DE1954711A1 - Herbicidal uracil derivs - Google Patents
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Abstract
Description
Uracilderivate und Verfahren zur Herstellung derselben Die Erfindung betrifft Uracilderivate und Verfahren zur Herstellung derselben, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von bekannten Uracilderivaten der Formel wobei X aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoff- und einem Halogenatom besteht und R aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoffatom und einer Alkylgruppe besteht.Uracil derivatives and processes for the preparation thereof The invention relates to uracil derivatives and processes for the preparation thereof, in particular a process for the preparation of known uracil derivatives of the formula wherein X is selected from the group consisting of a hydrogen atom and a halogen atom, and R is selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group.
Die Erfindung betrifft ferner Uracilderivate der Formel wobei X und R wie vorstehend definiert sind, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Uracilderivate.The invention also relates to uracil derivatives of the formula where X and R are as defined above, as well as processes for the preparation of these uracil derivatives.
Die neuen Uracilderivate der Formel II sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Derivaten der Formel I, die als Herbizide wegen ihrer Herbizidwirkung bekannt sind.The new uracil derivatives of the formula II are valuable intermediates for the preparation of derivatives of the formula I, which are used as herbicides because of their herbicidal action are known.
In der japanischen Patentanmeldung Nr. 12 774/1967 ist ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel 1 beschrieben; hierbei wird ein monosubstituierter Harnstoff der nachstehenden Formel m mit einem Azetessigester kondensiert; sodann wird - falls erforderlich - das resultierende Kondensationspr odukt halogenisiert.In Japanese Patent Application No. 12,774/1967, there is a method for the preparation of the compound of formula 1 described; here is a monosubstituted Urea of the following formula m condensed with an acetoacetic ester; then If necessary, the resulting condensation product is halogenated.
R-CH2NHCONH2 (m) In der vorstehenden Formel m ist R wie vorstehend definiert. R-CH2NHCONH2 (m) In formula m above, R is as above Are defined.
Das vorgenannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß es ein teueres Ausgangsmaterial, nämlich Azetessigester, benötigt. Nachteilig ist ferner, daß die Ausbeute des gewünschten Produktes niedrig und nicht konstant ist.The above method has the disadvantage that it is an expensive one Starting material, namely acetoacetic ester, is required. Another disadvantage is that the Yield of the desired product is low and not constant.
Das genannte Verfahren ist demzufolge nicht geeignet, den steigenden Bedarf an den genannten Uracilderivaten zu befriedigen.The method mentioned is therefore not suitable for the increasing requirement to satisfy the said uracil derivatives.
Ausgehend von den vorgenannten Nachteilen, soll deshalb erfindungsgemäß ein Verfahren in Vorschlag gebracht werden, welches die Herstellung der Verbindung der Formel I in großen Mengen, mit niedrigen Kosten und un- * ter Verwendung eines jederzeit verfügbaren, billigen Ausgangsmaterials ermöglicht. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die neuen Verbindungen der Formel II mit einer konstanten und hohen Ausbeute dadurch hergestellt werden können, daß ein monosubstituierter Harnstoff der Formel m mit Zitronensäure oder einem Salz hiervon in Gegenwart eines wuserentziehenden (dehydratisierenden)-kondensierenden Agens zur Reaktion gebracht wird. Sodann wird, wenn die Verbindung,in der X ein Halogen darstellt, gewünscht wird, das resultierende Kondensationsprodukt mit einem geeigneten halogenisierenden Agens halogenisiert. Durch eine Carbayllerung durch Erwärmung der neuen Verbindungen der Formel II werden sodann die Verbindungen der Formel I sehr einfach und ohne Nebenprodkte (quantitativ) hergestellt.Based on the aforementioned disadvantages, the invention should therefore a method can be proposed, which allows the establishment of the connection of formula I in large quantities, at low cost and using one cheap raw material available at any time. According to the invention found that the new compounds of formula II with a constant and high Yield can be produced by using a monosubstituted urea of the formula m with citric acid or a salt thereof in the presence of a water-removing agent (dehydrating) condensing agent is reacted. Then it will if the compound in which X is halogen is desired, the resultant Condensation product halogenated with a suitable halogenating agent. Carbayllerung by heating the new compounds of formula II then the compounds of formula I very simply and without secondary products (quantitative) manufactured.
Das erfindungsgemäße verbesserte Verfahren zur Herstellung von Uracilderivaten der Formel I ist dadurch gekennzeichnet, daß ein monosubstituferner Harnstoff der Formel II mit Zitronensäure oder einem Salz hiervon in Gegenwart eines wasserentziehenden (dehydratisierenden)-konden sierenden Agens zur Reaktion gebracht wird, daß, falls erforderlich, das resultierende Kondensationsprodukt zu einer Verbindung,in der X ein Halogen ist, halogenisiert wird und daß das so erhaltene 6-Carboxymethyluracilderivat zur Herstellung der gewiinschten Verbindung der Formel 1 thermisch decarboxyliert wird.The improved method of the invention for the preparation of uracil derivatives of the formula I is characterized in that a monosubstituted urea der Formula II with citric acid or a salt thereof in the presence of a dehydrating one (dehydrating) -condensing agent is made to react that, if required the resulting condensation product to form a compound in which X is a halogen, is halogenated and that the 6-carboxymethyluracil derivative thus obtained thermally decarboxylated to produce the desired compound of formula 1 will.
Die Erfindung betrifft ferner das neue Uracilderivat der Formel 11, das als wertvolles Zwischenprodukt zur einfachen Herstellung der Verbindung der Formel 1 in hoher Ausbeute dient.The invention also relates to the new uracil derivative of the formula 11, the as a valuable intermediate product for the simple production of the Compound of formula 1 is used in high yield.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.Further details and features of the invention are from the following Description visible.
Bei der ersten Stufe des erflndungsgemäßen Verfahrens werden ein monosubstituierter Harnstoff und Zitronensäure oder ein Salz hiervon einem dehydratisierenden-kondensierenden Agens unter Kühlen zugegeben. Die Mischung wird sodann sorgfältig gerührt. Bei der vorgenannten Reaktion tritt eine Zyklisierung und Ringbildung auf, die so zu verstehen ist, daß die Zitronensäure oder das Salz hiervon zuerst dehydratisiert und sodann mit dem monosubstituierten Harnstoff zur Bildung eines Ringes kondensiert werden. Bei fortschreitender Reaktion wird die Bildung von Kohlenmonoxyd beobachtet. Die Reaktionstemperatur wird vorzugsweise auf ca. - 100C während der Zeit eingestellt, zu der die Ausgangsstoffe dem dehydratisierenden-kondensierenden Agens zugegeben werden. Die Reaktionstemperatur wird vorzugsweise gesteigert, indem das Reaktionssystem gegen das Ende der Reaktion allmählich erwärmt wird. Es zeigt sich Im allgemeinen eine nennenswerte Bildung von Kohlenmonoxyd bei einer Reaktionstemperatur von ca. 30 bis ca. 60°C; deshalb ist eine Reaktionstemperatur von mehr als 800C nicht erwünscht. Als Salze der Zitronensäure werden erfindungsgemäß bevorzugt Kalium- und Natriumsalze benutzt. Als dehydratislerendes-kondensierendes Agens werden bevorzugt kondensierte Schwefelsäure, rauchende Schwefelsäure, Polyphosphorsäure usw. benutzt. Um die Verbindung der Formel I - hierin stellt X ein Halogenatom dar - zu erhalten, wird ein halogenisierendes Agens der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Reaktionsflüssigkeit oder einer Ladung des isolierten Produktes in einem Lösungsmittel (z. B. Essigsäure, Essigsäureanhydrid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Benzol, Toluol, Wasser usw.) zugegeben und die Reaktion zur Halogenisierung wird bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durchgeführt. DaserfindungsgemäßbenutzteHalogenisierungsagens weist bevorzugt folgende Stoffe auf: freies Halogen oder eine das freie Halogen enthaltende Lösung, eine Halogenwasserstoffsäure oder eine Hypohalogensäure und ein Salz hiervon, ein Phosphorhalogenid, ein Sulfurylhalogenid, N-halo-succinimid, N-halo-acetamid usw.. Besonders bevorzugt ist ein freies Halogen. In manchen Fällen wird die Halogenisierung vorteilhafterweise in Gegenwart eines oxydierenden Agens, z. B.In the first stage of the process according to the invention, a monosubstituted Urea and citric acid or a salt thereof is a dehydrating-condensing one Agent added with cooling. The mixture is then carefully stirred. In the aforementioned reaction occurs cyclization and ring formation, which should be understood in this way is that the citric acid or salt thereof first dehydrates and then condensed with the monosubstituted urea to form a ring. As the reaction progresses, the formation of carbon monoxide is observed. the The reaction temperature is preferably set to approx. - 100C during the time to which the starting materials are added to the dehydrating-condensing agent will. The reaction temperature is preferably raised by the reaction system gradually warming towards the end of the reaction. It shows up in general a notable formation of carbon monoxide at a reaction temperature of approx. 30 to about 60 ° C; therefore a reaction temperature of more than 80 ° C. is not desirable. According to the invention, potassium and sodium salts are preferred as salts of citric acid used. As the dehydrating-condensing agent, condensed ones are preferred Sulfuric acid, fuming sulfuric acid, polyphosphoric acid, etc. are used. To the connection of the formula I - here X represents a halogen atom - to obtain a halogenating one Agent of the reaction liquid obtained as described above or a Charging the isolated product in a solvent (e.g. acetic acid, acetic anhydride, Chloroform, Carbon tetrachloride, benzene, toluene, water, etc.) is added and the halogenation reaction is at room temperature or higher Temperature carried out. The halogenating agent used in the present invention preferably has the following substances: free halogen or a solution containing the free halogen, a hydrohalic acid or a hypohalic acid and a salt thereof Phosphorus halide, a sulfuryl halide, N-halo-succinimide, N-halo-acetamide, etc. A free halogen is particularly preferred. In some cases it will be halogenation advantageously in the presence of an oxidizing agent, e.g. B.
40-60%ige Salpetersäure, Wasser stoffperoxyd, Chlorat usw. durchgeführt.40-60% nitric acid, hydrogen peroxide, chlorate, etc. carried out.
Ferner können Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Natriumbicarbonat, Magnesium hydroxyd, Calciumhydroxyd usw. dem Reaktionssystem zugegeben werden, um das bei der Halogenisierungsr eaktion gebildete Wasser stoffhalogenid zu entfernen.Furthermore, potassium carbonate, sodium carbonate, magnesium carbonate, Calcium carbonate, sodium bicarbonate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide etc. dem Reaction system can be added to that formed in the Halogenisierungsr eaktion To remove hydrogen halide.
Beim Ausführen der zweiten Stufe des erfindungsgemtßen Verfahrens wird die Verbindung der Formel m, die bei der ersten Stufe erhalten wird, in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, worauf ein Erwärmen folgt. Das Lösungsmittel kann eine organische Base sein, z. B. Dimurlanilin, Methylanilin, Äthylanilin, Anilin, Pyridin, Chinolin, sowie eine Mischung hiervon mit Wasser, Schwefelsäure, Salzsäure, Bromwasserstoff, Tetralin, Decalin, Dimethylformamid, Diphenyl, Diphenyläther, Kerosin usw. Die besten Ergebnisse werden Jedoch bei Anwendung der vorgenannten organischen Basen erzielt. Ein Metall oder ein Metallsalz, z. B. ein aktives Kupferpulver, Kupfersulfat usw. können dem Reaktionssystem als Reaktionspromotoren zugegeben werden. Die Reaktion ui rd vorzugsweise bei einer Temperatur von 100 bis 2000C während einer Zeit durchgeführt, die von wenigen Minuten bis zu einer Stunde reicht.In carrying out the second stage of the method of the invention is the compound of formula m, which is obtained in the first stage, in one dissolved in a suitable solvent, followed by heating. The solvent can be an organic base, e.g. B. Dimurlaniline, Methylaniline, Ethylaniline, Aniline, Pyridine, quinoline, as well as a mixture thereof with water, sulfuric acid, hydrochloric acid, Hydrogen bromide, tetralin, decalin, dimethylformamide, diphenyl, diphenyl ether, kerosene etc. However, the best results will be obtained using the aforementioned organic Bases achieved. A metal or a metal salt, e.g. B. an active copper powder, copper sulfate etc. can be added to the reaction system as reaction promoters. The reaction ui rd preferably carried out at a temperature of 100 to 2000C for a time which ranges from a few minutes to an hour.
Der näheren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Ausführungsbeispiele: Beispiel 1 72g wasserfreie Zitronensäure werden langsam 280cm3 15% (Gew. %, dies gilt auch für die nachstehenden Angaben) rauchender Schwefelsäure zugegeben, wobei die Mischung auf unter -1OOC gekühlt wird. Hieran schließt sich ein sorgfältiges Rühren an. Nachdem man die Mischung während 30 Minuten unter Rühren reagieren läßt, wird eine Mischung von 72g wasserfreie Zitronensäure und 58g Äthylharnstoff der Reaktionsmischung bei einer Temperatur von unter -5°C hinzugegeben. Die resultierende Reaktionsmischung läßt man während ca. 30 Minuten bei einer Temperatur von unter OOC unter Rühren reagieren. Die Reaktionstemperatur wird allmählich bis auf Raumtemperatur angehoben. Die Reaktionsflüssigkeit wird sodann allmählich in einem Wasserbad bis auf 70°C erhitzt, wo die Reaktion unter Bildung von Kohlenmonoxyd vollendet wird. Nach Vollendung der Reaktion wird die Reaktionsflüssigkeit zur Herstellung von 3 -Butyl- 6- Carboxym ethyluracil abgekühlt. Die so erhaltene Reaktionsflüssigkeit wird in Eiswasser (500g Eis und 1300cm3 Wasser) gegossen.The following exemplary embodiments serve to explain the invention in more detail: Example 1 72g of anhydrous citric acid slowly becomes 280cm3 15% (% by weight, this also applies to the following information) fuming sulfuric acid added, whereby the mixture is cooled to below -1OOC. This is followed by a careful one Stir on. After allowing the mixture to react for 30 minutes while stirring, is a mixture of 72g anhydrous citric acid and 58g ethyl urea The reaction mixture is added at a temperature below -5 ° C. The resulting The reaction mixture is left for about 30 minutes at a temperature below OOC react with stirring. The reaction temperature gradually increases to room temperature raised. The reaction liquid is then gradually placed in a water bath up heated to 70 ° C, where the reaction is completed with the formation of carbon monoxide. After the completion of the reaction, the reaction liquid used to prepare 3 -Butyl- 6- carboxymethyluracil cooled. The reaction liquid thus obtained is poured into ice water (500g ice and 1300cm3 water).
Nach dem Abkühlen wird tropfenweise eine Mischung von 74, 3g Brom und 100cm3 Essigsäure hinzugegeben, wobei für die Reaktion kräftig gerührt wird. Nach Vollendung der Reaktion werden die gebildeten Niederschläge gefiltert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei man rohe Kristalle von 5-Bromo-3-Butyl-6-Carboxymethyluracil erhält. Das so erhaltene Carboxymethyluracil wird sodann zu 250cm3 Dimethylanilin hinzugegeben und auf 130 bis 140°C während 7 Minuten erhitzt, wobei die Verbindung fast quantitativ decarboxyliert wird. Nach Beendigung der Decarboxylierung läßt man die Reaktionsmischung abkühlen und gießt sie sodann in verdünnte Salzsäure (bestehend aus 250 cm3 konzentrierter Salzsäure und 1 1 Wasser); es werden 107, 5g Kristalle an gewünschtem 5-Bromo-3-Butyl-6-Methyluracil ausgefällt (Ausbeute 82,5%). Eine Rekristallisierung aus Methanol-Wasser ergibt Kristalle mit einem'8chmelzpunkt von 158-1600C. Das Produkt zeigt keine Schmelzpunkternledrlgung beim Mischen mit einer authentischen Probe.After cooling, a mixture of 74.3g bromine is added dropwise and 100 cm3 of acetic acid are added, stirring vigorously for the reaction. After completion of the reaction, the precipitates formed are filtered with Washed water and dried, leaving crude crystals of 5-bromo-3-butyl-6-carboxymethyluracil receives. The carboxymethyluracil obtained in this way then becomes 250 cm3 of dimethylaniline added and heated to 130 to 140 ° C for 7 minutes, the compound is almost quantitatively decarboxylated. After the end of the decarboxylation, leaves the reaction mixture is cooled and then poured into dilute hydrochloric acid (consisting from 250 cm3 of concentrated hydrochloric acid and 1 l of water); it becomes 107.5g crystals at desired 5-Bromo-3-butyl-6-methyluracil precipitated (yield 82.5%). Recrystallization from methanol-water gives crystals with a melting point from 158-1600C. The product does not show any melting point loss when mixed with an authentic sample.
Beispiel 2 72g wasserfreie Zitronensäure werden langsam zu 210cm3 20isige rauchende Schwefelsäure zugegeben, wobei auf unter -iOOC abgekühlt wird.Example 2 72g of anhydrous citric acid slowly becomes 210cm3 20% fuming sulfuric acid was added, cooling to below -iOOC.
Hieran schließt sich ein kräftiges Rühren an. Nach 30 Minuten Rühren wird eine Mischung von 72g wasserfreie Zitronensäure und 58g Isobutylharnstoff langsam hinzugegeben. Die Reaktionstemperatur wird allmählich bis auf Raumtemperatur gesteigert. Die Reaktionsflüssigkeit wird sodann allmählich in einem Wasserbad bis auf 600C erhitzt. Das Rühren wird unterbrochen, wenn die Bildung von Kohlenmonoxyd aufhört und man läßt die Reaktionsflüssigkeit während ca. 10 Stunden bei einer Temperatur von 600C stehen. Nach Vollendung der Reaktion wird die Reaktionsflilssigkeit abgekühlt und in Eiswasser gegossen, um 3-lsobutyl-6-Carboxy methyluracil niederzuschlagen. Die so erhaltenen Niederschläge werden mit Wasser gewaschen, getrocknet und zu 300cm³ Tetralin hinzugegeben.This is followed by vigorous stirring. After stirring for 30 minutes a mixture of 72g anhydrous citric acid and 58g isobutylurea is slow added. The reaction temperature is gradually increased to room temperature. The reaction liquid is then gradually placed in a water bath up to 600C heated. Stirring is stopped when the formation of carbon monoxide ceases and the reaction liquid is left at one temperature for about 10 hours stand from 600C. After the completion of the reaction, the reaction liquid is cooled and poured into ice water to precipitate 3-isobutyl-6-carboxy methyluracil. The precipitates thus obtained are washed with water, dried and made up to 300 cm³ Tetralin added.
Wenn die Mischung während 5 Minuten bei 1800C erhitzt wird, s rd Carboxymethyluracil sehr leicht decarbowliert und man erhält das gewünschte 3-Isobutyl-6-Methyluracil. Die beim Kühlen gebildeten Kristalle werden gefiltert, mit Petroläther gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 98g (75,1%). Eine Rekristallisierung aus Methanol-Wasser ergibt weiße Nadelkristalle mit einem Schmelzpunkt von 2080C. Das Produkt zeigt keine Schmelzpunkterniedrigung beim Mischen mit einer authentischen Probe.If the mixture is heated for 5 minutes at 1800C, s rd carboxymethyluracil very easily decarbowled and the desired 3-isobutyl-6-methyluracil is obtained. The crystals formed on cooling are filtered and washed with petroleum ether and dried. The yield is 98 g (75.1%). Recrystallization from methanol-water gives white needle crystals with a melting point of 2080C. The product shows no lowering of the melting point when mixed with an authentic sample.
Beispiel 3 Gemäß Beispiel 1 werden die nachfolgenden Verbindungen aus den nachstehend aufgeführten Reaktionsmitteln hergestellt.Example 3 According to Example 1, the following compounds prepared from the reactants listed below.
Verbindung Zitronensäure monosubstituier- Ausbeute ter Harnstoff (%) 5 -Bromo- 3-Äthyl - 6- wasserfreie Äthylharnstoff 78. 0 Methyluracil Zitronensäure 5-Bromo-3-lsobutyl-6- II Isobutylharn- 74.5 Methyluracil stoff 5 -Chloro- 3, 6-Dim ethyl- " Methyluracil 71. 7 uracil 5-Chloro-3-Butyl-6- " Butyluracil 68.3 Methyluracil Beispiel 4 Gemäß Beispiel 2 werden die nachfolgenden Verbindungen aus den nachstehend aufgefuhrten Reaktionsmitteln hergestellt.Compound citric acid monosubstituted yield of urea (%) 5 -Bromo- 3-Ethyl- 6- anhydrous ethylurea 78.0 Methyluracil Citric acid 5-bromo-3-isobutyl-6- II isobutyl urine- 74.5 methyluracil substance 5-chloro-3, 6-dim ethyl- "methyluracil 71.7 uracil 5-chloro-3-butyl-6-" butyluracil 68.3 methyluracil Example 4 According to Example 2, the following compounds are prepared from those below listed reactants.
Verbindungen Zitronensäure monosubstituier- Ausbeute ter Harnstoff (%) 3-Methyl-6-Methyluracil wasserfreie Methylharnstoff 74.2 Zitronensäure 3-Åthyl-6-Methyluracil " Äthylharnstoff 83.0 3-Propyl-6-Methfluracil " Propylharnstoff 78.3 3-Butyl-6-Methyluracil " Butylharnstoff 81. 0 3-Hexyl-6-Methyluracil " Hexylharnstoff 84.5 In jedem einzelnen Anspruch haben R und X in den verschiedenen Strukturformeln die gleiche Bedeutung.Compounds citric acid monosubstituted yield ter urea (%) 3-methyl-6-methyluracil anhydrous methylurea 74.2 citric acid 3-ethyl-6-methyluracil "Ethylurea 83.0 3-Propyl-6-Methfluracil" Propylurea 78.3 3-Butyl-6-Methyluracil "Butylurea 81.0 3-Hexyl-6-Methyluracil" Hexylurea 84.5 In each individual Claim R and X have the same meaning in the various structural formulas.
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