DE1793412A1 - Neues Verfahren zur Synthese von Acylharnstoffen - Google Patents

Description

DA-304-1

Beschreibung zu der Patentanmeldung

der Firma

P R O ff I L
77, Rue de Miromeanil, Paris 8e, Frankreich

betreffend

Neues Verfahren zur Synthese von Acy!harnstoffen

Priorität vom 15. September 1967, Nr. PY 121 274, Frankreich

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Vorfahren zur Synthese von Substitutionoderivaten des Harnstoffs, die als Substituenten an einem der Stickstoffatome mindestens einen Acylrest aufweisen. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung polysubstituierter Harnstoffe, bei denen einer der Substituenten eine Acylgruppe ist. Ss ist bekannt, dass eine Reihe von Acylharnstoffen ausgezeichnete unkraut» Vernichtungsmittel sind· So ist in der französischen Patentschrift Br. 1 327 761 und in der ersten ZueatzpatentBefcrlft hierzu Nr. 83 764 die herbizide Wirkung derartiger Verbindungen

SAD OfWGWAL

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beschrieben, insbesondere derjenigen, die der folgenden allgemeinen Formel

(D

entsprechen, worin R₁ einen gegebenenfalls substituierten Aryl- oder Aryloxyrest bedeuten» R₂, R₃ und R^, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, einen Alkyl-, Alkoxy-, Acylrest, eine gegebenenfalls substituierte Aryl- oder Aryloxygruppe sein können, X für Halogen oder eine

Gruppe steht, η eine ganze Zahl von 1 bis 5 und n¹ eine ganze Zahl von 0 bis 5 bedeuten«

In der französischen Patentschrift Nr, 1 392 499 sind als Unkrautvernichtungsmittel geeignete substituierte Harnstoffe und Thioharnstoffe der folgenden allgemeinen Formel

R₁ - CO R₂

>I - CQ - W (II)

beschrieben, worin R₁ ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest ,ist, R₂ Wasserstoff oder ein Alkylreat sein kann, E, einen aliphatischen Rest oder eine Alkoxygrupp« bedeutet und

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Q für Sauerstoff oder Schwefel steht.

Aus der französischen Patentschrift Nr„ 1 535 465 sind 3chliesslieh Harnstoffderivate bekannt, die als landwirtschaftliche Schädlingsbekämpfungsmittel eingesetzt werden können. Sie entsprechen der nachstehenden Formel

^*»ÜT _ ΠΠ _ W

~ CO - Έ (III)

R₂-CO

worin R₁ ein gegebenenfalls substituierter Phai'.ylrest, R₂ ein heterocyclisoher Rest mit 5 bis 6 Ringgliedern, R, Wasserstoff, einen Methylreat oder CHgCHgCN bedeutet uud R. ein. aliphatischer Rest» eine Alkoxy- oder Alkoxyalky!gruppe oder CH₂CH₂CN sein kann.

In der Patentliteratur sind verschiedene Methoden but Herstellung dieser acylierten Harnstoffe empfohlen worden·

Für die Herstellung von Verbindungen der obigen Foimel (I) wird insbesondere vorgeschlagen, Phosgen, ein gegebenenfalls substituiertes Carbaminsäurechlorid oder ein Isocyanat auf ein entsprechendes N-Phenyl-tf-acylamin einwirken zu lassen.

Pur die Herstellung von Verbindungen der Formel (II) und (III) wie übrigens auch derjenigen der Formel (i) wird die Kondensation eines geeigneten Säurechlorids mit. einem E&rnatoff-

ORIGINAL

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mmr Λ, *™

derivat, das bereits die entsprechenden nicht aeylierten. Substituenten enthält, beschrieben«

Die bekannten Verfahren weisen gewisse Nachteile auf» Sie sehen meistens eine Reaktion vor, die unter Halogenwasserstoffsäure- insbesondere Chlorwasserstoffsäurebildung rerläuft, wodurch sich die Notwendigkeit ergibt, in Anwesenheit eines Säureakzeptors, wie Pyridin oder einem tertiären Amin' zu arbeiten« Bei der grosstechnischen Herstellung erhöhen sich hierdurch die Herstellungskosten für das Endprodukt und es ergeben sich schwierige Probleme hinsichtlich der Rückgewinnung.

Ausserdem ist es nach den bekannten Methoden nicht möglich, sehr reine Produkte zu erhalten. Kondensiert man c<.B. ein Säurechlorid mit einem nicht acylierten substituierten Harnstoff, so stellt man fest* dass das eine Acy!gruppe aufweisende Endprodukt eine nicht unwesentliche Menge des Ausgangsharnstoffe enthält« Dies bedeutet einen schwerwiegenden Nachteil für die spätere Verwendung dieser Produkte als Unkrautvernichtungsmittel. In der Tat zeichnet sich eine ganze Reihe von Acylharnstoffen der Formel (I), (II) und (ΙΠ) -wie in den oben angeführten Patentschriften erwähnt- durch ihren hocbsposifischen herbizidon Charakter au3,. der a ie nehr wertvoll für die selektive Unkrautbekämpfung macht. Die bei der Herstellung der Acylharnstoffe als Ausgangsstoffe eingesetzten nicht acylJerten Harnstoffe «eigen nun im allgemeinen oine sehr viel geringere herbizide Wirkung als die Acy!harnstoffe. Th

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_ 5 —

Anwesenheit ist daher nachteilig für die Wirksamkeit der Verbindungen der Formeln (I), (II) und (III),

Ba wurde nun ein neues Verfahren zur Herstellung von Acylhain-· etoffen gefunden, das die genannten Nachteils beseitigt und es ermöglicht, die gewünschten Produkte bei ausgezeichneten bis zu quantitativen Ausbeuten in sehr reiner, von unervünaeh-

tem Harnstoff absolut freier Form zu. erhalten.

Dieses Verfahren kann ganz allgemein für die Herstellung jedes beliebigen Substitutionederivats dee Harnstoffs mit einem acylierten Substituenten eingesetzt werden, insbesondere in all den Fällen, in denen ein sehr reines Produkt erhalten werien soll. Insbesondere eignet es sich sehr gut für die Herstellung von Verbindungen der genannten Formeln (I), (II) und (III) sowie für die Gewinnung von substituierten Harnstoffen, bei denen der Acyleubstituent der Rest einer geradkettigen oder vereweigten aliphatischen Carbonsäure ißt. Beeonder» vorteil haft erweist sich dae Verfahren für die Erzeugung von tetrasubetituierten Monoacylhara3toffen, die der nachstehenden Formel (IV) entsprechen

A - CO .Alk

J)H - CO - S^ ■ (IV)

B ^AIk

worin A einen gegebenenfalls durch ein oder mehrere H&logönatome substituierten aliphatiochen Rest oder

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bedeutet und B ein gegebenenfalls durch ein oder mehrere Halogenatome substituierter Aryl-, vorzugsweise IkenyL· rest ist oder einen heterocyclischen Rest bedeutet, "Alk" steht für'einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen.

Die allgemeine Durchführungeform des erfindungBgemässen Ver> fahrens besteht darin, das Natriumderivat eines Amide mit ". f. einem Oarbaminsäurechlorid umzusetzen«. Nimmt man als Beispiel: die Herstellung eines Harnstoffs der Formel (IV), so kann man die Reaktion durch die folgende (KLeichung wiedergeben:

Na + Gl COF > ^N-CO- F

B \ Nak }i

worin A, B ,und Alk die vorgenannte Bedeutung haben.

Wie man sieht, wird bei diesem Verfahren entgegen den bekannten Methoden die Bildung von Halogenwaee^ratoffsäare vermieden und Natriumchlorid erhalten, das leicht vom Reaktionsmedium abgetrennt werden kann»

In der Praxis wird die Kondensation des entsprechend substituierten Carbaminsäurechloride mit einem geeigneten Natriumamid, z„B. Natriumanilid, durchgeführt, indem man die Heaktionsteilnehmer auf eine Temperatur von 80 bie 13O⁰C erhitat» vorteilhaft in einem inerten organischen Iiösungß- oder Verdünnungsmittel, z,B. einem aromatischen Kohlenwasserstoff wie

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Benzol, Toluol oder Xylol. Man arbeitet im allgemeinen unter kräftigem Ruhren. Die Reaktion geht rasch vonstatten» denn bereits nach 5 bis 10 Minuten kann man beobachten, dass kein Natriumderivat mehr vorhanden ist.

In Abänderung des Verfahrens kann man die Reaktion auch bei niedrigerer Temperatur, z.B. unterhalb 80⁰O, durchführen. In diesem Pell ist es vorteilhaft, dem Lösungsmittel 1 .bi3 5 .>-5& Dimethyldomamid zuzusetzen«

Die Reakt ions teilnehmer werden bevorzugt it), stöchicmetrischen Mengen eingesetzt.

Der gewünschte acylierte Harnstoff wird aus dem Reaktionsmedium isoliert, indem man zunächst das Natriumchlorid \mä dann das Lösungsmittel entfernt. NaOl kann durch einfache Filtration oder durch Zusatz von Wasser zum Reaktionsgemisch und ansohliessende Abtrennung der wässrigen von der organischen Phase entfernt werden. Das Lösungsmittel kann dann auf beliebige bekannte Weise, z.B. durch Verdampfen bia zur Trockne., vorteilhaft unter vermindertem Druck, abgetrennt werden.

Das als Ausgangsstoff bei dem erfindungsgenanaen Verfahren verwendete Natriumderivat des Amide kann nach den üblichen Methoden hergestellt werden* Man kann z.3. ein geeigneter Amid in einem organischen Lösungsmittel wie Toluol! odi»r Xylol lösen, die Lösung nit Natriunmetall in der theoretischen Wange

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oder in leichtem Unterschuss versetzen und das Geaiach während einer angemessenen Zeit, im allgemeinen 15 tie 30 Minuten lang» bei einer Temperatur von 80 bis 140⁰O, bevorzugt von 90 bis 11O⁰O, unter Rühren halten.

Man kann auch bei niedrigeren Temperaturen arbeiten, z.B. bei 50 bis 80⁰C, indem man Natrium in Form einer Suspension in das Lösungemittel einträgt oder statt Natriumaetall Natriumhydrid verwendet« Es ist hierbei selbstverständlich erforderlich, in absolut wasserfreiem Medium zu arbeiten; zu diesem Zweck kann die Amidlöeung vor dem Einbringen des Natriums gegebenenfalls entwässert bzw. getrocknet werden.

Nachdem die Timsetzung mit Natrium beendet ist, kann man ent^v weder das Derivat auf beliebige Weise, z.B„ durch Filtration, von dem Reaktionsgemisch abtrennen und dann, ausgehend von dem isolierten Natriumamid, den Acylharnstoff naoh dem erfindungsgemässen Verfahren herstellen oder man trägt zur Gewinnung des Acylharnstoffβ das entsprechende 0arbaminsäureohlorid direkt in das Reaktionemedium ohne vorherige Abtrennung des Natriumderivate ein. Die Versuche haben in der Tat' geseigt, dass die gewünschten Acylhamstoffe in der gleichen Reinheit und mit den gleichen Ausbeuten erhalten werden, unabhängig davon, nach welcher der'beiden Methoden nan arbeitet·. Im ereten Fall kann man aue den Natriumderivat auch die leteten Spuren von nicht umgesetzte* Amid vor der Herstellung des AcTlharnetoffe entfernen, s.B. durch Waschen »it »ines

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Lösungsmittel für das Amid- Im zweiten Fal".l trennt man aas eventuell vorhandene nicht umgesetztη Amid nach,dor Herstellung des Acylharnstoffs entweder durch Umlrri.r/caJ iiaiercn des letzteren oder durch Ausfällen ab- Wird der Aeylharastoff aus dem nicht isolierten Natriumoxid hergestellt, so dient das "bei der Umsetzung mit Natrium verwendete Lösungsmittel gleichzeitig als organisches Verdünnungsmittel bei der Herstellung des Acylharnstoffs,

Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäsnen Verfahrene Die angegebenen Seile sind., falls nicht anders angegeben, Gewichtsteile«

Beispiel 1

Herstellung von N-(3,4-Bichlorphenyl)~N-benzoyl-N%N'--

dimethylharnatoff __

Zu 292 Teilen N-(3,4-Dichlorphenyl)-benzamid, gelöst in 1000 Volumenteilen wasserfreiem Toluol» gibt man 23 Teile Natriummetall, Man hält das Gemisch unter kräftigem Rühren 25 bie 30 Min, lang bei einer Temperatur von ca, 110 C. Nach dem Abkühlen filtriert man das Gemisch und wäscht den Niederschlag mit Toluol, um jede Spur nicht umgesetzten .Anllida zu entfernen. Man suspendiert anschliessend den so behandelten Niederschlag in 1000 Volumenteilen Toluol, erhitzt auf 100⁰C und leitet innerhalb o*. 5 Hin· 119 Teile Dimethylcarbomin-

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- ίο -

säurechlorid ein. Man filtriert dann das gebildete lfatriu»- chlorid ab, lässt das Filtrat abkühlen und verdampft daa lösungsmittel unter vermindertem Druck, Ha» erhält 330 Teile N-(3,4-Mchlorphenyl)-N--benzoyl-NSN^l~dimetnyliiari!ietoff* '

Die Analyse dieses Produktes durch Diinnechichtoixromatograpbie ergibt, dass es weder H-(3,4-Dichlorphef^l)-benzamid noch H-(3,4-Dichlorphenyl)-N',H¹-dimethylharnstoff eiithtlt. liach dem Umkristallisieren aus Toluol hat das Produkt einen Schmelzpunkt von 119°C.

Beispiel 2

Herstellung von N-(3,4-Dichlorphenyl)-E-acetyI-H^t _fy-

dimethy !harnstoff _; .

Zu 224 Teilen N-(3»4-Dichlorphenyl)-acetaaid, gelöst in 1500 Teilen wasserfreiem Toluol, gibt stan bei 8O⁰G in kleinen Anteilen 24 Teile Hatriumhydrid suspendiert in Toluol. Ran hält 15 mn. lang bei 8O⁰O₁ fügt ansohlieseejaa 119 Teile Diaethylcarbaminsäurechlorid hineu und erhitzt dann 5 Min· lang unter Rückfluss.

Nach dem Abkühlen filtriert man die Löaimg sur Abtrennung Vatriumchloride und entfernt das Toluol durch Man erhält ein gelbes öl, daa man in Chloroform löst. San gibt su der Lösung ca- 1500 Tolumenteile Hexan, ua das nicht ii»ge-

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setzte Dichlorpbenylacetamid auszufällen. Nach dem Filtrieren und der Entfernung der lösungsmittel durch Verdampfen, erhält man 240 Seile (entsprechend einer Ausbeute von 87 #, bezogen auf eingesetztes Natrium) eines gelben Öls, das durch ίΓΜΚ-Spektrum und chemische Analyse als N-(3«4-Dichlorphenyl)-N-acetyl-N%N'-dimethylha:rn8toff identifiziert wird.

Die DünnschichtChromatographie ergab, dass das Produkt' keine Spuren von N-(?s,,4-Dichlorphenyl)-!P ,N'-dimethylharnstoff enthielt.

Patentansprüche

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Claims (5)

- 12 - DA-3041 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von SeBda / de« Harnstoffe^ die al« Substituenten" an einem der Stickstoffatome mindesten»-einen Acy^rest aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Natriumderivat eines Amide mit einem gegebenenfalls substituierten Carbaminsäure-Chlorid umsetzt. < >

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in Anwesenheit eines inerten Verdünnungsmittels, z.B. eines aromatischen Kohlenwasserstoffs wie Benzol, Toluol oder Xylol durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei einer Temperatur von 80 bis 130⁰O durchführt.

4» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η-zeichnet, dass man die Reaktion bei einer Temperatur unterhalb von 8O⁰C in Anwesenheit von Dimethylformamid durchführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass man das Natriumderivat eines Amide duroh umsetzung des Amide mit der stöchiometriachen Menge oder einem Unterschuss von Natrium herstellt, wobei man in Anwesenheit

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eines inerten Lösungsmittels, z.B. eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie Benzol, Soluol oder Xylol arbeitet ₉ anschliessend in das bei der Umsetzung mit Natrium erhaltene Reaktionsgemisch ein gegebenenfalls substituiertes öarbaminsäurechlorid einträgt und dann den gebildeten Acylhamstoff nach bekannten Methoden isoliert.

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