DE3029375A1 - Verfahren zur herstellung von 3-acylazopropionsaeureestern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 3-Acylazo-propionsäureestern sowie ihrer isomeren Formylessigsäureesteracylhydrazone.

Verfahren zur Herstellung von Formylessigsäureäthylestersemicarbazon (W.Wislicenus, H.W.Bywaters, Liebigs Ann.Chem. 356, 50 (1907)) und Formylessigsäureäthylester-äthoxycarbonylhydrazon (R.Raap, R.G.Micetich, Can.J.of Chem.46,1057 (1968)) sind bereits bekannt. Die Herstellung dieser Verbindungen erfolgt durch Umsetzung des Natriumsalzes des Formylessigsäureesters mit den entsprechenden Hydrazinderivaten, was die Synthese und Isolierung des Formylessigsäureester-Natriumsalzes voraussetzt. Letzteres kann jedoch nur in komplizierten und langwierigen Arbeitsprozessen in überdies nur unbefriedigender Ausbeute hergestellt werden (DE-PS 708513; GB-PS 568 512).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens, das eine technisch einfache Herstellung von 3-Acylazo-propionsäureestern sowie ihrer Isomeren in großer Ausbeute erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von 3-Acylazo-propionsäureestern der allgemeinen Formel I

gelöst, in der R[tief]1 einen C[tief]1-C[tief]6-Alkylrest und R[tief]2 einen Alkoxyrest, vorzugsweise einen C[tief]1-C[tief]4-Alkoxyrest, oder eine Aminogruppe darstellen und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Acrylsäureester der allgemeinen Formel II

mit Hydrazinderivaten der allgemeinen Formel

H[tief]2N - NH - CO - R[tief]2 III,

gegebenenfalls unter Verwendung eines inerten Lösungsmittels und/oder in Gegenwart von Katalysatoren, zu 3-Acylhydrazino-propionsäureestern der allgemeinen Formel IV

umsetzt und diese Verbindungen in einem inerten Lösungsmittel durch Einwirkung von Oxydationsmitteln zu den gewünschten Verfahrensprodukten oxydiert, wobei R[tief]1 und R[tief]2 die oben angegebene Bedeutung haben.

Als Alkylreste sind zum Beispiel zu verstehen Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec.-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, und andere.

Als Alkoxyreste sind beispielsweise zu nennen Methoxy, Äthoxy, Propoxy, Butoxy, und andere.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich also leicht zugänglicher Ausgangsstoffe und ermöglicht eine technisch einfache und ungefährliche Herstellung der gewünschten Verfahrensprodukte in hohen Ausbeuten.

Besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin,

daß die Umsetzung der Acrylsäureester der Formel II mit den Hydrazinderivaten der Formel III bei Temperaturen von -20°C bis 150°C, vorzugsweise von 0°C bis 50°C, und bei einem Druck von 1 bis 10 Atmosphären, vorzugsweise bei 1 Atmosphäre, gegebenenfalls in einer basen- oder säurekatalysierten Reaktion erfolgt und daß äquimolare Mengen der Acrylsäureester der Formel II und der Hydrazinderivate der Formel III verwendet werden,

daß die Oxydation der 3-Acylhydrazino-propionsäureester der allgemeinen Formel IV mit Oxydationsmitteln bei Temperaturen von -20°C bis 100°C, vorzugsweise von -5°C bis 50°C, erfolgt und daß ein 3-Acylhydrazino-propionsäureester der Formel IV verwendet wird, der aus der Reaktionsmischung nicht isoliert wird und in kontinuierlicher Verfahrensweise umgesetzt werden kann.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in technisch einfacher und eleganter Weise.

Die Synthese der 3-Acylhydrazino-propionsäureester der Formel IV erfolgt erfindungsgemäß ausgehend von Acrylsäureestern der Formel II durch Umsetzung mit etwa äquimolaren Mengen von Hydrazinderivaten der Formel III in wäßrigem Medium, in inerten organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise in wäßrigem oder alkoholischem Medium, gegebenenfalls aber auch unter Verzicht auf irgendein Lösungsmittel. Zweckmäßigerweise wird der Acrylsäureester portionsweise oder auch mit einem Lösungsmittel, wie zum Beispiel einem C[tief]1-C[tief]4-Alkohol, verdünnt zur mit Wasser oder einem C[tief]1-C[tief]4-Alkohol verdünnten Lösung der Hydrazinkomponente gegeben. Hierbei kann das Mischungsverhältnis Alkohol/Wasser in weiten Grenzen variieren, indem sowohl Alkohol allein als auch Wasser allein

Verwendung finden können. Vorzugsweise kann das Gewichtsverhältnis Alkohol/Wasser 1:1 betragen. Die Zugabe der Reaktanten kann auch in ungekehrter Reihenfolge vorgenommen werden.

Die Reaktion erfolgt bei Temperaturen von -20°C bis 150°C, vorzugsweise von 0°C bis 50°C. Der Druck kann von 1 bis 10 Atmosphären, vorzugsweise jedoch 1 Atmosphäre, betragen. Als gegenüber den Reaktanten inerte Lösungsmittel seien beispielsweise genannt C[tief]1-C[tief]4-Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, und Tetrachlorkohlenstoff, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Petroläther, Pentan, Cyclohexan, Benzol, Toluol und Xylol, Äther wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan und Äthylenglycoldiäthyläther, Carbonsäurenitrile wie Acetonitril und Carbonsäureamide wie Dimethylformamid.

Die Reaktion kann vorteilhafterweise basen- oder auch säurekatalysiert ablaufen. Als basische Katalysatoren dienen meist Alkalihydroxide, Alkalialkoholate, tertiäre Amine wie Triäthylamin und N,N-Dimethylanilin, Benzyltrialkylammoniumhydroxide wie beispielsweise Benzyltrimethylammoniumhydroxid und Dialkylcarbonsäureamide wie Dimethylformamid und Dimethyl- acetamid. Für die saure Katalyse werden Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Milchsäure und Bortrifluorid verwendet.

Nach erfolgter Reaktion wird das Reaktionsgemisch gegebenenfalls in an sich bekannter Weise aufgearbeitet. Nach Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand entweder unter vermindertem Druck fraktioniert destilliert oder aus geeigneten Lösungsmitteln wie Ketonen, Alkoholen, Nitrilen, Estern, Äthern und chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie zum Beispiel Aceton, Methanol, Äthanol, Acetonitril, Essigester, Diisopropyläther, und Chloroform umkristallisiert. Man erhält die Reaktionsprodukte in Form farbloser Kristalle oder als farblose Flüssigkeiten, die bei Raumtemperatur stabil sind.

Sofern jedoch eine kontinuierliche Verfahrensweise gewählt wird, braucht das Reaktionsprodukt der allgemeinen Formel IV nicht isoliert zu werden, sondern kann direkt weiter verarbeitet werden.

Die 3-Acylazo-propionsäureester der allgemeinen Formel I werden dann erfindungsgemäß durch Umsetzung der 3-Acylhydrazino-propionsäureester der Formel IV mit gängigen Oxydationsmitteln in wäßrigem Medium, in gegenüber den Reaktanten inerten organischen Lösungsmitteln hergestellt, wobei die Oxydationsmittel in stöchiometrischen Mengen sowie im Überschuß verwendet werden.

Zweckmäßigerweise wird das Oxydationsmittel portionsweise als wäßrige Lösung oder auch mit einem Lösungsmittel verdünnt zur mit Wasser oder einem Lösungsmittel verdünnten Lösung des 3-Acylhydrazinopropionsäureesters gegeben. Die Zugabe der Reaktanten kann auch in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden. Dieser Reaktionsschritt erfolgt bei Temperaturen von -20°C bis 100°C, vorzugsweise von -5°C bis 50°C. Die Reaktionszeit kann je nach Reaktionstemperatur zwischen 0,5 Stunden und 5 Stunden betragen.

Als gegenüber den Reaktanten inerte Lösungsmittel seien folgende genannt: aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan, Heptan, Ligroin, Benzol, Chlorbenzol, Toluol und Xylol und halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und 1,2-Dichloräthan.

In Gegenwart dieser Lösungsmittel kann auch mit den Rohlösungen weitergearbeitet werden, da diese sich auch bei den Folgeschritten inert verhalten.

Als gängige Oxydationsmittel, die entsprechend die Wahl des Lösungsmittels bestimmen, seien beispielsweise genannt: Salpetersäure, Kaliumdichromat, Kaliumpermanganat, Quecksilberoxid, Ammonium- und Natriumnitrat, Natriumchlorat, Chlor, Alkali- und Erdalkalihypochlorite, ammoniakali- sches Wasserstoffperoxid, Eisen-(III)-chlorid, Distickstofftrioxid und Blei(IV)-oxid.

Nach erfolgter Reaktion wird das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise aufgearbeitet, beispielsweise durch Abdestillation des eingesetzten Lösungsmittels bei vermindertem oder normalem Druck oder durch Extraktion, wobei die im Reaktionsverlauf verwendeten organischen Lösungsmittel zugleich als Extraktionsmittel der 3-Acylazo-propionsäureester dienen können. Die Extrakte werden dann in bekannter Weise aufgearbeitet, beispielsweise nach der entsprechenden Trocknung durch Abdestillieren des eingesetzten Lösungsmittels bei normalem oder vermindertem Druck. Man erhält auf diese Weise 3-Acylazo-propionsäureester in Form schwach gelb gefärbter Kristalle beziehungsweise Öle in hervorragend reiner Form und in sehr hohen Ausbeuten, so daß sie ohne weitere Reinigung umgesetzt werden können.

Bei der Oxydation der 3-Acylhydrazino-propionsäureester der Formel IV entstehen, wie aus Untersuchungen der Kernresonanzspektren hervorgeht, primär Verbindungen der Strukturformel I.

Diese Verbindungen haben in Lösung die Tendenz, sich zu

Formylessigsäureesteracylhydrazonen der allgemeinen Formel V

umzulagern, welche demzufolge Isomere der Verbindungen der Formel I darstellen.

Die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel V, das heißt der Formylessigsäureesteracylhydrazone, ist daher ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel V befinden sich andererseits in einem isomeren Gleichgewicht mit Verbindungen der allgemeinen Formel VI,

deren Herstellung damit ebenfalls zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört.

Sofern gewünscht, kann eine irreversible Umlagerung der Verbindungen der Strukturformel I in die isomere Form der Strukturformel V beziehungsweise VI gezielt durchgeführt werden, was ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Erfindungsgemäß werden zu diesem Zweck die 3-Acylazo-propionsäureester der allgemeinen Formel I mit Katalysatoren gegebenenfalls unter Verwendung eines inerten Lösungsmittels behandelt, wobei R[tief]1 und R[tief]2 die obige Bedeutung haben.

Eine besondere Ausführungsform dieses Verfahrensmerkmals besteht darin, daß ein 3-Acylazo-propionsäureester der Formel I bei Temperaturen von -20°C bis 50°C, vorzugsweise bei 0°C bis 30°C, zum Acylhydrazon des Formylessigsäureesters der Formel V und zum Enhydrazin der Formel VI umgelagert wird.

Diese Reaktion kann sowohl Säure- beziehungsweise Lewissäure-katalysiert als auch Basen-katalysiert verlaufen. Als Säurekatalysatoren seien beispielsweise genannt: Salzsäure, Schwefelsäure, und Salpetersäure, HgCl[tief]2, (NH[tief]4)[tief]2SO[tief]4, NH[tief]4Cl, NH[tief]4Br, HgBr[tief]2, (CH[tief]3)[tief]3SiOSO[tief]2CF[tief]3, SnCl[tief]4, BF[tief]3, p-Toluolsulfonsäure-Hydrat, Essigsäure und Trifluoressigsäure.

Als Basenkatalysatoren seien genannt: Oxide, Hydroxide, Alkoholate, Carbonate der Erdalkali- und Alkalimetalle, Ammoniak, tertiäre Amine wie Triäthylamin und N,N-Dimethylanilin und Pyridinbasen. Die Isomerisierungsreaktion erfolgt zweckmäßigerweise in wäßrigem Medium und/oder in organischen Lösungsmitteln.

Als inerte Lösungsmittel seien genannt: halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, 1,2-Dichloräthan, und Tetrachlorkohlenstoff, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Petroläther, Pentan, Heptan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol und Chlorbenzol, Äther wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan und Diisopropyläther und Alkoholen wie Methanol und Äthanol.

Die Reaktion erfolgt bei Raumtemperaturen von -20°C bis 50°C, vorzugsweise bei 0°C bis 30°C.

In der Praxis verfährt man derart, daß man die Rohlösung des 3-Acylazo-propionsäureesters mit einem entsprechenden Katalysator versetzt und anschließend die in der Regel festen Reaktionsprodukte durch Filtration, durch Ausfrieren oder durch Entfernen des Lösungsmittels in Form farbloser Kristalle isoliert. Diese lassen sich aus geeigneten organischen Lösungsmitteln wie Ketonen, Alkoholen, Nitrilen, Estern, Äthern und chlorierten Kohlenwasserstoffen wie zum Beispiel Aceton, Methanol, Äthanol, Acetonitril, Essigester, Diisopropyläther und Chloroform leicht umkristallisieren und sind bei Raumtemperatur stabil. Die Verbindungen fallen im allgemeinen aber in so hoher Reinheit an, daß sie unumkristallisiert weiter umgesetzt werden können.

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte stellen wichtige Ausgangsprodukte zur Herstellung von 1,2,3-Thiadiazol-5-carbonsäurederivaten dar, aus denen sich wertvolle Pflanzen- und Schädlingsbekämpfungsmittel sowie Pharmaka herstellen lassen.

Diese Herstellung von 1,2,3-Thiadiazol-5-carbonsäurederivaten der allgemeinen Formel VII

läßt sich zum Beispiel in an sich bekannter Weise durchführen, indem man die Verfahrensprodukte der allgemeinen Formel V mit Thionylchlorid umsetzt, wobei R[tief]1 die oben genannte Bedeutung hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet zusätzlich einen neuen vorteilhaften Herstellungsweg für die Verbindungen der Formel VII, und zwar durch Umsetzung der primär entstehenden Verfahrensprodukte der allgemeinen Formel I, die man direkt mit Thionylchlorid der Formel SOCl[tief]2 zu den gewünschten Produkten der Formel VII umsetzen kann, wodurch ein Verfahrensschritt eingespart wird. Auch dieses Verfahrensmerkmal gehört zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Die Synthese der 1,2,3-Thiadiazol-5-carbonsäureester der

Formel VII erfolgt hierbei ausgehend von 3-Acylazopropionsäureestern der Formel I durch Umsetzung mit Thionylchlorid. Die Reaktion wird bei Temperaturen zwischen -20°C und 100°C, vorzugsweise zwischen -5°C und 50°C, durchgeführt. Die Reaktionszeit kann je nach Reaktionstemperatur zwischen 1 Stunde und 20 Stunden betragen.

Zur Synthese der 1,2,3-Thiadiazol-5-carbonsäureester können die Reaktionspartner in etwa äquimolaren Mengen eingesetzt werden. Thionylchlorid kann aber auch in großem Überschuß quasi als Lösungsmittel verwendet werden.

Zweckmäßigerweise werden 3-Acylazo-propionsäureester und Thionylchlorid jedoch im Molverhältnis 1:3 eingesetzt.

Die Reaktion kann auch in Gegenwart von gegenüber den Reaktanten inerten Lösungsmitteln ablaufen. Als solche seien genannt: halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Petroläther, Pentan, Cyclohexan, Benzol, Toluol und Xylol, Äther, wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan, Äthylenglycoldiäthyläther und Diäthylenglycoldiäthyläther, und Ester, wie Essigester.

In der Regel wird der 3-Acylazo-propionsäureester, gegebenenfalls auch gelöst oder suspendiert in einem geeigneten Lösungsmittel, portionsweise zum gegebenenfalls mit organischen Lösungsmitteln verdünnten Thionylchlorid gegeben, jedoch kann die Zugabe der Reaktanten auch in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden. Der während der Reaktion sich bildende Chlorwasserstoff kann kontinuierlich durch einen Inertgasstrom beziehungsweise durch Anlegen von Vakuum aus dem Reaktionsgefäß entfernt werden.

Nach erfolgter Reaktion wird das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise aufgearbeitet.

Nach Abdestillieren des Lösungsmittels und des überschüssigen Thionylchlorids kann der Rückstand fraktioniert destilliert werden; oder aber man vernichtet das überschüssige Thionylchlorid mit gesättigter Sodalösung, Natrium- oder Kaliumhydrogencarbonatlösung, Natriumacetatlösung oder mit Natron- oder Kalilauge oder direkt mit Wasser und unterzieht die Reaktionslösung einer Wasserdampfdestillation oder einer Extraktion, wobei die im Reaktionsverlauf verwendeten Lösungsmittel zugleich als Extraktionsmittel dienen können. Die Extrakte werden dann in bekannter Weise aufgearbeitet; beispielsweise nach der entsprechenden Trocknung und Abdestillieren des Lösungsmittels wird der Rückstand unter vermindertem Druck fraktioniert destilliert oder einfach mit einem geeigneten Lösungsmittel wie einem aliphatischen Kohlenwasserstoff wie Pentan, Hexan, Cyclohexan oder Petroläther digeriert.

Man erhält so 1,2,3-Thiadiazol-5-carbonsäureester in hervorragend reiner Form und in sehr hohen Ausbeuten, so daß sie ohne Reinigung weiter zu den gewünschten Endprodukten umgesetzt werden können.

Die folgenden Beispiele erläutern die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 1

a) HERSTELLUNG VON 3-SEMICARBAZIDO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 2 l Rundkolben mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler mit Trockenrohr werden 173,0 g (1,5 Mol) pulverisiertes Semicarbazidhydrochlorid in 300 ml Methanol suspendiert; hierzu tropft man innerhalb von 10 Minuten eine aus 34,4 g (1,5 Mol) Natrium und 500 ml Methanol frisch hergestellte Natriummethylatlösung, wobei die Innentemperatur zwischen 15° und 20°C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird noch 15 Minuten bei 20°C nachgerührt, dann das Natriumchlorid abgesaugt. Das Filtrat wird in einem dreifach tubulierten 2 l Rundkolben aufgefangen und unter Rühren bei 20°C innerhalb einer Stunde mit 90 ml (1,0 Mol) Acrylsäuremethylester versetzt. Der Ansatz bleibt 3 Tage bei Raumtemperatur stehen, wird dann noch einmal filtriert und anschließend das Filtrat im Vakuum bei 40°C eingeengt. Man erhält 205 g eines gelben öligen Produktes, das dann noch 1 Stunde mit 1 l Essigester bei Raumtemperatur ausgerührt wird. Es wird vom Ungelösten abfiltriert und das Filtrat anschließend bei 40°C auf 500 ml eingeengt. Durch Anreiben erhält man weiße Kristalle, die abgesaugt im Vakuum bei Raumtemperatur bis zur Gewichtskonstanz getrocknet werden.

Ausbeute: 134,4 g = 83,4 % der Theorie

Fp.: 67 - 69°C b1) HERSTELLUNG VON 3-CARBAMOYLAZO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 1 l Kolben mit Thermometer und Rührer werden 16,1 g (0,1 Mol) 3-Semicarbazido-propionsäuremethylester in 100 ml Wasser gelöst und unter Eiskühlung mit 246,0 g (0,3 Mol) einer ca. 10%igen frisch hergestellten Natriumhypochloritlösung innerhalb von 20 Minuten versetzt, wobei die Innentemperatur zwischen 5 und 7°C gehalten wird. Die so erhaltene gelbe Reaktionslösung wird nach 10-minütigem Nachrühren im Eisbad mit 85 g Natriumchlorid versetzt und sorgfältig fünfmal mit je 400 ml Chloroform extrahiert. Die über Magnesiumsulfat getrockneten Extrakte werden bei 40°C im Vakuum eingeengt. Man erhält ein gelbes kristallines Produkt.

Ausbeute: 12,9 g = 81,1 % der Theorie

Fp.: 85 - 87°C Zersetzung

b2) HERSTELLUNG VON 3-CARBAMOYLAZO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 1 l Kolben mit Rührer und Thermometer werden 16,1 g (0,1 Mol) 3-Semicarbazido-propionsäuremethylester in einem Gemisch aus 150 ml Wasser und 10,3 g ca. 95%iger Schwefelsäure gelöst.

Unter Eiskühlung wird innerhalb von 10 Minuten eine Lösung aus 9,79 g (0,0333 Mol) Kaliumdichromat in 70 ml Wasser und 13,8 g ca. 95%iger Schwefelsäure bei einer Reaktionstemperatur von 7° bis 10°C zugetropft. Man läßt noch 10 Minuten nachreagieren und fügt anschließend 20,0 g festes Kaliumhydrogencarbonat hinzu. Es scheiden sich gelbe Kristalle ab. Die Reaktionslösung wird fünfmal intensiv mit je 300 ml Chloroform extrahiert. Die über Magnesiumsulfat getrockneten Chloroformextrakte werden im Vakuum bei 40°C eingeengt. Man erhält gelbe Kristalle.

Ausbeute: 9,0 g = 56,5 % der Theorie

Fp.: 85 - 87°C Zersetzung

c) HERSTELLUNG VON 3-SEMICARBAZONO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 250 ml Kolben mit Thermometer und Rührer werden 15,9 g (0,1 Mol) 3-Carbamoylazo-propionsäuremethylester in 100 ml Chloroform gelöst und mit 0,5 ml Triäthylamin versetzt, wobei die Innentemperatur durch Kühlung bei 30°C gehalten wird. Anschließend wird noch eine weitere Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann der entstandene Kristallbrei bei 40°C im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit 150 ml Diisopropyläther digeriert, abgesaugt und im Vakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.

Ausbeute: 14,5 g = 91,1 % der Theorie

Fp.: 159°C Zersetzung

Beispiel 2

a) HERSTELLUNG VON 3-ÄTHOXYCARBONYLHYDRAZINO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 1 l Kolben mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler werden 114,4 g (1,1 Mol) Hydrazinoameisensäureäthylester in 600 ml Äthanol gelöst und innerhalb einer Stunde mit 90 ml (0,1 Mol) Acrylsäuremethylester bei 20°C versetzt. Man läßt 4 Tage bei Raumtemperatur in verschlossenem Kolben stehen, dann wird die Reaktionslösung im Vakuum bei 40°C eingeengt. Die so erhaltene Flüssigkeit wird unter Vakuum destilliert.

Ausbeute: 111,1 g = 58,4 % der Theorie

Kp.: 110 - 111°C / 0,1 Torr

b) HERSTELLUNG VON 3-ÄTHOXYCARBONYLAZO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 250 ml Kolben mit Rührer und Thermometer werden 9,5 g (0,05 Mol) 3-Äthoxycarbonylhydrazino-propionsäuremethylester in 50 ml Wasser gelöst und innerhalb von 20 Minuten mit 82 g (0,1 Mol) einer ca. 10%igen frisch hergestellten Natriumhypochloritlösung versetzt, wobei die Innentemperatur zwischen 5° und 7°C gehalten wird. Es schei- det sich ein gelbes Öl ab. Man rührt noch 10 Minuten im Eisbad nach, extrahiert dreimal mit je 75 ml Chloroform und erhält nach Trocknen über Magnesiumsulfat und Eindampfen der Chloroformphasen bei 40°C im Vakuum ein gelbes zähes Öl.

Ausbeute: 8,7 g = 92,4 % der Theorie

n[hoch]20[tief]D: 1,4424

c) HERSTELLUNG VON 3-ÄTHOXYCARBONYLHYDRAZONO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

18,8 g (0,1 Mol) 3-Äthoxycarbonylazo-propionsäuremethylester werden in einem dreifach tubulierten Kolben mit Rührer und Thermometer in 100 ml Chloroform gelöst und bei 30°C mit 0,5 ml Triäthylamin versetzt, wobei wegen des exothermen Reaktionsverlaufs gekühlt werden muß. Anschließend wird noch eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann die Reaktionslösung bei 40°C im Vakuum eingeengt. Das zurückbleibende Öl wird mit 50 ml Diisopropyläther digeriert und die so erhaltenen Kristalle abgesaugt und getrocknet.

Ausbeute: 17,9 g = 95,2 % der Theorie

Fp.: 60 - 61°C

Beispiel 3

HERSTELLUNG VON 3-SEMICARBAZONO-PROPIONSÄURE-METHYLESTER (kontinuierlich)

In einem dreifach tubulierten 1 l Kolben mit Thermometer und Rührer werden 16,1 g (0,1 Mol) 3-Semicarbazido-propion- säuremethylester in 100 ml Wasser gelöst und unter Eiskühlung innerhalb von 20 Minuten mit 141,6 g (0,2 Mol) einer ca. 10%igen frisch hergestellten Natriumhypochloritlösung versetzt, wobei die Innentemperatur zwischen 5°C und 7°C gehalten wird. Die gelbe Reaktionslösung wird noch 20 Minuten im Eisbad nachgerührt, mit 66 g Natriumchlorid versetzt und anschließend sorgfältig fünfmal mit je 400 ml Chloroform extrahiert. Die über Magnesiumsulfat getrockneten Chloroformphasen werden im Vakuum bei 40°C auf 100 ml eingeengt.

Die auf 100 ml eingeengte Chloroformlösung wird mit 0,5 ml Triäthylamin versetzt, wobei die Innentemperatur durch Kühlung bei 30°C gehalten wird. Nach einstündigem Rühren bei Raumtemperatur wird der so erhaltene Kristallbrei im Vakuum bei 40°C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird mit Diisopropyläther digeriert, abgesaugt und im Vakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.

Ausbeute: 12,0 g = 75,5 % der Theorie

Fp.: 158,5 - 159,5°C Zersetzung

Beispiel 4

HERSTELLUNG VON 3-ÄTHOXYCARBONYLHYDRAZONO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER (kontinuierlich)

In einem dreifach tubulierten 500 ml Kolben mit Rührer und Thermometer werden 19,0 g (0,1 Mol) 3-Äthoxycarbonylhydrazino-propionsäuremethylester in 100 ml Wasser gelöst und innerhalb von 20 Minuten mit 141,6 g (0,2 Mol) einer ca.

10%igen Natriumhypochloritlösung versetzt, wobei die Innentemperatur zwischen 5° und 7°C gehalten wird. Es scheidet sich ein gelbes Öl ab. Man rührt 10 Minuten nach, extrahiert dreimal mit je 150 ml Chloroform und engt die Chloroformphase nach der Trocknung über Magnesiumsulfat auf 100 ml ein.

Die auf 100 ml eingeengte Chloroformlösung wird mit 0,5 ml Triäthylamin versetzt, wobei die Temperatur 30°C nicht überschreiten soll. Nach anschließendem einstündigen Rühren bei Raumtemperatur wird die Reaktionslösung im Vakuum bei 40°C eingedampft; der ölige Rückstand wird dann mit 50 ml Diisopropyläther digeriert und die gebildeten farblosen Kristalle abgesaugt und getrocknet.

Ausbeute: 12,9 g = 68,5 % der Theorie

Fp.: 59 - 61°C

Beispiel 5

HERSTELLUNG VON 3-ÄTHOXYCARBONYLHYDRAZINO-PROPIONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 500 ml Kolben mit Rührer und Thermometer werden 19,0 g (0,1 Mol) 3-Äthoxycarbonylhydrazino-propionsäuremethylester in 150 ml Wasser gelöst und innerhalb von 15 Minuten mit einer Lösung von 9,79 g (0,0333 Mol) Kaliumdichromat in 70 ml Wasser und 17,2 g (0,167 Mol) 95%iger Schwefelsäure versetzt. Die Innentemperatur wird 30 Minuten zwischen -2° und 0°C gehalten. Anschließend wird zweimal mit je 40 ml Chloroform extrahiert. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird die Chloroformlösung bei 40°C im Vakuum eingedampft. Das zurückbleibende Öl wird mit Diisopropyläther digeriert und die so erhaltenen Kristalle abgesaugt.

Ausbeute: 12,4 g = 65,9 % der Theorie

Fp.: 57 - 61°C

Beispiel 6

HERSTELLUNG VON 1,2,3-THIADIAZOL-5-CARBONSÄUREMETHYLESTER

In einem dreifach tubulierten 250 ml Rundkolben mit Rührer, Thermometer und Kühler mit Ableitung in den Abzug werden 21,8 ml (0,3 Mol) Thionylchlorid auf -10°C abgekühlt und innerhalb von 15 Minuten portionsweise mit 15,91 g (0,1 Mol) 3-Carbamoylazo-propionsäuremethylester versetzt, wobei die Innentemperatur zwischen -5° und 0°C gehalten wird. Nach beendeter Zugabe wird die gelbe Reaktionslösung noch weitere zwei Stunden gerührt, wobei die Innentemperatur langsam auf +2°C steigen darf. Anschließend wird mit 60 ml Chloroform verdünnt und vorsichtig mit 60 ml einer gesättigten Kaliumhydrogencarbonatlösung zersetzt, wobei die Innentemperatur zwischen 10° und 20°C gehalten wird. Die Chloroformphase wird abgetrennt, mit 30 ml Kaliumhydrogencarbonatlösung neutral gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum bei 40°C eingeengt. Die so erhaltene Flüssigkeit wird unter Wasserstrahlvakuum destilliert.

Ausbeute: 11,6 g = 80,5 % der Theorie

Kp.: 110 - 111°C / 14 Torr

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von 3-Acylazo-propionsäureestern der allgemeinen Formel I

in der R[tief]1 einen C[tief]1-C[tief]6-Alkylrest und R[tief]2 einen Alkoxyrest, vorzugsweise einen C[tief]1-C[tief]4-Alkoxyrest darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß man Acrylsäureester der allgemeinen Formel II

mit Hydrazinderivaten der allgemeinen Formel

H[tief]2N - NH - CO - R[tief]2 III

gegebenenfalls unter Verwendung eines inerten Lösungsmittels und/oder in Gegenwart eines Katalysators, zu 3-Acylhydrazino-propionsäureestern der allgemeinen Formel IV

umsetzt und diese Verbindungen in einem inerten Lösungs- mittel durch Einwirkung von Oxydationsmitteln zu den gewünschten Verfahrensprodukten oxydiert, wobei R[tief]1 und R[tief]2 die oben angegebene Bedeutung haben.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Acrylsäureester der Formel II mit den Hydrazinderivaten der Formel III bei Temperaturen von -20°C bis 150°C, vorzugsweise von 0°C bis 50°C, und bei einem Druck von 1 bis 10 Atmosphären, vorzugsweise bei 1 Atmosphäre, gegebenenfalls in einer basen- oder säurekatalysierten Reaktion erfolgt und daß äquimolare Mengen der Acrylsäureester der Formel II und der Hydrazinderivate der Formel III verwendet werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation der 3-Acylhydrazino-propionsäureester der allgemeinen Formel IV mit gängigen Oxydationsmitteln bei Temperaturen von -20°C bis 100°C, vorzugsweise von -5°C bis 50°C, erfolgt und daß ein 3-Acylhydrazino-propionsäureester der Formel IV verwendet wird, der aus der Reaktionsmischung nicht isoliert wird und in kontinuierlicher Verfahrensweise umgesetzt wird.

4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formeln

V

und VI.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel I

gegebenenfalls unter Verwendung eines Lösungsmittels mit Katalysatoren behandelt werden, wobei R[tief]1 und R[tief]2 die oben genannte Bedeutung haben.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein 3-Acylazo-propionsäureester der Formel I bei Temperaturen von -20°C bis 50°C, vorzugsweise bei 0°C bis 30°C, zum Acylhydrazon des Formylessigsäureesters der Formel V und zum Enhydrazin der Formel VI umgelagert wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von 1,2,3-

Thiadiazol-5-carbonsäurederivaten der allgemeinen Formel VII,

wobei R[tief]1 die oben genannte Bedeutung hat.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel I

mit Thionylchlorid der Formel

SOCl[tief]2

umsetzt, wobei R[tief]1 die oben genannte Bedeutung hat.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel V

mit Thionylchlorid umsetzt, wobei R[tief]1 und R[tief]2 die oben genannte Bedeutung haben.

10. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 9 zur Herstellung von Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln sowie Pharmaka.