DE3010322A1

DE3010322A1 - 5-Acetonyl-1,2,4-oxadiazole cpds. - useful as intermediates for plant protection agents

Info

Publication number: DE3010322A1
Application number: DE19803010322
Authority: DE
Inventors: Börries Dipl.-Chem. Dr. 6233 Kelkheim Kübel
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1980-03-18
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1981-10-01

Abstract

3-R-5-acetonyl-1,2,4-oxadiazoles of formula (I) are new. R is H or 1-4C alkyl opt. substd. by halogen, 1-3C alkoxy or Ar; Ar is phenyl opt. mono-, di- or trisubstd. by halogen, 1-3C alkoxy or 1-3C alkyl. (I) are useful as intermediates for plant protection agents, esp. phosphate or phosphonate esters.S (I) can be prepd. by reacting an amidoxime of formula RC(NH2)=NOH (II) with an acetoacetic acid deriv. (III) and cyclising or saponifying the resulting intermediate.

Description

5-Acetonyl-1.2.4-oxadiazole und Verfahren zu ihrer Her-5-acetonyl-1,2.4-oxadiazoles and process for their preparation

stellung Gegenstand der Erfindung sind neue 5-Acetonyl-1.2.4-oxadiazole der allgemeinen Formel worin R H, (C1-C4)-Alkyl, (C1-C4)-Halogenalkyl, (C2-C6)-Alkoxyalkyl oder Phenyl-(C1-C4)alkyl bedeutet, wobei der Phenylrest durch Halogen, (C1-C3)-Alkoxy oder (C1-C3)-Alkyl 1 - 3 mal substituiert sein kann.position The invention relates to new 5-acetonyl-1,2.4-oxadiazoles of the general formula where R is, (C1-C4) -alkyl, (C1-C4) -haloalkyl, (C2-C6) -alkoxyalkyl or phenyl- (C1-C4) alkyl, the phenyl radical being replaced by halogen, (C1-C3) -alkoxy or (C1-C3) -alkyl can be substituted 1-3 times.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Verfahren zur Herstellung der Verbindungen I, dadurch gekennzeichnet, daß man Amidoxime der Formel mit Derivaten der Acetessigsäure umsetzt und die erhaltenen Zwischenprodukte cyclisiert bzw. verseift.The invention also relates to processes for the preparation of the compounds I, characterized in that amidoximes of the formula reacts with derivatives of acetoacetic acid and cyclizes or saponifies the intermediate products obtained.

Aus Bull.Chem.Soc.Jap. 42 (1969), 3008 ist bekannt, daß aromatische Amidoxime der Formel Ar-C(NH2)=NOH, worin Ar eine Nitrophenylgruppe oder Nitrofu-rylgruppe bedeutet, mit Diketen zu 5-Acetonyl-3-aryl-1.2.4-oxadiazolen umgesetzt werden können. Mit aliphatischen Amidoximen ist dieses Verfahren bisher noch nithc durchgeführt worden.From Bull.Chem.Soc.Jap. 42 (1969), 3008 it is known that aromatic Amidoximes of the formula Ar-C (NH2) = NOH, in which Ar is a nitrophenyl group or a nitrofuran group means that can be reacted with diketene to give 5-acetonyl-3-aryl-1,2.4-oxadiazoles. This process has not yet been carried out with aliphatic amidoximes been.

Aus J.Heterocycl.Chem. 15 (1978), 1373; Bull.Soc.Chim.Belg.From J. Heterocycl. Chem. 1978, 15: 1373; Bull.Soc.Chim.Belg.

58 (1949), 58 sowie Ber. 22 (1889), 2414 und 2427 ist ferner bekannt, Amidoxime der Formel Ar'-C(NH2)=NOH, worin AR' eine (substituierte) Phenylgruppe oder eine Pyridylgruppe bedeutet, durch Erhitzen mit Ac£tessigsäure-ethylester und und gegebenenfalls einem Lösungsmittel zu 5-Acetonyl- 3-aryl-1.2.4-oxadiãzolen zu kondensieren. Mit aliphastischen Amidoximen der Formel II liefert diese Reaktion jedoch nur minimale Ausbeuten an I.58 (1949), 58 and Ber. 22 (1889), 2414 and 2427 is also known Amidoximes of the formula Ar'-C (NH2) = NOH, in which AR 'is a (substituted) phenyl group or means a pyridyl group, by heating with ethyl acetate and and optionally to condense a solvent to give 5-acetonyl-3-aryl-1.2.4-oxadiãzolen. With aliphastic amidoximes of the formula II, however, this reaction gives only minimal results Yields of I.

Schließlich ist aus J.Chem.Res. S. 1979, 64 - 65 bzw. M 1979, 0855-0856 bekannt, daß man Amidoxime mit Carbonestern in Gegenwart von Natrium-methylat bzw. -ethylat in guten Ausbeuten zu 3.5 - disubstituierten 1.2.4-Oxadiazolen kondcnsieren kann.Finally, from J.Chem.Res. S. 1979, 64 - 65 or M 1979, 0855-0856 known that amidoximes with carbon esters in the presence of sodium methylate or Ethylate condense in good yields to give 3,5-disubstituted 1,2,4-oxadiazoles can.

Auf eine Umsetzung mit Acetessigestern läßt sich dieses Verfahren jedoch nicht übertragen, da diese wegen der sauren Methylengruppe statt mit Amidoxim mit Natriumalkoholat reagEnn Uld wiederum nur geringe Ausbeuten an I liefern.This process can be applied to a reaction with acetoacetic esters however not transferred because this is because of the acidic methylene group instead of amidoxime Uld reacts with sodium alcoholate in turn only give low yields of I.

(a) Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man als bevorzugtes Derivat der Acetessigsäure Diketen. Die Reaktion verläuft gemäß folgender Reaktionsgleichung; Zur Durchführung der Reaktion löst oder suspendiert man die Amidoxime der Formel II in Alkoholn wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol, Ether wie THF oder Dioxan, Halogenkohlenwasserstoffmwie Methylenchlorid, Chloroform oder Dichlorethan ,oder in Acetonitril oder Pyridin oder aromatischen Lösungsmitteln wie Toluol, Chlorbenzol oder Xylol. Dazu läßt man unter Rühren bei Temperaturen von 100 bis 300C Diketen in äquivalenter Menge oder einem Überschuß bis zu 20 Mol-% zutropfen. Dann wird zur Bildung des Zwischenprodukts der Formel III 2 - 24 Stunden bei 0 - 250C gerührt. Die Wasserabspaltung und Bildung von I bewirkt man durch Kochen von III in Toluol, Xylol oder Chlorbenzol am Wasserabscheider (2 - Stunden) , die Isolierung von I aus dem Reakticnsgc misch erfolgt durch Destillation. Für die Bildung von III und/oder die Wasserabspaltung kann man dem Reaktionsansatz katalytische Mengen (1 - 5 Mol-%) einer starken Säure wie p-Toluolsulfonsäure oder Schwefelsäure zusetzen, doch ist dies nicht erforderlich.(a) The preferred derivative of acetoacetic acid used in the process according to the invention is diketene. The reaction proceeds according to the following reaction equation; To carry out the reaction, the amidoximes of the formula II are dissolved or suspended in alcohols such as methanol, ethanol or isopropanol, ethers such as THF or dioxane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform or dichloroethane, or in acetonitrile or pyridine or aromatic solvents such as toluene, chlorobenzene or xylene. To this end, diketene in an equivalent amount or in an excess of up to 20 mol% is added dropwise with stirring at temperatures of 100 to 300C. The mixture is then stirred at 0-250 ° C. for 2 to 24 hours to form the intermediate of the formula III. The elimination of water and formation of I is effected by boiling III in toluene, xylene or chlorobenzene on a water separator (2 hours), and I is isolated from the reaction mixture by distillation. For the formation of III and / or the elimination of water, catalytic amounts (1-5 mol%) of a strong acid such as p-toluenesulfonic acid or sulfuric acid can be added to the reaction mixture, but this is not necessary.

(b) Nach einer zweiten Verfahrensweise verwendet man als Derivate der Acetessigsäure Ketale des Acetessigesters der Formel: worin R' Methyl oder Ethyl oder beide R' zusammen eine Alkylengruppe mit 2 oder 3 C-Atomen und R" (C1-C)-Alkyl bedeuten.(b) According to a second procedure, the derivatives of acetoacetic acid used are ketals of the acetoacetic ester of the formula: where R 'is methyl or ethyl or both R' together are an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms and R "is (C1-C) -alkyl.

Hierbei verfährt man vorzugsweise so, daß man Natrium oder Natriumethylat bzw. -ethylat sowie I und IV im Molverhältnis 0,5:1:1,5 bis 2:1:2 in Methanol oder Ethanol löst und anschließend 2 - 8 Stunden unter Rückfluß rührt. Dann wird das Lösungsmittel abdestilliert, der Rückstand in Wasser aufgenommen und mehrmals mit einem nicht wassermischbaren Lösungsmittel ausgeschüttelt. Man trocknet die vereinigten organischen Phasen, destilliert das Lösungsmittel ab und spaltet in den erhaltenen Verbindungen der Formel V die Ketalgruppe bei Raum- bis Siedetemperatur durch Zusatz einer wässrigen Mineralsäure 1 vorzugswfise 2N .Schwefelsaure und gewünschtenfalls eines Lösungsmittels. Das Ende der Reaktion wird mittels Dünnschichtchromatografic ermittelt.The preferred procedure here is to dissolve sodium or sodium ethoxide or ethoxide and I and IV in a molar ratio of 0.5: 1: 1.5 to 2: 1: 2 in methanol or ethanol and then stir under reflux for 2-8 hours . The solvent is then distilled off, the residue is taken up in water and extracted several times with a water-immiscible solvent. The combined organic phases are dried, the solvent is distilled off and the compounds of the formula V obtained are cleaved the ketal group at room to boiling temperature by adding an aqueous mineral acid 1, preferably 2N sulfuric acid and, if desired, a solvent. The end of the reaction is determined by means of thin-layer chromatography.

(Die Verbindungen I ergeben beim Besprühen der Chromatogramme eine blaue Farbe).(When spraying the chromatograms, the compounds I give a blue colour).

(c) Anstelle von Acetessigester-Ketalen kann man für die Umsetzung mit II auch Enoläther von Acetessigesterst der Formel VI verwenden; im übrigen verfährt man wie bei (b).(c) Instead of acetoacetic ester ketals, enol ethers of acetoacetic ester of the formula VI can also be used for the reaction with II use; otherwise one proceeds as in (b).

Die Verbindungen der Formel I sind Zwischenprodukte für die Herstellung von Pflanzenschutzmitteln, insbesondere von Phosphor- bzw. Phosphonsäure-estern gemäß Patentanmeldung.The compounds of the formula I are intermediates for the preparation of pesticides, especially phosphorus or phosphonic acid esters according to patent application.

Herstellungsbeispiele Beispiel 1: 5-Acetonyl-3-methyl-1.2.4-oxadiazol 22.2 g (0.3 mol) Acetamidoxim werden in 150 ml Toluol suspendiert. Man tropft unter Rühren und Kühlen 26.8 ml (0.33 mol) Diketen während 10 min zu und rührt anschließden 2 Stunden bei Raumtemperatur. Sodann wird das Gemisch 2 Stunden am Wasserabscheider unter Rückfluß gerührt. Nach dem Abkühlen gießt man die Lösung von ungelösten, harzigen Bestandteilen ab und destilliert im Vakuum.Preparation Examples Example 1: 5-Acetonyl-3-methyl-1.2.4-oxadiazole 22.2 g (0.3 mol) of acetamidoxime are suspended in 150 ml of toluene. One drips under Stirring and cooling 26.8 ml (0.33 mol) of diketene in the course of 10 min and then stirred 2 hours at room temperature. The mixture is then kept on a water separator for 2 hours stirred under reflux. After cooling, the solution of undissolved, resinous is poured Components and distilled in vacuo.

Nach einem Vorlauf aus Toluol destilliert das Produkt beim Siedepunkt 88 - 91°C/12 mbar. Ausbeute 17.3 g (41 %), farblose Flüssigkeit.After a forerun from toluene, the product distills at the boiling point 88 - 91 ° C / 12 mbar. Yield 17.3 g (41%), colorless liquid.

Analog Beispiel 1 wurden folgende Verbindungen I erhalten.The following compounds I were obtained analogously to Example 1.

Die eingesetzten Amidoxime II wurden bei Beispiel 2 - 5 je- weils aus den Nitrilen RCN durch 24-stündiges Kochen mit Hydrosylammoni umchlorid und Natriummethylat in Methanol, Absaugen vom Kochsalz und Eindampfen erhalten und ohne weitere Reinigung eingesetzt. Die nachstehenden Ausbeuten beziehen sich somit auf die zugrundeliegenden Nitrile. Beispiel R Sdp. 1i-OC/mbay7 Ausbeute () Nr. 2 C2H5- 86-110 / 12 39 3 i-C3H7- 98-100 / 13 61 11 C6H5-CH2- 148-155 / 1.1 24 5 i-C3H70(CH2)2 150-155 / 25 26 6 CCl3- 90-102 / 1.3 22 Beispiel 7 Man löst 111 g (1.5 mol) Acetamidoxim in 1400 ml Methanol, tropft unter Rühren bei -5 bis OOC 135 ml (1.65 mol) Diketen während 1 Stunde zu und rührt noch 3 Stunden im Eisbad. -Dann dampft man am Rotationsverdampfcr ein, versetzt den Rückstand mit 600 ml Toluol und kocht 2 Stunden unter Rühren am Wasserabscheider. Die Aufarbeitung erfolgt wie im Beispiel 1. Ausbeute 101.6 g (48 %) Acetonyl-3-methyl-1.2.4-oxadiazol mit Sdp. 98 - 109°C/25 mbar.The amidoximes II used in Examples 2-5 were each obtained from the nitriles RCN by boiling for 24 hours with hydrosylammonium chloride and sodium methylate in methanol, removing the common salt with suction and evaporation and used without further purification. The yields below therefore relate to the nitriles on which they are based. Example R bp. 1i-OC / mbay7 yield () No. 2 C2H5- 86-110 / 12 39 3 i-C3H7- 98-100 / 13 61 11 C6H5-CH2- 148-155 / 1.1 24 5 i-C3H70 (CH2) 2 150-155 / 25 26 6 CCl3- 90-102 / 1.3 22 EXAMPLE 7 111 g (1.5 mol) of acetamidoxime are dissolved in 1400 ml of methanol, 135 ml (1.65 mol) of diketene are added dropwise with stirring at -5 to OOC over a period of 1 hour and the mixture is stirred for a further 3 hours in an ice bath. Then it is evaporated on a rotary evaporator, the residue is mixed with 600 ml of toluene and boiled for 2 hours with stirring on a water separator. The work-up is carried out as in Example 1. Yield 101.6 g (48%) of acetonyl-3-methyl-1,2.4-oxadiazole with a boiling point of 98-109 ° C./25 mbar.

Beispiel 8: Man löst 5 mol rohes Propionamidoxim in 1 Liter Acetonitril, tropft bei 20 - 25 0C 495 ml (5.5 mol) Diketen während 1,5 Stunden zu, rührt nocht 4 Stunden unter gelegentlichem Kühlen und läßt über Nacht bei Raumtemperatur stehen. Dann dampft man am Rotationsverdampfer ein, versetzt den Rückstand mit 2,5 Liter Toluol und rührt 3 Stunden unter Rückfluß am Wasserabscheider. Aufarbeitung wie im Beispiel 1 liefert 284 g (37 %) 5-Acetonyl-3-ethyl-1.2.4-oxadiazol mit Sdp. 95 - 101!0C/13 mbar.Example 8: 5 mol of crude propionamide oxime are dissolved in 1 liter of acetonitrile, 495 ml (5.5 mol) of diketene are added dropwise at 20-25 ° C. over a period of 1.5 hours, stirring is continued 4 hours with occasional cooling and left to stand overnight at room temperature. It is then evaporated on a rotary evaporator, and 2.5 liters are added to the residue Toluene and stirred for 3 hours under reflux on a water separator. Work-up like in example 1 provides 284 g (37%) of 5-acetonyl-3-ethyl-1.2.4-oxadiazole with bp. 95 - 101! 0C / 13 mbar.

Analog Beispiel 8 wurden folgende Verbindungen I erhalten: Beispiel R Sdp. [°C/mbar] Ausbeute Nr. bzw. Fp. [°C] (%) 9 CH3- 96 - 98 / 13 145 10 C6H5CH2- 145 - 1147 / 0,7 26 11 p-Cl-C6H14CH2- 68 68 22 12 (C1l3)3c 73 - 78 / o, 25 53 Beispiel 13: Zur Lösung von 4.6 g (0.2 mol) Natrium in 60 ml Ethanol gibt man eine Lösung von 15 g (0.2 mol) Acetamidoxim und 69.6 g tO.4 mol) 3.3-Ethylendioxybuttersäure-ethylester in 250 ml Ethanol. Anschließend kocht man 5,5 Stunden am Rückfluß und dampft nach dem Abkühlen im Vakuum ein. Der Rückstand wird in Wasser aufgenommen und dreimal mit Methylenchlorid ausgeschüttelt. Die vereinigten organischen Phasen trocknet man über Magnesiumsulfat, dampft im Vakuum ein und destilliert.The following compounds I were obtained analogously to Example 8: Example R bp [° C / mbar] yield No. or melting point [° C] (%) 9 CH3- 96 - 98/13 145 10 C6H5CH2-145-1147 / 0.7 26 11 p-Cl-C6H14CH2- 68 68 22 12 (C1l3) 3c 73-78 / o, 25 53 Example 13: A solution of 15 g (0.2 mol) acetamidoxime and 69.6 g to 4 mol) of ethyl 3,3-ethylenedioxybutyrate in 250 ml of ethanol is added to the solution of 4.6 g (0.2 mol) of sodium in 60 ml of ethanol. The mixture is then refluxed for 5.5 hours and, after cooling, evaporated in vacuo. The residue is taken up in water and extracted three times with methylene chloride. The combined organic phases are dried over magnesium sulfate, evaporated in vacuo and distilled.

Bis 780C/2 mbar geht ein Vorlauf aus restlichem 3.3-Ethylen-dioxybuttersäureethylester über und bei 85 - 900C/ 1. 1 mbar 5-(2.2-Ethylendioxypropyl)-3-methyl-1.2.4-oxadiazol (Verbindung der Formel V, R=CH3, R' + R'=(CH2)2). Ausbeute 17.1 g (46 %), farblose Flüssigkeit.Up to 780C / 2 mbar there is a forerun made of the remaining 3.3-ethylene-dioxybutyrate above and at 85-900C / 1.1 mbar 5- (2.2-Ethylenedioxypropyl) -3-methyl-1.2.4-oxadiazole (Compound of the formula V, R = CH3, R '+ R' = (CH2) 2). Yield 17.1 g (46%), colorless Liquid.

Dieses Produkt versetzt man mit 25 ml 2N Schwefelsäure und rührt 8 Stunden bei 800C. Anschließend verdünnt man mit 100 ml Wasser und schüttelt dreimal mit Methylenchlorid aus.This product is mixed with 25 ml of 2N sulfuric acid and stirred for 8 Hours at 800C. Then it is diluted with 100 ml of water and shaken three times with methylene chloride.

Trocknen und Eindampfen im Vakuum ergibt 10.5 g (81 % bezogen auf V, 38 % bezogen auf Acetamidoxim) 5-Acetonyl-3-methyl-1.2.14-oxadiazol. Gelbliche Flüssigkeit, die mit dem Produkt aus Beispiel 1 identisch ist.Drying and evaporation in vacuo gives 10.5 g (81% based on V, 38% based on acetamidoxime) 5-acetonyl-3-methyl-1.2.14-oxadiazole. Yellowish Liquid which is identical to the product from Example 1.

Claims

Claims: 1. 5-Acetonyl-1.2.4-oxadiazoles of the formula where R = H, alkyl with 1 - LI carbon atoms, which can optionally be substituted by halogen, alkoxy with 1 - 3 carbon atoms or phenyl, the phenyl also being substituted by halogen, (C1-C3) -alkoxy or (C1 --C3) -alkyl.

Can be substituted 1 - 3 times.

2. Process for the preparation of the compounds I, characterized in that amidoximes of the formula reacts with derivatives of acetoacetic acid and cyclizes or saponifies the intermediate products obtained.