DE2640462C2 - Diphenylaminderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Diphenylaminderivate und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
bedeuten und nur einer der Reste R1 bis R3 eine Methyl- bzw. Trifluormethylgruppe sein kann.
2. N-Methyl^.^dinitro-o-trifluormethyldiphenylamin.
3. Verfahren zur Herstellung der Diphenylaminderivate nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß
man in an sich bekannter Weise ein 2-Halogen-3,5-dinitrobenzotrifluorid der allgemeinen Formel
NO2
O1N
worin X Halogen bedeutet,
mit einem Anilin der allgemeinen Formel
NH2
(Π)
worin R1, R2 und R3 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben,
umsetzt und die so erhaltene Verbindung N-alkyliert.
umsetzt und die so erhaltene Verbindung N-alkyliert.
Die Erfindung betrifft Diphenylaminderivate, deren Stickstoffatom alkylsubstituiert ist und die wertvolle
Zwischenprodukte für die Herstellung von rodenticid wirksamen Diphenylaminen darstellen. Der eine Phenylring
ist 2,4-Dinitro-6-trifluormethyl-substituiert und der andere ist mit nicht mehr als einer Methyl- oder Trifluormethylgruppe
substituiert.
Auf dem Gebiet der Rodenticide wird seit langem geforscht. Ratten und Mäuse sind Träger vieler Krankheiten,
und wenn sie die Behausungen von Menschen teilen, verursachen sie verheerende Schaden. Sie verschmutzen
und verunreinigen Gebäude und zerstören Gebäude und ihre Einrichtungen durch Tunnel- und Nestbau.
Treten sie in größerer Anzahl auf, fressen oder verunreinigen die Tiere große Mengen an Nahrungsmitteln.
Es wurden mehrere Arten verschiedener Rodenticide gefunden, und viele davon sind auch heute noch in
Gebrauch. Das vermutlich beste der bekannten Rodenticide mit allgemeiner Wirksamkeit ist Warfarin (3-gamma-Acetonbenzyl)-4-hydroxy-cumarin).
Die Nagetiere entwickeln jedoch eine Resistenz gegen die bekannten Rodenticide. Gifte, wie Arsen- und Thalliumverbindungen, werden zwar in gewissem Umfang angewandt, doch
ist es offensichtlich, daß sie für Menschen und Haustiere recht gefährlich sind.
Sekundäre Diphenylamine sind als Wirkstoffe von fungiciden und insecticiden Mitteln bekannt. Die erfindungsgemäßen
tertiären Diphenylamine sind dagegen neue Verbindungen.
Gegenstand der Erfindung sind Diphenylaminderivate der allgemeinen Formel
NO
O2N
(D
worin
bedeuten und nur einer der Reste R1 R2 und R3 eine andere Bedeutung als Wasserstoff hat.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der neuen Diphenylaminderivate
der allgemeinen Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in an sich bekannter Weise ein 2-Halog m-3,5-dinitrobenzotrifluorid der allgemeinen Formel 10
NO,
O2N
worin X Halogen bedeutet,
mit einem Aniünderivat der Formel
NH,
(H)
(ΠΙ)
15
20
25
worin R1, R2 und R3 die oben angegebenen Bedeutungen haben,
umsetzt und anschließend die so erhaltene Verbindung N-alkyliert.
Der Übereinstimmung halber werden alle hierin beschriebenen Verbindungen als Diphenylamine bezeich- 30
net, selbst dann, wenn die Nomenklaturregeln andere Bezeichnungen vorschreiben sollten.
4-Methyl-2',4'-dinitro-N-propyl-6'-trifluormethyldiphenylamin,
2-Methyl-2',4'-dinitro-N-pΓopyl-6'-trifluoπnethyldiphenylamiπ,
Die im Rahmen der Erfindung bevorzugten Verbindungen sind N-MethyW^-dinitro-o-trifluormethyldiphenylamin, 2,4-Dinitro-N-propyl-6-trifluormethyldiphenylamin,N-Methyl-2,4-dinitro-3',6-bis(trinuormethyl)-diphenylamin und N-Methyl-2,4-dinitro-2',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin.
NO
O2N
O2N
O2N
50
60
65
CF3
In dem vorstehenden Reaktionsschema bezeichnet Halogen ein beliebiges der vier üblichen Jlalogenatome,
von denen Chlor und Fluor bevorzugt sind und Chlor gewöhnlich das zweckmäßigste ist.
Die einzelnen Stufen des oben beschriebenen Verfahrens sind in der organischen Chemie nichts Außergewöhnliches
und verlaufen in der vom Fachmann erwarteten Weise. Die Reaktion, durch die das Anilin und das
Benzotrifluorid miteinander verbunden werden, wird am besten bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen
im Bereich von -20 bis +100C in Dimethylformamid in Gegenwart von Natriumhydrid durchgeführt. Andere
Reaktionsmedien sind in gleicher Weise brauchbar. Die Reaktionen können beispielsweise in Alkanolen, wie
Äthanol, durchgeführt werden, wobei dann die Reaktionstemperatur hoher sein und im Bereich von 10 bis 25°C
liegen kann. Auch Ketone, wie Aceton und Methyläthylketon, und Äther, wie Diäthyläther und Tetrahydrofuran,
sind gut geeignete Reaktionslösungsmittel.
Zum Abfangen der Säure ist eine starke Base erforderlich. Das oben erwähnte Natriumhydrid ist im allgemeinen
die am besten geeignete Base, doch können auch andere anorganische Basen, wie Natriumhydroxid und
Natriumcarbonat, sowie organische tertiäre Amine, zum Beispiel Pyridin und Triäthylamin, sowie einfach ein
Überschuß des als Ausgangsmaterial verwendeten Anilins verwendet werden.
Die N-Alkyliei-ung der Diphenylamine wird mit Reagentien, wie Dialkylsulfaten oder Alkylhalogeniden in
Gegenwart einer Base durchgeführt. Bei Verwendung eines Dialkylsulfats ist das bevorzugte Reaktionslösungsmittel
Aceton, doch können auch andere Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Dioxan und Diäthyläther sowie
Alkane, zum Beispiel Hexan und Octan, mit Erfolg verwendet werden. Dimethylformamid ist das bevorzugte
Lösungsmittel für Alkylierungen mit Alkylhalogeniden, doch ist auch Aceton hervorragend geeignet. Schließ-Hch
können auch andere der oben beschriebenen Lösungsmittel verwendet werden. Die bei den Alkylierungsreaktionen
bevorzugt verwendeten Basen sind solche, die eine Dehydratisierungswirkur? haben, insbesondere
Natriumcarbonat Es könnea jedoch auch andere anorganische Basen, wie Alkalicarbonate, -bicarbonate,
-hydroxide und -hydride verwendet werden.
Die Menge, in der die Base verwendet wird, hängt von der Reaktionstemperatur ab. Je höher die Reaktionstemperatur
in der Alkylierungsstufe ist, desto größer ist der erforderliche Überschuß an Base. Liegt die Reaktionstemperatur
etwa bei Zimmertemperatur, dann soll nur ein geringer Überschuß an Base, zum Beispiel 2 Mol
Base je Mol Diphenylamin, verwendet werden. Bei Anwendung sehr hoher Reaktionstemperaturen, zum Beispiel
1000C, soll ein großer Überschuß an Base, zum Beispiel die zehnfache Menge, verwendet werden.
Es sei daraufhingewiesen, daß es von wesentlicher Bedeutung ist, die Alkylierung in Abwesenheit von Wasser
durchzuführen.
Im allgemeinen werden Alkylierungen mit Dialkylsulfaten am besten bei etwa 800C durchgeführt, doch können
auch Temperaturen von etwa Zimmertemperatur bis zur Rückflußtemperatur angewandt werden. Für Alkylierungen
mit Alkylhalogeniden werden Temperaturen von 20 bis 35°C bevorzugt, aber es können auch erhöhte
Temperaturen bis zu 1500C angewandt werden.
Die als Ausgangsmaterialien verwendeten substituierten Aniline und Phenylhalogenide lassen sich leicht
nach allgemein bekannten Verfahren herstellen.
Die irifluormethylsubstituierten Aniline werden am besten dadurch hergestellt, daß man zuerst ein durch |
eine Carboxylgruppe substituiertes Anilin gewinnt, bei dem die Säuregruppe an der für den Trifluormethylrest I
gewünschten Stelle steht, und dann diese Säuregruppe mit Schwefeltetrafluorid fluoriert. Die folgenden Bei- I
spiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Die nach diesen Beispielen erhaltenen Produkte wurden
durch magnetische Kernresonanzanalyse, Mikroanalyse, Dünnschichtchromatographie und in einigen Fällen
durch Massenspektrophotometrie und Infrarotanalysc identifiziert.
N-MethyI-2,4-dinitro-6-trifIuormethyldiphenylarnin
27 g 2-Ch!or-3,5-dinitrobenzotrifluorid werden zu 20 g Anilin und 75 ml Äthanol gegeben. Nach kurzem Rühso
ren bei Zimmertemperatur wird das Reaktionsgemisch mit einer kleinen Probe des gewünschten Zwischenprodukts
angeimpft, wodurch sich sofort ein Niederschlag bildet. Dieser Niederschlag wird durch Filtrieren abgetrennt
und als 2,4-Dinitro-6-trifluormethyldiphenylamin identifiziert; Ausbeute: 28,5 g.
Dieses Zwischenprodukt kann auf zwei verschiedenen Wegen N-methyliert werden.
A. 3,3 g des Zwischenprodukts werden in 15 ml Dimethylformamid aufgenommen und mit 1,3 g Natriumhydrid
versetzt. Unter Rühren der Mischung bei Zimmertemperatur werden 1,5 ml Methyljodid unter Wärmeentwicklung
zugegeben. Nach 1V2 Stunden werden weitere 2 ml Methyljodid zugesetzt, und die Mischung wird
etwas erwärmt. Nach weiteren 2 Stunden wird das Reaktionsgemisch zu einer großen Menge kalten Wassers
gegeben, und die wäßrige Schicht wird abdekantiert. Das hinterbleibende Öl wird in Diäthyläther aufgenommen
und mit Magnesiumsulfat und Aktivkohle gerührt. Nach dem Abfiltrieren der Feststoffe wird die Lösung zur
Trockne eingedampft, wodurch 2,4 g eines dunkelroten Öls, das sich beim Abkühlen verfestigt, erhalten werden.
Die feste Substanz wird mit Petroläther erwärmt, abgekühlt und filtriert, wodurch man 2,4 g N-Methyl-2,4-dinitro-6-trifluormethyldiphenylamin,
F. = 84 bis 860C, erhält.
Analyse:
berechnet: C 49,28%; H 2,95%; N 12,31%;
gefunden: C 49,24%; H 3,05%; N 12,31%.
gefunden: C 49,24%; H 3,05%; N 12,31%.
B. 11 g des Zwischenprodukts, 45 ml Dioxan, 14 g Natriumcarbonat und 6 ml Dimethylsulfat werden 24 Stun-
den bei Rückflußtemperatur gerührt. Weitere 12 ml Dimethylsulfat und 10 g Natriumcarbonat werden zugegeben,
und die Mischung wird zwei weitere Stunden bei Rückflußtemperatur gerührt. Nach Eingießen der
Mischung in Wasser wird vier Stunden gerührt. Die wäßrige Schicht wird abgegossen, und der Rückstand wird in
Methylcnchlorid aufgenommen und filtriert. Es werden etwa 10 g rohes N-Methyl-2,4-dinitro-6-trifluormethyldiphcnylamin
erhalten.
Beispiel 2
2,4-Dinitro-N-propyl-6-trifiuormethy!diphenylamin
2,4-Dinitro-N-propyl-6-trifiuormethy!diphenylamin
5 g des in der ersten Stufe von Beispiel ι hergestellten Diphenylaminzwischenprodukts werden in 80 ml Dimethylformamid
in Gegenwart von 20 g Natriumcarbonat mit Propyljodid alkyliert. Das Reaktionsgemisch wird
72 Stunden bei 1100C gerührt. Das Produkt wird durch Abschrecken des Reaktionsgemischs mit Wasser, Extraktion
mit Mcthylenchlorid und Verdampfen des Lösungsmittel im Vakuum gewonnen. Nach Reinigung des Rohprodukts
durch Chromatographie in einer mit Siliciumdioxidgel gefüllten Säule und Eluieren mit Toluol erhält
man 1,2 greir.es Produkt, eine Flüssigkeit mit folgenden NMR-Peaks: 0,93 (Triplett), 1,35-2,05,3,59,6,45-6,78,
6,82-7,38, 8,63 und 8,76 ppm.
Beispiel 3
N-Methyl-2,4-dinitro-2',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin
N-Methyl-2,4-dinitro-2',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin
Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden 4,8 g 2-Aminobcnzotrifluorid mit 8,1 g 2-Chlor-3,5-dinitrobenzotrilluorid
umgesetzt, wodurch nach Reinigung in einer mit Siliciumdioxidgel gefüllten Säule
mit Mcthylenchlorid als F.lutionsmittel 4,5 g 2,4-Dinitro-2',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin erhalten werden.
2 g dieses Zwischenprodukts werden mit 5 ml Dimethylsulfat in Aceton in Gegenwart von Natriumcarbonat
alkyliert. Das Produkt wird aus Äthanol umkristallisiert, und man erhält so 75 mg N-Methyl-2,4-dinitro-2',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin,
F. = 148 bis 149°C.
Analyse;
berechnet:
gefunden:
berechnet:
gefunden:
C 44,02%;
C 43,73%:
C 43,73%:
H 2,22%;
H 2,26%;
H 2,26%;
N 10,27%;
N 10,09%.
N 10,09%.
Beispiel 4
N,4-dimethyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin
N,4-dimethyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin
10 g p-Toluidin werden nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise mit 12,6 g 2-Chlor-3,5-dinitrobcnzotrifluorid
in Äthanol umgesetzt. Das gebildete Zwischenprodukt wird durch Filtrieren gewonnen und als
4-Methyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin identifiziert; Ausbeute: 10,1 g.
1 g dieses Zwischenprodukts wird mit 5 ml Methyljodid in 12 ml Aceton m Gegenwart von 5 g Natriumcarbonat
alkyliert. Die Mischung wird 96 Stunden bei Rückflußtemperatur gerührt und dann zur Trockne eingedampft.
Der Rückstand wird zweimal mit je 150 ml heißem Hexan digeriert. Das Hexan wird in der Wärme filtriert,
und das Filtrat wird im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird aus Äthanol umkristallisiert,
und man erhält so 750 mg N,4-Dimethyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin, F. = 124 bis 125°C.
Analyse:
berechnet: C 50,71%; H 3,40%; N 11,83%;
gefunden: C 50,51%; H 3,35%; N 11,75%.
gefunden: C 50,51%; H 3,35%; N 11,75%.
Beispiel 5
N-Methyl-2,4-dinitro-3',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin
N-Methyl-2,4-dinitro-3',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin
20 g 3-Aminobenzotrifluorid werden mit 16,8 g 2-Chlor-3,5-dinitrobenzotrifluorid in 200 ml wasserfreiem
Äthanol über Nacht beim Sieden unter Rückfluß gehalten. Nach Entfernung des Äthanols im Vakuum wird das
Produkt durch Lösen in Toluol von dem als Nebenprodukt gebildeten Hydrochlorid abgetrennt. Das Toluol wird
im Vakuum abgedampft, und das gebildete Zwischenprodukt wird aus Äthanol umkristallisiert. Man erhält etwa
13 g 2,4-Dinitro-3',6-bis(trifluormethyl)-diphenylamin, F. = 99 bis 1000C.
4 g dieses Zwischenprodukts werden dann mit 10 rnl Dimethylsulfat in Aceton in Gegenwart von Natriumcarbonat
nach der in Beispiel 1B beschriebenen Arbeitsweise alkyliert. Nach Umkristallisieren des erhaltenen Produkts
aus Äthanol erhält map 2 g N-Methyl-2,4-dinitro-3',6-bis(trifluonnethyl)-diphenylamin; F. = 108 bis
1090C.
Analyse:
berechnet: C 44,02%; H 2,22%; N 10,27%;
gefunden: C 44,01%; H 2,35%; N 10,23%.
gefunden: C 44,01%; H 2,35%; N 10,23%.
Beispiel 6
N,2-Dimethyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin
N,2-Dimethyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin
ίο 15 g o-Toluidin werden mit 18,9 g 2-Chlor-3,5-dinitrobenzotrifluorid in 150 ml Äthanol über Nacht beim Sieden
unter Rückfluß gehalten. Beim Abkühlen der Mischung bildet sich ein Niederschlag, der abgetrennt wird.
Man erhält so 6,8 g 2-Methyl-2',4'-dinitro-6'-trifluormethyldiphenylamin.
Dieses Zwischenprodukt wird mit 20 ml Dimethylsulfat in 25 ml Aceton in Gegenwart von 12 g Natriumcarbonat
alkyliert. Die Mischung wird 24 Stunden beim Sieden unter Rückfluß gehalten und danach mit 50 ml Wasser
verdünnt. Die wäßrige Schicht wird abdekantiert, und der Rückstand wird in Methylenchlorid aufgenommen,
mit Wasser gewaschen, filtriert und zur Trockne eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird durch Chromaiographieren
an einer Siliciumdioxidgelsäule mit Pentan/Methylenchlorid (1 :1) als Eluiermittel gereinigt. Man
erhält so 4 g reines N^-Dimethyl^'^'-dinitro-o'-trifluormethyldiphenylarnin, F. = 106 bis 1080C.
Analyse: | C | 50,71%; | H | 3,40%; | N | 11,83%; |
berechnet: | C | 50,88%; | H | 3,46%; | N | 12,08%. |
gefunden: | ||||||
Die Zwischenprodukte der Formel I werden zur Herstellung einer bedeutsamen Reihe von Rodenticiden
durch Halogenieren oder Nitrieren des Anilinrings verwendet. Diese Reaktionen werden in üblicher Weise
durchgeführt.
So werden zum Beispiel die Halogenierungen im allgemeinen am besten mit dem elementaren Halogen in
Essigsäure oder in Methylenchlorid oder einem ähnlichen halogenierten Lösungsmittel wie Chloroform oder
Tetrachlorkohlenstoff durchgeführt. Gewöhnlich wird bei Zimmertemperatur gearbeitet, doch kann die Reaktion
durch mäßiges Erhöhen der Temperatur auf 25 bis 500C beschleunigt werden. Die Chlorierung erfolgt am
besten unter Verwendung des gasförmigen elementaren Halogens, aber zur Bromierung kann man Mittel wie N-Bromsuccinimid
und Dibromisocyanursäure außer elementarem Brom verwenden.
Die Jodierung wird am besten mit Jodmonochlorid als Reagens durchgerührt.
Die Jodierung wird am besten mit Jodmonochlorid als Reagens durchgerührt.
Zur Herstellung einer Verbindung, die keinen Substituenten in 4-Stellung enthält, ist es häufig nötig, die
4-Stellung vor der Halogenierung zu schützen. Für diesen Zweck ist es am zweckmäßigsten eine Sulfonsäure zu
verwenden, da sie sowohl leicht zugegeben als auch leicht wieder entfernt werden kann.
Die Einführung von Nitrogruppen in den Anilinring läßt sich ohne weiteres mit einer Lösung von konzentrierter
Salpetersäure in Essigsäure bei Zimmmertemperatur bewirken. Es können jedoch auch andere Nitrierungsreaktionen
angewandt werden, zum Beispiel die Umsetzung mit einer Mischung aus konzentrierter Salpetersäure
und konzentrierter Schwefelsäure bei erhöhter Temperatur. Im allgemeinen wird außer den Säuren selbst
kein Lösungsmittel bei den Nitrierungsreaktionen verwendet.
Claims (1)
- Patentansprüche:
1. Diphenylaminderivate der allgemeinen FormelO2N(DworinR eine Methyl-, Äthyl- oder Propylgruppe,R1 und R2, die voneinander verschieden sind, Wasserstoff oder eine Methyl- oder Triflucrmethylgruppeund R3 Wasserstoff oder eine Methylgruppe
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