Verfahren zur Herstellung neuer Phosphorsäurehalogenide
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Phosphorsäurehalogenide der allgemeinen Formel I
EMI1.1
worin R eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und Y ein Chlor- oder ein Bromatom bedeuten, die als Zwischenprodukte zur Herstellung von biozid, z. B. insektizid, wirkenden Phosphorsäureestern verwendet werden können.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können nach dem erfindungsgemässen, in der Phosphorsäurechemie neuartigen Verfahren durch Umsetzung eines Phosphorthiohalogenids PSY5, worin Y ein Chloroder ein Bromatom bedeutet, mit einem Alkalisalz eines Acetessigesters der allgemeinen Formel II CH,COCH-COOR II worin R eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder mit einem Acetessigester der allgemeinen Formel II, worin R die oben angegebene Bedeutung besitzt, in Gegenwart eines Säureakzeptors erhalten werden.
Die Herstellung kann wie folgt durchgeführt werden: 1 Mol Phosphorthiochlorid oder Phosphorthiobromid wird ohne Lösungsmittel oder unter Zusatz eines unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittels, z. B. eines aromatischen Kohlenwasserstoffes wie Toluol, Xylol, etc., eines halogenierten Kohlenwasserstoffes wie z.B. Chloroform, Trichloräthylen, eines ethers wie z. B. Dioxan, mit einem Mol einer Verbindung der Formel II gemischt, worauf die Mischung unter Rühren bei 100 bis +500, vorzugsweise bei 100 bis Raumtemperatur, mit 1 Mol eines Säureakzeptors, z. B. Triäthylamin, versetzt wird. Sofern man ein Alkalisalz einer Verbindung der allgemeinen Formel II statt der Verbindung der Formel II für die Reaktion verwendet, erübrigt sich die Zugabe eines Säureakzeptors.
Die Reaktionstemperatur wird bei 100 bis + 500, vorzugsweise bei 100 bis Raumtemperatur, gehalten. Das Reaktionsgemisch wird etwa l/2 Stunde zwischen -10 und +500, vorzugsweise bei 100 bis + 100, und noch etwa 1/4 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch, gegebenenfalls - sofern ohne Lösungsmittel gearbeitet wird - unter Zusatz eines mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels, gewaschen und das Lösungsmittel nach Trocknen im Vakuum bei einer Badtemperatur von ungefähr 20 bis 500 entfernt. Anschliessend wird der flüssige Rückstand im Hochvakuum destilliert. Man erhält die reine Verbindung der allgemeinen Formel I als Öl.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I besitzen dann als überwiegenden Anteil die cis-Konfiguration im Crotonsäurerest, wenn als Säureakzeptoren organische Basen, z. B. Triäthylamin, eingesetzt werden. Die Zusammensetzung der stereoisomeren Formen der erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I kann auf bekannte Weise durch das NMR-Spektrum bestimmt werden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I können als Zwischenprodukte für die Herstellung wertvoller Biozide, z. B. Insektizide, verwendet werden. Das erfindungsgemässe Verfahren, das eine in der Phosphorsäurechemie überraschende, nicht vorhersehbare Reaktion beinhaltet, bietet die Möglichkeit, die als Zwischenprodukte verwendbaren neuen Verbindungen in wirtschaftlich sehr interessanter Weise herzustellen, und stellt somit eine echte Bereicherung der Technik dar.
Die neuen Verbindungen der allgemeinen Formel I reagieren beispielsweise mit einem Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und einem Säureakzeptor unter Austausch der Halogenatome gegen Alkoxyreste. Die Halogenatome können auch in 2 Stufen gegen 2 verschiedene Alkoxyreste ausgetauscht werden. In der ersten Stufe fügt man 1 Mol eines Alkohols mit beispielsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und einen Säureakzeptor hinzu, während in der zweiten Stufe 1 Mol eines Alkohols mit beispielsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, der von dem in der ersten Stufe zugefügten Alkohol verschieden ist, sowie ein Säureakzeptor zugegeben wird. Statt durch Alkoxyreste können die Halogenatome auch durch Aminogruppen ausgetauscht werden, wobei man bei der Anwendung von 2 Mol eines Amins, z. B. Methylamin, Dimethylamin und einem Diäthylamin-Säureakzeptor, beide Halogenatome austauschen kann.
Es ist auch möglich, ein Halogenatom durch eine Alkoxygruppe auszutauschen. In diesem Falle arbeitet man wie oben gezeigt in 2 Stufen.
In der 1. Stufe wird 1 Mol eines Amins und ein Säureakzeptor zu dem erfindungsgemässen Säurehalogenid hinzugegeben, in der 2. Stufe wird, wie oben gezeigt, 1 Mol eines Alkohols mit einem Säureakzeptor dem Säurehalogenid zugefügt. Auf diese Weise ist es möglich, auf wirtschaftlichem Wege zu interessanten Bioziden, z. B. Insektiziden, zu gelangen.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel I, sollen die Erfindung aber in keiner Weise einschränken.
Beispiel 1
0-(1-Methoxycarbonyl-1-propen-2-yl) thiophosphorodichloridat
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Zur Mischung von 84,5 g (0,5 Mol) Phosphorthiochlorid und 58 g (0,5 Mol) Acetessigsäuremethylester werden unter Rühren bei 100 innerhalb von t/2 Stunde 50,5 g (0,5 Mol) Triäthylamin hinzugegeben, wobei Triäthylaminchlorhydrat ausfällt. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch noch '/2 Stunde zwischen -10 und +100 und 1/4 Stunde bei 200 gerührt. Dann wird das Reaktionsgemisch mit 250 ml Chloroform versetzt, gewaschen und das Lösungsmittel nach Trocknen im Wasserstrahlvakuum bei 500 Badtemperatur entfernt.
Man erhält das rohe 0-(1 -Methoxycarbonyl-1-propen- 2-yl)-thiophosphorodichloridat. Die reine Verbindung siedet bei 420/5.10-5 Torr. Das Verhältnis der Isomeren cis:trans (im Crotonsäurerest) beträgt etwa 9:1.
Analyse: C5H7Cl2O3PS; Molgewicht: 249
C Cl P S gef. 24,4 /o gef. 28,4 /o gef. 12,1 /o gef. 12,8 O/o ber. 24,1 O/o ber. 28,4 O/o ber. 12,4 O/o ber. 12,8 O/o
Beispiel 2 0-(1 -Methoxycarbonyl-1-propon-2-yl)- thiophosphorodichloridat
4,6g Natriummetall werden in 0,3 1 Toluol bei etwa 110 mit einem Vibromischer pulverisiert. Die Natrium Suspension wird bei 20-40 tropfenweisemit 24 g Acetessigsäuremethylester versetzt.
Nach vollendeter Reaktion wird die dünnflüssige Aufschlämmung des Natriumacetessigsäuremethylesters in eine Lösung von 34 g Phosphorthiochlorid in 100 mol Toluol unter Rühren bei 10-200 zugetropft. Danach wird die Reaktionsmischung noch t/2 Std. bei Raumtemperatur gerührt, mit Eiswasser gewaschen und anschliessend nach dem Trocknen mit Na2SO4 das Toluol im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wird destilliert. Das erhaltene 0-(1-Methoxycarbonyl-1-propen-2-yl)-thiophosphor- odichloridat siedet bei 40 /10-3 Torr. Die Verbindung besteht ausschliesslich aus der trans-Form im Crotonsäurerest.
Auf analoge Weise wie im Beispiel 1 beschrieben werden folgende Verbindungen der allgemeinen For mel 1 erhalten:
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Bei- <SEP> Verhältnis <SEP> Analyse <SEP> %
<tb> spiel <SEP> R <SEP> Y <SEP> Bruttoformel <SEP> Molge- <SEP> Kp/Torr <SEP> ois:trans <SEP> gef.
<tb> <SEP> wicht <SEP> im <SEP> Croton- <SEP> ber.
<tb> <SEP> säurerest <SEP> C <SEP> Cl <SEP> P <SEP> S
<tb> 3 <SEP> C2H5 <SEP> Cl <SEP> C6H9Cl2O3PS <SEP> 263 <SEP> 40 /1.10-3 <SEP> 9:1 <SEP> 27,7 <SEP> 26,8 <SEP> 11,9 <SEP> 12,5
<tb> <SEP> 27,3 <SEP> 27,0 <SEP> 11,8 <SEP> 12,2
<tb> 4 <SEP> n-C3H7 <SEP> Cl <SEP> C7H11Cl2O3PS <SEP> 277 <SEP> 45 /1.10-3 <SEP> 95:5 <SEP> 30,8 <SEP> 24,8 <SEP> 10,9 <SEP> 11,7
<tb> <SEP> 30,2 <SEP> 25,6 <SEP> 11,2 <SEP> 11,6
<tb> 5 <SEP> i-C3H7 <SEP> Cl <SEP> C7H11Cl2O3PS <SEP> 277 <SEP> 45 /1.10-3 <SEP> 95:
:5 <SEP> 30,7 <SEP> 25,1 <SEP> 10,8 <SEP> 11,7
<tb> <SEP> 30,2 <SEP> 25,6 <SEP> 11,2 <SEP> 11,6
<tb> 6 <SEP> n-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13Cl2O3PS <SEP> 291 <SEP> 55 /1.10-3 <SEP> 85:15 <SEP> 33,4 <SEP> 24,1 <SEP> 10,3 <SEP> 10,8
<tb> <SEP> 33,0 <SEP> 24,4 <SEP> 10,7 <SEP> 11,0
<tb> 7 <SEP> i-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13Cl2O3PS <SEP> 291 <SEP> 54 /1.10-3 <SEP> 9:1 <SEP> 33,5 <SEP> 23,8 <SEP> 10,1 <SEP> 10,9
<tb> <SEP> 33,0 <SEP> 24,4 <SEP> 10,7 <SEP> 11,0
<tb> 8 <SEP> sek-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13Cl2O3PS <SEP> 291 <SEP> 52 /1.10-3 <SEP> 9:1 <SEP> 33,3 <SEP> 24,0 <SEP> 9,8 <SEP> 10,8
<tb> <SEP> 33,0 <SEP> 24,4 <SEP> 10,7 <SEP> 11,0
<tb> 9 <SEP> tert-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13ClO3PS <SEP> 291 <SEP> 40-45 /Mol.dest.
<tb> <SEP> (Fingertemp.) <SEP> 95:
:5 <SEP> 33,1 <SEP> 23,7 <SEP> 10,1 <SEP> 11,0
<tb> <SEP> 33,0 <SEP> 24,4 <SEP> 10,7 <SEP> 11,0
<tb> 10 <SEP> iso-C5H11 <SEP> Cl <SEP> C9H15Cl2O3PS <SEP> 305 <SEP> 68-70 /1.10-3 <SEP> 85:15 <SEP> 36,3 <SEP> 23,2 <SEP> 9,9 <SEP> 10,9
<tb> <SEP> 35,4 <SEP> 23,3 <SEP> 10,2 <SEP> 10,5
<tb> 11 <SEP> tert-C5H11 <SEP> Cl <SEP> C9H15Cl2O3PS <SEP> 305 <SEP> 45-50 /Mol.dest. <SEP> 9:1 <SEP> 35,8 <SEP> 24,0 <SEP> 9,9 <SEP> 10,8
<tb> <SEP> (Fingertemp.)
<tb>
Process for the production of new phosphoric acid halides
The present invention relates to a process for the preparation of new phosphoric acid halides of the general formula I.
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wherein R is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and Y is a chlorine or a bromine atom, which are used as intermediates for the preparation of biocide, e.g. B. insecticidal, phosphoric acid esters can be used.
The compounds of general formula I can be prepared according to the novel process, which is new in phosphoric acid chemistry, by reacting a phosphorothiohalide PSY5, in which Y is a chlorine or a bromine atom, with an alkali salt of an acetoacetic ester of the general formula II CH, COCH-COOR II in which R is a lower alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, or with an acetoacetic ester of the general formula II, in which R has the meaning given above, in the presence of an acid acceptor.
The preparation can be carried out as follows: 1 mol of phosphorothiochloride or phosphorothiobromide is added without a solvent or with the addition of a solvent which is inert under the reaction conditions, e.g. An aromatic hydrocarbon such as toluene, xylene, etc., a halogenated hydrocarbon such as e.g. Chloroform, trichlorethylene, an ether such as. B. dioxane, mixed with one mole of a compound of formula II, whereupon the mixture with stirring at 100 to +500, preferably at 100 to room temperature, with 1 mole of an acid acceptor, for. B. triethylamine is added. If an alkali salt of a compound of general formula II is used for the reaction instead of the compound of formula II, there is no need to add an acid acceptor.
The reaction temperature is kept at 100 to + 500, preferably at 100 to room temperature. The reaction mixture is stirred for about 1/2 hour between -10 and +500, preferably at 100 to + 100, and for about 1/4 hour at room temperature. The reaction mixture is then washed with the addition of a water-immiscible solvent, if appropriate - if it is carried out without a solvent - and the solvent is removed after drying in vacuo at a bath temperature of about 20 to 500 mm. The liquid residue is then distilled in a high vacuum. The pure compound of the general formula I is obtained as an oil.
The compounds of general formula I obtained by the process according to the invention then have the predominant proportion of the cis configuration in the crotonic acid residue, if organic bases, e.g. B. triethylamine can be used. The composition of the stereoisomeric forms of the compounds of the general formula I obtained can be determined in a known manner by the NMR spectrum.
The compounds of general formula I obtained by the process according to the invention can be used as intermediates for the production of valuable biocides, e.g. B. insecticides can be used. The process according to the invention, which includes a surprising, unforeseeable reaction in phosphoric acid chemistry, offers the possibility of producing the new compounds which can be used as intermediates in an economically very interesting manner, and thus represents a real enrichment of the technology.
The new compounds of the general formula I react, for example, with an alcohol having 1 to 5 carbon atoms and an acid acceptor, exchanging the halogen atoms for alkoxy radicals. The halogen atoms can also be exchanged for 2 different alkoxy radicals in 2 stages. In the first stage, 1 mole of an alcohol having, for example, 1 to 5 carbon atoms and an acid acceptor is added, while in the second stage, 1 mole of an alcohol having, for example, 1 to 5 carbon atoms, which is different from the alcohol added in the first stage, and an acid acceptor is added. Instead of alkoxy radicals, the halogen atoms can also be exchanged for amino groups, with the use of 2 moles of an amine, for. B. methylamine, dimethylamine and a diethylamine acid acceptor, both halogen atoms can exchange.
It is also possible to replace a halogen atom with an alkoxy group. In this case you work in 2 stages as shown above.
In the 1st stage, 1 mole of an amine and an acid acceptor are added to the acid halide according to the invention, in the 2nd stage, as shown above, 1 mole of an alcohol with an acid acceptor is added to the acid halide. In this way it is possible to obtain interesting biocides such. B. insecticides to arrive.
The following examples serve to illustrate the preparation of the compounds of general formula I, but are not intended to restrict the invention in any way.
example 1
0- (1-methoxycarbonyl-1-propen-2-yl) thiophosphorodichloridate
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To the mixture of 84.5 g (0.5 mol) of phosphorothiochloride and 58 g (0.5 mol) of methyl acetoacetate, 50.5 g (0.5 mol) of triethylamine are added within t / 2 hours while stirring at 100, with triethylamine chlorohydrate fails. The reaction mixture is then stirred for a further 1/2 hour between -10 and +100 and 1/4 hour at 200. The reaction mixture is then mixed with 250 ml of chloroform, washed and the solvent is removed after drying in a water-jet vacuum at a bath temperature of 500.
The crude 0- (1-methoxycarbonyl-1-propen-2-yl) thiophosphorodichloridate is obtained. The pure compound boils at 420 / 5.10-5 Torr. The ratio of the isomers cis: trans (in the crotonic acid residue) is about 9: 1.
Analysis: C5H7Cl2O3PS; Formula weight: 249
C Cl P S found. 24.4 / o found 28.4 / o found. 12.1 / o found. 12.8 O / o calculated. 24.1 O / o calculated. 28.4 O / o calculated. 12.4 O / o calculated. 12.8 O / o
Example 2 0- (1-methoxycarbonyl-1-propon-2-yl) -thiophosphorodichloridate
4.6 g of sodium metal are pulverized in 0.3 l of toluene at about 110 with a vibromixer. The sodium suspension is added dropwise at 20-40 with 24 g of methyl acetoacetate.
After the reaction has ended, the thin slurry of the methyl sodium acetoacetate is added dropwise to a solution of 34 g of phosphorothiochloride in 100 mol of toluene with stirring at 10-200. The reaction mixture is then stirred for a further t / 2 hours at room temperature, washed with ice water and then, after drying with Na2SO4, the toluene is distilled off in vacuo. The residue is distilled. The 0- (1-methoxycarbonyl-1-propen-2-yl) thiophosphorodichloridate obtained boils at 40 / 10-3 Torr. The compound consists exclusively of the trans form in the crotonic acid residue.
In a manner analogous to that described in Example 1, the following compounds of the general formula 1 are obtained:
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At- <SEP> ratio <SEP> analysis <SEP>%
<tb> spiel <SEP> R <SEP> Y <SEP> Gross formula <SEP> Molge- <SEP> Kp / Torr <SEP> ois: trans <SEP> gef.
<tb> <SEP> weight <SEP> in <SEP> Croton- <SEP> ber.
<tb> <SEP> acid residue <SEP> C <SEP> Cl <SEP> P <SEP> S
<tb> 3 <SEP> C2H5 <SEP> Cl <SEP> C6H9Cl2O3PS <SEP> 263 <SEP> 40 /1.10-3 <SEP> 9: 1 <SEP> 27.7 <SEP> 26.8 <SEP> 11 , 9 <SEP> 12.5
<tb> <SEP> 27.3 <SEP> 27.0 <SEP> 11.8 <SEP> 12.2
<tb> 4 <SEP> n-C3H7 <SEP> Cl <SEP> C7H11Cl2O3PS <SEP> 277 <SEP> 45 /1.10-3 <SEP> 95: 5 <SEP> 30.8 <SEP> 24.8 <SEP > 10.9 <SEP> 11.7
<tb> <SEP> 30.2 <SEP> 25.6 <SEP> 11.2 <SEP> 11.6
<tb> 5 <SEP> i-C3H7 <SEP> Cl <SEP> C7H11Cl2O3PS <SEP> 277 <SEP> 45 /1.10-3 <SEP> 95:
: 5 <SEP> 30.7 <SEP> 25.1 <SEP> 10.8 <SEP> 11.7
<tb> <SEP> 30.2 <SEP> 25.6 <SEP> 11.2 <SEP> 11.6
<tb> 6 <SEP> n-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13Cl2O3PS <SEP> 291 <SEP> 55 /1.10-3 <SEP> 85:15 <SEP> 33.4 <SEP> 24.1 <SEP > 10.3 <SEP> 10.8
<tb> <SEP> 33.0 <SEP> 24.4 <SEP> 10.7 <SEP> 11.0
<tb> 7 <SEP> i-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13Cl2O3PS <SEP> 291 <SEP> 54 /1.10-3 <SEP> 9: 1 <SEP> 33.5 <SEP> 23.8 <SEP > 10.1 <SEP> 10.9
<tb> <SEP> 33.0 <SEP> 24.4 <SEP> 10.7 <SEP> 11.0
<tb> 8 <SEP> sec-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13Cl2O3PS <SEP> 291 <SEP> 52 /1.10-3 <SEP> 9: 1 <SEP> 33.3 <SEP> 24.0 <SEP > 9.8 <SEP> 10.8
<tb> <SEP> 33.0 <SEP> 24.4 <SEP> 10.7 <SEP> 11.0
<tb> 9 <SEP> tert-C4H9 <SEP> Cl <SEP> C8H13ClO3PS <SEP> 291 <SEP> 40-45 / mol.dest.
<tb> <SEP> (finger temperature) <SEP> 95:
: 5 <SEP> 33.1 <SEP> 23.7 <SEP> 10.1 <SEP> 11.0
<tb> <SEP> 33.0 <SEP> 24.4 <SEP> 10.7 <SEP> 11.0
<tb> 10 <SEP> iso-C5H11 <SEP> Cl <SEP> C9H15Cl2O3PS <SEP> 305 <SEP> 68-70 /1.10-3 <SEP> 85:15 <SEP> 36.3 <SEP> 23.2 <SEP> 9.9 <SEP> 10.9
<tb> <SEP> 35.4 <SEP> 23.3 <SEP> 10.2 <SEP> 10.5
<tb> 11 <SEP> tert-C5H11 <SEP> Cl <SEP> C9H15Cl2O3PS <SEP> 305 <SEP> 45-50 / mol.dest. <SEP> 9: 1 <SEP> 35.8 <SEP> 24.0 <SEP> 9.9 <SEP> 10.8
<tb> <SEP> (finger temp.)
<tb>