DE1196639B - Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-1-alkoxy-3-aryl-harnstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-1-alkoxy-3-aryl-harnstoffen

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DE1196639B
DE1196639B DEA39128A DEA0039128A DE1196639B DE 1196639 B DE1196639 B DE 1196639B DE A39128 A DEA39128 A DE A39128A DE A0039128 A DEA0039128 A DE A0039128A DE 1196639 B DE1196639 B DE 1196639B
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DE
Germany
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aryl
alkyl
alkoxy
vol
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DEA39128A
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English (en)
Inventor
Everett E Gilbert
Edmund J Rumanowski
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Allied Corp
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Allied Chemical Corp
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/18Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of substituted ureas
    • C07C273/1854Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of substituted ureas by reactions not involving the formation of the N-C(O)-N- moiety

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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%.
Die Beispiele a) bis i) bringen die Herstellung der als Ausgangsstoffe verwendeten l-Oxy-3-aryl-harn-
509 600/422
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
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.
Beispiel 1
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
Beispiel 10
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)

  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.
    ίο
    In 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.
DEA39128A 1961-01-25 1961-12-29 Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-1-alkoxy-3-aryl-harnstoffen Pending DE1196639B (de)

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