DE1196639B - Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-1-alkoxy-3-aryl-harnstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-1-alkoxy-3-aryl-harnstoffenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C 07 c
Deutsche Kl.: 12 ο-17/03
Nummer: 1196 639
Aktenzeichen: A 39128IV b/12 ο
Anmeldetag: 29. Dezember 1961
Auslegetag: 15. Juli 1965
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von als Herbizide verwendbaren 1-Alkyll-alkoxy-3-aryl-harnstoffen.
Das Verfahren der Erfindung besteht darin, daß ein l-Oxy-3-aryl-harnstoff, in dem die Arylgruppe
unsubstituiert oder mit einem oder mehreren Chlor-, Methoxy-, Methyl- oder Äthylsubstituenten substituiert
ist, unter alkalischen Bedingungen mit Dimethyl- oder Diäthylsulfat umgesetzt wird. Das Verfahren
nach der Erfindung kann daher durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden:
RNHCONHOH + (RO)2SO2-^RNHCoN(ROOR'
worin R ein entsprechender Arylrest und R' ein Methyl- oder Äthylrest ist.
Das Verfahren nach der Erfindung ist insofern überraschend, als von Werner gezeigt wurde, daß
Harnstoffverbindungen von Dimethylsulfat allgemein an der Carbonylgruppe angegriffen werden unter
Bildung von Isoharnstoffverbindungen (vgl. J. Chem. Soc, 1914, S. 930).
Die Herstellung der Ausgangsstoffe, der 1-Oxy-3-aryl-harnstoffe,
ist bekannt und läßt sich leicht durchführen, indem man das Arylisocyanat zu wäßrigem
Hydroxylamin zugibt. Das gewünschte Produkt bildet sich sofort und wird abfiltriert. Die Anwendung
von Wärme ist nicht erforderlich. Die Umsetzung des Arylisocyanats mit Hydroxylamin erfolgt
am besten bei einem pH-Wert der Hydroxylaminlösung unter 8. Das Arylisocyanat kann als solches
oder in der Form einer Lösung in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, das mit Isocyanaten nicht
reagiert, beispielsweise Dioxan, zugesetzt werden. Bei Verwendung einer Lösung wird gewöhnlich ein
feiner verteiltes Produkt erhalten, als wenn kein Lösungsmittel verwendet wird. Dieses feiner verteilte
Material läßt sich leichter filtrieren und trocknen als das klumpigere Produkt, das bei Abwesenheit
eines Lösungsmittels erhalteni wird. Die Ausbeute an dem Reaktionsprodukt von Isocyanat und
Hydroxylamin, bezogen auf das Isocyanat, beträgt gewöhnlich mehr als 80%, beispielsweise 85
bis 90%.
Die erfindungsgemäße Alkylierung des Aryl-oxyharnstoffs
mit Dimethyl- oder Diäthylsulfat läßt sich leicht bewirken, indem man das Alkylsulfat und den
Aryl-oxy-harnstoff unter Rühren in einem Reaktionsgefäß mit einer ausreichenden Menge einer
Base, um das Reaktionsgemisch alkalisch zu halten, vermischt. Eine bequeme Methode, die Alkalität zu
bestimmen, besteht darin, daß man dem Reaktionsgemisch etwas pulverförmiges Phenolphthalein zu-
Verf ahren zur Herstellung
von l-Alkyl-l-alkoxy-3-aryl-harnstoffen
Anmelder:
Allied Chemical Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. Ruch,
Patentanwalt, München 5, Reichenbachstr. 51
Als Erfinder benannt:
Everett E. Gilbert, Morristown, N. J.;
Edmund J. Rumanowski,
Jersey City, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1961 (84 757)
setzt, das bei Anwesenheit eines Überschusses an Base die charakteristische rote Farbe annimmt. Die
Umsetzung ist gewöhnlich nach etwa 1 bis 4 Stunden beendet. Während der Umsetzung wird weitere
Base zugesetzt, wenn die Farbe des Indikators verblaßt. Das Ende der Umsetzung wird dadurch angezeigt,
daß die rote Farbe des Indikators etwa 15 Minuten erhalten bleibt, und um die Vollständigkeit
der Umsetzung zu gewährleisten, wird das Reaktionsgemisch dann noch weitere 15 Minuten digeriert.
Die gebildete Harnstoffverbindung kann durch Extrahieren mit Äther, Waschen mit Wasser und
Abdampfen des Äthers aus dem Reaktionsgemisch gewonnen werden.
Das extrahierte Produkt ist im allgemeinen ein Öl, das langsam erstarrt. Die Temperatur bei der Alkylierung ist nicht kritisch, und die Umsetzung erfolgt zweckmäßig bei Zimmertemperatur. Jedoch können Temperaturen von etwa 0 bis zu 1000C und vorzugsweise 20 bis 5O0C angewandt werden. Ebenso ist der Druck auf dem Reaktionsgemisch nicht kritisch, so daß gewöhnlich Atmosphärendruck angewandt wird, obwohl der Druck auch höher oder niedriger sein kann. Die Ausbeute an dem gewünschten Produkt liegt im allgemeinen bei etwa 80%.
Das extrahierte Produkt ist im allgemeinen ein Öl, das langsam erstarrt. Die Temperatur bei der Alkylierung ist nicht kritisch, und die Umsetzung erfolgt zweckmäßig bei Zimmertemperatur. Jedoch können Temperaturen von etwa 0 bis zu 1000C und vorzugsweise 20 bis 5O0C angewandt werden. Ebenso ist der Druck auf dem Reaktionsgemisch nicht kritisch, so daß gewöhnlich Atmosphärendruck angewandt wird, obwohl der Druck auch höher oder niedriger sein kann. Die Ausbeute an dem gewünschten Produkt liegt im allgemeinen bei etwa 80%.
Die Beispiele a) bis i) bringen die Herstellung der als Ausgangsstoffe verwendeten l-Oxy-3-aryl-harn-
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stoffe. Ihre Herstellung ist nicht Gegenstand der Erfindung.
Beispiele a) bis i)
a) 111 g (1,60 Mol) Hydroxylaminhydrochlorid wurden in 700 ml Wasser gelöst und nicht oberhalb
25°C mit 62,4 g (1,56MoI) Natriumhydroxyd, in
200 ml Wasser gelöst, neutralisiert. Dann wurden im Verlaufe einer Stunde unter gutem Rühren und
Kühlen, um die Temperatur in dem Bereich von 0 bis 5°C zu halten, tropfenweise 179g (1,50MoI)
Phenylisocyanat zugesetzt. Nach Beendigung der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch noch 30 Minuten
gerührt, wobei die Temperatur allmählich stieg. Das Produkt wurde abfiltriert und getrocknet. Man erhielt
206 g (90«/» der Theorie). In gleicher Weise wurden sechs weitere Ansätze durchgeführt, bei
denen jedoch die Temperatur in dem Bereich von 10 bis 15 bzw. 15 bis 20 und 25 bis 300C gehalten
wurde. Die Ausbeuten betrugen 80 bis 88°/o.
Tabelle I
Umsetzung von Isocyanat mit Hydroxylamin
Umsetzung von Isocyanat mit Hydroxylamin
Beispiel | Substituenten am Phenylrest |
Ausbeute °/o |
b | 2-Methyl | 83 |
C | 3-Methyl | 85 |
d | 4-Methyl | 94 |
e | 2-Methoxy | 93 |
f | 4-Methoxy | 92 |
g | 3-Chlor | 84 |
h | 4-Chlor | 84, 94, 95 |
i | 2,5-Dichlor | 93 |
Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt. Der Überschuß an Hydroxylamin betrug nicht mehr als
10 Molprozent. Die Reaktionstemperaturen betrugen 30 Minuten bis 1 Stunde lang 23 bis 30° C, worauf
30 Minuten bei Zimmertemperatur digeriert wurde. Die Beispiele 1 bis 9 veranschaulichen die Erfindung.
ίο 136,8 g (0,9 Mol) Phenyl-oxy-harnstoff, hergestellt
wie im Beispiel a) beschrieben, wurden unter Rühren in einem Dreihalskolben mit 270 g (2,14 Mol)
Dimethylsulfat vermischt. Dann wurden im Verlaufe von 2V2 Stunden bei 25 bis 35° C 147,0 g (2,62MoI)
Kaliumhydroxyd, in 500 ml Wasser gelöst, zugegeben, wobei die Geschwindigkeit der Zugabe sich aus
der Steuerung des pH-Wertes mit Phenolphthalein ergab. Nach der Zugabe wurde das Gemisch noch
weitere 15 bis 30 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt. Das Produkt wurde durch Extrahieren mit
Äther, Waschen mit Wasser und Abtrennen des Äthers isoliert. Man erhielt 128 g (8O«/o der Theorie)
eines Produktes vom F. 53 bis 550C, das gemäß
Infrarotspektroskopie eine 85°/aige Reinheit besaß.
Beispiele 2 bis 7
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurden noch sechs weitere Ansätze durchgeführt, wobei jedoch
das Verhältnis von Harnstoff zu Dimethylsulfat variiert wurde und die Reaktionszeiten zwischen 1 und
2Va Stunden variierten. Die Ausbeuten lagen zwischen 79 und 83·%. Die Ergebnisse sind in Tabelle
II zusammengestellt.
Neun weitere Ansätze wurden nach dem im Beispiel a) beschriebenen Verfahren durchgeführt, für
die jedoch verschieden substituierte Aryl-isocyanate verwendet wurden und das Isocyanat (70 bis 100 g)
in Dioxan gelöst wurde, bevor es dem wäßrigen Hydroxylamin zugegeben wurde. Dadurch wurde ein
feiner verteiltes Produkt erhalten, als wenn kein Lösungsmittel anwesend war. Dieses feiner verteilte
Material ließ sich besser filtrieren und trocknen als das klumpigere, aus Phenyl-isocyanat erhaltene Produkt.
Dioxan ist ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel, das nicht mit Isocyanaten reagiert. Die
Beispiele 8 und 9
Drei Ansätze wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde als Base Natriumhydroxyd
verwendet. Die Reaktionszeiten be-
trugen bei diesen Ansätzen 2 bis 4 Stunden. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Aus Tabellen ist ersichtlich, daß die Oxyharnstoffverbindungen
von Tabelle I in den Beispielen 2 bis 9 dimethyliert wurden. In allen in Tabelle II zusammengefaßten
Umsetzungen wurden 350 ml Wasser verwendet; 50 ml wurden mit dem Harnstoff und dem Dimethylsulfat vermischt, und der Rest wurde
verwendet, um das Kalium- oder Natriumhydroxyd aufzulösen.
Tabelle II Dimethylierung der Harnstoffverbindungen von Tabelle I
Bei spiel |
Substituenten am Phenylrest |
Verwendete Menge Harnstoff |
g | Dimethyl sulfat |
g | KOH | g | Reakti Temp. |
on Zeit |
Digest Temp. |
ion Zeit |
Ausbeute | °/o | Schmelz punkt |
Mol | 49,8 | Mol | 151,2 | Mol | 89,8 | 0C | Min. | 0C | Min. | g | 86 | 0C | ||
2 | 2-Metöyl | 0,3 | 49,8 | 1,2 | 151,2 | 1,6 | 89,8 | 50 bis 65 | 15 | 85 bis 90 | 15 | 50 | 72 | 79 bis 84 |
3 | 3-Methyl | 0,3 | 49,8 | 1,2 | 151,2 | 1,6 | 89,8 | 55 bis 65 | 15 | 85 bis 90 | 15 | 42 | 84 | 77 bis 83 |
4 | 4-Methyl | 0,3 | 54,6 | 1,2 | 151,2 | 1,6 | 89,8 | 55 bis 65 | 15 | 85 bis 90 | 15 | 49 | 75 | 86 bis 91 |
5 | 2-Methoxy | 0,3 | 54,6 | 1,2 | 151,2 | 1,6 | 89,8 | 55 bis 65 | 20 | 85 bis 90 | 15 | 47 | 76 | Öl |
6 | 4-Methoxy | 0,3 | 56,1 | 1,2 | 151,2 | 1,6 | 89,8 | 55 bis 65 | 15 | 85 bis 90 | 15 | 48 | 77 | 49 bis 53 |
7 | 3-Chlor | 0,3 | 56,1 | 1,2 | 163,9 | 1,6 | 101 | 55 bis 65 | 20 | 85 bis 90 | 15 | 49 | 83 | 72 bis 79 |
8 | 4-Chlor | 03 | 66,3 | 1,3 | 151,2 | 1,8 | 89,8 | 55 bis 68 | 20 | 90 | 30 | 53 | 44 | 70 bis 74 |
9 | 2,5-Dichlor | 0,3 | 1,2 | 1,6 | 60 bis 65 | 15 | 80 bis 85 | 15 | 33 | 36 bis 41 |
28,0 g (0,15 Mol) 4-Chlorphenyl-oxy-harnstoff,
hergestellt wie im Beispiel h) beschrieben, wurden unter Rühren mit 138,8 g (0,9MoI) Diäthylsulfat
und 50 ml Wasser in einem Dreihalskolben vermischt. Dann wurden im Verlaufe von 20 Minuten
63,4 g (1,13 Mol) Kaliumhydroxyd, in 200 ml Wasser gelöst, bei 75 bis 850C zugegeben, wobei das
Gemisch unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator schwach alkalisch gehalten wurde. Nach
der Zugabe wurde das Gemisch 15 Minuten bei 95° C gerührt. Das Gemisch wurde gekühlt, und der
gebildete l-Ämyl-l-äthoxy-3,4-chlorphenyl-harnstoff wurde durch Extrahieren mit Äther isoliert. F. 60
bis 65° C.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-l-alkoxy-3-aryl-harnstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein l-Oxy-3-aryl-harnstoff, in dem die Arylgruppe unsubstituiert oder mit einem oder mehreren Chlor-, Methoxy-, Methyloder Äthylsubstituenten substituiert ist, unter alkalischen Bedingungen mit Dimethyl- oder Diäthylsulfat umgesetzt wird.ίοIn Betracht gezogene Druckschriften:
Houben—Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, 1952, Bd. VIII, S. 159;Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 22, 1889, S. 1935;Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 263, 1891, S. 264.In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1127 344.Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.
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