DE3901461A1

DE3901461A1 - Verfahren zur herstellung von n-aryl-dimethylmaleinimid-derivaten und neue zwischenprodukte

Info

Publication number: DE3901461A1
Application number: DE19893901461
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr Lantzsch; Albrecht Dr Marhold
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1990-07-26

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten N-Aryl-dimethylmaleinimid-Derivaten sowie neue Zwischenprodukte zu deren Herstellung.

Es ist bekannt, daß man bestimmte N-Aryl-dimethylmaleinimid- Derivate, wie z. B. N-(4-Propyl-3,4-dihydro-3-oxo- 2H-1,4-benzoxazin-6-yl)-dimethylmaleinimid, welches auch als 1-[4-Propyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-on-6-yl]-3,4-dimethyl- 2,5-dioxo-2,5-dihydro-pyrrol bezeichnet werden kann, erhält, wenn man entsprechende Arylamine, wie z. B. 6-Amino-4-propyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-on, mit Dimethylmaleinsäureanhydrid umsetzt (vgl. EP-A 2 55 601 bzw. US-P 47 29 784).

Nach dieser Synthesemethode erhält man die als Herbizide verwendbaren N-Aryl-dimethylmaleinimid-Derivate jedoch nur in unbefriedigenden Ausbeuten.

Es wurde nun gefunden, daß man N-Aryl-dimethylmaleinimid- Derivate der Formel (I)

in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht,
in sehr guten Ausbeuten und in hoher Reinheit erhält, wenn man N-(3-Amino-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimide der Formel (II)

in welcher
X die oben angegebene Bedeutung hat,
mit Chloracetylchlorid, gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels und gegebenenfalls in Gegenwart eines Säureakzeptors, bei Temperaturen zwischen 0°C und 150°C umsetzt.

Überraschenderweise können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verbindungen der Formel (I) in erheblich höherer Ausbeute als nach dem bekannten Verfahren erhalten werden.

Verwendet man beispielsweise N-(3-Amino-4-hydroxyphenyl)- dimethylmaleinimid und Chloracetylchlorid als Ausgangsstoffe, so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden:

Als Ausgangsstoffe der Formel (II) kommen für das erfindungsgemäße Verfahren N-(3-Amino-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimid und N-(2-Fluor-4-hydroxy-5-amino- phenyl)-dimethylmaleinimid in Frage.

Die Ausgangsstoffe der Formel (II) sind noch nicht aus der Literatur bekannt.

Man erhält die neuen N-(3-Amino-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimide der Formel (II)

in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht,
wenn man N-(3-Nitro-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimide der Formel (III)

in welcher
X die oben angegebene Bedeutung hat,
mit einem Reduktionsmittel, wie z. B. Zinn(II)-chlorid, gegebenenfalls in Gegenwart einer Säure, wie z. B. Salzsäure, und gegebenenfalls in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, wie z. B. Wasser und Ethanol, bei Temperaturen zwischen 0°C und 100°C umsetzt und nach üblichen Methoden aufarbeitet.

Ferner kommen als Reduktionsmittel Wasserstoff in Gegenwart von Katalysatoren, z. B. Pd/C oder Raney-Nickel oder Eisen in Essigsäure in Frage.

Die Zwischenprodukte der Formel (III) sind ebenfalls noch nicht aus der Literatur bekannt.

Man erhält die neuen N-(3-Nitro-4-hydroxy-phenyl)- dimethylmaleinimide der Formel (III)

in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht,
wenn man N-(4-Hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimide der Formel (IV)

in welcher
X die oben angegebene Bedeutung hat,
mit einem Nitrierungsmittel, wie z. B. Salpetersäure, vorzugsweise in Gegenwart von Schwefelsäure, bei Temperaturen zwischen -20°C und +20°C umsetzt und nach üblichen Methoden aufarbeitet.

Die Zwischenprodukte der Formel (IV) sind ebenfalls noch nicht aus der Literatur bekannt.

Man erhält die neuen N-(4-Hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimide der Formel (IV)

in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht,
wenn man Aminophenol-Derivate der Formel (V)

in welcher
X die oben angegebene Bedeutung hat,
mit Dimethylmaleinsäureanhydrid der Formel (VI)

gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels, wie z. B. Essigsäure, bei Temperaturen zwischen 20°C und 150°C umsetzt und nach üblichen Methoden aufarbeitet.

Dimethylmaleinsäureanhydrid (VI) und die Aminophenol-Derivate der Formel (V) sind bekannt (vgl. J. Chem. Soc. 1941, 645).

Die Verbindungen der Formeln (II), (III) und (IV) lassen sich in folgender gemeinsamer Formel (VII) zusammenfassen:

in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht und
A für Wasserstoff, Nitro oder Amino steht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I) wird vorzugsweise unter Verwendung von Verdünnungsmitteln durchgeführt. Als Verdünnungsmittel kommen dabei praktisch alle inerten organischen Lösungsmittel in Frage. Hierzu gehören vorzugsweise aliphatische und aromatische, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Petrolether, Benzin, Ligroin, Benzol, Toluol, Xylol, Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol und o-Dichlorbenzol, Ether wie Diethyl- und Dibutylether, Glykoldimethylether und Diglykoldimethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan, Ketone wie Aceton, Methyl-ethyl-, Methyl- isopropyl- und Methyl-isobutyl-keton, Ester wie Essigsäuremethylester und -ethylester, Nitrile wie z. B. Acetonitril und Propionitril, Amide wie z. B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid und N-Methyl-pyrrolidon sowie Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfon und Hexamethylphosphorsäuretriamid. Insbesondere verwendet man Toluol oder Xylol.

Als Säureakzeptoren können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alle üblicherweise für derartige Umsetzungen verwendbaren Säurebindemittel eingesetzt werden. Vorzugsweise in Frage kommen Alkalimetallhydroxide wie z. B. Natrium- und Kaliumhydroxid, Erdalkalihydroxide wie z. B. Calciumhydroxid, Alkalicarbonate und -alkoholate wie Natrium- und Kaliumcarbonat, Natrium- und Kalium- tert-butylat, ferner aliphatische, aromatische oder heterocyclische Amine, beispielsweise Triethylamin, Trimethylamin, Dimethylanilin, Dimethylbenzylamin, Pyridin, 1,5-Diazabicyclo-[4,3,0]-non-5-en (DBN), 1,8-Diazabicyclo- [5,4,0]-undec-7-en (DBU) und 1,4-Diazabicyclo- [2,2,2]-octan (DABCO). Insbesondere verwendet man Natriumhydroxid, Triethylamin und/oder Dimethylbenzylamin.

Die Reaktionstemperaturen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man bei Temperaturen zwischen 0°C und 150°C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 10°C und 100°C, insbesondere bei Temperaturen zwischen 20°C und 60°C.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen unter Normaldruck durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, unter erhöhtem oder vermindertem Druck - im allgemeinen zwischen 1 hPa und 2000 hPa, vorzugsweise 100 hPa und 1500 hPa - zu arbeiten.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man auf 1 Mol N-(3-Amino-4-hydroxy-phenyl)-dimethyl- maleinimid der Formel (II) im allgemeinen zwischen 0,9 und 1,5 Mol, vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,2 Mol, Chloracetylchlorid ein.

Die Reaktionskomponenten können in beliebiger Reihenfolge zusammengegeben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das N-(3-Amino-4-hydroxy- phenyl)-dimethylmaleinimid der Formel (II) in einem Verdünnungsmittel vorgelegt und das Chloracetylchlorid und der Säureakzeptor werden dann nacheinander langsam zudosiert. Das Reaktionsgemisch wird dann bis zum Ende der Umsetzung gerührt. Die Aufarbeitung kann nach üblichen Methoden erfolgen (vgl. Herstellungsbeispiele).

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellenden N-Aryl-dimethylmaleinimid-Derivate der Formel (I) und ihre Verwendbarkeit als Herbizide sind bereits bekannt (vgl. EP-A 2 55 601 bzw. US-P 47 29 784).

Herstellungsbeispiele Beispiel 1

2,5 g (0,01 Mol) N-(2-Fluor-4-hydroxy-5-amino-phenyl)- dimethylmaleinimid werden in 100 ml Toluol suspendiert und dazu werden 1,2 g (0,011 Mol) Chloracetylchlorid gegeben. Dann wird eine Lösung von 1,05 g (0,011 Mol) Triethylamin in 10 ml Toluol tropfenweise unter Rühren dazu gegeben und das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden bei 20°C bis 25°C gerührt. Nach Zugabe von 300 ml 10%iger Natronlauge wird das Gemisch 60 Minuten bei 50°C gerührt und nach Abkühlen wird das kristallin angefallene Produkt durch Absaugen isoliert. Man erhält 2,75 g (95% der Theorie) N-(7-Fluor-3,4-dihydro-3-oxo-2H-1,4- benzoxazin-6-yl)-dimethylmaleinimid als beigefarbene Kristalle vom Schmelzpunkt 221°C bis 224°C.

Analog erhält man:

Beispiel 2

N-(3,4-Dihydro-3-oxo-2H-1,4-benzoxazin-6-yl)-dimethyl- maleinimid. Schmelzpunkt: 238°C bis 242°C.

Ausgangsstoffe der Formel (II): Beispiel (II-1)

15 g (0,054 Mol) N-(2-Fluor-4-hydroxy-5-nitro-phenyl)- dimethylmaleinimid werden in 300 ml Ethanol suspendiert und 40 g (0,178 Mol) Zinn(II)chlorid (Dihydrat), in 325 ml konzentrierter Salzsäure gelöst, bei 20°C bis 30°C zugetropft. Anschließend wird ca. 3 Stunden bei 55°C bis 60°C nachgerührt bis die Lösung klar ist. Nach Abkühlen wird das Reaktionsgemisch auf etwa das halbe Volumen eingeengt und die zurückgebliebene Lösung filtriert. Das Filtrat wird mit Wasser verdünnt und mit festem Natriumcarbonat auf pH 7 gestellt. Die Lösung wird mit Methylenchlorid extrahiert, getrocknet und filtriert. Vom Filtrat wird das Lösungsmittel im Wasserstrahlvakuum sorgfältig abdestilliert, der Rückstand durch Verreiben mit Diethylether zur Kristallisation gebracht und abgesaugt. Man erhält 10,8 g (80% der Theorie) N-(2-Fluor-4-hydroxy-5-amino-phenyl)-dimethyl- maleinimid vom Schmelzpunkt 218°C bis 220°C.

Analog erhält man:

Beispiel (II-2)

N-(3-Amino-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimid.

Ausgangsstoffe der Formel (III): Beispiel (III-1)

In 65 g konzentrierter Schwefelsäure werden 5,9 g (0,025 Mol) N-(2-Fluor-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimid eingetragen und bei 0°C bis 5°C 2,6 g 65%ige Salpetersäure innerhalb von 15 Minuten zugetropft, wobei gekühlt werden muß.

Nach beendeter Zugabe wird eine Stunde bei 0°C bis 5°C nachgerührt und das Reaktionsgemisch auf ca. 200 g Eis gegeben. Das Produkt wird abgesaugt und mehrmals mit Wasser gewaschen. Man kristallisiert aus 200 ml Ethanol um und erhält 6,6 g (89% der Theorie) N-(2-Fluor-4- hydroxy-5-nitro-phenyl)-dimethylmaleinimid vom Schmelzpunkt 200°C bis 202°C.

Analog erhält man:

Beispiel (III-2)

N-(3-Nitro-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimid.

Ausgangsstoffe der Formel (IV): Beispiel (IV-1)

Eine Lösung von 5,1 g (0,04 Mol) 2-Fluor-4-hydroxy- anilin und 5,1 g (0,04 Mol) Dimethylmaleinsäureanhydrid in 80 ml Eisessig wird 6 Stunden unter Rühren zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch in 400 ml Wasser eingerührt, abgesaugt und mehrmals mit Wasser gewaschen. Man erhält 8,7 g (90% der Theorie) N-(2-Fluor-4-hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimid vom Schmelzpunkt 192°C.

Analog erhält man:

Beispiel (IV-2)

N-(4-Hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimid.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von N-Aryl-dimethylmaleinimid- Derivaten der Formel (I) in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht,
dadurch gekennzeichnet, daß man N-(3-Amino-4- hydroxy-phenyl)-dimethylmaleinimide der Formel (II) in welcher
X die oben angegebene Bedeutung hat,
mit Chloracetylchlorid umsetzt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Verdünnungsmitteln durchführt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart von Säurebindemitteln durchführt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 0 und 150°C durchführt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf 1 Mol N-(3-Amino-4-hydroxyphenyl)-dimethyl- maleinimid der Formel (II) 0,9 bis 1,5 Mol Chloracetylchlorid einsetzt.

6. Verbindungen der Formel (VII) in welcher
X für Wasserstoff oder Fluor steht, und
A für Wasserstoff, Nitro oder Amino steht.