PREPARATION OF AROMATIC CARBAMIC ESTERS OF ALIPHATIC OR CYCLOALIPHATIC ALCOHOLS

Abstract: 1. A process for the preparation of carbamates of aliphatic or cycloaliphatic alcohols, whith carbamates have an aromatic radical attached to the nitrogen atom and are of the formula : see diagramm : EP0080111,P5,F1 where R**1 is aromatic radical and R**2 is an aliphatic or cycloaliphatic radical, by reacting acid amides with hypochlorite and alcohols, wherein (a) aromatic acid amides of the formula : see diagramm : EP0080111,P5,F2 are reacted with aliphatic or cycloaliphatic alcohols of the formula : R**2-OH where R**1 and R**2 have the above meanings, in the presence of alkali metal hypochlorites, water and alkalis, and (b) then the reaction mixture containing a mixture of end product (I) and an amine of the formula : R**1-NH2 where R**1 has the above meaning, is reacted with a halogen formic acid ester of the formula : X-CO2 R**2 where R**2 has the above meaning and X is halogen, without isolation of the end product.

Description: Verfahren zur Herstellung von N-aromatisch substituierten Carbamaten aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohole Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N-aromatisch substituierten Carbamaten aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohole durch Umsetzung von aromatischen Säureamiden mit aliphatischen Alkoholen in Gegenwart von Alkalihypochloriten, Wasser und Alkalien und dann Umsetzung des Reaktionsgemisches, das Endstoff und aromatisches Amin enthält, ohne Isolierung des Endstoffs mit Halogenameisensäureester. N-Arylcarbamate werden üblicherweise durch Umsetzung von Alkoholen mit aromatischen Isocyanaten oder von aromatischen Aminen mit Chlorkohlensäureestern hergestellt (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band 8, Seiten 137 - 142, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, 1952). Die Synthese der Isocyanate gestaltet sich jedoch im industriellen Massstab sehr aufwendig. Bei beiden Methoden wird die Verfügbarkeit des reinen aromatischen Amins vorausgesetzt. Arylamide, die aus den entsprechenden Carbonsäuren, Carbonsäurechloriden bzw. Anthranilsäuren gut zugänglich sind, lassen sich ebenfalls in N-Arylalkylcarbamate überführen, z.B. durch Umsetzung mit Chlor in einem Alkohol in Gegenwart von Basen (US-PS 2 860 166). Das Verfahren beinhaltet jedoch ein hohes Sicherheitsrisiko, da sich Gemische aus Chlor und Alkoholen explosionsartig zersetzen können (Houben-Weyl, loc. cit., Band 5/3, Seite 600; Proc. Chem. Soc. 1963, Seite 213). Weiterhin können Carbamate durch Reaktion des Arylamids mit Brom in einem Alkohol in Gegenwart von entsprechendem Alkalialkoholat (FR-OS 2 369 252) hergestellt werden. Diese Variante erfordert den Einsatz von teurem Brom sowie teurem Alkoholat und ist somit im technischen Massstab unwirtschaftlich. WB/P 'Ein weiteres Verfahren ist die Umsetzung des Amids mit Natriumhypochlorit in einem Eiswasser/Alkohol-Gemisch, in Gegenwart von Natriumhydroxid im Überschuss (J. Med. Chem. 13, Seiten 814 bis 819 (1970)). Diese Variante setzt die sicherheitstechnisch harmlosere Chlorlauge ein (Org. Synth. 49, Seiten 9 - 12 (1969)) und erfordert keine aufwendigen technischen Massnahmen. Gegenüber den anderen bekannten Verfahren wird bei dieser Umsetzung kein Arylamid, sondern ein besonders strukturiertes Aralkenylcarbonsäureamid, nämlich das 1-(3,4,5-Trimethoxybenzyl) -3-butinylcarbonsäureamid, als Ausgangsstoff verwendet. Die Ausbeute an Carbamid ist unbefriedigend (50 %). Im Falle von Arylamiden gelangt man jedoch nur bei Einsatz von Phenolen als Esteralkohol unter derart milden Bedingungen zu Carbamaten in höheren Ausbeuten (DE-OS 2 548 573). Eigene Versuche zeigen, dass auf diesem Weg N-Arylcarbamate aliphatischer Alkohole nur in mässigen Ausbeuten erzielt werden. Es wurde nun gefunden2 dass man N-aromatisch substituierte Carbamate aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohole der Formel EMI2.1 worin R1 einen aromatischen Rest und R2 einen aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest bedeuten, durch Umsetzung von Säureamiden mit Hypochlorit und Alkoholen vorteilhaft erhält, wenn man a) aromatische Säureamide der Formel EMI2.2 mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkoholen der Formel R2 - OH III, worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung besitzen, in Ge genwart von Alkalihypochloriten, Wasser und Alkalien um setzt, b) und dann das Reaktionsgemisch, das ein Gemisch von Endstoff I und Amin der Formel R1 - NH2 IV, worin RÚ die vorgenannte Bedeutung besitzt, enthält, ohne Isolierung des Endstoffs mit Halogenameisensäureester der Formel X - C02R2 V, worin R2 die vorgenannte Bedeutung besitzt und X ein Halo genatom bezeichnet, umsetzt. Die Umsetzung lässt sich bei Verwendung von 3,5-Dichlorbenzamid, Methanol, Natriumhypochlorit und Chlorameisensäuremethylester durch die folgenden Formeln wiedergeben: EMI4.1 Im Vergleich zu den bekannten Verfahren liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfacherem und wirtschaftlicherem Wege N-aromatisch substituierte Carbamate aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohole in besserer Ausbeute, Reinheit und Raum-Zeit-Ausbeute. Die Ausgangsstoffe sind gut zugänglich. Alle diese vorteilhaften Ergebnisse sind im Hinblick auf den Stand der Technik überraschend. So musste man angesichts der speziellen Substituenten, nämlich den aromatischen Substituenten am Stickstoff und den aliphatischen Substituenten als Esterkomponente zumindest die unbefriedigenden Ausbeuten der bekannten Verfahren erwarten. Darüber hinaus war es überraschend, dass bei der erfindungsgemässen zweistufig einbadigen Arbeitsweise angesichts der zahlreichen reaktiven Gruppen im Gesamtgemisch von a) und b) nicht eine weit schlechtere Ausbeute und Gemische zahlreicher heterogener Stoffe resultieren. Bevorzugte Ausgangsstoffe II, III, IV und V und dement- sprechend oevorzugte Endstoffe I sind solche, in deren Formeln R1 einen unsubstituierten oder durch Halogenatome, vorzugsweise Chlor-oder Fluoratome, Alkyl- oder Alkoxigruppen mit Jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und/oder Nitrogruppen substituierten Phenylrest oder Naphthylrest bedeutet, R2 einen Alkylrest mit 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen bezeichnet und X für ein Bromatom oder insbesondere ein Chloratom steht. So können beispielsweise folgende Ausgangsstoffe II verwendet werden: Benzoesäureamid; durch Methyl- Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-, tert,-Butyl-, Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, Isopropoxy-, Butoxy-, Isobutoxy-, sek.-Butoxy-, tert.-Butoxy-, Nitrogruppen, Fluoratome, Chloratome in 2-, 3- und 4-Stellung einfach oder in 3,5-, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-Stellung gleich oder unterschiedlich zweifach am Phenylkern substituiertes Benzoesäureamid. Folgende Alkohole sind als Ausgangsstoffe III geeignet: Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-, tert.-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Cyclopentylalkohol. Beispielsweise kommen folgende Amine IV in Frage: Anilin; mit den schon für die Ausgangsstoffe II verwendeten, vorgenannten Substituenten und in deren Stellungen am Phenylkern substituierte Aniline. Beispielsweise kommen folgende Halogenameisensäureester V in Frage:Chlorameisensäuremethylester und homologe Ester mit den vorgenannten Alkoholen III; entsprechende Bromameisensäureester. Als weitere Ausgangsstoffe verwendet man Hypochlorite in wässrigem Medium, in der Regel in Gestalt von entsprechenden wässrigen, alkalischen Lösungen. tie wässrigen Hypochloritlösungen enthalten im allgemeinen von 5 bis 15, vorzugsweise von 12 bis 14 Gew.% Hypochlorit. Bevorzugte Alkalihypochlorite sind das Natrium- oder das Kaliumsalz. Vorteilhaft gelangen wässrige, alkanolische (Ausgangsstoff III) Suspensionen von 1 bis 50 Gew.% Ausgangsstoff II zur Anwendung. Ausgangsstoff II und Ausgangsstoff III können mit dem Hypochlorit in stöchiometrischer Menge oder im Überschuss, vorteilhaft in einem Verhältnis von 1,0 bis 1,5, vorzugsweise 1,1 bis 1,2 Mol Hypochlorit je Mol Ausgangsstoff II angewendet werden. Das Wasser kann getrennt von den übrigen Stoffen der Stufe a), zweckmässig aber zusammen mit dem Hypochlorit und/oder den Alkalien dem Ausgangsgemisch zugegeben werden. Vorteilhaft verwendet man im Ausgangsgemisch 15 bis 20, vorzugsweise 17 bis 19 Mol Wasser je Mol Ausgangsstoff II und 0,2 bis 1,0, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 Mol Alkalihydroxid (einschliesslich dem in der Hypochloritlösung enthaltenen Alkali, aber ausschliesslich dem aus dem Alkalihypochlorit stammenden Alkali) je Mol Ausgangsstoff II, wobei das während der Reaktion gebildete Wasser bzw. im Alkalihypochlorit vorhandenes Alkali nicht berücksichtigt werden. Bevorzugt sind Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid als Alkalien. Ausgangsstoff II und Ausgangsstoff III können in stöchiometrischer Menge oder im überschuss, vorteilhaft in einer Menge von 1,0 bis 1,5, vorzugsweise von 1,2 bis 1,3 Mol III je Mol II umgesetzt werden. Meist wird der eingesetzte Alkohol III gleichzeitig als Reaktionspartner und als Lösungsmittel verwendet und zweckmässig dann in einem Verhältnis von 10 bis 100, insbesondere 20 bis 30 Mol je Mol Amid II eingesetzt. Die Umsetzung wird in beiden Stufen zweckmässig bei einer Tem' peratur von 0 bis 1000C, vorzugsweise in Stufe a) bei 20 bis 800C, vorzugsweise in Stufe b) bei 40 bis 700C durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Umsetzung der Stufe a) zunächst bei Temperaturen von 0 bis 5O0C, insbesondere 18 bis 300C, anschliessend wird auf 50 bis 100 C, insbesondere 70 bis 800C, erhitzt. Beide Stufen können drucklos oder unter Druck, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Zwar können zusätzlich unter den Reaktionsbedingungen inerte, organische Lösungsmittel verwendet werden, vorteilhaft bildet aber das Ausgangsgemisch, insbesondere der Ausgangsstoff III, das Reaktionsmedium. Die Umsetzung des Reaktionsgemisches der Stufe a) mit dem Ausgangsstoff V kann stöchiometrisch oder im Ueberschuss von Ausgangsstoff V durchgeführt werden, vorzugsweise in einem Verhältnis von 1,0 bis 1,5, insbesondere 1,2 bis 1,3 Mol Ausgangsstoff V je Mol Ausgangsstoff IV. Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch aus den Ausgangsstoffen II und III, Hypochlorit, Wasser und Alkalien wird während 1,0 bis 3,0 Stunden bei der Reaktionstemperatur der Stufe a) gehalten. Dann wird dem Reaktionsgemisch Ausgangsstoff V zugesetzt und das Gemisch der Stufe b) während 0,5 bis 1,5 Stunden bei der Reaktionstemperatur der Stufe b) gehalten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsge mässe Verfahren so durchgeführt, dass man zunächst das trockene oder wasserfeuchte Amid II in einem Alkohol III vorlegt, das Alkalihydroxid zugibt, bei 20 bis 300C Chlorlauge zugibt und die Mischung 10 Minuten bis eine Stunde bei der gleichen Temperatur rührt. Der Verlauf der Chlorierung des Amids II lässt sich dünnschichtchromatographisch verfolgen. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch auf 70 bis 800C erhitzt. Die Bildung des Gemisches aus Carbamat I und Amin IV lässt sich dünnschichtchromatographisch verfolgen. Zur Nachacylierung des gebildeten Gemisches werden bevorzugt bei 40 bis 700C 0,5 bis 0,6 Aquivalente an Halogenameisensäureester V (bezogen auf Ausgangsstoff II) der Reaktionsmischung zugefügt, bis sich dünnschichtchromatographisch kein Amin mehr nachweisen lässt. Die Abtrennung des gebildeten Carbamats I aus dem Reaktionsgemisch kann durch partielles Abdestillieren des eingesetzten Alkohols, Zugabe von Wasser und Absaugen bzw. Extraktion erfolgen. Falls das Carbamat I weiter umgesetzt werden soll und dabei Isobutanol oder n-Butanol als Lösungsmittel nicht stören, bietet sich als technisch vorteilhafte Aufarbeitung die Extraktion mit einem der genannten Alkohole an. Das Carbamat braucht in diesem Falle nicht isoliert zu werden, sondern kann direkt als Lösung weiterverarbeitet werden. Darüber hinaus kann das Carbamat in dieser gelösten Form einer Reinigung durch Behandeln mit Adsorbentien, wie z. B, Aktivkohle oder Bleicherde, unterworfen werden. Zweckmässig wird dem Endgemisch der Stufe b) noch vorhandener Alkohol, z. B. Methanol, entzogen, ein Gemisch von Wasser und Isobutanol (bevorzugtes Verhältnis 0,4 bis 0,8 Teile Wasser je Teil Isobutanol) zugegeben, das Gemisch auf 60 bis 800C erhitzt und 8 bis 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Dann wird vorteilhaft die wässrige Phase abgetrennt und die organische Phase mit heissem (60 bis 800C) Wasser gewaschen und erneut die wässrige Phase entfernt. Zweckmässig behandelt man die Isobutanolphase bei 60 bis 800C mit Aktivkohle oder Bleicherde, filtriert und wäscht das Filtergut mit 60 bis 800heissem Isobutanol. Man vereinigt jetzt die Isobutanolextrakte und kann Endstoff I in dieser Lösung für andere Umsetzungen verwenden bzw. durch Destillation abtrennen. Die durch das Verfahren der Erfindung herstellbaren Carbamate I sind wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Farbstoffen, Pharmazeutika und Schädlingsbekämpfungsmitteln. Sie lassen sich beispielsweise durch Reaktion mit 2-Hydroxycarbonsäureestern zu Fungiziden umsetzen (DE-OS 2 813 873). Bezüglich der Verwendung wird auf vorgenannte Veröffentlichung verwiesen. Die in dem folgenden Beispiel genannten Teile bedeuten Gewichtsteile. Beispiel Zu einer Suspension von 391 Teilen feuchten 3,5-Dichlorbenzamids (48,6 Gew.% Ausgangsstoff II und 51,4 Gew.% Wasser) in 792 Teilen Methanol gibt man 36 Teile 40-gewichtsprozentige Natronlauge und bei 200C innerhalb von 15 Minuten 625 Teile Chlorlauge (Gehalt an aktivem Chlor 12,5 %). Nach dreissigminütigem Nachrühren wird das Gemisch innerhalb von 15 Minuten auf 75 0C geheizt. Nach einstündigem Rühren bei dieser Temperatur lässt man das Gemisch abkühlen und gibt bei 60 0C innerhalb von 15 Minuten 52 Teile Chlorameisensäuremethylester zu. Unter weiterem allmählichem Abkühlen lässt man das Gemisch 30 Minuten lang nachrühren und destilliert anschlie ssend innerhalb von 3 Stunden 594 Teile Methanol im Wasser strahlvakuum ab. Danach werden 200 Teile Wasser sowie 500 Teile Isobutanol zugegeben. Die resultierende Mischung erwärmt man auf 70 C, rührt sie 10 Minuten lang, trennt die wässrige Phase ab, wäscht die organische Phase mit 300 Teilen 70 C heissen Wassers, trennt die wässrige Phase wiederum ab und behandelt die 70 0C heisse Isobutanolphase mit 20 Teilen Aktivkohle. Die Aktivkohle wird abfiltriert und viermal mit je 50 Teilen 70 0C heissen Isobutanols gewaschen. Die vereinigten Isobutanollösungen enthalten 207 Teile (entsprechend 94 Ya der Theorie) N-(3,5-Dichlorphenyl)-methylcarbamat vom Schmelzpunkt 115 bis 1180C.

Claims: Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von N-aromatisch substituierten Carbamaten aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohole der Formel EMI11.1 worin R1 einen aromatischen Rest und R2 einen aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest bedeuten, durch Umsetzung von Säureamiden mit Hypochlorit und Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, dass man a) aromatische Säureamide der Formel EMI11.2 mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkoholen der Formel R2 - OH III, worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung besitzen, in Gegenwart von Alkalihypochloriten, Wasser und Alkalien umsetzt, b) und dann das Reaktionsgemisch, das ein Gemisch von End stoff I und Amin der Formel R1 - NH2 IV, worin RÚ die vorgenannte Bedeutung besitzt, enthält, ohne Isolierung des Endstoffs mit Halogenameisensäureester der Formel X - CO2Rê V, worin R2 die vorgenannte Bedeutung besitzt und X ein Halo- genatom bezeichnet, umsetzt.

Inventors: LARDON, HARTMUT, DR., PUSTER, PETER, DR., SCHEUERMANN, HORST, DR., SEYBOLD, GUENTHER, DR.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: C07C125
IPC codes: C07C271