DE1181199B

DE1181199B - Verfahren zur Herstellung von Thiol- bzw. Thionothiolphosphor-, -phosphon- oder -phosphinsaeureestern

Info

Publication number: DE1181199B
Application number: DEF33623A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Lorenz; Dr Hans-Gerd Schicke; Dr H C Dr H C Gerhard Schra Dr
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1961-04-08
Filing date: 1961-04-08
Publication date: 1964-11-12
Also published as: BE616096A; BR6237814D0; US3197498A; NL134003C; CH419103A; GB932038A; NL276943A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Internat. Kl.: C07f

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 12 ο-16

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F33623IVb/12o
8. April 1961
12. November 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Thiol- bzw. Thionothiolphosphor-, -phosphon- oder -phosphinsäureestern der allgemeinen Formel γ

Il /Ri

R₃S-CH-S-P^

CONHR₄

in der Ri und R2 niedrigmolekulare Alkoxy- oder Alkylreste, R₃ einen niedrigmolekularen Alkylrest, R₄ ein Wasserstoffatom oder einen gerad- oder verzweigtkettigen niedrigmolekularen Alkylrest und Y ein Sauerstoff- oder Schwefelatom bedeutet.

Es wurde gefunden, daß Verbindungen der angegebenen allgemeinen Formel erhalten werden, wenn man dialkyl-(thiono)-thiolphosphor-(-on, in)-saure Salze der allgemeinen Formel

¹X

P —S —Me

r/

in der Ri und R2 sowie Y die vorstehende Bedeutung haben und Me ein Alkalimetall bzw. die Ammoniumgruppe ist, mit a-Halogenessigsäureamiden der allgemeinen Formel

R₃S-CH- CONHR₄

Hai
in der R₃ einen niedrigmolekularen Alkylrest und R₄

30 Verfahren zur Herstellung von Thiol-

bzw. Thionothiolphosphor-, -phosphon- oder

-phosphinsäureestern

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer'Aktiengesellschaft,
Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Walter Lorenz, Wuppertal-Vohwinkel,

Dr. Hans-Gerd Schicke, Wuppertal-Elberfeld,

Dr. Dr. h. c. Dr. h. c. Gerhard Schrader,

Wuppertal-Cronenberg

ein Wasserstoffatom oder einen gerad- oder verzweigtkettigen niedrigmolekularen Alkylrest und Hai ein Halogenatom bedeutet, in an sich bekannter Weise — bevorzugt in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels und bei einer Temperatur von etwa O bis 30⁰C — umsetzt.

Der Verlauf des Verfahrens der Erfindung wird an Hand des nachfolgenden Formelschemas erläutert:

Ri_x
R/

P —S —Me + HaI-CH-CO-NHR₄

SR₃

Ri^

R₂

— S — CH — CONHR₄
SR₃

In den genannten Formeln haben Ri, R2, Rg, R₄, Y, Me und Hai die oben angegebene Bedeutung.

Wie bereits erwähnt, wird die verfahrensgemäße Umsetzung vorzugsweise in Anwesenheit inerter Lösungsmittel durchgeführt. Als besonders geeignet erwiesen haben sich Wasser, Ketone, Alkohole, chlorierte Kohlenwasserstoffe und Acetonitril.

Die als Ausgangsstoffe für das Verfahren der Erfindung erforderlichen a-Halogen-a-alkylmercaptoessigsäureamide können durch Halogenieren der entsprechenden Alkylmercaptoessigsäureamide hergestellt werden, die wiederum durch Umsetzung von Alkylmercaptoessigsäurehalogeniden mit Ammoniak

5° oder Alkylamiden bzw. aus den entsprechenden Chloressigsäureamiden und Mercaptanen in Gegenwart von Säurebindemitteln in bekannter Weise zugänglich sind.

Die gemäß vorliegender Erfindung herstellbaren Thiol- bzw. Thionothiolphosphor-, -phosphon- oder -phosphinsäureester fallen entweder in Form kristalliner Substanzen oder hochviskoser, auch unter stark vermindertem Druck nicht unzersetzt destillierbarer öle an.

Sie zeichnen sich durch eine hervorragende insektizide, zum Teil auch systemische Wirkung aus und finden daher als Pflanzenschutzmittel gegen saugende

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und fressende Insekten sowie zur Bekämpfung von Ekto- und Endoparasiten an Warmblütern Verwendung.

Aus der deutschen Patentschrift 1 068 699 sind bereits insektizid wirksame Thiol- bzw. Thionothiolphosphorsäureester der allgemeinen Formel Weiterhin werden in der österreichischen Patentschrift 195 445 Ο,Ο-Dialkylthionothiol-phosphorylalkyl-(aryl)-essigsäureamide der allgemeinen Formel

RiO_xI

RO
RO

Ρ —S —CH-CON:

R'

R₂O"

P — S — CH-S — R₃ R₄

bekannt.

In dieser allgemeinen Formel bedeuten Ri und R2 niedrigmolekulare aliphatische Kohlenwasserstoffreste, R3 einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder Aralkylrest, der durch ein primäres oder sekundäres Kohlenstoffatom an das Schwefelatom gebunden ist, R4 die Gruppen — COOR5,

20

— con:

'R₆

oder — C = N, worin R5, Re und R7 niedrigmolekulare aliphatische Kohlenwasserstoffreste sind, und Y ein Sauerstoff- oder Schwefelatom.

beschrieben, worin R eine Alkyl- und R' eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Arylgruppe bedeutet, während R" und R'", die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoffatome oder Alkylreste darstellen.

Im Vergleich zu den aus den obengenannten Vorveröffentlichungen bekannten Verbindungen analoger Konstitution zeichnen sich die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Produkte bei der Anwendung als Schädlingsbekämpfungs- bzw. Pflanzenschutzmittel durch eine erheblich überlegene Wirkung aus. Diese eindeutige technische Überlegenheit der verfahrensgemäß herstellbaren Thiol- bzw. Thionothiolphosphor-, -phosphon- und -phosphinsäureester ist aus den im folgenden tabellarisch zusammengestellten Ergebnissen von Vergleichsversuchen ersichtlich:

Tabelle I

Verbindung (Konstitution) Anwendung gegen

Insektizide Wirksamkeit

Wirkstoffkonzentration in °/o

Abtötung der Schädlinge in %

(CH₃O)₂P — S — CH — SC₂H₅

CO —NH-C₂H₅ (verfahrensgemäß, Beispiel 1)

S
(CH₃O)₂P — S — CH — SC₂H₅

CO-N(C₂Hs)₂

(bekannt aus der deutschen Patentschrift 1 068 699, Beispiel 5)

Il

(C₂H₅O)₂P — S — CH — SCH₃

CO-NH-CH(CHs)₂ (verfahrensgemäß, Beispiel 11)

S
(C₂H₅O)₂P — S — CH — CH₃

CO-NH-CH(CHs)₂

(bekannt aus der österreichischen Patentschrift 195 445, Beispiel 1) Raupen
Blattläuse
Spinnmilben
Heimchen

Blattläuse

Spinnmilben Heimchen

0,01
0,001
0,0008
0,1

0,01

0,0008

0,1

100 100 100 100

100

40

Raupen
Spinnmilben

0,01
0,001

70 100

Raupen Spinnmilben 0,1
0,01

40 100

Fortsetzung

Verbindung (Konstitution)

Insektizide Wirksamkeit

Anwendung gegen

Wirkstoffkonzentration in %

Abtötung der Schädlinge in %

S CH₃V I

;p

-S-CH-SC₂H₅

C₂H₅O⁷ ,

CO — NH₂

(verfahrensgemäß, Beispiel 8)

S CH_3xI

Raupen Spinnmilben

0,01
0,001

100 100

C₂H₅O

p —s

1-NH-CH₃ (verfahrensgemäß, Beispiel 9)

S (CHs)₂P — S — CH — S — C₂H₅

CO-NH-CH₃ (verfahrensgemäß, Beispiel 10)

Raupen Spinnmilben

0,01
0,001

100 100

Raupen

0,1

100

Tabelle II

Vergleichsversuche	O Il	Insektizide Wirksamkeit	Anwendung gegen	Wirkstoffkonze in %	Titration in ppm	Abtötung der Schädlinge in "/ο
Verbindung (Konstitution)	(C₂H₅O)₂P — S — CH- CO — NH — CH₃ SC₂H₅
(verfahrensgemäß, Beispiel 3)	Kornkäfer Blattläuse Mückenlarven	0,01 0,001 0,001		888
S (C₂H₅O)₂P — S — CH — CO — NH — C₃H₇-iso CH₃		0,0001		95
(bekannt aus der österreichischen Patentschrift 195 445, Beispiel 1)	Kornkäfer Blattläuse	0,01 0,1 0,001		O O O <
O	Mückenlarven	0,01 0,001		υ 0
(CH₃O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃ SCH₃
(verfahrensgemäß, Beispiel 6)	Heimchen Schmeißfliegen (blowfly)	0,1	1	100 50
S (CH₃O)₂P — S — CH — CO — N(C₂Hs)₂ SC₂H₅
(bekannt aus der deutschen Patentschrift 1 068 699, Beispiel 5)	Heimchen Schmeißfliegen (blowfly)	0,1	1	0 0

Das Verfahren der Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1 S SC₂H₅

Il I

(CH₃O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

67 g (0,4 Mol) a-Chlor-a-äthylmercaptoessigsäuremethylamid (nicht destilliert) tropft man zu einer Aufschlämmung von 77 g (0,44 Mol) des Ammoniumsalzes der Dimethyldithiophosphorsäure in 200 ecm Aceton. Die Temperatur steigt dabei auf 35⁰C, wobei gelegentlich etwas gekühlt wird. Nach ¹Z₂StUndigem Rühren der Mischung bei Zimmertemperatur gießt man in Wasser, neutralisiert die Mischung mit Kaliumcarbonat und impft an. Das ausgefallene öl erstarrt. Man saugt ab und preßt auf Ton ab. Durch Umkristallisieren aus Benzol und Petroläther erhält man feine weiße Nadeln; F. = 112°C. Die Ausbeute beträgt 80 g. entsprechend 69,2% der Theorie.

C₇H₁₆O₃NS₃P (Molekulargewicht = 289,4):

Berechnet N 4,84, P 10,71, S 33,24%;

gefunden N 4,87, P 10,41, S 33,15%.

Die DL50 an der Ratte per os liegt bei 10 mg/kg.

Beispiel 2 S SC₂H₅

(C₂H₅O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

Zu einer Lösung von 83 g (0,44 Mol) des Ammoniumsalzes der Diäthyldithiophosphorsäure in 200 ecm Aceton tropft man unter gelegentlichem Kühlen bei 30⁰C 67 g (0,4MoI) a-Chlor-a-äthylmercaptoessigsäuremethylamid. Nach ^stündigem Rühren gießt man die Mischung in Wasser, neutralisiert mit Natriumbicarbonat, impft an und saugt das. rasch erstarrende öl ab. Beim Umkristallisieren aus Benzol und Petroläther erhält man farblose Kristalle; F. = 95°C. Die Ausbeute beträgt 100 g, entsprechend 78,7% der Theorie.

C9H20O3NS3P (Molekulargewicht = 317,4):

Berechnet N 4,41, S 30,30, P 9,76%;

gefunden N 4,52, S 30,29, P 10,11%.

Die mittlere Toxizität an der Ratte per os liegt bei 2 mg/kg.

Beispiel 3 O SC₂H₅

I! I

(C₂H₅O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

Zu einer Lösung von 80 g (0,44 Mol) des Ammoniumsalzes der Diäthylthiolphosphorsäurein 200 ecm Aceton tropft man bei 30° C unter geringem Kühlen 67 g (0,4 Mol) a-Chlor-cc-äthylmercaptoessigsäuremethylamid. Man rührt die Mischung ^x/₂ Stunde bei Zimmertemperatur, saugt vom ausgefallenen Ammoniumchlorid ab und destilliert das Lösungsmittel im Vakuum ab. Den Rückstand schlämmt man in Wasser auf, nimmt das öl in Benzol auf und wäscht es einmal mit Natriumbicarbonatlösung. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat destilliert man das Lösungsmittel ab und erhält 85 g eines dickflüssigen, rotbraunen Öles, das nicht destillierbar ist. Die Ausbeute beträgt 70,8% der Theorie.

C9H20O4NS2P (Molekulargewicht = 301,4):

Berechnet N 4,65, S 21,28, P 10,28%;

gefunden N 4,42, S 20,66, P 10,04%.

Die DLg₅ an der Ratte per os liegt bei 1 mg/kg.

Beispiel 4 S SCH₃

(CH₃O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

97 g (0,55 Mol) des Ammoniumsalzes der Dimethyldithiophosphorsäure werden in 250 ecm Aceton aufgeschlämmt. Zu der Aufschlämmung tropft man eine Lösung von 78 g (0,5 Mol) a-Chlor-α-methylmercaptoessigsäuremethylamid in 50 ecm Aceton. Die exotherme Reaktion wird durch Kühlen auf 30⁰C gehalten. Nach ^stündigem Rühren der Mischung bei Zimmertemperatur gießt man in Wasser. Das rasch erstarrende öl wird abgesaugt, mit Wasser gewaschen und aus Äther und Benzol umkristallisiert. Man erhält farblose Kristalle; F. = 84° C. Die Ausbeute beträgt 87 g, entsprechend 63,3% der Theorie.

C₆Hi₄O₃NS₃P (Molekulargewicht = 275,3):

Berechnet N 5,09, S 34,94, P 11,25%;

gefunden N 5,40, S 34,57, P 11,10%.

Beispiel 5

SCH₃

(C₂H₅O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

Eine Lösung von 78 g (0,5 Mol) a-Chlor-a-methylmercaptoessigsäuremethylamid in 50 ecm Aceton tropft man unter Kühlen bei höchstens 30⁰C zu einer Lösung von 112 g (0,5 Mol) des Ammoniumsalzes der Diäthyldithiophosphorsäure in 250 ecm Aceton. Man rührt die Mischung V₂ Stunde bei Zimmertemperatur, gießt sie dann in Wasser und saugt das rasch erstarrende öl ab. Aus Äther umkristallisiert erhält man schwere farblose Kristalle; F. = 85°C. Die Ausbeute beträgt 118 g, entsprechend 78,3% der Theorie.

C₈Hi₈O₃NS₃P (Molekulargewicht = 303,4):

Berechnet ...'.. N 4,62, S 31,70, P 10,21%; gefunden ..... N 4,30, S 32,01, P 10,25%.

Beispiel 6 SCH₃

(CH₃O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

Zu einer Aufschlämmung von 88 g (0,555 Mol) des Ammoniumsalzes der Dimethylthiolphosphorsäure in 200 ecm Aceton tropft man eine Lösung von 73 g (0,466 Mol) a-Chlor-a-methylmercaptoessigsäuremethylamid in 50 ecm Aceton. Die Temperatur steigt dabei von 15°C auf 30⁰C unter Abscheidung von Ammoniumchlorid. Nach ^stündigem Rühren der Mischung saugt man das Salz ab und destilliert das Lösungsmittel ab. Den Rückstand nimmt man in etwa 100 ecm Wasser auf, neutralisiert mit Natriumbicarbonat und salzt mit Natriumsulfat aus. Das aus der wäßrigen Lösung durch das Aussalzen heraus-

gedrückte öl wird in Methylenchlorid aufgenommen und die Salzlösung nochmals mit Methylenchlorid ausgeschüttelt. Die vereinigten Methylenchloridlösungen werden über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man 50 g eines mit Wasser mischbaren roten Öles. Die Ausbeute beträgt 41,5% der Theorie.

C₆Hi₄O₄NS₂P (Molekulargewicht = 259,3):

Berechnet N 5,40, S 24,73, P 11,95%;

gefunden N 5,10, S 24,65, P 11,35%.

Beispiel 7
SCH₃

(C₂H₅O)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

Wie im Beispiel 6 werden 73 g (0,466 Mol) a-Chlor-α-methylmercaptoessigsäuremethylamid und 124 g (0,555 Mol) des Ammoniumsalzes der Diäthylthiolphosphorsäure zur Umsetzung gebracht. Bei entsprechender Aufarbeitung des Ansatzes erhält man 93 g eines mit Wasser mischbaren roten Öles, das nicht destillierbar ist. Die Ausbeute beträgt 69,8% der Theorie.

C₈Hi₈O₄NS₂P (Molekulargewicht = 287,3):

Berechnet N 4,88, S 22,32, P 10,78%;

gefunden N 4,67, S 22,49, P 10,38%.

CH_:

C₂H₅O

Beispiel 8
S SC₂H₅

P — S — CH — CO — NH₂

35

In eine Lösung von 61 g (0,315 Mol) des Kaliumsalzes desMethylthionothiolphosphonsäureäthylesters in 120 ecm Acetonitril trägt man 44 g (0,285 Mol) a-Chlor-a-äthylmercaptoessigsäureamid (F. = 87° C) [aus Äthylmercaptoessigsäureamid (F. = 50° C) und Sulfurylchlorid hergestellt] ein. Die Reaktionstemperatur steigt dabei auf 35° C. Man rührt über Nacht bei Zimmertemperatur. Nach Zugabe von 250 ecm Wasser wird das ausgefallene öl in Benzol aufgenommen, mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels hinterbleiben 65 g eines hellbraunen Öles. Die Ausbeute beträgt 83,5% der Theorie.
C₇Hi₆O₂NS₃P: ^o

Berechnet N 5,12, S 35,18, P 11,34%;

gefunden N 5,08, S 35,11, P 10,97%.

15 man 250 ecm Wasser zu. Das ausgefallene öl erstarrt rasch. Man saugt die Kristalle ab, wäscht sie mit Wasser und trocknet sie an der Luft. Die Ausbeute beträgt 55 g, entsprechend 63,8% der Theorie. Durch Umkristallisieren aus Benzol und Petroläther erhält man den Ester in farblosen Kristallen; F. = 98°C. C₈Hi₈O₂NS₃P:

Berechnet N 4,87, S 33,46, P 10,78%;

gefunden N 4,91, S 33,24, P 10,88%.

Die DL50 an der Ratte per os liegt bei 1,25 mg/kg.

Beispiel 10
S SC₂H₅

(CHs)₂P — S — CH — CO — NH — CH₃

51 g (0,3 Mol) a-Chlor-a-äthylmercaptoessigsäuremethylamid, gelöst in 50 ecm Aceton, tropft man unter Kühlen zu einer Lösung von 54 g (0,33 Mol) des Kaliumsalzes der Dimethyldithiophosphinsäure in 150 ecm Aceton. Die Temperatur läßt man nicht über 35°C steigen. Man rührt die Mischung ¹Jz Stunde bei Zimmertemperatur und gießt sie dann in 250 ecm Wasser. Das zunächst ölig ausfallende Reaktionsprodukt erstarrt. Nach dem Umkristallisieren aus Acetonitril erhält man farblose, derbe Kristalle; F. = 146° C. Die Ausbeute beträgt 40 g, entsprechend 51,8% der Theorie. Die mittlere Toxizität an der Ratte per os beträgt 500 mg/kg.

Beispiel 11

CH₃
C₂H₅O

Beispiel 9
SC₂H₅

P — S — CH — CO — NH — CH₃

55

60

Zu einer Lösung von 53,4 g (0,33 Mol) des KaliumsalzesdesMethylthionothiolphosphonsäureäthylesters in 150 ecm Aceton tropft man, bei 20⁰C beginnend, 51 g (0,3 Mol) a-Chlor-a-äthylmercaptoessigsäuremethylamid, gelöst in 50 ecm Aceton. Die Reaktion ist exotherm, und die Temperatur wird unter Kühlen nicht über 35°C steigen gelassen. Nach ^stündigem Rühren der Mischung bei Zimmertemperatur setzt (C₂H₅O)₂P — S — CH — CO — NH — CH(CHs)₂

SCH₃

27 g (0,148MoI) a-Chlor-a-methylmercaptoessigsäureisopropylamid (F. = 64°C) und 37 g (0,182MoI) 0,0-diäthylthionothiolphosphorsaures Ammonium werden in 150 ecm Aceton 1 Stunde bei Zimmertemperatur gerührt. Die Umsetzung erfolgt ohne positive Wärmetönung. Anschließend gießt man das Reaktionsgemisch in Wasser, wobe^: rasch Kristallisation erfolgt. Die Kristalle werden abgesaugt. Nach dem Umkristallisieren aus einem Petroläther-Äther-Gemisch erhält man den 0,0-Diäthylthionothiolphosphorsäure - S - [α - (methylmercapto - N - monoisopropylamino-carbonyl)-methyl]-ester in Form von farblosen Kristallen; F. = 54°C. Die Ausbeute beträgt 41 g, entsprechend 83,8% der Theorie.

CiOH₂₂O₃NS₃P (Molekulargewicht = 331,5):

Berechnet N 4,23, S 29,02, P 9,34%;

gefunden N 4,33, S 28,68, P 9,50%.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Thiol- bzw. Thionothiolphosphor-, -phosphon- oder -phosphinsäureestern, dadurchgekennzeichn e t, daß man dialkyl-(thiono)-thiolphosphor-(-on, -in)-saure Salze der allgemeinen Formel

)P — S — Me
R₂

in der Ri und R₂ niedrigmolekulare Alkoxy- oder

409 727<«6

Alkylreste, Y ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom und Me ein Alkalimetall bzw. die Ammoniumgruppe bedeutet, mit a-Halogenessigsäureamiden der allgemeinen Formel

5 R₃S-CH- CONHR₄

Hai

in der R3 einen niedrigmolekularen Alkylrest und R4 ein Wasserstoffatom oder einen gerad- oder verzweigtkettigen niedrigmolekularen Alkylrest und Hai ein Halogenatom bedeutet, in an sich bekannter Weise, vorzugsweise in Anwesenheit

peratur von etwa O bis 30 C, zu Verbindungen der allgemeinen Formel

R₃S-CH-s — p:

CONHR₄

in der Ri. R_>. R:i. Ri und Y die vorstehende Bedeutung haben, umsetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1 068 699;

eines inerten Lösungsmittels und bei einer Tem- 15 österreichische Patentschrift Nr. 195 445.

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