DE3830238A1 - Verfahren zur herstellung von 1-substituierten 2-(nitroimino)-1,3-diazacycloalkan-derivaten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 1-substituierten 2-(nitroimino)-1,3-diazacycloalkan-derivaten

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DE3830238A1
DE3830238A1 DE19883830238 DE3830238A DE3830238A1 DE 3830238 A1 DE3830238 A1 DE 3830238A1 DE 19883830238 DE19883830238 DE 19883830238 DE 3830238 A DE3830238 A DE 3830238A DE 3830238 A1 DE3830238 A1 DE 3830238A1
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Hans-Joachim Dr Diehr
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/06Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten 1-substituierten 2-(Nitro­ imino)-1,3-diazacycloalkan-Derivaten.
Es ist bereits bekannt geworden, daß man 1-substituierte 2-(Nitroimino)-1,3-diazacycloalkan-Derivate erhält, wenn man 2-(Nitroimino)-1,3-diazacycloalkane mit Hetaryl­ alkylhalogeniden alkyliert (vgl. EP-A 01 92 060, Beispiel 9). Gemäß diesem Beispiel 9 der EP-A 01 92 060 wurde unter den dort angegebenen Bedingungen mäßig reines 1-(2-Fluor-5-pyridylmethyl)-2-(nitroimino)- imidazolidin in einer Ausbeute von 52% der Theorie erhalten.
Es wurde nun ein neues Verfahren zur Herstellung von substituierten 2-(Nitroimino)-1,3-diazacycloalkan-Derivaten der Formel (I)
in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht und
R¹ für eine fünf- oder sechsgliedrige heterocyclische Gruppierung steht, welche 1, 2, 3 oder 4 Stickstoffatome und/oder ein oder zwei Sauerstoff- oder Schwefelatome als Heteroatom-Ringglieder enthält - wobei die Zahl der Heteroatome 1, 2, 3 oder 4 beträgt - und welche gegebenenfalls durch Halogen, Cyano, Nitro, Alkyl, Halogenalkyl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Alkoxy, Halogenalkoxy, Alkenyloxy, Halogenalkenyloxy, Alkinyloxy, Alkylthio, Halogenalkylthio, Alkenylthio, Halogenalkenylthio, Alkinylthio, Alkylsulfinyl, Halogenalkylsulfinyl, Alkylsulfonyl, Halogenalkylsulfonyl, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Arylamino, Aralkyl, Formylamino, Alkylcarbonylamino, Formyl, Carbamoyl, Alkylcarbonyl und/oder Alkoxycarbonyl substituiert ist,
durch Umsetzung von 2-(Nitroimino)-1,3-diazacycloalkanen der Formel (II)
in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht,
mit Alkylhalogeniden der Formel (III)
R¹-CH₂-X (III)
in welcher
R¹ die oben angegebene Bedeutung hat und
X für Halogen steht,
in Gegenwart eines Verdünnungsmittels und in Anwesenheit von Säure-Akzeptoren bei Temperaturen zwischen 0°C und 120°C, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man unter Zusatz einer Cäsiumverbindung arbeitet.
Vorzugsweise setzt man pro Mol Ausgangsverbindung der Formel (III) 0,003 bis 0,05 Mol einer Cäsiumverbindung zu.
Überraschenderweise werden die Verbindungen der Formel (I) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur in sehr hoher Ausbeute, sondern auch in sehr hoher Reinheit erhalten, da bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Anteil an bisalkylierten Nebenprodukten außerordentlich gering ist. Die Rohprodukte fallen somit in so guter Qualität an, daß besonders Reinigungsprozesse i. a. nicht erforderlich sind. Darüber hinaus kann die Reaktionszeit deutlich verkürzt werden.
Der Zusatz der Cäsiumverbindung hat einen stark ausgeprägten katalytischen Einfluß auf die in Rede stehende Umsetzung.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine wertvolle Bereicherung der Technik dar.
Verwendet man beispielsweise 2-(Nitroimino)-imidazolidin und 6-Chlor-3-chlormethyl-pyridin als Ausgangsstoffe und Cäsiumchlorid als Katalysator, so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema skizziert werden:
Die Erfindung betrifft vorzugsweise die Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht und
R¹ für eine fünf- bzw. sechsgliedrige heterocyclische Gruppierung aus der Reihe Furyl, Thienyl, Pyrrolyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, 1,2,3- oder 1,2,4-Triazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, 1,2,4- oder 1,3,4-Oxadiazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, 1,2,3-, 1,2,4-, 1,2,5- oder 1,3,4-Thiadiazolyl, Pyridyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl und Pyrazinyl steht, welche gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Iod, Cyano, Nitro, C₁-C₄-Alkyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₂-C₄-Alkenyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₂-C₄-Alkinyl, C₁-C₄-Alkoxy (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkenyloxy (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkinyloxy, C₁-C₄-Alkylthio (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkenylthio (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkinylthio, C₁-C₄-Alkylsulfinyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₁-C₄-Alkylsulfonyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), Amino, C₁-C₄-Alkylamino, Di-(C₁-C₄-alkyl)- amino, Phenyl, Phenoxy, Phenylthio, Phenylamino, Benzyl, Formylamino, C₁-C₄-Alkyl-carbonylamino, Formyl, Carbamoyl, C₁-C₄-Alkyl-carbonyl und/oder C₁-C₄-Alkoxy-carbonyl substituiert ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht und
R¹ für eine fünf- bzw. sechsgliedrige heterocyclische Gruppierung aus der Reihe Pyrazolyl, 1,2,4-Triazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, 1,2,5-Thiadiazolyl, Pyridyl, Pyrazinyl und Pyrimidinyl steht, welche gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Nitro, C₁-C₂-Alkyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₁-C₂-Alkoxy (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₁-C₂-Alkylthio (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist) oder C₁-C₂-Alkylsulfonyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist) substituiert ist.
Als Beispiel für die erfindungsgemäß herzustellenden Verbindungen der Formel (I) sei 1-(2-Chloro-5-pyridyl­ methyl)-2-nitroiminoimidazolidin genannt.
Als Beispiel für die Ausgangsstoffe der Formel (III) sei 6-Chlor-3-chlormethly-pyridin genannt.
Die Verbindungen der Formel (I), (II) und (III) sind bereits bekannt (vgl. EP-A 01 92 060).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Verwendung eines Verdünnungsmittels durchgeführt. Als Verdünnungsmittel kommen dabei praktisch alle üblichen inerten organischen Lösungsmittel oder wäßrige Systeme infrage.
Beispiele für solche Verdünnungsmittel umfassen Wasser; aliphatische, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform, Ether wie Di­ ethylether, Methylethylether, Diisopropylether, Dibutylether, 1,2-Dimethoxyethan, Dioxan und Tetrahydrofuran; Ketone wie Aceton oder 4-Methyl-2-pentanon; Nitrile wie Acetonitril, Propionitril; Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol und Ethylenglycol; Säureamide wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und N-Methyl­ pyrrolidon; Sulfone und Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid und Sulfolan; Ester wie Essigsäureethylester und Kohlensäure­ diethylester und Basen wie Pyridin oder wäßrig- organische Zweiphasen-Gemische wie 4-Methyl-2-pentanon.
Acetonitril wird als Verdünnungsmittel bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevor­ zugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Zusatz einer Cäsiumverbindung als Katalysator durchgeführt. Als Beispiele für die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Cäsiumverbindungen seien Cäsiumfluorid, Cäsiumchlorid, Cäsiumcarbonat und Cäsiumacetat genannt. Die Cäsiumsalze können sowohl einzeln als auch im Gemisch eingesetzt werden. Cäsiumchlorid ist bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt. Wie oben erwähnt, setzt man pro Mol Ausgangsverbindung (III) vorzugweise 0,003 bis 0,05 Mol einer Cäsiumverbindung zu.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Verwendung von Säure-Akzeptoren durchgeführt. Als solche kommen alle üblicherweise verwendbaren anorganischen und organischen Basen infrage. Hierzu gehören Alkalimetallhydroxide oder -carbonate, wie beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat oder auch tertiäre Amine, wie beispielsweise Triethylamin, N,N-Dimethylanilin, Pyridin, 4-(N,N-Di­ methylamino)-pyridin, Diazabicyclooctan (DABCO), Di­ azabicyclononen (DBN) oder Diazabicycloundecen (DBU), vorzugsweise Alkalimetallcarbonate, insbesondere Kalium­ carbonat.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen zwischen 0°C und 120°C durchgeführt, vorzugsweise vor der Zugabe des Alkylierungsmittels zwischen 0°C und 30°C und nach der Zugabe des Alkylierungsmittels bei einer Temperatur zwischen 0°C und dem Siedepunkt der Mischung, vorzugsweise zwischen 50°C und 120°C. Die Reaktion wird zweckmäßigerweise unter Normaldruck durchgeführt, jedoch ist es auch möglich, unter erhöhtem oder vermindertem Druck zu arbeiten.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf 1 Mol der Verbindung der Formel (III) im allgemeinen zwischen 1,0 und 1,5 Mol, vorzugsweise 1,05 und 1,2 Mol der Verbindung der Formel (II), im allgemeinen 1 bis 2 Mol, vorzugsweise 1 bis 1,5 Mol Säure-Akzeptor und 0,003 bis 0,05 Mol, vorzugsweise 0,01 bis 0,04 Mol einer Cäsium­ verbindung, eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Verbindungen der Formel (II), der Säure-Akzeptor und das Cäsiumsalz in einem geeigneten Verdünnungsmittel vorgelegt, eine Lösung der Verbindung der Formel (III) wird langsam dazugegeben und das Reaktionsgemisch ca. 5 Stunden unter Rückfluß bis zum Ende der Umsetzung erhitzt.
Die Aufarbeitung und Isolierung des Reaktionsproduktes der Formel (I) kann nach üblichen Methoden erfolgen. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert, der Rückstand mit kaltem Wasser verrührt, der Feststoff abgesaugt und mit Wasser nachgewaschen. Danach wird der noch feuchte Feststoff bei leicht erhöhter Temperatur unter vermindertem Druck getrocknet.
Die Verbindungen der Formel (I) können als wertvolle Insektizide verwendet werden (vgl. EP-A 01 92 060).
Beispiel 1
In ein Gemisch aus 78,1 g (0,6 Mol) 2-(Nitroimino)- imidazolidin, 76 g (0,55 Mol) Kaliumcarbonat, 2,5 g Cäsiumchlorid in 500 ml Acetonitril wird bei Raumtemperatur eine Lösung aus 87,6 g (0,5 Mol) 6-Chlor-3- chlormethyl-pyridin (92,5%ig) in 200 ml Acetonitril getropft. Das Reaktionsgemisch wird 5 Stunden unter Rückfluß erhitzt und dann das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wird mit 500 ml kaltem Wasser verrührt; der Feststoff wird abgesaugt und mit 250 ml Wasser nachgewaschen. Der noch feuchte Stoff wird bei 40-50°C unter vermindertem Druck getrocknet. Das erhaltene 1-(2-Chlor-5-pyridyl­ methyl)-2-nitroimino-imidazolidin, 134,1 g, ist nach HPLC-Standard 86,8%ig und enthält 8,7% der bisalkylierten Verbindung. Die Ausbeute an 1-(2-Chlor-5-pyridylmethyl)- 2-nitroimino-imidazolidin beträgt, berechnet auf den Gehalt, 90,2% der Theorie. Schmelzpunkt: 135-136°C.
Beispiel 2
Die Durchführung erfolgt nach den Angaben vom Beispiel 1, jedoch ohne Zusatz von Cäsiumchlorid. Nach einer Reaktionsdauer von 10 Stunden erhält man aus 2-(Nitro­ imino)-imidazolidin und 6-Chlor-3-chlormethyl-pyridin 70% der Theorie an 1-(2-Chlor-5-pyridyl-methyl)-2- nitroimino-imidazolidin vom Schmelzpunkt 135-137°C.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von 1-substituierten 2- (Nitroimino)-1,3-diazacycloalkan-Derivaten der For­ mel in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht und
R¹ für eine fünf- oder sechsgliedrige heterocyclische Gruppierung steht, welche 1, 2, 3 oder 4 Stickstoffatome und/oder ein oder zwei Sauerstoff- oder Schwefelatome als Heteroatom-Ringglieder enthält - wobei die Zahl der Heteroatome 1, 2, 3 oder 4 beträgt - und welche gegebenenfalls durch Halogen, Cyano, Nitro, Alkyl, Halogenalkyl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Alkoxy, Halogenalkoxy, Alkenyloxy, Halogenalkenyloxy, Alkinyloxy, Alkylthio, Halogenalkythio, Alkenylthio, Halogenalkenylthio, Alkinylthio, Alkylsulfinyl, Halogenalkylsulfinyl, Alkylsulfonyl, Halogenalkylsulfonyl, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Arylamino, Aralkyl, Formylamino, Alkylcarbonylamino, Formyl, Carbamoyl, Alkylcarbonyl und/oder Alkoxycarbonyl substituiert ist,
durch Umsetzung von 2-(Nitroimino)-1,3-diazacycloalkanen der Formel (II) in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht,
mit Alkylhalogeniden der Formel (III)R¹-CH₂-X (III)in welcher
R¹ die oben angegebene Bedeutung hat und
X für Halogen steht,
in Gegenwart eines Verdünnungsmittels und in Anwesenheit von Säure-Akzeptoren bei Temperaturen zwischen 0°C und 120°C, dadurch gekennzeichnet ist, daß man unter Zusatz einer Cäsiumverbindung arbeitet.
2. Verfahren zur Herstellung von 1-substituierten 2- (Nitroimino)-1,3-diazacycloalkan-Derivaten der Formel (I) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol Ausgangsverbindung der Formel (III) 0,003 bis 0,05 Mol einer Cäsiumverbindung zu­ setzt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 2 zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht und
R¹ für eine fünf- bzw. sechsgliedrige heterocyclische Gruppierung aus der Reihe Furyl, Thienyl, Pyrrolyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, 1,2,3- oder 1,2,4-Triazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, 1,2,4- oder 1,3,4-Oxadiazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, 1,2,3-, 1,2,4-, 1,2,5- oder 1,3,4-Thiadiazolyl, Pyridyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl und Pyrazinyl steht, welche gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Iod, Cyano, Nitro, C₁-C₄-Alkyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₂-C₄-Alkenyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₂-C₄-Alkinyl, C₁-C₄-Alkoxy (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkenyloxy (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkinyloxy, C₁-C₄-Alkylthio (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkenylthio (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₃-C₄-Alkinylthio, C₁-C₄-Alkylsulfinyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₁-C₄-Alkylsulfonyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), Amino, C₁-C₄-Alkylamino, Di-(C₁-C₄-alkyl)-amino, Phenyl, Phenoxy, Phenylthio, Phenylamino, Benzyl, Formylamino, C₁-C₄-Alkyl-carbonylamino, Formyl, Carbamoyl, C₁-C₄-Alkyl-carbonyl und/oder C₁-C₄-Alkoxy-carbonyl substituiert ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I),
in welcher
n für eine Zahl 1 oder 2 steht und
R¹ für eine fünf- bzw. sechsgliedrige heterocyclische Gruppierung aus der Reihe Pyrazolyl, 1,2,4-Triazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, 1,2,5-Thiadiazolyl, Pyridyl, Pyrazinyl und Pyrimidinyl steht, welche gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Nitro, C₁-C₂-Alkyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₁-C₂-Alkoxy (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist), C₁-C₂-Alkylthio (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist) oder C₁-C₂-Alkylsulfonyl (welches gegebenenfalls durch Fluor und/oder Chlor substituiert ist) substituiert ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, zur Herstellung der Verbindung 1-(2-Chloro-5-pyridylmethyl)-2- nitroimino-imidazolidin der Formel
6. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel ein inertes organisches Lösungsmittel einsetzt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Säure-Akzeptoren anorganische oder organische Basen einsetzt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Cäsiumverbindung Cäsiumfluorid, Cäsiumchlorid, Cäsiumcarbonat oder Cäsium­ acetat einsetzt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Cäsiumverbindung Cäsiumchlorid einsetzt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol der Verbindung der Formel (III), 1,0 bis 1,5 Mol der Verbindung der Formel (II), 1 bis 2 Mol Säure-Akzeptor und 0,01 bis 0,04 Mol Cäsiumverbindung einsetzt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0547478A1 (de) * 1991-12-19 1993-06-23 Nihon Bayer Agrochem K.K. Guanidinderivate als Insektizide
US6451734B1 (en) 1996-11-04 2002-09-17 Basf Aktiengesellschaft Substituted 3-benzylpyrazoles and their use as herbicides
JP2003525878A (ja) * 2000-01-19 2003-09-02 バイエル アクチェンゲゼルシャフト 複素環式化合物の製造方法

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