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Verfahren zur Herstellung von Fungiziden und Insektenabwehrmitteln
der Crotonsäureamid- und ß-Methylcrotonsäureamidreihe Es, wurde gefunden, daß die
Crotonsäure- und ß-Methylcrotonsäure-toluidi-de der allgemeinen Formel
worin R1 Wasserstoff oder den Methylrest und R2 einen Alkylrest mit mehr als 2 KoMenstoffatomen
bedeutet, wertvolle fungizide Mittel und Insektenabwehrmittel darstellen.
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In der USA.-Patentschrift 2 368 195 sind Crotonsäureamide als Synergisten
für Pyrethrumextrakte vorgeschlagen worden. Diese Verbindunrgen besitzen allein
angewendet eine ungenügende insektizi@de Wirkung. Es konnte nicht vorausgesehen
werden, daß eine Gruppe von Crotonsäure- bzw. ß-Methylcrotonsäureamiden, die in
der USA.-Patentschrift nicht namentlich aufgeführt
werden, eine
ausgezeichnete fungizide und insektenabstoßende Wirkung besitzen.
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Zur Herstellung der definierten Amide kommen verschiedene, an sich
bekannte Verfahren in Betracht.
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Beispielsweise kann man a, ß-ungesättigte Carbonsäuren der Formel
(I)
bzw. ihre reaktionsfähigen funktionellen Derivate
In obigen Formeln haben R1 und R2 die oben definierte Bedeutung, während X und Y
bei der Reaktion sich abspaltende Reste bedeuten.
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Im einfachsten Fall wird die freie Säure mit dem Amin erhitzt, wobei
sich Wasser abspaltet (X = OH, Y = H ; X Y = H20). Man kann auch beispielsweise
ein Alkalisalz der Säure mit einem Salz -des Amins durch Erhitzen umsetzen (z. B.
X=ONa, Y=HC1-H, XY=NaC1+H20). Säurehalogeni:de oder Anhydride können mit dem Amin,
gegebenenfalls in Anwesenheit von säure-. bindenden Mitteln, wozu auch das Amin
selbst benutzt werden kann, umgesetzt werden (z. B. X = Cl, Y = H, XY = H Cl) .
Ferner können Säurehalogenide oder Anhydride auch mit Metallverbind@ungen der Amine
(z. B. X = Cl, Y = Na; XY = Na Cl) oder im speziellem Falle Säurehalogenide mit
Halogenhydraten der Amine umgesetzt werden (z. B. X = Cl, Y = H Cl - H, XY = z HCI).
Ester reagieren mit den Aminen unter Abspaltung von Alkoholen (z. B. X = O C H3,
Y = H, XY = HOCH.), und schließlich reagieren Amide ebenfalls mit den N-Alkyl-arylaminen
bzw. deren Salzen unter Austritt von Ammoniak oder Ammoniumsalzen (z. B. X = N H2,
Y=H, XY=NH3): Die Kondensationsverfahren, welche unter Abspaltung von Halogenwasserstoff
vor sich gehen, wie z. B. die Umsetzung von Säurehalogeniden mit sekundären Aminen,
führen meist zu halogenhaltigen Endprodukten, die erst durch weitere Reinigung halogenfrei
zu machen sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform, die ebenfalls nach dem obigen Reaktionsschema
verläuft und welche in besonders. guter Ausbeute zu halogen-
In diesem Reaktionsschema haben tZi und R2 die eingangs definierte Bedeutung" während
X und Y'bei der Reaktion sich gemeinsam als XY abspaltende Reste bedeuten. wie Hadogenide,
Anhydrid, Ester, Amide oder Salze mit N-Allcyl-toluidinen der Formel (1I)
bzw. ihren Salzen, Metallverbindungen oder reaktionsfähigen Derivaten umsetzen.
Diese Umsetzung verläuft im Prinzip nach folgendem Reaktionsschema freien Endprodukten
führt, ist die Umsetzung von Salzen der Säuren mit reaktionsfähigen Carbaminsäurederivaten,
die sich von den oben definierten Aminen ableiten. Beispielsweise lassen sich Carbaminsäurehalogenide,
die auch als Chlorameisensäurederivate der' N-Alkyl-arylamine aufgefaßt werden können,
mit Alkalisalzen der a, ß-ungesättigtern Säuren durch Erhitzen unter Abspaltung
von Kohlendioxyd und Alkalihalogenid zu den gewünschten Amiden umsetzen (z. B. X
= O Na, Y=Cl-CO-, XY=NaCl+CO2).
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Das Aufzählen dieser Ausführungsformen erhebt keinen Anspruch auf
Vollständigkeit. Die Umsetzungen können im übrigen nach den in der Literatur beschriebenen
Methoden erfolgen (vergleiche z. B. W eygan d : Organisch-chemische Experimentierkunst,
1. Auflage, 1938, S. 38i).
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Statt von a, ß-ungesättigten Carbonsäuren der Formel
auszugehen, kann man beispielsweise auch von entsprechenden geeignet substituierten,
gesättigten Säuren ausgehen, die für die Herstellung. der a, ß-ungesättigten Säuren
verwendbar sind, diese z. B. analog der erläuterten Weise in die Säureamide überführen
und hernach die Doppelbindung nach dem, für die Herstellung von a, ß-un.gesätt,igten
Säuren gebräuchlichen Methoden ausbilden (vgl. Weygand, S. q.16). Dieses Verfahren
läßt sich im Prinzip durch folgendes Reaktionsschema veranschaulichen: Dieses Verfahren
sei beispielsweise durch die folgenden Möglichkeiten erläutert: a) Wasserabspaltung
aus entsprechenden a- oder ß-Oxy säureamiden, wobei gemäß obigem Reaktionsschema
im
ersten Fall X = H und Y = OH, im zweiten X = 0 H und Y = H bedeutet. Die Wasserabspaltung
kann durch Erhitzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren wie Jod oder
von wasserentziehenden Mitteln wie Schwefelsäure, Na-bisulfat, Oxalsäure, Phosphorhalogeniden,
Zinkchlorid usw., erfolgen. Besonders geeignet sind hierzu die leicht zugänglichen
ß-Oxysiäureiderivate. Man kann z. B. ß-Oxyisovaleriansäure-N-isoamyl-o-toluidid
durch Erhitzen mit wasserabspaltenden Mitteln in ß, ß-Dim,ethyl-acrylsäure-N-isoamyl,-o-toluidid
überführen.
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b) Die Hydroxylgruppe der Oxysäureamide kann auch mit einer Säure
verestert sein. In diesem Fall wird die Ausbildung der Doppelbindung durch Abspaltung
eines Moleküls Säure bewerkstelligt, sei es durch Erhitzen oder Behandeln mit einem
säurebindenden Mittel. So wird beispielsweise aus ß-Benzoyloxy-buttersäure-N-isoamylo-toluidid
durch Erhitzen Benzo:esäure abgespalten unter Bildung von Crotonsäure - N - isoamylo-toluidid.
In .diesem Fall ist X = O C O C6 H5 und Y = H.
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c) Die Abspaltung von Halogenwasserstoff aus entsprechenden a- oder
ß-Halogensäureamiden (z. B. X = H oder Cl; Y = Cl oder H) ist der obenerwähnten
Wasserabspaltung aus a- oder ß-Oxysäureamiden ganz analog. Die Halogen.-wasserstoffabspaltung
wird meistens durch Behandeln, mit säurebindenden Mitteln, wie Alkalien oder tertiären
Aminen, z. B. Dimethylanilin oder Chinolin, durchgeführt. Besonders geeignet ist
die Halogenwasserstoffabspaltwng aus a-H..alogensäureamnden, weil diese a-Halogen-säurederivate
leicht zugänglich sind. So wird beispielsweise a-Brom-buttersäurebromi.d! mit N-Isoamyl-o-to'lui,din
in der Kälte zum a-B,rom-buttersäure-I\T-isoamyl-o-toluidid umgesetzt, welches beim
Erhitzen mit Dirnethylanilin in das Crotonsäure-N-iso,amylo-to@lui:di!d übergeht.
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Zur Herstellung von Amiden a, ß-ungesättigter Carbo@nsäuren der im
Anfang definierten Formell kann man auch von Amiden der Formel
worin Z eine durch Wasserstoff ersetzbare Gruppe bedeutet, ausgehen und in diesen
die Gruppe Z durch Wasserstoff ersetzen.
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Die Gruppe Z kann beispielsweise eine Carboxylgruppe bedeuten, welche
beim Erhitzen in Form von Kohlendioxyd leicht abgespalten wird. Ausgangsmaterialien
dieser Art kann man beispielsweise herstellen durch Umsatz von Aminen der Formel
(II) mit Alkyliden-malonsäurederivaten der
| Formel CH.-C = C-COOH |
| i |
| R, Z |
worin R1 wie oben definiert ist und Z eine Carboxylgruppe oder einen durch Verseifung
in die Carboxylgruppe überführbaren Rest, wie die Carbalkoxy- oder die -C N-Grup.pe,
bedeutet, oder durch Umsetzung mit reaktionsfähigen Derivaten solcher Säuren. Anschließend
wird der RestZ durch Verseifung in die Carboxylgruppe verwandelt und diese gleichzeitig
oder nachträglich abgespalten.
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Beispielsweise wird Iisopropyli-den-malonesterchlorid mit einem N-Alkyl-toluidin
der Formel (II) zum Isopropyliiden-m@alonester-N-alkyl-tolu:idid umgesetzt. In diesem
läßt sich mit hydrolysierenden Mitteln die Estergruppe zur freien Carboxylgrupp@e
verseifen. Das I,sopropyl.iden-malonsäure-mono-N-alkyl-tolui-di,d spaltet beim Erhitzen
Kohlendioxyd ab, wobei das entsprechende ß, ß-Dimethylacrylsäu.re-1\T-alkyl-taluiidid
entsteht.
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Die Gruppe Z kann auch eine Acetylgruppe bedeuten.
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Amide,d:er Formel
welche beispielsweise aus Alkyl,iden,acetes@sigest.ern und N-Alkyl-tolundinen erhältlich
sind, geben bei der Hydrolyse die gewünschten Toluidide.
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Man kann auch Amide der Formel
worin R1 'der eingangs :gegebenen Definition entspricht, z. B. analog einer der
oben beschriebenen und erläuterten Methoden herstellen und die erhaltenen Amide
am Stickstoff alkyl:ieren.
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Für die Alkylierung können die an sich bekannten Methoden verwendet
werden, z. B. können Alkylhalogenide mit mehr als a Kohlenstoffatemen als Alkyl'ierungsmittel
benutzt werden (vergleiche z. B. Titherley, J. chem. Soc. London, 79, S.391 [190I1).
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In den folgenden Beispielen, -diie zur Illustrierung der beschriebenen
Verfahren dienen sollen, bedeuten Teile immer Gewichtsteile. Die Temperaturen sind
in Celsiusgraden angegeben. Beispiel r io,5 Teile Crotonsäu.rechlorid werden unter
Rühren so zu 36 Teilen N-Iso,amyl-o-tolu,i,d@in getropft, daß die Temperatur auf
130 bis 1q.0° steigt. Nach -dem Erkalten wird das Reaktionsprodukt in Äther oder
einem andern mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel gelöst und die Lösung nach-,einander
mit Salzsäure, Lauge und Wasser gewaschen. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels
wird der Rückstand im Hochvakuum destilliert.
Das Crotonsäure-,T-.nsoamyl-o-tolui-did
siedet unter o,r mm Druck bei 134 bis 13ä°.
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Statt in Gegenwart eines Überschusses an N-Isoamyl-o-toluidin kann
die Reaktion auch in Gegenwart ennes säurebindenden Mittels, z. B. Pottasche, durchgeführt
werden, wobei zweckmäßig in einem Lösungsmittel (z. B. Aceton) gearbeitet wird.
Beispiel 2 17,7 Teile Äthyl.iidenmalon@säure-monoäthylesterchlorid, das nach üblichen
Methoden hergestellt wird, werden zu einer Ätherlösung von 3o Teilen N-Isopropyl-o-tc>luidin
langsam zugegeben. Zur Vervollständigung der Reaktion wird noch einige Zeit unter
Rückflu:ß zum Sieden erhitzt. Hierauf wäscht man die Ätherlösung mit verdünnter
Salzsäure und Wasser. Der beim Abdestillieren der Ätherlösung verbleibende Rückstand
wird durch Erhitzen mit Sodalösung verseift. Die Lösung wird hierauf vorsichtig
sauer gestellt und mit Äther extrahiert. Den Abdampfungsrückstand der ätherischen
Lösung erhitzt man bis zur Beendigung der Kohlendioxydentwicklung auf 2oo°. Das
entstandene Crotonsäure-N-isopropyl-o-tolu,iidid siedet unter ii mm Druck bei i5o
bis 152°.
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Als weitere Verbindungen, die nach obigen Beispielen und den iln der
Beschreibung genannten Verfahren hergestellt werden können, seien das ß-Methylcrotonsäure-N-isopropyl-o-to-luidid,
Kp.o,4 116 bis i ig°, und das ß-Methylcrotonsäure-N-isoamyl-o-tol:uidid, Kp.o,2
126 bis 129°, genannt.