DE60006093T2 - Verfahren zur herstellung von phenyl glyoxyl ester oxime - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I:

  

  worin gilt:
  R₁ ist gegebenenfalls substituiertes Alkyl,
  R₂ ist C_1-6-Alkyl, C_3-6-Cycloalkyl, C_3-6-Cycloalkyl-C_1-2-alkyl, Aryl, Aryl-C_1-2-alkyl, Heterocyclyl, Heterocyclyl-C_1-2-alkyl, welche Gruppen gegebenenfalls mit Alkyl, Alkoxy oder Halogen substituiert sind, wobei in dem Verfahren
• (1) ein Anilin der Formel II:
  
  worin R₁ wie für Formel I definiert ist, mit einem organischen oder anorganischen Nitrit oder mit salpetriger Säure diazotiert und
• (2) das entstandene Diazoniumsalz mit einem Oxim der Formel III:
  
  worin R₂ wie für Formel I definiert ist, in der Gegenwart eines Kupfer(II)salzes umgesetzt werden.
• Die Verbindungen der Formel I sind Zwischenproduktverbindungen für die Herstellung von Pestiziden; siehe z. B. EP-A-460575 und WO 95/18789. Verschiedene Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I sind bekannt, welche allerdings nicht immer in jeder Hinsicht, wie Anzahl der Reaktionsstufen, Ausbeuten, Verfügbarkeit von Edukten, Sicherheit und Ökologie, zufrieden stellend sind.
• Beispielsweise ist in EP-A-253213 ein Verfahren mit einer Grignard-Reaktion offenbart; in EP-A-782982 ist eine Reaktion mit einem Lithiumorganischem Reagens, wie Butyllithium, beschrieben. Diese Verfahren eignen sich nicht für Produktionen in großem Maßstab, da organo metallische Reaktionen ernsthafte Nachteile aus wirtschaftlichen, ökologischen und sicherheitstechnischen Gründen aufweisen. Weitere Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I sind daher hoch erwünscht.
• Reaktionen von Phenyldiazoniumsalzen mit Oximen sind bekannt, z. B. aus J. Chem. Soc. 1954, S. 1297–1302, Research Disclosure, Oktober 1997, Vol. 402, 40221, und aus WO 98/50335. Reaktionen mit Glyoxylsäureoxim-Derivaten sind in diesen Literaturstellen nicht offenbart.
• In überraschender Weise ist herausgefunden worden, dass Verbindungen der Formel I direkt aus den entsprechenden Anilinen durch Reaktion mit einem Glyoxylsäureoxim-Derivat in Ausbeuten von bis zu 80% und in guten Qualitäten erhältlich sind. Das hierin angegebene Verfahren zeichnet sich durch eine rasche Verfügbarkeit der Rohmaterialien und eine gute technische Durchführbarkeit aus und ist ökonomisch und ökologisch günstig.
• Ein weiterer Vorteil der Reaktion gemäß der Erfindung beruht darauf, dass die Verbindungen der Formel I nahezu ausschließlich in Form ihrer E-Isomeren bezüglich der Oxim-Doppelbindung erhalten werden (E : Z > 95 : 5), wobei dieses Isomer biologisch aktiver als das Z-Isomer in den entsprechende Endprodukten der entsprechenden Wirkbestandteile ist. Eine getrennte Isomerisierungsstufe oder eine Isomer-Reinigungsstufe lassen sich daher vermeiden.
• Die Alkylgruppen sind geradkettig oder verzweigt und sind in typischer Weise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, Isobutyl, t-Butyl, n-Amyl, t-Amyl, 1-Hexyl oder 3-Hexyl. Das Halogen und die Halo-Substituenten sind Fluor, Chlor, Brom oder Jod.
• Alkoxy ist in typischer Weise Methoxy, Ethoxy, Propyloxy, Isopropylxy, n-Butyloxy, Isobutyloxy, sec-Butyloxy und t-Butyloxy. Methoxy und Ethoxy sind bevorzugt.
• Cycloalkyl ist Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl.
• Aryl ist Phenyl oder Naphthyl; Phenyl ist bevorzugt.
• Heterocyclyl steht für aromatische und nicht-aromatische cyclische Reste mit 3 bis 8 Ringgliedern, von denen mindestens einer Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel ist. Heterocyclyl umfasst in typischer Weise bis zu 3 Heteroatome, von denen vorzugsweise mindestens eines Stickstoff ist. Typische Beispiele des Heterocyclyl-Restes sind aromatische Reste wie Furyl, Benzofuranyl, Thienyl, Benzothienyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Pyridyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Pyridazinyl, Indolyl, Isoindolyl sowie Triazinyl und nicht-aromatische Reste wie Tetrahydrofuranyl, Pyrazolidinyl, Pyrrolidinyl, Pyrrolinyl, Imidazolidinyl, Piperidinyl, Pyranyl, Thiopyranyl, Piperazinyl, Morpholinyl, Thiomorpholinyl und dgl..
• R₁ ist gegebenenfalls substituiertes Alkyl, worin die Substituenten gegenüber den Reaktionen inert sein müssen; geeignete Substituenten sind z. B. Halogen, Alkoxy und Phenoxy.
• R₂ ist vorzugsweise C_1-4-Alkyl, am meisten bevorzugt Ethyl oder Methyl.
• Die Reaktion gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R₁ Methyl ist. In diesem Fall können die wichtigen Zwischenproduktverbindungen der Formel V.1 für die Herstellung von Pestiziden der Formel VI gemäß dem folgenden Reaktionsschema hergestellt werden:
• 
• Diese Reaktionsabfolge ist ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung. R stellt einen organischen Rest dar, der über eine Sauerstoff-Brücke gebunden ist. Dieser umfasst die Bezeichnungen, wie sie z. B. in EP-A-460575 und WO 95/18789 offenbart sind, er ist aber nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.
• Wegen seiner relativen Instabilität wird das Oxim der Formel III vorteilhaft unmittelbar vor Gebrauch durch die Reaktion des entsprechenden Glyoxylsäureesters IIIA oder seines Halbacetals IIIB:

  

  mit Hydroxylamin oder einem Salz davon, wie dem Hydrochlorid, Sulfat, Phosophat oder dem Acetat, in wässriger Lösung hergestellt und ohne Isolierung weiter zur Reaktion gebracht.
• Verbindungen der Formeln II, III, IIIA und IIIB sind im Stand der Technik gut bekannt und teilweise im Handel erhältlich.
• Die Diazotierungsreaktion wird in einem organischen Lösungsmittel mit einem organischen Nitrit, z. B. einem Alkylnitrit wie Isoamylnitrit oder mit einem Arylnitrit wie Phenylnitrit, oder, bevorzugter, in wässriger Lösung mit salpetriger Säure oder einem Salz davon in der Gegenwart einer Säure durchgeführt. Bevorzugte Nitrite sind Natrium-, Kalium-, Magnesium- und insbesondere Natriumnitrit. Bevorzugte Säuren sind Salz-, Schwefel- und Nitroschwefelsäure; besonders bevorzugt ist Schwefelsäure. Vorteilhaft sind eine Temperatur von –10 bis +30°C und ein pH-Wert von 0 bis 3.
• Das Diazoniumsalz wird vorzugsweise in der Gegenwart eines Kupfer(II)salzes wie von Kupferacetat, CuCl₂ oder CuSO₄ bei –10 bis +40 und bevorzugter bei –10 bis +15°C und bei einem pH-Wert von 2 bis 7 und bevorzugter von 3 bis 5 zur Reaktion gebracht. Die Menge des Kupfer(II)alzes beträgt 1 bis 30 und bevorzugter 5 bis 20 Mol%, bezogen auf das Anilin der Formel II. Die Zugabe eines reduzierenden Mittels, wie eines Sulfit-Salzes, z. B. von Natrium- oder Kaliumsulfit, kann vorteilhaft sein und erfolgt vorzugsweise in Mengen von 1 bis 20 und bevorzugter von 5 bis 10 Mol%, bezogen auf das Anilin der Formel II.
• In einer bevorzugten Ablaufform der Reaktionsstufe 2 wird eine wässrige Suspension des Diazoniumsalzes zu einer wässrigen Lösung, umfassend das Aldoxim der Formel III, das Kupfer(II)salz und gegebenenfalls das reduzierende Mittel, gegeben, wobei der pH-Wert bei 3 bis 5 durch gleichzeitige Zugabe einer Base zur Reaktionsmischung gehalten wird. Es kann vorteilhaft für die Aufarbeitung und Reinigung von Zwischenproduktverbindungen und Produkten sein, die Reaktionsstufen (1) und (2) in der Gegenwart eines hydrophoben Lösungsmittels wie von Kohlenwasserstoffen, halogenierten Kohlenwasserstoffen, Ethern und Ketonen, z. B. von Hexan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol, Mineralöl, Kerosin, Methylenchlorid, Chloroform, Ethylenchlorid, Chlorbenzol und von Dichlorbenzol ablaufen zu lassen.
• Die Methylierung der Oxim-Gruppe wird beispielsweise mit Methyljodid, Methylbromid, Methylchlorid oder Dimethylsulfat in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in der Gegenwart einer Base, durchgeführt.
• Verfahren zur Halogenierung schließen eine Jodierung mit I₂, eine Bromierung mit NBS (N-Bromsuccinimid) oder Br₂, eine Chlorierung mit NCS (N-Chlorsuccinimid) oder mit Cl₂ oder SO₂Cl₂ ein. Besonders bevorzugt ist die Bromierung mit NBS.
• Geeignete Lösungsmittel sind halogenierte Kohlenwasserstoffe, in typischer Weise Chlorbenzol, Brombenzol, Chloroform, Dichlormethan, Trichlormethan, Dichlorethan oder Trichlorethan, Ether, in typischer Weise Diethylether, t-Butylmethylether, Glyme, Diglyme, Tetrahydrofuran oder Dioxan, sowie stickstoffhaltige Verbindungen wie Triethylamin, Piperidin, Pyridin, alkyliertes Pyridin, Chinolin und Isochinolin.
• Die Verbindung der Formel V kann mit einer Verbindung der Formel HOR, worin R ein organischer Rest ist, unter basischen Bedingungen in einem Lösungsmittel gemäß bekannter Verfahren umgesetzt werden, um die Wirkbestandteile der Formel VI zu erhalten, welche, gewünschtenfalls, gemäß allgemein bekannten Verfahren verestert oder amidiert werden können.
• Herstellbeispiele
• (a) Herstellung von 2-Methylbenzoldiazoniumsalz (Lösung A):
• Zu einer Eis-gekühlten Mischung aus 225 g Wasser, 35,1 g konzentrierter Schwefelsäure (0,36 Mol) und 32,0 g 2-Toluidin (0,30 Mol) wird eine wässrige Lösung von 21,0 g Natriumnitrit (0,30 Mol) in 80 g Wasser bei 0 bis 5°C gegeben. Die Mischung wird ca. 15 min lang gerührt, worauf das überschüssige Natriumnitrit mit 0,9 g Sulfaminsäure zerstört wird.
• (b) Herstellung von Glyoxylsäuremethylesteroxim (Lösung B):
• In einem getrennten Reaktionsgefäß werden 54,0 g Glyoxylsäuremethylestermethylhalbacetal (0,45 Mol), 150 g Wasser, 27,0 g Eisessig (0,45 Mol) und 29,7 g 50%-iges wässriges Hydroxylamin (0,45 Mol) ca. 30 min lang bei 0 bis 5°C vermischt; anschließend werden 15,0 g festes Kupfer(II)sulfat (0,06 Mol) und 3,78 g Natriumsulfit (0,03 Mol) in 1 Anteil zugegeben.
• (c) Herstellung von 2-Methylphenylglyoxylsäuremethylesteroxim:
• Die Lösung A wird zur Lösung B bei 12 bis 18°C gegeben, wobei der pH-Wert bei 3 bis 4 durch Zugabe einer 20%-igen wässrigen Lösung von Natriumacetat gehalten wird. Während der Reaktion entwickelt sich ein konstanter Stickstoff-Strom, und das Produkt kristallisiert aus dem wässrigen Medium aus. Die Mischung wird 2 h lang bei ca. 20°C gerührt, worauf die Suspension filtriert und das Produkt mit Wasser gewaschen und bei 50°C unter Vakuum getrocknet werden, um 42,8 g dunkle Kristalle mit F. = 92°C (Zersetzung) zu ergeben.
  ¹H-NMR(CDCl₃): 2,18 und 3,78 ppm (2-Methyl-Gruppen); ausschließlich E-Isomer (71% der Theorie).

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I:

   

   worin gilt: R₁ ist gegebenenfalls substituiertes Alkyl, R₂ ist C_1-6-Alkyl, C_3-6-Cycloalkyl, C_3-6-Cycloalkyl-C_1-2-alkyl, Aryl, Aryl-C_1-2-alkyl, Heterocyclyl, Heterocyclyl-C_1-2-alkyl, welche Gruppen gegebenenfalls mit Alkyl, Alkoxy oder Halogen substituiert sind, wobei in dem Verfahren (1) ein Anilin der Formel II:

   

   worin R₁ wie für Formel I definiert ist, mit einem organischen oder anorganischen Nitrit oder mit salpetriger Säure diazotiert und (2) das entstandene Diazoniumsalz mit einem Oxim der Formel III:

   

   worin R₂ wie für Formel I definiert ist, in der Gegenwart eines Kupfer(II)salzes umgesetzt werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Kupfer(II)salz CuCl₂ oder CuSO₄ ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Menge des Kupfer(II)salzes 1 bis 30 Mol%, bezogen auf die Verbindung der Formel II, beträgt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin in Reaktionsstufe (2) das Diazoniumsalz in der Gegenwart eines reduzierenden Mittels zur Reaktion gebracht wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, worin das reduzierende Mittel Natrium- oder Kaliumsulfit ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin in den Formeln I, II und III R₁ Methyl und R₂ Methyl oder Ethyl sind.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel V.1:

   

   worin gilt: R₂ ist C_1-6-Alkyl, C_3-6-Cycloalkyl, C_3-6-Cycloalkyl-C_1-2-alkyl, Aryl, Aryl-C_1-2-alkyl, Heterocyclyl, Heterocyclyl-C_1-2-alkyl, welche Gruppen gegebenenfalls mit Alkyl, Alkoxy und Halogen substituiert sind, wobei in dem Verfahren (1) das Anilin der Formel II.1 mit einem organischen oder anorganischen Nitrit oder mit salpetriger Säure diazotiert, (2) das entstandene Diazoniumsalz mit einem Oxim der Formel III, worin R₂ wie für Formel I.1 definiert ist, in der Gegenwart eines Kupfer(II)salzes umgesetzt, (3) das entstandene Oxim der Formel I.1 methyliert und (4) der entstandene Oximether der Formel V.1 halogeniert werden.