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"Perfectionnements apportés ou relatifs à la synthèse d'aldéhy- des propioniques substituées en position bêta".
La présente invention est relative aux aldéhydes propio- niques substituées en position bêta et à la synthèse de ces com- posés.
Plus particulièrement, elle se rapporte aux aldéhydes bêta-imidopropioniques, et spécialement à l'aldéhyde bêta-phtali-
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midopropionique et à l'aldéhyde bgta-succinimidopropionique.
En conséquence, la présente invention a pour obje de fournir de nouveaux composés d'aldéhyde bta-imidopropionique et de fournir un procédé pour leur synthèse.
La présente invention fournit un procédé de production d'aldéhydes de la formule:
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dans laquelle R peut être de l'hydrogène ou un alcoyle inférieur, R1 peut être de l'hydrogène ou un alcoyle inférieur, et =N est un azote d'un groupe imido, qui comprend l'addition d'acroléine, ou d'acroléine à substitution alcoylique à un imide.
Selon l'invention, on a découvert qu'il est possible de préparer ces composés synthétiquement par l'addition en posi- tion 1,4 de composés imidiques, tels que le succinimide et le phtalimide à l'acroléine et à des acroléines substituées. La réaction peut être illustrée par l'équation suivante, qui démon- tre la réaction entre le phtalimide et l'acroléine:
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On peut réaliser cette réaction dans un solvant convena- ble tel que l'éthanol, en employant une quantité catalytique d'un catalyseur alcalin tel que l'éthoxyde de sodium. La réaction s'effectue sans à-coup à la température du laboratoire. Lorsque la réaction est achevée, on acidifie le mélange réactionnel et on le concentre dans le vide, après quoi on le traite par le benzène pour qu'il cède le composé . aldéhydique sous la forme d'un soli- de pâteux.
Cette matière peut ensuite être transformée en la phé-
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nylhydrazone et la 2,4-dimitrophénylhydrazone à des fihs d'identi fication. D'autres solvants, teld que le benzène, peuvent aussi être employés dans la réaction. De même, on peut employer d'autres catalyseurs basiques, tels que des amines tertiaires,etc. Bien que la température de réaction soit indiquée comme étant à peu près celle du laboratoire, il est possible aussi d'employer des
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températures un peu plus élevées. La réaction est applicable à l'acroléine et aux acroléines substituées telles que la méthacro léine (alpha-méthylacroléine) et l'aldéhyde crotonique. La mé- thacroléine est un peu plus active que l'aldéhyde crotonique et la réaction se déroule plus rapidement.
Les exemples suivants serviront à illustrer l'invention: EXEMPLEl
Préparation d'aldéhyde bêta-phtalimidopropionique .
A une solution alcoolique contenant 110 ml d'éthanol ab- solu et 0,15 g de sodium, on a ajouté 44,1 g de phtalimide. Le mé- lange réactionnel résultant a été agité à environ 25 C. La majeu- re partie du phtalimide est restée en suspension dans le mélange réactionnel.
Vingt-cinq ml d'acroléine dans 15 ml d'éthanol absolu ont été ajoutés goutte à goutte en l'espace de 20 minutes. Lorsque toute l'acroléine avait été ajoutée, la température de réaction était montée à 51 C. Le mélange réactionnel a été agité encore pendant 20 minutes ; bout de ce temps, la température était descendue à 35 C et une solution réactionnelle presque limpide était obtenue. Après avoir laissé reposer pendant la nuit, on a neutralisé le mélange réactionnel en ajoutant la quantité requise d'acide acétique glacial, et après filtration le mélange réac- tionnel a été concentré dans le vide en un sirop visqueux. Cent ml de benzène ont été ajoutés et le benzène a été éliminé par concentration dans le vide. Il en est résulté un solide pâteux et visqueux.
La matière solide brute résultante a été mélangée avec 100 ml de benzène et après qu'on eut laissé reposeril s'est formé un précipité. Le produit précipité a été recueilli par fil- tration et séché. Il fondait à 108-115 C.
Le composé aldéhydique brut ainsi obtenu a été traité par de la phénylhydrazine, de l'acide acétique et de l'éthanol de la manière habituelle, et la phénylhydrazone cristalline ain- si obtenue fondait à 117-119 C. Après purification par cristal-
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lisation dans l'éthanol, le point de fusion étant monté à 121,5- 122,5 C. Anal. Cale. pour : CHO N 14,33; trouvé: N 14,72.
De même, le traitement du composé aldéhydique brut par de la 2,4-dinitrophénylhydrazine de la manière habituelle a donné la 2,4-dinitrophénylhydrazone, qui fondait à 200-203 C. Après purifi- cation par cristallisation dans l'acétone aqueux, le point de fu- sion s'est élevé à 209-2100C. Anal.Cale. pour : C17H1306N5 C 53,26 H 3,42 N 18,28; trouvé : C 53,24 H 3,55 N 18,23
EXEMPLE 2
Préparation d'aldéhyde bêta-succinimidopropionique
Dix-neuf g et huit dixièmes (19,8) de succinimide ont été ajoutés à une solution alcoolique contenant 50 ml d'éthanol abso. lu et 0,05 g de sodium métallique. La suspension alcoolique du succinimide a été refroidie à 6 C au moyen d'un bain de glace.
Ce dernier a été enlevé et de l'acroléine (11,2g) a/été ajoutée goutte à goutte. La température de réaction est montée rapidement à 31 C et cette température a été maintenue par refroidissement et par variation de la vitesse d'addition de l'acroléine. Après l'addition de toute l'acroléine, le mélange réactionnel a été agi- té encore pendant 35 minutes. Il en est résulté une solution lim- pide blanche comme de l'eau. Après avoir laissé reposer le mélan- ge réactionnel pendant deux heures et demie, on l'a acidifié jusqu'à réaction acide au tournesol avec la quantité requise d'a- cide acétique glacial. Le mélange réactionnel a été concentré dans le vide et il en résulte un liquide sirupeux épais.
Le composé aldéhydique brut cidessus a été traité par
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de la 2,.-dinitrophênylhydrazine de la manière habituelle, et la 2,-dimitrophénylhydrazone cristalline a été recueillie par fil- tration. Elle fondait à 167-175 C. Après purification par cris- tallisation dans un mélange de 50-50 pour cent en volume d'étha- nol et de méthanol, la 2,4-dinitrophénylhydrazone d'aldéhyde bêta- succinimidopropionique fondait à 183,5-184,5 C. Anal. Cale. pour :
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C13H13O6N5 N 20,89; trouvé : N 20,68
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Réaction entre la méthacroléine et le succinimide.
A une solution alcoolique contenant 60 ml d'alcool aqueux et 0,02 g de sodium, on a ajouté 3,3 g de succinimide. Le succini- mide ne s'est dissous que partiellement dans la solution alcooli- que. Toutefois, la dissolution complète s'est effectuée après que 2,7 cm3 de méthacroléine (redistillée et stabilisée avec de l'hydroquinone) aient été ajoutés. Le mélange réactionnel résul- tant a été agité pendant 45 minutes, .
Le mélange réactionnel résultant a été concentré dans le vide jusqu'à environ 40 cm3.
La solution alcoolique du composé aldéhydique a été traitée par de la 2,4-dinitrophénylhydrazine de la manière habi- tuelle et la solution orange clair résultante a été filtrée, après quoi on l'a laissé reposer à la température du laboratoire jusqu' au lendemain matin. Le produit cristallin a été recueilli par filtrati on. La 2,4-dinitrophénylhydrazone brute fondait à 184,5- 187,5 c. Après recristallisation dans un mélange à cinquante pour cent en volume d'éthanol et d'acétone, le point de fusion était de 188-189 C. Une recristallisation supplémentaire dans une solution bouillante d'acétate d'éthyle et d'acétone a donné une 2,4-dinitrophénylhydrazone purifiée à un haut degré, qui fon- dait à 189,5-190,5 C.
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La réaction entre l'aldéhyde crotonique et le syccinimide.
6,3 g de succinimide ont été ajoutés à une solution alcoo- lique contenant 60 cm3 d'éthanol absolu et 0,01 g de sodium.
Le mélange réactionnel ci-dessus a été refroidi à 27 C et ensui- te 5,5 cm3 d'aldéhyde crotonique (redistillée) ont été ajoutés goutte à goutte en l'espace de 10 minutes. La température de réaction a été maintenue à 27 C. Après , une demi-heure, une so-
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lution limpide a été obtenue. Après avoir laissé reposer encore pendant une heure, on a acidifié le mélange réactionnel avec 20 gouttes d'acide acétique glacial. Après acidification, on a con- centré le mélange réactionnel dans le vide pour obtenir un solide sirupeux. 25 cm3 d'éthanol absolu ont été ajoutés, et le mélange réactionnel résultant a été filtré. Une partie de cette solution alcoolique du composé aldéhydique a été traitée par de la 2,4- dinitrophénylhydrazine de la manière habituelle.
Le produit pré- cipité a été recueilli par filtration et lavé avec une petite quantité d'éthanol à 95%. Le produit ainsi obtenu fondait à 165- 167 C. Le produit cristallin a été recristallisé par dissolution dans 6 cm3 d'acétone bouillante. Après filtration, le filtrat d'acétone a été dilué avec 50 cm3 d'acétate d'éthyle. Le produit cristallin qui s'était déposé a été recueilli par filtration ; fondait à 165-166 C. Ce produit a été analysé.
Analyse. Cale. pour : N 20,06; trouvé : N 20,32.
Les aldéhydes bêta-imidopropioniques ainsi obtenues sont propres à servir à la préparation d'acides aminés et d'autres pro- duits. Ces réactions sont indiquées comme suit :
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Il est évident que le produit de la réaction qui précède immédiatement peut être employé pour la synthèse de nombreux pro- duits et qu'il peut être facilement transformé en acides oméga- aminocarboxyliques.
Bien que diverses variantes de la présente invention aient été décrites plus haut, il doit être entendu que l'inven- tion n'est pas limitée à celles-ci, mais qu'on peut la modifier
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dans les limites des revendications%, ,ci-annexées.
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"Improvements made or relating to the synthesis of propionic aldehydes substituted in the beta position".
The present invention relates to propionic aldehydes substituted in the beta position and to the synthesis of these compounds.
More particularly, it relates to beta-imidopropionic aldehydes, and especially to beta-phthali- aldehyde.
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midopropionic and bgta-succinimidopropionic aldehyde.
Accordingly, the object of the present invention is to provide novel beta-imidopropionic aldehyde compounds and to provide a process for their synthesis.
The present invention provides a process for producing aldehydes of the formula:
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wherein R can be hydrogen or lower alkyl, R1 can be hydrogen or lower alkyl, and = N is nitrogen of an imido group, which comprises the addition of acrolein, or of imide alkyl substituted acrolein.
According to the invention, it has been found that it is possible to prepare these compounds synthetically by the addition in the 1,4 position of imide compounds, such as succinimide and phthalimide, to acrolein and substituted acroleins. The reaction can be illustrated by the following equation, which demonstrates the reaction between phthalimide and acrolein:
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This reaction can be carried out in a suitable solvent such as ethanol, employing a catalytic amount of an alkaline catalyst such as sodium ethoxide. The reaction proceeds smoothly at laboratory temperature. When the reaction is complete, the reaction mixture is acidified and concentrated in vacuo, after which it is treated with benzene to yield the compound. aldehyde in the form of a pasty solid.
This material can then be transformed into the phenomenon.
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nylhydrazone and 2,4-dimitrophenylhydrazone on identification lines. Other solvents, such as benzene, can also be employed in the reaction. Likewise, other basic catalysts, such as tertiary amines, etc. can be employed. Although the reaction temperature is indicated to be approximately that of the laboratory, it is also possible to employ
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slightly higher temperatures. The reaction is applicable to acrolein and substituted acroleins such as methacrolein (alpha-methylacolein) and crotonic aldehyde. Methalcrolein is somewhat more active than crotonic aldehyde and the reaction proceeds more quickly.
The following examples will serve to illustrate the invention: EXAMPLE 1
Preparation of beta-phthalimidopropionic aldehyde.
To an alcoholic solution containing 110 ml of absolute ethanol and 0.15 g of sodium was added 44.1 g of phthalimide. The resulting reaction mixture was stirred at about 25 ° C. Most of the phthalimide remained suspended in the reaction mixture.
Twenty-five ml of acrolein in 15 ml of absolute ethanol was added dropwise over 20 minutes. When all the acrolein had been added, the reaction temperature had risen to 51 ° C. The reaction mixture was stirred for a further 20 minutes; At the end of this time the temperature had dropped to 35 ° C and an almost clear reaction solution was obtained. After allowing to stand overnight, the reaction mixture was neutralized by adding the required amount of glacial acetic acid, and after filtration the reaction mixture was concentrated in vacuo to a viscous syrup. One hundred ml of benzene was added and the benzene was removed by concentration in vacuo. A pasty and viscous solid resulted.
The resulting crude solid was mixed with 100 ml of benzene and after allowing to stand a precipitate formed. The precipitated product was collected by filtration and dried. It melted at 108-115 C.
The crude aldehyde compound thus obtained was treated with phenylhydrazine, acetic acid and ethanol in the usual manner, and the crystalline phenylhydrazone thus obtained melted at 117-119 C. After purification by crystal-
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lization in ethanol, the melting point being 121.5-122.5 C. Anal. Hold. for: CHO N 14.33; found: N 14.72.
Likewise, treatment of the crude aldehyde compound with 2,4-dinitrophenylhydrazine in the usual manner gave 2,4-dinitrophenylhydrazone, which melts at 200-203 C. After purification by crystallization from aqueous acetone, the melting point was 209-2100C. Anal.Cale. for: C17H1306N5 C 53.26 H 3.42 N 18.28; found: C 53.24 H 3.55 N 18.23
EXAMPLE 2
Preparation of beta-succinimidopropionic aldehyde
Nineteen g and eight tenths (19.8) of succinimide were added to an alcoholic solution containing 50 ml of absolute ethanol. lu and 0.05 g of metallic sodium. The alcoholic suspension of succinimide was cooled to 6 ° C using an ice bath.
The latter was removed and acrolein (11.2g) was added dropwise. The reaction temperature rose rapidly to 31 ° C. and this temperature was maintained by cooling and by varying the rate of addition of acrolein. After all the acrolein had been added, the reaction mixture was stirred a further 35 minutes. A clear solution white as water resulted. After allowing the reaction mixture to stand for two and a half hours, it was acidified to acidic reaction in sunflower with the required amount of glacial acetic acid. The reaction mixture was concentrated in vacuo and a thick syrupy liquid resulted.
The above crude aldehyde compound was treated with
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2, -dimitrophenylhydrazine in the usual manner, and crystalline 2, -dimitrophenylhydrazone was collected by filtration. It melted at 167-175 ° C. After purification by crystallization in a mixture of 50-50 percent by volume of ethanol and methanol, the beta-succinimidopropionic aldehyde 2,4-dinitrophenylhydrazone melted at 183%. 5-184.5 C. Anal. Hold. for :
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Reaction between methacrolein and succinimide.
To an alcoholic solution containing 60 ml of aqueous alcohol and 0.02 g of sodium was added 3.3 g of succinimide. The succinimid dissolved only partially in the alcohol solution. However, complete dissolution took place after 2.7 cc of methacrolein (redistilled and stabilized with hydroquinone) had been added. The resulting reaction mixture was stirred for 45 minutes.
The resulting reaction mixture was concentrated in vacuo to about 40 cm3.
The alcoholic solution of the aldehyde compound was treated with 2,4-dinitrophenylhydrazine in the usual manner and the resulting light orange solution was filtered, after which it was allowed to stand at room temperature overnight. morning. The crystalline product was collected by filtration. The crude 2,4-dinitrophenylhydrazone melted at 184.5-187.5 c. After recrystallization from fifty percent by volume mixture of ethanol and acetone the melting point was 188-189 C. Further recrystallization from boiling ethyl acetate and acetone gave a Highly purified 2,4-dinitrophenylhydrazone, which melted at 189.5-190.5 C.
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The reaction between crotonic aldehyde and syccinimide.
6.3 g of succinimide was added to an alcohol solution containing 60 cm3 of absolute ethanol and 0.01 g of sodium.
The above reaction mixture was cooled to 27 ° C. and then 5.5 cc of crotonicdehyde (redistilled) was added dropwise over 10 minutes. The reaction temperature was maintained at 27 C. After, half an hour, one so-
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Clear lution was obtained. After allowing to stand for a further hour, the reaction mixture was acidified with 20 drops of glacial acetic acid. After acidification, the reaction mixture was concentrated in vacuo to obtain a syrupy solid. 25 cm3 of absolute ethanol was added, and the resulting reaction mixture was filtered. Part of this alcoholic solution of the aldehyde compound was treated with 2,4-dinitrophenylhydrazine in the usual manner.
The precipitated product was collected by filtration and washed with a small amount of 95% ethanol. The product thus obtained melted at 165-167 ° C. The crystalline product was recrystallized by dissolving in 6 cm3 of boiling acetone. After filtration, the acetone filtrate was diluted with 50 cm3 of ethyl acetate. The crystalline product which had settled was collected by filtration; melted at 165-166 C. This product has been analyzed.
Analysis. Hold. for: N 20.06; found: N 20.32.
The beta-imidopropionic aldehydes thus obtained are suitable for use in the preparation of amino acids and other products. These reactions are indicated as follows:
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It is evident that the product of the immediately preceding reaction can be used for the synthesis of many products and that it can be easily converted into omega-aminocarboxylic acids.
While various variations of the present invention have been described above, it should be understood that the invention is not limited thereto, but can be modified.
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within the limits of claims%,, appended hereto.
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