DE1137012B - Verfahren zur Herstellung von Phosphon- bzw. Thionophosphonsaeureestern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

F 24304 IVb/12 ο

ANMELDETAG: 2. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 27. SEPTEMBER 1962

Gegenstand des Hauptpatentes 1 058 992 ist ein Verfahren zur Herstellung von Thiophosphonsäureestern der allgemeinen Formel

Verfahren zur Herstellung von
Phosphon- bzw. Thionophosphonsäureestem

Zusatz zum Patent 1 058 992

S(O)

Il ^OR/

R-P R"

S —Alk —N

R"'

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen

in welcher R ein über Kohlenstoff an Phosphor gebundener organischer Rest ist, R', R", R"' niedere Alkylreste bedeuten, wobei R" und R'" über eine Stickstoffbrücke auch zu einem Ring vereinigt sein können, und Alk für einen Alkylenrest steht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Phosphonsäure- bzw. Thionophosphonsäureesterhalogenide mit Aminoalkylmercaptanen umgesetzt werden.

Nach den Angaben der vorgenannten Patentschrift stellen die Thiophosphonsäureester der oben angegebenen Formel hervorragende Insektizide dar, die vor allem im Pflanzenschutz Verwendung finden.

Im Zuge der weiteren Bearbeitung des obigen Erfindungsgegenstandes wurde nun gefunden, daß ebenfalls insektizid hochwirksame Phosphon- bzw. Thionophonsäureester der allgemeinen Formel

Dr. Dr. h. c. Gerhard Schrader,

Wuppertal-Cronenberg,
ist als Erfinder genannt worden

O(S)
OR'

R —P

R'

O —Alk—N

R"

erhalten werden, wenn man Phosphon- bzw. Thionophosphonsäure-O-alkylesterhalogenide der Formel

O(S)
OR'

mit Aminoalkoholen der allgemeinen Struktur

Halogen

HO —Alk —N

R'

umsetzt.

In vorgenannten Formeln steht R für einen niederen Alkyl-, Cycloalkyl-, Phenyl- sowie einen gegebenenfalls durch eine Phenyl- oder Alkoxygruppe substituierten Alkenylrest und R' für einen niederen Alkylrest, während R" und R'" niedere Alkylreste bedeuten, die auch zu einem gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochenen heterocyclischen Ring geschlossen sein können, und Alk für einen niederen Alkylenrest steht.

Die verfahrensgemäße Umsetzung wird in analoger Weise, wie im Hauptpatent beschrieben, bevorzugt in Gegenwart. säurebindender Mittel durchgeführt. Als solche haben sich vor allem Alkalialkoholate, z. B. Kalium- und Natriummethylat, bewährt. Nach einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst (beispielsweise mit Hilfe von metallischem Natrium) die entsprechenden Alkalisalze der obengenannten Aminoalkohole hergestellt und diese anschließend im Sinne der vorliegenden Erfindung mit den Phosphon- bzw. Thionophosphonsäureesterhalogeniden der obigen allgemeinen Formel umgesetzt.

209 658/423

Weiterhin führt man die verfahrensgemäße Reaktion vorzugsweise in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Methyläthylketon, Aceton, Benzol, Chloroform u. ä. durch. Schließlich hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Umsetzung bei Zimmeroder schwach bis mäßig erhöhter Temperatur vorzunehmen und das Reaktionsgemisch nach Vereinigung der Ausgangskomponenten noch einige Zeit unter Erwärmen nachzurühren. Man erhält dann die Verfahrensprodukte mit besonders guten Ausbeuten sowie in vorzüglicher Reinheit.

Die neuen verfahrensgemäß herstellbaren Phosphon- bzw. Thionophosphonsäureester zeichnen sich — wie oben bereits erwähnt — durch hervorragende insektizide Eigenschaften aus; sie sind in dieser Hinsicht sowohl den bekannten Thiophosphorsäureestern analoger Zusammensetzung als auch den im Hauptpatent 1 058 992 beschriebenen Verbindungen eindeutig überlegen.

Gegenüber den Thiophosphorsäure-0-alkylestern, deren einer O-Alkylesterrest durch eine Alkylaminogruppe substituiert ist, zeigen die Verfahrensprodukte bei Anwendung gegen Spinnmilben eine ausgesprochene ovizide Wirksamkeit, die den analog

ίο gebauten Vergleichspräparaten fehlt. Die bessere insektizide Wirkung der erfindungsgemäßen Phosphonsäurederivate im Vergleich zu den entsprechenden aus dem Hauptpatent beschriebenen Verbindungen geht aus der nachfolgenden Tabelle hervor:

Verbindung Nr.	Konstitution	Abtötungsprozentsatz von Fliegenmaden bei Anwendung 0,010/oiger Wirkstofilösungen
1	S OC2H5	100
	O — CH2 — CH2 — N(C2Hs)2
	(erfindungsgemäß, Beispiel 4)
2	S OC2H5 (CH3)2C = CH — P	0
	S-CH2- CH2 — N(C2Hs)2
	(deutsche Auslegeschrift 1 058 992, Beispiel 9)
3	(CH3)3C S OC2H5 C-P / \ (CHa)2C O — CH2 — CH2 — N(C2Hs)2	100
	(erfindungsgemäß, Beispiel 5)
	(CH3)3C S OC2H5
4	\ II/ C-P	0
	(deutsche Auslegeschrift 1 058 992, Beispiel 10)

Auf Grund ihrer hervorragenden Insektiziden
Eigenschaften werden die neuen Phosphon- bzw.
Thionophosphonsäureester als Schädlingsbekämpfungsmittel vor allem im Pflanzenschutz eingesetzt.
Die Anwendung der Verfahrensprodukte für den
genannten Zweck erfolgt dabei in der für Insektizide
auf Phosphorsäureesterbasis üblichen Weise, d. h.
bevorzugt in Kombination mit geeigneten festen oder
flüssigen Streck- oder Verdünnungsmitteln, wie
Talkum, Kreide, Bentonite oder, falls flüssige Verdünnungen gewünscht sind, vor allem mit Wasser, dies in Verbindung mit geeigneten handelsüblichen Emulgatoren und Lösungshilfsmitteln.

Den bekannten Thiophosphorsäureestern gegenüber, die als einen Esterrest eine Aminoalkylgruppe besitzen, zeichnen sich die neuen erfindungsgemäßen Phosphonsäureester, deren einer Esterrest eine Aminoalkylgruppe ist, durch eine ovizide Wirkung bei Spinnmilben aus. Diese ovizide Wirkung geht den Phosphorsäureestern ab.

Die folgenden Beispiele mögen das Verfahren erläutern:

Beispiel 1

S OC₂H₅

Q-CH₂- CH₂ ■ N(C₂Hs)₂

60 g Diäthylamino-äthanol gibt man zu einer Anschlämmung von 6 g Natriumpulver in 50 ecm Benzol unter Rühren bei 50° C. Nach kurzer Zeit ist das Natrium gelöst. Dann tropft man unter weiterem Rühren 57 g Phenylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp.0,01 75° C) zu. Man hält noch 1 Stunde bei 50° C und gibt das auf Zimmertemperatur erkaltete Gemisch in Wasser. Die wäßrige Schicht wird getrennt, das abgeschiedene Öl wird mit einer 4%igen Bikarbonatlösung neutral gewaschen. Nach dem Abtrennen und Trocknen des Lösungsmittels mit Natriumsulfat erhält man 45 g des neuen Esters vom Kp._OlO1 120° C. Ausbeute 60% der Theorie. Der Ester ist in Wasser praktisch unlöslich.

An der Ratte per os zeigt der Ester eine mittlere Toxizität von 10 mg/kg.

0,001 %ige Suspensionen töten die Eier der roten Spinne sicher ab. Bei gleicher Arbeitsweise und mit 40 g Methylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid wird folgende Verbindung erhalten:

CH,-P

S OC₂H₅

O — CH₂ — CH₂ — N(C₂Hs)₂

Ausbeute 45% der Theorie.

Beispiel 2

S OC₂H₅
C₂H₅O-CH = CH-P

45

Q-CH₂- CH₂ · N(C₂Hs)₂

6 g Natriumpulver werden in 50 ecm Benzol angeschlämmt. Bei 50° C gibt man unter Rühren 60 g Diäthylamino-äthanol hinzu. Nach dem Lösen des Natriums tropft man unter Rühren 55 g /?-Äthoxyvinylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp._o,oi 60° C) hinzu. Man läßt noch 1 Stunde nachrühren und arbeitet dann in üblicher Weise auf. Es werden 64 g des neuen Esters vom Kp._o,oi 114° C erhalten. Ausbeute 86% der Theorie.

0,01 %ige Lösungen des Esters haben eine ausgesprochene ovizide Wirkung auf die Eier der roten Spinne.

Beispiel 3

S OC₂H₅
CH = CH — P

35 6 g Natriumpulver werden in 50 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man unter Rühren 60 g Diäthylamino-äthanol bei 50° C. Nach dem Lösen des Natriums tropft man unter weiterem Rühren bei ί 50° C 64 g Styrylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp._o,oi 97° C) hinzu. Nach dem üblichen Aufarbeiten erhält man 65 g des neuen Esters als gelbes, wasserunlösliches Öl. Die Verbindung läßt sich auch im Hochvakuum nur unter Zersetzung destillieren. Ausbeute 80% der Theorie.

Blattläuse werden mit 0,01%igen Lösungen zu 100% abgetötet.

Beispiel 4
S OC₂H₅

II/

(CHs)₂C = CH-P

O ■ CH₂ · CH₂ · N(C₂Hs)₂

6 g Natriumpulver werden in 50 ecm Benzol angeschlämmt. Unter Rühren gibt man bei 50° C 60 g Diäthylamino-äthanol hinzu. Man erwärmt noch 2 Stunden auf 50° C. Das Natrium ist dann gelöst. Unter weiterem Rühren tropft man bei 50° C 51 g Isobutenylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp._o,_Oi 50° C) hinzu. Man läßt noch 1 Stunde bei 50° C nachrühren, gibt dann den Ansatz in Wasser und arbeitet in üblicher Weise auf. Es werden 59 g des neuen Esters vom Kp.o,oi 89° C erhalten. Ausbeute 85% der Theorie. Der Ester ist in Wasser wenig löslich. An der Ratte per os zeigt der Ester eine mittlere Toxizität von 25 mg/kg.

Beispiel 5

40 i/
S = P

OC₂H₅

O · CH₂ · CH₂ · N(C₂Hg)₂

6 g Natriumpulver werden in 50 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man unter Rühren bei 50° C 60 g Diäthylamino-äthanol. Nach 2 Stunden ist das Natrium gelöst. Dann tropft man bei 50° C unter weiterem Rühren 65 g Diisobutenylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp.0,01 70° C) hinzu. Man läßt noch 1 Stunde bei 50° C nachrühren und arbeitet dann in üblicher Weise auf. Es werden 65 g des neuen Esters vom Kp.0,01 107° C erhalten. Ausbeute 77% der Theorie. Der Ester ist wenig wasserlöslich. Raupen werden mit 0,l%igen Lösungen des Esters zu 100% vernichtet.

Beispiel 6

C₂H₅O · CH = CH

S OC₂H₅

-P

O · CH₂ · CH₂ · N(CH₃)2

Q-CH₂- CH₂ · N(C₂Hs)₂ 6 g Natriumpulver werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man unter Rühren bei 50° C 50 g Dimethylaminoäthanol. Man erwärmt

noch 1 Stunde auf 50° C und gibt dann bei der angegebenen Temperatur 55 g /5-Äthoxyvinylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid hinzu. Das Reaktionsprodukt wird noch 1 Stunde auf 60° C gehalten und dann in 300 ecm Eiswasser gegeben. Das ausgeschiedene Öl nimmt man in viel Benzol auf, trennt die Benzolschicht ab und trocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Man erhält auf diese Weise 32 g des neuen Esters. Ausbeute 49<V₀ der Theorie. Ratte per os DL₅₀ 250 mg/kg.

Beispiel 7

S OC₂H₅

\
O · CH₂ · CH₂ · N(CH₃)₂ 6 g Natriumpulver werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man bei 50° C unter Rühren 50 g N-/i-Oxäthyl-piperidin (Kp.₉ 78° C). Man hält 2 Stunden bei 50° C und tropft dann bei der angegebenen Temperatur 57 g Phenylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid hinzu. Nach dem üblichen Aufarbeiten erhält man 53 g des neuen Esters als gelbes, wasserunlösliches Öl. Ausbeute 68% der Theorie.

Molgewicht 313:

Berechnet
gefunden

N4,40/_0s S lO,2O/o, P9,80/₀; N 4,5O/o, S 10,20/₀, P 9,90/₀.

Beispiel 9

6 g Natriumpulver werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Bei 50° C gibt man zu dieser Anschlämmung 50 g Dimethylaminoäthanol. Man erwärmt unter Rühren 2 Stunden auf 50° C. Das Natrium ist dann in Lösung gegangen. Dann tropft man bei der angegebenen Temperatur unter weiterem Rühren 57 g Phenylthionophosphonsäure-äthylesterehlorid (Kp.g,oi 75° C) zu. Man hält noch 1 Stunde bei 50° C₅ gibt dann das Reaktionsprodukt in viel Wasser und nimmt das ausgeschiedene Öl in Benzol auf. Nach dem üblichen Aufarbeiten erhält man 38 g des neuen Esters als farbloses, wenig wasserlösliches Öl vom Kp.0,01 110° C. Ausbeute 56<y₀ der Theorie. Ratte per os DL₅₀ 25 mg/kg.

Beispiel 8

40

S OC₂H₅

P CH₂ ■ CH₂

O · CH₂ -CH₂-N CH₂

CH₂ CH₂

S OC₂H₅

II/

0 · CH₂ · CH₂ · N

CH₂-CH₂

CH₂ CH₂

6 g Natriumpulver werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man bei 50° C unter Rühren 50 g N-^-Chloräthyl-morpholin (Kp₁₁ 78° C). Man hält 1 Stunde bei 50° C und gibt dann unter weiterem Rühren 57 g Phenylthionophosphonsäureäthylesterchlorid hinzu. Das Reaktionsprodukt wird noch 1 Stunde bei 60° C gehalten und dann in üblicher Weise aufgearbeitet. Man erhält 56 g des neuen Esters als schwachgelbgefärbtes Öl. Ausbeute 71% der Theorie.

Molgewicht 315:

Berechnet
gefunden

N 4,40/0, P9,70/₀, N 4,7O/o, P 9,60/0,

S 10,1 o/_o;

s 10,20/0.

Beispiel

S OCH₃

W/

C₂H₅O-CH = CH-P O — CH₂ — CH₂ — N(C₂H₅)2

6 g Natriumpulver werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man bei 50° C unter Rühren 50 g Diäthylaminoäthanol. Man läßt V₂ Stunde bei 50° C nachrühren. Das Natrium ist dann in Lösung gegangen. Bei der genannten Temperatur gibt man dann unter weiterem Rühren 53 g β - Äthoxyvinylthionophosphonsäure - methylester chlorid (Kp.0,01 55° C) zu. Man läßt 1 Stunde weiterrühren, verdünnt dann das Reaktionsprodukt mit 300 ecm Benzol und gibt den Ansatz in 300 ecm Eiswasser. Man trennt die benzolische Schicht ab, trocknet sie mit Natriumsulfat und fraktioniert das Filtrat. Es werden 67 g des neuen Esters vom Kp.0,01 80° C erhalten. Ausbeute 940/₀ der Theorie.

Beispiel 11
S OC₂H₅
= CH-P

O — CH₂ — CH₂ — N(CH₃J₂ produkt in 200 ecm Eiswasser. Man trennt die benzolische Lösung ab, wäscht sie nochmal mit Wasser und trocknet mit Natriumsulfat. Beim Fraktionieren der benzolischen Lösung werden 31 g des neuen Esters als gelbes wasserlösliches Öl erhalten. Ausbeute 74% der Theorie.

Molgewicht 291 :

6 g Natriumpulver werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Dazu gibt man bei 50° C 50 g Dimethylaminoäthanol. Man läßt 1 Stunde bei 50° C rühren. Das Natrium ist dann in Lösung gegangen. Nun tropft man bei 50° C 53 g Isobutenylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp._o,oi 50 C) dazu, läßt 1 Stunde nachrühren, verdünnt dann mit -200 ecm Benzol und wäscht den Ansatz mit 250 ecm Wasser durch. Die benzolische Schicht wird abgetrennt und mit Natriumsulfat getrocknet. Anschließend wird das Filtrat fraktioniert. Man erhält 47 g des neuen Esters als farbloses, wasserunlösliches Öl. Ausbeute 75% der Theorie.

An der Ratte per os zeigt der neue Ester eine mittlere Toxizität von 150 mg/kg.

Beispiel 12

Q-CH₂- CH₂ · N(C₂Hs)₂

6 g Natriumpulver (0,25 Mol) werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Bei 50° C gibt man unter Rühren 60 g Diäthylaminoäthanol zu. Man hält 2 Stunden bei 50° C und tropft dann unter weiterem Rühren 57 g Cyclohexylthionophosphonsäure-äthylesterchlorid (Κρ-ο,οι 63° C) hinzu. Man läßt noch 1 Stunde nachrühren und gibt dann das Reaktionsprodukt in 200 ecm Eiswasser. Das ausgeschiedene Öl wird in 200 ecm Benzol aufgenommen, mit Wasser neutral gewaschen und anschließend mit Natriumsulfat getrocknet. Beim Fraktionieren erhält man 68 g des neuen Esters vom Kp.₀,qi 122° C. Ausbeute 88% der Theorie. Mittlere Toxizität Ratte per os 250 mg/kg.

Beispiel 13

Q-CH₂- CH₂ · N(C₂Hj)₂

3,5 g Natriumpulver (0,143 Mol) werden in 100 ecm Benzol angeschlämmt. Unter Rühren gibt man bei 50⁰C 25 g Diäthylaminoäthanol zu. Man hält 2 Stunden bei 50° C und tropft dann unter weiterem Rühren 30 g Cyclohexylphosphonsäure-äthylesterchlorid (Kp.! 115° C) hinzu. Man läßt noch 1 Stunde bei 50° C nachrühren und gibt dann das Reaktions-

45

55

60 Berechnet ... N 4,8<>/₀, P 10,7%;
gefunden ... N4,io/_O, P ll,oo/_o.
Mittlere Toxizität Ratte per os 1000 mg/kg.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung von Phosphon- bzw. Thionophosphonsäureestern in weiterer Ausbildung des Hauptpatents 1 058 992, dadurch gekennzeichnet, daß man Phosphon- bzw. Thionophosphonsäureesterhalogenide der Formel

   O(S)

   OR'

   Halogen

   in der R einen niederen Alkyl-, Cycloalkyl-, Phenyl sowie einen gegebenenfalls durch eine Phenyl-, oder Alkoxygruppe substituierten Alkenylrest bedeutet und R' für einen niederen Alkylrest steht, mit Aminoalkoholen der allgemeinen Formel

   HO —Alk —N

   R'

   R'"

   worin R" und R"' niedere Alkylreste bedeuten, die auch zu einem gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochenen heterocyclischen Ring geschlossen sein können, während Alk für einen niederen Alkylenrest steht, in Gegenwart säurebindender Mittel zu Verbindungen der allgemeinen Formel

   O(S)
   OR'

   R-P R"

   O —Alk —N

   umsetzt, wobei R, R', R", R"' und Alk die weiter oben angegebene Bedeutung haben.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 845 801;
   deutsche Auslegeschrift Nr. 1 058 992.

   1 209 65&H23 9.62