NL8005448A - Werkwijze ter bereiding van een met lacton gesubstitueerd anilinederivaat. - Google Patents

Description

-Λ Ν.Ο. 29-.466

Werkwijze ter bereiding van een met lacton gesubstitueerd anilinederivaat._

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bereiding van een met lacton gesubstitueerd anilinederivaat. De volgens de onderhavige uitvinding bereide verbindingen zijn geschikt als fungiciden of als materialen voor 5 de bereiding van fungiciden zoals de fungiciden beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.933.860.

In de Amerikaanse octrooiaanvrage 4-5.369 van J.D. Cleveland met de titel "Lactone preparation by cyclisation" wordt de bereiding van lactonen door ringslui-10 ting van 2.4—dibroomboterzuur beschreven.

In het Amerikaanse octrooischrift 4·.203.904· wordt de bereiding van met lacton gesubstitueerde anilinederivaten door omzetting van een aniline met een met halogeen gesubstitueerd lacton bij aanwezigheid van een base beschreven.

15 Het is gebleken, dat goede opbrengsten van een met lacton gesubstitueerd aniline kan worden verkregen door een reactiereeks, die in één enkel reactie-reservoir kan worden uitgevoerd door een 2.4—dihalogeenboterzuur met een aniline reagens om te zetten.

20 De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor de bereiding van een verbinding met de formule 1 in een totale reactie, welke werkwijze wordt gekenmerkt door een verbinding met de formule 2 in contact te brengen met een verbinding met de formule 3 in een reactiezone bij een tem-' 25 peratuur van 20 - 250°C ter verkrijging van een reactie-mengsel, dat daarna met een anorganische base in contact wordt gebracht bij een temperatuur van 20 - 250°C in een tweede deel van de totale reactie, waardoor een verbinding van de formule 1 wordt verkregen, waarin

A

30 E alkyl met een klein aantal koolstofatomen of waterstof, p E alkyl met een klein aantal koolstofatomen of waterstof, B? alkyl met een klein aantal koolstofatomen, waterstof, 35 Gi-C^ alkoxy, C^-C^ halogeenalkyl, trifluormethyl, nitro· of halogeen, E^ alkyl met een klein aantal koolstofatomen, waterstof Q Λ n S A A fl 2 of C^-C^ alkoxy, R^ alkyl met een klein aantal koolstofatomen of waterstof en I en X halogeen voorstellen.

5 Bij voorkeur wordt de totale reactie uitgevoerd in een enkel reactie-reservoir.

Behalve op andere factoren is de onderhavige uitvinding gebaseerd op de ontdekking, dat goede opbrengsten van een met lacton gesubstitueerd aniline door een werkwijze 10 verkregen worden, waarbij* (1) een 2.4-dihalogeenboterzuur en een aniline reagens bij* voorkeur onder watervrij'e omstandigheden aan een reactie-reservoir worden toegevoerd en (2) na een eerste reactieperiode een waterige base aan het reactie-reservoir wordt toegevoegd in een zodanige hoe-15 veelheid, dat de pH lager dan 7 wordt gehouden. Een hoofdfactor van de onderhavige uitvinding wordt gevormd door de ontdekking, dat dimethylaniline kan worden toegepast als de enige base voor een eerste deel van de totale reactie.

De totale reactie volgens de onderhavige uitvinding 20 voltrekt zich waarschijnlijk in twee gedeelten. Aangenomen wordt, dat in het eerste gedeelte een ringsluitingsreactie plaats vindt, waarbij het boterzuur tot een lacton wordt ringgesloten onder gelijktijdige vorming van een aniline-hydrohalogenide zout. In het tweede gedeelte wordt dit 25 lacton gebruikt voor het alkyleren van het aniline door verplaatsing van één van de waterstofatomen naar de stikstof van het aniline. Het is gebleken, dat in het eerste gedeelte van de reactie kennelijk geen belangrijk verlies aan opbrengst optreedt tengevolge van bijproduktvorming 30 uit de reactie van het aniline-reagens met het primaire (4-plaats) me.ti_halogeen gesubstitueerde einde van het di-halogeenboterzuur.

De in het tweede gedeelte van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding toegepaste pH waarde ligt bijvoor-35 beeld tussen 0,1 en 7>0 en bij voorkeur wordt de pH tussen 0,5 en 4,0 en liever nog tussen 0,5 en 2,5 gehandhaafd. Tijdens het tweede gedeelte van de totale reactie wordt bij voorkeur een anorganische base (bij voorkeur in de vorm van een waterige oplossing) aan de reactiezone voldoende 40 langzaam toegevoegd om de gewenste zure pH te handhaven.

80 0 5 4 4 8 3 *

Geschikte anorganische basen voor het tweede gedeelte van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zijn alkali-hydroxiden of -carbonaten. Het alkali kan een aardalkalimetaal namelijk Ca of Ba of een alkalimetaal zoals 5 Li, Ha, E, Eb of Cs zijn. Bij voorkeur toegepaste basen zijn de zwakke basen zoals alkalimetaal- of aardalkalimetaalcar-bonaten, in het bijzonder natriurnearbonaat en calciumcarbo-naat en natrium- of calciumwaterstofcarbonaat. Het is gebleken, dat natriurnearbonaat een bijzonder doelmatige anor-10 ganische base is voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. De anorganische basen worden bij voorkeur opgelost in water met een concentratie van 5 % tot verzadiging.

Tijdens de reactie wordt de temperatuur tussen 20° en 250°C gehandhaafd. De reactie is exothermisch en levert dus 15 zelf de voor versnelling van de reactie benodigde warmte.

De temperatuur wordt bij voorkeur tussen 20 en 40°C tijdens het eerste gedeelte van de reactie en tussen 95 en 110°C tijdens het tweede gedeelte van de reactie gehandhaafd.

De onderhavige uitvinding heeft dus het belangrijke 20 voordeel, dat een met lacton gesubstitueerd aniline wordt verkregen uitgaande van een aniline en een dihalogeenboter-zuur met gebruikmaking van slechts één reactiezone of één reactie-reservoir in plaats van twee reactiezones, één voor de uitvoering van de ringsluiting en één voor de daaropvol-25 gende alkylering.

De aanwezigheid van een waterige base tijdens het eerste gedeelte van de werkwijze is ongewenst, daar dit aanleiding geeft tot de vorming van bijprodukten en tot verlies van opbrengst. De uitvoering van het eerste gedeelte 30 in watervrij milieu levert een maximale opbrengst. Het exo-therme effect in de eerste reactie kan worden benut voor de levering van de warmte voor de verdere reactie echter onder zorgvuldige controle.

Bij voorkeur toegepaste substituenten voor de Η, X en 35 T groepen in de aniline en boterzuur reagentia zijn de volgende: E is methyl of ethyl, p E is methyl of ethyl, is waterstof, 4-0 E"4- is waterstof,

fl η η s δ l A

<+ R^ is waterstof, X is broom of chloor, Y is broom of chloor.

Bijzonder de voorkeur verdienende substituenten voor 5 de E, X en Y groepen zijn: 1 2 R en fi zijn methyl, 7, h. 5 R , R en R^ zijn waterstof, X en Y zijn broom.

VOORBEELDEN

10 Voorbeeld I: Eén-reactorproces (6517-55)

Een 3-kalsrondbodemkolf voorzien van een roerder, een thermometer, een druppeltrechter en een koeler werd gevuld met 360 g (1,46 mol) 2.4-dibroomboterzuur. Dit zuur werd verwarmd op 150°C, waarna 161 g (1,33 mol) 1,6-dimethyl-15 aniline druppelgewijs in 30 minuten werd toegevoegd. De temperatuur werd op 50 - 60°C tijdens deze gehele toevoeging gehandhaafd. Een neerslag ontstond nadat ongeveer 80 % van het dimethylaniline was toegevoegd.

De temperatuur werd daarna op 105 - 110°C gehouden, 20 terwijl een waterige oplossing van 141 g (1,33 mol) natrium-carbonaat in 4-00 ml water in een zodanige hoeveelheid werd toegevoegd, dat de pH-waarde van het mengsel beneden 1,5 werd gehouden. Na toevoeging van al het carbonaat steeg de pH-waarde tot ongeveer 5· Het mengsel werd gekoeld tot 70°C 25 en 380 ml tolueen werden toegevoegd. Het onzuivere reactie-produkt vormde twee lagen. De onderste waterige fase werd verwijderd. De bovenste organische fase werd gewassen en bij 110°C gestript om al het water te verwijderen. Het overblijvende materiaal had een gewicht van 558 g en de analyse 30 toonde 44,4 % vaste stof aan. Een fractie werd geanalyseerd en de opbrengst werd daarna berekend op 76,7 °/° N'-2'-butyro-lacton-2.6-dimethylaniline op basis van dibroomboterzuur. Voorbeeld II. !Dwee-reactor -proces (6517-52 B en 6517-37) A. Eenzelfde apparaat als in voorbeeld I werd gevuld 35 met 360 g (1,46 mol) 2.4-dibroomboterzuur. Dit zuur werd verwarmd op 50°C en een waterige oplossing van 65»7 g (0,62 mol) natriurnearbonaat in 207 ml water werd met een zodanige snelheid toegevoegd, dat de pH-waarde op of beneden 1,5 werd gehandhaafd. Na één uur was de toevoeging vol-40 tooid. Het mengsel werd gekoeld en in twee lagen gescheiden.

80 05 44 8 5

De lagen werden gescheiden. De waterige laag werd tweemaal met dichloormethaan geëxtraheerd. De verzamelde extracten werden van oplosmiddel "bevrijd en de ontstane olie werd toegevoegd aan de organische laag, waarna in totaal 235 g 5 onzuiver 2-broombutyrolacton werden verkregen. Een analyse van het onzuivere produkt toonde aan, dat het 87 % van het gewenste broomlacton bevatte.

B. Eenzelfde apparaat als onder A werd gevuld met 230 g (1,21 mol) van het onzuivere 87 % 2-broombutyrolacton uit A 10 en 161 g (1,33 mol) 2.6-dimethylaniline. Dit mengsel werd op 110°C verhit en bij deze temperatuur gedurende één uur geroerd. Er ontstond een neerslag. Daarna werden 70,5 g (0,665 mol) natriurnearbonaat opgelost in 200 ml water met een snelheid van ongeveer 1,2 ml per minuut toegevoegd tot-15 dat ongeveer 2/3 was toegevoegd, waarna de toevoer werd versneld tot 0,5 ml per minuut totdat de rest was toegevoegd. Het verkregen mengsel werd nog gedurende 30 minuten geroerd bij 110°C,

Het reactiemengsel werd daarna gekoeld en 266 ml to-20 lueen werden toegevoegd. Er ontstonden twee fasen, die werden gescheiden. De organische fase werd met verdunde base, verdund zuur en water geëxtraheerd. Het verkregen onzuivere produkt werd van water bevrijd bij 110°G. De droge oplossing had een gewicht van 452 g en bevatte volgens analyse 25 50 % oplosmiddel. Een fractie van het oplosmiddelvrije, on zuivere produkt werd geanalyseerd en de opbrengst werd berekend op 62,7 % H,-2'-butyrolacton-2.6-dimethylaniline op basis van dibroomboterzuur.

Een vergelijking tussen de voorbeelden I en II toont 30 een veel hogere opbrengst van het gewenste produkt door toepassing van een voorkeursvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, namelijk door het gebruik van het watervrije dimethylaniline als base voor het uitvoeren van de eerste trap van de reactie en door toevoeging van de 35 anorganische base met voldoende snelheid om de pH-waarde beneden 7 in ie tweede trap van de reactie te houden.

Voorbeeld III: Eén-reactor synthese (6502-15)

Een 3-halsrondbodemkolf van 100 ml, voorzien van een roerder, een thermometer, een koeler en een extra trechter, 40 werd gevuld met 24,6 g (0,1 mol) 2.4-dibroomboterzuur bij

ö ή rt K A A

b 55°C. Daarna werden langzaam 12,1 g (0,1 mol) 2.6-dimethyl-aniline in 20 minuten toegevoegd. Er ontstond een neerslag. De kolf werd op 100°C verhit en 10,6 g (0,1 mol) natrium-carbonaat opgelost in water werd binnen een periode van on-5 geveer 2 uur toegevoegd. Het verkregen mengsel bleef twee dagen bij kamertemperatuur staan.

Het opwerken met dichloormethaan ter extractie van het organische materiaal leverde 18,8 g onzuiver produkt, dat bij analyse 69*5 % H,-2,-/-butyrolacton-2.6-dimethylaniline 10 bevatte: een opbrengst van 64· %.

Voorbeeld IV: Eén-reactor-synthese met τ?Η regeling (64-99-24·)

Een kolf van 500 ml, uitgerust zoals in voorbeeld III, werd gevuld met 135*26 g (0,55 mol) 2.4--dibroomboterzuur bij' 25°C. Daarna werden druppelsgewijs onder koeling 60,5 g 15 (0,5 mol) 2.6-dimethylaniline toegevoegd, waarbij de tempe ratuur tussen 28°C en 30°C werd gehouden. Er ontstond een neerslag.

Daarna werd langzaam 53 g (0,'5 mol) natriumcarbonaat opgelost in 172 ml water toegevoegd, terwijl de pH-waarde op 20 of beneden ongeveer 3*0 werd gehouden. Na toevoeging van 40 ml werd het mengsel verhit op een temperatuur van 110°C in 80 minuten. Deze temperatuur en de pH werden gehandhaafd totdat de totale carbonaatoplossing was toegevoegd. Het reactiemengsel werd nog 30 minuten onder terugvloeiing ge-25 kookt.

Het opwerken op de gebruikelijke wijze leverde 107,6 g onzuiver produkt, dat bij analyse 69,4- % N’-2'-/-butyro-lacton-2.6-dimethylaniline bleek te bevatten: opbrengst 72,8 %.

30 Een vergelijking tussen de voorbeelden III en IV toont, dat een zorgvuldige controle van de pH tijdens de toevoeging van het waterige, anorganische carbonaat een grotere opbrengst van het gewenste produkt oplevert.

8005448

Claims (8)

1. Werkwijze ter bereiding van een verbinding met formule 1, waarin η E alkyl met een klein aantal koolstofatomen of waterstof, p 5. alkyl met een klein aantal koolstofatomen of waterstof, E^ alkyl met een klein aantal kooIstofatomen, waterstof, C^-C^ alkoxy, C^-C^ halogeenalkyl, trifluormethyl, nitro of halogeen, E^ alkyl met een klein aantal koolstofatomen, waterstof 10 of C/1-C/, alkoxy, E-' alkyl met een klein aantal koolstofatomen of waterstof en X en Y halogeen voorstellen in een totale reactie, met het kenmerk, dat men een verbinding met 15 formule 2 met een verbinding met formule 3 in een reactie-zone bij een temperatuur van 20 - 250°C in contact brengt ter verkrijging van een reactiemengsel en dit reactiemeng-sel in contact brengt met een anorganische base bij een temperatuur van 20 - 250°C in een tweede deel van de totale 20 reactie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de pH-waarde tussen ongeveer 0,1 en 7,0 tijdens het tweede deel van de totale reactie handhaaft.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het 25 kenmerk, dat men als base een alkalimetaalcarbonaat toepast.

4. Werkwijze volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat men als base natriumcarbonaat toepast.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat men de pïï-waarde tijdens het tweede gedeelte van de reactie tussen 0,5 en 4,0 handhaaft .

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men verbindingen bereidt, 35 waarin e"1 methyl of ethyl, E^ methyl of ethyl, B? waterstof, E^ waterstof,

40 E^ waterstof, an 05 44 8 X broom of chloor Y broom of chloor voorstellen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het 5 kenmerk, dat men verbindingen bereidt, waarin R en p R methyl en X en Y broom voorstellen.

8. Vferkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men hetzelfde reactie-reservoir voor beide gedeelten van de totale reactie ge- Λ 0 bruikt. ***** 80 05 44 8