DE4031093A1 - Prepn. of o-alkyl-oxime cpds. - synthetic intermediates by electrochemical oxidn. of o-alkyl hydroxylamines - Google Patents
Prepn. of o-alkyl-oxime cpds. - synthetic intermediates by electrochemical oxidn. of o-alkyl hydroxylaminesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von O-Alkyloximen durch elektrochemische Oxidation von O,N-Dialkylhydroxylaminen.The invention relates to a process for the preparation of O-alkyl oximes by electrochemical oxidation of O, N-dialkylhydroxylamines.
Aus J. Org. Chem. 49, 4969-4972 (1984), ist bekannt, daß man O,N-Dialkylhydroxylamine mit Bleitetraacetat oder tert.-Butylhypochlorid in Triethylamin zu O-.Alkyloximen oxidieren kann. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß entweder bleihaltige Rückstände oder in erheblichen Mengen Neutralsalze entstehen, die entsorgt werden müssen. Außerdem entstehen bei Reaktionen mit Hyprochlorid chlorierte Nebenprodukte, die oftmals carcinogen sind. Weiterhin ist bekannt, daß sich O-Alkyloxime durch Oxidation von O,N-Dialkylhydroxylaminen an Silberoxid oder Silbercarbonat herstellen lassen (J. Amer. Chem. Soc. 98, 7375-7379 [1976]), wobei jedoch kein einheitliches Produkt entsteht. Außerdem erfordert die Verwendung von Silber als Oxidationsmittel eine zur Vermeidung von Silberverlusten aufwendige Regenerierung. Als ein weiteres Oxidationsmittel wird in J. Chem. Soc. Commun, 1984, 606-607, N-Chlorsuccinimid beschrieben. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, daß die Oxidation in Methylenchlorid, einem unter Verdacht auf carcinogene Wirkung stehendem Lösungsmittel, durchgeführt werden muß, wodurch aufwendige sicherheitstechnische Maßnahmen erforderlich sind.From J. Org. Chem. 49, 4969-4972 (1984) it is known that O, N-dialkylhydroxylamines with lead tetraacetate or tert-butyl hypochloride in Can oxidize triethylamine to O-.Alkyloximen. These procedures have the Disadvantage that either lead-containing residues or in considerable quantities Neutral salts are formed which have to be disposed of. Also arise at Reactions with chlorinated chlorine by-products, often are carcinogenic. It is also known that O-alkyl oximes Oxidation of O, N-dialkylhydroxylamines on silver oxide or silver carbonate can be prepared (J. Amer. Chem. Soc. 98, 7375-7379 [1976]), although no uniform product is created. It also requires the use of Silver as an oxidizing agent to avoid silver loss elaborate regeneration. Another oxidizing agent is described in J. Chem. Soc. Commun, 1984, 606-607, N-chlorosuccinimide. With this The process is disadvantageous in that the oxidation in methylene chloride, a solvent suspected of carcinogenic effects, Must be carried out, making complex security Actions are required.
Es wurde nun gefunden, daß man O-Alkyloxime der allgemeinen FormelIt has now been found that O-alkyl oximes of the general formula
in der R¹ und R² Wasserstoffatomen, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die durch Halogenatome, Hydroxi-, Alkoxi-, Carboxi- oder Nitrilgruppen substituiert sein können, wobei R¹ oder R² zusammen mit R³ oder R¹ zusammen mit R² auch für einen -(CH₂)n-Rest mit n=4 bis 7 stehen können, und R³ ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen, der Halogenatome, Hydroxigruppen oder Alkoxigruppen enthalten kann, bedeuten, wobei R³ auch zusammen mir R¹ oder R² für einen -(CH₂)n-Rest mit n=4 bis 7 stehen kann, besonders vorteilhaft dadurch herstellen kann, daß man O-Alkylhydroxylamine der allgemeinen Formel in which R¹ and R² are hydrogen atoms, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals which can be substituted by halogen atoms, hydroxyl, alkoxy, carboxy or nitrile groups, where R¹ or R² together with R³ or R¹ together with R² also for a - (CH₂) n -Rest with n = 4 to 7, and R³ is a hydrogen atom or an alkyl radical with 1 to 12 C atoms, which may contain halogen atoms, hydroxyl groups or alkoxy groups, mean, R³ together with R¹ or R² for one - (CH₂ ) n residue with n = 4 to 7, can be produced particularly advantageously in that O-alkylhydroxylamines of the general formula
in der R¹, R² und R³ die obengenannte Bedeutung haben, elektrochemisch oxidiert.in which R¹, R² and R³ have the meaning given above, electrochemically oxidized.
Die erfindungsgemäße Umsetzung wird durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht:The reaction according to the invention is illustrated by the following reaction scheme illustrates:
Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist überraschend, da aus Tetrahedron 28, 4497-4501 (1972), oder der DE-PS 25 39 767 bekannt ist, daß die elektrochemische Oxidation von durch N-Formyl-, N-Benzoyl- oder N-Acetylgruppen geschützten Aminoverbindungen in Gegenwart von nuclephilen Lösungsmitteln, wie Methanol, zu N-α-methoxilierten Produkten führt, wie folgende Reaktionsgleichung verdeutlicht:The result of the method according to the invention is surprising since Tetrahedron 28, 4497-4501 (1972), or DE-PS 25 39 767 is known that the electrochemical oxidation of by N-formyl, N-benzoyl or N-acetyl-protected amino compounds in the presence of nuclephiles Solvents, such as methanol, lead to N-α-methoxylated products, such as The following reaction equation clarifies:
R = H, Alkyl, Aryl.R = H, alkyl, aryl.
In den Ausgangsstoffen der Formel II stehen die Reste R¹ und R² z. B. für Wasserstoffatome oder für aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die Halogenatome, wie Fluor-, Chlor- oder Bromatome, Hydroxigruppen, Alkoxigruppen, wie Methoxi oder Ethoxigruppen, Carboxigruppen oder Nitrilgruppen enthalten können. Aliphatische Reste bedeuten geradkettige, verzweigte oder ringförmige Kohlenwasserstoffreste, die auch Doppelbindungen enthalten können. Das sind z. B. Alkyl- und Alkylenreste mit 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 C-Atomen, wie Methyl-, Ethyl-, n- und iso-Propyl-, n-, iso- und tert.-Butyl-, Vinyl-, Allyl- oder Isopropenylgruppen, ferner Cycloalkylreste mit 3 bis 8, vorzugsweise 5 und 6 C-Atomen, wie Cyclopentyl- oder Cyclohexylgruppen. Als aromatische Kohlenwasserstoffreste können Aryl- oder Alkylarylgruppen mit 6 bis 12, vorzugsweise 6 bis 8 C-Atomen, wie Phenyl-, Benzoyl- oder Phenylethylreste in Betracht. Der Rest R¹ oder R² kann auch zusammen mit dem Rest R³, und die Reste R¹ und R² können auch gemeinsam für einen Rest der Formel -(CH₂)n- stehen, in der n eine ganze Zahl von 4 bis 7 bedeutet. Im ersten Fall bilden sich z. B. Isooxazolidine, im zweiten Fall enthält das Molekül z. B. Cyclopentyl- oder Cyclohexylringe.In the starting materials of formula II, the radicals R¹ and R² are z. B. for hydrogen atoms or for aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which can contain halogen atoms, such as fluorine, chlorine or bromine atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups, such as methoxy or ethoxy groups, carboxy groups or nitrile groups. Aliphatic radicals mean straight-chain, branched or ring-shaped hydrocarbon radicals, which can also contain double bonds. These are e.g. B. alkyl and alkylene radicals having 1 to 12, preferably 1 to 8, in particular 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n- and iso-propyl, n-, iso- and tert-butyl , Vinyl, allyl or isopropenyl groups, furthermore cycloalkyl radicals having 3 to 8, preferably 5 and 6, carbon atoms, such as cyclopentyl or cyclohexyl groups. Aryl or alkylaryl groups having 6 to 12, preferably 6 to 8, carbon atoms, such as phenyl, benzoyl or phenylethyl radicals, can be considered as aromatic hydrocarbon radicals. The radical R¹ or R² can also together with the radical R³, and the radicals R¹ and R² can also together represent a radical of the formula - (CH₂) n -, in which n is an integer from 4 to 7. In the first case z. B. isooxazolidines, in the second case the molecule contains z. B. cyclopentyl or cyclohexyl rings.
Der Rest R³ steht für ein Wasserstoffatom oder für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 C-Atomen, der Halogen, wie Fluor, Brom oder Chlor, Alkoxigruppen, wie Methoxi- oder Ethoxigruppen, oder Hydroxigruppen enthalten kann. Ferner kann R³ Bestandteil der obengenannten ringförmigen Reste sein.The rest R³ stands for a hydrogen atom or for a straight chain or branched alkyl radical having 1 to 12, preferably 1 to 8, in particular 1 to 4 carbon atoms, the halogen, such as fluorine, bromine or chlorine, Alkoxy groups, such as methoxy or ethoxy groups, or hydroxyl groups may contain. Furthermore, R³ can be part of the above-mentioned ring-shaped Be leftovers.
Für die Elektrooxidation verwendet man zweckmäßigerweise eine Lösung der O-Alkylhydroxylamine in einem Lösungsmittel. Als Lösungsmittel eignen sich solche, die unter den Elektrolysebedingungen ausreichend stabil sind. Das sind z. B. Ether, wie Tetrahydrofuran, Ketone wie Aceton, Nitrile wie Acetonitril oder Alkohole wie Alkanole mit 1 bis 4 C-Atomen. Besonders gut geeignet sind Methanol und Ethanol.A solution of the is advantageously used for the electrooxidation O-alkylhydroxylamines in a solvent. Are suitable as solvents those that are sufficiently stable under the electrolysis conditions. The are z. B. ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, nitriles such as Acetonitrile or alcohols such as alkanols with 1 to 4 carbon atoms. Particularly good methanol and ethanol are suitable.
Um eine für die Elektrolyse ausreichende Leitfähigkeit des Elektrolyten zu gewährleisten, wird der Lösung des O-Alkylhydroxylamins ein Leitsalz (Hilfselektrolyt) zugefügt. Die chemische Zusammensetzung des Hilfselektrolyten spielt keine erfindungswesentliche Rolle. Es lassen sich daher alle in der organischen Elektrochemie üblichen Leitsalze oder Leitsalzmischungen verwenden, vorteilhaft wird man jedoch billige und gut rückführbare Leitsalze wählen. Beispielsweise seien genannt Halogenide, wie Chloride, Bromide oder Fluoride, Perchlorate, Tetrafluorborate, Hexafluorphosphate oder Sulfonate. Die jeweiligen Kationen der Leitsalze können beispielsweise Alkali-, Erdalkali-, Ammonium- oder Tetraalkylammoniumionen sein.To ensure sufficient conductivity of the electrolyte for the electrolysis ensure, the solution of the O-alkylhydroxylamine becomes a conductive salt (Auxiliary electrolyte) added. The chemical composition of the auxiliary electrolyte does not play an essential role in the invention. It can be therefore all the conductive salts or common in organic electrochemistry Use conductive salt mixtures, but it is advantageous to be cheap and good Select traceable conductive salts. Examples include halides, such as chlorides, bromides or fluorides, perchlorates, tetrafluoroborates, Hexafluorophosphates or sulfonates. The respective cations of the conductive salts can, for example, alkali, alkaline earth, ammonium or tetraalkylammonium ions be.
Die Zusammensetzung des Elektrolyten kann in weiten Grenzen gewählt werden. So besteht der Elektrolyt beispielsweise aus einer alkoholischen Lösung mit einem Gehalt an O-Alkylhydroxylamin von 1 bis 50, vorzugsweise 3 bis 20 Gew.-% und einem Gehalt an Leitsalz von 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%.The composition of the electrolyte can be chosen within wide limits will. For example, the electrolyte consists of an alcoholic one Solution with an O-alkylhydroxylamine content of 1 to 50, preferably 3 to 20 wt .-% and a content of conductive salt of 0.1 to 20, preferably 0.5 to 5% by weight.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in den üblichen technischen Elektrolysezellen durchgeführt werden. Man verwendet vorzugsweise ungeteilte Durchflußzellen, die zweckmäßigerweise zur Minimierung der Zellspannung geringe Elektrodenabstände von beispielsweise 0,25 bis 2 mm aufweisen. Als Anoden werden z. B. Edelmetalle wie Platin, mit Edelmetalloxiden dotiertes Titan, Metalloxide, wie MnO₂ und PbO₂, bevorzugt jedoch Graphit eingesetzt. Als Kathodenmaterial werden z. B. Blei, Eisen, Stahl, Nickel oder Edelmetalle wie Platin verwendet. Bevorzugtes Kathodenmaterial ist ebenfalls Graphit.The process according to the invention can be carried out in the usual technical Electrolysis cells are carried out. Undivided ones are preferably used Flow cells that are useful to minimize cell voltage have small electrode spacings of, for example, 0.25 to 2 mm. As anodes z. B. precious metals such as platinum, with precious metal oxides doped titanium, metal oxides such as MnO₂ and PbO₂, however preferred Graphite used. As cathode material such. B. lead, iron, steel, Nickel or precious metals like platinum are used. Preferred cathode material is also graphite.
Die benötigten Strommengen sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ungewöhnlich niedrig. So sind die O-Alkylhydroxylamine bei der Elektrolyse mit 2 bis 2,5 F/mol O-Alkylhydroxylamin bereits vollständig umgesetzt. Die Stromdichte ist kein begrenzender Faktor, sie beträgt z. B. 0,1 bis 25 A/dm², vorzugsweise 3 bis 15 A/dm².The amounts of electricity required are in the method according to the invention unusually low. So are the O-alkylhydroxylamines in electrolysis already fully implemented with 2 to 2.5 F / mol O-alkylhydroxylamine. The Current density is not a limiting factor; B. 0.1 to 25 A / dm², preferably 3 to 15 A / dm².
Man führt das erfindungsgemäße Verfahren z. B. bei Temperaturen bis zu 5°C unter dem Siedepunkt des eingesetzten Lösungsmittels, vorzugsweise bei 5 bis 90°C, insbesondere bei 10 bis 70°C durch. Verwendet man als Lösungsmittel Methanol oder Ethanol, so elektrolysiert man zweckmäßigerweise bei Temperaturen von 15 bis 35°C.The method according to the invention is carried out e.g. B. at temperatures up to 5 ° C. below the boiling point of the solvent used, preferably at 5 up to 90 ° C, especially at 10 to 70 ° C. Is used as a solvent Methanol or ethanol is conveniently electrolyzed at Temperatures from 15 to 35 ° C.
Die Aufarbeitung der Elektrolyseausträge kann man nach an sich bekannten Methoden vornehmen. Zweckmäßigerweise wird der Elektrolyseaustrag destillativ aufgearbeitet. Überschüssiges Lösungsmittel wird zunächst abdestilliert. Die Leitsalze kann man z. B. durch Filtration oder Extraktion abtrennen und das Oxim durch Destillation oder Umkristallisation rein gewinnen. Lösungsmittel, eventuell unumgesetztes O-Alkylhydroxylamin sowie die Leitsalze, können vorteilhaft zur Elektrolyse zurückgeführt werden.The processing of the electrolysis discharges can be done according to known Make methods. The electrolysis discharge is expediently made by distillation worked up. Excess solvent is first distilled off. The Leitsalze can z. B. by filtration or extraction separate and the oxime pure by distillation or recrystallization win. Solvents, possibly unreacted O-alkylhydroxylamine and the Conductive salts can advantageously be returned to electrolysis.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden.The process according to the invention can be carried out both batchwise and be carried out continuously.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten O-Alkyloxime der Formel I sind vielfältig einsetzbare Zwischenprodukte für die Synthese von Pflanzenschutzmittel.The O-alkyl oximes produced by the process according to the invention Formula I are versatile intermediates for the synthesis of Pesticides.
Die Elektrooxidationen wurden in einer ungeteilten Elektrolysezelle mit 9 Graphitelektroden (8 Spalte, Elektrodenabstand 0,5 mm) bei Temperaturen von 20 bis 25°C durchgeführt. Während der Elektrolyse, die mit einer Stromdichte von 5 A/dm² berieben wurde, wurde der Elektrolyt mit der in der Tabelle genannten Zusammensetzung mit 200 l/h über einen Wärmetauscher durch die Zelle gepumpt. The electrooxidations were carried out in an undivided electrolysis cell 9 graphite electrodes (8 columns, electrode spacing 0.5 mm) at temperatures from 20 to 25 ° C. During the electrolysis with a Current density of 5 A / dm² was rubbed, the electrolyte with the in of the composition specified in the table with 200 l / h via a heat exchanger pumped through the cell.
Nach einem Ladungsdurchgang von 2 bis 2,5 F/mol Ausgangsverbindung der Formel II wurde die Elektrolyse beendet. Dann wurde vom Austrag das Lösungsmittel bei Normaldruck abdestilliert, das ausgefallene Leitsalz bei Raumtemperatur über eine Drucknutsche abgetrennt und das Filtrat reindestilliert.After a charge of 2 to 2.5 F / mol of the starting compound Formula II has ended the electrolysis. Then the issue became Distilled off solvent at normal pressure, the precipitated conductive salt Room temperature separated by a pressure filter and the filtrate pure distilled.
Die O-Alkyloxime der Formel I wurden bei einem Umsatz von <95% in Ausbeuten zwischen 28 und 65%, bezogen auf den Ausgangsstoff der Formel II, erhalten.The O-alkyl oximes of formula I were in at a conversion of <95% Yields between 28 and 65%, based on the starting material of formula II, receive.
Bei der Aufarbeitung zurückgewonnenes Leitsalz und Lösungsmittel können erneut in eine Elektrooxidation eingesetzt werden. Conductive salt and solvent recovered during workup can be used again in an electrooxidation.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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DE4031093A DE4031093A1 (en) | 1989-10-13 | 1990-10-02 | Prepn. of o-alkyl-oxime cpds. - synthetic intermediates by electrochemical oxidn. of o-alkyl hydroxylamines |
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DE4031093A DE4031093A1 (en) | 1989-10-13 | 1990-10-02 | Prepn. of o-alkyl-oxime cpds. - synthetic intermediates by electrochemical oxidn. of o-alkyl hydroxylamines |
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DE4031093A1 true DE4031093A1 (en) | 1991-04-18 |
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ID=25886075
Family Applications (1)
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DE4031093A Withdrawn DE4031093A1 (en) | 1989-10-13 | 1990-10-02 | Prepn. of o-alkyl-oxime cpds. - synthetic intermediates by electrochemical oxidn. of o-alkyl hydroxylamines |
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DE (1) | DE4031093A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN109338404A (en) * | 2018-11-21 | 2019-02-15 | 新乡市润宇新材料科技有限公司 | A kind of method of electrochemistry formated schiff bases |
-
1990
- 1990-10-02 DE DE4031093A patent/DE4031093A1/en not_active Withdrawn
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