DE2650434C2

DE2650434C2 -

Info

Publication number: DE2650434C2
Application number: DE2650434A
Authority: DE
Inventors: Richard Mark Sittingbourne Kent Gb Scott; Geoffrey David Whitstable Kent Gb Armitage
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1976-11-03
Publication date: 1989-01-26
Also published as: CH623803A5; JPS6113462B2; NL187266B; NL187266C; AU507720B2; DK497976A; BE847891A; DK149194C; MX4419E; GB1563201A; SU932983A3; NL7612166A; DE2650434A1; IL50837A; FR2330671B1; BG27539A3; AU1927776A; CA1110268A; IL50837A0; BR7607351A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von herbicid wirksamen Verbindungen.

Es ist z. B. aus den GB-PS 11 64 160 und 12 89 283 bekannt, daß bestimmte Alaninderivate herbicide Wirksamkeit gegenüber wildem Hafer ausüben und darüber hinaus, daß diese Verbindungen selektiv in Nutzgetreide angewandt werden können, um wilden Hafer, der zusammen mit dem Nutzgetreide wächst, zu bekämpfen. Es konnte kürzlich gezeigt werden, daß bestimmte andere nahe verwandte Alaninderivate ebenfalls selektive herbicide Wirksamkeit in Nutzgetreide, besonders gegenüber breitblättrigen Unkräutern besitzen.

Es hat sich ferner gezeigt, daß eines der optisch aktiven Isomeren dieser Alaninderivate sehr viel wirksamer gegen Unkräuter ist als das andere Isomer, und bisher bestand das einzige Syntheseverfahren in einer Auftrennung des Gemisches. Erfindungsgemäß wurde nun ein neues stereospezifisches Verfahren gefunden, bei dem die Notwendigkeit langer und mühsamer Auftrennverfahren entfällt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Alaninverbindung der folgenden allgemeinen Formel, die an dem Kohlenstoffatom 2 R-Konfiguration besitzt:

in der Y und Z jeweils ein Wasserstoff-, Chlor- oder Fluoratom, W ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und R ein Wasserstoffatom oder eine Benzoyl- oder Thiobenzoylgruppe bedeuten, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Milchsäurederivat, das am Kohlenstoffatom C-2S-Konfiguration besitzt, der allgemeinen Formel II

umsetzt mit einem Anilin der allgemeinen Formel III

wobei die Gruppe X-O- eine Gruppe der Formel -O-SO₂-Q, O-CO-Q oder -O-CH(OH)-CV₃ darstellt, worin Q einen Kohlenwasserstoffrest und V ein Halogenatom bedeuten, und Z und Y die oben angegebene Bedeutung haben in Gegenwart einer Base bei erhöhter Temperatur zur Verbindung der allgemeinen Formel I umsetzt, in der R ein Wasserstoffatom ist, und diese Verbindung gegebenenfalls in das entsprechende N-Benzoyl- oder N-Thiobenzoylderivat umwandelt.

Die austretende Gruppe X-O- in der allgemeinen Formel II muß, wie oben angegeben, imstande sein, durch ein Anilin der Formel III, dem ein Proton fehlt, ersetzt zu werden. Derartige Gruppen sind: -O-SO₂-Q, -O-CO-Q und -O-CH(OH)-CV₃, wobei Q eine Kohlenwasserstoffgruppe, günstigerweise eine Alkyl- oder Arylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und V ein Halogenatom, z. B. ein Chlor-, Fluor- oder Bromatom ist. Vorzugsweise ist die austretende Gruppe X-O- eine -O-SO₂-Q-Gruppe, z. B. eine Methansulfonyl- oder p-Toluolsulfonylgruppe. Es hat sich gezeigt, daß das Vorhandensein einer dieser austretenden Gruppen in dem Milchsäurederivat II es ermöglicht, das erwünschte optisch aktive Isomer der allgemeinen Formel I während der Umsetzung von einer Verbindung der allgemeinen Formel II mit dem Anilin der allgemeinen Formel III zu erhalten. Durch dieses Verfahren wird nicht nur das gewünschte optisch aktive Isomer erhalten, sondern die Ausbeuten betragen mehr als 70% und häufig bis zu 80% oder darüber.

Die Umsetzung zwischen dem Milchsäurederivat II und dem Anilin III kann bei Temperaturen zwischen 50 und 200°C, vorzugsweise zwischen 130 und 170°C durchgeführt werden.

Wie bei allen stereospezifischen Verfahren müssen die Reaktionsbedingungen sorgfältig ausgewählt und für jeden speziellen Fall untersucht werden, um sicherzustellen, daß die optische Integrität des gewünschten Produktes durch die Bedingungen nicht nachteilig beeinflußt wird. Eine dieser Bedingungen ist die Art der bei der Reaktion zwischen dem Milchsäurederivat II und dem Anilin III vorhandenen Base. Die Base kann organisch oder anorganisch sein, wobei die Anwendung von Alkalicarbonaten oder -bicarbonaten bevorzugt ist. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten mit Natriumcarbonat. Wahlweise kann das Amin III selbst als Base angewandt werden.

Das Anilin III kann als Lösungsmittel für die Reaktion angewandt werden, aber es kann auch ein zusätzliches Lösungsmittel angewandt werden, wenn das die Reaktion unterstützt.

Das als Ausgangssubstanz bei dem erfindungsgmäßen Verfahren angewandte Milchsäurederivat II kann leicht hergestellt werden durch Umsetzung eines Säurehalogenids der Formel X-Halogenid oder des entsprechenden Säureanhydrids (X-O-X) oder eines halogenierten Aldehyds mit einem Milchsäurederivat der allgemeinen Formel IV, das an dem Kohlenstoffatom 2 S-Konfiguration besitzt:

wobei X und W die oben angegebene Bedeutung haben. Vorzugsweise wird die Reaktion in Gegenwart einer Base, z. B. einer organischen Base, wie Pyridin oder Triäthylamin durchgeführt. Im allgemeinen findet die Reaktion bei Raumtemperatur statt, aber es können, wenn das erwünscht ist, Temperaturen im Bereich von -5 bis +80°C angewandt werden. Das Säurehalogenid oder das entsprechende Säureanhydrid oder halogenierte Aldehyd kann unter den folgenden Verbindungen ausgewählt werden

V-SO₂-Q, V-CO-Q, O(CO-Q)₂ und H-CO-CV₃,

wobei Q und V die oben angegebene Bedeutung haben. Vorzugsweise wird ein Alkylsulfonyl- oder Arylsulfonylhalogenid angewandt, z. B. Methansulfonylchlorid oder p-Toluolsulfonylchlorid.

Die Verbindung IV ist eine billige leicht verfügbare Substanz, wenn W ein Wasserstoffatom bedeutet, d. h. sie ist S-(+)-Milchsäure. Die Ester der allgemeinen Formel IV können bequem aus S-(+)-Milchsäure hergestellt werden durch Veresterung mit dem entsprechenden Alkohol. Wahlweise kann S-(-)-Äthyllactat, das ebenfalls eine leicht zugängliche Verbindung ist, durch Umesterung in das gewünschte Milchsäurederivat IV umgewandelt werden.

Bei der Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen W kein Wasserstoffatom ist, kann es, je nach den Umständen, günstig sein, den Substituenten W in die Ausgangsverbindung IV einzuführen, oder wahlweise kann es günstiger sein, von der Säure (II; W = H) auszugehen und den Substituenten W in einer späteren Stufe oder in der letzten Stufe des Verfahrens einzuführen. Gleichermaßen kann es bei der Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I, in denen W ein Wasserstoffatom ist, günstig sein, von einem Ester auszugehen und die Estergruppe in einer Zwischenstufe oder der letzten Stufe des Verfahrens zu entfernen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen R eine Benzoylgruppe ist, können hergestellt werden durch Umsetzung einer erfindungsgemäßen Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R ein Wasserstoffatom ist mit einem Benzoylhalogenid, wie Benzoylchlorid. Günstigerweise wird die Reaktion in Gegenwart eines Lösungsmittels, wie Toluol, unter Rückfluß durchgeführt. Die Verbindung der allgemeinen Formel I, bei denen R eine Thiobenzoylgruppe ist, können hergestellt werden durch Umsetzung des entsprechenden Benzoylderivats mit einem Sulfid, wie P₂S₅.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehen 2 verschiedene Klassen von selektiven Herbiciden für Nutzgetreide, und zwar eine erste (Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen R ein Wasserstoffatom ist), die aktiv ist gegen breitblättrige Unkräuter und eine zweite (Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen R eine Benzoyl- oder Thiobenzoylgruppe ist), die wirksam ist gegen wilden Hafer. Bei beiden Gruppen sind die bevorzugten Verbindungen solche der allgemeinen Formel I, bei denen Z ein Fluor- oder Chloratom, Y ein Wasserstoff-, Chlor- oder Fluoratom und W eine Alkylgruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, z. B. eine Methyl-, Äthyl- oder Isopropylgruppe ist.

Um die absolute Konfiguration der Produkte, Ausgangssubstanzen und Zwischenprodukte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu beschreiben, wurde die R- und S-Bezeichnung angewandt, wie sie angegeben ist in Experientia, Band 12, Seite 81-94, 1956.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele erläutert, bei denen die Struktur aller synthetisierten Verbindungen durch das Infrarot- und NMR-Spektrum bestätigt worden ist.

Es wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Die Verbindungen, C, D, H, I, J, K, L und M sind die herbicid wirksamen Verbindungen, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden und die Verbindungen A, B, E, F und G sind Zwischenprodukte zur Herstellung der herbicid wirksamen Verbindungen.

Die Verbindungen C, H, J und L sind die rechtsdrehenden selektiven Herbicide gegen breitblättrige Unkräuter in Nutzgetreide während die Verbindungen D, I, K und M die linksdrehenden selektiven Herbicide gegen wilden Hafer in Nutzgetreide sind.

Die Verbindungen A bis M wurden nach den Verfahren hergestellt, die in der folgenden Tabelle zusammengefaßt und nachstehend skizziert sind:

Herstellung von R-(-)-(N-Benzoyl-3-chlor-4-fluoroanilino)propionsäure- isopropylester (Verbindung I) a) Herstellung von S-(-)-Milchsäureisopropylester (Verbindung F)

S-(+)-Milchsäure (10,0 Mol), Isopropanol (40 Mol), Benzol (5,0 Mol) und Schwefelsäure (0,12) wurden 36 Stunden unter Erhalt der Verbindung F am Stückflußkühler erhitzt (71% Ausbeute; Kp. 78°C bei 46,66 mBar (35 mm).

b) Herstellung S-(-)-2-Mesyloxypropionsäure-isopropylester (Verbindung G)

S-(-)-Milchsäure-isopropylester (0,5 Mol) wurde wie oben unter a) beschrieben hergestellt und mit Mesylchlorid und Pyridin (1,0 Mol) bei 6 bis 15°C über einen Zeitraum von 3 Stunden unter Erhalt der Verbindung G umgesetzt (78% Ausbeute; Kp. 83°C bei 0,66 mBar (0,5 mm)).

c) Herstellung von R-(+)-2-(3-Chlor-4-fluoranilino)propionsäure- isopropylester (Verbindung H)

S-(-)-2-Mesyloxypropionsäure-isopropylester (3,0 Mol) wurde wie unter b) oben beschrieben hergestellt und mit 3-Chlor-fluoranilin (7,5 Mol) einer Temperatur von 111 bis 149°C über einen Zeitraum von 14 Stunden unter Erhalt der Verbindung H umgesetzt (79% Ausbeute; Fp. 36-38°).

d) Herstellung von R-(-)-2-(N-Benzoyl-3-chlor-4-fluoranilino) propionsäure-isopropylester (Verbindung I)

R-(+)-2-(3-Chlor-4-fluoranilin)propionsäure-isopropylester (2,3 Mol) wurde wie unter c) oben beschrieben hergestellt und 4 Stunden mit Benzoylchlorid (2,4 Mol) in Toluol (10,0 Mol) unter Erhalt der Verbindung I am Rückflußkühler erhitzt (96% Ausbeute; Fp. 69-71°C).

Tabelle

Die bevorzugten Herbicide, die selektiven Herbicide gegen wilden Hafer in Nutzgetreide, wurden nach der in der folgenden Tabelle angegebenen Reaktionsfolge hergestellt. Die Ausgangssubstanz und die Gesamtausbeute, bezogen auf die Ausgangssubstanz, sind ebenfalls angegeben.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von herbicid wirksamen Alaninderivaten, bei denen das Kohlenstoffatom C-2-R-Konfigurationen hat, der allgemeinen Formel I in der Y und Z jeweils ein Wasserstoff-, Chlor- oder Fluoratom, W ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und R ein Wasserstoffatom oder eine Benzoyl- oder Thiobenzoylgruppe bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Milchsäurederivat, das am Kohlenstoffatom C-2-S-Konfiguration besitzt, der allgemeine Formel II mit einem Anilin der allgemeinen Formel III wobei die Gruppe X-O- eine Gruppe der allgemeinen Formeln -O-SO₂-Q, O-CO-Q oder -O-CH(OH)-CV₃ darstellt, worin Q einen Kohlenwasserstoffrest und V ein Halogenatom bedeuten, und Z und Y die oben angegebene Bedeutung haben in Gegenwart einer Base bei erhöhter Temperatur umsetzt, und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel I in der R ein Wasserstoffatom ist gegebenenfalls in das entsprechende N-Benzoyl- oder N-Thiobenzoylderivat umwandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe X-O- eine Methansulfonyl- oder p-Toluolsulfonylgruppe ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion zwischen dem Milchsäurederivat der allgemeinen Formel II und dem Anilin der allgemeinen Formel III bei einer Temperatur zwischen 50 und 200°C, vorzugsweise zwischen 130 und 170° durchführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion zwischen dem Milchsäurederivat der allgemeinen Formel II und dem Anilin der allgemeinen Formel III in Gegenwart eines Alkalicarbonats oder -bicarbonats durchführt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalicarbonat Natriumcarbonat verwendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R eine Benzoylgruppe ist, eine Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R ein Wasserstoffatom ist, mit einem Benzoylhalogenid umsetzt.