WO2003080562A1 - Herstellung von aminocrotonaten - Google Patents

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WO2003080562A1
WO2003080562A1 PCT/EP2003/002228 EP0302228W WO03080562A1 WO 2003080562 A1 WO2003080562 A1 WO 2003080562A1 EP 0302228 W EP0302228 W EP 0302228W WO 03080562 A1 WO03080562 A1 WO 03080562A1
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WO
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acid
onium
substituted
alkyl
phenyl
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PCT/EP2003/002228
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English (en)
French (fr)
Inventor
Max Braun
Saskia BRAUKMÜLLER
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Solvay Fluor GmbH
Original Assignee
Solvay Fluor und Derivate GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C227/04—Formation of amino groups in compounds containing carboxyl groups
    • C07C227/06—Formation of amino groups in compounds containing carboxyl groups by addition or substitution reactions, without increasing the number of carbon atoms in the carbon skeleton of the acid
    • C07C227/08—Formation of amino groups in compounds containing carboxyl groups by addition or substitution reactions, without increasing the number of carbon atoms in the carbon skeleton of the acid by reaction of ammonia or amines with acids containing functional groups

Definitions

  • the invention relates to a simplified process for the preparation of 3-aminocrotonate compounds which are substituted on the C-4 atom by at least 2 chlorine and / or fluorine atoms.
  • Halogen-substituted 3-aminocrotonates are useful as intermediates, for example for dyes or photographic materials, as stated in the introduction to Japanese Patent Application 05-140 060.
  • a inocrotonates are also useful as intermediates for agrochemicals or pharmaceutical agents.
  • EP-A-0 808 826 teaches its preparation from haloacetoacetates and an ammonium salt.
  • the desired product is formed when heated. It is worked up by distillation, solvent / solvent extraction or solvent / water extraction.
  • WO 99/24390 teaches the production of halogenated aminocrotonates from haloacetoacetates and amines. Water formed during the reaction is removed by entrainer or inert gas passed through.
  • the object of the present invention is to provide an improved process for the preparation of halogenated aminocrotonates. This object is achieved by the method of the present invention.
  • the process according to the invention for producing 3-amino-crotonate compounds substituted on the C-4 atom by at least 2 chlorine and / or fluorine atoms by reacting acetoacetate compounds substituted on the C-4 atom by at least 2 chlorine and / or fluorine atoms with ammonia, primary or secondary amines with simultaneous or subsequent elimination of water provides that the preparation is carried out in the presence of "onium" salts which are formed from primary, secondary, tertiary or quaternary amines and carboxylic acids.
  • the method can be carried out in two embodiments, namely in such a way that one phase forms or in such a way that two phases form.
  • the invention is first further explained with regard to the embodiment in which two phases are formed, one phase containing the 3-amino-crotonate compound formed.
  • the water of reaction is in the phase containing the "onium” salt and cannot react with the product undesirably (saponification).
  • This embodiment is therefore particularly advantageous, also because of the simple workup of a 2-phase mixture.
  • Onium salts of ammonia and in particular salts of primary or secondary amines are preferably used. It is particularly advantageous to use those “onium” salts whose cation corresponds to the amine used to prepare the aminohalogen crotonate.
  • the method is particularly suitable for compounds in which the C-4 atom is substituted by two fluorine atoms, three fluorine atoms or one chlorine and two fluorine atoms.
  • the process according to the invention is preferably used to prepare aminohalogen crotonate compounds as disclosed in the aforementioned European patent application. It is a process for the preparation of a 3-amino-4, 4, 4-trihalogencrotonate compound of the formula (I)
  • X represents fluorine or chlorine
  • A represents O, S or NR 5 ;
  • B represents R 6 , OR 6 , SR 6 or NR 3 R 4 ;
  • R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R ⁇ each independently of one another for H, (C1-C6) alkyl, (C2-C6) alkenyl, (C2-C6) alkynyl, phenyl or phenyl ( C1-C6) alkyl; or for (Cl-C6) alkyl, (C2-C6) alkenyl, (C2-C6) alkynyl, phenyl or phenyl (C1-C6) alkyl, substituted with one or more groups independently selected from halogen, CN, NO 2 ; (C1-C6) alkyl, (C2-C6) alkenyl, (C2-C6) alkynyl, phenyl, phenyl (C2-C6) alkyl, (C1-C6) alkoxy, (C2-C6) alkenyloxy and phenoxy; or R 1 and R 2 , and R 3 and R 4 can each independently be linked to the nitrogen to which they
  • CX 3 is preferably CF 3 , CF 2 C1 or CHF 2 .
  • R 1 and R 2 are the same or different and are preferably H, C1-C4-alkyl.
  • A is preferably 0 or S, in particular 0.
  • R is preferably H or Cl-C4-alkyl
  • B is preferably OR 6 or SR 6 .
  • R 3 , R 4 and R 5 are preferably H or C1-C3 alkyl.
  • R 6 is preferably C1-C3-alkyl and, if desired, can be substituted by 1 or more fluorine atoms.
  • onium preferably stands for cations with positively charged nitrogen, for example protonated aromatic nitrogen bases such as pyridinium or protonated alkyl, dialkyl or trialkylammonium cations or for ammonium compounds substituted by cycloalkyl or cycloaliphatic nitrogen bases such as piperidini or quaternary ammonium cations. These are protonated cations or quaternary cations of nitrogen.
  • R, R, R and R independently of one another represent hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbon atoms, aryl or aralkyl.
  • R and R or R and R, or R, R and R or R, R, R and R can also, if appropriate including the nitrogen atom, form saturated or unsaturated ring systems.
  • Aryl here means in particular phenyl or phenyl substituted by 1 or more Cl-C2-alkyl groups.
  • R 1 ', R 2 ', R 3 'and R 4 ' independently of one another are hydrogen, alkyl are with 1 to 15 carbon atoms, phenyl or benzyl.
  • pyridinium, piperidinium, N-methylpiperidinium, anilinium, benzyltriethylammonium and triethylammonium may be mentioned.
  • Protonated cations of amines substituted by hydroxyl groups in particular cycloaliphatic amines, in particular hydroxy-substituted piperidines and N-Cl-C4-alkylpiperidines, can also be used.
  • hydroxyl groups in particular cycloaliphatic amines, in particular hydroxy-substituted piperidines and N-Cl-C4-alkylpiperidines.
  • the substituted on the C4 atom piperidines such as 4-hydroxypiperidine, N-methyl-4-hydroxypiperidine, N-ethyl-4-hydroxypiperidine and N-propyl-4-hydroxypiperidine.
  • Protonated cations of pyridine which is substituted by 1, 2, 3 or more alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are also useful.
  • Protonated cations of pyridine which is substituted by 1, 2 or 3 methyl or ethyl groups are preferred here.
  • Cations of picolines, lutidines and collidines, in particular 2-picoline, are preferred.
  • onocyclic ring systems that can be used are dialkylaminopyridine, dialkylaminopiperidine and dialkylaminopiperazine.
  • Onium cations of bicyclic compounds can also be used.
  • 1, 2 or more nitrogen atoms can be integrated into the ring system.
  • the compounds can be substituted by one or more amino groups.
  • Dialkyla ino groups are again preferred, the alkyl groups being the same or different and comprising 1 to 4 carbon atoms or together with the nitrogen atom forming a saturated ring system, such as the piperidinyl group.
  • At least 2 nitrogen atoms in the useful compounds must have basic properties and, depending on the type of bonds, are bound to 2 or 3 carbon atoms.
  • Anions of the "onium” salts are anions of carboxylic acids.
  • Preferred carboxylic acids, the anions of which are used are those having 1 to 6 carbon atoms.
  • Aliphatic, branched or unbranched carboxylic acid anions are particularly favorable, especially those with 1 to 4 carbon atoms, in particular if they are substituted by at least 1 halogen atom.
  • Anions which are derived from acetic acid or propionic acid and anions which are derived from acetic acid or propionic acid and which are min. at least 1 fluorine atom are substituted.
  • Anions of acetic acid, propionic acid, monofluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, chlorodifluoroacetic acid and perfluoropropionic acid are particularly suitable.
  • the "onium” salt can be prepared beforehand from amine and carboxylic acid, optionally with an excess of carboxylic acid. It is also possible to produce the "onium” salt in situ in the reactor. For example, one can saturate returned "onium” salt phase with amine and feed the carboxylic acid in the desired amount directly into the reactor.
  • an excess of carboxylic acid can also be used in the process according to the invention, both in the single-phase and in the two-phase variant.
  • the molar ratio of amine to carboxylic acid in the "onium" salt can range from about 1: 1 to 1: 8 or even higher.
  • the reaction is carried out in the temperature range from 40 to 140 ° C., depending on the rate of water elimination.
  • the molar ratio of "onium” salt to acetoacetate ester is advantageously in the range from 1: 0.5 to 1:40, particularly in the range from 1: 0.5 to 1:25, in particular in the range from 1: 1 to 1:25 ,
  • the range in which two phases form can vary depending on the "onium” salt used and the crotonate produced.
  • the amine is used only in an amount which is sufficient to convert up to 90 mol% of the acetoacetate, or for some amines up to 100 or even 140 mol%.
  • the 2-phase formation can be followed optically very well, and the person skilled in the art can easily estimate whether the formation of two phases in the respective Implementation is optimal. For example, you can add the "onium” salt, add the acetoacetate compound, and then gradually add the amine. It is easy to see the amounts of amine in one phase and the amounts of amine in two phases.
  • Water is formed when ammonia or amine is reacted with an acetoacetate compound.
  • the water accumulates in the salt phase. It can be done by vacuum distillation, the passage of inert gases such as nitrogen (this can also be air if desired), by membrane separation or other methods of water removal.
  • inert gases such as nitrogen (this can also be air if desired)
  • membrane separation or other methods of water removal.
  • inorganic, oxidic sorbents drying agents
  • Sorbents based on Si0 2 such as Sicolith 400 and AF 125 (AF means "aluminum-free") are well suited, these are dry pearls available from Engelhard Process Chemicals GmbH, Nienburg / Germany.
  • a noticeable difference in density is favorable for the formation of two phases.
  • the density of the crotonate formed is higher than the density of the "onium” salt, so that an "onium” salt with a lower density is advantageous. Therefore, salts with non-halogenated carboxylic acids are very useful.
  • the crotonate can be separated from the salt phase by decanting or other phase separation methods, e.g. B. Let the lower phase run out.
  • the process according to the invention produces a very pure crotonate even without additional distillation.
  • the salt phase can be used again, with occasional removal of the water of reaction.
  • the process is very selective.
  • the other embodiment is carried out in one phase.
  • the person skilled in the art can easily determine the single-phase area for a specific reaction. As already described above, he can add the "onium" salt, add the acetoacetate compound (ie the acetoester) and then gradually the amine, and then he can see in which area the reaction mixture forms a phase.
  • Both the single-phase and the two-phase embodiment can be carried out batchwise or continuously, the two-phase particularly well.
  • N-Me-EATC ethyl 3-methylamino-4,4,4,4-trifluorocrotonate
  • the amine was placed in a 500 ml flask and the TFA was carefully added dropwise at room temperature (exothermic reaction!). The mixture was then heated to about 50 ° C. and added dropwise to the ETFAA. The methylamine was introduced into the liquid at 85 ° C. (but only up to a conversion of approximately 80% ETFAA). When 75 mol% methylamine was reached, the NMe-EATC separated out as the main component of a second phase. Selectivity: 97.9% N-Me-EATC / 2, 1% N-Me-N-Me-ATCA.
  • the N-Me-EATC was then finally cleaned at a temperature of 62-64 ° C. and a pressure of 6 mbar (purity: 99.9 GC area percent).
  • the amine was placed in a 500 ml flask and the TFA was carefully added dropwise at room temperature (exothermic reaction!). The mixture was then heated to about 50 ° C. and added dropwise to the ETFAA. The methylamine was introduced into the liquid at 85 ° C. (but only up to a conversion of approximately 80% / 80 mol% of CH 3 NH 2 ).
  • the amine was placed in a 250 ml three-necked flask and the TFA was carefully added dropwise. Then the amount of H 2 0 was added. The mixture was then heated to approx. 80 ° C. N 2 was then blown in via a 1/8 inch hose (approx. 15-20 1 / h). The excess water was removed from the distillation head. The N 2 feed was carried out for 5 hours, with a sump sample taken every hour. In addition, the distillate was weighed out every hour.
  • Example 4 shows that the water can be removed from the salt phase by inert gas (which could also be air).
  • inert gas which could also be air.
  • the starting mixture had the following composition:
  • the example shows that the water can also be removed from the salt phase by distillation without changing the ratio of DBN to TFA.
  • the amine was placed in a 500 ml multi-necked flask and the acetic acid was added dropwise (exothermic reaction to 40 ° C.). The approach became fixed when added dropwise. The "onium” salt formed was subsequently dissolved at approx. 45 ° C.
  • the mixture was now kept at approx. 50 ° C. and added dropwise to the ETFAA.
  • the mixture was then heated to 85 ° C. and the methylamine was introduced.
  • N 2 was bubbled into the mixture in order to remove the excess water.
  • a two-phase range ranged from 50-100 mol% methylamine.
  • the mixture was thermolyzed at 85 ° C. for a further 1.5 hours while passing through N 2, and the batch was then distilled in vacuo.
  • the selectivity was quantitative.
  • NME-EATC was isolated with a purity of 99% at a temperature of 76 - 77 ° C and a vacuum of 60 mbar.
  • Example 5 was repeated with various "onium” salts. The respective areas of the 2-phase reaction and the yields are given.
  • the example could also be operated continuously, especially in the specified 2-phase range.

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Abstract

Am C-4-Atom durch mindestens 2 Chlor- und/oder Fluoratome substituierte 3-Amino-crotonat-Verbindungen, beispielsweise Diester, können durch Umsetzung entsprechender Aceto-acetat-Verbindungen mit Ammoniak, primären und sekundären Aminen unter simultaner oder nachfolgender Wasserabspaltung hergestellt werden. Dabei wird die Herstellung in Anwesenheit von "Onium"-Salzen durchgeführt, die aus primären oder sekundären Aminen und Carbonsäuren gebildet sind. Bevorzugt bilden sich zwei Phasenaus, wobei eine Phase die gebildete Crotonat-Verbindung in guter Reinheit enthält, die andere Phase das "Onium"-Salz und Wasser.

Description

HERSTELLUNG VON AMINOCROTONATEN
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von 3-Aminocrotonatverbindungen, die am C-4-Atom durch mindestens 2 Chlor- und/oder Fluoratome substituiert sind.
Durch Halogen substituierte 3-Aminocrotonate sind als Zwischenverbindungen brauchbar, beispielsweise für Farbstoffe oder fotografische Materialien, wie in der Einleitung der japanischen Offenlegungsschrift 05-140 060 ausgeführt wird. A inocrotonate sind auch brauchbar als Zwischenprodukte für Agrochemikalien oder pharmazeutische Wirkstoffe.
Die Herstellung der Verbindungen ist bekannt. Die EP-A-0 808 826 lehrt ihre Herstellung aus Haloacetoacetaten und einem Ammoniumsalz . Beim Erhitzen bildet sich das gewünschte Produkt. Die Aufarbeitung erfolgt durch Destillation, Lösungsmittel/Lösungsmittel-Extraktion oder Lösungsmittel/Wasser-Extraktion.
Die WO 99/24390 lehrt die Herstellung von halogenierten Aminocrotonaten aus Haloacetoacetaten und Aminen. Bei der Umsetzung gebildetes Wasser wird durch Schleppmittel oder durchgeleitetes Inertgas entfernt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von halogenierten Aminocrotonaten anzugeben. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung am C-4- Atom durch mindestens 2 Chlor- und/oder Fluoratome substituierten 3-Amino-crotonat-Verbindungen durch Umsetzung von am C-4-Atom durch mindestens 2 Chlor- und/oder Fluoratome substituierten Acetoacetat-Verbindungen mit Ammoniak, primären oder sekundären Aminen unter simultaner oder anschließender Wasserabspaltung sieht vor, daß man die Herstellung in Anwesenheit von "Onium" -Salzen durchführt, die gebildet sind aus primären,- sekundären, tertiären oder quartären Aminen und Carbonsäuren. Dabei ist für den Fachmann klar, dass es in Bezug auf "quartäre Amine" richtig heißen müsste "quartäre Ammonium-Kationen und Anionen von Carbonsäuren" . Bei dem Verfahren der Erfindung wird also sowohl (freies) Amin - für die Umsetzung mit dem Ester zwecks Crotonat-Bildung - als auch das "Onium"-Salz eingesetzt.
Das Verfahren kann in zwei Ausführungsformen durchgeführt werden, nämlich so, dass sich eine Phase ausbildet, oder so, daß sich zwei Phasen ausbilden.
Die Erfindung wird zunächst weiter erläutert im Hinblick auf die Ausführungsform, bei welcher sich zwei Phasen ausbilden, wobei eine Phase die gebildete 3-Amino-crotonat-Verbin- dung enthält. Das Reaktionswasser befindet sich in der "Onium"-Salz enthaltenden Phase und kann nicht mit dem Produkt unerwünscht (Verseifung) weiterreagieren. Diese Ausführungsform ist deshalb besonders vorteilhaft, auch wegen der einfachen Aufarbeitung einer 2-Phasenmischung.
Bevorzugt verwendet man "Onium" -Salze von Ammoniak und insbesondere Salze von primären oder sekundären Aminen. Besonders vorteilhaft ist es, solche "Onium" -Salze einzusetzen, deren Kation dem zur Herstellung des Aminohalogencrotonats verwendeten Amin entspricht. Gut geeignet ist das Verfahren bei Verbindungen, bei denen das C-4-Atom mit zwei Fluoratomen, drei Fluoratomen oder einem Chlor- und zwei Fluoratomen substituiert ist.
Bevorzugt wendet man das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Aminohalogencrotonatverbindungen an, wie sie in der vorgenannten europäischen Patentanmeldung offenbart sind. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Herstellung einer 3-Amino-4, 4, 4-trihalogencrotonat-Verbindung der Formel (I)
X3C-C(NR1R2)= C(R)-C(A)B (I)
wobei
X für Fluor oder Chlor steht;
A für O, S oder NR5 steht;
B für R6, OR6, SR6 oder NR3R4 steht;
R, R1, R2, R3, R4, R5 und Rβ jeweils unabhängig voneinander für H, (C1-C6)Alkyl, (C2-C6)Alkenyl, (C2-C6)Alkinyl, Phenyl oder Phenyl (C1-C6) alkyl; oder für (Cl-C6)Alkyl, (C2-C6)Alkenyl, (C2-C6)Alkinyl, Phenyl oder Phenyl (C1-C6) alkyl, substituiert mit einer oder mehreren Gruppen unabhängig voneinander ausgewählt aus Halogen, CN, N02; (C1-C6)Alkyl, (C2-C6) Alkenyl, (C2-C6) Alkinyl, Phenyl, Phenyl (C2-C6) alkyl, (C1-C6) Alkoxy, (C2-C6) Alkenyloxy und Phenoxy stehen; oder R1 und R2, und R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander mit dem Stickstoff, an den sie gebunden sind, verbunden sein können, so daß sie einen fünf, sechs- oder siebengliedrigen heterozyklischen Ring bilden; oder, wenn A für NR5 steht und B für OR6 oder SR6 steht, R5 und R6 mit der A=C-B-Gruppe, an die sie gebunden sind, verbunden sein können, so daß sie einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen heterozyklischen Ring bilden; oder, wenn A für NR5 steht und B für NR3R4 steht, R3 oder R4 und R5 mit der A=C-B-Gruppe, an die sie gebunden sind, verbunden sein kön- nen, so daß sie einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen heterozyklischen Ring bilden, aus Ammoniak oder den entsprechenden Aminen sowie der entsprechenden ß-Ketocarbonsäure- verbindung. CX3 ist bevorzugt CF3, CF2C1 oder CHF2. R1 und R2 sind gleich oder verschieden und bedeuten bevorzugt H, C1-C4- Alkyl . A ist bevorzugt 0 oder S, insbesondere 0. R ist bevorzugt H oder Cl-C4-Alkyl„ B ist bevorzugt OR6 oder SR6. R3 , R4 und R5 sind bevorzugt H oder C1-C3-Alkyl. R6 ist bevorzugt C1-C3-Alkyl und kann gewünschtenfalls durch 1 oder mehrere Fluoratome substituiert sein.
Im Folgenden werden brauchbare "Onium" -Kationen der zur Anwendung kommenden "Onium" -Salze weiter erläutert.
Der Begriff "Onium" steht bevorzugt für Kationen mit positiv geladenem Stickstoff, beispielsweise protonierte aromatische Stickstoffbasen wie Pyridinium oder protonierte Alkyl-, Dialkyl- oder Trialkylammonium-Kationen oder für durch Cycloalkyl substituierte Ammonium-Verbindungen oder cycloaliphatische Stickstoffbasen wie Piperidiniu oder quartäre Ammonium-Kationen. Dabei handelt es sich um protonierte Kationen oder quartäre Kationen des Stickstoffs.
Sehr gut geeignet sind "Onium" -Kationen des Stickstoffs der Formel RRRR N . R,R,R und R stehen unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen, Aryl oder Aralkyl . R und R oder R und R , oder R , R und R oder R , R , R und R können auch, gegebenenfalls unter Einschluß des Stickstoff-Atoms, gesättigte oder ungesättigte Ringsysteme bilden. "Aryl" bedeutet hier insbesondere Phenyl oder durch 1 oder mehrere Cl-C2-Alkylgruppen substituiertes Phenyl. Hervorragend geeignet sind Salze, in denen "Onium" für Ammonium, Pyridinium oder R^R^R^R^N"1" steht, worin R1', R2', R3' und R4' unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen, Phenyl oder Benzyl stehen. Als Beispiel für solche Kationen seien genannt Pyridinium, Piperidinium, N-Methylpiperidinium, Anilinium, Benzyltriethylammoniu und Triethylammonium.
Brauchbar sind auch protonierte Kationen von durch • Hydroxygruppen substituierten Aminen, besonders von cyclo- aliphatischen Aminen, insbesondere hydroxysubstituierten Piperidinen und N-Cl-C4-Alkylpiperidinen. Geeignet sind z. B. die am C4-Atom substituierten Piperidine wie 4-Hydroxypiperi- din, N-Methyl-4-hydroxypiperidin, N-Ethyl-4-hydroxypiperidin und N-Propyl-4-hydroxypiperidin.
Gut brauchbar sind auch protonierte Kationen von Pyri- din, das durch 1, 2, 3 oder mehr Alkylgruppen mit 1 bis 4 C-Atomen substituiert ist. Bevorzugt sind hier protonierte Kationen des Pyridins, das durch 1, 2 oder 3 Methyl- oder Ethylgruppen substituiert ist. Bevorzugt sind Kationen der Picoline, Lutidine und Collidine, insbesondere des 2-Pico- lins.
Brauchbar sind auch Kationen von Aminen, welche in der deutschen Offenlegungsschrift 101 04 663.4 offenbart sind. Es handelt sich um "Onium" -Kationen auf Basis einer mono- oder bicyclischen Verbindung mit mindestens 2 Stickstoffatomen, wobei mindestens 1 Stickstoffatom in das Ringsystem eingebaut ist.
So kann man "Onium" -Kationen auf Basis von monocycli- schen Verbindungen einsetzen. Es handelt sich dann um gesättigte oder ungesättigte 5-Ring-, 6-Ring- oder 7-Ring-Verbindungen. Mindestens 1 Stickstoffatom ist in den Ring eingebaut. Es kann auch noch ein weiteres Stickstoffato in das Ringsystem eingebaut sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Ring durch eine oder mehrere Aminogruppen substituiert sein. Bevorzugt sind Dialkylaminogruppen, in denen die AI- kylgruppen gleich oder verschieden sein können und 1 bis 4 Kohlenstoffatome umfassen. Die Aminogruppe kann auch ein gesättigtes Ringsystem, beispielsweise eine Piperidinogruppe, darstellen. Gut brauchbare Vertreter von onocyclischen Ringsystemen sind Dialkylaminopyridin, Dialkylaminopiperidin und Dialkylaminopiperazin.
Auch "Onium"-Kationen bicyclischer Verbindungen kann man einsetzen. Auch hier können 1, 2 oder mehr Stickstoffatome in das Ringsystem integriert sein. Die Verbindungen können durch eine oder mehr Aminogruppen substituiert sein. Bevorzugt sind wieder Dialkyla inogruppen, wobei die Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können und 1 bis 4 C-Atome umfassen oder zusammen mit dem Stickstoffatom ein gesättigtes Ringsystem bilden, wie beispielsweise die Piperidinyl-Gruppe .
Aus dem vorstehend gesagten wird klar, daß bei dieser Ausführungsform mindestens 2 Stickstoffatome in den brauchbaren Verbindungen basische Eigenschaften aufweisen müssen und, je nach Art der Bindungen, an 2 oder 3 Kohlenstoffatome gebunden sind.
Ganz besonders bevorzugt sind "Onium" -Kationen von bi- cyclischen Aminen, insbesondere von 1, 5-Diaza-bicyclo [4.3.0] - non-5-en (DBN) und 1, 8-Diazabicyclo [5.4.0] -undec-7-cen (DBU) .
Anionen der "Onium" -Salze sind Anionen von Carbonsäuren. Bevorzugte Carbonsäuren, deren Anionen verwendet werden, sind solche mit 1 bis 6 C-Atomen. Besonders günstig sind alipha- tische, verzweigte oder unverzweigte Carbonsäure-Anionen, ganz besonders solche mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere, wenn sie durch mindestens 1 Halogenatom substituiert sind. Hervorragend eignen sich Anionen, die von der Essigsäure oder Propionsäure abgeleitet sind, sowie Anionen, die von der Essigsäure oder Propionsäure abgeleitet sind und durch min- destens 1 Fluoratom substituiert sind. Anionen der Essigsäure, Propionsäure, Monofluoressigsäure, Difluoressigsäure, der Trifluoressigsäure, der Chlordifluoressigsäure und der Perfluorpropionsäure sind besonders gut geeignet.
Das "Onium" -Salz kann vorab aus Amin und Carbonsäure, ggf. mit einem Überschuß an Carbonsäure, hergestellt werden. Es ist auch möglich, das "Onium" -Salz im Reaktor in situ herzustellen. Beispielsweise kann man rückgeführte "Onium" -Salzphase mit Amin sättigen und die Carbonsäure in gewünschter Menge direkt in den Reaktor einspeisen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren, sowohl bei der einphasig als auch bei der zweiphasig durchgeführten Variante, kann auch ein Überschuss an Carbonsäure eingesetzt werden. So kann das Molverhältnis von Amin zu Carbonsäure im "Onium"-Salz im Bereich von etwa 1:1 bis hin zu 1:8 oder noch höher liegen.
Die Umsetzung wird im Temperaturbereich von 40 bis 140 °C, je nach Geschwindigkeit der Wasserabspaltung durchgeführt.
Das Molverhältnis von "Onium" -Salz zu Acetoacetatester liegt vorteilhaft im Bereich von 1:0,5 bis 1:40, besonders im Bereich von 1:0,5 bis 1:25, insbesondere im Bereich von 1:1 bis 1:25.
Der Bereich, in welchem sich zwei Phasen ausbilden, kann je nach verwendetem "Onium"-Salz und hergestelltem Crotonat variieren. Beispielsweise setzt man das Amin nur in einer Menge ein, die zur Umsetzung von bis zu 90 Mol.-% des Aceto- acetats ausreicht, oder bei manchen Aminen bis hin zu 100 oder sogar 140 Mol.-%. Die 2-Phasen-Bildung kann aber optisch sehr gut verfolgt werden, und der Fachmann kann leicht abschätzen, ob die Ausbildung zweier Phasen bei der jeweiligen Umsetzung optimal ist. Beispielsweise kann man das "Onium" - salz vorlegen, die Acetoacetatverbindung hinzufügen und dann allmählich das Amin zugeben. Man erkennt leicht, bei welchen Mengen an Amin eine Phase vorliegt und bei welchen Mengen an Amin zwei Phasen vorliegen.
Bei der Umsetzung von Ammoniak oder Amin mit Acetoace- tat-Verbindung entsteht Wasser. Das Wasser reichert sich in der Salzphase an. Es kann durch Vakuum-Destillation, Durchleiten von inerten Gasen wie Stickstoff (dies kann gewünsch- tenfalls auch Luft sein) , durch Membrantrennung oder andere Methoden zur Wasserentfernung erfolgen. Beispielsweise kann man anorganische, oxidische Sorbenzien (Trockenmittel) verwenden. Gut geeignet sind Sorbenzien auf Basis von Si02 wie Sicolith 400 und AF 125 (AF bedeutet "aluminiumfrei"), das sind Trockenperlen erhältlich von Engelhard Process Chemicals GmbH, Nienburg/Deutschland.
Für die Ausbildung zweier Phasen ist ein merkbarer Dichteunterschied günstig. Die Dichte des gebildeten Crotonats ist höher als die Dichte des "Onium" -Salzes, so dass ein "Onium" -Salz mit geringerer Dichte vorteilhaft ist. Deshalb sind Salze mit nicht halogenierten Carbonsäuren gut brauchbar.
Das Crotonat kann von der Salz-Phase durch Dekantieren oder andere Phasen-Trennverfahren, z. B. Ablaufenlassen der unteren Phase, getrennt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt bereits ohne zusätzliche Destillation ein sehr reines Crotonat. Die Salzphase kann wieder verwendet werden, bei gelegentlicher Entfernung des Reaktionswassers. Das Verfahren ist sehr selektiv. Die andere Ausführungsform wird einphasig durchgeführt. Auch hier kann der Fachmann leicht das einphasige Gebiet für eine bestimmte Reaktion ermitteln. Er kann, wie oben schon beschrieben, das "Onium"-Salz vorlegen, die Acetoacetatver- bindung (d. h. den Acetoester) zugeben und dann allmählich das Amin, und er kann dann erkennen, in welchem Bereich die Reaktionsmischung eine Phase bildet.
Sowohl die einphasige als auch die zweiphasige Ausführungsform können batchweise oder kontinuierlich durchgeführt werden, die zweiphasige besonders gut.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie in ihrem Umfang einzuschränken.
Beispiele
Erläuterung der Abkürzungen:
N-Me-EATC: Ethyl-3-Methylamino-4, 4, 4-trifluorcrotonat
DBN: 1, 5-Diaza-bicyclo [4.3.0] -non-5-en
TFA: Trifluoressigsäure
AcOH: Essigsäure
ETFAA: Ethyl-4, 4, 4-trifluoracetessigsäureester
N-Me-N-Me-EATC N-Methyl-3-Methylamino-4, 4, -trifluor- crotonsäureamid
Beispiel 1:
Herstellung von N-Me-EATC mit DBN*2TFA
Reaktion:
CF3COCH2C02C2H5 ( =ETFAA) +CH3NH2 → CF3CNHCH3CHC02C2H5 Ansatz :
1. Herstellung von DBN*2TFA:
0,1 ol DBN 12,4 g
0,2 mol TFA 22,8 g
2. Herstellung von N-Me-EATC:
1,5 mol ETFAA 276,17 g 1,5 mol CH3NH2 46,59 g
Durchführung:
Das Amin wurde in einem 500 ml Kolben vorgelegt, und die TFA wurde vorsichtig bei Raumtemperatur zugetropft (exotherme Reaktion! ) . Dann wurde der Ansatz auf ca. 50 °C temperiert und der ETFAA zugetropft. Bei 85 °C wurde das Methylamin in die Flüssigkeit eingeleitet (aber nur bis zu einem Umsatz von ca. 80 % ETFAA). Beim Erreichen von 75 Mol.-% Methylamin schied sich das NMe-EATC als Hauptbestandteil einer 2. Phase ab. Selektivität: 97,9 % N-Me-EATC/2, 1 % N-Me-N-Me-ATCA.
Das N-Me-EATC wurde bei einer Temperatur von 62 - 64 °C und einem Druck von 6 mbar dann abschließend gereinigt (Reinheit: 99,9 GC-Flächenprozent) .
Beispiel 2:
Darstellung von N-Me-EATC mit DBN*3TFA
Reaktion: CF3COCH2C02C2H5 + CH3NH2 → CF3CNHCH3CHC02C2H5 Ansatz :
1. Herstellung von DBN*3TFA:
0,1 mol DBN 12 , 4 g
0,3 mol TFA 34,2 g
2. Herstellung von N-Me-EATC:
1,5 mol ETFAA 276,17 g 1,5 mol CH3NH2 46,59 g
Beispiel 2.1..
Durchführung:
Das Amin wurde in einem 500 ml Kolben vorgelegt und die TFA wurde vorsichtig bei Raumtemperatur zugetropft (exotherme Reaktion! ) . Dann wurde der Ansatz auf ca. 50 °C temperiert und der ETFAA zugetropft. Bei 85 °C wurde das Methylamin in die Flüssigkeit eingeleitet (aber nur bis zu einem Umsatz von ca. 80 %/80 Mol.-% CH3NH2) .
Bei Erreichen von 75 Mol.-% der CH3NH2-Menge entstanden zwei Phasen. Die GC-Analytik der organischen oberen Phase ergab eine Selektivität von 97,8 % zu N-Me-EATC und 2,2 % N-Me-N-Me-EATC .
Die Katalysatorphase enthielt laut Karl-Fischer-Analyse inzwischen 7,4 Gew.-% = 1,05 mol H0) .
Beispiel 2.2.:
Wiederholungsversuch mit aus der obengenannten Reaktion erhaltenen Katalysatorphase Die Katalysator-Phase verblieb im Kolben und der Versuch wurde fortgeführt. Es wurden erneut 1,5 mol ETFAA hinzugegeben. Bei 85 °C wurden auch wieder 80 Mol.-% von 1,5 mol CH3NH eingeleitet.
Bei 65 Mol.-% CH3NH2 bildeten sich zwei Phasen. Die GC-Analy- tik der organischen oberen Phase ergab eine Selektivität von 98,7 % zu N-Me-EATC und 1,3 % N-Me-N-Me-EATC .
Die Katalysatorphase enthielt laut Karl-Fischer-Analyse inzwischen 14,4 % = 1,05 mol H20; trotz dieses höheren Wassergehaltes wurde dennoch eine exzellente Selektivität zu NMe-EATC beobachtet.
Beispiel 2.3..
Wiederholungsversuch mit aus der obengenannten Reaktion erhaltener Katalysatorphase
Durchführung wie unter 2.2.
Bei 65 Mol.-% CH3NH2 bildeten sich zwei Phasen. Die GC-Analy- tik der organischen oberen Phase ergab eine Selektivität von 98,9 % zu N-Me-EATC und 0,9 % N-Me-N-Me-EATC .
Die Katalysatorphase enthielt laut Karl Fischer inzwischen 18,4 Gew.-% = 1,05 mol H0; trotz dieses höheren Wassergehaltes wurde dennoch eine excellente Selektivität zu NMe-EATC beobachtet .
Beispiel 3 :
Entfernung von H0 aus DBN*3TFA + H0 durch "Ausblasen"
Ansatz :
12,42 g (0,1 mol) DBN 34,20 g (0,3 mol) TFA
+20 Gew.-% H20
Durchführung:
In einem 250 ml Dreihalskolben wurde das Amin vorgelegt und die TFA vorsichtig zugetropft. Dann wurde die H20-Menge dazugegeben. Der Ansatz wurde nun auf ca. 80 °C temperiert. Über einen 1/8 Zoll-Schlauch wurde dann N2 eingeblasen (ca. 15 - 20 1/h) . Am Destillationskopf wurde das überschüssige Wasser abgenommen. Die N2-Einspeisung wurde über 5 h durchgeführt, wobei jede Stunde eine Sumpfprobe genommen wurde. Außerdem wurde nach jeder Stunde das Destillat ausgewogen.
Probenahme:
SB009501 nach 1 Std. 13,5 % H20 57,4 % TFA 0,0 g Destillat
SB009502 nach 2 Std. 7,3 % H20 65,6 % TFA 0,0 g Destillat
SB009503 nach 3 Std. 0,12 % H20 61,8 % TFA 0,9 g Destillat
SB009504 nach 4 Std. 0,09 % H20 72,7 % TFA 2,1 g Destillat
SB009505 nach 5 Std. 0,02 % H2G 71,3 % TFA 3,0 g Destillat
Das Beispiel zeigt, daß das Wasser durch Inertgas (das auch Luft sein könnte) aus der Salz-Phase entfernt werden kann. Beispiel 4.
Destillative Entfernung des Reaktionswassers aus der Onium- phase (Katalysatorphase)
Die Ausgangsmischung hatte folgende Zusammensetzung:
12,4 g (0,1 mol) DBN
34,2 g (0,3 mol) TFA
9,32 g (20 Gew.-%) H20
Es wurde nun ein Vakuum von 20 mbar angelegt und auf 60 °C temperiert. Bereits nach 1 h war die Wassermenge von den ursprünglich 20 Gew.-% auf <1 Gew.-% reduziert worden; das DBN x TFA-Verhältnis betrug noch 1:3, d. h. die TFA war vollständig in der Katalysatormischung verblieben, das Wasser jedoch wurde selektiv abdestilliert.
Das Beispiel zeigt, daß das Wasser auch durch Destillation aus der Salz-Phase entfernt werden kann, ohne daß sich das Verhältnis von DBN zu TFA ändert.
Beispiel 5;
Batchweise Darstellung von N-Me-EATC mit DBN*6AcOH (5mol% Kat)
Ansatz :
6,21 g (0,05 mol) DBN
18,02 g (0,3 mol) AcOH(Essigsäure)
184,11 g (1,0 mol) ETFAA
31,06 g (1,0 mol) CH3NH2 Durchführung:
In einem 500ml Mehrhalskolben wurde das Amin vorgelegt und die Essigsäure zugetropft (exotherme Reaktion bis 40 °C) . Der Ansatz wurde beim Zutropfen fest. Später wurde das gebildete "Onium" -Salz bei ca. 45 °C gelöst.
Der Ansatz wurde nun auf ca. 50 °C gehalten und der ETFAA zugetropft. Dann wurde auf 85 °C geheizt und das Methylamin eingeleitet. Während des Zutropfens des ETFAA und der Methylamin-Einleitung wurde N2 in den Ansatz geblubbert, um das überschüssige Wasser zu entfernen. Ein 2-Phasen-Gebiet erstreckte sich von 50 - 100 Mol.-% Methylamin. Nach Methylamineinleitung wurde noch 1,5 h bei 85 °C unter N2-Durchlei- ten thermolysiert und der Ansatz dann im Vakuum destilliert. Die Selektivität war quantitativ. Bei einer ÜG von 76 - 77 °C und einem Vakuum von 60 mbar wurde NMe-EATC mit 99%iger Reinheit isoliert.
Beispiele 6 - 11.
Herstellung von Ethyl-N-Methyl-4, 4, 4-trifluoraminocrotonat
Beispiel 5 wurde mit verschiedenen "Onium" -Salzen wiederholt. Die jeweiligen Gebiete der 2-Phasenreaktion und die Ausbeuten sind angegeben.
Figure imgf000017_0001
Es ist zu erkennen, dass "Onium" -Salze mit verschiedenen Kationen und Anionen brauchbar sind, und dass das Verhältnis von Kation zu Carbonsäureanion/Carbonsäure variabel sein kann.
Jedes der Beispiele 5 bis 11 wurde mehrfach wiederholt, mit stets gleichen Ergebnissen.
Das Beispiel könnte auch kontinuierlich betrieben werden, besonders im angegeben 2-Phasen-Bereich.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung am C-4-Atom durch mindestens 2 Chlor- und/oder Fluoratome substituierten 3-Amino- crotonat-Verbindungen durch Umsetzung von am C-4-Atom durch mindestens 2 Chlor- und/oder Fluoratomen substituierten Acetoacetat-Verbindungen mit Ammoniak, primären oder sekundären Aminen unter simultaner oder anschließender Wasserabspaltung, wobei man die Herstellung in Anwesenheit von "Onium"- Salzen durchführt, die gebildet sind aus primären, sekundären, tertiären oder quartären Aminen und Carbonsäuren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentration an "Onium" -Salz so auswählt, daß sich zwei Phasen ausbilden, wobei eine Phase die gebildete 3-Amino-crotonat-Verbindung enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Crotonat-Verbindungen der allgemeinen Formel (I) herstellt
X3C-C (NRiR2) = C(R)-C(A)B (I)
wobei
X für Fluor oder Chlor steht;
A für O, S oder NR5 steht;
B für R6, OR6, SR6 oder NR3R4 steht;
R, R1, R2, R3, R4, R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander für H, (Cl-C6)Alkyl, (C2-C6)Alkenyl, (C2-C6)Alkinyl, Phenyl oder Phenyl (C1-C6) alkyl; oder für (C1-C6)Alkyl,
(C2-C6)Alkenyl, (C2-C6)Alkinyl, Phenyl oder Phenyl (Cl- C6) alkyl, substituiert mit einer oder mehreren Gruppen unabhängig voneinander ausgewählt aus Halogen, CN, N02;
(Cl-C6)Alkyl, (C2-C6)Alkenyl, (C2-C6)Alkinyl, Phenyl, Phenyl (C2-C6) alkyl, (C1-C6)Alkoxy, (C2-C6)Alkenyloxy und Phenoxy stehen; oder R1 und R2, und R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander mit dem Stickstoff, an den sie gebunden sind, ver- bunden sein können, so daß sie einen fünf, sechs- oder sie- bengliedrigen heterozyklischen Ring bilden; oder, wenn A für NR5 steht und B für OR6 oder SR6 steht, R5 und R6 mit der A=C-B-Gruppe, an die sie gebunden sind, verbunden sein können, so daß sie einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen heterozyklischen Ring bilden; oder, wenn A für NR5 steht und B für NR3R4 steht, R3 oder R4 und R5 mit der A=C-B-Gruppe, an die sie gebunden sind, verbunden sein können, so daß sie einen fünf-, sechs- oder siebengliedrigen heterozyklischen Ring bilden, aus Ammoniak oder den entsprechenden Aminen sowie der entsprechenden ß-Ketocarbonsäureverbindung.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 3-Amino-4, 4, 4-Trifluorocrotonat-Verbindungen herstellt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 3-Amino-4, 4, 4-Trifluorocrotonatester herstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man "Onium" -Salze der Formel (II) einsetzt
X-Y (II)
worin X für ein primäres, sekundäres, tertiäres oder quartä- res Amoniumkation und Y für das deprotonierte Anion einer Cl- C5-Carbonsäure steht oder worin Y für das deprotonierte Anion einer Cl-C5-Carbonsäure steht, die durch mindestens 1 Fluoratom substituiert ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Y für das Anion der Essigsäure, Propionsäure, Difluores- sigsäure, der Chlordifluoressigsäure, der Monofluoressig- säure, der Trifluoressigsäure oder der Perfluorpropionsäure steht.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß X für DBN, DBU, 2-Picolin, 4-Picolin, 2 , 6-Dimethylpico- lin, Pyridin, substituierte Pyridine, Anilin, substituierte Aniline, Chinolin steht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Herstellung der Crotonat-Verbindung bei einer Temperatur im Bereich von 60 °C bis 140 °C durchführt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser, das in der Phase enthalten ist, welches das "Onium" -Salz enthält, durch Abdestillieren oder unter Verwendung eines inerten Gases oder durch anorganische oxidische Trockenmittel entfernt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol der Acetooacetatverbindung bis zu 1,40 Mol, vorzugsweise bis zu 0,9 Mol des primären oder sekundären Amins einsetzt.
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