AT215419B - Verfahren zur Herstellung von (5-Nitrofuryl)-methyl-keton - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   (5-Nitrofuryl) -methyl-keton   (5-Nitrofuryl)-methyl-keton ist ein Furan-Derivat, das bereits in sehr geringer Konzentration das Wachstum von Schimmelpilzen verhindert (vgl. japan. Pat. Nr. 7799). Ferner dient diese Verbindung als Zwischenprodukt bei der Herstellung chemotherapeutisch wertvoller Nitrofuran-Derivate. 



   Die beste Methode zur Nitrierung von Furan-Verbindungen war bislang das in der USA-Patentschrift Nr. 2, 490, 006 beschriebene Verfahren (vgl. auch österr. Patentschrift Nr. 188710). Hienach werden die Furan-Derivate mit konz. Salpetersäure und Essigsäureanhydrid behandelt, wobei zunächst ein Zwischenprodukt gebildet wird. Dieses Zwischenprodukt wird dann in die Nitrofuran-Verbindung überführt, indem man das nach der Nitrierung erhaltene Reaktionsgemisch mit der wässerigen Lösung einer Base versetzt, die, in Gegenwart von Essigsäure, ein Puffer-System bildet.

   Versucht man, Furyl-methyl-keton nach diesem bekannten Verfahren zu nitrieren, so erhält man die gewünschte 5-Nitro-Verbindung in einer Ausbeute von nur zirka   18%   der Theorie. 
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 keton mit   Salpetersäure/Essigsäureanhydrid   in bis zu 60% iger Ausbeute erhalten kann, wenn man das bei der Nitrierung entstandene Zwischenprodukt unter wasserfreien Bedingungen mit dem Salz einer starken Base und schwachen Säure behandelt. Hiebei wird das   Nitrierungs-Zwischenprodukt-ebenso   wie bei dem Verfahren gemäss der USA-Patentschrift Nr.   2, 490, 006 - nicht isoliert ;   d. h. man versetzt einfach das nach der Nitrierung erhaltene Reaktionsgemisch mit dem zur Umwandlung des Zwischenproduktes benötigten Salz. 



   Die Nitrierung des Furyl-methyl-ketons wird vorzugsweise mit einem Gemisch aus konz. Salpeter-   säure+Essigsäureanhydrid   bewirkt, welches katalytische Mengen einer starken Säure (z. B. Schwefelsäure)   enthält ;   hiebei wird das Keton in einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. Essigsäureanhydrid) gelöst zur Reaktion gebracht. Das nach der Nitrierung erhaltene Reaktionsgemisch wird dann mit dem Salz einer starken Base und schwachen Säure, wie z. B. Natrium- oder Kaliumacetat, behandelt. Nun kann das (5-Nitrofuryl)-methyl-keton ausgefällt werden, indem man das Reaktionsgemisch auf Eis giesst. Weitere Mengen des Ketons lassen sich durch Extraktion des wässerigen Filtrats mit einem organischen Solvens (z. B. Chloroform) gewinnen.

   Man kann das in diesem Filtrat enthaltene Keton aber auch in Form eines leichtisolierbaren Derivates erhalten, wenn man ein Carbonyl-Reagens (z. B. Semicarbazid) zugibt. 



   In den folgenden Beispielen ist das erfindungsgemässe Verfahren näher beschrieben. 



   Beispiel   l :   a) 41, 8 cm3 (0, 66 Mol) konz. Salpetersäure (70%ig) und 10 Tropfen konz. Schwefelsäure werden unter Rühren und Kühlen innerhalb von 12 min bei   20-25   C   in 185 cm3 (1, 8 Mol) Essigsäureanhydrid eingetragen. 



   Dieses Nitriergemisch wird unter Rühren und Kühlen innerhalb von 13 min bei   15-18   C   mit einer Lösung von 33 g (0, 3 Mol) Furyl-methyl-keton in 25 cm3 Essigsäureanhydrid versetzt ; man rührt noch 10 min bei dieser Temperatur nach. b) Zu dem erhaltenen Gemisch gibt man unter Rühren und Kühlen 87 g (0, 9 Mol) wasserfreies Kaliumacetat, u. zw. in solchen Portionen, dass die Temperatur unter 35   C bleibt (hiezu werden etwa 10 min benötigt). Man rührt noch 20 min bei 30   C nach und erhitzt dann 12 min im Wasserbad auf   60-65   C.   



  Das Reaktionsgemisch wird dann auf 30   C abgekühlt und unter Rühren in 500 cm3 Eiswasser geleert. 



  Es bildet sich ein kristalliner Niederschlag, der nach   stündigem   Rühren abgesaugt, mit Wasser von 40   C gewaschen und an der Luft getrocknet wird. Man erhält auf diese Weise 9, 9 g (5-Nitrofuryl)-methyl-keton vom F.   70-78 C.   c) Behandelt man das Filtrat und Waschwasser mit Semicarbazid-hydrochlorid, so erhält man einen voluminösen Niederschlag, welcher abfiltriert und bei 110  C getrocknet wird ; F.   245-255  C   (Zers. ), Ausbeute 9, 3 g. Das hiebei erhaltene Filtrat liefert bei nochmaliger Zugabe von Semicarbazid-hydrochlorid eine weitere Fällung, welche, nach Waschen und Trocknen, bei 248   C (Zers. ) schmilzt ; Ausbeute 18, 0 g. Der Schmelzpunkt des reinen (5-Nitrofuryl)-methyl-keton-semicarbazons liegt bei 248   C (Zers. ).

   Löst man den ersten Niederschlag (9, 3 g) in 200   cm3 heissem Dimethylformamid,   behandelt mit 

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 Tierkohle, filtriert heiss ab und verdünnt mit 3 Vol.-Teilen Wasser, so erhält man das reine Semicarbazon vom F.   2480 C (Zers.) ;   Ausbeute nach dem Trocknen 6, 3 g. 



   Die Gesamtausbeute an   (5-Nitrofuryl)-methyl-keton-semicarbazon   beträgt also 24, 3 g ; dies entspricht 17, 75 g des freien Ketons. 



   Die Gesamtausbeute an   (5-Nitrofuryl)-methyl-keton   beträgt demnach 27, 65 g =   59, 5%   der Theorie. 



   Beispiel 2 : a) 135 cm3 Essigsäureanhydrid werden innerhalb 15 min bei   15-25  C   mit 45 cm3 70%-Salpetersäure und 10 Tropfen Schwefelsäure versetzt. Zu diesem Nitriergemisch gibt man innerhalb 10 min bei   15-20  C   eine Lösung von 33 g   Furyl-methyl-keton   in 50 cm3 Essigsäureanhydrid. b) Die Mischung wird 12 min bei   15-20   C   gerührt und dann unter Kühlung mit 87 g wasserfreiem Kaliumacetat versetzt, wobei die Temperatur 35   C nicht übersteigen soll. Man rührt noch 1 Stunde 
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 Wasser gegossen und 1 Stunde gerührt. Der kristalline Niederschlag wird abfiltriert und mit Wasser gut ausgewaschen.

   Nach Umkristallisation aus 100 cm3 Isopropanol und 36stündiger Lufttrocknung schmilzt das erhaltene (5-Nitrofuryl)-methyl-keton bei   78-79  C ;   Ausbeute 10, 2 g. c) Das wässerige Filtrat wird dreimal mit je 125 cm3 Chloroform extrahiert. Man dampft die vereinigten Extrakte auf dem Dampfbad im Wasserstrahl-Vakuum ein und kristallisiert den Rückstand aus Isopropanol um (Verwendung der Mutterlauge aus der Kristallisation der ersten Charge). Auf diese Weise erhält man 9, 3 g des (5-Nitrofuryl)-methyl-ketons vom F.   77-78  C.   



   Nun wird das nach b) erhaltene wässerige Filtrat nochmals mit 300 cm3 Chloroform extrahiert. Der Extrakt wird mit dem bei der Umkristallisation erhaltenen Filtrat (Isopropanol-Mutterlauge) vereinigt und auf dem Dampfbad im Wasserstrahl-Vakuum eingedampft. Durch Zugabe von 50 cm3 frischen Isopropanols kann der Rückstand zur Kristallisation gebracht werden. Man filtriert ab und behandelt die Kristalle mit Äther. Nach Abdampfen des Äthers erhält man eine dritte Charge (1, 4 g) des Ketons vom F.   70-74  C.   



   Die Gesamtausbeute an (5-Nitrofuryl)-methyl-keton beträgt also 20, 9 g =   45%   der Theorie. 



   In analoger Weise lässt sich (5-Nitrofuryl)-methyl-keton herstellen, wenn man bei den in Beispiel 1 oder 2 aufgezeigten Verfahrensvarianten Natriumacetat an Stelle des Kaliumacetats verwendet. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von (5-Nitrofuryl)-methyl-keton durch Nitrierung von   Furyl-methyl-   keton mit Salpetersäure und Essigsäureanhydrid, wobei zunächst ein Zwischenprodukt gebildet wird welches dann mittels einer Base in die gewünschte 5-Nitrofuran-Verbindung umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umwandlung des Zwischenproduktes unter wasserfreien Bedingungen durch Behandlung des nach der Nitrierung erhaltenen Reaktionsgemisches mit dem Salz einer starken Base und schwachen Säure bewirkt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Salz einer starken Base und schwachen Säure ein Alkali-acetat verwendet.