die vorstehend

9 10

angegebene Bedeutung haben, während X und Y und die erhaltenen Zwischenprodukte, zweckfür gleiche oder verschiedene Alkoxy-, Amino-, mäßigerweise ohne vorherige Isolierung, mit Alkylamino- oder Dialkylaminogruppen stehen. einem weiteren Mol Ammoniak bzw. Alkohol 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bzw. Amin reagieren läßt.

kennzeichnet, daß man die alkylsubstituierten 5

O-iAlkylmerkaptophenylJ-phosphorsäuredichlo- In Betracht gezogene Druckschriften:

ride der in Anspruch 1 genannten allgemeinen Deutsche Auslegeschrift Nr. 1075 609;

Formel zunächst mit 1 Mol Ammoniak bzw. eines österreichische Patentschrift Nr. 213 903;

Alkohols oder Alkyl- bzw. Dialkylamins umsetzt USA.-Patentschrift Nr. 2 929 762.