PROCESS FOR THE PREPARATION OF N-BENZYL-N-ISOPROPYL PIVALAMIDE

Abstract: 1. A process for the production of N-benzyl-N-isopropylpivaloylamide from a benzyl halide, isopropylamine and pivaloyl chloride, characterised in that 1 mole of benzyl halide is reacted with 1.5 to 3, preferably 2, moles of isopropylamine and 1.25 to 1.75, preferably 1.5, moles of alkali metal hydroxide in the form of an aqueous solution, the concentration of which is so chosen that the alkali metal halide formed during the reaction only just remains in solution, the reaction mixture is kept for 2 to 3 hours at a temperature of 30 to 50 degrees C, the N-benzyl-N-isopropylamine obtained by distillation of the organic phase is introduced into a two-phase system consisting of a) toluene and/or any other alkylated aromatic having up to 10 C atoms in total and b) 20% strength aqueous sodium hydroxide solution, the amount being so chosen that not only is the hydrochloric acid formed during the reaction neutralised neutralised quantitatively, but the aqueous phase also remains alkaline after completion of the reaction, at a temperature of 0 to 60 degrees C, pivaloyl chloride is added, the mixture is kept for one hour at a temperature of between 0 and 60 degrees C and thereafter the product formed is isolated in a conventional manner.

Description: Verfahren zur Herstellung von N-Benzyl-N- isopropylpivaloylamid Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamid aus Benzylhalogenid, Isopropylamin und Pivaloylchlorid. Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von N-klkyl-N-benzylaminen aus Benzylhalogeniden und Alkylaminen bekannt. Diese Verfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So ist z.B. vielfach ein organisches Lösungsinittel erforderlich. Ublicher- weise muss man entweder mit einem hohen Überschuss an primärem Amin arbeiten oder eine Schutzgruppe einführen, um die Bildung grösserer Mengen tertiärer Amine zu vermeiden. Da das eingesetzte Alkylamin nicht nur als Nukleophil, sondern auch als HCl-Akzeptor fungiert, wird es laufend der weiteren Reaktion entzogen; Die Gegenwart des entstandenen Hydrochlorids wirkt sich seinerseits ungünstig auf den weiteren Reaktionsablauf aus. Es ist vorgeschlagen worden,. der Reaktionsmischung Triethylamin oder Pyridin zum Abfangen der Halogenwasserstoffsäure zuzusetzen. Damit aber ergeben sich neue Probleme der Abtrennung und Regenerierung der organischen Hilfsbasen. Es ist nach der deutschen Patentschrift Dr-PS 21 04 857 bekannt, N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamid dadurch herzustellen, dass man Pivaloylchlorid zu einer Lösung von N-Benzyl-N-isopropylamin und Triethylamin in Benzol tropft. Auch bei dieser Reaktion ist der Einsatz der organischen Hilfsbase umständlich, da sie nach der Reaktion regeneriert werden muss. Die Reaktion erfordert eine Reaktionszeit von wenigstens 18 Stunden. Die Ausbeute kann nicht als befriedigend angesehen werden. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine Erhöhung der Selektivität und Ausbeute an N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamid bei-gleichzeitig vereinfachter Verfahrensweise. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren so zu modifizieren, dass in wässrigen Systemen gearbeitet und dennoch die Hydrolyse des Benzylhalogenids sowie des Pivaloylchlorids vermieden werden kann. Es wurde überraschenderweise ein Verfahren gefunden, mit dem die aufgeführten Schwierigkeiten und Nachteile vermieden werden können. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von N-Benzyl-N-isoDrosylpivaloylamid aus Benzylhalogenid, Isopropylamin und Pivaloylchlorid, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man 1 Triol Benzylhalogenid mit 1,5 bis 3, vorzugsweise mit 2 ol Isopropylamin und 1,25 bis 1,75, vorzugsweise 1,5 ol Alkalilauge in Form einer wässrigen Lösung umsetzt, deren Ronzentration so gewählt wird, dass das bei der Reaktion gebildete Alkalihalogenid gerade noch gelöst bleibt, die Reaktionsmischung für 2-3 Stunden bei einer Temperatur von 30 bis 50 OC hält, das durch Destillation der organischen Phase erhaltene N-Benzyl-N-isopropylamin in einem Zweiphasensystem, bestehend aus Toluol und/oder anderen alkylierten Aromaten und 20 zeiger wässriger Natronlauge;bei einer Temperatur von 0 bis 60 OC vorlegt, Pivaloylchlorid zusetzt und nach einer Stunde das entstandene Produkt auf übliche Weise isoliert. Als Benzylhalogenid kann das Chlorid, Bromid und Jodid eingesetzt werden. Pro Nol Benzylhalogenid werden 1,5 bis 3, vorzugsweise ? ol Isopropylamin eingesetzt. Bei weiterer Erhöhung des Überschusses an Isopropylamin wird der Anteil des in der organischen Phase gelösten Wassers grösser und damit die Aufarbeitung erschwert. Die Menge des eingesetzten Alkalihydroyids sollte über der stöchiometrisch berechneten liegen, um sowohl einen guten Neutralisationseffekt zu erzielen als auch die Löslichkeit der Amine in der wässrigen Phase während der Reaktion möglichst gering zu halten. Die optimale Aus gangskonzentration der Alkalilösung lässt sich berechnen, indem man die Wassermenge zum Lösen der Lauge so wählt, dass das bei der Reaktion gebildete Halogenid neben dem unumgesetzten Alkalihydroxid gerade noch gelöst wird. Gute Erfahrungen wurden mit der 1,25 bis 1,8-fachen Menge Alkalihydroxid in 15 C/iger wässriger Lösung gemacht. Die Reaktion wird im Temperaturbereich zwischen 20 und 50 C, zweckmässigerweise bei 40 C durchgeführt. Insbesondere bei grösseren Ansätzen muss zu Beginn der Reaktion leicht gekühlt, gegen Ende der Reaktion geheizt werden. Die Reaktion wird vorteilhafterweise ohne weitere Lösungsmittel durchgeführt. Die zeitliche Verfolgung der Reaktion durch Bestimmung des Halogenidgehaltes der wässrigen Phase ermöglicht es, den Prozess bei einem bestimmten Umsetzungsgrad oder bei Überschreitung eines bestimmten Verhältnisses von sekundärem -zu .tertiärem Amin abzubrechen. Im allgemeinen ist dies nach etwa 2 bis 3 Stunden Fall. Das gebildete N-Benzyl-N-isopropylamin lässt sich auf einfache Weise durch Vakuumdestillation der nach Phasentrennung erhaltenen organischen Phase isolieren. Daneben ist es möglich, das im Überschuss eingesetzte Isopropylamin quantitativ zurückzugewinnen. Zur Frzielung einer hohen Ausbeute empfiehlt es sich, das erhaltene sekundäre Amin mit 0,5 bis 0,8, vorzugsweise mit 0,67 Äquivalenten Pivaloylchlorid umzusetzen. Auf diese Weise lassen sich Ausbeuten von 99 ,%, bezogen auf eingesetztes N-Benzyl-N-isopropylamin erzielen. Man kann indessen auch mit einem 1,2 bis 2-fachen, zweckmässigerweise mit einem 1,5-fachen Überschuss an N-Benzyl-N-isopropylamin arbeiten.Diese Variante hat den Vorteil, dass das im Überschuss eingesetzte N-Benzyl-N-isopropylamin quantitativ zurückgewonnen werden kann. Als Lösungsmittel eignen sich alkylierte Aromaten, vorzügsweise solche mit bis zu insgesamt 10 C Atomen. Bevorzugt wird Toluol. Die Alkalimenge sollte so bemessen sein, dass nicht nur die bei der Reaktion gebildete Salzsäure quantitativ abgefangen wird, sondern dass auch die wässrige Phase nach Beendigung der Reaktion alkalisch bleibt. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 0 und 60 OC, vorzugsweise bei 10 C. Die Abtrennung des N-Benzyl-N-isoDropylpivalovlamids kann nach bekannten Methoden erfolgen, beisiels- weise durch Destillation. Nach dem vorliegenden Verfahren wird im Vergleich zum Stand der Technik eine wesentlich bessere Ausbeute erzielt. Die Reaktionszeiten sind deutlich verkürzt. Gleichzeitig gestatten die erfindungsgemäss eingesetzten Zweiphasensysteme nicht nur eine erheblich vereinfachte Isolierung der Reaktionsprodukte, sondern auch die nahezu quantitative Rückgewinnung nicht umgesetzter Einsatzstoffe. Die nach Neutralisierung erhaltenen wässrigen Phasen können bedenkenlos dem Abwasser zugefUlrt werden. N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamid findet bekanntermassen als Herbizid weite Verwendung. Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung des erfindungsgemässen Verfahrens: Beispiel 1: Zu einer gerührten Mischung aus 236 g ( 4 Mol) Isopropylamin und einer Lösung von 120 g ( 3 Mol) Natriumhydroxid in 680 ml Wasser wurden unter leichter Kühlung 252 g ( 2 Mol) Benzylchlorid zugetropft und anschliessend unter Erwärmung 3 Stunden miteinander verrührt, so dass die Temperatur konstant 40 C betrug. Anschliessend wurde die organische Phase über Kühlfallen fraktionierend destilliert. Man erhielt 43 g ( 0,73 Mol) Isopropylamin ( n 20 D = 1,3840), 60 g eines Gemisches aus Isopropylamin und Wasser, das der wassrigen Phase zugeschlagen wurde, und schliesslich ein Azeotrop aus Wasser und N-Benzyl-N-isopropylamin. Letzteres wurde erneut dem Sumpf der organischen Phase zugeführt. 2,5 g N-Benzyl-N-isoproDvlaminhydrochlorid wurden abgetrennt. Die anschliessende Destillation im Vakuum ergab folgende 4 Fraktionen: 1) Sdp.1 = 40 C nD21= 1,5035 26 g (leicht verunreinigtes N-Benzyl-N-isopropylamin) 2) Sdp.1 = 40-44 C nD21= 1,5008 209 g (N-Benzyl- N-isopropylamin) 3) Sdp. 1 = 44-100 C nD21= 1,5175 2 g (Zwischen D fraktion) 4) Sdp. 1 = 110 C nD21= 1,5448 30 g (N,N-Di- benzyl-N-isopropylamin) Aus der wässrigen Phase liessen sich durch Wasser- dampfdestillation 78 g Isopropylamin austreiben. Insgesamt konnten also 121 g (2,0 Mol) Isopropylamin zurückgewonnen werden. Neben 30 g tertiären Amin sind 233 g ( 1,56 Mol) N-Benzyl N-isopropylamin entstanden. Die Ausbeute betrug 78 . Eine Lösung von 50 g (1,25 Mol) Natriumhydroyid in 290 ml Wasser wird bei 10 C vorgelegt und mit einer Lösung von 233 g (1,56 Mol) N-Benzyl N-isopropylamin in 260 ml Toluol gerührt. Zu diesem Zweiphasensystem lässt man innerhalb einer Stunde eine Lösung von 126 g (1,04 Mol) Pivalinsäurechlorid in 130 ml Toluol zutropfen. Nach einer weiteren Stunde trennt man die beiden flüssigen Phasen. Aus der organischen Phase wurden zunächst Reste von Wasser, das Lösungsmittel Toluol sowie 88 g (0,59 Mol) N-Benzyl N-isopropylamin im Vakuum abdestilliert. Das zurückbleibende N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamid wurde durch einmalige Destillation (Sdp.1 = 130 C) in einer Reinheit von 99,6 % (n20= 1,5120) erhalten. Die Ausbeute betrug 198 g (0,86 Mol) oder 82 O/a. Beispiel 2: analog zu Beispiel 1 wurden 233 g ( 1,56 Mol) N-Benzyl-N-isopropylamin erhalten. Sodann wurde eine Lösung von 50 g (1,25 Mol) Natriumhydroxid in 290 ml Wasser bei 10 C vorgelegt und mit einer Lösung von 233 g (1,56 Mol) N-Benzyl-N-isopropylamin in 260 ml Toluol gerührt. Zu diesem Zweiphasensystem lässt man innerhalb einer Stunde eine Lösung von 227 g (1,88 Mol) Pivalinsäurechlorid in 230 ml Toluol zutropfen. Man verfährt nun, wie in Beispiel 1 beschrieben, und erhält 354 g (1,54) Mol N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamid, was einer Ausbeute von 99 % entspricht. Beispiel 3: Analog zu Beispiel 1 wurden in halbtechnischem Massstab 3200 g 15 %ige (12 Mol) Natronlauge, 944 g (16 Mol) Isopropylamin und 1008 g (8,6 Mol) Benzylchlorid umgesetzt. Die Ausbeute an N-Benzyl N-isopropylamin betrug 83,3 %. Eine abschliessende Destillation des N-Benzyl-N-isopropylpivaloylamids war nicht erforderlich. Das Produkt fiel bei einer Reinheit von 99,8 5'a in 87 5'o'iger Ausbeute an.

Claims: Patentanstrüche 1. Verfahren zur Herstellung von N-Benzyl-N-iso- propylpivaloylamid aus Benzylhalogenid, Iso propylamin und Pivaloylchlorid, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 Mol Benzylhalogenid mit 1,5 bis 3, vorzugs weise mit 2 Mol Isopropylamin-und 1,25 bis 1,75, vorzugsweise mit 1,5 Mol Alkalilauge in Form einer wässrigen Lösung umsetzt, deren Konzentration gerade so gewählt wird, dass das bei der Reaktion gebildete Halogenid gerade noch gelöst bleibt, die Reaktionsmischung für 2 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 30 bis 50 OC.hält, das durch Destillation der organischen Phase erhaltene N-Benzyl-N-isopropylamin in einem Zweiphasensystem,- bestehend aus Toluol und/oder anderen alkylierten Aromaten und 20 zeiger wässriger Natronlauge, bei einer Temperatur von 0 bis 60 OC vorlegt, Pivaloylchlorid zusetzt und nach einer Stunde das entstandene Produkt auf übliche Weise isoliert. 2. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das gebildete N-Benzyl-N-isopropylamin mit 0,5 bis 0,8, vorzugsweise mit 0,67 Äquivalenten Pivaloylchorld umsetzt und die 20 ziege wässrige Alkalilauge einen 1,2-fachen Überschuss an Alkalihydroxid, bezogen auf das Säurechlorid, enthält. 3. Verfahren nach AnsDruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das gebildete N-Benzyl-N-isopropylamin mit 1,2 bis 2, vorzugsweise mit 1,5 Äquivalenten Pivaloylchlorid versetzt und die 20 %ige wässrige Alkalilauge einen 1,2-fachen Überschuss an Alkalihydroxid, bezogen auf das Säurechlorid, enthält.

Inventors: BELLUT, HANS, DR.
Applicants: CHEMISCHE WERKE HULS AG
Application year: 1982
Main classification: C07C103
IPC codes: C07C233, C07C231, C07C67