DE2719020A1

DE2719020A1 - Verfahren zur herstellung von anthranilamiden

Info

Publication number: DE2719020A1
Application number: DE19772719020
Authority: DE
Inventors: Klaus-Werner Dr Krebs; Carl Dr Metzger
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1978-11-02
Also published as: US4265832A; IL54573A; ES469215A1; DE2719020C2; IL54573A0; BE866474A; BR7802613A

Description

Bayer Aktiengesellschaft 2719020

27. Apr! 1977

Zentralbereich
Patente, Marken und Lizenzen

5090 Leverkusen, Bayerwerk

Sdt-kl

IVa/ZP

Verfahren zur Herstellung von Anthranl!amiden

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten Anthranilamiden, die als organische Zwischenprodukte z.B. für Insektizide, Herbizide und Farbstoffe verwendet werden können.

Es ist bereits bekannt geworden, daß man Anthranilamide dadurch erhält, daß man Isatosäureanhydrid mit Aminen
in Gegenwart inerter organischer Lösungsmittel umsetzt (DOS 1 543 332).

Dieses Verfahren weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So müssen zur Isolierung der Anthranilamide entweder große Mengen Wasser zugesetzt werden/ was zu einem Verlust des eingesetzten organischen Lösungsmittels führt, oder es müssen nach der Umsetzung die organischen Lösungsmittel in einem weiteren Verfahrensschritt, z.B. einer Destillation, abgetrennt werden. Ein weiterer Nachteil

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besteht darin, daß die in Gegenwart inerter organischer Lösungsmittel hergestellten Anthranllamide je nach Art des Lösungsmittels solvatisiert sein können, was durch Anhaften des organischen Lösungsmittels zu Schwierigkeiten bei der Filtration und Trocknung der gewünschten Produkte führt.

Weiterhin ist bekannt geworden, daß man Anthranilamide durch Umsetzung von Isatosäureanhydrid mit Aminen in Gegenwart der entsprechenden Aminhydrochloride und unter Zusatz bestimmter Mengen Natriumchlorid erhält (J. Am. Chem. Soc. J58 (1966) Nr. 17, S. 4001).

Das dort beschriebene Verfahren läßt sich jedoch nicht in technische Maßstäbe übertragen. So wird einerseits mit extrem hohen Verdünnungsgraden, z.B. molaren Lösungen, zum anderen mit Amin- und Aminhydrochlorid-Uberschüssen - bezogen auf Isatosäureanhydrid - von mehr als 1 zu 10 gearbeitet. Die Rückgewinnung solcher hoher Aminüberschüsse erfordert einen erheblichen technischen und kostenmäßigen Aufwand. Der zur Erzielung befriedigender Ausbeuten notwendige Zusatz von Natriumchlorid bewirkt ferner eine unerwünscht hohe Chloridfracht des Abwassers.

Es wurde nun gefunden, daß man Anthranilsäureamide der Formel I

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R₁ und R_ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine C₁ bis C.-Alkylgruppe bedeuten oder gemeinsam mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Heterocyclus bilden,

dadurch in guten Ausbeuten und hoher Reinheit herstellen kann, daß man Isatosäureanhydrid der Formel II

mit Aminen der Formel III
R₁-NH

H₂

R₁ und R- die oben angegebene Bedeutung haben,

in ungefähr molarem Verhältnis in Wasser in einem pH-Bereich zwischen 7 und 10,5 bei Temperaturen von 20 1OO°C zur Reaktion bringt.

Nach Isolierung der Anthranilsäureamide kann man die Mutterlauge wiederholt mindestens bis zu zwanzigmal in den Prozeß zurückführen.

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Zur Einstellung der für dieses Verfahren notwendigen pH-Werte von 7 bis 10,5 sind alle bekannten Puffersysteme dieses Bereichs geeignet. Besonders vorteilhaft sind jedoch solche Puffersysteme, die aus Mischungen von Amincarbonaten der Formel IV,

IV

H₂CO-

worin R₁ und R„ die gleiche Bedeutung haben wie in Formel III, mit Aminen der Formel III bestehen. Ebenso günstig erweisen sich Puffersysteme, die aus Aminen der Formel III mit Amincarbonaten der Formel IV und Aminhydrohalogeniden der Formel V,

.NH

HX

worin R₁ und R₂ die gleiche Bedeutung haben wie in Formel III und X = Halogen, vorzugsweise Chlor, ist,zusammengesetzt sind.

Es ist ausgesprochen überraschend, daß bei Molverhältnissen von Isatosäureanhydrid zu Amiη wie etwa 1 zu 1 und

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bei für ein technisches Verfahren günstigen Konzentrationen von über 1 Mol pro Liter die Anthranilsäureamide in hoher Ausbeute und Reinheit anfallen, wenn die Umsetzungen innerhalb des erfindungsgemäßen pH-Bereichs in Gegenwart von Puffersystemen durchgeführt werden.

Als zusätzlicher Vorteil hat sich die häufige Rückführbarkeit der Mutterlaugen aus dem Verfahren in den Prozeß erwiesen, da mit diesen auch das Puffersystem immer wieder der Umsetzung von Isatosäureanhydrid mit Aminen zugeführt wird.

Weiterhin ist bei diesem Verfahren besonders vorteilhaft, daß als Lösungs- bzw. Dispergiermittel ausschließlich Wasser verwendet wird und eine Aufarbeitung von organischen Lösungsmitteln entfällt.

Die erhaltenen Anthranilamide zeichnen sich durch überraschend gute Filtrierbarkeit bei guter Reinheit aus.

Verwendet man Isatosäureanhydrid und Ammoniak als Ausgangsstoffe, so kann der Reaktionsablauf durch folgendes Formelschema wiedergegeben werden:

pH 7-10,5

+ NlI.

+ CO

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Das als Ausgangsprodukt verwendete Isatosäureanhydrid ist bekannt. Dasselbe gilt für die Amine der Formel III. Hier seien insbesondere genannt: Ammoniak, Methylamin, Äthylamin, Propylarain, Butylamin, iso-Propylamin, iso-Butylarain, Dimethylamin, Diäthylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Methyläthylamin, Methylpropylamin, Methylisopropylamin, Äthylpropylamin, Xthylisopropylamin, Piperidin, Tetrahydropyridin, Pyrrolidin.

Als Verdünnungsmittel wird ausschließlich Wasser verwendet. Die Umsetzung erfolgt bei Temperaturen zwischen 20 und 100⁰C, vorzugsweise 35 - 65°C.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man beispielsweise auf 1 Mol Isatosäureanyhdrid 0,9 bis 1,4 Mol Amiη und 0,05 bis 0,5 Mol Amincarbonat sowie 0,05 bis 0,5 Mol Aminhydrochlorid ein.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird in eine ammoniakalische, wäßrige Lösung, deren pH-Wert auf 10 gepuffert ist, bei 55°C Isatosäureanhydrid über einen Zeitraum von 30 Minuten eindosiert. Hierbei darf der pH-Wert auf 7,5 absinken. Nach einer Nachreaktionszeit von 10 Minuten bei 60°C wird die klare Lösung auf O⁰C abgekühlt, wobei das Anthranilamid in Form schuppiger

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Kristalle ausfällt. Die erkaltete Suspension wird abfiltriert, mit wenig Eiswasser gewaschen und der Feststoff getrocknet. Die Mutterlauge wird durch Zugabe von Ammoniak auf pH 10 eingestellt und kann so für weitere Umsetzungen mit Isatosäureanhydrid verwendet werden.

Die Anthranilamide sind bekannte Zwischenprodukte zur Herstellung z.B. von Farbstoffen und pestiziden Wirkstoffen.

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Beispiel 1 a

In 800 ml Wasser werden 1MoI Ammoniak (76 ml einer %igen wäßrigen Lösung) zusammen mit 0,2 Mol (19,2 g) Ammoniumcarbonat und 0,25 Mol (10,8 g) Ammoniumchlorid gelöst und auf 55 C erwärmt. Die Lösung stellt sich auf einen pH-Wert von 10,0 ein. In diese Lösung wird über einen Zeitraum von 30 Minuten 1 Mol (163 g) Isatosäureanhydrid unter Rühren in kleinen Portionen eingetragen. Nach vollständiger Zugabe des Isatosäureanhydrids wird auf 60°C aufgewärmt und 10 Minuten nachgerührt. Die Lösung hat jetzt einen pH-Wert von 7,8. Beim Abkühlen auf O⁰C fällt das Anthranilamid in Form schuppiger Kristalle aus. Die Suspension wird über eine Saugnutsche filtriert. Der Feststoff wird mit zweimal 50 ml Eiswasser gewaschen und getrocknet.

Ausbeute: 123	,8 g	91 % d. Th.
Schmp. 110	⁰C
Gehalt
(diazometrisch)		99,6 % d. Th
Beispiel 1 b

Die abgetrennte Mutterlauge aus Versuch 1 a wird mit 1 Mol Ammoniak versetzt und durch Zugabe von 10,2 g (ca. 0,1 Mol) Ammoniumcarbonat auf pH 10 eingestellt. In die auf 55°C erwärmte Lösung wird nun 1 Mol Isatosäureanhydrid nach dem in Beispiel 1 a beschriebenen Verfahren eingebracht und entsprechend aufgearbeitet.

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Die Ausbeute an Anthranilamid beträgt

130,5 g = 96 % d. Th. Schmp. 111°C
Gehalt
(diazometrisch) 99,7 % d. Th.

Die erhaltene Mutterlauge kann für einen weiteren Ansatz mit gleichem Ergebnis wiederverwendet werden. Selbst nach 20 maliger Wiederholung des Ansatzes unter jeweiliger Wiederverwendung der Mutterlauge wird ein vergleichbares Ergebnis erhalten.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

In 800 ml Wasser werden 1,4 Mol Ammoniak (105 ml einer 25 %igen wäßrigen Lösung) vorgelegt und auf 55 C aufgewärmt. Die Lösung hat einen pH-Wert von 12. In diese Lösung werden kontinuierlich unter Rühren 1 Mol (163 g) Isatosäureanhydrid über einen Zeitraum von 30 Minuten eingetragen. Nachdem die Zugabe von Isatosäureanhydrid beendet ist, wird noch 10 Minuten bei 60°C nachgerührt. Der pH-Wert der Lösung ist jetzt bei 8,8. Das Reaktionsgemisch wird auf 0 C abgekühlt und das ausgeschiedene Anthranilamid über eine Saugnutsche abgetrennt und entsprechend der Verfahrensweise in Beispiel 1 a aufgearbeitet.

Ausbeute 106 g = 77,9 % d. Th. Schmp. 109°C

Gehalt

(diazometrisch) 99,4 % d. Th.

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"φ

Beispiel 3

In 1000 ml Wasser werden 1,2 Mol Isopropylamin (125 ml einer 70 % wäßrigen Lösung D 0,81), 0,2 Mol Isopropylamincarbonat und 0,25 Mol Isopropylaminhydrochlorid vorgelegt. Die Lösung stellt einen pH-Wert von 10,6 ein. Nachdem man auf 45 C erwärmt hat, werden 1 Mol (163 g) Isatosäureanhydrid in einem Zeitraum von 30 Minuten eingetragen. Im Verlauf der Umsetzung fällt der pH-Wert auf 8,1 ab. Gleichzeitig fällt das wasserunlösliche, farblose Anthranilsäureisopropylamid aus. Nachdem die Gesamtmenge an Isatosäureanhydrid zugesetzt ist, wird auf 60 C erhitzt und 10 Minuten nachgerührt. Nach dem Abkühlen auf 10 C wird das Anthranilsäureisopropylamid über eine Saugnutsche abgetrennt, mit Eiswasser gewaschen und getrocknet.

82,2 %

81 ,3 % d.Th.

Aus der Mutterlauge werden durch Ansäuern auf pH 1 14,2 g eines bei 176-178 C schmelzenden Feststoffs isoliert, der als N(2-Carboxyphenyl-)-N'-isopropylharnstoff identifiziert wurde. (Ausbeute: 6,4 % bezogen auf Isatosäureanhydrid).

Beispiel 3a (Vergleichsbeispiel)

In 1000 ml Wasser werden 2 Mol Isopropylamin (208,4 ml einer 70 % wäßrigen Lösung D 0,81) vorgelegt. Die Lösung stellt einen pH-Wert von 12,35 ein. Nachdem man auf 45°C erwärmt hat, werden 1 Mol (163 g) Isatosäureanhydrid in einem Zeit-

Ausbeute:	1	46	,4	g
Schmp. :	1	46	,0	°c
Gehalt :		98	,8	%

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raum von 30 Minuten eingetragen. Im Verlauf der Umsetzung fällt der pH-Wert auf 9,2 ab. Nachdem die Gesamtmenge an Isatosäureanhydrid zugesetzt ist, wird auf 60 C erhitzt und 10 Minuten nachgerührt. Nach dem Abkühlen auf 1O°C wird das Anthranilsäureisopropylamid über eine Saugnu tsche abgetrennt, mit Eiswasser gewaschen und getrocknet.

Ausbeute: 107,6 g = 60,4 % Schmp. : 145-146°C = 57,9 % d.Th.

Aus der Mutterlauge werden durch Ansäuern auf pH 1 88 g N-(2-Carboxyphenyl)-N'-isopropylharnstoff isoliert. (Schmp.: 176-177°C; Ausbeute: 39,6 % bezogen auf Isatosäureanhydrid) .

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Claims

Patentansprüche

.)Verfahren zur Herstellung von Anthranilamiden durch Umsetzung von Isatosäureanhydrid der Formel

(II)

mit Aminen der allgemeinen Formel

/1

f (III)

^R2

worin

R. und R- unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine C. bis C.-Alkylgruppe bedeuten oder gemeinsam mit dem Stickstoffatom einen Heterocyclus bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktanten in ungefähr molarem Verhältnis in Wasser bei pH-Werten von 7 bis 10,5 und bei Temperaturen von 20 bis 100⁰C zur Reaktion bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert mit Hilfe eines Puffersystems aus Salzen der Formeln

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R₁ R₁

^IVNH χ H₉CO, (IV) und/oder >NH χ HX (V)

und Aminen der Formel _D ^NH (III)

^R2

worin

R₁ und R_ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben

und
X Halogen bedeutet,

einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlauge eines vorhergehenden Ansatzes als Lösungsmittel für weitere Ansätze verwendet.

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