AT310724B - Verfahren zur Herstellung von C-Phenylglycinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von C-PhenylglycinenInfo
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Description
<Desc/Clms Page number 1> Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von C-Phenylglycinen. Aromatische et-Aminosäuren bereitet man gewöhnlich beispielsweise nach der Strecker-Methode, beider ein bestimmter Aldehyd in eine α-Aminosäure umgewandelt werden kann, die ein Kohlenstoffatom mehr als die Ausgangsverbindung enthält. Viele Modifikationen des Strecker-Verfahrens wurden zum Zwecke einer Ausbeuteverbesserung und mit Rücksicht auf die praktischen Schwierigkeiten bei der Handhabung des stark giftigen Blausäuregases eingeführt (s. J. P. Greenstein und M. Winitz, Chemistry of Amino Acids, Band 1, S. 697, John Wiley & Sons, Inc., New York [1961]). Dessen ungeachtet ist das Verfahren oftmals nachteilig, da die Ausgangsaldehyde schwer zugänglich sind. EMI1.1 Phthalimid oder Hexamethylentetramin und anschliessende Hydrolyse. Diese Methode ist jedoch nicht geeignet, wenn die a-Halogenverbindung schwierig herzustellen ist. Gemäss der Erfindung wurde eine bequeme Methode für die Synthese von C-Phenylglycinen gefunden, bei der leicht erhältliche Phenole, Phenoläther und andere substituierte Benzolverbindungen als Ausgangsmaterial verwendet werden. Es ist bereits bekannt, dass Polyphenole mit Alkylnitrilen reagieren können und Ketimine ergeben, die direkt zu Ketonen hydrolysiert werden können. Diese Reaktion, die Hoesch-Ketonsynthese, verläuft gut mit vielen Polyphenolen, ist aber nicht anwendbar auf Phenol selbst (Organic Reactions, Band V, Kapitel 9 und L. F. Fieser & M. Fieser, Advanced Organic Chemistry, 2. Auflage, S. 830 bis 831). Verschiedene Typen von Nitrilen wurden in dieser Ketonsynthese verwendet, und bei einer Untersuchung wurde Resorcin mitÄthylcyanoformiat unter Bildung von 2, 4-Dihydroxyphenylglyoxylsäure kondensiert (I. M. Hunsberger und E, D. Amstutz, J. Am. Chem. Soc., 70 [1948] S. 671). Es war überraschend, dass gemäss der Erfindung weniger reaktive aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Anisol und Mesitylen, mit Cyanoformiaten kondensiert werden können und dass ausserdem die insta- EMI1.2 werden können, ohne dass sich die entsprechenden Phenylglyoxylsäurederivate bilden. Die nach der Erfindung hergestellten < x-Aminosäuren sind wichtige Zwischenprodukte bei der Herstellung von pharmazeutischen Präparaten, wie beispielsweise von Penicillinen und Cephalosporinen. Die Erfindung betrifft sohin ein Verfahren zur Herstellung von C-Phenylglycinen der allgemeinen Formel EMI1.3 worin Rl, R2, R3 und R4 in den Positionen 2, 3, 4, 5 oder 6 im Benzolring gleich oder verschieden sind und Was- EMI1.4 Alkylgruppe oder Alkoxygruppe ist, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Benzolverbindung der allgemeinen Formel EMI1.5 EMI1.6 R,NC - COOR5, (III) worin R5 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe ist, in Gegenwart von Chlorwasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit Aluminiumchlorid, Eisenchlorid oder Zinkchlorid, als Katalysator umsetzt, im dabei erhaltenen Imin der allgemeinen Formel <Desc/Clms Page number 2> EMI2.1 EMI2.2 EMI2.3 EMI2.4 EMI2.5 Gewöhnlich werden etwa äquimolare Mengen der Reaktionspartner (II) und (III) in einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise in trockenem Äther, in Anwesenheit eines Katalysators, wie Zinkchlorid, Eisen-III- chlorid, Aluminiumchlorid oder Chlorwasserstoff, umgesetzt. Die Hydrierung der Verbindung (IV) zu der Verbindung (V) kann bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck unter Verwendung von Metallkatalysatoren, wie Palladium oder Raneynickel, erfolgen. Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert. Beispiel 1 : a) Herstellung von Oxamethan (Äthyloxamat) : EMI2.6 EMI2.7 filtriert, mehrmals mit Benzol gewaschen und getrocknet und ergab 136 g Oxamethan. Das Filtrat wurde danach weitere 90 min mit Ammoniak behandelt und ergab 12 g des Produktes (zusammen 148 g entsprechend 92, 50/0) <Desc/Clms Page number 3> mit einem Schmelzpunkt von 110 bis 112 C. Das NMR-Spektrum (in DMSO-d) zeigte ein Triplett mit dem Zentrum bei 6 = 1, 25 Tpm, ein Quartett mit Zentrum bei 6 = 4, 16 Tpm und eine breite Spitze um s = 8 Tpm mit Flächenverhältnissen von 3 : 2 : 1, 5. b) Herstellung von Äthylcyanoformiat : EMI3.1 73 g (0,62 Mol) Oxamethan wurden innig mit 90 g Phosphorpentoxyd in einem 11-Dreihalskolben vermischt. Durch den Haupthals wurde ein Rührer aus rostfreiem Stahl eingeführt und mit einem starken Motor verbunden. Ein anderer Hals wurde mit einem kurzen Destillationssystem verbunden. Unter konstantem wirksamem Rühren wurde das Gemisch auf 150 bis 1800C erhitzt, und nach etwa 10 min begann das Rohprodukt überzudestillieren. Das Rohprodukt wurde über MgSO4 getrocknet, abfiltriert und durch eine 50 cm lange Kolonne EMI3.2 EMI3.3 EMI3.4 entsprechend 78%)verfahren : zu 5,5 g (50 mMol) trockenem Resorcin, gelöst in 70 ml mit Natrium getrocknetem Äther, wurden 5, 4 g (54 mMol) Äthylcyanoformiat zugesetzt. Ein schneller Strom von gasförmigem trockenem Chlorwasserstoff wurde durch das Gemisch 2 h unter gelegentlichem Kühlen durchgeleitet. Die klare Lösung wurde gelb, und danach begann das Immoniumsalz auszufallen. Ein starker Strom von trockenem Heliumgas wurde 30 min durch das Gemisch geleitet, und das Immoniumsalz wurde abfiltriert, einige Male mit trockenem Äther gewaschen und getrocknet und ergab 11 g eines blassroten Feststoffes (90go), Das Immoniumsalz konnte wenigstens 8 Wochen in einem Exsikkator aufbewahrt werden, ohne sich zu verändern. 4 g des Immoniumsalzes wurden in 50 ml absolutem Äthanol aufgelöst und über l oigem Pd/C (300 mg) 14 h bei 3,9 bis 4,2 kg/cm2 Wasserstoffdruck hydriert. Der Katalysator wurde abfiltriert, und der Alkohol wurde verdampft, wobei die angegebene Verbindung in quantitativer Ausbeute erhalten wurde. Das NMR-Spektrum (in DMSO-d6) zeigte ein Triplett mit dem Zentrum bei 6 = 1, 13 Tpm (entsprechend einer Methylgruppe), ein Quartett mit dem Zentrum bei 6 = 4,14 Tpm (entsprechend einer Methylengruppe), ein Singlett bei 6= 5, 0 Tpm (infolge eines Methinwasserstoffes), ein Quartett mit dem Zentrum bei S = 6, 25 Tpm (auf Grund eines 5-Wasser- stoffes am aromatischen Kern, mit J = 9 c/s und J #2,5 c/s, ein Dublett mit dem Zentrum bei ortho meta ö = 6, 50 Tpm (infolge eines 3-Wasserstoffes am aromatischen Ring), einDublett bei 6 = 7,08 Tpm (infolge eines 6-Wasserstoffes) und eine breite Spitze um ö = 9 Tpm (auf Grund der Ammoniumwasserstoffe und Hydroxylwasserstoffe) mit Flächenverhältnissen von 3 : 2 : l : 2 : 1 : 4, 8. Das Produkt wurde aus einem Gemisch von Äthylacetat und Äthanol umkristallisiert. EMI3.5 <tb> <tb> Analyse <SEP> für <SEP> C <SEP> HCINO <SEP> : <SEP> <tb> Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 48, <SEP> 49 <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 70 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 65 <SEP> 025, <SEP> 84 <tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 47, <SEP> 50 <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 46 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 78 <SEP> 025, <SEP> 40. <SEP> <tb> Diese Verbindung besass keinen deutlichen Schmelzpunkt, da sie bei etwa 1700C dunkel zu werden beginnt, <Desc/Clms Page number 4> aber ihre kristalline Form behält. Die Zersetzung verläuft schnell bei etwa 210 bis 2200C. EMI4.1 (1 bis 2 g Raney-Nickel (LS 532 Liljeholmens Stearinfabriks AB, Stockholm, Schweden) wurden einige Male mit absolutem Äthanol gewaschen, worauf der Alkohol dekantiert wurde. Sodann wurden 2, 5 g des Immoniumsalzes, gelöst in 100 ml absolutem Äthanol, zugesetzt, und das Gemisch wurde bei 3, 5 kg/cm 2 Wasserstoffdruck 15 h hydriert. Der Katalysator wurde entfernt und mit Alkohol gewaschen. Nach Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum erhielt man in quantitativer Ausbeute den Aminosäureester, der in jeder Hinsicht mit der Verbindung identisch war, die durch Hydrierung über Palladiumkohle erhalten worden war. d) 1, 56 g Äthyl-α-amino-2,4-dihydroxyphenylacetat-hydrochlorid wurden 3 h lang mit 250mg Aktivkohle, die in 20 ml 2n-Salzsäure suspendiert war, unter Rückfluss gehalten. Die Mischung wurde filtriert, das Prä- EMI4.2 EMI4.3 <tb> <tb> X <SEP> 8Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 43, <SEP> 75 <SEP> H4. <SEP> 59 <SEP> Cl <SEP> 16, <SEP> 20 <SEP> N6, <SEP> 38 <tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 43, <SEP> 71 <SEP> H <SEP> 4, <SEP> 58 <SEP> Cl <SEP> 16, <SEP> 19 <SEP> N <SEP> 6, <SEP> 32. <tb> Beispiel 2 : EMI4.4 therme Reaktion nachliess, wurde trockener gasförmiger Chlorwasserstoff durch das Gemisch geleitet, während es auf 400C erhitzt wurde. Nach 4 1/2 h wurde das braune Gemisch mit 150 ml absolutem Äthanol (unter Kühlen) gelöst und über l eigen Pd/C während 15 h bei 4, 2 kg/cm z Wasserstoffdruck hydriert zo der berechneten Wasserstoffmenge wurden während der ersten 45 min aufgenommen). Der Katalysator wurde abfiltriert, und die Lösungsmittel wurden verdampft. Verdünnte HCI wurde zu dem resultierenden Gummi zugesetzt. Die wässerige saure Phase wurde mehrmals mit über MgSO getrocknetem Benzol extrahiert und eingedampft und ergab 1, 8 g halbfestes Produkt. Äther wurde zugesetzt, wobei 950 mg des Produktes ausgefällt wurden. Die wässerige saure Phase wurde zur Trockne eingedampft und mehrmals mit heissem Chloroform extrahiert. Die kombinierten Chloroformextrakte wurden eingedampft und ergaben 4, 4 g der gewünschten Verbindung (zusammen 5,35 g entsprechend 830). Das NMR-Spektrum (in DMSO-d 6) zeigte ein Triplett mit dem Zentrum bei 6 = 1, 16 Tpm (auf Grund eines Methylprotons in der Esterfunktion), zwei Singletts bei 6 = 2,24 Tpm und bei 6 = 2,34 Tpm (auf Grund der drei Methylgruppen am Kern), ein Quartett mit dem Zentrum bei 6 = 4, 16 Tpm (auf Grund eines Methylenprotons), ein Singlett bei6=5, 41Tpm (infolge des Methinwasserstoffes) und ein Singlett bei 6 = 6, 95 Tpm (infolge der 3-und 5-Wasserstoffe am aromatischen Kern) mit Flächenverhältnissen von 3 : 9 : 2 : 1 : 1. Das Produkt besass aus Aceton umkristallisiert einen Sublimationspunkt bei 221 bis 222 C. Analyse für C13 He CINO (Molekulargewicht 257, 768) : EMI4.5 <tb> <tb> Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 60,57 <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 82 <SEP> C113, <SEP> 75 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 43 <SEP> 0 <SEP> 12, <SEP> 41 <SEP> <tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 60, <SEP> 80 <SEP> H <SEP> 7,98 <SEP> C114, <SEP> 10 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 75 <SEP> 012, <SEP> 30. <SEP> <tb> b) Hydrolyse : 1 g Äthyl-α-amino-2,4,6-trimethylphenylacetat-hydrochlorid wurde in 15 ml 12n-Salzsäure gelöst und während 3 h unter Rückfluss gehalten. Die ausgefällte feste Phase wurde wegfiltriert und das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft, was 0,89 g (100%) des etwas hygroskopischen a-Amino-2, 4, 6-trimethylphenylessigsäure- hydrochlorids ergab ; Fp. > 2800C nach Rekristallisation aus Chloroform-Methanol (5 : 1). Analyse für Cil H16 ClNO2(Molekulargewicht 229,7) EMI4.6 <tb> <tb> Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57,52 <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 02 <SEP> Cl <SEP> 15, <SEP> 49 <SEP> N <SEP> 6, <SEP> 09 <tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57, <SEP> 62 <SEP> H <SEP> 7,03 <SEP> Cl <SEP> 15,60 <SEP> N <SEP> 6,06. <tb> Beispiel 3 : a) Herstellung von Äthyl-α-amino-p-methoxypeenylacetat-hydrochlorid: <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 EMI5.2 (50 mMol) über Natrium getrocknetes Anisol wurden zu dem Gemisch zugegeben. In wenigen Minuten wurde das Gemisch tiefgrün. Sodann wurden 5 g (50 mMol) Äthylcyanoformiat zugesetzt, und trockenes HCl-Gas wur- de durchgeperlt. Nach wenigen Minuten wurde das Gemisch braunrot. Das Reaktionsgemisch wurde 8 h auf 50 bis 55 C erhitzt, während ein langsamer Strom von trockenem HC1 durchgeleitet wurde. Nach dem Kühlen und nach der Zugabe von 80 bis 100 ml absolutem Äthanol wurde das homogene Reaktionsgemisch in eine Hydrierflasche überführt und 12 h über 400 ml 10%obigem Pd/C bei 4 at Wasserstoffdruck hydriert. Der Katalysator wurde nun abfiltriert und der Alkohol vollständig verdampft. Verdünnte Salzsäure wurde zugesetzt, und das Gemisch wurde einige Minuten auf dem Dampfbad erhitzt und dann mit Äther und Benzol extrahiert. Nach dem Trocknen und Eindampfen erhielt man I, 5 g Öl, aus dem durch Behandlung mit trockenem Äther 150 mg der erwünschten Verbindung ausgefällt wurden. Die wässerige saure Phase wurde zur Trockne eingedampft. Es ist sehr wichtig, das Gemisch vollständig zu trocknen. Sobald das meiste Wasser verdampft war, wurden restliche Wasserspuren durch eine oder mehrere Zugaben von absolutem Äthanol und anschliessendes Verdampfen entfernt. Wenn das Gemisch nicht absolut trocken ist, ist die Extraktion mit Chloroform äusserst schwierig. Das resultierende weissgelbe feste Produkt wurde mit siedendem Chloroform 1 h extrahiert. und der Chloroformextrakt wurde zur Trockne eingedampft und ergab 9, 1 g eines festen Produktes (zusammen 9, 25 gentsprechend 750/0). Das NMR-Spektrum (in DMSO-d.) zeigte ein Triplett mit dem Zentrum bei 5 = 1, 15 Tpm auf Grund einer Methylgruppe (relative Fläche 3), ein scharfes Singlett bei 6 = 3, 74 Tpm auf Grund der Methoxygruppe (relative Fläche 3), ein Quartett mit dem Zentrum bei ö = 4, 17 Tpm wegen einer Methylengruppe am Ester (relative Fläche 2), ein Singlett bei ö = 5,08 Tpm auf Grund eines Methinwasserstoffes (relative Fläche 1) und zwei EMI5.3 am aromatischen Ring (relative Fläche 4) sowie eine breite Absorptionsbande um 6 = 8,65 Tpm auf Grund von Ammoniumwasserstoffen. Das resultierende Produkt zeigte nach Umkristallisieren aus einem Gemisch von Äthylacetat und Äthanol einen Fp. = 159 bis 160 C. Analyse für C H CINOg (Molekulargewicht 245, 714) : EMI5.4 <tb> <tb> Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 53, <SEP> 77 <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 56 <SEP> C114, <SEP> 43 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 70 <SEP> 019, <SEP> 53 <SEP> <tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 53, <SEP> 40 <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 73 <SEP> C114, <SEP> 30 <SEP> N5, <SEP> 70 <SEP> 019, <SEP> 30. <SEP> <tb> b) Herstellung von a-Amino-p-hydroxyphenylessigsäure : EMI5.5 <Desc/Clms Page number 6> 860 mg Äthyl-α-amino-p-methoxyphenylacetat-hydrochlorid wurden in 25 ml 48 oiger Bromwasserstoffsäu- re gelöst, und das Gemisch wurde 4 1/2 h unter einer Stickstoffatmosphäre unter leichtem Rückfluss erhitzt. Nach dem Kühlen wurde die Bromwasserstoffsäure verdampft, und der zurückbleibende Feststoff wurde mit Chloroform behandelt, worauf der hell gefärbte Feststoff abfiltriert und getrocknet wurde und 850 mg (98%) des Hydrobromids des Produktes ergab, welches bei 217 bis 2180C (unter Zersetzung) schmolz. Das NMR-Spektrum des Hydrobromids (in DMSO-d) zeigte ein Singlett bei 6 = 4,96 Tpm (auf Grund des Methinwasserstoffatoms), zwei EMI6.1 7,chenverhältnissen von 1 : 2 : 2. Die Ammoniumwasserstoffe und die Hydroxylwasserstoffe ergaben eine breite Spitze um 6 = 8,50 Tpm. 700 mg des Hydrobromids wurden in 15 ml Wasser aufgelöst und mit verdünnter NaOH-Lösung neutralisiert. Bei pH 7 fiel ein weisser Feststoff aus, der abfiltriert und getrocknet wurde und 330 mg der oben identifizierten Verbindung ergab, Fp. = 215 bis 2160C. Nach einer Kristallisation aus Äthanol-Wasser besass die Verbindung einen Fp. 219 bis 220 C. Beispiel 4 : EMI6.2 EMI6.3 EMI6.4 wurde trockener gasförmiger Chlorwasserstoff durch das Gemisch geleitet, und 4, 5 g (0,045 Mol) Äthylcyanoformiat in 20 ml trockenem Chlorbenzol wurden tropfenweise innerhalb von 5 h bei 60 bis 650C unter einem langsamen Strom von trockenem Chlorwasserstoff zugesetzt. Nach Rühren während einer weiteren Stunde unter diesen Bedingungen wurde das Reaktionsgemisch in 100 ml absolutem Äthanol aufgelöst und bei 4 at Wasserstoffdruck in Gegenwart von l Öliger Palladiumkohle (200 mg) 15 h hydriert. Der Katalysator wurde abfiltriert, und die Lösungsmittel wurden im Vakuum verdampft. Der Rückstand wurde in verdünnter Chlorwasserstoffsäure aufgelöst und mehrmals mit Äther extrahiert. Die wässerige Phase wurde zur Trockne eingedampft und dann mehrmals mit heissem Chloroform extrahiert und sodann eingedampft, wobei man 3,6 g Äthyl-et-amino- 3,5-dimethyl-4-methoxyphenylacetat-hydrochlorid erhielt. Der verbleibende Feststoff wurde kontinuierlich mit EMI6.5 <Desc/Clms Page number 7> Analyse für C13 H CINOg (Molekulargewicht 273, 768) : EMI7.1 <tb> <tb> Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57, <SEP> 03 <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 36 <SEP> C112, <SEP> 95 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 12 <SEP> 017, <SEP> 53 <tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 56,90 <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 36 <SEP> C113, <SEP> 00 <SEP> N <SEP> 5, <SEP> 05 <SEP> 017, <SEP> 90 <tb> b) Herstellung von 2- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-glycinhydrobromid EMI7.2 240 mg Äthyl-α-amino-3,5-dimethyl-4-methoxyphenylacetat-hydrochlorid wurden in 10 ml 48%igem HBr gelöst und 3 bis 3 1/2 h unter Stickstoff und unter Rückfluss erhitzt, Der Bromwasserstoff wurde verdampft, und der Rückstand wurde mit Chloroform behandelt. Der resultierende Feststoff wurde abfiltriert und durch Waschen mit Äther weiter gereinigt und sodann getrocknet und ergab 230 mg 2- (3, 5-Dimethyl-4-hydroxyphenyl)-glycin- hydrobromid, Fp. 201 bis 204 C. Das NMR-Spektrum (in DMSO-d6)zeigte ein Singlett bei #3,5(CH3)=2,20 Tpm, EMI7.3 a. -CHPATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von C-Phenylglycinen der allgemeinen Formel EMI7.4 worin Rl, R2, R3 und R4 in den Positionen 2, 3, 4, 5 oder 6 des Benzolringes liegen, gleich oder verschieden EMI7.5 EMI7.6 **WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
Claims (1)
- EMI7.7 <Desc/Clms Page number 8> worin R5 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe ist, in Gegenwart von Chlorwasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit Aluminiumchlorid, Eisenchlorid oder Zinkchlorid, als Katalysator umsetzt, im dabei erhaltenen Imin der allgemeinen Formel EMI8.1 EMI8.2 EMI8.3 worin R1, R2, R3, R4 und R5 die obige Bedeutung haben, hydrolysiert.2. Verfahren nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die katalytische Hydrierung des Imins in Äthanol ausführt.3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t, dass man als Ausgangs verbindung Anisol einsetzt und im erhaltenen Aminsäureester der allgemeinen Formel EMI8.4 worin R5 die im Anspruch 1 gegebene Bedeutung hat, die Äther- und Esterbindung durch Hydrolyse spaltet.
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