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Verfahren zur Herstelluna von 1-Methvl-3-(3-methvl-4-<4-
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trifluormethylthio-phenoxy)-phenyl]-harnstoff Die Erfindung betrifft
ein neues Verfahren zur Herstellung von t-Methyl-3-t-3-methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-phenyl)-harnstoff,
Zwischenprodukte welche für die Durchführung des Verfahrens verwendet werden k8nnen,
sowie Verfahren zur Herstellung solcher Zwischenprodukte.
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Es ist bereits bekannt, daß man Harnstoffe erhält, wenn man Amine
mit Isocyanaten umsetzt (vgl. DE-OS 2 413 722).
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Diese Herstellungsmethode ist jedoch wegen des Fehlens geeigneter
Ausgangsverbindungen bzw. wegen unbefriedigender Herstellungsmethoden hierfür nur
begrenzt anwendbar.
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Die Erfindung betrifft: 1. Ein Verfahren zur Herstellung von 1-Methyl-3-(3-methyl-4-<4-trifluormethylthio-phenoxy)-phenyl)-harnstoff
der Formel (I),
das dadurch gekennzeichnet ist, dag man 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-anilin
der Formel (in),
mit Methylisocyanat in Gegenwart von inerten Verdünnungsmitteln bei Temperaturen
zwischen O*C und 800C umsetzt.
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2. 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-anilin der Formel (II)
3. Ein Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindung der Formel (II), das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man 3-Methyl-4-<4-trifluormethylthio-phenoxy)-nitrobenzol
der Formel (III),
mit Wasserstoff, in Gegenwart von Hydrierungskatalysatoren und in Gegenwart von
Verdünnungsmitteln, bei Temperaturen zwischen 200C und 150*C umsetzt.
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4. 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-nitrobenzol der Formel
(III)
5. Ein Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindung der Formel (III), das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man 4-Trifluormethylthiophenol-Derivate der Formel (IV),
in welcher M für Wasserstoff oder ein Alkalimetallatom steht, mit 2-Methyl-4-nitro-chlorbenzol
der Formel (V),
gegebenenfalls in Gegenwart von Säureakzeptoren und in Gegenwart von inerten Verdünnungsmitteln
bei Temperaturen zwischen O.C und 2001C umsetzt.
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Gemaß diesem Verfahren ist es möglich, die Verbindung der Formel <1)
auf einfache Weise in guter Reinheit und Ausbeute herzustellen. Weiterhin sind die
als Zwischenprodukte einzusetzenden Verbindungen stabil und kennen gut gelagert
und gehandhabt werden.
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Verwendet man für das erfindungsgemäße Verfahren (1) 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-anilin
und Methylisocyanat als Ausgangsstoffe, so kann die Reaktion durch das folgende
Formelschema wiedergegeben werden:
Das als Ausgangsverbindung für das erfindungsgemäße Verfahren (1) einzusetzende
3-Methyl-4-<4-trifluormethylthiophenoxy)-anilin der Formel (II) ist neu und laBt
sich gemaß 3 (oben) herstellen (siehe weiter unten).
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Das erfindungsgemäße Verfahren (1) zur Herstellung der Verbindung
der Formel (I) wird bevorzugt unter Verwendung von Verdünnungsmitteln durchgeführt.
Als Verdünnungsmitteln kommen praktisch alle inerten organischen Losungsmittel in
Frage.
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Hierzu gehören insbesondere aliphatische und aromatische, gegebenenfalls
halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Petrolether,
Benzin, Ligroin, Benzol, Toluol, Xylol, Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Chloroform,
Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, Ether wie Diethyl- und Dibutylether,
Glykoldimethylether und Diglykoldimethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan, Ketone,
wie Aceton, Methylethyl-, Methylisopropyl- und Methylisobutylketon, Ester, wie Essigsäuremethylester
und -ethylester, Nitrile, wie z.B.
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Acetonitril und Propionitril, Amide, wie z.B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid
und N-Methylpyrrolidon, sowie Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfon, Hexamethylphosphorsäuretriamid
und Pyridin. Besonders bevorzugt werden Toluol und Essigsäureethylester als Verdünnungsmittel
eingesetzt.
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Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des erfindungsgemaßen
Verfahrens (1) innerhalb eines größeren Bereiches variiert werden. Im allgemeinen
arbeitet man bei Temperaturen zwischen OC und 80in, vorzugsweise zwischen OC und
50.C. Die Umsetzungen werden im allgemeinen unter Normaldruck durchgeführt.
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Bei der Durchführung des Verfahrens setzt man auf 1 Mol der Verbindung
der Formel (II) 1 bis 2 Mol, vorzugsweise 1,0 bis 1,4 Mol Methylisocyanat ein. Die
Aufarbeitung des Reaktionsproduktes geschieht nach üblichen Methoden.
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Verwendet man für das erfindungsgemäße Verfahren (3) 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-nitrobenzol
und
Wasserstoff als Ausgangsstoffe und Raney-Nickel als Hydrierungskatalysator,
so kann die Reaktion durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden:
| n hN + H2/Raney-Nickel |
| F3CS-9 + HZ/Raney-Nickel> |
| CH3 |
| F3CS-Q -0- NH2 |
| CH3 |
Das als Ausgangsverbindung für das erfindungsgemäße Verfahren (3) einzusetzende
3-Methyl-4-(4-trifluormethylthiophenoxy)-nitrobenzol der Formel (III) ist neu und
laßt sich gemaß 5 (oben) herstellen (siehe weiter unten).
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Für das erfindungsgemäße Verfahren (3) werden als Verdünnungsmittel
niedrige aliphatische Alkohole wie z.B. Methanol, Ethanol, n- und i-Propanol, n-,
i-, s- und t-Butanol oder Zweiphasensysteme aus Wasser und mit Wasser nicht mischbaren
Lösungsmitteln, wie z.B. Hexan, Heptan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Diethylether,
Toluol und Xylol verwendet. Bevorzugt werden Methanol, i-Propanol und Toluol als
Verdünnungsmittel eingesetzt.
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Das erfindungsgemaße Verfahren (3) wird in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators
durchgeführt. Es werden vorzugs-
weise neutrale Metallkatalysatoren
wie Raney-Nickel, Raney-Kobalt oder Palladium gegebenenfalls auf üblichen Trägermaterialien,
wie z.B. Aktivkohle, eingesetzt.
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Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens (3) in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet
man zwischen 200C und 1500C, vorzugsweise zwischen 500C und 1000C.
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Das erfindungsgemaße verfahren (3) wird im allgemeinen bei erhöhtem
Druck, vorzugsweise zwischen 5 und 150 bar. insbesondere zwischen 10 und 100 bar,
durchgeführt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (3) setzt man auf
1 Mol 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthiophenoxy)-nitrobenzol der Formel (III) 1 bis
100 g, vorzugsweise zwischen 5 und 50 g Katalysator ein.
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Bei der Aufarbeitung geht man im allgemeinen so vor, daß die Verbindung
der Formel (III), der Katalysator und das Verdünnungsmittel vermischt werden und
wahrend des Aufheizens auf die erforderliche Temperatur wird so lange Wasserstoff
eingedrückt, bis die Druckkonstanz das Reaktionsende anzeigt.
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Verwendet man für das erfindungsgemäße Verfahren (5) Natrium-4-trifluormethylthiophenolat
und 2-Methyl-4-nitrochlorbenzol als Ausgangsstoffe, so kann die Reaktion durch das
folgende Formelschema wiedergegeben werden:
Die als Ausgangsverbindungen für das erfindungsgemäße Verfahren (5) einzusetzenden
4-Trifluormethylthiophenol-Derivate sind durch die Formel (IV) allgemein definiert.
In dieser Formel steht M für Wasserstoff oder ein Alkalimetallatom, wie insbesondere
Natrium oder Kalium.
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Die Verbindungen der Formel (lV) sind bekannt (val. z.B.
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J. Org. Chem. 29, 898 (1964)).
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Als Beispiele für die Verbindungen der Formel (IV) seien genannt:
4-Trifluormethylthiophenol, Natrium- und Kalium-4-trifluormethylthiophenolat Das
für das erfindungsgemaße Verfahren (5) ebenfalls als Ausgangsverbindung einzusetzende
2-Methyl-4-nitro-chlorbenzol der Formel (V) ist bekannt (vgl. z.B. DE-OS 25 10 095).
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Das erfindungsgemäße Verfahren (5) zur Herstellung der neuen Verbindung
der Formel (III) wird bevorzugt unter Verwendung von Verdünnungsmitteln durchgeführt.
Als Verdünnungsmittel kommen praktisch alle inerten organischen Lösungsmittel in
Frage.
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Hierzu gehören insbesondere aliphatische und aromatische, gegebenenfalls
halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Petrolether,
Benzin, Ligroin, Benzol, Toluol, Xylol, Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Chloroform,
Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, Ether wie Diethyl- und Dibutylether,
Glykoldimethylether und Diglykoldimethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan, Ketone,
wie Aceton, Methylethyl-, Methylisopropyl- und Methylisobutylketon, Nitrile, wie
z.B. Acetonitril und Propionitril, Amide, wie z.B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid
und N-Methylpyrrolidon, sowie Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfon, Hexamethylphosphorsauretriamid
und Pyridin. Besonders bevorzugt wird Dimethylsulfoxid als Verdünnungsmittel eingesetzt.
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Als Säureakzeptoren kommen für das erfindungsgemä8e Verfahren (5)
alle üblicherweise verwendbaren anorganischen und organischen Basen in Betracht.
Hierzu gehören vorzugsweise Alkalicarbonate, wie z.B. Natrium- und Kaliumcarbonat;
Alkalihydroxide. wie z.B. Natriumhydroxid; Alkalialkoholate, wie z.B. Natrium- und
Kaliummethylat und -ethylat. Besonders bevorzugt werden Natrium- und Kaliumhydroxid
eingesetzt.
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Die Reaktionstemperaturen konnen bei der Durchführung des erfindungsgemaßen
Verfahrens (5) in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet
man zwischen OC und 200es, vorzugsweise zwischen 80'C und 1609C.
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Das erfindungsgemäße Verfahren (5) wird im allgemeinen unter Normaldruck
durchgeführt. Es ist jedoch auch moglich, unter erhöhtem oder vermindertem Druck
zu arbeiten.
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Zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens (5) werden die Ausgangsstoffe
der Formeln (IV) und (V) sowie der Saureakzeptor im allgemeinen in angenahert aquimolaren
Mengen eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, eine der beiden Komponenten in einem
großeren Uberschuß zu verwenden. Beim Einsatz des Alkalisalzes der Verbindung der
Formel (1V) wird vorzugsweise ohne Saureakzeptor gearbeitet.
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Die Aufarbeitung erfolgt in beiden Fallen nach üblichen Methoden.
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Die Verbindung der Formel (I), die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren
(1) leicht zugänglich ist, kann als Zwischenprodukt für die Synthese von bekannten
Triazin-Derivaten eingesetzt werden. Die Triazin-Derivate weisen eine hervorragende
coccidiostatische und eine ausgezeichnete wachstumsfördernde Wirkung auf (vgl. z.B.
DE-OS 2 413 722 und DE-OS 2 718 799). Diese lassen sich aus dem Harnstoff der Formel
(I) durch Umsetzung mit z.B. Chlorcarbonylisocyanat in einem inerten Verdünnungsmittel
wie z.B. Toluol bei einer Temperatur zwischen O-C und 1000C gemäß folgendem Formelschema
herstellen:
Herstellunasbeispiele BeisDiel 1
748,3 g (2,5 Mol) 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-anilin werden in 2170
g wasserfreiem Toluol gelöst und bei 400C innerhalb von 2 Stunden mit 157 g (2,75
Mol) Methylisocyanat versetzt und anschließend noch 3 Stunden nachgerührt. Das überschüssige
Methylisocyanat wird mit 600 g Toluol im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wird
dann noch 1 Stunde bei lOC gerührt. Das Produkt wird abfiltriert, mit Toluol von
10'C gewaschen und getrocknet.
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Man erhalt 881,9 g (98 X der Theorie) 1-Methyl-3-C3-methyl-4-(4-trifluormethylthiophenoxy)-phenyl]-harnstoff
mit einer Reinheit von 99 X und einem Schmelzpunkt von 129 -1300C.
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Herstelluna der Verbinduna der Formel (II) Beispiel 2
329,3 g (1 Mol) 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-nitrobenzol wird in 1100
g Toluol gelöst und nach Zugabe von 20 g Raney-Nickel ei 900C und einem Wasserstoffdruck
von 90 bar hydriert. Nach Ende der Wasserstoffaufnahme wird der Katalysator abgesaugt,
das Lösungsmittel abdestilliert und das Produkt im Ölpumpenvakuum rektifiziert.
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Man erhalt 270,7 g (90 X der Theorie) 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)-anilin
mit einer Reinheit von 99,5 X und einem Schmelzpunkt von 44 - 45in.
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Herstelluna der Verbindung der Formel (IlI) Beispiel 3
198,1 g (1,02 Mol) 4-Trifluormethylthiophenol werden in 330 g Dimethylsulfoxid vorgelegt.
Bei 200C werden 44,0 g (1,1 Mol) Natriumhydroxid-Schuppen zugegeben und unter Erhitzen
auf 900C aufgelöst. In 30 Minuten werden 171,6 g (1 Mol) 2-Methyl-4-nitro-chlorbenzol
gelöst in 330 9 Dimethylsulfoxid zugegeben. Anschließend wird die Temperatur von
90§C auf 1400C erhöht und 3 Stunden nachgerührt. Innerhalb von 2 Stunden wird bei
14OC das Lösungsmittel abdestilliert, wobei der Druck allmählich auf 10 bis 20 mbar
abgesenkt wird. Dann wird der Rückstand auf 200C abgekühlt und mit 1 1 Wasser versetzt.
Die entstandene Suspension wird filtriert, der Niederschlag wird mit verdünnter
Natronlauge und Wasser gewaschen, getrocknet und aus Petrolether umkristallisiert.
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Man erhalt 281,3 g (85 X der Theorie) 3-Methyl-4-(4-trifluormethylthio-phenoxy)
-nitrobenzol mit einer Reinheit von 99,5 X und einem Schmelzpunkt von 61 - 62in.