PROCESS FOR PREPARING STEREOISOMERIC N-ARALKYL-2,6-DIMETHYLMORPHOLINES

Abstract: 1. A process for the preparation of a stereoisomeric N-aralkyl-2,6-dimethylmorpholine of the formula I see diagramm : EP0007093,P5,F1 where R1 is hydrogen, an aliphatic radical of 1 to 10 carbon atoms or alkoxy of 1 to 6 carbon atoms and R2 , R3 and R4 each denote hydrogen or an aliphatic radical of 1 to 4 carbon atoms, or of a defined mixture of such compounds, by reacting a stereoisomeric 2,6-dimorpholine of the formula II see diagramm : EP0007093,P5,F2 are defined mixture of such compounds with a compound of the formula III see diagramm : EP0007093,P5,F3 where R1 , R2 , R3 and R4 have the above meanings, characterized in that the reaction is carried out in the presence of hydrogen and of a hydrogenation catalyst with contains palladium mixed with silver on an inert carrier.

Description: Verfahren zur Herstellung von stereoisomeren N-Aralkyl 2,6-dimethylmorpholinen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung von stereoisomeren N-Aralkyl-2,6-dimethylmorpho- linen durch Umsetzung von Aralkanalen mit stereoisomeren 2, 6-Dimethyl-morpholinen. Es ist bekannt, dass tertiäre Amine durch Umsetzung von sekundären Aminen mit Carbonylverbindungen in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator erhalten werden können (Houben-Weyl "Methoden der organischen Chemie", 4/2, S. 328). In der DE-OS 2 118 283 wird die Herstellung von tertiären aliphatischen oder cycloali- phatischen Aminen beschrieben, die durch Umsetzung von aliphatischen oder cycloallphatischen Carbonylverbindungen mit sekundären aliphatischen oder cycloaliphatischen Aminen in Gegenwart von Wasserstoff und einem Palladium- Silber-Katalysator erhalten werden können. Der Vorteil dieses Katalysators besteht darin, dass man mit ihm die reduktive Alkylierung von sekundären aliphatischen oder cycloaliphatischen Aminen in hoher Ausbeute und weitgehend frei von Nebenprodukten durchführen kann. Die bei reduk tiven Alkylierungen von Aminen häufig zu beocachtende Nebenreaktion, die Hydrierung der Carbonylverbindungen unter Bildung der entsprechenden Alkohole, wird mit diesem Katalysator vermieden. Weiterhin ist es aus der deutschen Patentschrift 1 179 947 bekannt, dass die Synthese N-alky- lierter aromatischer Amine durch reduktive Alkylierung aromatischer Amine an einem Palladium-Silber-Katalysator unter Schonung des aromatischen Systems abläuft. Es wurde nun gefunden, dass man stereoisomere N-Aralkyl- 2,6-dimethylmorpholine der Formel I EMI2.1 in der R1 ein Wasserstoffatom, einen aliphatischen Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten oder definierten Mischungen dieser Verbindungen durch Umsetzung von stereoisomeren 2,6-Dimethylmorpholinen der Formel II EMI2.2 mit Verbindungen der Formel III EMI2.3 in der R1, R2, R3 und R4 die oben angegebenen Bedeutungen haben, in einfacher Weise erhält, wenn man die Umsetzung in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator durchführt, der Palladium im Gemisch mit Silber auf einem inerten Träger enthält. Die Umsetzung führt man vortei'haft bei Temperaturen zwischen 100 und 190 C und Drucken zwischen 5 und 300 bar durch. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass an dem verwendeten Hydrierkatalysator unter den angegebenen Bedingungen keine Isomerisierungen stattfinden, so dass man beispielsweise - ausgehend von reinem cis-2,6-Dimethylmorpholin der Formel II durch Umsetzung mit Carbonylverbindungen der Formel III - zu den sterisch einheitlichen, reinen cis-Verbindungen der Endprodukte I gelangt. Bekannt ist, dass Isomerisierungen an Hydrierkatalysatoren durchgeftihrt werden können und dass bei Verwendung von hydrierend wirkenden Katalysatoren fur reduktive Alkylierungen von Aminen oder RUr Hydrierungen stets mit Isomerisierungen als Nebenreaktionen zu rechnen ist (Houben Weyl "Methoden der organischen Chemie", 4/2, S. 276 283). Die Aminkomponente kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren in stöchiometrischer Menge oder in einem bis zu lOrach molaren Überschuss angewendet werden. Als Ausgangsstoffe entsprechend Formel III kommen beispielsweise die folgenden Carbonylverbindungen in Frage: 3-Phenyl-3-methyl-propanal, 3-Phenyl-2-methyl-propanal, 4-Phenyl-butan-2-on, 3-[4'-Methylphenyl]-2-methylpropanal, 3-[4'-Isopropylphenyl]-2-methyl-propanal, 3-[4'-Tertiärbutylphenyl]-2-methyl-propanal, 3-Phenyl-2-äthyl-propanal, 3-Phenyl-2-isopropyl-propanal ,3-[4'-Isopropylphenyl]-3methyl-propanal, 3-[4'-Tertiärbutylphenyl]-3-methylpropanal, 3-[4'-Tertiätbutylphenyl]-butan-4-on, 3-[4' Methoxyphenyl]-2-methyl-propanal, 3-[4'-Isopropoxyphenyl]2-methyl-propanal. Die Herstellung der Ausgangsstoffe III erfolgt aus den entsprechenden substituierten Benzaldehyden und aliphatischen Aldehyden bzw. Ketonen durch Aldolkondensation und anschliessende partielle Hydrierung der entstandenen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung (US-PS 2 976 321). Ein Teil der Verbindungen lässt sich auch durch Hydroformylierung von substituierten Styrolen herstellen. Die Umsetzung wird vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 100 und 1900C und einem Wasserstoffdruck zwischen 5 und 300 bar durchgefhhrt. Es kann ohne Lösungsmittel oder in Anwesenheit von Lösungsmitteln, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, gearbeitet werden. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise in Frage: Cyclohexan, Hexan, Heptan, Toluol, o-, m- und p-Xylol, Athylbenzol, Di-n-butyläther, CyclohexStlmethyläther, Anisol, Methanol, äthanol, Isopropanol, Tetrahydrofuran, Dioxan. Die Umsetzung flst sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchfilhrbar. Die Herstellung des verwendeten Katalysators aus Silber und Palladium auf einem inerten Träger ist aus der DE-PS 1 179 947 und der DE-OS 2 118 283 bekannt. Die katalytisch wirksamen Metalle werden zweckmässig in einem solchen Verhältnis verwendet, dass, bezogen auf Silber, 1 bis 30, insbesondere 3 bis 15 Gewichtsprozent Palladium vorhanden sind. Manchmal lässt sich der Katalysator noch durch einen Zusatz von bis zu 50, insbesondere bis zu 25 Gewichtsprozent, bezogen'auf Silber, an Mangan oder Vanadiumoxyd in seiner Wirksamkeit verbessern. Als Träger können beispielsweise Kieselsäure oder hocherhitztes und wieder abgekuhltes Aluminiumoxyd verwendet werden. Das Gewichtsverhältnis Trägerstoff zu Metall beträgt beispielsweise 93 zu 7 Gewichtsteile. Man verwendet den Katalysator beispielsweise in Strängen von 5 mm Durchmesser und 10 mm Länge. Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbindungen finden als Wirkstoffe in bekannten Pflanzenschutzmitteln Verwendung (DE-OS 2 656 747). Die in den rolgenden Beispielen genannten Teile bedeuten Gewichtsteile; Raumteile verhalten sich zu ihnen wie Liter zu Kilogramm. Beispiel 1 In ein zylindrisches Reaktionsrohr mit einem Volumen von 500 Raumteilen wird ein Katalysator mit der Zusammensetzung von 0,36 Gew.% Pd, 4,8 Gew.% Ag und 1,05 Gew.% Mn auf SiO2 als Träger eingefüllt und auf 150 C erhitzt. Uber dieses Katalysatorbett werden stündlich 120 Teile einer Mischung geführt, die aus 204 Teilen 3-[p-Tertiärbutylphenyl]-2-methyl-propanal und 115 Teilen cis-2,6 Dimethylmorpholin besteht. Gleichzeitig werden 10 000 Raumteile Wasserstoff bei einem Druck von 200 bar durch das Reaktionsrohr im Gleichstrom hindurchgeleitet. Das aus dem Reaktionsrohr herausfliessende Reaktionsprodukt wird unter Druck abgekühlt und dann entspannt. Es fallen hierbei stdndlich ca. 120 Teile Rohprodukt an, die destillativ gereinigt werden. Die Destillation von 120 Teilen Rohprodukt fahrt zu 107 Teilen N-[3'-Tertiär- butylphenyl)-2'-methyl-propyl) cls-2,6-dimethylmorpholin, Kp18 = 2060C. Das entspricht einer Ausbeute von 94 ffi der Theorie. Beispiel 2 In der gleichen Apparatur und unter den gleichen Bedingungen im gleichen Mengenverhältnis - wie in Beispiel 1 beschrieben - wird 3-[p-Tertiärbutylphenyl]-2-methyl- propanal mit einem Gemisch aus 75 Gew.% cis-2,6-Dimethyl- morpholin und 25 Gew. trans.-2,6-Dimethylmorpholin umge setzt. Hierbei wird als Endprodukt ein Gemisch aus 75 Gew.% NF3'-(p-Tertiärbutyl phenyl)-2'-methyl-propyl]-cis-2,6-dimethylmorpholin und 25 Gew.% N-[3'-(p-Tertiärbutylphenyl)-2'-methyl-propyl] trans-2,6-dimethylmorpholln, Kp18 = 206 - 2100C, erhalten. Die Ausbeute beträgt 94 % d. Th. Beispiel 3 Ein Schtittelautoklav mit einem Volumen von 250 Raumteilen wird mit 50 Teilen 3-(p-Isopropylphenyl)-3-methyl- propanal, 100 Teilen trans-2,6-Dimethylmorpholin und 10 Teilen des in Beispiel 1 genannten Katalysators gefüllt. Anschliessend wird der Autoklav auf 1400C erhitzt und Wasserstoff bis zum Erreichen eines Druckes von 200 bar aufgepresst, Sobald die Wasserstoffaufnahme beendet und ein konstanter Druck erreicht ist, wird abgekühlt, Danach wird der Katalysator vom Reaktionsprodukt durch Filtration abgetrennt und das Filtrat destlllativ gereinigt. Man erhält 69 Teile N3'-(p-Isopropylphenyl)- 3'-methyl-propyl]-trans-2,6-dimethylmorpholin, KP0,01 = = 132 C. Die Ausbeute beträgt 91 % d. Th. Beispiel 4 Der unter Beispiel 3 angegebene Schüttelautoklav wird mit 50 Raumteilen 3-Phenyl-3-methyl-propanal, 100 Teilen cis2,6-Dimethylmorpholin und 10 Teilen des in Beispiel 1 genannten Katalysators gefüllt. Anschliessend wird der Autoklav auf 1600C erhitzt und Wasserstoff bis zum Erreichen eines Druckes von 200 bar aufgepresst. Sobald die Wasserstoffaufnahme beendet und ein konstanter Druck erreicht ist, wird abgekühlt. Darnach wird der Katalysator vom Reaktionsprodukt durch Filtration abgetrennt und das Filtrat destillativ gereinigt. Man erhält 77,5 Teile N-(3'-Phenyl-3'-methyl-propyl)-cis-2,6-dimethylmorpholin, KP0,1 = 103 C. Die Ausbeute beträgt 93 % d. Th. Beispiel 5 Man verfährt analog Beispiel 4, verwendet aber als Ausgangsstoffe 3-(p-Methoxyphenyl)-2-methyl-propanal und cis-2,6-Dimethylmorpholin. Die destillative Aufarbeitung des Reaktionsproduktes liefert hier N-[3'-(p-Methoxy- phenyl)-2'-methyl-propyl) cis-2,6-dimethylmorpholin, KP0,1 = 128 C. Die Ausbeute beträgt 93% d. Th. Beispiel 6 Man verfährt analog Beispiel 4, verwendet aber als Ausgangsstoffe 4-(p-Tertiärbutylphenyl)-butan-2-on als Carbonylkomponente und als Aminkomponente ein Gemisch aus 75 Gew. cis- und 25 Gew.% trans-2,6-Dimethylmorpholin. Die destillative Aufarbeitung führt zu einem Gemisch aus 75 Gew.% N-[4'-(p-Tertiärbutylphenyl)-but-2'-yl]-cis2,6-dimethylmorpholin und 25 Gew.% N-[4'-(p-Tertiätbutyl- phenyl)-but-2'-yl]-trans-2,6-dimethylmorpholin, Kp0,01 = Die 143 C. Die Ausbeute beträgt 86 ffi d. Th. Beispiel 7 Man verfährt analog Beispiel 4, verwendet aber einen Katalysator mit der Zusammensetzung von 0,3 Gew. Pd und 4,5 ffi Ag auf SiO2, als Carbonylkomponente 3-[p-Tertiär- butylphenyl) 2-methyl-propanal und als Aminkomponente cis-2,6-Dimethylmorpholin. Die destillative Aufarbeitung des Reaktionsproduktes führt zu N-[3'-(p-Tertiärbutylphenyl)-2'-methyl-propyl]cis-2,6-dimethylmorpholin, mit einer Ausbeute von 92 % d. Th.

Claims: Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von stereoisomeren N-Aralkyl- 2,6-dimethylmorpholinen der Formel EMI8.1 wobei R1 ein Wasserstoffatom, einen aliphatischen Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R2, R3 und R4 einen Wasserstoffatom oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten oder definierten Mischun- . gen dieser Verbindungen durch Umsetzung von stereoisomeren 2,6-Dimorpholinen der Formel EMI8.2 oder definierten Mischungen dieser Verbindungen mit Ver- bindungen der Formel EMI8.3 wobei R1, R2, R3 und R4 die oben angegebenen 3edeutungen haben, dadurch gekennzeichnet, dass man die Um- setzung in Gegenwart von Wasserstoff und einem BYdrier- katalysator durchführt, der Palladium im Gemisch mit Silber auf einem inerten Träger enthält.

Inventors: GOETZ, NORBERT, DR. CHEM., HUPFER, LEOPOLD, DR. CHEM.
Applicants: BASF AG, BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: C07D265
IPC codes: C07D295, C07D265, C07B61