DE19948933A1 - Verfahren zur Herstellung von 4-6-Dichlor-5-fluorpyrimidin - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 4-6-Dichlor-5-fluorpyrimidinInfo
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- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
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- A01N43/54—1,3-Diazines; Hydrogenated 1,3-diazines
Abstract
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dichlor-5-fluor-pyrimidin.
Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dichlor-5-fluor
pyrimidin.
4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin ist ein Zwischenprodukt, das beispielsweise für die
Herstellung von Pflanzenschutzmitteln und Farbstoffen eingesetzt werden kann.
Ein Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin ist bereits in DE-
A1-197 10 609 beschrieben.
In diesem Verfahren wird 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin mit Phosphoroxychlorid
und Dimethylanilin als Base versetzt. Zur Aufarbeitung wird zunächst das überschüs
sige Phosphoroxychlorid abdestilliert und der Rückstand einer Vakuumdestillation
unterworfen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Base in einer relativ
großen Menge eingesetzt wird, und nur unter großem Aufwand zurückgewonnen und
wieder verwendet werden kann. Außerdem entstehen bei der wäßrigen Aufarbeitung
des Destillationsrückstandes große Abwassermengen mit hohem Phosphatgehalt. Die
Aufarbeitung ist daher in großtechnischem Maßstab sehr aufwendig.
Die Herstellung von 4,6-Dichlorpyrimidin ist in DE-A1-196 42 533 und DE-A1-195
31 299 beschrieben.
Ein Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin wird in JP-A2-61
205 262 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird als Kondensationsmittel Form
amidinhydrochlorid eingesetzt, das ein relativ teures und stark hygroskopisches
Kondensationsmittel ist. Daher stellt dieses Verfahren für die großtechnische
Produktion keine Alternative dar.
Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dihydroxypyrimidin-Derivaten wurden ebenfalls
bereits beschrieben (vgl. WO-A1-94/44327, DE-A1-43 23 180, US-5 847 139).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, ein Verfahren zur Herstellung von
4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin bereitzustellen, das die Darstellung im großtechnischen
Maßstab ohne Basenzusatz ermöglicht und bei dem phosphathaltige Abfälle ver
mieden werden bzw. in geringen Mengen anfallen.
Es wurde nun gefunden, dass man 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin (I)
erhält, wenn man
- a) Verbindungen der Formel (II),
in welcher
R für Methyl oder Ethyl steht,
mit Formamid in Gegenwart von Alkalimetallalkoholaten, gegebenenfalls in einem Verdünnungsmittel bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls unter Druck umsetzt, und im Anschluß an die Reaktion das Reaktionsgemisch gegebenenfalls mit einer Säure ansäuert, und wenn man gegebenenfalls ohne Zwischenisolierung der Ver bindungen der Formel (III), - b) das so erhaltene 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin (III) oder dessen Alkalisalz
mit Phosphoroxychlorid umsetzt, und anschließend das dabei entstehende Reaktions gemisch 1 mit Chlor in Gegenwart von Phosphortrichlorid in der Weise umsetzt, dass stets höchstens 99,9 Gew.-% der im Reaktionsgemisch vorhandenen Chlorphosphon säuren umgesetzt werden, und das dabei entstehende Reaktionsgemisch 2 destillativ aufarbeitet, wobei das entstandene 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin abgetrennt wird und Phosphoroxychlorid zurückgewonnen wird.
In einer besonders bevorzugten Variante werden die Verbindungen der Formel (II),
gegebenenfalls in einem Verdünnungsmittel zu einem Gemisch aus Formamid,
Alkalimetallalkoholaten und Verdünnungsmittel gegeben.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren liegen darin, dass im Verfahrens
schritt a) als Kondensationsmittel Formamid eingesetzt wird.
Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ist, dass die Chlorierung nach Verfahrens
schritt b) ohne Basen durchgeführt werden kann. Außerdem werden große phos
phathaltige Abwassermengen vermieden und Phosphoroxychlorid kann zurück
gewonnen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin
ist daher umweltfreundlicher als die bisher bekannten Verfahren.
Die Ausgangsstoffe der Formel (II) sind bekannte Stoffe und können durch einfache
Verfahren hergestellt werden (vgl. DE 42 57 882).
Alle anderen Ausgangsverbindungen sind ebenfalls gängige Handelsprodukte oder
können durch einfache Verfahren aus diesen hergestellt werden.
In Formel (II) steht R insbesondere für Ethyl.
Als Verdünnungsmittel zur Durchführung des Verfahrensschrittes a) werden beispiel
haft und vorzugsweise Alkohole, insbesondere Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoff
atomen, insbesondere Methanol verwendet.
Als Verdünnungsmittel zur Durchführung des Verfahrensschrittes b) wird vorzugs
weise ein Überschuß Phosphoroxychlorid verwendet.
Alkalimetallalkoholate im Sinne der Erfindung sind Kalium- und insbesondere
Natriumalkoholate, die sich von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ableiten.
Säuren im Sinne der Erfindung sind höher konzentrierte Säuren, insbesondere
Mineralsäuren, beispielshaft und vorzugsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure, insbe
sondere Salzsäure.
Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man
in einem Temperaturbereich von 50°C bis Rückilußtemperatur der jeweiligen
Mischung, insbesondere bei Rückflußtemperatur.
Die Umsetzung von Verbindungen der Formel (II) nach Verfahrensschritt a) erfolgt
bei Normaldruck in einem Temperaturbereich von 50°C bis Rückflußtemperatur,
vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 60°C bis Rückflußtemperatur, unter
Druck in einem Temperaturbereich von 60°C bis 120°C, vorzugsweise in einem
Temperaturbereich von 80°C bis 110°C.
Die Umsetzung von Verbindungen der Formel (III) nach Verfahrensschritt b) wird
vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 60°C bis Rückflußtemperatur, insbe
sondere bei 80°C bis Rückflußtemperatur durchgeführt.
Die Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen bei Normaldruck, bei
erhöhtem oder bei vermindertem Druck, vorzugsweise bei Normaldruck.
Die Umsetzung von Verbindungen der Formel (II) nach Verfahrensschritt a) erfolgt
bei Normaldruck oder bei erhöhtem Druck, insbesondere bei Drücken von 1 bis
4 bar, bevorzugt bei Drücken von 1,5 bis 3 bar.
Die Umsetzung von Verbindungen der Formel (III) nach Verfahrensschritt b) erfolgt
bevorzugt bei Normaldruck.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Ver
bindungen der Formel (III) setzt man in Verfahrensschritt a) pro Mol der Verbindung
der Formel (II) im allgemeinen 2 bis 10 Mol, vorzugsweise 2,5 bis 8 Mol Formamid,
und 3 bis 6 Mol, vorzugsweise 3 bis 4 Mol Alkalimetallalkoholat ein.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Ver
bindungen der Formel (I) setzt man in Verfahrensschritt b) pro Mol der Verbindung
der Formel (III) im allgemeinen 2,5 bis 12 Mol, vorzugsweise 3 bis 8 Mol Phosphor
oxychlorid ein.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Verbin
dungen der Formel (I) werden in Verfahrensschritt b) pro Mol der Verbindungen der
Formel (III) im allgemeinen 1,7 bis 2,1 Äquivalente, vorzugsweise 1,9 bis 2,0
Äquivalente Chlor eingesetzt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Verbin
dungen der Formel (I) setzt man in Verfahrensschritt b) pro Mol der Verbindungen
der Formel (III) im allgemeinen 1,7 bis 2,1 Äquivalente, vorzugsweise 1,9 bis 2,0
Äquivalente Phosphortrichlorid ein.
Die Zugabe von Verbindungen der Formel (II) nach Verfahrensschritt a) oder eines
Gemisches von Verbindungen der Formel (II) und Formamid, erfolgt insbesondere
durch Zutropfen von Verbindungen der Formel (II), die gegebenenfalls in einem
Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen gelöst sind oder eines Gemisches von Ver
bindungen der Formel (II) und Formamid, das gegebenenfalls in einem Alkohol mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen gelöst ist, bei Temperaturen von 50°C bis Rückfluß
temperatur, insbesondere bei Rückflußtemperatur.
Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, dass die Zugabe des
Fluormalonesters in Verfahrensschritt a) durch kontinuierliches Dosieren einer
Lösung des Fluormalonesters, gegebenenfalls in einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlen
stoffatomen zum vorliegenden Reaktionsgemisch erfolgt. Besonders bevorzugt sind
Verfahren, in denen die Zugabe durch langsames Dosieren, insbesondere innerhalb
von 1 bis 10 Stunden, vorzugsweise innerhalb von 2 bis 4 Stunden erfolgt.
In Verfahrensschritt b) setzt man, nachdem die Umsetzung von 4,6-Dihydroxy-5-
fluorpyrimidin mit Phosphoroxychlorid erfolgt ist, dem Reaktionsgemisch Phosphor
trichlorid und die oben angegebene Menge Chlor so zu, dass stets höchstens
99,9 Gew.-%. der im Reaktionsgemisch vorliegenden Chlorphosphonsäure umgesetzt
werden. Dabei erfolgt bevorzugt zuerst die Zugabe von Phosphortrichlorid und an
schließend die Zugabe von Chlor.
Die Zugabe von Phosphortrichlorid und Chlor erfolgt bei Temperaturen von 80°C bis
Rückflußtemperatur, bevorzugt bei Rückflußtemperatur.
Die Reaktionsdurchführung, Aufarbeitung und Isolierung der Reaktionsprodukte er
folgt nach allgemein üblichen Verfahren (vergleiche auch die Herstellungsbeispiele).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird verwendet zur Herstellung von 4,6-Dichlor-5-
fluorpyrimidin (I), das ein wichtiges Zwischenprodukt für die Herstellung von
Schädlingsbekämpfungsmitteln ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann
man 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin mit konstant hohen Reinheiten und guten Ausbeu
ten erhalten. Das neue Verfahren erleichtert daher die Herstellung von bekannten
Schädlingsbekämpfungsmitteln.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ist
jedoch nicht auf die Beispiele limitiert.
30% Natriummethanolat in Methanol (18.9 g, 0.105 mol) werden zügig mit
Formamid (4.7 g, 0.105 mol) versetzt und auf Rückflußtemperatur erhitzt. An
schließend tropft man bei Rückfluß Fluormalonsäureethylester (5.3 g, 28.5 mmol,
Gehalt: 95%) gelöst in Methanol (30 ml) in 3 h zu und rührt weitere 18 h bei Rück
flußtemperatur. Die Suspension wird im Vakuum vollständig eingeengt, der Rück
stand in Wasser (10 ml) gelöst und mit 30% HCl auf pH 1 gestellt. Danach wird der
ausgefallene Niederschlag abgesaugt und über Nacht bei 100°C im Vakuum ge
trocknet. Man erhält 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin (3.06 g, Gehalt (HPLC-STD):
74.2%; 61.4% d. Th.) als Feststoff.
30% Natriummethanolat in Methanol (18.9 g, 0.105 mol) werden zügig mit
Formamid (4.7 g, 0.105 mol) versetzt und auf Rückflußtemperatur erhitzt. An
schließend tropft man bei Rückfluß Fluormalonsäureethylester (5.3 g, 28.5 mmol,
Gehalt: 95%) gelöst in Methanol (10 ml) in 3 h zu, überführt das Reaktionsgemisch
mit Methanol (20 ml) in einen Autoklav und rührt weitere 3 h bei 100°C (ca. 2.5 bis
3 bar). Die Suspension wird im Vakuum vollständig eingeengt, der Rückstand in
Wasser (10 ml) gelöst und mit 30% HCl auf pH 1 gestellt. Danach wird der ausge
fallene Niederschlag abgesaugt und über Nacht bei 100°C im Vakuum getrocknet.
Man erhält 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin (3.01 g, Gehalt (HPLC-STD): 79.3%;
64.4% d. Th.) als Feststoff.
30% Natriummethanolat in Methanol (63.0 g, 0.35 mol) werden zügig mit
Formamid (22.5 g, 0.5 mol) versetzt und auf Rückflußtemperatur erhitzt. An
schließend tropft man bei Rückfluß Fluormalonsäureethylester (17.8 g, 95.0 mmol,
Gehalt: ca. 95%) in 225 min zu und rührt weitere 3 h bei Rückflußtemperatur. Die
Suspension wird im Vakuum vollständig eingeengt, der Rückstand in Wasser (65 ml)
gelöst und mit 30% HCl auf pH 1 gestellt. Danach wird der ausgefallene
Niederschlag abgesaugt und über Nacht bei 100°C im Vakuum getrocknet. Man er
hält 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin (11.74 g, Gehalt (HPLC-STD): 82.5%; 78.4%
d. Th.) als Feststoff.
30% Natriummethanolat in Methanol (63.0 g, 0.35 mol) werden zügig mit
Formamid (33.75 g, 0.75 mol) versetzt und auf Rückflußtemperatur erhitzt. An
schließend tropft man bei Rückfluß Fluormalonsäureethylester (17.8 g, 95.0 mmol,
Gehalt: ca. 95%) in 200 min zu und rührt weitere 3 h bei Rückflußtemperatur. Die
Suspension wird im Vakuum vollständig eingeengt, der Rückstand in Wasser (65 ml)
gelöst und mit 30% HCl auf pH 1 gestellt. Danach wird der ausgefallene Nieder
schlag abgesaugt und über Nacht bei 100°C im Vakuum getrocknet. Man erhält 4,6-
Dihydroxy-5-fluorpyrimidin (12.1 g, Gehalt (HPLC-STD): 90.2%, 88.3% d. Th.)
als Feststoff.
51,8 g (0,375 mol, Gehalt: 94,2%) 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin werden in
287,4 g (1,875 mol) POCl3 suspendiert, auf Rückflußtemperatur erhitzt und 4
Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Anschließend gibt man unter Rückfluß 102 g
(0,74 mol) Phosphortrichlorid zur Reaktionsmischung, leitet daraufhin 52,6 g
(0,74 mol) Cl2 ein und rührt weitere 4 h bei Rückflußtemperatur. Nach erfolgter Um
setzung wird Phosphoroxychlorid zusammen mit dem Produkt unter vermindertem
Druck vom Rückstand (8,9 g) abgetrennt, und das so erhaltene Destillat (445,6 g)
einer Feindestillation unterworfen. Man erhält 384.3 g POCl3 (95,8% d.Th., Gehalt:
<99,5%) und 52,5 g 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin (81,6% d.Th., Gehalt: 97,3%) als
farblose Flüssigkeiten.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin (I),
dadurch gekennzeichnet, dass man
dadurch gekennzeichnet, dass man
- a) Verbindungen der Formel (II),
in welcher
R für Methyl oder Ethyl steht,
mit Formamid in Gegenwart von Alkalimetallalkoholaten, gegebenen falls in einem Verdünnungsmittel bei erhöhter Temperatur, gege benenfalls unter Druck umsetzt, und im Anschluß an die Reaktion das Reaktionsgemisch gegebenenfalls mit einer Säure ansäuert,
und
gegebenenfalls ohne Zwischenisolierung der Verbindungen der Formel (III), - b) das so erhaltene 4,6-Dihydroxy-5-fluorpyrimidin (III), oder dessen
Alkalisalz
mit Phosphoroxychlorid umsetzt, und anschließend das dabei entstehende Reaktionsgemisch 1 mit Chlor in Gegenwart von Phosphortrichlorid in der Weise umsetzt, dass stets höchstens 99,9 Gew.-% der im Reaktionsgemisch vorhandenen Chlorphosphonsäure umgesetzt werden, und das dabei ent stehende Reaktionsgemisch 2 destillativ aufarbeitet, wobei das entstandene 4,6-Dichlor-5-fluorpyrimidin abgetrennt und Phosphoroxychlorid zurückge wonnen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass man zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verfahrensschritt a) zur Her
stellung der Verbindungen der Formel (III) pro Mol der Verbindung der
Formel (II) im allgemeinen 2 bis 10 Mol Formamid, und 3 bis 6 Mol Alkali
metallalkoholat einsetzt.
3. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass man in Verfahrensschritt a) Verbindungen der Formel (II) zu
einem Gemisch aus Formamid und Alkalimetallalkoholat, gegebenenfalls in
einem Verdünnungsmittel gibt.
4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass man in Verfahrensschritt b) pro Mol der Verbindung der
Formel (III) 2,5 bis 12 mol Phosphoroxychlorid einsetzt.
5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass man in Verfahrensschritt b) pro Mol der Verbindung der
Formel (III) 1,7 bis 2,1 Äquivalente Chlor einsetzt.
6. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass man in Verfahrensschritt b) pro Mol der Verbindung der
Formel (III) 1,7 bis 2,1 Äquivalente Phosphortrichlorid einsetzt.
7. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass bei Verfahrensschritt a) die Zugabe von Verbindungen der
Formel (II) durch langsames Dosieren erfolgt.
8. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Verfahren als Eintopfverfahren durchgeführt wird.
9. Schädlingsbekämpfungsmittel, hergestellt unter Verwendung eines Ver
fahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |