Verfahren zur Herstellung von Oximethern Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oximethern der Formel I, in der die Substituenten R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und jeweils Cyano, Cl-C4-Alkyl, Cl-C4-Halogenalkyl, C3-C6- Cycloalkyl, Phenyl und Naphthyl und R3 Cl-C4-Alkyl bedeuten kön- nen, durch Alkylierung von Oximen der Formel II, unter basischen Bedingungen mit einem Alkylierungsmittel aus der Gruppe der Alkylhalogenide, Dialkylsulfate und Dialkylcarbonate, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in einem Gemisch, be- stehend aus 5 bis 25 Gew.-% polaren aprotischen Lösungsmitteln ausgewählt aus der Gruppe Nitrile, N-Alkyl-pyrrolidone, cyclische Harnstoffderi- vate, Dimethylformamid und Dimethylacetamid, 55 bis 95 Gew.-% unpolaren Lösungsmitteln ausgewählt aus der Gruppe der aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlen- wasserstoffe, Alkylcarbonsäurealkylester und Ether und 0 bis 25 Gew.-% Wasser, wobei sich diese Anteile zu 100 % ergän- zen, durchgeführt wird.

Alkylierungsverfahren für aktivierte Oxime sind aus dem Stand der Technik bekannt.

In Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci. (Engl. Transl.), EN, Bd. 28, S. 121-128 (1979) werden Alkylierungsreaktionen von oxi- men durch Diazoalkane, Alkylhalogenide und Dialkylsulfate be- schrieben ; insbesondere die Konkurrenz zwischen Sauerstoff-und Stickstoffalkylierung wird untersucht. Die Herstellung der 0-Al- kylether von a, a'-Bis-carbonyloximen in Aceton, Ethanol, Wasser oder Diethylether wird in mäßigen Ausbeuten beschrieben. Zur Be-

günstigung der O-Alkylierung wird empfohlen, bei möglichst hohen Temperaturen zu arbeiten, da die Nitrone temperaturlabil sind, oder möglichst voluminöse Alkylierungsreagenzien zu verwenden.

In Ind. J. Chem., Bd. 30B, S. 749-753 (1991) wird die Methylie- rung der Oxime der Formel II, in der R1 und R2 für Methyl oder Phenyl stehen, beschrieben. Aus der Umsetzung mit Methyliodid in Gegenwart von wasserfreiem K2CO3 in Aceton werden die 0-Methyl- ether in Ausbeuten von 65, bzw. 67 % erhalten.

In WO-A 00/18726 wird die Alkylierung von Oximen der Formel II in diversen Lösungsmitteln beschrieben. Die Umsetzung kann auch in Gemischen dieser Lösungsmittel erfolgen.

Bei der Durchführung solcher Synthesen im technischen Maßstab bietet die Verwendung wasserhaltiger Lösungsmittelgemische ver- fahrenstechnische Vorteile. Allerdings führt ein Wasseranteil üblicherweise zu Ausbeuteverlusten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein wirtschaft- liches und großtechnisch anwendbares Verfahren zur Herstellung von O-Alkyloximethern der Formel I bereitzustellen, das auch in wasserhaltigen Lösungsmittelgemischen eine hohe Selektivität und Ausbeute aufweist und einfach durchführbar ist.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Oximethern der Formel I, in der die Substituenten R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und jeweils Cyano, Cl-C4-Alkyl, Cl-C4-Halogenalkyl, C3-C6- Cycloalkyl, Phenyl und Naphthyl und R3 Cl-C4-Alkyl bedeuten kön- nen, durch Alkylierung von Oximen der Formel II, unter basischen Bedingungen mit einem Alkylierungsmittel aus der Gruppe der Alkylhalogenide, Dialkylsulfate und Dialkylcarbonate, gefunden, wobei die Umsetzung in einem Gemisch, bestehend aus

5 bis 25 Gew.-% polaren aprotischen Lösungsmitteln ausgewählt aus der Gruppe Nitrile, N-Alkyl-pyrrolidone, cyclische Harnstoffderi- vate, Dimethylformamid und Dimethylacetamid, 55 bis 95 Gew.-% unpolaren Lösungsmitteln ausgewählt aus der Gruppe der aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlen- wasserstoffe, Alkylcarbonsäurealkylester und Ether, und ggf. bis zu 25 Gew.-% Wasser, durchgeführt wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird entgegen der Lehre aus dem Stand der Technik bei mäßigen Temperaturen trotz Verwendung von sterisch anspruchslosen Alkylierungsmitteln und Substraten überraschenderweise keine Nitron-Bildung beobachtet und die O-Al- kylether in guten bis sehr guten Ausbeuten erhalten.

Als Basen kommen allgemein salzartige Verbindungen in Betracht, wie Alkalimetall-und Erdalkalimetallcarbonate wie Natriumcarbo- nat, Kaliumcarbonat und Magnesiumcarbonat sowie Alkalimetallhy- drogencarbonate wie Natriumhydrogencarbonat, außerdem Alkalime- tallacetate wie Natriumacetat. Besonders bevorzugt wird Kalium- carbonat.

Die Base wird im allgemeinen äquimolar oder im Überschuß verwen- det ; ein Überschuß von etwa 10 bis 30 % hat sich vielfach als vorteilhaft erwiesen. Die Base kann in fester Form oder als Lö- sung, insbesondere als wässrige Lösung, eingesetzt werden. Aus praktischen Gründen ist die Verwendung von mindestens 10 gew.-% igen bis gesättigten wässrigen Lösungen bevorzugt.

Geeignete Lösungsmittel sind aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Cyclohexan und Petrolether, aromatische Kohlenwas- serstoffe wie Toluol, o-, m-und p-Xylol, halogenierte Kohlenwas- serstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform und Chlorbenzol, Ether wie Diethylether, Diisopropylether, tert.-Butylmethylether, Di- oxan, Anisol und Tetrahydrofuran, sowie N-Methylpyrrolidon, N-Oc- tylpyrrolidon, cyclische Harnstoffderivate wie Dimethylpropylen- harnstoff, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid und Dimethylacet- amid, besonders bevorzugt werden Dimethylformamid und Dimethyl- acetamid, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol und Ether wie tert.-Butylmethylether.

Die Umsetzung wird in einem Lösungsmittelgemisch durchgeführt, das aus 5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt aus 10 bis 20 Gew.-% der vor- stehend genannten polaren aprotischen Lösungsmitteln, bis zu 25 Gew.-% Wasser und mindestens 5 Gew.-%, bevorzugt 55 bis 95 Gew.-% und besonders bevorzugt 60 bis 90 Gew.-%, insbesondere

60 bis 80 Gew.-% der vorstehend genannten unpolaren Lösungsmit- teln besteht.

Aus verfahrenstechnischen Gründen ist die Durchführung des Ver- fahrens in wasserhaltigen Lösungsmittelgemischen bevorzugt.

Geeignete Alkylierungsmittel sind Alkylhalogenide, Dialkylsulfate und Dialkylcarbonate. Aus wirtschaftlichen Gründen sind Dialkyl- sulfate bevorzugt.

Das Alkylierungsmittel wird im allgemeinen äquimolar oder im Überschuß verwendet ; ein Überschuß von etwa 5 bis 15 Gew.-% hat sich vielfach als vorteilhaft erwiesen.

Aus Sicherheitsgründen wird bei Verwendung von Alkylhalogeniden und Dialkylsulfaten nach der Reaktion üblicherweise überschüssi- ges Alkylierungsmittel vernichtet, meist werden dazu Ammoniak oder Amine wie z. B. Diethylamin verwendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden Methy- lierungsmittel verwendet.

Die Reaktion wird üblicherweise bei Temperaturen von 0 bis 100°C, bevorzugt bei 0 bis 50°C und ganz besonders bevorzugt bei 10 bis 250C durchgeführt. Die Reaktionstemperatur wird üblicherweise ent- sprechend der Temperaturstabilität des Oxims eingestellt.

Die Reihenfolge der Zugabe der Reaktanden ist nicht kritisch. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Base, fest oder als wässrige Lösung, in dem Lösungsmittel vorgelegt, das Oxim und das Alkylierungsmittel gleichzeitig und äquimolar dem gegebenenfalls wasserhaltigen Lösungsmittelgemisch zugegeben.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Alkylie- rungsmittel teilweise oder ganz vorgelegt und das Oxim anschlie- Send zugegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf bestimmt substi- tuierte Verbindungen beschränkt, sofern die Substituenten unter den Reaktionsbedingungen inert sind. Aliphatische Reste können geradkettig oder verzweigt sein. Die Kettenlänge der Substituen- ten ist für das erfindungsgemäße Verfahren ohne Belang, jedoch wird man aus technischen Gründen üblicherweise Reste mit höch- stens 4 C-Atomen wählen.

Ganz besonders bevorzugt wird das Verfahren zur Herstellung von Pentan-2,3,4-trion-3-0-methyloxim verwendet.

Alkyl steht generell für Cl-Clo-Alkyl, insbesondere für Cl-C4-Al- kyl, das gilt auch für Halogenalkyl ; Cycloalkylreste haben drei bis sechs Ringglieder.

Die Substituenten R1 und R2 können weitere, unter den Reaktionsbe- dingungen inerte Reste tragen, dabei seien beispielhaft genannt : Halogen, Cyano, S03H, COOH, COOR4, Cl-Clo-Alkyl, C2-C8-Alkenyl, C2-C8-Alkinyl, Phenyl oder Heteroaryl ; R4 bedeutet Cl-Czo-Alkyl.

Heteroaryl bedeutet beispielsweise Furyl, Thienyl, Pyrrolyl, Is- oxazolyl, Isothiazolyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Imidazolyl, Pyridyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl oder Triazinyl ; Halogen bedeutet Chlor, Fluor, Brom oder Jod.

Alkenyl-und Alkinylreste haben zwei bis acht, insbesondere drei bis sechs C-Atome.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen 0-Alkyl- oximether eignen sich als Zwischenprodukte zur Herstellung von Farbstoffen oder Wirkstoffen auf dem Pharma-oder Pflanzenschutz- bereich.

Die nachfolgenden Vergleichsbeispiele verdeutlichen den Einfluß der erfindungswesentlichen Merkmale ; die Beispiele sollen das er- findungsgemäße Verfahren weiter erläutern : Vergleichsbeispiele : 1. Methylierung in Aceton [Ind. J. Chem., Bd. 30B, S. 749-753 (1991)] Zu einer Suspension von 16, 6 g Kaliumcarbonat in 40 ml Aceton wurden bei etwa 20°C unter Kühlung eine Lösung von 12, 9 g Pen- tan-2, 3, 4-trion-3-oxim in 38, 5 ml Aceton und 15, 6 g Methyliodid zugetropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurde das Lösungsmit- tel abdestilliert. Der Rückstand wurde nach Lösen in Wasser mit tert.-Butylmethylether extrahiert. Aus den vereinigten organi- schen Phasen erhielt man 12 g Pentan-2,3, 4-trion-3-0-methyloxim (nach GC-Analyse 97 %ig), was einer Ausbeute von 81, 5 % der Theo- rie entspricht.

2. Methylierung in Dimethylformamid (DMF) Zu einer Suspension von 16, 6 g Kaliumcarbonat in 40 g DMF wurden bei etwa 20°C unter Kühlung eine Lösung von 12, 9 g Pentan-2, 3, 4- trion-3-oxim in 38,5 g DMF und 13, 9 g Dimethylsulfat (DMS) zuge- tropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurden 2, 2 g Diethylamin

zugegeben, um überschüssiges DMS zu vernichten, nach einer wei- teren Stunde Rühren bei etwa 20°C wurden 130 ml Wasser zugegeben.

Die Lösung wurde mit tert.-Butylmethylether extrahiert. Aus den vereinigten organischen Phasen erhielt man nach Waschen mit 1 n H2SO4 12, 8 g Pentan-2, 3, 4-trion-3-0-methyloxim (nach GC-Analyse 90 %ig), was einer Ausbeute von 80, 5 % der Theorie entspricht.

3. Methylierung in tert.-Butylmethylether (MTBE) Zu einer Suspension von 16, 6 g Kaliumcarbonat in 40 g MTBE wurden bei etwa 20°C unter Kühlung eine Lösung von 12, 9 g Pentan-2, 3, 4- trion-3-oxim in 38, 5 g MTBE und 13, 9 g Dimethylsulfat (DMS) zuge- tropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurden 2,2 g Diethylamin zugegeben, um überschüssiges DMS zu vernichten, nach einer wei- teren Stunde Rühren bei etwa 20°C wurden 80 ml Wasser zugegeben.

Die Lösung wurde mit tert.-Butylmethylether extrahiert. Aus den vereinigten organischen Phasen erhielt man nach Waschen mit 1 n H2SO4 9, 9 g Pentan-2/3/4-trion-3-O-methyloxim (nach GC-Analyse 76, 7 %ig), was einer Ausbeute von 53 % der Theorie entspricht.

4. Methylierung in tert.-Butylmethylether-Aceton 87 : 13 Zu einer Suspension von 16, 6 g Kaliumcarbonat in einem Gemisch aus 30 g tert.-Butylmethylether (MTBE) und 10 g Aceton wurden bei etwa 20°C unter Kühlung eine Lösung von 12, 9 g Pentan-2, 3, 4-tri- on-3-oxim in 38, 5 g MTBE und 13, 9 g Dimethylsulfat (DMS) zuge- tropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurden 2, 2 g Diethylamin zugegeben, um überschüssiges DMS zu vernichten, nach einer wei- teren Stunde Rühren bei etwa 20°C wurden 80 ml Wasser zugegeben.

Die Lösung wurde mit tert.-Butylmethylether extrahiert. Aus den vereinigten organischen Phasen erhielt man nach Waschen mit 1 n H2SO4 11 g Pentan-2, 3, 4-trion-3-0-methyloxim (nach GC-Analyse 85/8 96ig)/was einer Ausbeute von 70, 0 % der Theorie entspricht.

5. Methylierung in DMF-MTBE 89 : 11 Zu einer Suspension von 16, 6 g Kaliumcarbonat in einem Gemisch aus 32 g Dimethylformamid (DMF) und 8 g tert.-Butylmethylether (MTBE) wurden bei etwa 20°C unter Kühlung eine Lösung von 12, 9 g Pentan-2, 3, 4-trion-3-oxim in 38, 5 g DMF und 13, 9 g Dimethylsulfat (DMS) zugetropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurden 2, 2 g Diethylamin zugegeben, um überschüssiges DMS zu vernichten, nach einer weiteren Stunde Rühren bei etwa 20°C wurden 130 ml Wasser zugegeben. Die Lösung wurde mit tert.-Butylmethylether extra- hiert. Aus den vereinigten organischen Phasen erhielt man nach Waschen mit 1 n H2SO4 13,5 g Pentan-2,3,4-trion-3-0-methyloxim

(nach GC-Analyse 91,9 % ig), was einer Ausbeute von 86,7 % der Theorie entspricht.

6. Methylierung in DMF-MTBE 48 : 52 [WO-A 00/18726] In einem 20 1 Gefäß wurden 4,5 kg (32,6 mol) Kaliumcarbonat in 3,2 1 Methyl-tert.-butylether und einem Liter DMF suspendiert.

Das Gemisch wurde unter Rühren auf 0 bis-10°C abgekühlt. An- schließend wurde eine Lösung aus 4128 g (32 mol) Pen- tan-2,3,4-trion-3-oxim, 2 1 DMF und 4032 g (32 mol) Diemethylsul- fat innerhalb von 2 Stunden bei einer Innentemperatur von <25°C zudosiert. Es wurde 3,5 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt.

Dann wurden 20 1 Wasser zudosiert, die obere organische Phase ab- getrennt, die wäßrige Phase mit 2 1 Methyl-tert.-butylether gewa- schen, die vereinigten organischen Phasen mit 1 1 5% iger Salz- säure gewaschen und das Lösungsmittel abdestilliert. Man erhielt 4214 g der Titelverbindung in einer Reinheit von 96,6 % (GC-Flä- chenprozent) was einer Ausbeute von 89% entspricht.

Erfindungsgemäße Beispiele : 7. Methylierung in DMF-MTBE 13 : 87 Zu einer Suspension von 165 g Kaliumcarbonat in einem Gemisch aus 100 g Dimethylformamid (DMF) und 300 g tert.-Butylmethylether (MTBE) wurden bei etwa 20°C unter Kühlung eine Lösung von 129,0 g Pentan-2,3,4-trion-3-oxim in 385 g MTBE und 138,7 g Dimethylsul- fat (DMS) zugetropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurden 21,9 g Diethylamin zugegeben, um überschüssiges DMS zu vernich- ten, nach einer weiteren Stunde Rühren bei etwa 20°C wurden 800 ml Wasser zugegeben. Die Lösung wurde mit tert.-Butylmethylether ex- trahiert. Aus den vereinigten organischen Phasen erhielt man nach Waschen mit 1 n H2SO4 144,6 g Pentan-2,3,4-trion-3-0-methyloxim (nach GC-Analyse 96,5 % ig), was einer Ausbeute von 97,6 % der Theorie entspricht.

8. Methylierung in DMF-MTBE-Wasser 13 : 66 : 20 Zu 332 g einer 50 Gew.-%igen wässrigen Lösung von Kaliumcarbonat, 110 g Dimethylformamid (DMF), 300 g tert.-Butylmethylether (MTBE) und 7 g Dimethylsulfat (DMS) wurden bei etwa 17-19°C unter Kühlung eine Lösung von 129 g Pentan-2, 3,4-trion-3-oxim in 246 g MTBE und 132 g Dimethylsulfat (DMS) zugetropft. Nach 2 Std. Rühren bei etwa 20°C wurden 36,5 g Diethylamin zugegeben, um überschüssiges DMS zu vernichten, nach einer weiteren Stunde Rühren bei etwa 20°C wurden 600 ml Wasser zugegeben. Die Lösung wurde mit tert.-Butyl- methylether extrahiert. Aus den vereinigten organischen Phasen erhielt man nach Waschen mit 1 n H2SO4 136,9 g Pentan-2,3,4-tri- on-3-O-methyloxim (nach GC-Analyse 96,3 % ig), was einer Ausbeute von 92,1 % der Theorie entspricht.