200999. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-metil-(2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil)-karbamát előállítására
HU 200999 B Találmányunk tárgya eljárás az N-metil-(2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil)-karbamát és annak új intermedierje a (2,3-dihidro-2,2-dimetil-7- benzofuranil)-(klór-metil)-karbonát előállítására. Eljárásunknál a 2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolt (klór-metil)-(klór-formiáttal) reagáltatva állítjuk elő a (2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil)-(klór-metil)-karbonátot, amelyet metil-aminnal vagy annak sójával reagáltatva kapjuk az N-metil-(2,3-dihidro-2,2-dimetU-7-benzofuranil)-karba mátot. Carbofuran névvel 1965-ben vált ismertté az N- metil- (2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil) -ka rbamát, mint inszekticid, nematocid és akaricid hatóanyag (F.L.McEwen, A. C. Davis: J. Econ. Entomöl., 1965,369, US. 3.474.170). Azóta alkalmazása széles körben elterjedt a növényvédelemben. Ennek következtében előállítására több eljárást dolgoztak ki, melyek három csoportba sorolhatók. Az eljárások mindegyikében kiindulási anyagként 2.3- dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolt használnak fel, eltérés a reakciópartnerekben és a végtermékké alakítás módozatában van. Az eljárások egyik nagy csoportjánál a 2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolt metil-izocianáttal reagáltatva állítják elő a karbamátot (NL 64.07.316; NL 65.00.340; DE 2.461.129). A reagáltatást többnyire trietil-amin, vagy más szerves bázis jelenlétében végzik, oldószer nélkül, vagy dietil-éter oldószerben, általában szobahőmérsékleten (DE 2.309.379). Ismeretes olyan eljárás is, amelynél a reakcióhoz 65 °C hőmérsékletet alkalmaznak (NL 64.07.316). A 173.437. sz. magyar szabadalmi leírás szerint a 2.3- dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolt 25-30 °C hőmérsékleten, izopropil-alkohol oldószerben reagáltatják, hat órán át, a metil-izocianáttal, s így 74%-os hozammal állítják elő a Carbofurant. Az exoterm kapcsolási reakció hűtését jelentős párolgáshőjű inert oldószer (pl. diklór-metán) visszaforgatásával oldják meg (DE 2.037.694). Szabad tercieramino- vagy kvaterner ammónium-csoportot tartalmazó kationcserélő gyantákat is alkalmaznak a reakció katalizálására, amely a hozamot előnyösen javítja (DE 2.461.129). Az eljárások egy másik csoportjánál a rendkívül veszélyes és nehezen előállítható metil-izocianát felhasználását igyekeznek elkerülni úgy, hogy a kiindulási, fenolos-hidroxil-csoportot tartalmazó vegyületet primer aminnal és foszgénnel reagáltatják (DE 2.618.853). A reagáltatást egy másik eljárás szerint toluolos oldatban, nitrogéngáz atmoszférában vitelezik ki 73%-os hozammal (US 4.272.441). Ezen eljárások egyik változatában először a fenolos-hidroxil-csoportot foszgénnel reagáltatva klórformiátot állítanak elő tercier bázis jelenlétében, majd ezt acilezve kapják a Carbofurant (US 3.547.955). Az eljárások egy harmadik csoportjánál igyekeznek elkerülni (veszélyessége miatt) mind a metilizocianát, mind a foszgén felhasználását. A karbamoilezést N-(metil-amino)-karbonilszacharinnal végzik (DE 3.040.633; US 4.315.861). Ezeknek az eljárásoknak hátránya, hogy az alkal-1 mázott karbamoilező szer nehezen és gazdaságtalanul állítható elő. Az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésére irányuló kutatásaink során új szintézis utat dolgoztunk ki a Carbofuran előállítására. Eljárásunk azon a felismerésen alapul, hogy ha a 2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolt (klór-metil)-(klór-formiáttal) reagáltatjuk oldószeres közegben, adott esetben inert gázáramban, bázis jelenlétében, akkor egy új, az irodalomban eddig le nem írt vegyületet (2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil)(klór-metil)-karbonát képződik, amelyet vagy a reakcióelegyben, vagy elválasztás után oldószeres közegben tovább reagáltatunk metil-aminnal vagy sójával, s ennek eredményeként jó hozammal és tiszta Carbofurant állíthatunk elő. Amennyiben a karbonátot először kipreparáljuk és ezt követően reagáltatjuk a metil-aminnal vagy sójával, a reakciókörülmények (oldószer, bázis, hőmérséklet) hasonlóak lehetnek a karbonát előállításához, de el is térhetnek. Pl. a második lépésben, ha a metil-amin vizes oldatát használjuk, az oldószer lehet petroléter, s ekkor a reakció petroléteres-vizes kétfázisú rendszerben játszódik le. Mindkét reakciólépésnél alkalmazhatjuk ugyanazt a szerves bázist, de különbözőeket is (pl. trietilamin, piridin). Ha a karbonátot nem preparáljuk ki a reakcióelegyből, akkor a második lépésben szerves oldószeres és vizes, két fázisú rendszerben játszódik le a reakció. Az eljárás kivitelezésére az ismert preparatív és elválasztási módszereket alkalmazzuk, s a terméket egyszerű műveletekkel, megfelelő tisztasággal és kedvező hozammal állítjuk elő. Eljárásunkat az itt következő példákon mutatjuk be, amelyekre nem korlátozódik a szabadalom oltalmi köre. 1. példa (2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil)-(klór -metil)-karbonát előállítása 1 dm3-es keverővei, hőmérővel, adagolótölcsérrel ellátott gömblombikba bemérünk 350 g diklórmetánt és 27,1 g (klór-metil)-(klór-formiátot). Kevertetés közben az elegyet lehűtjük 0 °C-ra, majd hűtés közben hozzácsepegtetjük 22 g trietil-amin és 100 g diklór-etán keverékét, valamint 32,8 g 2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolt, másfél óra alatt, ügyelve arra, hogy a hőmérséklet ne emelkedjen + 5 °C fölé. Ezután még száz percig kevertetjük a reakcióelegyet, miközben hagyjuk szobahőmérsékletre melegedni. A kivált szilárd trietil-ammónium-kloridot szűréssel eltávolítjuk és 50 g diklór-metánnal mossuk. Az egyesített szerves fázisokat háromszor 60 g telített nátrium-hidrogén-karbonát-oldattal, majd utána háromszor 60 cm3 desztillált vízzel mossuk. Ezután a diklór-metánt vákuumban ledesztilláljuk. A maradékból frakcionált vákuumdesztillációval különítjük el a 42,0 g (2,3-dihidro-2,2-dimetil-7- benzofuranil)-(klór-metil)-karbonátot, amelynek forráspontja 533 Pa-on 152-153 °C. A 2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranolra számított hozam, 81,1%. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
