DE3133794A1 - Verfahren zur Herstellung von N'-(mono-oder disubstituierten) N-Aryl-Harnstoff-Derivaten - Google Patents

Description

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YERPAHREN ZUR HERSTELLUNG VON N '-(MONO- ODER DISUBSTI-TUIERFEN; N-ARYL-HAENSTOPF-DERIVATEN

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahr·* «or Herstellung von N'-mono- oder dieubetituierten ϊ-Ajryl-harnetoff-Derivaten der allgemeinen Pormel (I)_t

R¹

Aryl -NH-CO-N (I)

X²

Aryl eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe ist und

1 2

£ und R Jeweils für eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy- oder Phenylgruppe stehen oder

12

R und R zusammen mit dem benachbarten Sticketoffetoa

eine stickstoffhaltige heterocyclische bilden, die ein weiteres Heteroatom enthal- . ten kann oder

eines von R und R auch für Wasserstoff stehen kann,

1 2

mit der Bedingung, daß wenn eines von R und R eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe darstellt, da© andere nur ein WasHerstoffatom oder eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Alkozygruppe bedeuten kann«

33216-3699

Die durch "Aryl" dargestellte Phenylgruppe kann als fakultative Substituenten vorzugsweise 1 oder mehr Halogenatom(e), Nitrogruppe(n), niedere Alky lgruppe( η) , niedere Alkoxygruppe(n), niedere Trihalogen- alkylgruppe(n), niedere Alkylthiogruppe(n) oder eine Phenoxygrupp© , die gegebenenfalls durch die in diesem Absatz aufgeführten Gruppen substituiert ist, aufweisen.

12

R und R können als Alkyl- oder Alkoxygruppe

vorzugsweise 1 bis ^- Kohlenstoffatome enthalten, wäh-

1 2

rend die Cyoloalkylgruppen, die durch R und R dargestellt sind, vorzugsweise 5 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten. Diese Gruppen können gegebenenfalls z.B. folgende Substituenten aufweisen: eine Hydroxygruppe, Carboxygruppe, Alkylgruppe, Alkenylgruppe, Alkinyl gruppe, Alkoxygruppe, Phenylgruppe, substituierte Phe-

1 2

nylgruppe oder Heteroarylgruppe. Von den durch RRN- dargestellten stickstoffhaltigen heterocyclischen Gruppen

ist die Morpholino-Gruppe bevorzugt. Die Verbindungen der allgemeinen Pormel (I)

sind biologisch aktiv oder können in biologisch aktive Stoffe umgewandelt werden.

Einige Vertreter dieser Verbindungen der all gemeinen Formel (I), worin Aryl wie oben festgelegt ist, R Wasserstoff oder eine gegebenenfalLs substituierte Alkyl- oder Cycloelkylgruppe ist und R eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Cycloalkylgruppe darstellt, weisen eine schädlingsbekämpfende, in erster Linie herbizide Wirkung auf (siehe z.B. R. Wegler: Chemie der

Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1970, Seiten 241-255), Andere Verbindungen der allgemeinen Formel (I), wie d_er N-(4-Nitrophenyl)-N'-( 3'-pyridylinethyl)-harnst off (Pyrinuron), können ala Rodentizidmittel verwendet werden. Weitere Vertreter dieser Verbindungen der allgemei-

1 ? nen Pormel (I), bei denen eines von R und R Wasserstoff bedeutet und das andere eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe darstellt, sind pharmazeutisch aktiv oder können ala Zwischenprodukt zur Herstellung von pharmazeutisch aktiven Mitteln verwendet werden.

Bevorzugte Vertreter dieser Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind folgende:

N-Phenyl-N*,N'-dimethyl-harnstoff (Fenuron), eine herbizide Substanz,

IT-Phenyl-li'-(2-methylcyolohexyl)-harnstoff (Siduron), eine herbizide Substanz,

W-(4_Chlorophenyl)-N*,K'-dimethyl-harnstoff (Monuron), eine herbizide Substanz,

K-(3,4-Dichlorophenyl)-N'-methyl-N'-butyl-harn3toff (Neburon), eine herbizide Substanz, U-(3_ff4_Dichlorophenyl)-N^>,N'-dimethyl-harnstoff (Diuron), eine herbizide Substanz,
$_(3_Trifluoromethylphenyl)-N',N*-dimethy!-harnstoff

(Fluormethuron), eine herbizide Substanz, »

Ii-(3-Chloro-4~trifluormethylphonyl)-N^t,N^r-dimothyl-harnotof^ eine herbizide Substanz,
N_(3_Chloro-4-methylphenyl)-IT',K'-dimothy!-harnstoff

(Chlortoluron), eine herbizide Substanz, H-(4~Iaopropylphenyl)~N»,N'-dimothyl-harnstoff (Isoprothuron), eine herbizide Substanz, H-(3»4-Diohlorophenyl)-carbamoyl-morpholin, eine herbi-

ft

zide Substanz,

N-(3-Chloro-4-bromophenyl)-oarbamoyl-morpholin, eine herbizide Substanz,

N-O-ChlorophenylJ-carbamoyl-morpholin, eine herbizide Substanz,

H-(4~Chlorophenyl)-carbamoyl-morpholin, eine herbizide Substanz,

N-(3-Chloro-4~methoxyphenyl)-N',N'-dimethyl-harnstofi^l

r.

(Metoxuron), eine herbizide Substanz,

<■

If-/7"4-(4-Chlorophenoxy)-phenyl__7-li' ,li'-dimethyl-harnstoff (Chloroxuron), eine herbizide Substanz, 3Sr_(4-Chlorophenyl)-N'-methyl-Ii'-niethoxy-harnatoff (Monolinuron), eine herbizide Substanz, Ii-(4-Bromophenyl)-ir'-inethyl-N^>-methoxy-harnstoff (Metobromuron), eine herbizide Substanz, jj_(3_t4_Dichlorophenyl)-N'-methyl-ff'-methoxy-harnstoff (Linuron), eine herbizide Substanz, ]j_(3_Chloro-4-broraophenyl)-Ii*-niethyl-II'-methoxy-harnfltoff (Chlorbromuron), eine herbizide Substanz,

it

H-(3-Pluoro-4-bromophenyl)~N*,N'-dimethyl-harnstoff, eine herbizide Substanz,

H-(3-Pluoro-4-ohlorophenyl)-N',N^f-dimethyl-harnetoff, eine herbizide Substanz,

^-(J-Fluoro^-chlorophenylJ-N'-methyl-N'-methoxy-harnstofi; eine herbizide Subetanz,

3r-(3-Pluoro-4-0'odphenyl)-N '-methyl-N '-aethoxy-harnstof f, eine herbizide Substanz,

li-.(4-Chlorophetiyl)-Ii'-(3-methyl~4-ohlorophenyl)-harastoff, eine herbizide Substanz,

F-(4~Mtrophenyl)-]T-(3'-pyridy !methyl)-harnstoff (Pyrinurou), eine herbizide Substanz,

N-(4—Chlorophenyl)-N*-(3»4-dichlorophenyl)-harnstoff

t 1

(Triolooarban), ein bakteriostatisohes Mittel, N-(4-Ifitrophenyl)-li'-(4-nitrophenyl)-harnstoff (Nicarbasin), ein coccidiostatisohes Mittel, und

ff-( 4-Chlorophenyl)-]y^f-( 3-trif luoromethyl-4-ohlorophenyl)- -harnstoff (Cloflucarban), ein antiseptisches Mittel«

Die am meisten angewendeten Methoden zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I) basieren auf der Reaktion von Isocyanaten und Aminoderivaten. Nach einer dieser Methoden werden Isocyanate der allgemeinen Porznel Aryl-ITCO mit Aminen der allgemeinen Formel

1 2

UHR K umgesetzt, während nach einer anderen Methode Isocyanate der allgemeinen Formel R -WCO und Amine der allgemeinen Formel Aryl-WHp ⁰^-⁸ Reaktionsmittel verwendet werden· Mit dieser letzteren Methode entstehen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin R Wasserstoff bedeutet.

Eine allgemeine Beschreibung dieser Reaktionen 1st in Houben-Weyls Methoden der organischen Chemie (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1952, Band VIII, Seiten 154-156) enthalten«

Die in den obigen Methoden ala Ausgangsstoff verwendeten Isocyanate werden im allgemeinen βο hergestellt, daß die entsprechenden Amine mit Phosgen umgesetzt werden oder daß die entsprechenden Carbamate oder Harnstoff-Derivate Wärraezersetzung unterworfen werden (siehe Houben-Weyl: Methoden der organischen Chemie; Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1952, Band VIII, Seiten 119-128).

Es ist allgemein bekannt, daß Phosgen gesundheitsschädlich ist, weswegen Reaktionen, bei denen Phosgen verwendet wird, unter Einhaltung bestimmter Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt werden sollten. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Reaktion mit der Bildung von viel Salzsäure einhergeht, die schlecht entfernt werden kann und ernste Korrosionsproblerae verursacht. Die Methoden zur Herstellung von Isocyanaten durch Wärmezersetzung sind sehr kostspielig, da sie sehr materialaufwendig sind und viel Energie erfordern. So ist die Herstellung von Isocyanaten, die als Ausgangsstoffe bei der Synthese von Harnstoff-Derivaten der allgemeinen Formel (I) angewendet werden, schwerfällig, zu kompliziert und kostenaufwendig, und die Reaktion kann auf industrieller Basis nicht wirtschaftlich durchgeführt werden. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Isocyanate - wegen ihrer hohen Reaktivität - instabile Verbindungen sind und nur eine begrenzte Zeit lang, manchmal nur für einige Tage, gelagert werden können. So nimmt z.B. 4-Nitro-phenyl-isocyanat bei der Lagerung Wasser auf und kondensiert danach, wo-

durch Dimere, Trimere und andere Oligomere entstehen, die im nächsten Schritt nioht mit Aminen umgesetzt werden können (siehe Houben-Weyl: Methoden der organieohen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1952, Band VIII, Seite 159).

Es ist auoh bekannt, daß für die Herstellung von Harnstoffderivaten Carbamate mit entsprechenden primären oder sekundären Aminen in der Gegenwart von tertiären Aminkatalysatoren umgesetzt werden können (aiehe z.B. J. Am. Chem.Soc. 2£» 4458-4463 /1954/). Naoh der Fachliteratur sind allerdings nur Phenylcarbamate und substituierte Pheny!carbamate ausreichend reaktiv (Houben-Weyl: Methoden der organischen C_Qemie, Georg Ihieme Verlag, Stuttgart, 1952, Band VIII, Seiten 161-162), und wenn niedere Alkyloarbamate, die viel leichter herzustellen sind als die betreffenden Phenyl- oder substituierte Phenylester, als Ausgangsstoff verwendet werden, bringt die Reaktion eine sehr niedrige Ausbeute und erfordert extrem viel Zeit oder aber tritt Überhaupt keine Reaktion ein. Deshalb werden bei großangelegten Prozessen niedere Alkylcarbamate zur Herstellung von Harnstoffderivaten benutzt; sie werden zuerst mit Wärme zersetzt, waa viel Energie verlangt, und dann werden die entstandenen Isocyanate mit Aminen umgesetzt.

Daraus ergibt sich, daß im Hinblick auf die Reaktionszeit, die Verfügbarkeit von Ausgangsstoffen und die Sicherheit der Prozesse keine der bisher bekannten Methoden zur Herstellung von Harnstoffderivaten

vollkommen zufriedenstellend i3t.

Ziel der Erfindung ist es, eine neue Methode zur Herateilung von Harnstoffderivaten der allgemeinen Formel (I) auszuarbeiten, die leicht verfügbare Ausgange-Bubstanzen erfordert, innerhalb kurzer Zeit Endprodukte mit hoher Ausbeute liefert und keine gesundheitssohädlichcn Substanzen verwendet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß niedere Alkylcarbamate direkt, d.h. ohne sie erst in Isocyanate umzuwandeln, in kurzer Zeit und mit hoher Ausbeute in enteprechende Harnstoffderivate umgewandelt werden können, wenn sie mit entsprechenden Aminen in der Gegenwart von höheren tertiären Alkylaminkatalysatoren anstelle der bisher verwendeten niederen tertiären Amine (meistens Triethylamin oder Pyridin) umgesetzt werden. Es wurde auch beobachtet, daß wenn Phenyl oder substituierte Phenylcarbamate in der obigen Reaktion als Ausgangsstoff verwendet werden und der niedere tertiäre Aminkatalysator durch ein höheres tertiäres Alkylamin ersetzt wird, die notwendigen Endprodukte mit höherer Ausbeute erhalten werden. In diesen letzteren Fällen erhöht sioh die Ausbeute manchmal um das Doppelte oder noch mehr; so kenn z.B. N-(4-Cyanophenyl)~N^f~(3-pyridylmethyl)-harnstoff mit einer Ausbeute von 85 bis 90 % gewonnen werden, anstelle von 43 %_f wenn nach Beispiel 2 der ungarischen Patentschrift Nr. 168 295 vorgegangen

Dementsprechend betrifft die Erfindung eine

neues Verfahren zur Herstellung von Harnstoffderivaten der allgemeinen Formel (I),

R¹ Aryl - SH - 00 - H (I)

\²

12 worin Aryl, E und R wie oben festgelfgt sind, durch die

umsetzung eines Carbamata der allgemeinen Formel (II) R¹R²N - CO - X (II)

mit einem Amin der allgemeinen Formel (III),

Aryl - NH₂ (III)

oder eines Carbamate der allgemeinen Formel (IV) Aryl - NH - CO - X ' (IV)

mit einem Amin der allgemeinen Formel (V)

R¹R²NH (V)

1 2

worin R , R und Aryl wie oben bestimmt sind und X eine niedere Alkoxy-, Phenoxy- oder substituierte Phenoxygruppe darstellt, in Gegenwart eines tertiären Aminkatalysators. Entsprechend der Erfindung wird ein tertiäres AUcylamin, das insgesamt mindestens 6 Kohlenetoffatome und mindestens eine Alkylkette mit aind.ea.tans 4 Kohlenstoffatomen enthält, oder ein Gemisch soloher tertiären Alkylamlne als Katalysator einsetzt.

Wie aua der obigen Definition hervorgeht, können euoh ^Di(C-, .,«Ikylj-butylamine als tertiäre AlkylaraiEikatalyeatorea verwendet werden. Die Reaktion wird Jedooh bevorzugt la Gegenwart von tertiären Aminen, bei welchen die höchste Alkylkette mindestens 8, insbesondere mindestens 12, Kohlenstoff atome aufweist, durchgeführt.

Die anderen beiden an das Sticke toff atom gebundenen Alkylgruppen können niedere Alkylgruppen sein, wie Methyl- oder Athylgruppe. Naoh eigenen Erfahrungen ändert sioh der katalytisohe Effekt der tertiären Allylamine im allgemeinen parallel zur Anzahl der Kohlenetoffatome der höchsten Alkylkette, d.h. je grosser die Zahl der Kohlenetoffatome der höchsten Kette iat, desto kürzer ist die Reaktionszeit und desto höher ist die Ausbeute der gewünschten Harnstoffderivate. Von den tertiären Alkylamlnkatalysatoren werden folgende Verbindlangen besonders bevorzugt« Triootylamin, H.N-Dimethyl-n-octylamin, N,H- -Dimethyl-n-dodecylamin, ir.Ji-Dimethyl-n-hexadecylamin und die entsprechenden ir_tN-Diäthyl- oder N-Methyl-N-äthyl- -Verbindungen. Liese Substanzen sind im Handel leioht erhältlich.

Wie schon oben erwähnt wurde, können auch Gemische von höheren tertiären Alkylaminen als Katalysatoren in dem erfindungagemäßen Verfahren verwendet werden. Von ökonomischen Überlegungen ausgehend werden solohe Gemische von technischer Qualität bei großangelegten Prozessen bevorzugt, da diese Gemische viel billiger als die reinen tertiären Amine sind, ohne daß dabei ihre katalytisch^ Aktivität wesentlich verminderb wäre. Von den Gemischen höherer tertiärer Alkylamine seien _Z.B. die Erzeugnisse der Firma Hoechst AG mit dem Warenzeichen "Genamin" sowie die der Firma Akzo mit dem Warenzeichen "Armeena" erwähnt.

Die Bezeichnung "niedere Alkoxygruppe", die im Zusammenhang mit dem Substituenten X gebraucht wird, bezieht

eich auf CL ,Alkoxy-Gruppen, wie Methoxy, Athoxy usw. Die im Zusammenhang mit der Gruppe X verwendete Bezeichnung "substituiertes Phenoxy" bezieht sich auf die Phenoxy- -Gruppen mit einem oder mehr unter den Reaktionsbedingungen, inerten Substituenten, wie Halogenatomen oder Alkyl·-, Alkoxy-, Trihalogenalkyl- und/oder Nitrogruppen. Besonders bevorzugte Vertreter der an die Pheaoxy-Gruppe gebundenen Gubatituenten sind olektronenanzlehonde Gruppen (z.B. Halogenatome, Nitrogruppen) , da die Phenoxycarbainate mit elektronenanziehenden Substituenten auf dem aromatischen Ring unter erfindungsgemäßen Bedingungen besonders reaktiv sind.

Erfindungsgemäß können die Niederalky!-carbamate, die bisher als für die direkte industrielle Her3tollung von Harnstoffderivaten ungeeignete Stoffe betrachtet wurden, innerhalb von einigen Stunden mit einer Ausbeute von 80 % und mehr direkt in die entsprechenden Harnstoffderivate umgewandelt werden. T/erden Phenoxy oder substituierte Phenoxycarbamate als Ausgangsstoffe verwendet, so " kann das Endprodukt mit fast quantitativer Ausbeute in einer sohneilen Reaktion erhalten werden.

Die Ausgangsstoffο (d.h. die Carbamate und die primären oder sekundären Amine) werden vorzuganeiao in praktisch äquimolaren Mengai verwendet, obwohl einer der Reaktataten auch im Überschuß zur Anwendung kommen kann. Der höhere tertiäre Allcylaminkatalyaator wird dem Gemiach in einer Menge von 0,05 bis 2 Hol, vorzugsweise 0,5 bia 1,2 IJoI, bezogen auf 1 Mol des in der niedrig^^ren Molmenge

-AH-

vorliegenden Ausgangsstoff es, zugesetzt. Wenn eine Mischung aus höheren tertiären Aminen ale Katalyaator angewendet wird, bezieht sich dieses Verhältnis auf die Gesamtmenge der tertiären Amine.

Die Reaktion wird im allgemeinen in einem inerten Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol oder Xylol, vorzugsweise unter Sieden der Reaktionsmiachung durchgeführt. Der Überschuß eines höheren tertiären Alkylamins kann auoh als Lösungsmittel dienen, oder manchmal kann die Reaktion auch ohne Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel erfolgen.

Die Harnstoffderivate der allgemeinen Formel (I) sind im allgemeinen in dem Reaktionsmedium schwach löslich und trennen sich bei Kühlen der Mischung als Pestsubstanzen· In solchen fällen sind die Endprodukte duroh Filtern oder Schleudern leioht trennbar. Die erhaltene Mutterlauge, die Lösungsmittel, höheren tertiären Alkylamin-Katalysator, geringe Mengen nicht umgesetzten Ausgangsstoff und gelöstes Endprodukt enthält, kann erneut als Reaktionsmedium für weitere Reaktionsschritte verwendet werden. Dadurch kann der spezifische Bedarf an Reaktionsteilnehmern und Katalysator beträahtQich. gesenkt werden. In solchen Fällen ist es bevorzugt, die Ausgangsstoffe in äquimolarem Verhältnis zu verwenden, um die Anhäufung eines der Reaktio^teünehmer in der Mischung zu vermeiden. Nach der Rezirkulierung der Mutterlauge nimmt die Ausbeute im allgemeinen zu, da nach dem ersten Schritt keine weiteren Verluste durch Lösen des Endproduktes entstehen.

- AS ·

Es ist auch bevorzugt, die Destillation der Mischung unter Sieden zu ermöglichen, dadurch werden Wasserapuren und während der Reaktion entstehender Alkohol entfernt. In dieaem Fall iet ea nicht notwendig, naaaerfreie Auagangaaubatanzen und trockene Lösungsmittel zu verwenden«

Die Endprodukte, die aich beim Kühlen aus der Reaktionsniischung nicht auescheiden, können mit bekannten Methoden, wie Eindampfen, Falles, mit nicht lösenden Mitteln, usw· von dem Gemiach abgetrennt werden. In bestimmten Anwendungsgebieten* so wenn die Harnstoffderivate in der Landwirtachaft z.B. ala Pestizide angewendet werden aollen, iat ea nicht immer notwendig, sie von dem Refktionagemiaoh zu trennen, da dieses Gemisch, erfoiderlkhaj.-. falls nach Zumischen der notwendigen Zusätze, direkt zur Herstellung von agrochemischen Kompositionen (wie Sprüh- . "" lösungen, imprägnierten Körnern beziehungsweise Granula- - ten, usw.) verwendet werden kann· Für denselben Zweck können die nach der Abtrennung der festen Endprodukte erhaltenen Mutterlaugen, die eine bestimmte Menge von nicht

gelösten Harnstoffderivaten enthalten, verwendet werden. Je nach dem endgültigen Anwendungsgebiet kommen die getrennten rohen Harnstoffderivate als solche oder nach einer Reinigung zur Anwendung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann gleichermaßen zur Herstellung von symmetrisch und asymmetrisch substituierten Harnstoffderivaten genutzt werden.

Das erfindungagemäße Verfahren wird mit Hilfe der folgenden nioht einschränkenden Beispiele aus-

ftihrlich veranschaulicht. Dnboi oolite erwähnt werden, daß ee das primäre Ziel der Beiopiele ist, die weiten AnwendungoraUglichkoiten de3 neuen Verfahrens darzustellen, eo daß nicht danach getrachtet wurde, bei allen Reaktionen das optimale Ergebnis zu erreichen. Als Beispiel: die in den Beispielen angegebene Zahl der Rezirkulieruagen der Mutterlaugen stellt nicht den maximal möglichen Wert dar. Erfahrungsgemäß können die Mutterlaugen mindestens zehnmal rezirkuliert werden.

Die in den Beispielen erwähnten schichtchromatographischen Analyoon wurden auf Merok Kieselgel 60 IVjc*- -Platten durchgeführt. Die Schmelzpunkte aind unkorrigierte Werte.
Beispiel 1

Herstellung von N-(4-Nitrophenyl)-IT-(;3-pyriäylmethyl)- -harnatoff '

4,22 g (0,02 Mol) Athyl-N-(4-nitrophenyl)-carbamat, 1,80 g (0,0167 Mol) 3-Aminomethyl~pyridin und 3,18 g (0,0173 Mol) Tributylamin werden In 25 ml trockenem Toluol gelöst, und das Gemisch wird 5 Stunden lang zum Sieden erhitzt. Daa getrennte Produkt wird abgefiltert, zweimal mit jeweils 10 ml Aceton gewaschen und getrocknet. .4,33 S (85»1 #) N-(4-Nitrophenyl)-N*-(3-pyridylmethyl)- -harnstoff werden erhalten; Schmelzpunkt: 222-224 ⁰C (die authentische Probe schmilzt bei 223-225 C).

Die obige Reaktion wird wiederholt mit dem Unterschied, daß 1,72 g (0,0175 Mol) Triethylamin als Katalysator eingesetzt werden. Das Endprodukt fängt erst naoh

etwa 4 Stunden Sieden an, sich abzutrennen. Das Gemisch wird 36 Stunden lang gesiedet, danach wird dae getrennte Produkt abgefiltert und zweimal mit Jeweils 10 ml Aceton gewaschen. 3,3 g (64,9 %) N-(4~tfitrophenyl)-!*'-(3-pyridyllaethyl)-harnstoff werden erhalten; Schmelzpunkt: 222-224 ⁰C. Beispiel 2

Herstellung von H-(4-Wltrophenyl)-I]"^>-(3-pyridylmethyl)- -harnstoff

196,13 g (1 Mol) Methyl-N-(4-nitrophenyl)-car-

f _r

bamat, 108,14 g (1 Mol) 3-Aminomethyl-pyridin und 106,7 g (0,5 Mol) Ν,Ν-Dimethyl-n-dodecylamin werden in 3 1 Xylol gelöst· Das Reaktionsgemisch wird unter Rüokfluß gesiedet und die vorhandenen Wasserspuren werden zusammen mit dem in der Dean-Stark-Falle entstandenen Alkohol aus dem Gemisoh entfernt. Innerhalb von 15-20 Minuten nach Beginn des Siedens beginnt dae Endprodukt, sioh von dem Gemisoh zu trennen· Das Gemisch wird 4 Stunden lang unter Sieden erhitzt, dann wird die Suspension bei etwa 100 bis 110 gefiltert. Der Filterkuchen wird zweimal mit Je 100 ml heissem Xylol und einer geringen Menge Aceton gewaschen und dann im Vakuum getrocknet. 218,6 g (80,3 %) N-(4- -Nitrophenyl)-N'-(3-pyridylmethyl)-harnstoff wer den erhalten; Schmelzpunkt: 221-223 ⁰C. Beispiel 3 Herstellung von ff-(4-ffitrophenyl)-ff'-(3-pyridylmethyl)-

-harnstoff

Wie in Beispiel 2 beschrieben wird vorgegangen mit dem Unterschied, daß 0,5 Mol N,N-Dimethyl-n-he;cadecylamin als Katalysator angewendet werden. 240,67 g

- Af-

(88,4 %) N-(4-Nitrophenyl)-N'-(3~pyridy!methyl)-harnstoff werden erhalten; Schmelzpunkt: 222-224 ⁰C. Beispiel 4 Herstellung von N-(

-harnstoff

Ein Gemisch aus 5 t88 g (0,03 Mol) Methyl-N-(4- -nitr ophenyl)-carbemat., 2,70 g (0,025 Mol) 3-Aminomethyl- -pyridin, 9,6 ml Genamin CS 302D (ein Gemisch von Ν,ΪΓ- -Dimethyl-G^^^Q olkylaminen, Erzeugnis der Firma Hoeohst AG) und 50 ml Xylol werden in einen Kolben gefüllt, der mit einer 20 cm Vigreux-Säule und einer Dean-Stark-Falle ausgerüstet ist, und das Gemisch wird 2 Stunden lang unter Sieden erhitzt. In dieser Zeit haufen sich 6 ml eines Gemisches aus !»asser, Methanol und Xylol in der Falle an. Das Gemisch wird heiß gefiltert, das kristalline Endprodukt wird zweimal mit je 5 ml heissem Xylol und dann mit etwas Aceton gewaschen und getrocknet. 6,0 g (88,2 %) N-(4-Nitrophenyl)-Ii*-( 3-pyridylmethyl) -harnstoff werden

erhalten; Schmelzpunkt: 223-225 ⁰G.

Beispiel 5 Herstellung von N-(4~Nitrophenyl)-R*-(3-pyridylmethyl)-

-harnstoff

11,77 g (0,06 Mol) Methyl-N-(4-nitrophenyl)-

-carbamat, 5,4 g (0,05 Mol) 3-Aminomethyl-pyridin, 18,7 g (0,065 Mol) Genamin SH 302 D (ein Gemisch von N,IT-Dimethyl- -C-.,: -.ο alkylaminen, hergestellt durch die Firma Hoechst AG) und 200 ml Toluol werden in das unter Beispiel 4

beschriebene Gerät gegeben, und das Gemisch wird 4 Stunden lang unter Sieden erhitzt. In diener Zeit oammeln sich in der Falle 15 ml eines Gemisches von Wasser, Methanol und Toluol an. Der getrennte Peatstoff wird abgefiltert, zweimal mit je 10 ml heissem Toluol gewaschen, das Piltrat wird dann mit der Waschlösung vereinigt, und das erhaltene Geroisoh wird in der obigen Reaktion ale Reaktionamedium eingesetzt. Die Mutterlauge wird zehnmal rezirkuliert. Die Resultate der einzelnen Cyclen sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Tabelle 1

Nummer des Cyclus	Gewicht,	Endprodukt g Schmelzpunkt, C	Ana beute, %
1	10,85	221-223	79,72
2	12,95	223-225	95,15
3	11,95	222-224	87,80 -.-■-■_
4	10,65	221-223	78,25 ;
5	11,00	222-224	80,82
6	11,82	224-225	86,84 "■'"·'
7	12,65	224-226	92,94
8	10,50	223-225	77,14
9	11,00	222-224	80,82
10	13,28	224-226	97,57

Durchschnitt 11,66

85,70

Beispiel 6 Herstellung von N,N*-biaH-Nitror>henyl)-harnetoff

9,81 g (50 mmol) Wethyl-N-(4-nitrophenyl)-carbamat, 6,9 e (50 mmol) 4-Nitroanilin, 140 ml Xylol

und 11,8 g (etwa 50 mmol) Genamin CS 302 D (ein Gemisch von N,N~(IÜmetiayl)-C₁₀_₁₈elkylaininen_f Erzeugnis der Firma Hoeohet AG) werden in einen Kolben gegeben, der mit einem Rüokflußkühler ausgestattet ist, und dann wird das Gemisch unter Sieden erhitzt. Die gelben Kristalle des Endproduktes erscheinen sohon in der 3. Minute des Siedeprozesses,und die Menge des kristallinen Niederschlags nimmt schnell zu· Nach 0,5 Stunden Sieden wird die dicke, orangefarbene Kristallsuspension noch heiß in Vakuum gefiltert, der Filterkuchen wird zweimal mit Je 20 ml heissem Xylol und dann mit Aceton gewaschen, schließlich wird das Produkt im Vakuum getrocknet· 12,78 g (85_t2 %) N,N'-bis(4-nitrophenyl)-harnstoff werden er-

t. .

halten. Das Produkt erweist sioh als einheitlich, wenn es mit SohiohtChromatographie unter der Anwendung von einem Gemisch aus η-Hexan und Aoeton als Lösungsmittel im Verhältnis 3:1 untersucht wird. Die ohromatographische Erscheinung des Produkts ist identisch mit der der authentischen Probe.
Beispiel 7 Herstellung von N.N'-bisC^Nitrophenyl)-harnstoff

Wie in Beispiel 6 wird vorgegangen mit dem Unterschied, daß dem Kolben eine Destillationssäule angeschlossen wird, das Gemisch unter leiohtem Sieden gehalten wird und ständig Methanol aus dem Gemisch entfernt wird. Nach 2 Stunden Reaktion wird das Endprodukt abgefiltert, 50 mMol Methyl-N-(4-nitrophenyl)-

I /

-oarbamat und 50 mmol 4-Nitroanilin werden dem Filtrat hinzugefügt und die Reaktion wird wiederholt. Die Ergebnisse der vier aufeinanderfolgenden Cyclen sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2

Nummer des Cyclus	E η Gewicht,	d'produkt g Ausbeute, %	Chromatographische Erscheinung
1	13,36	89,1	einheitlich
2	14,30	95,3	einheitlich
3	13,58	90,5	einheitlich
4	14,75	98,3	einheitlich

Anmerkung:

Auf der Grundlage des Schmelzpunktes kann die Qualität des Endprodukts nicht entsprechend charakterisiert werden, da die Verbindung sofort nach dem Schmelzen zu sublimieren beginnt.
Beispiel 8 Herstellung von N-^-ChlorophenyD-carbamoyl-morpholin

Ein Gemisch von 9,28 g (50 mmol) Methyl-N- -(4—ohlorophenyD-carbamat, 4,36 g (50 mmol) Morpholin,

100 ml Xylol und 10,6 g (50 mmol) N_fN-Piiaethyl-tetradecylamin wird 6 Stunden lang unter Sieden vorsichtig erhitzt. Durch Destillation wird Methanol ständig aus dem Gemisch entfernt. Danach wird das Erhitzen abgestellt, und das Gemisch über Nacht kühlen und stehen gelassen. Die abgetrennten Kristalle werden abgefiltert und getrocknet. 9,1 g (75,6 %) N-(4-Oilorophenyl)-

-carbamoyl-morpholin werden erhalten; Schmelzpunkt: 196-200 ⁰C (die authentisohe Probe schmilzt bei 196-200 ⁰C) Beispiel 9

Herstellung von N-(4-Chlorphenyl)-N^>-(3_t4~dichlorophen.Yl)- -harnstoff

Ein Gemisch von 4,61 g (25 mmol) Methyl-lT-(4- -chlorophenyl)-carbamat, 4,07 g (25 nunol) 3,4-iLohloranilin, 100 ml Toluol und 4,7 g (25 mmol) 1T,N-Dimethyl- -dodecylamin wird 20 Stunden lang wie in Beispiel 8 beschrieben umgesetzt, und dann v/lrd das Gemisch kühlen gelassen. 4,60 g (58,4 %) N-(4-Chlorphenyl)-N'-(3,4- -dichlorphenyl)-harnstoff werden von dem Gemisch ale kristalline Substanz abgetrennt.
Beispiel 10

Herstellung von N-(3t4?-Dichlorphenyl)-carbamoYl-roorpholin Ein Gemisch von 5,50 g (25 mmol) Methyl-N-(3,4- -dichlorphenyl)-carbamat, 2,18 g (25 mmol) Morpholin, 100 ml Xylol und 4,7 g (25 mmol) 2i,N-Dimethyl-dodeoylamin wird 12 Stunden lang wie unter Beispiel 8 beschrieben umgesetzt. Die sich bei Kühlung trennende kristalline Substanz v/ird abgefiltert, 25 mmol Methyl-N-(3,4-dichlorphenyl)-carbamat und 25 mmol Morpholin werden dem Pil trat zugesetzt, und die Reaktion wird wiederholt. In der ersten Reaktion werden 5,0 (72,7 %) N-(3,4-Dichlorphenyl)- -carbamoyl-morpholin erhalten, während in der zweiten Reaktion 6,35 g (92,3 %) der gleichen Verbindung abgetrennt werden. Beide Verbindungsfraktionen schmelzen bei . 152-155 ⁰C (die authentische Probe sohmilzt bei 157-158 C).

Die obige Reaktion wird 00 wiederholt, daß

dem Gemisch 25 mmol Triäthylamin anstelle von N,K-Dimethy1- -dodecylamin sugeführt werden. 3,05 g (44_f3 %) des gewünschten Endprodukte werden nach 24 Reaktionsstunden erhalten.
Beispiel 11 Herstellung vop N-O^-

-harnstoff

Ein Gemisch von 5,50 g (25 mmol) Methyl-li-{3,4- -DichlorophenyU-oarbamat, 2,18 g (25 mmol) N-Butyl-methyl-

f.

amin, 4,7 g (25 mmol) N,N-l>lmethyl-dodecylamin und 100 ml Leichtbenzin werden 3 Stunden lang wie unter Beispiel 8 beschrieben umgesetzt. Der abgetrennte Peststoff wird abgefiltert, 25 mmol Methyl-N-(3,4~dichlorophenyl)-oarbamat und 2,18 g (25 mmol) JT-Butyl-methylamin werden dem Pil trat zugeführt, und die Reaktion wird wiederholt. In der ersten Reaktion werden 3_f7O g (53,8 %) N-(3,4-DichlorophenyD-lf'-methyl-N'-butyl-harnstoff erhalten, während in der zweiten Reaktion 5,05 g (73,4 %) der gleichen Verbindung abgetrennt werden* Beide Verbindungsfraktionen schmelzen bei 108-111 ⁰C (die authentische Probe sohmilzt bei 116-117 °C).
Beispiel 12 Herstellung von lM3»4~Dichlorphenyl)-K^>-methyl-ff»-butyl- —harnstoff

Wie in Beispiel 11 wird vorgegangen mit dem unterschied, daß 100 ml Xylol als Löeun #?mittel angewendet werden. Das Portschreiten jder Reaktion wird durch

-X¹I -

Sohiohtohromatographie Überwaoht. Als ausweislich des Chromatogrämms etwa 90 % der Reaktion abgelaufen sind, wird dae Gemisch im Vakuum eingedampft. Ein gelblioher, Yiskoeer RUokstand wird erhalten, der in üblichen organisohen Lösungsmitteln, wie z.B. Aoeton oder Methyl-äthyl- -keton, gut löslioh ist, und bei der Herstellung von herbiziden SprÜhlÖsungen eingesetzt werden kann. Beispiel 13 Herstellung von I^-f^Chlorphenylj-IT'.fl'-diraethyl-harnetoff

Ein Gemisoh von 12,8 g (0,1 Mol) 4-OhIoranilin,

10,3 g (0,1 Mol) Methyl-l^ir-diinethyl-carbamat, 20 ml

Dimethyl-hexadeoylemin und 100 ml hoohsiedende Petroleumfraktionen (Siedepunkt 160-180 ⁰C) wird wie unter Beispiel 12 beschrieben umgesetzt. Wenn - wie duroh das Chromatogramm angeeeigt - etwa 90 % der Reaktion abgelaufen sind, wird die Reaktion beendet. Eine Lösung von !!-.(^ChlorphenyD-li' ,li'-dimethy!-harnstoff (Monuron) wird erhalten, die direkt bei der Herstellung von herbiziden Kompositionen, wie Sprühflüssigkeiten oder imprägnierten Granulaten, eingesetzt werden kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1· Verfahren zur Heratelluag von Jtf'-(inono~ oder disubfltituierten) N-Aryl-harnstoff-Derivaten der allgemeinen Formel (I),

   R¹ Aryl - NH - CO - W (ι)

   Aryl eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe darstellt und

   1 2

   R und R Jeweils für eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy- oder Phenylgruppe stehen, oder

   1 2

   R und R zusammen mit dem benachbarten Stickstoffatom eine stickstoffhaltige heterocyclische Gruppe bilden können, die ein weiteres Heteroatom enthol ten kann, oder

   1 2
   entweder R oder R auch für Wasserstoff stehen kann,

   1 2

   mit der Bedingung, daß wenn eines von R oder R eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe darstellt, dae andere nur Wasserstoffatom oder eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Alkoxygruppe bedeuten kann, durch die Umsetzung eines Carbamate der allgemeinen Formel

   R¹R²N-CO-X
   mit einem Amin der allgemeinen Formel (III),

   Aryl - BH₂ (m)

   oder eines Carbamate der allgemeinen Formel (IV)

   Aryl - HH - 00 - I (IV)

   mit einem Amin der allgemeinen Formel (V)

   R¹R²WH (Y)

   12 '

   worin R und R und Aryl wie oben festgelegt sind und X eine niedere Alkoxy-, Phenoxy- oder substituierte Phenoxygruppe darstellt, in Gegenwart eines tertiären Amlnkatalysators, daduroh gekennzeichnet, daß als Katalysator ein tertiäres Alkylamin, das insgesamt mindestens 6 Kohlenstoff atome and mindestens ehe Alkylkette mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, oder ein Gemisch soloher tertiären Alkylemine einsetzt·
2. 2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch g e -

   kennzeichnet, daß ein tertiäres Alkylamin, '-das wenigstens eine Alkylkette mit mindestens acht Kohlenstoffatomen enthält, oder ein Garnison soloher tertiären _: Alkylamine als Katalysator eingesetzt wird. ;
3. 3. Verfahren naoh Anspruoh 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet , daß der tertiäre Alkylamin-* -Katalysator in einer Menge von 0,05-2 Mol, bezogen auf 1 Mol des in der niedrigeren Molmenge vorliegenden Eeaktionsteilnehmers, eingesetzt wird.
4. 4. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der tertiäre Alkylamin-Katalyoator in einer Menge von 0,5-1*2 Mol, bezogen auf 1 Mol des in der niedrigeren Molmenge vorliegenden Eeaktionsteilnehmers, eingesetzt wird.

   PCT/HU81/OOOO3 _ 7 ty - ^{Ρ 1 48}5 ^PGT

   Tf.LEPi;Oii: DACIuVJ «Ϊ 3 7 Ϊ

   Beispiel 14

   Herstellung von N-M-ChlorpheuyD-N'.N'-dimethvlharnstoff

   4,64 g (0,025 MoI) Methyl~N-(4-chlorphenyl)- -carbamat und 21,3 ml Genomin LA 302 D (ein Gemisch aus N,N-Dimet 1IyI-C_12-1^ alkylaminsn, Produkt der Pinna Hoechst AG) werden in einen 100 ml Kolben eingeführt, der mit einer Destillierkolonne auegestattet ist. Das Gemisch wird auf 150-160 ⁰O erhitzt und dem Gemisch gasförmiges Dimethylamin zugesetzt* In der Endphase der Reaktion wird das Gemisoh auf über 160 ⁰C erhitzt, um das Methanol zu entfernen. Die ganze Reaktion dauert etwa 2 Stunden.

   Die erhaltene gelblichbraune Lösung wird

   kühlen gelassen, und der fast weiße kristalline Niederschlag wird durch Filtern gesammelt. Der Niederschlag wird dreimal mit Jeweils 10 ml η-Hexan gewaschen und dann getrocknet. Das Piltrat wird mit der Waschlösung vereinigt, und das erhaltene Gemisoh wird im nächsten Zyklus als Reaktionsmedium eingesetzt. Im nächsten Zyklus werden 4,64 g des obigen Carbamate in das Reaktionsmedium gegeben, und das Gemisch wird unter Zuführung von gasförmigem Dimethylamin erhitzt. η-Hexan, das im vorherigen Zyklus als Waschmittel angewendet wurde, destilliert zuerst und wurde gesondert gesammelt

   -ze-

   und erneut ale Waschmittel eingesetzt.

   Die vereinigte Mutterlauge und Wasohlöaung werden zehnmal rezirkuliert. Die Ergebnisse der einzelnen Zyklen sind in Tabelle 3 zusammengefaßt· Tabelle 3

   Nummer
   des
   Zyklus Gewicht, Endprodukt
   g Schmelzpunkt, ⁰O Ausbeute, % 1 2,70 168-171 54,33 2 3,05 169-171 3 4,20 170-172 * ·
   84,51 4 4,50 169-171 ^9O»54 5 4,10 167-169 62,49 CX 6 3,50 167-169 70,42 .-.'-, 7 4,50 168-169 90,54 θ 3,95 172-173 79,48 9 3,75 172-173 75,45 10 4,55 168-169 91.55 Durchschnitt 3,88 78,07

   Anmerkung: Der Schmelzpunkt von N-.(4-Chlorphenyl)-N',N^>--dimethyl-harnstoff (Monuron) beträgt nach Literaturangaben 174-175 ⁰C.

   Beispiel 15

   Herstellung von N-Phenyl-N» .N'-dimethyl-harnstoff

   Es wird wie in Beispiel 14- vorgegangen mit dem Unterschied, daß als Ausgangsstoff 3,78 g (0,025 Mol) jMethyl-N-phenyl-carbamat eingesetzt werden, und das Ge-

   mieoh bei 140-180 ⁰C 1,5 Stunden long erhitzt wird. Die vereinigten Mutterlauge und Waschlösung werden achtmal rezirkuliert. Die Ergebniese der einzelnen Zyklen sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.
   Tabelle 4

   Nummer En d produkt Ausbeute, % dee
   Zyklus Gewioht, g Schmelzpunkt, ⁰C 51,20 1 2,10 127-130 83,17 2 3,41 124-127 93,90 3 3,85 125-128 91,46 4 3,75 124-126 45,61 5 1,87 131-133 120,73 6 4,95 124-127 74,40 7 3,05.. 122-126 87,80 8 3,60 122-126 81,03 Durchschnitt 3,32

   Anmerkung: Nach Literaturangaben beträgt der Schmelzpunkt von N-Phenyl-N',N'-dimethyl-harnatoff (Phenuron) 133-134 ⁰C.
   Beispiel 16

   Herstellung von N-(3t4-Dichlorphenyl)-N'~methoxy--N*-inethyl·- -harnstoff

   5,5 g (0,025 Mol) Kethyl-lI-(3,4-JHchlorphenyl)- " -carbamat werden unter Rühren und Erhitzen in 2,3 ml (etwa 0,075 Mol) Genamin LA 302 D (ein Gemisch aus N,N- -Dijnethyl-C, ρ T^-nlkylnminon, !Produkt dor ;·':1 i-jiin !Ioochnt AG) gelöst. Das Gemisch wird auf einer Tewporotur von

   etwa 200 ⁰G gehalten, un<l ?,3 g (0,0375 WnI) gasförmiges Liethoxymethylmnin worden innerhalb von ctv/n 3 Stunden durch das Geraisch gesprudelt. Dna Voranschreiten der Reaktion wird durch .'.'chichtchromatographie überwacht und auch durch das Mes3en der Temperatur der Dumpfe,die aus dem Gemisch entweichen, kontrolliert. V.'enn der Umsetzungsgrad . etwa 90 '/I erreicht, iat die Reaktion beendet. Eine Lösung von Ü~(3,4-Dichlorphenyl)~ -N'-methoxy-N'-inothyl-hnrnatoff (Linuron) wird erhalten. Diese Lösung kann leicht mit traditionellen organischen Lösungsmitteln, v/ie Aceton oder J^othyläthyl-keton, verdünnt und dann direkt zur Herstellung von herbiziden Gemischen, wie Sprühflüssigkeiten oder Imprägnierten Körnern beziehungsweise Granulaten, verwendet werden.