DE3603100A1 - Verfahren zur herstellung von nitromethylen-derivaten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von nitromethylen-derivatenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur
Herstellung von bekannten Nitromethyl-Derivaten, welche
insektizide Eigenschaften besitzen.
Es ist bereits bekannt geworden, daß man Nitromethylen-
Derivate der Formel (I)
in welcher
R für Wasserstoff oder ein niederes Alkyl steht,
m für die Zahlen 2, 3 oder 4 steht und
n für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3 steht,
erhält, wenn man Verbindungen der Formel (II), in welcher
R, m und n die oben angegebenen Bedeutungen haben,
mit Verbindungen der Formel (III), in welcher
R1 für niederes Alkyl oder Benzyl steht, bzw. beide R1-Gruppen gemeinsam für eine Alkylen-Gruppe mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen stehen,
in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels, wie beispielsweise eines Alkohols oder Ethers, bei Temperaturen zwischen 0°C und 100°C umsetzt (vgl. Europäische Offenlegungsschrift Nr. 1 63 855).
R für Wasserstoff oder ein niederes Alkyl steht,
m für die Zahlen 2, 3 oder 4 steht und
n für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3 steht,
erhält, wenn man Verbindungen der Formel (II), in welcher
R, m und n die oben angegebenen Bedeutungen haben,
mit Verbindungen der Formel (III), in welcher
R1 für niederes Alkyl oder Benzyl steht, bzw. beide R1-Gruppen gemeinsam für eine Alkylen-Gruppe mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen stehen,
in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels, wie beispielsweise eines Alkohols oder Ethers, bei Temperaturen zwischen 0°C und 100°C umsetzt (vgl. Europäische Offenlegungsschrift Nr. 1 63 855).
Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, daß die Ausgangsstoffe
der Formel (III) auf Basis von Nitromethan und
Schwefelkohlenstoff hergestellt werden müssen (vgl. Chem.
Berichte 100, S. 591 [1967]).
Nitromethan ist ein allgemein bekannter Sprengstoff mit
hoher Schlagempfindlichkeit. Schwefelkohlenstoff besitzt
mit -20°C einen sehr niedrigen Flammpunkt und mit +120°C
eine verhältnismäßig niedrige Zündtemperatur. Ein technischer
Einsatz dieser beiden Ausgangsstoffe würde umfangreiche
und kostenaufwendige Sicherheitsmaßnahmen erfordern,
weshalb der technische Wert dieses Verfahrens sehr
begrenzt ist.
Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist die Abspaltung
von geruchsintensiven Mercaptanen bei der Umsetzung der
Verbindungen der Formel (II) mit denen der Formel (III).
Die Umsetzung von 1-Aminoalkanthiolen mit 2,2,2-Trihalogen-
1-nitroethan-Derivaten zum Erhalt von Nitromethylengruppen
enthaltenden 1,3-Thiazolidinen, 1,3-Thiazinen und
1,3-Thiazepinen ist bekannt. Siehe dazu EP 01 35 803 A2.
Hierbei wurden jedoch im Vergleich zu den Diaminen wesentlich
reaktionsfreudigere 1-Aminoalkanthiole eingesetzt.
Es wurde nun gefunden, daß man bekannte Nitromethylen-Derivate
der Formel (I),
in welcher
R für Wasserstoff oder niederes Alkyl steht,
m für die Zahlen 2, 3 oder 4 steht und
n für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3 steht,
erhält, wenn man Diamine der Formel (II), in welcher
R, m und n die oben angegebene Bedeutung haben,
mit Fluornitroethan-Derivaten der Formel (IV)
R für Wasserstoff oder niederes Alkyl steht,
m für die Zahlen 2, 3 oder 4 steht und
n für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3 steht,
erhält, wenn man Diamine der Formel (II), in welcher
R, m und n die oben angegebene Bedeutung haben,
mit Fluornitroethan-Derivaten der Formel (IV)
CFX1X2 - CH2 - NO2 (IV)
in welcher
X1 und X2 unabhängig voneinander für Fluor oder Chlor stehen,
in Gegenwart einer Base und gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen -10°C und +100°C umsetzt.
X1 und X2 unabhängig voneinander für Fluor oder Chlor stehen,
in Gegenwart einer Base und gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen -10°C und +100°C umsetzt.
Es ist als äußerst überraschend zu bezeichnen, daß die
erfindungsgemäße Umsetzung unter den angegebenen Verfahrensbedingungen
glatt und in guter Ausbeute abläuft. Es war
nicht zu erwarten, daß trotz der allgemein beschriebenen
geringen Reaktivität von durch Fluor substituierten Alkan-Derivaten
die Fluornitroethan-Derivate der Formel (IV) mit
den Diaminen der Formel (II) so glatt reagieren würden
(vgl. hierzu z. B. J. Chem. Soc. 1954, S. 923: J. Chem.
Soc. 1951, S. 2495 und Dokl. Akad. Nauk. SSSR 133, S. 933
[1960] [engl.]).
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine
Reihe von Vorteilen aus. So ermöglicht es die Herstellung
von Nitromethyl-Derivaten der Formel (I) in guten Ausbeuten,
wobei gut zugängliche und gut handhabbare Verbindungen
als Ausgangsprodukte eingesetzt werden. Ferner ist
die Umsetzung einfach durchführbar, und die Isolierung der
Endprodukte bereitet keinerlei Schwierigkeiten. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist daher besonders geeignet, um Nitromethylen-Derivate
der Formel (I) in technischem Maßstab
herzustellen.
Verwendet man beispielsweise N-[2-(Chlor-5-pyridyl)-1-
propyl]-ethylendiamin und 1,1,1-Trifluor-2-nitro-ethan als
Ausgangsstoffe, so kann der Verlauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens durch das folgende Formelschema veranschaulicht
werden:
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Ausgangsstoffe
zu verwendenden Diamine sind durch die Formel (II) allgemein
definiert. In dieser Formel steht R vorzugsweise für
Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl und n-(iso-,
sek. oder tert.-)Butyl. Der Index m steht vorzugsweise
für die Zahlen 2, 3 oder 4 und der Index n steht vorzugsweise
für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3.
Besonders bevorzugte Ausgangsstoffe sind diejenigen Diamine
der Formel (II), in denen R für Wasserstoff, Methyl
oder Isopropyl steht.
Die Diamine der Formel (II) sind bekannt (vgl. Europäische
Offenlegungsschrift Nr. 1 63 855) und können nach den dort
angegebenen Verfahren erhalten werden, wie z. B. durch Umsetzung
von Pyridin-Derivaten der Formel (V)
in welcher
R und n die oben angegebene Bedeutung haben und
Y für Halogen oder die -OSO2Y′-Gruppe steht, wobei Y′ für niederes Alkyl oder für Aryl steht,
mit Diaminen der Formel (VI)
R und n die oben angegebene Bedeutung haben und
Y für Halogen oder die -OSO2Y′-Gruppe steht, wobei Y′ für niederes Alkyl oder für Aryl steht,
mit Diaminen der Formel (VI)
H2N - (CH2) m - NH2 (VI)
in welcher
m die oben angegebene Bedeutung hat.
m die oben angegebene Bedeutung hat.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren außerdem als Ausgangsstoffe
zu verwendenden Fluornitroethan-Derivate sind
durch die Formel (IV) allgemein definiert. In dieser Formel
stehen X1 und X2 unabhängig voneinander vorzugsweise
für Fluor oder Chlor.
Die Fluornitroethan-Derivate der Formel (IV) sind bekannt
(vgl. hierzu EP-OS 1 01 133 und EP-OS 1 01 134). Sie werden
durch konjugierte Nitrofluorierung entsprechender Olefine
(V) gemäß folgendem Syntheseschema erhalten:
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart einer
Base durchgeführt. Hierbei können alle üblichen anorganischen
und organischen Basen eingesetzt werden. Vorzugsweise
genannt seien Natriummethylat, Kaliummethylat, Natriumethylat,
Kaliumethylat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Calciumhydroxid
und Magnesiumhydroxid.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird gegebenenfalls in Gegenwart
eines unter den Reaktionsbedingungen inerten Verdünnungsmittels
durchgeführt. Hierzu gehören vorzugsweise
Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol,
n-Butanol oder tert.-Butanol; aliphatische und aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan, Benzol oder Toluol;
Ether, wie Diisopropylether, Tetrahydrofuran oder Dioxan;
halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie 1,2-Dichlorethan; sowie
Acetonitril, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und
Wasser.
Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in einem größeren Bereich variiert
werden. Im allgemeinen arbeitet man bei Temperaturen
zwischen -10°C und +100°C, vorzugsweise bei 0°C bis
50°C.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
setzt man auf 1 Mol Diamin der Formel (II) 1 bis 2 Mol,
vorzugsweise 1 bis 1.5 Mol Fluornitroethan-Derivat der
Formel (IV) sowie 3 bis 6 Mol, vorzugsweise 3 bis 4.5 Mol
an Base ein. Die Reaktionszeit beträgt 1 bis 12 Stunden,
vorzugsweise 1 bis 6 Stunden. Die Isolierung der Nitromethylen-
Derivate der Formel (I) erfolgt in üblicher Art
und Weise.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren
Nitromethylen-Derivate der Formel (I) sind bekannt (vgl.
Europäische Offenlegungsschrift Nr. 1 63 855). Sie zeichnen
sich durch sehr gute insektizide Eigenschaften aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die nachfolgenden
Beispiele veranschaulicht:
5 g (26.9 mMol) N-(2-Chlor-5-pyridylmethyl)-ethylen-diamin
und 4,57 g (84.6 mMol) Natriummethylat werden in
40 ml Methanol vorgelegt.
Bei 5°C bis 20°C läßt man innerhalb von 30 Minuten eine
Lösung von 4,57 g (28.2 Mol) 1,1,1-Dichlor-fluor-2-nitro-
ethan in 20 ml Methanol zutropfen. Nach beendeter Zugabe
wird 5 Stunden bei 20°C nachgerührt. Danach wird im Vakuum
durch Abdestillieren des Lösungsmittels eingeengt,
der Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen, mit wenig
Wasser gewaschen, getrocknet, eingeengt und aus Methanol
umkristallisiert.
Man erhält 4,9 g (71,5% der Theorie) 1-(2-Chlor-5-
pyridylmethyl)-2-(nitromethylen)-imidazolin vom
Schmelzpunkt 160°C-161°C.
5 g (26.9 mMol) N-(2-Chlor-5-pyridylmethyl)-ethylen-diamin
und 11,7 g (84.6 mMol) Kaliumcarbonat werden in
40 ml Methanol vorgelegt.
5 g (26,9 mMol) N-(2-Chlor-5-pyridylmethyl)-ethylen-diamin
und 11,7 g (84,6 mMol) Kaliumcarbonat werden in
40 ml Methanol vorgelegt.
Bei 5°C bis 10°C läßt man innerhalb von 30 Minuten eine
Lösung von 3,64 g (28.2 mMol) 1,1,1-Trifluor-2-nitro-ethan
in 20 ml Methanol zutropfen. Nach beendeter Zugabe wird
5 Stunden bei 20°C nachgerührt. Danach wird im Vakuum
durch Abdestillieren des Lösungsmittels eingeengt, der
Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen, mit wenig Wasser
gewaschen, getrocknet, eingeengt und aus Methanol umkristallisiert.
Man erhält 4,6 g (70,1% der Theorie) 1-(2-Chlor-5-
pyridylmethyl)-2-(nitromethylen)-imidazolin vom Schmelzpunkt
160°C-161°C.
Claims (9)
1) Verfahren zur Herstellung von Nitromethylen-Derivaten
der allgemeinen Formel (I)
in welcher
R für Wasserstoff oder niederes Alkyl steht,
m für die Zahlen 2, 3 oder 4 steht und
n für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3 steht,
dadurch gekennzeichnet, daß man Diamine der Formel (II), in welcher
R, m und n die oben angegebene Bedeutung haben,
mit Fluornitroethan-Derivaten der Formel (IV) CFX1X2 - CH2 - NO2,6(IV)in welcher
X1 und X2 unabhängig voneinander für Fluor oder Chlor stehen,
in Gegenwart einer Base und gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen -10°C und +100°C umsetzt.
R für Wasserstoff oder niederes Alkyl steht,
m für die Zahlen 2, 3 oder 4 steht und
n für die Zahlen 0, 1, 2 oder 3 steht,
dadurch gekennzeichnet, daß man Diamine der Formel (II), in welcher
R, m und n die oben angegebene Bedeutung haben,
mit Fluornitroethan-Derivaten der Formel (IV) CFX1X2 - CH2 - NO2,6(IV)in welcher
X1 und X2 unabhängig voneinander für Fluor oder Chlor stehen,
in Gegenwart einer Base und gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen -10°C und +100°C umsetzt.
2) Verfahren gemäß Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet,
daß als Base eine Verbindung der Reihe Natriummethylat,
Kaliummethylat, Natriumethylat, Kaliumethylat,
Natriumhydroxid, Kaliumcarbonat, Calciumhydroxid und
Magnesiumhydroxid eingesetzt wird.
3) Verfahren gemäß Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet,
daß als Verdünnungsmittel ein inertes Verdünnungsmittel
der Reihe Alkohole, aliphatische und
aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether, halogenierte
Kohlenwasserstoffe, Acetonitril, Dimethylformamid,
Dimethylsulfoxid und Wasser eingesetzt wird.
4) Verfahren gemäß Ansprüche 1) bis 3), dadurch gekennzeichnet,
daß als Verdünnungsmittel eine Verbindung
der Reihe Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol,
n-Butanol oder tert.-Butanol, Cyclohexan, Benzol,
Toluol, Diisopropylether, Tetrahydrofuran, Dioxan,
wie 1,2-Dichlorethan, Acetonitril, Dimethylformamid,
Dimethylsulfoxid und Wasser eingesetzt wird.
5) Verfahren gemäß Ansprüche 1) bis 4), dadurch gekennzeichnet,
daß im Temperaturbereich von 0°C bis 50°C
gearbeitet wird.
6) Verfahren gemäß Ansprüche 1) bis 5), dadurch gekennzeichnet,
daß pro Mol Diamin der Formel (II) 1 bis
2 Mol Fluornitroethan-Derivat der Formel (IV) sowie
3 bis 6 Mol Base eingesetzt werden.
7) Verfahren gemäß Ansprüche 1) bis 6), dadurch gekennzeichnet,
daß pro Mol Diamin der Formel (II) 1 bis
1,5 Mol Fluornitroethan-Derivat der Formel (IV) sowie
3 bis 4,5 Mol der Base eingesetzt werden.
8) Verfahren gemäß Ansprüche 1) bis 7) zur Herstellung
der Verbindung der Formel
dadurch gekennzeichnet, daß man N-(2-Chlor-5-pyridyl-
methyl)-ethylen-diamin mit 1,1,1-Dichlorfluor-2-
nitro-ethan umsetzt.
9) Verfahren gemäß Ansprüche 1) bis 7) zur Herstellung
der Verbindung der Formel
dadurch gekennzeichnet, daß man N-(2-Chlor-5-pyridyl-
methyl)-ethylen-diamin mit 1,1,1-Trifluor-2-nitro-
ethan umsetzt.
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