DE1154487B

DE1154487B - Verfahren zur Herstellung von 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon

Info

Publication number: DE1154487B
Application number: DEN17563A
Authority: DE
Inventors: Kenyon J Hayes; Julian G Michels
Original assignee: Norwich Pharmacal Co
Current assignee: Warner Chilcott Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1959-02-20
Filing date: 1959-11-26
Publication date: 1963-09-19
Also published as: GB904091A; BE587682A; ES255246A1; DK95422C; US2976300A; AT215419B; CH383402A

Description

Verfahren zur Herstellung von 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon Es ist eine Reihe von Verfahren zur Nitrierung von Furanderivaten bekannt, von denen die in der USA.-Patentschrift 2 490 006 und der entsprechenden deutschen Patentschrift 974 615 sowie der entsprechenden britischen Patentschrift 679 202 beschriebene Methode die bisher beste Arbeitsweise darstellt. Nach diesem Verfahren werden die Furanderivate mit konzentrierter Salpetersäure und Essigsäureanhydrid behandelt, wobei zunächst ein Zwischenprodukt gebildet wird. Dieses Zwischenprodukt wird dann in der Weise in die entsprechende Nitrofuranverbindung übergeführt, daß man das nach der Nitrierung erhaltene Reaktionsgemisch mit der wäßrigen Lösung einer Base versetzt, die in Gegenwart von Essigsäure ein Puffer-System bildet. In der britischen Patentschrift 679 202 wird auf Seite 4 im Beispiel 1 die Herstellung des 5-Nitrofuryl-(2)-methylketons nach dieser Methode beschrieben, wobei die Ausbeute 12,5% der Theorie beträgt.
Es wurde nun gefunden, daß sich bei dem Verfahren zur Herstellung von 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon durch Nitrierung von Furyl-(2)-methylketon mit Salpetersäure und Essigsäureanhydrid und Behandlung des Nitrierungszwischenproduktes mit einer Base die Ausbeute bis auf 60% der Theorie steigern läßt, wenn man das Nitrierungszwischenprodukt unter wasserfreien Bedingungen mit einem Alkaliacetat bei einer Temperatur nicht über 35° C behandelt, die Reaktion bei Temperaturen bis 65° C vervollständigt und das 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon mit Eiswasser ausfällt.
Das Nitrierungszwischenprodukt wird hierbei - ebenso wie bei den obengenannten Verfahren -nicht isoliert, sondern man versetzt das nach der Nitrierung erhaltene Reaktionsgemisch mit dem zur Umwandlung des Zwischenproduktes benötigten Alkaliacetat.
Für die Nitrierung des Furyl-(2)-methylketons wird vorzugsweise ein Gemisch aus konzentrierter Salpetersäure und Essigsäureanhydrid, das katalytische Mengen einer starken Säure, beispielsweise Schwefelsäure, enthält, verwendet. Das Furyl-(2)-methylketon wird in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Essigsäure anhydrid, gelöst und zur Reaktion gebracht. Nachdem das aus dem Nitrierungszwischenprodukt durch Behandlung mit einem Alkaliacetat und Ausfällung mit Eiswasser erhaltene 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon abgetrennt wurde, erhält man nach an sich bekannten Methoden weitere Mengen an Verfahrensprodukt, z. B. durch Extraktion des wäßrigen Filtrats mit einem organischen Lösungsmittel, wie Chloroform, oder auf dem Wege der Semicarbazonbildung durch Behandlung des wäßrigen Filtrats mit Semicarbazid.
Bei der Nacharbeit des in der britischen Patentschrift 679 202 beschriebenen Beispiels zur Herstellung von 5-Nitrofuryl-(2)-methylketons, wobei die Reaktionsbedingungen in bezug auf Nitriergemisch, Temperatur und Dauer der Reaktion weitgehend den Beispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens angeglichen wurden, wurde nach der Zugabe einer wäßrigen Trinatriumphosphatlösung mittels Semicarbazonfällung lediglich eine Ausbeute von 21,2 O'o an 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon erhalten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit gegenüber dem bekannten Verfahren eine mehr als 1000!oige Ausbeutesteigerung an 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon erreicht.
Das Verfahrensprodukt verhindert bereits in sehr geringer Konzentration das Wachstum von Schimmelpilzen und es wird als Zwischenprodukt für die Herstellung von Nitrofuranderivaten verwendet.
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
Beispiel 1 41,8 ccm (0,66 Mol) konzentrierte Salpetersäure (70%ig) und 10 Tropfen konzentrierte Schwefelsäure werden unter Rühren und Kühlen innerhalb von 12 Minuten bei 20 bis 25°C in 185 cem (1,8 Mol) Essigsäureanhydrid eingetragen.
Das erhaltene Nitriergemisch wird unter Rühren und Kühlen innerhalb von 13 Minuten bei 15 bis 18° C mit einer Lösung von 33 g (0,3 Mol) Furyl-(2)-methylketon in 25 ccm Essigsäureanhydrid versetzt und das Gemisch noch 10 Minuten bei dieser Temperatur nachgerührt. Das erhaltene Gemisch wird dann unter Rühren und Kühlen mit 87 g (0,9 Mol) wasserfreiem Kaliumacetat in solchen Anteilen versetzt, daß die Temperatur unter 35° C bleibt, wozu etwa 10 Minuten benötigt werden. Anschließend wird das Gemisch noch 20 Minuten bei 30° C nachgerührt und dann 12 Minuten mittels eines Wasserbades auf 60 bis 65° C erhitzt. Hierauf wird das Reaktionsgemisch auf 30° C abgekühlt und unter Rühren in 500 ccm Eiswasser geleert, wobei sich ein kristalliner Niederschlag bildet, der nach 1stündigem Rühren abgesaugt, mit Wasser von 40v C gewaschen und an der Luft getrocknet wird. Man erhält 9,9 g 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon vom F. 70 bis 78' C.
Aus dem Filtrat und dem Waschwasser erhält man durch Zugabe von 10 g Semicarbazidhydrochlorid einen voluminösen Niederschlag, der abfiltriert und bei 110"C getrocknet wird. Die Ausbeute des bei 245 bis 255=' C (Zersetzung) schmelzenden Produktes beträgt 9,3 g. Das Produkt wird in 200 ccm heißem Dimethylformamid gelöst, die Lösung mit Tierkohle behandelt, heiß abfiltriert und mit 3 Volumteilen Wasser verdünnt. Man erhält nach dem Trocknen des ai;sgefallenen Niederschlages 6,3 g reines 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon-semicarbazon vom F. 248° C (Zersetzung). Das bei der ersten Semicarbazonfällung erhaltene Filtrat ergibt bei nochmaliger Zugabe von 22 g Semicarbazidhydrochlorid eine weitere Ausfällung. Der Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Man erhält 18,0 g reines 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon-semicarbazon vom F. 248° C (Zersetzung).
Die Ausbeute an 5-Nitrofuryl-(2)-methylketonsemicarbazon beträgt demnach 24,3 g; dies entspricht einer Ausbeute von 17,75 g 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon.
Die Gesamtausbeute an 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon beträgt somit 27,65 g (59,5 % der Theorie). Beispiel 2 135 ccm Essigsäureanhydrid werden innerhalb von 15 Minuten bei 15 bis 25° C mit 45 ccm 70%iger Salpetersäure und 10 Tropfen konzentrierter Schwefelsäure versetzt. Zu diesem Nitriergemisch wird innerhalb von 10 Minuten bei 15 bis 20° C eine Lösung von 33 g Furyl-(2)-methylketon in 50 ccm Essigsäureanhydrid gegeben. Die erhaltene Mischung wird weitere 12 Minuten bei 15 bis 20° C gerührt und dann unter Kühlung mit 87 g wasserfreiem Kaliumacetat versetzt, wobei die Temperatur 35° C nicht übersteigen darf. Dann wird das Gemisch noch 1 Stunde bei 35° C und weitere 21/4 Stunden bei 40 bis 45° C gerührt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird anschließend in 500 g Eis und 250 ccm Wasser gegossen und die Mischung 1 Stunde gerührt. Der hierbei erhaltene kristalline Niederschlag wird abfiltriert und mit Wasser gut ausgewaschen. Nach der Umkristallisation aus 100 ccm Isopropanol und 36stündigem Trocknen an der Luft erhält man 10,2 g 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon vom F. 78 bis 79' C.
Das wäßrige Filtrat wird dann dreimal mit je 125 ccm Chloroform extrahiert. Die vereinigten Chloroformextrakte werden auf dem Dampfbad im Wasserstrahlvakuum eingedampft und der Rückstand unter Verwendung des bei der ersten Charge als Mutterlauge ausfallenden Isopropanols umkristallisiert. Man erhält 9,3 g 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon vom F. 77 bis 783 C.
Der im Verlaufe der Chloroformextraktion abgetrennte wäßrige Anteil wird nochmals mit 300 ccm Chloroform extrahiert und der Extrakt zusammen mit der bei der Umkristallisation des 5-Nitrofuryl-(2)-methylketons anfallenden Isopropanol-Mutterlauge auf dem Dampfbad im Wasserstrahlvakuum eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird durch Zugabe von 50 ccm Isopropanol zur Kristallisation gebracht. Die Kristalle werden abfiltriert und mit Äther gewaschen. Nach dem Abdampfen des Äthers erhält man weitere 1,4g 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon vom F. 70 bis 74° C.
Die Gesamtausbeute an 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon beträgt somit 20,9 g (45% der Theorie).

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon durch Nitrierung von Furyl-(2)-methylketon mit Salpetersäure und Essigsäureanhydrid und Behandlung des Nitrierungszwischenproduktes mit einer Base, dadurch gekennzeichnet, daß man das Nitrierungszwischenprodukt unter wasserfreien Bedingungen mit einem Alkaliacetat bei einer Temperatur nicht über 35° C behandelt, die Reaktion bei Temperaturen bis 65° C vervollständigt und das 5-Nitrofuryl-(2)-methylketon mit Eiswasser ausfällt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 490 006; britische Patentschrift Nr. 679 202.