Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazole bekannt.

3-Nitro-4,5-Dihydroisoxazole können als Biozide zum Schutz von technischen Mate- rialien verwendet werden.

So wird z. B. beschrieben, dass man 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazole erhält, wenn man Olefine mit Tetranitroethylen zur, Reaktion bringt (vgl. K. Baum, D. Tzeng, J. Org.

Chem. 1985,50,2736).

Tetranitroethylen muss hierbei aufwendig durch eine Vakuumpyrolyse aus dem ebenfalls schlecht zugänglichen Hexanitroethan hergestellt werden und ist als explo- siv beschrieben. Bereits dieses Gefahrenpotential verbietet das Durchführen größerer Ansätze, vor allem eine industrielle Herstellung.

Außerdem ist ein Weg zur Herstellung substituierter 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazole beschrieben, der als Schlüsselschritt eine Umsetzung von 3-Nitro-4-hydroxyisoxa- zolin-N-Oxid mit Alkenen und anschließender Umsetzung mit Basen beinhaltet. 3- Nitro-4-hydroxyisoxazolin-N-Oxid widerum lässt sich durch Reaktion von Chlor- acetaldehyd mit Dinitromethan-Na-Salz herstellen (vgl. V. A. Tartakovskii, Doklady Akademii Nauk SSSR 1965,167,844). Die Reaktion verläuft nach folgendem Schema : 0 OZNN02 HO N02 o, N o OH OH Zozo - N02 OU Nzu kr 0R NO2 Base R ozN R 0"IN

Desweiteren sind in diversen Veröffentlichungen Verfahren zur Herstellung von 3- Nitro-4,5-dihydroisoxazolen beschrieben, die als Schlüsselschritt entweder die Reak- tion einer 1,3-Dihalogenpropylverbindung (z. B. l-Brom-3-chlorpropan) mit Natri- umnitrit in Gegenwart von n-Propylnitrit vorschreiben oder die die Reaktion einer 1- Nitro-3-halogenverbindung in Gegenwart von Natriumnitrit und n-Propylnitrit nutzen. (vgl. z. B. P. A. Wade, J. Org. Chem. 1978,43,2020 ; P. A. Wade, Tetra- hedron Lett. 1989, 30,1185 ; P. A. Wade, J. Org. Chem. 1995, 60, 6302 ; P. A. Wade, J. Org. Chem. 1994,59,7199). Diese Reaktionen verlaufen schematisch wie folgt :

Die bislang beschriebenen Verfahren haben entweder den Nachteil mehrstufig zu sein oder verwenden Edukte die nur schwer handhabbar sind und in mehreren Stufen hergestellt werden müssen.

Es bestand daher das Bedürfnis nach einem einstufigen Herstellverfahren für 3-Nitro- 4,5-dihydroisoxazole das von leicht zugänglichen einfach handhabbaren Ausgangs- produkten ausgeht.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazole im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren in einer einstufi- gen Reaktion auch ohne den Einsatz von n-Propylnitrit herstellen lassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein neues Verfahren zur Herstellung von 3- Nitro-4,5-dihydroisoxazolen der Formel (I),

worin Rl und R unabhängig voneinander für Wasserstoff, Nitro, Cyano oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Alkenyl, Alkinyl oder Aryl stehen, dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der Formel (II), worin Rl und R2 die oben genannten Bedeutungen haben, und

X und Y unabhängig voneinander für eine Abgangsgruppe stehen, in Gegenwart von mindestens einem Metallnitrit, gegebenenfalls in Gegenwart von einem oder mehreren Verdünnungsmitteln und gegebenenfalls in Gegenwart von einem oder mehreren Katalysatoren umsetzt.

Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen sind durch die Formel (I) allge- mein definiert. Vorzugsweise stehen bei den Verbindungen der allgemeinen Formel (I), die Reste Rl und R unabhängig voneinander für Wasserstoff, Cyano, Nitro, oder für jeweils geradkettiges oder verzweigtes C-C8-Alkyl, C2-C8-Alkenyl oder C2-C8-Alki- nyl stehen, welche jeweils gegebenenfalls ein-bis mehrfach, gleich oder ver- schieden substituiert sind durch Halogen, Nitro, Cyano, Aryl, Cl-C6-Alkoxy welches gegebenenfalls 1-bis 9-fach, gleich oder verschieden durch Halogen substituiert ist, Cl-C6-Alkylthio welches gegebenenfalls 1-bis 9-fach, glei- chen oder verschiedenen durch Halogen substituiert ist, Cl-C6-Acyl, Cl-C6- Acyloxy, C-C6-Alkoxy-carbonyl, Amino welches gegebenenfalls 1-oder 2- fach, gleich oder verschieden substituiert ist durch Cl-C4-Alkyl oder Aryl, oder für C6-Clo-Aryl stehen, welches gegebenenfalls 1-bis mehrfach, gleich oder verschieden substituiert ist durch Halogen, Cyano, Nitro, C1-Cs-Alkyl welches gegebenenfalls 1-bis 6-fach, gleich oder verschieden durch Halogen substituert ist, Cl-Cs-Alkoxy welches gegebenenfalls 1-bis 6-fach, gleich oder verschieden durch Halogen substituiert ist, CI-Cs-Alkylthio welches gegebenenfalls 1-bis 6-fach, gleich oder verschieden durch Halogen substi- tuiert ist, Amino, Monoalkylamino mit geradkettigen oder verzweigten Ci- C6-Alkylresten, Dialkylamino mit gleichen oder verschiedenen, geradkettigen oder verzweigten Ci-Ce-Alkylresten.

Besonders bevorzugt'ist die erfindungsgemäße Herstellung von Verbindungen der Formel (I) worin Rl und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Cyano, Nitro, oder für jeweils geradkettiges oder verzweigtes Cl-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C2-C6-Alkinyl stehen, welche jeweils gegebenenfalls ein-bis vierfach, gleich oder verschie- den substituiert sind durch Fluor, Chlor, Brom, Nitro, Cyano, Phenyl, Naphthyl, Phenyloxy, Naphthyloxy, Cl-C4-Alkoxy, welches gegebenenfalls 1-bis 7-fach, gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor oder Brom substi- tuiert ist, Ci-C4-Alkylthio, welches gegebenenfalls 1-bis 7-fach, gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor oder Brom substituiert ist, Cl-C4-Acyl, Ci-C4-Alkoxy-carbonyl, Amino, welches gegebenenfalls 1-oder 2-fach, gleich oder verschieden substituiert ist durch Ci-Ca-Alkyl, Phenyl oder Naph- thyl, oder für Phenyl oder Naphthyl stehen, welche jeweils gegebenenfalls 1-bis 4-fach substituiert sind durch Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Nitro, Cl-C4- Alkyl welches gegebenenfalls 1-bis 4-fach, gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor oder Brom substituiert ist, Cl-C4-Alkoxy, welches gegebenen- falls 1-bis 4-fach, gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor oder Brom sub- stituiert ist, Cl-C4-Alkylthio, welches gegebenenfalls 1-bis 4-fach, gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor oder Brom substituiert ist, Amino, Monoalkylamino mit geradkettigen oder verzweigten Cl-C4-Alkylresten oder Dialkylamino mit gleichen oder verschiedenen, geradkettigen oder verzweig- ten Cl-C4-Alkylresten.

Ganz besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Herstellung von Verbindungen der Formel (I), worin Rl und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Cyano, Nitro, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, für jeweils alle Isomere von Pentyl, Hexyl, Heptyl und Octyl, Allyl, Vinyl, Propargyl, wobei die genannten Alkylreste jeweils gegebenenfalls ein-bis vierfach,

gleich oder verschieden substituiert sind durch Fluor, Chlor, Brom, Nitro, Cyano, Phenyl, Phenoxy, 2,4-Dichlorphenoxy, Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec-Butoxy, tert-Butoxy, Trifluonneth- oxy, Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, iso-Propylthio, Trifluormethylthio, Cl-C4-Acyl, CI-C4-Acyloxy, CI-C4-Alkoxy-carbonyl, Amino, welches gege- benenfalls gleich oder verschieden substituiert ist durch Cl-C4-Alkyl, Phenyl oder Naphthyl, desweiteren für Phenyl oder Naphthyl stehen, welche jeweils gegebenenfalls 1-bis 4-fach gleich oder verschieden substituiert sind durch Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Nitro, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, Trifluormethyl, Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, Trifluormethoxy, Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, iso-Propylthio, Trifluormethylthio, Amino, Methylamino, Ethylamino, n-Propylamino, iso-Propylamino, Dime- thylamino, Diethylamino, Methylethylamino, Di-n-propylamino oder Di-iso- propylamino.

Insbesondere bevorzugt ist die erfindungsgemäße Herstellung von Verbindungen (I) worin Rl und R2 für Wasserstoff stehen.

Die Reste X und Y der Formel (II) stehen bevorzugt für eine Abgangsgruppe aus der Reihe Chlor, Brom, Iod, Mesylat oder Tosylat.

Die in den jeweiligen Definitionen bzw. bevorzugten und besonders bevorzugten Definitionen angegebenen Reste können unabhängig von der jeweilig angegebenen Kombination, beliebig auch durch Restedefinitionen anderer Kombinationen ersetzt werden. Außerdem können auch Restedefinitionen aus jedem Vorzugsbereich ent- fallen.

Die in der Definition von Rt und R2 genannten gegebenenfalls substituierten Aryl- reste stehen insbesondere für jeweils gegebenenfalls substituierte Phenyl-und Naphthylreste.

Die Reaktionstemperaturen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem größeren Temperaturbereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man zwischen -30°C und +150°C, vorzugsweise zwischen-10°C und +70°C.

Als gegebenenfalls für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver- wendbare Verdünnungsmittel kommen alle organischen Lösungsmittel infrage.

Hierzu gehören vorzugsweise Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylol oder Hexan, chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Chlorbenzol, Methylenchlorid oder Chloroform, Ketone wie Aceton, Ether wie Tetrahydrofuran, Diethylether, Methyl-tert.-butylether und Dioxan, Nitrile wie Acetonitril, sowie DMSO, Nitromethan, DMF und NMP.

Ganz besonders bevorzugt setzt man dipolar aprotische Lösungsmittel wie Aceto- nitril, Nitromethan, Aceton, DMSO, DMF oder NMP ein.

Die genannten Lösungsmittel können einzeln oder im beliebigen Gemisch unterein- ander eingesetzt werden.

Als für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Metallnitrite seien Alkali-und Erdalkalinitrite genannt. Bevorzugt setzt man Alkalinitrite wie Kalium-und Natriumnitrit ein, wobei sowohl das reine Nitrit, als auch wässrige Lösungen hiervon verwendet werden können. Die genannten Nitrite können einzeln oder im beliebigen Gemisch untereinander eingesetzt werden.

Als Katalysatoren kommen allgemein solche Verbindungen infrage, die die Reakti- vität der Abgangsgruppen X und Y verbessern. Vorzugsweise verwendet man hierzu Alkalimetallbromide oder-iodide oder Gemische hiervon.

Das Molverhältnis von Nitrit zum Edukt der allgemeinen Formel (II) kann in einem breiten Rahmen variiert werden Im allgemeinen ist das Verhältnis von Nitrit zu Edukt der Formel (II) 2 : 1 bis 1 : 5, bevorzugt ist das Verhältnis 2 : 1 bis 1 : 1.

Bei der Durchführung der Reaktion kann man das Nitrit gegebenenfalls in den oben genannten Verdünnungsmitteln vorlegen und das Edukt der allgemeinen Formel (II) zudosieren, es ist aber auch möglich das Nitrit zu einer Lösung des Eduktes der For- mel (II) zu dosieren. Eine gleichzeitige Dosierung des Eduktes der Formel (II) und des Nitrites, bzw. eine Lösung hiervon ist ebenfalls möglich.

Beispiel 1 Herstellung von 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazol 27,6 g (0,4 mol) Natriumnitrit werden in 80 ml DMF vorgelegt und bei Raumtempe- ratur tropfenweise mit 44 g (0,28 mol) 1-Brom-3-chlor-propan versetzt. Man rührt 18 h bei Raumtemperatur nach. Nach Zugabe von 150 ml Wasser trennt man die orga- nische Phase ab und extrahiert die wässrige Phase noch dreimal mit je 80 ml Ethyl- acetat. Die organische Phase und die Extrakte werden vereinigt, einmal mit gesättig- ter Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. DMF Reste werden bei einer Sumpftemperatur von 51°C und einem Druck von 11 mbar abdestilliert.

Man erhält 15,6 g 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazol als leicht gelbe Flüssigkeit (Reinheit 96 %/GC).

Beispiel 2 Herstellung von 3-Nitro-4,5-dihydroisoxazol 4,05 g Natriumnitrit und 0,49 g Kaliumiodid werden in 25 ml DMF vorgelegt, mit 4,97 g 1,3-Dichlorpropan versetzt und 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Man gibt auf Wasser, trennt die organische Phase ab, extrahiert die wässrige Phase noch dreimal mit je 20 ml Ethylacetat, wäscht die vereinigten organischen Phasen mit gesättigter Natriumchloridlösung und trocknet über Natriumsulfat. Nach Verdampfen des Ethylacetats und überschüssigen Dichlorpropans erhält man 2,6 g 3-Nitro-4,5- dihydroisoxazol als rötliches Öl.