DE1793412C3 - Verfahren zur Herstellung von N hoch 1 Acyl N hochl aryl N hoch 2, N hoch 2 dialkylharnstoffen - Google Patents

Description

in der R¹ einen gegebenenfalls durch ein oder mehrere Halogenatome substituierten Arylrest und R² einen gegebenenfalls durch ein oder "mehrere Halogenatome substituierten Aryl-, vorzugsweise Phenylrest und R³ jeweils einen Ci-C₅-Alkylrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man das Natriumderivat eines Amids der allgemeinen Formel

R¹—C

entsprechen, in der R¹ einen gegebenenfalls substituierten Aryl- oder Aryloxyrest bedeutet, R², R³ und

R⁴. die eleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, einen A'VyI-. Alkoxy-, Acylrest eine gegebenenfalls substii Jrte Aryl- oder Aryloxygruppe sein können. X IL. Halogen oder eine NO₂-Cruppe steht. η eine ganze Zahl von 1 bis 5 und n' eine ganze Zahl von 0 bis 5 bedeuten.

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

N-Na R^l—CO

mit einem Carbaminsäurechlorid der allgemeinen Formel ·>₀

R³

N—CQ-N

R²

R³

(Π)

CI- C— N

R³

35

wobei R¹, R² und R³ die genannte Bedeutung haben, umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von PO bis 130⁰C durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Anwesenheit eines inerten Verdiinnungsmittels, vorzugsweise eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, insbesondere Benzol, Toluol oder Xylol, durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das umzusetzende Natriumderivat des Amids in der Form verwendet, wie es aus der Umsetzung von metallischem Natrium oder Natriumhydrid mit dem Amid resultiert.

55 beschrieben, in der R¹ ein gegebenenfalls substituierter Phenylresi ist, R² Wasserstoff oder ein Alkylrest sein kann, R³ einen aliphatischen Rest oder eine Alkoxygruppe bedeutet und Q Tür Sauerstoff oder Schwefel steht.

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

R¹

R³

N—CO—N

R²—CO

(HD

60

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Harnstoffderivaten, die als Substituenten an einem der Stickstoffatome mindestens einen Acylrest aufweisen. Es ist bekannt, daß eine Reihe von Acylharnstoffen ausgezeichnete Unkrautvernichtungsmittel sind. So ist in der französischen Patentschrift 1 327 761 und in der ersiten Zusatzpatentschrift hierzu 83 764 die herbizide Wirkung derin der R¹ ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest, R² ein heterocyclischer Rest mit 5 bis 6 Ringgliedern, R³ Wasserstoff, einen Methylrest oder CH₂CH₂CN bedeutet und. R⁴ ein aliphatischer Rest, eine Alkoxy- oder Alkoxyalkylgruppe oder CH₂CH₂CN sein kann.

In der Patentliteratur sind verschiedene Methoden zur Herstellung dieser acylierten Harnstoffe empfohlen worden.

Zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) ist es bekannt, Phosgen, ein gegebenenfalls substituiertes Carbaminsäurechlorid oder ein Isocyanat auf ein entsprechendes N-Phenyl-N-acylamin einwirken. zu lassen.

Für die Herstellung von Verbindungen der Formel (II und III) wie übrigens auch derjenigen der Formel (I) wird die Kondensation eines Säurechlorids mit einem Harnstoffderivat, das bereits die entsprechenden nicht acylierten Substituenten enthält, beschrieben.

Nach einem älteren Vorschlag (deutsche OfTenlegungsschrift 1 567 022) werden als herbizide Mittel Harnstoffderivate der Formel

O R'

·— C — N—C— N

Xn M,. Rm

R"

verwendet. Diese substituierten Harnstoffe werden gemäß dem älteren Vorschlag durch Umsetzung von substituierten Aminen mit Isocyanaten zu substituierten Harnstoffen und anschließende Kondensation dieser substituierten Harnstoffe mit aromatischen Säurechloriden hergestellt. In der letzten Stuft: dieser Umsetzung wird Chlorwasserstoffsäure abgespalten.

Die bekannte ι Verfahren weisen gewisse Nachteile auf. Sie sehen meistens eine Reaktion vor, die unter Halogenwasserstoffsäure- insbesondere Chlorwasserstoffsäurebildung verläuft, wodurch sich die Notwendigkeit ergibt, in Anwesenheit eines Säureakzeptors, wie Pyridin oder einem tertiären Amin zu arbeiten. Bei der großtechnischen Herstellung erhöhen sich hie^rdurch die Herstellungskosten für das Endprodukt, und es ergeben sich schwierige Probleme hinsichtlich der Rückgewinnung.

Außerdem ir.t es nach den bekannten Methoden nicht möglich, sehr reine Produkte zu erhalten. Kondensiert man z. B. ein Säurechlorid mit einem nicht acylierten substituierten Harnstoff so stellt man fest, daß das eine Acylgruppe aufweisende Endprodukt eine nicht unwesentliche Menge des Ausgangsharnstoffs 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 III) — wie in den oben angeführten Patentschriften erwähnt — durch ihren hocnspezifischen herbiziden Charakter aus, der sie sehr wertvoll für die selektive Unkrautbekämpfung macht. Die bei der Herstellung der Acylharnstoffe als Ausgangsstoffe eingesetzten nicht acylierten Harnstoffe zeigen nun im allgemeinen eine sehr viel geringere herbizide Wirkung als die Acylharnstoffe. Ihre Anwesenheit ist daher nachteilig Tür die Wirksamkeit der Verbindungen der Formeln (I, II und III).

Es wurde nun ein neues Verfahren zur Herstellung von Acylharnstoffen gefunden, das die genannten Nachteile beseitigt und es ermöglicht, die gewünschten Produkte bei ausgezeichneten bis zu quantitativen Ausbeuten in sehr reiner, von unerwünschtem Harnstoff absolut freier Form zu erhalten.

Dieses Verfahren kann ganz allgemein für die Herstel'ung jedes beliebigen Harnstoffderivats, das Acylsubstituenten aufweist, eingesetzt werden, insbesondere in all den Fällen, in denen ein sehr reines Produkt erhalten werden soll.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von N¹-Acyl-N¹-aryl-N²,N²-dialkylharnstoffen der allgemeinen Formel

R¹—C

R³

O Ν—C-N

/ Il \

R² O R³

in der R¹ einen gegebenenfalls durch ein oder mehrere Halogenatome substituierten Arylrest und R² einen gegebenenfalls durch ein oder mehrere Halogenatome substituierten Aryl-, vorzugsweise Phenylrest und R³ jeweils einen Q-Cs-Alkylrest bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Natriumderivat eines Amids der allgemeinen Formel

R¹—C

R²

N-Na

40 mit einem Carbaminsäurechlorid der allgemeinen Formel _r3

/
Cl- C—N

O R³

wobei R¹, R² und R³ die genannte Bedeutung haben, umsetzt.

Die allgemeine Durchrührungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, das Natriumderivat eines Amids mit einem Carbaminsäurechlorid umzusetzen. Die Reaktion kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden

R¹—CO

N-Na+ Cl CON

R²

R³

R³

in der R¹, R² und R³ die genannte Bedeutung haben.

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

In der Praxis wird die Kondensation des entsprechend substituierten Carbaminsäurechlorids mit einem geeigneten Natriumamid, z. B. Natriumanilid, durchgeführt, indem man die Reaktionsteilnehmer auf eine R¹—CO

N—CO—N

+ NaCl

R²

Temperatur von 80 bis 130° C erhitzt, vorteilhaft in einem inerten organischen Lösungs- oder Verdünnungsmittel, z. B. einem aromatischen Kohlenwasserstoff wie Benzol, Toluol oder Xylol. Man arbeitet im allgemeinen unter kräftigem Rühren. Die Reaktion geht rasch vonstatten, denn !bereits nach 5 bis 10 Minuten kann man beobachten, daß kein Natriumderivat mehr vorhanden iiit.

In Abänderung des Verfahrens kann man die Reaktion auch bei niedriger Temperatur, z. B. unter-

5 6

halb 80 C, durchführen. In diesem Fall ist es vorteil- isolierten Natriumamid hergestellt, so dient das bei

haft, dem Lösungsmittel 1 bis 5 Gewichtsprozent der Umsetzung mit Natrium verwendete Lösungs-

Dimethylformamid zuzusetzen. mittel gleichzeitig als organisches Verdünnungsmittel

Die Reaktionsteilnehmer werden bevorzugt in bei der Herstellung des Acylharnstoffs.

stöchiometrischen Mengen eingesetzt. 5 Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung

Der acylierte Harnstoff wird dadurch isoliert, daß des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die angegebenen

man zunächst das Natriumchlorid und dann das Teile sind, falls nicht anders angegeben. Gewichtsteile.

Lösungsmittel abtrennt. NaCl kann durch Filtration . .

oder durch Zusatz von Wasser zum Reaktions- Beispiel

gemisch una anschließende Abtrennung der wäßrigen 10 Zu 2°2 Teilen N-(3,4-Dichlorphenyl)-benzamid,

von der organischen Phase isoliert werden. Das gelöst in 1000 Volumteilen wasserfreiem Toluol, gibt

Lösungsmittel kann dann auf beliebige bekannte man 23 Teile Natriummetall. Man hält das Gemisch

Weise, z. B. durch Verdampfen bis zur Trockne, vor- unter kräftigem Rühren 25 bis 30 Minuten bei einer

teilhaft unter vermindertem Druck, abgetrennt werden. Temperatur von etwa 110°C. Nach dem Abkühlen

Das als Ausgangsstoff bei dem erfindungsgemäßen 15 filtriert man das Gemisch und wäscht den Nieder-Verfahren angewandte Natnumderivat des Amids schlag mit Toluol, um jede Spur nicht umgesetzten kann nach den üblichen Methoden hergestellt werden. Anilids abzutrennen. Man suspendiert anschließend Man kann z.B. das Amid in einem organischen den so behandelten Niederschlag in lOOOVolum-Lösungsmiuel, wie Toluol oder Xylol, lösen, die teilen Toluol, erhitzt auf 100°C und leitet innerhalb Lösung mit Natriummetall in der theoretischen 20 etwa 5 Minuten 119 Teile Dimethylcarbaminsäure-Menge oder in leichtem Überschuß versetzen und das chlorid ein. Man filtriert daun das gebildete Natrium-Gemisch während einer angemessene.; Zeit, im all- chlorid ab, läßt das Filtrat abtcühlen und verdampft gemeinen 15 bis 30 Minuten bei einer Temperatur das Lösungsmittel unter vermindertem Druck. Man von 80 bis 140"C, bevorzugt von 90 bis HO⁰C, unter erhält 330 Teile N-(3,4-Dichlorphen>!)-N-benzoyl-Rühren halten. 25 Ν',Ν'-dimethylharnstoff.

Arbeitet man bei niedrigeren Temperaturen, z. B. Die Analyse dieses Produktes durch Dünnschichtbei 50 bis 80C, indem man Natrium in Form einer Chromatographie ergibt, daß es weder N-(3.4-Dichlor-Suspension in das Lösungsmittel einträgt oder statt phenyl) - benzamid noch N - (3,4 - Dichlorphenyl)-Natriummetall Natriumhydrid verwendet, ist es hier- Ν',Ν'-dimethylharnstoff enthält. Nach dem Umkribei selbstverständlich erforderlich, die Umsetzung in 30 stallisieren aus Toluol hat das Produkt einen Schmelzabsolut wasserfreiem Medium vorzunehmen Zu punkt von 119° C.
diesem Zweck kann die Auflösung vor dem Einbrin- _R . .
gen des Natriums gegebenenfalls entwässert bzw. Beispiel
getrocknet werden. Zu 224 Teilen N-(3,4-Dichlorphenyl)-acetamid,

Nachdem die Umsetzung mit Natrium beendet ist, 35 gelöst in 1500 Teilen wasserfreiem Toluol, gibt man

kann man entweder das Natriumderivat auf beliebige bei 8O⁰C in kleinen Anteilen 24 Teile Natriumhydrid

Weise, z.B. durch Filtration, von dem Reaktions- suspendiert in Toluol. Man hält 15 Minuten bei 8O⁰C,

gemisch abtrennen und dann, ausgehend von dem fügt anschließend 119 Teile Dimethylcarbaminsäure-

isolierte.i Natriumamid, den Acylharnstoff nach dem chlorid hinzu und erhitzt dann 5 Minuten unter Rück-

erfindungsgemäßen Verfahren herstellen oder man -to fluß.

trägt zur Herstellung des Acylharnstoffs das ent- Nach dem Abkühlen filtriert man die Lösung zur sprechende Carbaminsäurechlorid direkt in das Reak- Abtrennung des Natriumchlorids und entfernt das tionsmedium ohne vorherige Abtrennung des Na- Toluol durch Vakuumverdampfung. Man erhält ein triumderivats ein. Die Versuche haben in der Tat gelbes öl, das man in Chloroform löst. Man gibt zu gezeigt, daß die Acylharnstoffe in der gleichen Rein- 45 der Lösung etwa 1500 Volumteile Hexan, um das heit und mit den gleichen Ausbeuten erhalten werden, nicht umgesetzte Dichlorphenylacetamid auszufallen, unabhängig davon, nach welcher der beiden Methoden Nach dem Filtrieren und Abtrennung der Lösungsman arbeitet. Im eisten Fall kann man aus dem Na- mittel durch Verdampfen, erhält man 240 Teile (enttriumderivat auch die letzten Spuren von nicht um- sprechend einer Ausbeute von 87%, bezogen auf eingesetztem Amid vor der Herstellung des Acylharn- 50 gesetztes Natrium) eines gelben Öls, das durch NMR-stoffs entfernen, z. B. durch Waschen mit einem Spektrum und chemische Analyse als N-(3,4-Dichlor-Lösungsmittel für das Amid. Im zweiten Fall trenm phenyl)-N-acetyl-N',N'-dimethylharnstoff identifiziert man das eventuell vorhandene nicht umgesetzte Amid wird.

nach der Herstellung des Acylharnstoffs entweder Die Dünnschichtchromatographie ergab, daß das

durch Umkristallisieren des letzteren oder durch 55 Produkt keine Spuren von N-(3,4-Dichlorphenyl)-

Ausfällen ab. Wird der Acylharnstoff aus dem nicht Ν',Ν'-dimethylharnstoff enthielt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   !. Verfahren zur Herstellung von N'-Acyl-N'-aryl- ^: N²-dialkyIharnstoffen der allgemeinen Formel

   R¹—C R³

   Il \ /

   O N-C-N

   / Il

   R² O

   artiger Verbindungen beschrieben, insbesondere derjenigen, die der folgenden allgemeinen Formel