MXPA99008770A - Procedimiento para la obtencion de n-alquil-n'-nitro-guanidinas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere:a un nuevo procedimiento para la obtención de N-alquil-Nï-nitroguanidinas de la fórmula (1) en la que R significa alquilo con 1 a 4átomos de carbono, por neutralización de alquilamina conácido nítrico reacción subsiguiente con cianamida y deshidratación del nitrato de alquilguanidina formado.

Description

PROCEDI IENTO PARA LA OBTENCIÓN DE N-A QUIL-N -NITRO-GUANIDINAS. Campo de la invención. La invención se refiere a un nuevo procedimiento para la obtención de N-alquil-N'-nitroguanidina. Descripción de la técnica anterior. Se sabe que se obtienen N-alquil-N'-nitroguani-dinas si se nitra, en primer lugar, el sulfato de 5- etilisotiouronium de la fórmula (A) de manera usual y, a continuación, en una segunda etapa de reacción se substituye el grupo metilmercapto por alquila ino según el esquema de reacción siguiente: (véase a este respecto la JACS 76., 1877 (1954)). Sin embargo este procedimiento tiene; el inconveniente de que se trata de una reacción en dos etapas. Cuando los rendimientos en las dos etapas son proporcio-nalmente buenos, la disociación del grupo mercapto, especialmente del metilmercapto, plantea problemas desde el punto de vista del procedimiento en el caso de una realización a escala industrial. Se sabe además que pueden obtenerse N-alquil, especialmente N-metil-N'-nitroguanidinas, si se hace reaccionar una solución alcalina (hidróxido de potasio) de ni-troguanidina con hidrocloruro de alquil (especialmente me-til) amina a 60°C según el esquema de reacción siguiente: por ejemplo H2 N .vlHH2_ NO, , (véase a este respecto la JACS 69, 3028 (1947) , o bien 49, 2303 (1927) ) . En este procedimiento son muy satisfactorios los rendimientos y especialmente la pureza . de los productos finales, que tienen que purificarse en procedimientos cos-tosos. Como productos secundarios se forman, con desprendimiento de N20 gaseoso, grandes cantidades de alquil (metil) urea. Además se producen grandes cantidades de agua residuales y el hecho de que la nitroguanidina es un producto de partida relativamente caro. Además se sabe que pueden obtenerse las N-alquil- N'-nitroguanidinas mediante nitración de sulfatos de alquil-guanidina (véase a este respecto la JACS, 55, 731 (1933) ) . También este procedimiento tiene el inconveniente de un rendimiento insatisfactorio asi como una cantidad relativamente grande de aguas residuales. Otro método conocido de obtención consiste en la deshidratación de nitrato de alquilanilina mediante ácido sulfúrico (véase a este respecto la JACS, 55, 739 (1933)). Este procedimiento discurre ciertamente con rendimientos proporcionalmente buenos, sin embargo es muy difícil la obtención de los productos de partida, tal como por ejemplo el nitrato de metilguanidina (véase a este respecto Zeitschrift für angewandte Chemie 42., 380 (1929)) Para la obtención del nitrato tiene que emplearse nitrato de bario, siendo el rendimiento únicamente del 40 al 50 %. Del mismo modo la reacción de nitratos de amina con cianoamida de calcio o con diciandiamida discurre con rendimientos insatisfactorios (Can. J. Chem. 3_6, 737-743 (1958)). Los procedimientos descritos tienen diversos inconvenientes: exceso de alquilamina, que únicamente puede recuperarse con dificultad, asi como elevadas temperaturas del procedimiento (con diciandiamida) . Descripción detallada de la invención. Se ha encontrado ahora que se obtienen N-alquil-N'-nitroguanidinas de la fórmula (I) , en la que R significa alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, si se neutralizan alquilaminas, en caso dado en solución acuosa y en caso dado, en presencia de un disolvente or-gánico, con ácido nítrico, a continuación se concentra por evaporación y se hace reaccionar con cianamida en presencia de un disolvente orgánico y, en caso dado, bajo presión a temperaturas comprendidas entre 80°C y 180°C y se deshidrata el nitrato de alquilguanidina formado. Sorprendentemente pudieron obtenerse según el procedimiento de la invención N-alquil-N'-nitroguanidinas de la fórmula (I) de manera sencilla con rendimientos muy buenos y con elevada pureza, aún cuando era de esperar, según el estado de la técnica, que cuando se utilizasen cantidades equi olares de amina (o únicamente un exceso muy pequeño) deberían obtenerse únicamente rendimientos bajos. Finalmente se conocía la obtención de sales de guanidina substituidas por alquilo inferior a partir de sales de alquilamina y de cianamida a temperaturas compren-didas entre 170 hasta 240°C (DOS 2 005 816) . Por lo tanto el técnico en la materia no podía prever que esta reacción pudiese llevarse a cabo también a temperaturas sensiblemente mas bajas. La reacción según la invención tiene la ventaja de que tiene que emplearse exceso de nitrato de amina o únicamente tiene que emplearse en una pequeña cantidad en exceso y que el procedimiento puede llevarse a cabo a bajas temperaturas. Por lo tanto se produce de manera mas económica, con ahorro de energía y de una manera mas respetuosa para él medio ambiente. Los compuestos obtenibles según el procedimiento de la invención están definidos en general por medio de la fórmula (I) . En esta fórmula R significa preferentemente alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, especialmente metilo y etilo. Si se emplea, por ejemplo, metilamina como producto de partida, podrá esquematizarse el desarrollo de la reacción del procedimiento según la invención por medio del esquema de fórmulas siguiente: Los productos de partida alquilamina y cianamida son compuestos conocidos en general de la química orgánica. Como disolventes orgánicos entran en consideración todos los diluyentes orgánicos inertes frente a estos reactivos. A éstos pertenecen preferentemente alcoholes, tales como metanol, etanol o butanol así como éteres tales como etilenglicoldimetiléter, etilenglicoldietiléter, die-tilenglicoldimetiléter o etil-terc. -amiléter. La reacción con cianamida se lleva a cabo preferentemente con exclusión de oxígeno en un recipiente cerrado de manera que se forme una sobrepresión comprendida entre 1 y 20 bares, preferentemente entre 5 y 15 bares. Las temperaturas de la reacción en la reacción con cianamida pueden variar dentro de amplios límites. En general se trabaja a temperaturas comprendidas entre 80°C y 180°C, preferentemente entre 100°C y 150°C. Como agentes deshidratantes entran en consideración en principio todos los agentes disociadores de agua. Preferentemente pueden citarse ácido sulfúrico y ácido trifluoracético. En la realización del procedimiento según la invención se trabaja preferentemente con cantidades equimolares. No obstante es posible también trabajar con un exceso de alquilamina (de 1 a 1,5 moles). Igualmente es posible un ligero exceso de cianamida (de 1 a 1,2 moles). La elaboración puede llevarse a cabo de forma y manera usual. Como paso previo a la reacción de la sal del ácido nítrico de la alquilamina con cianamida se eliminará preferentemente agua por ejemplo mediante destilación azeotrópica. Las N-alquil-N'-nitroguanidinas de la fórmula (I) , a ser obtenidas según el procedimiento de la invención, tal como especialmente la N-metil-N'-nitroguanidina pueden emplearse como productos intermedios para la obtención de compuestos biológicamente activos, por ejemplo de insecticidas (véanse por ejemplo las EP-A 0 376 279 y EP-A 0 428 941) . Ejemplos de obtención. Ejemplo 1.

Se neutralizan 5,2 g (0,05 moles) de una solución acuosa al 30 % de metilamina con aproximadamente 4,2 g de ácido nítrico al 75 % y a continuación se elimina el agua por destilación en vacío. Se agregan 15 mi de n-butanol y 2,2 g de cianamida y se carga de este modo un autoclave de 50 mi. A continuación se calienta durante 8 horas a 130°C a temperatura interna. Tras la descompresión se elimina el butanol por destilación y el residuo se combina, bajo refrigeración y agitación, cuidadosamente con 8,5 mi de ácido sulfúrico concentrado a -5°C hasta +5°C. Al cabo de 30 minutos se agregan 50 g de hielo, se separa por filtra- ción y se lava finalmente con un poco de agua fría.

Se obtienen 5,5 g (93 % de la teoría) de N-metil- N'-nitroguanidina con un punto de fusión de 160°C. Ejemplo 2.

Se neutralizan 5,2 g (0,05 moles) de una solución acuosa al 30 % de metilamina con aproximadamente 4,2 g de ácido nítrico al 75 % y a continuación se elimina el agua por destilación en vacío. Se agregan 15 mi de n-butanol y 2,2 g de cianamida y se carga con esto un autoclave de 50 mi. A continuación se calienta durante 9 horas a 140°C de temperatura interna. Tras la descompresión se refrigera a 0°C hasta 5°C y se filtra. La torta de filtración se seca y se combina, bajo refrigeración y agitación, cuidadosamente con 1,5 mi de ácido sulfúrico concentrado, a -5°C hasta +5°C. Al cabo de 20 minutos, se agregan 50 g de hielo, se separa por filtración y se lava finalmente con un poco de agua fría. Se obtienen 5,3 g (89,6 % de la teoría) de N-metil-N'-nitroguanidina con un punto de fusión de 160°C. Ejemplo 3. Se agregan, gota a gota, a 0°C, bajo agitación, a 82,7 g (0,8 moles) de solución acuosa al 30 % de etil-amina, 100,8 g (0,8 moles) de ácido nítrico al 50 %, se agita durante otros 30 minutos a 0°C, se deja calentar a continuación hasta la temperatura ambiente y se elimina el agua por destilación. A continuación se agregan 400 mi de n-butanol y se destila hasta que se haya eliminado el resto del agua. A continuación se agregan 30 g (0,72 moles) de cianamida y se calienta en un autoclave bajo agitación durante 8 horas a 130°C. Se refrigera, se separa por filtración el producto sólido precipitado y se lava finalmente con un poco de n-butanol y se seca. El producto sólido se dosifica en 250 g de ácido sulfúrico al 98 % refrigerado a 0°C (en el transcurso de 10 a 15 minutos) . A continuación se calienta a 40°C y se mantiene, bajo agitación, durante 5 a 10 minutos a esta temperatura. Seguidamente se refrigera de nuevo a 0°C y se combina con 750 g de hielo. El producto sólido precipitado se separa por filtración y se seca. Se obtienen 77,3 g (91 % de la teoría referido a la cianamida empleada) de metilnitroguanidina- (obtenido según HPLC y electrofóresis capilar 100 %) . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (3)

1. - - REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la .invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. - Procedimiento para la obtención de N-alquil-N ' -nitroguanidinas de la fórmula ( I) , en la que R significa alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, caracterizado porque se neutraliza alquilamina con ácido nítrico, a continuación se elimina en caso dado el agua y se hace reaccionar con cianamida y se deshidrata el nitrato de alquilguanidina formado.
2. 2.- Procedimiento según la reivindicación 1, ca-racterizado porque la reacción con cianamida se lleva a cabo bajo presión a temperaturas comprendidas entre 80°C y 180°C, en ausencia de agua en un disolvente orgánico inerte.
3. 3.- Procedimiento para la obtención de N-alquil-N'-nitroguanidinas de la fórmula (I) según la reivindicación 1, caracterizado porque el nitrato de alquilguanidina formado se deshidrata con un ácido. RESÜMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un nuevo procedimiento para la obtención de N-alquil-N'-nitroguanidinas de la fórmula (I) en la que R significa alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, por neutralización de alquilamina con ácido nítrico , reacción subsiguiente con cianamida y deshidratación del nitrato de alquilguanidina formado.