DE19613333A1

DE19613333A1 - Verfahren zur Herstellung von Oxazolidin-2,4-dionen

Info

Publication number: DE19613333A1
Application number: DE1996113333
Authority: DE
Inventors: Lutz Dipl Chem Dr Heuer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1997-10-09
Also published as: AU2158897A; WO1997037981A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein besonders vorteilhaftes und einfach durchzu führendes Verfahren zur Herstellung von Oxazolidin-2,4-dionen aus Amiden und Kohlendioxid.

Verfahren zur Herstellung von Oxazolidin-2,4-dionen sind bereits bekannt, z. B. aus den DE-OS′en 31 15 650, 30 03 653, 25 42 453 und 18 11 843. Bei den dort beschriebenen Verfahren werden Isocyanate als Edukte verwendet, die aus Phosgen herzustellen sind. Phosgen erfordert sehr aufwendige Sicherheitsmaß nahmen um gefahrlos gehandhabt werden zu können.

Andere bekannte Verfahren gehen von Aminen, Kohlendioxid und 2-Halogen carbonsäurestern aus, wobei eine starke organische Base, z. B. N-Cyclohexyl- N′,N′,N′′,N′′-tetraethylguanidin als Hilfsstoff einzusetzen ist (s. z. B. WO 94/18 181). Die benötigten Basen sind nicht nur teuer, sondern gehen bei der wäßrigen Aufarbeitung auch verloren, was ökologisch und ökonomisch nicht sinnvoll ist. Eine analoge Reaktion ist auch in Collect. Czech. Chem. Commun. 54, 1005 (1989) beschrieben.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Oxazolidin-2,4-dionen bedient sich der Reaktion von Amiden mit Kohlendioxid unter Anwendung einer sog. "elektrochemischer Katalyse" (s. J. Chem. Research (S), 1995, 166 und Tetra hedron 51, 5891 (1995), wobei eine sog. Probase, z. B. (EtO₂C)₂C=C(CO₂Et)₂ zuzusetzen ist. Die Ausbeuten bei diesem Verfahren sind teilweise gut, oft lassen sie aber auch zu wünschen übrig. Die Probase muß in doppelt stöchiometrischen Anteilen zugesetzt werden, wenn die Ausbeute in erwünschte Größenordnungen gebracht werden soll. Die Elektroden für die elektrochemische Katalyse enthalten Quecksilber. Schließlich ist das Reaktionsgemisch auch noch zündfähig (z. B. wegen der gleichzeitigen Anwesenheit von Dimethylformamid und elektrischem Strom). Deshalb ist es insgesamt für eine Anwendung in technischem Maßstab nicht geeignet.

Noch ein anderes Verfahren verwendet Amide, Kaliumcarbonat und Chlorameisen säureester in Dimethylformamid. (Heterocycles 32. 1697 (1991)). Auch hier ist Phosgen als Vorstufe für den verwendeten Chlorameisensäureester einzusetzen, was großen technischen Aufwand bedeutet.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Oxazolidin-2,4-dionen der Formel (I) gefunden

in der
R¹, R² und R³ gleich oder verschieden sind und jeweils für einen der folgenden Reste stehen:
C₁-C₃₀-Alkyl, C₃-C₃₀-Alkenyl, C₃-C₃₀-Alkinyl, C₃-C₁₂-Cycloalkyl, C₅-C₁₂- Cycloalkenyl, C₈-C₁₂-Cycloalkinyl, C₆-C₁₄-Aryl, C₅-C₁₃-Hetaryl mit bis zu 3 Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatomen im Ringsystem, C₇-C₂₀-Aralkyl, C₉-C₂₀-Aralkenyl, C₉-C₂₀-Aralkinyl, C₇-C₂₀-Alkaryl, C₈-C₂₀-Alkenaryl oder C₈- C₂₀-Alkinaryl,
die gegebenenfalls ein bis fünfmal durch O-C₁-C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C₁₀-Aryl, N(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)₂, COO-C₁-C₁₂-Alkyl oder COO-C₆-C₁₀-Aryl, CONH-C₁-C₁₂-Alkyl, CONH-C₆-C₁₀-Aryl, CON(C₁-C₁₂-Alkyl)₂, CON(C₆-C₁₀- Aryl)₂ Halogen, OP(O-C₁-C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C ₁₀-Aryl)₂, Si(C₁ C₁₂-Alkyl und/oder C₆-C₁₀-Aryl)₃, Si(O-C₁-C₁₂-Alkyl und/oder C₆-C₁₀-Aryl)₃, Si(C₁-C₁₂- Alkyl und C₆-C₁₀-Aryl)(O-C₁-C₁₂-Alkyl und/oder O-C₆-C₁₀-Aryl)₂, Si(C₁-C₁₂- Alkyl und/oder C₆-C₁₀-Aryl)₂(O-C₁-C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C₁₀-Aryl), OS(C₁-C₁₂- Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl, O₂S(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl), CHO, CN, C(O-C₁- C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C₁₀-Aryl)₂, OC(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl), NO₂, CF₃, OCF₃, OCF₂H, OCFH₂, OCF₂CF₃, OCH₂CF₃, OCO(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀- Aryl), OP(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)₃, OP(O-C₁-C₁₀-Alkyl oder O-(C₆-C₁₀- Aryl)₂(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl) substituiert sein können
und/oder gegebenenfalls durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder N(C₁-C₁₂- Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)-Gruppen unterbrochen sein können,
oder für einen gegebenenfalls geschützten peptidischen Rest stehen
und wobei R² und R³ unabhängig voneinander auch für Wasserstoff stehen können,
bei dem Amide der Formel (II)

in der
R¹, R² und R³ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben und
X für eine Abgangsgruppe
stehen,
und Kohlendioxid umgesetzt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in einem Lösungsmittel und in Gegenwart einer oder mehrerer basischer Verbindungen durchführt.

In Formel (II) kann X beispielsweise für Halogen, eine Sulfonatgruppe oder einen oder mehrere Sulfonatgruppen enthaltenden Rest stehen. Vorzugsweise steht es für Chlor, Brom, C₁-C₄-Alkyl-phenylsulfonat, Tosylat, Perfluor-C₁-C₄-alkylsulfonat, Trinormethansulfonat oder Mesitylat.

Verbindungen der Formel (II) sind z. B. zugänglich aus den entsprechenden Säuren, Estern, Säurechloriden, Säureanhydriden oder Säure-amin-salzen auf bekannte Weise durch Umsetzung mit Aminen der Formel (IIIA)

R¹-NH₂ (IIIA)

in der
R¹ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung hat,
oder der Formel (IIIB)

B-(NH₂)_n (IIIB)

in der
B für einen aliphatischen Rest mit 3 bis 30 C-Atomen, einen aromatischen Rest mit 6 bis 14 C-Atomen oder einen heterocyclischen Rest mit 5 bis 13 C-Atomen und bis zu 3 Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatomen im Ringsystem und
n für eine ganze Zahl von 2 bis 30 stehen,
und Ketonen der Formel

in der
R² und R³ die bei Formel (I) und X die bei Formel (II) angegebene Bedeutung haben und
Y für Hydroxy, Halogen, C₁-C₆-Alkoxy oder C₆-C₁₀-Aryloxy oder OCO-R¹ stehen,
wobei R¹ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung hat
(siehe z. B. Organicum, Berlin 1990, S. 387, 388, 408, 409, 412, 611 und 622).

Halogen kann z. B. Fluor, Chlor, Brom oder Iod bedeuten.

Einzelne, nicht erschöpfend aufgezählte Beispiele für Alkylgruppen, auch in zusammengesetzten Resten, sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl und Hexadecyl, die jeweils geradkettig oder verzweigt und/oder gegebenenfalls mit Fluor substituiert sein können.

Einzelne, nicht erschöpfend aufgezählte Beispiele für Alkoxygruppen, auch in zusammengesetzten Resten sind Methoxy, Ethoxy, Propyloxy, Butyloxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Heptyloxy, Octyloxy, Nonyloxy, Decyloxy, Undecyloxy und Dodecyloxy, die jeweils geradkettig oder verzweigt und/oder gegebenenfalls mit Fluor substituiert sein können.

Einzelne, nicht erschöpfend aufgezählte Beispiele für Hetarylgruppen sind Pyrazolyl, Imidazolyl, 1,2,4-Triazolyl, Pyrrolyl, Furanyl, Thienyl, Thiazolyl, Oxa zolyl, Pyridinyl, Pyrimidinyl, Triazinyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Chinazolinyl, Indolyl, Benzothienyl, Benzofuranyl, Benzothiazolyl, Benzimidazolyl, Pyrazo lylmethyl, Imidazolylmethyl, 1,2,4-Triazolylmethyl, Pyrrolylmethyl, Furfuryl, Thienylmethyl, Thiazolylmethyl, Oxazolylmethyl, Pyridinylmethyl, Pyrimidin methyl, Triazinylmethyl, Chinolinylmethyl, Isochinolinylmethyl, Chinazolinyl methyl, Indolylmethyl, Benzothienylmethyl, Benzofurfuryl, Benzothiazolylmethyl oder Benzimidazolylmethyl, wobei gegebenenfalls jede dieser Gruppen einfach bis dreifach, gleichartig oder verschieden substituiert sein kann, z. B. durch Fluor, Chlor, Brom, Methyl, Ethyl und/oder tert.-Butyl.

Amine der Formel (IIIB) sind z. B.: Ethylen-, Butylen-, Hexylen-, Pentylen-, Octylen-, Decyclen- und Dodecylen-diamin, 1,4-Diaminobenzol, 1,4′-Benzidin, 2,5-Diaminopyridin, sog. TAN-Amine wie in der EP-OS 511 948 beschrieben oder Amine wie in der WO 94/18181 beschrieben.

Anstelle von Aminen der Formeln (IIIA) oder (IIIB) können auch, gegebenenfalls anteilig, Hydrazin-Derivate der Formel (V) eingesetzt werden

in der
R¹ und R² die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben.

Bevorzugt sind Amide der Formel (11), bei denen R¹, R² und R³ unabhängig von einander jeweils für einen der folgenden Reste stehen:
C₁-C₁₄-Alkyl, C₃-C₁₀-Alkenyl, C₃-C₁₀-Alkinyl, C₃-C₁₂-Cycloalkyl, C₅-C₇- Cycloalkenyl, C₆-C₁₀-Aryl, C₅-C₁₀-Hetaryl mit bis zu 3 Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatomen im Ringsystem, C₇-C₁₂-Aralkyl oder C₇-C₁₀-Alkaryl,
die gegebenenfalls ein- bis fünfmal durch O-C₁-C₆-Alkyl oder O-C₆-C₁₀-Aryl, N(C₁-C₆-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)₂, COO-C₁-C₆-Alkyl, COO-C₆-C₁₀-Aryl, CONH- C₁-C₆-Alkyl, CON(C₁-C₆-Alkyl)₂, OS(C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl), O₂S(C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl), CHO, CN, OC(C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl), NO₂, CF₃, OCF₃, OCF₂H, OCFH₂, OCO(C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl) oder HNCO(C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl) substituiert sein können,
und/oder gegebenenfalls durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder N(C₁-C₆- Alkyl oder Phenyl)-Gruppen unterbrochen sein können und,
wobei R² und/oder R³ auch für Wasserstoff stehen können.

Besonders bevorzugt sind Amide der Formel (II), bei denen R¹ für einen der folgende Reste steht: Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Butyl, Cyclohexyl, Phenyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, Pyrrolyl, Furanyl, Thienyl, Pyridinyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Chinazolyl, Indolyl, Benzyl, Tolyl und Xylyl, die gegebenenfalls ein bis zweimal durch Methoxy, Ethoxy, Phenyl, CHO, CN, Cl, F, Br, OCF₃, OCF₂H, Carboxymethyl, Carboxyethyl oder NO₂ substituiert sein können und
die gegebenenfalls ein- oder zweimal durch ein Sauerstoffatom oder eine N- Methyl-, N-Ethyl- oder N-Phenyl-Gruppe unterbrochen sein können.

Im einzelnen seien folgende Amine der Formel (IIIA) genannt:

Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, i-Propylamin, n-Butylamin, i-Butylamin, s- Butylamin, n-Pentylamin, Amylamin, i-Amylamin, Hexylamin, Heptylamin, Octyl amin, Nonylamin, Dodecylamin, Undecylamin, Dodecylamin Tridecylamin, Tetra decylamin, Pentadecylamin, Hexadecylamin, Heptadecylamin, Octadecylamin, Cyciohexylamin, Benzylamin, Phenylamin, Allylamin, Anilin, 2-Ethylanilin, 2- Propylanilin 2-Cyclohexylanilin, 3,5-Dichloranilin, 1-Fluor-4-chlor-5 -hydroxyanilin und 1-Fluor-4-chlor-5-chlor-5-cyclopentyloxyanilin sowie die Methyl- und Ethyl ester folgender Aminosäuren und die Peptide mit folgenden Aminosäure endgruppen: Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin, Tryptophan, Tyrosin, Valin, t-Butylglycin, Ornithin, Norleucin und Sarcosin.

Als Kohlenstoffdioxid kann in das erfindungsgemäße Verfahren das übliche Handelsprodukt, gegebenenfalls auch sogenanntes Trockeneis, eingesetzt werden. Außerdem kann, insbesondere für spezielle Zwecke, z. B. für analytische oder diag nostische Verwendungen oder für solche Verwendungen der daraus herstellbaren Produkte, auch mit Isotopen angereichertes, z. B. ¹³C und/oder ¹⁴C enthaltendes Kohlendioxid eingesetzt werden.

R² und R³ können außerdem auch gemeinsam für einen der folgenden Reste in zweibindiger Form stehen: C₁-C₃₀-Alkyl, C₄-C₁₂-Cycloalkyl, C₅-C₃₀-Alkenyl, C₈- C₃₀-Alkinyl, C₇-C₂₀-Aralkyl, C₈-C₂₀-Aralkenyl, C₈-C₂₀-Alkenaryl und bis zu 3 Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatomen im Ringsystem enthaltenes C₅- C₁₃-Alkenhetaryl und C₅-C₁₃-Alkinhetaryl,
wobei gemeinsam mit dem C-Atom, an das R² und R³ gebunden sind, jeweils 3- bis 7-gliedrige Ringe resultieren und
wobei kettenförmige Molekülteile, linear, verzweigt und/oder gegebenenfalls durch Sauerstoff-, Schwefel-, N(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)-, CO-, COO-, SO-, SO₂- oder SO(O)O- oder OP(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)-Gruppen unterbrochen sein können.

Pro eingesetztes Amidäquivalent kann man in das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise 0,01 bis 10 000 Äquivalente Kohlendioxid einsetzen. Vorzugsweise beträgt dieses Verhältnis 1 : 0,5 bis 1 : 1000, insbesondere 1 : 1 bis 10.

Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß man in Gegen wart einer oder mehrerer basischen Verbindungen arbeitet, wobei insbesondere basische Verbindungen der Elemente Lithium, Natrium, Magnesium, Kalium, Calzium, Rubidium, Strontium, Cäsium, Barium und/oder Ammoniums günstig sind. Als basische Verbindungen kommen z. B. basisch reagierende Salze, Oxide, Hydride und Hydroxide in Frage. Beispielsweise seien genannt: Lithiumhydrid, Natriumhydrid, Kaliumhydrid, Calziumhydrid, Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Rubidiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Kalziumhydroxid, Strontiumhydroxid, Bariumhydroxid, Lithiumoxid, Natriumperoxid, Kaliumoxid, Kaliumperoxid, Calziumoxid, Bariumoxid, Magnesiumoxid, Strontiumoxid, Lithiumcarbonat, Lithiumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogen carbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Rubidiumcarbonat, Rubidium hydrogencarbonat, Cäsiumhydrogencarbonat, Cäsiumcarbonat, Lithiumcyanid, Natriumcyanid, Kaliumcyanid, Rubidiumcyanid, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarbamat, Kaliumsulfit, Kaliumhydrogensulfid, Natriumsulfid, Natriumhydrogensulfid und/oder deren natürlich vorkommende oder synthetisch erhältliche Gemische, wie beispielsweise Dolimit oder Magnesium oxidcarbonat und/oder Verbindungen, die Natrium- oder Kaliummetall auf den ent sprechenden Carbonaten in dispergierter Form enthalten.

Bevorzugt sind Alkalicarbonate und/oder -hydrogencarbonate, ganz besonders bevorzugt Kaliumcarbonat.

Die basischen Verbindungen können in wasserfreier Form oder, soweit es sich um Salze handelt, die mit Hydratwasser kristallisieren, auch in hydratysierter Form eingesetzt werden. Bevorzugt werden wasserfreie Verbindungen eingesetzt.

Die basischen Verbindungen können beispielsweise in Mengen von 0,5 bis 10 mol pro mol eingesetztes Amid der Formel (II) verwendet werden. Vorzugsweise liegt diese Menge im Bereich 0,8 bis 5 mol, besonders bevorzugt im Bereich 1 bis 2,5 mol, jeweils pro Mol eingesetztes Amid der Formel (II).

Man kann das erfindungsgemäße Verfahren gegebenenfalls in Gegenwart von Hilfsbasen durchführen, d. h. in Gegenwart von weiteren Basen, beispielsweise in einer Menge von weniger als 1,0 mol, bevorzugt weniger als 0,5 mol, jeweils bezogen auf 1 mol der basischen Verbindung.

Als solche Hilfsbasen kommen beispielsweise in Frage: Halogenide von Alkali metallen, Zeolithe, Kaliumacetat, Kaliumformiat, Natriumacetat, Titanalkonate, Titansäureamide, Amidinbasen oder Guanidinbasen wie 1,5-Diazabicyclo- (4.3.0)non-5-en (DBN), 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-en (DBU), 7-Methyl-1,5,7- triazabicyclo(4.4.0)dec-5-en (MTBD), Cyclohexyl-tetrabutylguanidin, Cyclohexyl tetramethylguanidin, N,N,N,N-Tetramethyl-1,8-naphthalindiamin, Pentamethyl piperidin, N,N-Dimethylaminopyridin, N-Butyl-tetraethylguanidin, N-t-Butyl-N′,N′- diethylformamidin, Tetramethylguanidin, Tetraethylguanidin, N-t-Butyl-N′,N′- dimethylacetamidin, N-Cyclohexyl-tetraethylguanidin und N-t-Butyl-tetra ethylguanidin sowie 1,4-Diazabicyclo(2.2.2)octan (DABCO), tertiäre Amine wie Triethylamin, Trimethylamin, N-Methylmorpholin, Pyridin und Tetramethyl ethylendiamin, primäre und sekundäre Amine gleicher Struktur wie das zur Umsetzung eingesetzte Amin, Alkyl- und Arylmetallverbindungen, wie Butyl-, Methyl-, Phenyl- und Neopylithium, sowie Grignardreagentien.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart von Lösungsmitteln durchge führt. Das Lösungsmittel wird vorteilhafterweise in einer solchen Menge einge setzt, daß das Reaktionsgemisch während des ganzen Verfahrens gut rührbar bleibt. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise in Frage: Kohlenwasserstoffe wie Petrolether, Benzol, Toluol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Hexan, Cyclohexan, Methancyclohexan, Pentan, Heptan, Octan und technische Kohlenwasserstoff gemische, beispielsweise sogenannte White Spirits mit Komponenten mit Siede punkten im Bereich von beispielsweise 40 bis 250°C, Ether wie Dimethyl-, Diethyl-, Dipropyl, Diisopropyl, Dibutyl-, Methyl-t-Butylether, Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan und Polyether des Ethylenoxids und/oder Propylenoxids, Amine wie Trimethyl-, Triethyl-, Tripropyl-, Tributylamin, N-Methylmorpholin, Pyridin und Tetramethylethylendiamin, Ester wie Methyl-, Ethyl- und Butylacetat, sowie Dimethyl-, Dibutyl- und Ethylencarbonat, Nitroverbindungen wie Nitromethan, Nitroethan, Nitropropan und Nitrobenzol, Nitrile wie Acetonitril, Propionitril und Benzonitril sowie Verbindungen wie Tetrahydrothiophendioxid und Dimethyl sulfoxid, Tetramethylensulfoxid, Dipropylsulfoxid, Benzylmethylsulfoxid, Diiso butylsulfoxid, Dibutylsulfoxid, Diisoamylsulfoxid, Ketone wie Aceton, Methyl butylketon und Methylethylketon, verflüssigtes Kohlendioxid, Polyether des Ethylenoxids und/oder Propylenoxids und Amide wie Hexamethylen phosphortriamin, N-Methylpyrrolidon, N-Methylcaprolactam, 1,3-Dimethyl- 3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidin, Octylpyrrolidon, Octylcaprolactam, 1,3- Dimethyl-2-imidazolindion, Dimethylformamid, Dimethyl-acetamid, Formamid, Diethylformamid, N-Formylpyrrolidon, N-Formylmorpholin, N-Formylpiperidin, N,N′-1,4 Diformylpiperazin, Dipropylformamid und Dibutylformamid. Es kommen auch Sulfone in Frage wie Dimethyl-, Diethyl-, Dipropyl-, Dibutyl-, Dipentyl, Dihexyl-, Methylethyl-, Ethylpropyl-, Ethylisobutyl- und Pentamethylensulfon in Frage sowie 3 Sulfolen.

Den Lösungsmitteln können gegebenenfalls Hilfsstoffe zugefügt werden wie Kryptanden, z. B. Kronenether oder Polyether als Komplexbildner.

Selbstverständlich kann man in das erfindungsgemäße Verfahren auch Gemische von Lösungsmitteln einsetzen.

Bevorzugte Lösungsmittel sind Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid und Gemische von diesen mit anderen der genannten Lösungsmittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt man im allgemeinen so durch, daß man das Amid und das Kohlendioxid in Gegenwart einer basischen Verbindung und eines Lösungsmittels zusammenbringt und miteinander reagieren läßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann man beispielsweise bei Temperaturen von -50 bis +180°C durchführen. Bevorzugt sind Temperaturen im Bereich -30°C bis +150°C, insbesondere solche im Bereich -10°C bis +100°C.

Der Druck ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht kritisch. Es kann grund sätzlich bei Normaldruck, aber auch bei erhöhtem oder erniedrigtem Druck gearbe itet werden. Vorzugsweise arbeitet man bei Normaldruck oder bei Drucken bis zu 15 bar. Bei höheren Temperaturen ist es vorteilhaft, unter erhöhtem Druck zu arbeiten, gegebenenfalls auch über 15 bar.

Man kann das erfindungsgemäße Verfahren unter einer Kohlendioxid-Atmosphäre durchführen, aber auch in einer Atmosphäre, die Kohlendioxid und noch andere, vorzugsweise inerte Gase enthält. Arbeitet man in flüssigem Kohlendioxid, so tut man dies vorzugsweise im geschlossenen Gefäß bei dem sich einstellenden Eigen druck. Man kann auch in überkritischem Kohlendioxid arbeiten, muß dann aber Druck von z. B. 80 bis 200 bar anwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine Reihe überraschender Vorteile. Es gestattet auf technisch einfache, wirtschaftlich vorteilhafte Weise die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) unter Vermeidung der Verwendung von Phosgen, Chlor, Ameisensäureester, Isocyanaten, Carbamoylchloriden und Carbo naten, die in vielen Fällen ganz erheblichen Aufwand für die Anlagensicherheit erfordern. Man kann es bei milden Reaktionsbedingungen durchführen und die Reaktionsmischungen oft direkt weiterverwenden, beispielsweise für Hydrierungen, Chlorierungen, Bromierungen, Oxidationen, Kondensationen, Polymerisationen und/oder für nucleophile Substitionen wie in WO 94/18 181 beschrieben.

Es können damit auf einfache Weise radioaktive oder markierte C-Atome in organische Moleküle eingeführt werden. Wenn die Verbindung der Formel (I) in reiner Form isoliert werden soll, kann dies ebenfalls auf einfache Weise geschehen, beispielsweise, indem man das im Reaktionsgemisch vorliegende Salz gemisch abtrennt, die leicht flüchtigen Bestandteile des Reaktionsgemisches abzieht und dann das Produkt, beispielsweise durch Destillation oder Kristalli sation, isoliert. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich, da es heterogen arbeitet, auch für die kontinuierliche Durchführung, wobei dann Lösungsmittel und Base, gegebenenfalls nach Regenerierung, in das Reaktionsgemisch zurückgeführt werden können. Dies ist für das Lösungsmittel besonders günstig, da es ohne Einschaltung einer wäßrigen Phase bei der Aufarbeitung die direkte Wiederver wendung erlaubt.

Es ist auch möglich und sinnvoll, die Oxazolidin-2,4-dione aus den Aminen, Ver bindungen der Formel (III), Kohlendioxid und Base in einen Topf in zwei Schritten herzustellen.

Produkte der Formel (I) sind wichtige Substanzen in der chemischen Industrie, die beispielsweise als Zwischenprodukte für Wirkstoffe oder als Wirkstoffe im Pflanzenschutz (dort insbesondere Insektizide, Pestizide, Fungizide und Herbizide) und im pharmazeutischen Bereich verwendbar sind. Sie können auch als Zwischenprodukte für Kunststoffe, Lacke und Polymere dienen.

Einige besonders wichtige Verbindungen der Formel (I), die erfindungsgemäß her gestellt werden können, sind z. B. Trimethadion, Paramethadion, Malidon, Vinclo zolin, Ethadion, Propazon, Chlozolinat, RN 24 261-46-9, 129 143-39-1, 110 956-75-7 und 1012-87-9, Myclozolin, Dichlozolin und ähnliche. Man kann er findungsgemäß hergestellte Oxazolidin-2,4-dione auch als Schutzgruppen ver wenden, z. B. der Peptidchemie.

Beispiele

Die Reaktionsführung erfolgte ähnlich wie in der DE-OS 43 18 889 beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß alle Reaktionspartner gemeinsam vorgelegt wurden und Kohlendioxid zugleich unter Druck oder über einen längeren Zeitraum ohne nennenswerten Druck einleitet wurde.

Beispiel 1 N-Hexyloxazolidin-2,4-dion

5,15 g Hexylchloressigsäureamid, 8,02 g Kaliumcarbonat und 70 ml Dimethylsulf oxid wurden 12 Stunden bei 25°C gerührt, wobei eine Kohlendioxid-Atmosphäre aufrechterhalten wurde. Danach wurde auf 50°C erwärmt und weitere 8 Stunden gerührt. Abschließend wurde das Reaktionsgemisch auf 250 ml Wasser ausge tragen mit Essigsäureethylester extrahiert und der nach dem Vertreiben der leicht flüchtigen Komponenten erhältliche Rückstand in Kugelrohr destilliert.
Ausbeute: 5,0 g (= 99,6% d.Th.; Kp: 112-113°C/0,3 mbar).

Die weiteren Beispiele wurden analog durchgeführt. Die Reaktionszeit bei 25°C wurde zum Teil variiert, wobei keine nennenswerten Ausbeuteänderungen beobachtet wurden und bei Produkten, die bei Raumtemperatur fest oder zu üblichen Bedingungen nicht destillierbar waren, wurde auf die wäßrige Aufarbeitung verzichtet und nach Filtration und Vertreiben des Lösungsmittels das Produkt direkt isoliert. Die Verwendung von DBU anstelle von Kaliumcarbonat erniedrigte die Ausbeute.

Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengefaßt, wobei jeweils das her gestellte Produkt angegeben ist und R³ in allen Fällen Wasserstoff war.

Tabelle

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Oxazolidin-2,4-dionen der Formel (I) in der
R¹, R² und R³ gleich oder verschieden sind und jeweils für einen der folgenden Reste stehen:
C₁-C₃₀-Alkyl, C₃-C₃₀-Alkenyl, C₃-C₃₀-Alkinyl, C₃-C₁₂-Cycloalkyl, C₅-C₁₂- Cycloalkenyl, C₈-C₁₂-Cycloalkinyl, C₆-C₁₄-Aryl, C₅-C₁₃-Hetaryl mit bis zu 3 Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatomen im Ringsystem, C₇-C₂₀- Aralkyl, C₉-C₂₀-Aralkenyl, C₉-C₂₀-Aralkinyl, C₇-C₂₀-Alkaryl, C₈-C₂₀- Alkenaryl oder C₈-C₂₀-Alkinaryl,
die gegebenenfalls ein bis fünfmal durch O-C₁-C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C₁₀- Aryl, N(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)₂, COO-C₁-C₁₂-Alkyl oder COO-C₆-C₁₀-Aryl, CONH-C₁-C₁₂-Alkyl, CONH-C₆-C₁₀-Aryl, CON(C₁- C₁₂-Alkyl)₂, CON(C₆-C₁₀-Aryl)₂ Halogen, OP(O-C₁-C₁₂-Alkyl oder O-C₆- C₁₀-Aryl)₂, Si(C₁-C₁₂-Alkyl und/oder C₆-C₁₀-Aryl)₃, Si(O-C₁-C₁₂-Alkyl und/oder C₆-C₁₀-Aryl)₃, Si(C₁-C₁₂-Alkyl und C₆-C₁₀-Aryl)(O-C₁-C₁₂-Alkyl und/oder O-C₆-C₁₀-Aryl)₂, Si(C₁-C₁₂-Alkyl und/oder C₆-C₁₀-Aryl)₂(O-C₁- C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C₁₀-Aryl), OS(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl, O₂S(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl), CHO, CN, C(O-C₁-C₁₂-Alkyl oder O-C₆-C₁₀-Aryl)₂, OC(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl), NO₂, CF₃, OCF₃, OCF₂H, OCFH₂, OCF₂CF₃, OCH₂CF₃, OCO(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀- Aryl), OP(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)₃, OP(O-C₁-C₁₀-Alkyl oder O- (C₆-C₁₀-Aryl)₂(C₁-C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl) substituiert sein können
und/oder gegebenenfalls durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder N(C₁- C₁₂-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl)-Gruppen unterbrochen sein können,
oder für einen gegebenenfalls geschützten peptidischen Rest stehen
und wobei R² und R³ unabhängig voneinander auch für Wasserstoff stehen können,
bei dem Amide der Formel (II) in der
R¹, R² und R³ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben und
X für eine Abgangsgruppe
stehen,
und Kohlendioxid umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem Lösungsmittel und in Gegenwart einer oder mehrerer basischer Verbindungen durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel (II) X für Halogen, eine Sulfonatgruppe oder einen eine oder mehrere Sulfonatgruppen enthaltenden Rest steht.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Amide der Formel (II) einsetzt, die erhalten wurden aus den entsprechenden Säuren, Säurechloriden, Estern, Säureanhydriden oder Säureaminsalzen durch Umsetzung von Aminen der Formel (IIIA) R¹-NH₂ (IIIA),in der
R¹ die in Anspruch 1 bei Formel (I) angegebene Bedeutung hat oder der Formel (IIIB)B-(NH₂)_n (IIIB)in der
B für einen aliphatischen Rest mit 3 bis 30 C-Atomen, einen aromatischen Rest mit 6 bis 14 C-Atomen oder einen hetero cyclischen Rest mit 5 bis 13 C-Atomen und bis zu 3 Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatomen im Ringsystem und
n für eine ganze Zahl von 2 bis 30 stehen,
und Ketonen der Formel (IV) in der
R² und R³ die in Anspruch 1 bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben und
Y für Hydroxy, Halogen, C₁-C₆-Alkoxy, C₆-C₁₀-Aryloxy oder OCO- R¹ steht, wobei R¹ die in Anspruch 1 bei Formel (I) angegebene Bedeutung hat.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Amide der Formel (II) einsetzt, die erhalten wurden, indem man anstelle von Aminen der Formeln (IIIA) oder (IIIB) Hydrazinderivate der Formel (V) eingesetzt hat in der
R¹ und R² die in Anspruch 1 bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man pro eingesetztes Amidäquivalent 0,01 bis 10 000 Äquivalente Kohlendioxid einsetzt.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als basische Verbindungen solche der Elemente Lithium, Natrium, Magnesium, Kalium, Calcium, Rubidium, Strontium, Cäsium, Barium und/oder des Ammoniums einsetzt.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol eingesetztes Amid der Formel (II) 0,5 bis 10 mol basische Verbindung einsetzt.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man, bezogen auf 1 mol basische Verbindung, weniger als 1,0 mol Hilfsbasen einsetzt.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Kohlenwasserstoffe, Ether, Amine, Ester, Nitroverbindungen, Nitrile, Terahydrothiophendioxid, Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfoxid, Dipropylsulfid, Benzylmethylsulfoxid, Diisobutyisulfoxid, Dibutylsulfoxid, Diisoamylsulfoxid, Ketone, verflüssigtes Kohlendioxid, Polyether des Ethylen- und/oder Propylenoxids, Amide und/oder Sulfone einsetzt.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei Temperaturen im Bereich -50 bis 180°C und Drucken bis zu 15 bar durchführt.