DE2055770B2 - Verfahren zur Herstellung von 4-Arylthio-2,6-dialkylphenolen und bestimmte 4-Arylthio-2,6-di-tert.-butylphenole - Google Patents

Description

OH

C(CHj)₃

OH

2,6-di-tert.-butylphenole der allgemeinen Formel

C(CH₃)₃

unter Erhitzen in Gegenwart basischer Verbindungen in einem Lösungsmittel umsetzt.

2. Verfahren zur Herstellung von 4-Arylthio-2,6-dialkyl phenolen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel einen Alkohol, Pyridin, Dimethylformamid und/oder Dimethylacetamid verwendet.

3. 4-Arylthio-2,6-di-tert.-butyl phenole der allgemeinen Formel

in welcher R" ein Chloratom, ein Bromatom, eine Methyl- oder eine Methoxygruppe bedeutet, gemäß den vorstehenden Patentansprüchen.
Die einzige bisher bekannte Verbindung, die durch

die oben angeführte Formel erfaßt wird, ist 4-Phenylthio-2,6-di-tert.-butylphenol. Diese bekannte Verbindung wird durch Umsetzen von 4,4'-Dithio-bis-2,6-diterl.-buty)phenol mit Phenyllithium oder Phenylmagnesiumbromid erhalten (E. M ü 11 e r et. al., Liebigs Annalen der Chemie, 645, 79 [1961]). Vom industriellen oder wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen ist diese« Verfahren jedoch nicht zufriedenstellend, da das Ausgangsmaterial gegen Feuchtigkeit unbeständig ist.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von 4-Aryllhio-2,6-dialkylphenolen zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird beim Verfahren zur Herstellung von 4-Arylthio-2,6-dialkylphenolen der allgemeinen Formel

Ar-S —

R'

OH

C(CH₃J₃

in welcher Ar ein aromatischer Rest ist und R und R' Alkylreste bedeuten, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man ein aromatisches Disulfid der allgemeinen Formel Ar — S — S — Ar mit einem 2,6-Dialkylphenol der allgemeinen Formel

in welcher R" ein Chloratom, ein Bromatom, eine Methyl- oder eine Methoxygruppe bedeutet.

- OH

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Von 4-Arylthio-2,6-dialkylphenolen der allgemeinen Formel

OH

in welcher Ar einen aromatischen Rest und R und R' Alkylreste bedeuten, sowie bestimmte 4-Aryllhiounter Erhitzen in Gegenwart basischer Verbindungen in einem Lösungsmittel umsetzt.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren als Ausgangsmaterial verwendbaren 2,6-Dialkylphenole umfassen sterisch gehinderte Phenole, die Alkylreste in der ortho-Stellung zur Hydroxylgruppe haben, d. h. in den 2- und 6-Stellungen. Bevorzugt wird 2,6-Di-tert.-butylphenol. Als aromatische Disulfide, die für das erfindungsgemäße Verfahren als Ausgangsstoffe geeignet sind, lassen sich aromalische Disulfide einsetzen, deren Substituenten die Reaktion des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht stören.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wichtig, die Umsetzung in Gegenwart basischer Verbindungen, vorzugsweise Alkalihydroxyd oder Alkalimetall, ζ. Β. metallisches Natrium oder Kalium, durchzuführen.

Diese basischen Verbindungen können in äquimolaren Mengen oder im Überschuß, bezogen auf die sterisdh gehinderten Phenole, eingesetzt werden.

Als Lösungsmittel sind alle Lösungsmittel geeignet, die mit der basischen Verbindung und dem Endprodukt nicht reagieren. Bevorzugte Lösungsmittel sind Alkohole, z. B. Methanol, Äthanol, Propanol, Glykol, und aprotische Lösungsmittel, z. B. Pyridin, Dimethylformamid oder Dimethylacetamid. Es können jedodh auch Gemische aus diesen Lösungsmitteln und Wasser in beliebigen Verhältnissen verwendet werden.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Alkalihydroxyd oder ein

+ B<

Alkalimetall zu einem Gemisch aus dem sterisch gehinderten Phenol und einem aromatischen Disulfid in einem Lösungsmittel des erwähnten Typs gegeben. Dieses Gemisch wird dann in einer Stickstoffatomsphäre unter Rückfluß erhitzt Die Erhitzungsdautr beträgt im allgemeinen 0,5 bis 50 Stunden. Die Reaktionszeit variiert in Abhängigkeit der verschiedenen Reaktionstemperaturen. Nach Beendigung der Reaktion wird das Gemisch mit Salzsäure neutralisiert. Das Reaktionsprodukt kann aus dem Reaktionsgemisch auf bekannte Weise isoliert werden.

Der Reaktionsmechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich wie folgt wiedergeben:

R
R'

+ BH

+ ArSSAr

HO

Dem angegebenen Reaktionsschema kann entnommen werden, daß das 4-Arylthio-2,6-dialkylphenol durch einen Angriff eines Carbanions (1) auf das Schwefelatom des Disulfide gebildet wird. Das Carbanion wiederum entsteht aus einer Base B und 2,6-Dialkylphenol.

Gleichzeitig wird das gebildete Thiophenol unter basischen Bedingungen sehr leicht oxydiert, wobei das Disulfid entsteht. Da dieses zurückgebildete Disulfid als Reaktionsteilnehmer wirkt, kann die Ausbeute, berechnet auf die eingesetzte Menge Disulfid, mehr als 100% betragen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen lassen sich in Form farbloser Kristalle erhalten, die in organischen Lösungsmitteln, z. B. in Äthylalkohol und Benzol, löslich, in Wasser jedoch unlöslich sind.

Sie weisen ausgesprochen spezifische Insektizideigenschaften auf, wobei sie ungezielt bei Gattungen fast inaktiv sind, gegenüber Fischen keine giftigen Wirkungen haben und für Säugetiere weitgehend ungefährlich -sind.

Die nachfolgenden Beispiele schildern das erfindungsgemäße Verfahren. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn es nicht anders angegeben ist.

Beispiel 1

In 200 Teilen einer !normalen Kaliumhydroxydlösung in 95%igem Äthanol wurden 14 Teile Bis-(4-methoxyphenyl)disulfid gelöst. Danach wurden 21 Teile 2,6-Di-tert.-butylphenol zugegeben. Das Gemisch wurde 20 Stunden unter Rückfluß erhitzt, während Stickstoff eingeleitet wurde. Das Reaklionsgemisch wurde dann mit Salzsäure neutralisiert. Die

R'

SAr + ArS'

TO]

H ⁺
ArSH

organischen Stoffe wurden mit Benzol extrahiert. Das )$ Benzol wiederum wurde durch Destillation entfernt. Durch Stehenlassen des Rückstandes kristallisierte 4 - (p - Methoxyphenyl)thio - 2,6 - di - tert. - butylphenol. Diese Kristalle wurden aus Äthanol umkristallisiert. Sie hatten einen Schmelzpunkt von 141,5 bis 142°C. Die Ausbeute betrug 10,5 Teile, d. h. 61 % der Theorie.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit einem anderen aromatischen' Disulfid an Stelle von Bis(4-methoxyphenyl)disulfid. Hierdurch ergab sich das erwünschte 4-Arylthio-2,6-di-tert.-butylphenol.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. 50

Tabelle 1

Disulfid	Eingesetzte	Ausbeute	Schmelzpunkt
	Mcnpc
	(Teile)	(%)	CC)
Diphenyldisuifid	Il	36	102 bis 103
Di(p-tolyl)disulfid	12,5	44	95 bis 97
Bis(p-chlor-	14,5	59	89 bis 90
phenyldisulfid)
Bis(p-brom-	19	36	100 bis 101
phenyUdisulfid
4,4'-Dithio-bis-	24	84	138 bis 139
(2,6-di-tcrt.-
butylphenol)

Beispiel 3

Zu 185 Teilen absolutem Alkohol, der 5 Teile metallisches Natrium enthielt, wuroen 21 Teile 2,6-Ditert.-butylphenol und jeweils eines der in Tabelle 2 angeführten aromatischen Disulfide gegeben. Das resultierende Gemisch wurde dann 20 Stunden unter Rückfluß erhitzt, während Stickstoff eingeleitet wurde. Das Gemisch wurde dann, wie im Beispiel 1 beschrie- _t ben, behandelt. Dabei wurden 4-Arylthio-2,6-di-tert.-butylphenole erhalten. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2

Disulfid

Diphenyldisulfid
Di(p-tolyl)disulfid 12,5

Bis-(4-chlor-

phenyDdisulfid

Bis(4-brom-

phenyl)disulfid

Bis(4-methoxy-

phenyDdisulfid

4,4'-Dithio-bis-

(2,6-di-lert.-

butylphenol)

Eingesetzte Menge (Teile)	Ausbeule (Teile)	Aust <%)
11 12,5 14,5	19.4 18,3 15,4	123 111 88
19	19,3	98
14	15,1	88
24	17.7	80

20

Beispiel 4

35

In 250 Teilen Pyridin wurden 24 Teile 4,4'-Dithiobis(2,6-di-tert.-butylphenol) und 21 Teile 2,6-Di-tert.-butylphenol gelöst. Dann wurde 1 Teil Natriumäthylat zugegeben. Das Gemisch wurde nun auf 85°C erhitzt und 15 Stunden zur Umsetzung gebracht. Nach Beendigung der Reaktion wurde Pyridin unter reduziertem Druck abdesliilierl. Dann wimle mit Salzsäure neutralisiert. Das erhaltene Produkt wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt, wobei 17 Teile 4,4'-Thio-bis(2,6-di-lert.-butylphenol) erhallen wurden. Die Ausbeute betrug 77%.

Beispiel 5

In 200 Teile einer Lösung aus 95%igem Alkohol, die 5 Teile Natrium enthielten, wurden 14 Teile Bis-(4-methoxyphenyl)disulfid und 16,5 Teile 2-terl.-Butyl-6-methylphenol gelöst. Das resultierende Gemisch wurde 20 Stunden unter Rückfluß erhitzt, während Stickstoff eingeleitet wurde. Das anfallende Produkt wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt, wobei 2,6 Teile 4-(p-Methoxyphenyl)thio-2-tert.-butyl-6-melhylphenol erhalten wurden.

Die Ausbeute betrug 28%. Die Substanz hatte einen Schmelzpunkt von 104 bis 105 C.

Beispiel 6

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch betrug die Reaktionsdauer nur 1 Stunde. Es · arden 10 Teile 4-(p-Methoxyphenyl)thio-Z6-di-tert.-butylphenol erhalten. Die Ausbeute betrug 58%.

Beispiel 7

Beispiel 3 wurde wiederholt, jedoch mit Di-p-tolyldisulfid als aromatisches Disulfid. Die Reaktionszeit betrue 1 Stunde. Es wurden 12,5 Teile 4-Tolyl-thio-2,6-di-tert.-butylphenol erhalten. Die Ausbeute betrug 76%.

Vergleichsversuche

Es wurden Versuche durchgeführt, die die Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen auf die Bildung von ausgewachsenen Insekten bei Moskitos zeigen.

Die folgenden drei Bestandteile wurden zusammengemischt und aufgelöst, um eine Emulsion zu bilden:

Erfindungsgemäße Verbindung ... 50 Teile

Dimethylformamid 35 Teile

Emulgator aus oberflächenaktiven

Substanzen 15 Teile.

Die Emulsion wurde mit Wasser zu einer vorbestimmten Konzentration verdünnt, um 200 cm- einer w'ißrigen I ösung herzustellen. Diese Lösung wurde in ein Gefäß (9 cm Durchmesser χ 6 cm Höhe) eingefüllt Ungefähr 11 Moskilolarven (letztes Stadium) wurden mittels einer Pipette in das Gefäß eingelegt. Sieben Tage nach der Einlegung wurde die Anzahl normaler Puppen bestimmt. Vierzehn Tage nach der Einführung wurde die Anzahl ausgewachsener Insekten entsprechend der folgenden Aufschlüsselung ermittelt:

0 = Normale ausgewachsene Insekten.

1 = Ausgewachsene Insekten mit anormalen Flügeln oder Beinen.

2 = Ausgewachsene Insekten, die mit Schalen im

Stadium der Flügelbildung abstarben. Puppen, die abstarben, ehe sie sich zu ausgewachsenen Insekten entwickelten, wobei sich die Kopfenden kurz vor der Flügelbildung schwarz färbten.

Puppen, die durch Absinken im Wasser abstarben, ehe sie sich zu ausgewachsenen Insekten entwickelten.

5° Im nachfolgenden sind die Formeln angegeben, mit denen das durchschnittliche Wirkungsverhältnis, das Verhältnis normaler Flügelbildung und das Bildungsverhältnis normaler ausgewachsener Insekten berechnet wurden:

Durchschnittliches Wirkungsverhältnis

A' X; ' V;

Anzahl der Insekten, die jeder Kategorie der Aufschlüsselung entsprechen.

Nummer der Kategorie der Aufschlüsselung.

Verhältnis normaler Flügelbildung -Bildungsverhältnis normaler ausgewachsener Insekten =

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 wiedergeben. Tabelle 3

Anzahl normaler ausgewachsener Insekten
Anzahl normaler Puppen

Anzahl normaler ausgewachsener Insekten
Anzahl der Larven in der Probe

Nr. Strukturformel

!'rollen- Anzahl Anzahl Anzahl Anzahl der Puppen
d

kon/en- der /um der !ration Versuch ab^e- \erwen- stoihedcten neu Larven !¹UiIpCn

!ppm)

der oder ausgewachsenen

norma- Insekten, die der

len Aufschlussclungs-

Puppcn kalcgoric entsprechen

(I I

3 4 S

Durch	Ver	HiI-
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Wir-	ler	nis
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		Insekten

(II,

Cl -

3 C^-M₃O -■■/■

Hr -

S -'■

S --

CICH₁I₁

f - OU

C(CH₁I, C(CH₁I,

-OU

"Λ

C(CH,!, CICH₁I,

. OH

"i

CiCH₁I₁ C(CH₁I₁

ClCH₁I,

Vergleich Inur emulgiertc Lösung! Leer (nur Wasserl

0,1

0.1

(I. I

0.1

12

12

11 11

2 (I (I 3 O 7

4 (I (I (I (I 7

2 (I (I (i (I 3

I (I O (I (I

1.7

.1.2

3.0

4.2

17

36

40

17

17

3d

13

Il	Il	O	(I	O	(I	il	O	KHI	KKI
Il	9	(I	(I	O	1	I	o.x	82	S2

Wird die Anzahl der die Versuchsbedingungen niehl überlebenden Puppen oder ausgewachsenen Insekten. wie sie durch die Summe der in den Aufschlüsselungskategorien 3,4 und 5 für jede Verbindung angegebenen Werte wiedergegeben wird, verglichen mit der entsprechenden Anzahl der normalen Puppen, so ergeben sich für die einzelnen Verbindungen 1 bis 4 die folgenden Verhältnisse: IO: IZ 7:11, 3 : 5 bzw. 5 : t. Diese Verhältnisse entsprechen Sterblichkeiten von K3. 64. 60 bzw. 83%.

Bei Verwendung von nur emulgiener Lösung oder im Leerversuch mit Wasser ergeben sich Verhältnisse von 0:11 bzw. 2: 11. d. h. Sterblichkeiten von 0 bis IX⁰O Unter Berücksichtigung von Zufallssterblichkeiten von dieser Größenordnung liegen die durch die Insektizidkonzentration von 0,1 ppm verursachtet Sterblichkeiten bei etwa 50% oder mehr.

Somil weisen die erlindungsticmäßen Verbmdungci eine etwas bessere Wirkung als natürliches Ju\enil hormon (JHi auf. bei welchem die zu einer 50prozcn tigen Vernichtung der Insekten erforderliche Konzen tration (LCs₁₁) bekanntlich 0.15 ppm in Wasser beträgt

Juvcnilhormon muH aus natürlichen Produkten ge wonncn weiden Seine chemische Formel läßt es al schwierig erscheinen, diese Substanz auf syntheti schein We.ne herzustellen. Im Vergleich dazu habei die ertindtiniisiiemäßen Verbindungen den Vorteil, dal sie sich mit großer Leichtigkeit bei niedrigeren Koste! auf synthetischem Wege herstellen lassen.

509 531M3

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   J. Verfahren zur Herstellung von 4-Arylthio-2,6-dialkylphenolen der allgemeinen Formel S

   in welcher Ar einen aromatischen Rest und R und R' Alkylreste bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aromatisches Disulfid der allgemeinen Formel Ar — S — S—Ar mit einem 2,6-DiaIkylphenoi der allgemeinen Formel