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DE1803167C - Verfahren zur Herstellung von 5 Chlor 3,6 dialkyl uracilen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von 5 Chlor 3,6 dialkyl uracilen

Info

Publication number
DE1803167C
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Authority
DE
Germany
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parts
temperature
sodium
minutes
solution
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Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Earl Wesley Wilmington Del Cummins (V St A)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Publication date

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Description

Verfahren zur Herstellung von 5-Chlor-3,6-diaIkyluracilen.
Es wurde gefunden, daß man 5-ChIOr-B,6-dialkyluracile der allgemeinen Formel
R1- N N -Cl
O H -R2
worin R1 einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und R2 einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeutet, in guter Ausbeute dadurch herstellen kann, daß man eine wäßrige Lösung des Natrium- oder Kaliumsalzes eines 3,6-DialkyluraciIs der allgemeinen Formel
R1-N
1
O
M+
v-'orin R1 und R4 die vorgenannte Bedeutung haben und M+ ein Natrium- oder Kaliumion bedeutet, mit einer wäßrigen Lösung von Natrium- oder Kaliumhypochlorit im 0- bis 40%igen stöchiometrischen Überschuß bei einer Temperatur zwischen —10 und + 650C umsetzt.
Die wäßrige Uracilsalzlösung mit einer Konzentration von 5 bis 30°/0, bevorzugt 10 brs 25%, an freiem Uracil wird mit wäßrigem Natrium- oder Kaliumchlorit mit einer Konzentration von 5 bis 16°/o, vorzugsweise 6 bis lO°/o, versetzt. Der Überschuß der Lösung des Hypochlorits hängt von der Temperatur und der Reinheit der Lösung des Alkalisalzes des 3,6-dialkylenuracils ab und beträgt vorzugsweise 5 bis 35°/0. Bei niedrigeren Temperaturen können kleinere Überschüsse angewandt werden.
Der Alkalihypochloritzusatz zu der Mischung erfolgt im Verlaufe von 5 bis 180 Minuten, vorzugsweise 5 bis 30 Minuten, während man die Temperatur in dem jeweils benötigten Maße durch Kühlen von außen zwischen —10 und +650C, vorzugsweise 0 bis 55° C hält.
Nach beendetem Alkalihypochloritzusatz wird die Reaktionsmasse 0 bis 60 Minuten, vorzugsweise 5 bis 15 Minuten, auf der Reaktionstemperatur gehalten.
Nach dem Temperaturhaltezeitraum wird die das Alkalisalz des 3,6-Dialkyl-5-chloruracils enthaltende Reaktionsmasse zur Bildung des freien 3,6-Disubstit.-5-chloruratils mit einer Mineralsäure, wie Schwefel· säure, umgesetzt.
Durch den Säurezusatz wird zunächst das über* schüssige Alkalihydroxid in der Reaktionsmasse neu* tralisiert, dann das Chloruracil aus seinem Alkalisalz freigesetzt, so daß der Säurezusatz in zwei Stufen er* folgen kann.
Wird ein grobteiliges Produkt gewünscht, sollen nach Beendigung der ersten Stufe des Säurezusatzes, also nach Neutralisation, Impfkristalle aus einem vorhergehenden Ansatz zugesetzt werden. Diese Impfung unterstützt die Bildung großer Kristalle, die sich leichter als die ohne Impfung anfallenden, feineren Kristalle in Aufsehlämmungsform handhaben und auch leichter durch Filtrieren oder Schleudern abtrennen lassen.
Die in der ersten Stufe eingesetzte Säure wini zu der Reaktionsmasse im Verlaufe eines solchen Zeitraums hinzugegeben, daß die Reaktionstemperatur auf 40 bis 1000C1 vorzugsweise 40 bis 71^0C1 gehalten wird. Im allgemeinen beträgt die Zusatzdauer 15 bis 30 Minuten. Die tatsächliche Dauer hängt von der Geschwindigkeit des Wärmeaustausches bei der gewünschten Temperatur ab. Der Säurezusatz wird bei einem pH-Wert beendet, bei dem sich beim Hinzufügen der Impfkristalle keine Veränderung des pH-Wertes ergibt; dieser pH-Wert variiert mit dem jeweils hergestellten Uraci! und mit dessen Konzentration.
Bei der bevorzugten Herstellung des 3-tert.-Butyl-5-chlor-6-methyluracil und bei einer Konzentration in der Reaktionsmasse nach der Chlorierung von 7,8 % beträgt der pH-Wert am Ende der ersten Stufe des Säurezusatzes etwa 11. Werden bei diesem pH-Wert Impfkristalle zugesetzt, so zeigen sie weder eine Auflösung noch eine Fällung von weiterem Uracil aus der Reaktionsmasse.
Die Impfkristalle werden als Aufschlämmung zugesetzt und aus dem vorhergehenden Ansatz gewonnen. Die Menge der Impfkristalle soll etwa 2 bis 10% der Menge an Uracil in der Reaktionsmasse entsprechen.
Nach beendeter Impfung wird der Säurezusatz wieder aufgenommen.
Zur Erzielung großer Kristalle wird die Säure mit konstanter Geschwindigkeit unter guter Bewegung während eines Zeitraums von 30 bis 120 Minuten zugesetzt. Die Temperatur wird durch Kühlen von außen auf 40 bis 7O0C gehalten. Einige Chloruracilverbindungen unterliegen bei Temperaturen von 8O0C und darüber einem kristallinen Übergang. Zur Erzielung der bei Umgebungstemperatur beständigen Kristallform soll die Temperatur während der Fällung vorzugsweise unter der Kristallübergangstemperatur gehalten werden.
Der Säurezusatz wird abgebrochen, wenn der pH-Wert der Reaktionsmasse zwischen 5 und 8, vorzugsweise 6,5 und 7,5 liegt.
Nach vollständigem Säurezusatz wird das feste Reaktionsprodukt gewonnen, was auf allen zweckentcprechenden Wegen, wie durch Filtrieren oder Schleudern, durchführbar ist. Das in dieser Weise abgetrennte Festprodukt wird dann mit Wasser gewaschen oder wieder in Wasser aufgeschlämmt, wobei das zum Waschen oder Aufschlämmen eingesetzte Wasser vorzugsweise eine Temperatur von 30 bis 8O0C hat. Der sich ergebende Rückstand wird dann auf herkömmlichem Wege getrocknet.
Nach einer anderen Arbeitsweise kann man die Reaktionsmasse nach beendeter Chlorierung und nach Ansäuern mit einem Lösungsmittel, wie Xylol, Toluol oder Benzol, versetzen, woraus ein Zwei-Phasen* System resultiert, das aus einer organischen, im wesentlichen das gesamte Produkturacil enthaltenden Schicht und einer wäßrigen Schicht besteht. Die anfallende Mischung wird dann, wenn notwendig unter Vakuum, zur Entfernung des organischen Lösungsmittels bei SO bis 60°C destilliert, während man zur Erzielung des grobteiligei Produkts eine verdünnte Impfkristall-Aufschlämmung zusetzt. Das anfallende, kristalline Produkt kann wie oben isoliert und getrocknet werden.
tn den folgenden Beispielen bedeuten Teile, wenn nichts anderes angegeben ist, Gewichtsteile.
803 167
Beispiel 1
890 Teile einer 24,4°/oigen Lösung an 3-tert.-Butyl-5-chlor-6-methyluraciInatrium wird mit 780 Teilen Wasser verdünnt und mit 1003 Teilen einer 10%igen Natriumhypochloritlösung (stöchiometrischer Uberschub 16°/0) versetzt, was im Verlaufe von 5 Minuten bei guter Bewegung erfolgt. Die Anfangstemperatur beträgt 30° C; während des gesamten Zusatzes wird von außen gekühlt, so daß die Endtemperatur der Reaktionsmasse 450C beträgt.
Nach einer Temperaturhaltezeit von 10 Minuten wird der pH-Wert durch Zusatz von Schwefelsäure zu der bewegten Reaktionsmasse auf 11 eingestellt, während man die Temperatur durch Kühlen von außen auf 45 bis 55° C hält. Die anlallende Lösung wird dann mit 10°/0 der Endaufschlämmung aus einem vorhergehenden Ansatz geimpft, worauf : an den pH-Wert der anfallenden Aufschlämmung im Verlaufe von 45 Minuten unter guter Bewegung auf 7 einstellt, während die Temperatur durch Kühlen von außen auf 45 bis 55° C gehalten wird.
Nach Entnehmen von 10% der Aufschlämmung für die Impfung des nächsten Ansatzes wird das Produkt durch Filtrieren isoliert und dann mit 1000 Teilen Wasser von 35rC gewaschen und in einem Vakuumofen bei 70°Γ getrocknet, wobei 227 Teile 3-tert.-ButyI-5-chlor-6-methyluracil (70,5 °/0 der Theorie, bezogen auf Methylacttoaceüic) mit einem Reinheitsgrad (Ultrarot-Analysc; von über 9T0I0 erhalten werden.
Beispiel 2
35,8 Teile einer lO^gen Natriumhypochloritlösung (stöchiometrischer Überschuß 10°/0) werden unter guter Bewegung im Verlauf von 20 Minuten zu einer aus 11,5 Teilen S-tert.-Butyl-o-methyluracil, 5,58 Teilen 50°/oiger, wäßriger Natronlauge und 82,9 Teilen Wasser erhaltenen Lösung hinzugegeben, während man die Temperatur durch Kühlen von außen auf 25 bis 35°C hält. Durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure unter guter Bewegung zu der Lösung wird der pH-Wert auf 6,5 eingestellt, während man die Temperatur durch Kühlen von außen unter 70 C hält.
Das Produkt wird filtriert, mit 25 Teilen Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 12 Teile (87,50Z1, der Theorie) S-tert.-Butyl-S-chlor-o-methyluracil mit einem Reinheitsgrad (bestimmt an einer Schmelzpunkt/ L)Hrarot-Korrelations<"jrve) von etwa 97°/0 anfallen.
Wird die obige Arbeitsweise unter Verwendung von 32,9 Teilen Wasser durchgeführt, ergibt sich ein leichter Abfall von Ausbeute und Reinheit des Endproduktes.
Wird die obige Arbeitsweise mit 39,lTei'ei der NatriumhypochloriUösung (stöchiometrischer Überschuß 20%) durchgeführt, fallen 11,3 Teile (84% der Theorie) S-tert.-Butyl-S-chlor-o-methyluracil mit einem Reinheitsgrad von etwa 99% an.
Beispiel 3
Wie im Beispiel 1 wird eine Lösung des Natriumsalzes des 34ert.-Butyl-6-methyluracils hergestellt. Man verdünnt 50 Teile der Lösung mit 41 Teilen Wasser und rührt im Verlaufe von 5 Minuten 46,8 Teile einer 10%igen Natriumhypochloritlösung (stöchiometrischer Überschuß 8%) ein, während die Temperatur durch Kühlen von außen auf 0°C gehalten wird, erhitzt nach weiteren 10 Minuten die Lösung auf 40"C und stellt den pH-Wert mit konzentrierter Schwefelsäure auf 6,5 ein, während die Temperatur durch Kühlen von außen auf 35 bis 40J C gehalten wird.
Das Produkt wird filtriert, mit 25 Teilen Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 13,6 Teile (93,6% der Theorie) 3-tert.-Butyi-5-chlor-6-methyluricil mit einem Reinheitsgrad von etwa 97% anfallen.
Die obige Arbeitsweise wird unter Einsatz einer äquivalenten Menge von 10%igem Kaliumhypochlorit ίο an Stelle des Natriumhypochlorits wiederholt" hierbei werden ähnliche Ergebnisse erhalten.
Beispiel 4
Eine Aufschlämmung von 175 Teilen tert.-Butylharnstoff, 168,5 Teilen Methylacetoacetat, 304 Teilen Xylol und 1 Teil konzentrierter Schwefelsäure wird in der in USA.-Patentschrift 3 254 082 beschriebenen Weise zu einer 249 Teile Methyl-3-(3-tert.-butylureido)-crotonat enthaltenden Reaktionsmasse umgesetzt. Man
ao versetzt diese Reaktionsmasse mit einer Lösung von 93 Teilen Natriummethylat in 340 Teilen Methanol, destilliert 366 Teile Lösungsmittel dann ab und gibt zu dem Rückstand 535 Teile Wasser hinzu.
Die wäßrige Schicht wird abgetrennt und mit einer
as gleichen Gewichtsmenge Wasser verdünnt. Man fügt im Verlaufe von 5 Minuten unter guter Bewegung 1143 Teile einer 10%igen Natriumhypochloritlösung (stöchiometrischer Überschuß 32%) hinzu, wobei die Temperatur während des Zusatzes von 28 auf 50° C steigt, und stellt nach weiteren 15 Minuten den pH-Wert durch Zusatz konzentrierter Schwefelsäure auf 6,2 ein.
Das Produkt wird abfiltriert, mit 1000 Teilen Wasser von 35°C gewaschen und in einem Vakuumofen bei 70°C getrocknet, wobei 215 Teile (66,7% der Theorie, bezogen auf Methylacetoacetat) i-tert.-Butyl-S-chlor-6-methyluracil mit einem Reinheitsgrad von über 98 % anfallen.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von 5-Chlor-3,6-dialkyluracilen der allgemeinen Formel
    R1-N
    O
    Lr2
    worin R, einen Alkylrest mit 1 bis IOC-Atomen und R, einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung des Natrium- oder Kaliumsalzes eines ?,6-Dialkyluracils der allgemeinen Formel
    R1-N O
    R2
    worin R1 und R1 die vorgenannte Bedeutung haben und Mf ein Natrium- oder Kaliumion bedeutet, mit einer wäßrigen Losung von Natrium- oder Kaliumhypochlorit im 0- bis 40%igen stöchmmetrischen Überschuß bei einer Temperatur zwischen -10 und + 65°C umsetzt.

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