DE10136046A1

DE10136046A1 - Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Triaminobenzol-carbamidsäureestern

Info

Publication number: DE10136046A1
Application number: DE10136046A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Lankau; Klaus Unverferth; Thomas Arnold; Juergen Schaefer; Peter Meisel; Wilfried Thiel
Original assignee: Viatris GmbH and Co KG
Current assignee: Bausch Health US LLC
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-13
Also published as: EP1414791A1; JP2004536142A; WO2003010134A1; US20030023111A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Triaminobenzol-Carbamidsäureestern beschrieben, welches durch die Verwendung von Pyro- oder Polypyrocarbonat charakterisiert ist. Die Verwendung von Pyro- oder Polypyrocarbonat führt zur Ausbeutesteigerung und erhöhter Reinheit des Produktes.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 1,2,4- Triaminobenzolen der allgemeinen Formel I

worin die Symbole R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, und Ar die folgenden Bedeutungen haben:
R₁, R₃, R₅: Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkanoyl oder der Rest Ar;
R₂: Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl;
R₄: C₁-C₆-Alkyl, C₃-C₇-Cycloalkyl, C₁-C₆-Alkanoyl oder der Rest Ar;
Ar: Phenylrest, der durch die Reste R₆, R₇ und/oder R₈ substituiert ist, wobei diese Reste R₆, R₇ und R₈ gleich oder verschieden sind und C₁-C₆-Alkyl, C₃-C₇-Cycloalkyl oder Halogen bedeuten;
aus Verbindungen der allgemeinen Formel II

worin R₁, R₂, R₃, R₅ und Ar die angebenen Bedeutungen haben durch N-Acylierung mit einem geeigneten Pyro- oder Polypyrocarbonat der allgemeinen Formel III

worin n = 1, 2, 3 ist und R₄ die angegebene Bedeutung hat.

Stand der Technik

Die Herstellung von 1,2,4-Triaminobenzol-carbamidsäureestern ist bekannt. In der Zeitschrift Chemiker Zeitung 103 (1979), Seite 390 wird beispielsweise die Herstellung des 2-Carbethoxy-amino-5-(2,4,6-trimethylbenzylamino)-anilins und dessen Hydrochlorides als Verbindung 81 beschrieben.
Aus EP 0 554 543 B1 geht hervor, dass antikonvulsiv wirkende Derivate (zum Beispiel in der allgemeinen Formel I R₁, R₂, R₃, R₅, = H, R₄ = C₂H₅, Ar = 4-F-Phenyl) des 1,2,4-Triaminobenzols hergestellt werden, indem Verbindungen der allgemeinen Formel II mit einem Chlorkohlensäurederivat zu Verbindungen der allgemeinen Formel I umgesetzt werden.
Aus der Beschreibung geht hervor, dass zur Generierung von Verbindungen der allgemeinen Formel I ausschließlich Chlorkohlensäurederivate in Gegenwart eines basischen Katalysators verwendet werden. Die Acylierung mit Chlorkohlensäurederivaten ohne Katalysator führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Der Nachteil liegt vor allem in der geringen Selektivität der Reaktion.
Die Katalysatoren, die zur Selektivitätssteigerung zugegeben werden, vorrangig N- Ethyl-diisopropylamin, bilden mit dem freiwerdenden Chlorwasserstoff Salze und müssen nach der Reaktion mit Aufwand entfernt werden.
Das Produkt kann außerdem mit prozesstypischen, vor allem chlorhaltigen Nebenprodukten verunreinigt sein, die nur sehr schwer abgetrennt werden können.
Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Chlorkohlensäurederivaten besteht darin, dass Verbindungen der allgemeinen Formel II als Säurefänger fungieren und somit verstärkt Nebenreaktionen eingehen können, was zu Ausbeuteverlusten beim Endprodukt führt.
Es besteht somit der Bedarf nach einem Verfahren, das die geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet und das darüber hinaus den in der Zwischenzeit gestiegenen Anforderungen an die Umweltverträglichkeit von Produktionsverfahren durch Vermeidung von Nebenprodukten genügt. Weiterhin ist es vorteilhaft, Verfahrensschritte einzusparen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Verbindungen der allgemeinen Formel I im Verhältnis zum bekannten Verfahren mit verbesserter Ausbeute und Reinheit zugänglich zu machen und auf basische Katalysatoren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I zu verzichten.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß gelingt die Herstellung des Zielproduktes durch den Einsatz von geeigneten Pyro- oder Polypyrocarbonaten der allgemeinen Formel III

worin n = 1, 2 oder 3 und R₄ = C₁-C₆-Alkyl, C₃-C₇-Cycloalkyl, C₁-C₆-Alkanoyl oder der Rest Ar ist.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Umsetzung mit Pyrokohlensäureethylester (n = 1, R₄ = Ethyl) erwiesen.
Man geht dabei erfindungsgemäß so vor, dass die substituierte Triaminobenzenverbindung mit einem Pyro- oder Polypyrocarbonat umgesetzt wird, dass den gewünschten Rest R₄ trägt.
Da bei der Reaktion CO₂ Gas entsteht, welches entweicht, kann auf einen Säurefänger verzichtet werden. Die Triaminobenzenderivate reagieren bereits bei niedrigen Temperaturen mit Pyrokohlensäureester am gewünschten Stickstoffatom zu den entsprechenden Carbamaten. Die Zugabe eines Katalysators ist nicht erforderlich.
Das Carbamat kristallisiert gewöhnlich schon während der Reaktion sehr rein aus. Durch Beobachtung des entweichenden Kohlendioxids ist die Reaktion sehr gut steuerbar. Der Endpunkt der Reaktion ist erreicht, wenn kein Kohlendioxid mehr entweicht.
Das Verfahren und die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbindungen weisen in nicht zu erwartender Weise folgende Vorteile auf:

1. Die Reaktion des Triaminobenzenderivates nach Formel II mit Pyro- oder Polypyrokohlensäureester führt zur deutlichen Ausbeutesteigerung.
2. Es werden deutlich weniger Verunreinigungen im Rohprodukt nachgewiesen.
3. Die Selektivität der Reaktion ist sehr hoch.
4. Die Verwendung eines Katalysators ist nicht notwendig.
5. Das Pyrokohlensäureethylester-Verfahren ist sehr gut steuerbar, da durch das gebildete CO₂ eine kontinuierliche Umsatzkontrolle möglich ist.
6. Durch die verbesserte Reinheit des Rohprodukts werden Umkristallisationsstufen eingespart.

Ein großer Vorteil des Verfahrens ist der Verzicht auf einen Zusatz der nach dem Stand der Technik einsetzbaren Katalysatoren. Diese Katalysatoren stellen eine Verfahrensbelastung dar, die durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden wird.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Ausführungsbeispiel 1

Zur ethanolischen Lösung mit 57,8 g (0,25 Mol) 4-(4-Fluorbenzylamino)-1,2- phenylendiamin wurden bei 5-7°C 41,3 g Pyrokohlensäureethylester innerhalb 1 h zugetropft. Die Suspension wurde 3 h bei 20-21°C nachgerührt, abgekühlt und 2 h bei 2-5°C gerührt. Die Substanz wurde abgesaugt und 4× mit je ca. 30 ml kaltem Ethanol gewaschen.
Ausbeute 61,2 g (ber. trocken) entspricht 81% der Theorie.

Vergleichsbeispiel 1

Zur ethanolischen Lösung mit 53,2 g (0,23 Mol) 4-(4-Fluorbenzylamino)-1,2- phenylendiamin wurden bei 3-9°C zügig 42,6 g N-Ethyl-diisopropylamin und bei 8-9°C 33,1 g Ethylchlorformiat innerhalb 1,25 h zugetropft. Die Suspension wurde 3 h bei 20-21°C nachgerührt, abgekühlt und 2,5 h bei 2-5°C gerührt. Die Substanz wurde abgesaugt und 4× mit je ca. 25 ml kaltem Ethanol gewaschen.
Ausbeute 29,7 g (ber. trocken) entspricht 43% der Theorie.

Ausführungsbeispiel 2

Zu 21,45 kg der ethanolischen Lösung mit 2,78 kg (12 Mol) 4-(4-Fluorbenzylamino)- 1,2-phenylendiamin wurden bei 6-11°C 1,98 kg Pyrokohlensäureethylester innerhalb 2,5 h zugetropft. Die Suspension wurde 3 h nachgerührt, abgekühlt und 2 h bei 5 bis -5°C gerührt. Die Substanz wurde abgesaugt und 5× mit je 1 l kaltem Ethanol gewaschen.
Ausbeute 2,4 kg (ber. trocken) entspricht 67% der Theorie.

Vergleichsbeispiel 2

Zur ethanolischen Lösung mit 303,1 kg (1,31 kMol) 4-(4-Fluorbenzylamino)-1,2- phenylendiamin wurden bei 8°C zügig 188 kg N-Ethyl-diisopropylamin und bei 8-15°C 145,5 kg Ethylchlorformiat innerhalb 3,25 h zulaufen gelassen. Die Suspension wurde 3 h bei 19-23°C nachgerührt, abgekühlt und 4 h bei 1 bis 5°C gerührt. Die Substanz wurde abzentrifugiert und mit insgesamt 220 l kaltem Ethanol gewaschen.
Ausbeute 186 kg (ber. trocken) entspricht 46% der Theorie.
Die Reinheit des Rohproduktes (allgemeine Formel I R₁, R₂, R₃, R₅ = H, R₄ = C₂H₅), hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem ursprünglichem Verfahren, wurde mittels HPLC-Diagramme bestimmt.
Die HPLC-Diagramme belegen, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Rohprodukt deutlich reiner ist. Diagramm des Rohproduktes der allgemeinen Formel I mit R₁, R₂, R₃, R₅ = H und R₄ = C₂H₅ (hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren)

Diagramm des Rohproduktes der allgemeinen Formel I mit R₁, R₂, R₃, R₅ = H und R₄ = C₂H₅ (hergestellt nach dem ursprünglichen Verfahren)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Triaminobenzolen der allgemeine Formel I

worin die Symbole R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, und Ar die folgenden Bedeutungen haben:
R₁, R₃, R₅: Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkanoyl oder der Rest Ar;
R₂: Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl;
R₄: C₁-C₆-Alkyl, C₃-C₇-Cycloalkyl, C₁-C₆-Alkanoyl oder der Rest Ar;
Ar: Phenylrest, der durch die Reste R₆, R₇ und/oder R₈ substituiert ist, wobei diese Reste R₆, R₇ und R₈ gleich oder verschieden sind und C₁-C₆-Alkyl, C₃-C₇-Cycloalkyl oder Halogen bedeuten;
dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der allgemeinen Formel II

worin R₁, R₂, R₃, R₅ und Ar die angebenen Bedeutungen haben, mit einem Pyro- oder Polypyrocarbonat der allgemeinen Formel III

worin n = 1, 2, 3 ist und R₄ die angegebene Bedeutung hat, umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Pyro- oder Polypyrocarbonat vorzugsweise der Pyrokohlensäureethylester eingesetzt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer Temperatur von -20 bis 100°C, vorzugsweise von 0°C bis 30°C, vorgenommen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Ethanol verwendet wird.