DE1173102B - Process for the preparation of hydantoin derivatives of cyclic ketones with twelve ring members - Google Patents
Process for the preparation of hydantoin derivatives of cyclic ketones with twelve ring membersInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. KL: C07d Boarding school KL: C07d
Nummer:
Aktenzeichen:
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Auslegetag:Number:
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Display day:
Deutsche Kl.: 12p-9German class: 12p -9
C 27668 IVd/12 ρ
9. August 1962
2.JuIi 1964C 27668 IVd / 12 ρ
August 9, 1962
July 2, 1964
Hydantoine lassen sich bekanntlich durch die Umsetzung von Ketonen, auch cycloaliphatischen Ketonen, mit Kaliumcyanid und Ammoniumcarbonat in wäßrig alkoholischer Lösung herstellen. Es ist ferner bekannt, daß die cyclischen Ketone mittlerer Ringgröße sich in ihrem Verhalten bei der Umsetzung mit Kaliumcyanid und Ammoncarbonat von den Ketonen kleinerer und größerer Ringgröße beachtlich unterscheiden. So beträgt die Ausbeute bei der Umsetzung von Cyclohexanon 55% und von Cycloheptanon 66%, bei der Umsetzung von Cyclooctanon aber nur 7% (vgl. M. Tiffeneau, B. Tchoubar, Saias — Lambert und Le Tellier — Dupre, Bulletin de la Societe chimique de la France [5], Bd. 14 [1947], S. 445 bis 450).As is known, hydantoins can be converted into ketones, including cycloaliphatic ones Prepare ketones with potassium cyanide and ammonium carbonate in an aqueous alcoholic solution. It it is also known that the cyclic ketones of medium ring size differ in their behavior in the Reaction with potassium cyanide and ammonium carbonate of the ketones of smaller and larger ring sizes differ considerably. The yield in the conversion of cyclohexanone is 55% and of cycloheptanone 66%, but only 7% when converting cyclooctanone (see M. Tiffeneau, B. Tchoubar, Saias-Lambert and Le Tellier-Dupre, Bulletin de la Societe Chimique de la France [5], vol. 14 [1947], pp. 445 to 450).
In der britischen Patentschrift 807 679, die sich auf Verfahren zur Herstellung von 5,5-Cycloheptamethylenhydantoin durch die Umsetzung von Cyclooctanon mit Natriumcyanid und Ammoniumcarbonat oder durch die Behandlung von Cyclooctanonaminonitril mit Kohlendioxyd bezieht, fehlen hingegen Ausbeuteangaben für die erhaltenen Verfahrensprodukte. British Patent 807,679, relating to processes for the preparation of 5,5-cycloheptamethylene hydantoin by reacting cyclooctanone with sodium cyanide and ammonium carbonate or by treating cyclooctanone aminonitrile related to carbon dioxide, there are no yield data for the process products obtained.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Hydantoinderivate von cyclischen Ketonen mit zwölf Ringgliedern in hohen Ausbeuten erhält, wenn man entweder a) Ketone der FormelIt has now surprisingly been found that hydantoin derivatives of cyclic ketones can be used with twelve ring members is obtained in high yields if either a) ketones of the formula
(CH2)Ii C = O(CH 2 ) Ii C = O
in der der 12gliedrige Kohlenstoffring auch Doppelbindungen enthalten kann, mit Alkalicyanid und Ammoniumcarbonat in wäßrig alkoholischer Lösung umsetzt oder b) in eine nicht alkalische, wäßrig alkoholische Lösung, die durch die Zugabe von 1 Mol Cyanwasserstoff zu 1 Mol Keton erhalten worden ist, schnell 1 Mol Ammoniakgas einleitet und das erhaltene Aminonitril bei erhöhten Drücken und Temperaturen mit Kohlendioxyd behandelt oder c) Aminonitrile mit Alkalicyanaten in Gegenwart von Chlorwasserstoffsäure unter Erwärmen umsetzt. Die erhaltenen Verbindungen besitzen die nachstehende allgemeine Formelin which the 12-membered carbon ring can also contain double bonds, with alkali cyanide and Ammonium carbonate in an aqueous alcoholic solution or b) in a non-alkaline, aqueous alcoholic solution obtained by adding 1 mol of hydrogen cyanide to 1 mol of ketone is, quickly introduces 1 mol of ammonia gas and the aminonitrile obtained at elevated pressures and Temperatures treated with carbon dioxide or c) aminonitriles with alkali metal cyanates in the presence of hydrochloric acid under heating. The compounds obtained have the following general formula
NH-CONH-CO
CO —NHCO -NH
in der der 12gliedrige Kohlenstoffring auch Doppelbindungen enthalten kann.in which the 12-membered carbon ring can also contain double bonds.
Verfahren zur Herstellung von
Hydantoinderivaten cyclischer Ketone mit
zwölf RinggliedernProcess for the production of
Hydantoin derivatives of cyclic ketones with
twelve ring links
Anmelder:Applicant:
Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft,Chemical works Hüls Aktiengesellschaft,
Marl (Kr. Recklinghausen)Marl (district of Recklinghausen)
Als Erfinder benannt:
Dr. Walter Stumpf,
Dr. Konrad Rombusch,
Marl (Kr. Recklinghausen)Named as inventor:
Dr. Walter Stumpf,
Dr. Konrad Rombusch,
Marl (district of Recklinghausen)
Als Ausgangsmaterial geeignete Ketone sind z. B. das Cyclododecanon, das durch das Hydrieren von Cyclododecadienonen erhalten werden kann, die ihrerseits aus dem Cyclododecatriene 1,5,9) durch Epoxydieren und Isomerisieren erhalten werden können.Suitable starting materials are ketones, for. B. the cyclododecanone, which is produced by the hydrogenation of Cyclododecadienones can be obtained, which in turn from the cyclododecatriene 1,5,9) by Epoxidizing and isomerizing can be obtained.
Das als Ausgangsprodukt geeignete Isomerengemisch der Cyclododecadienone kann in bekannter Weise durch Epoxydierung und anschließende Isomerisierung aus dem Cyclododecatrien-(1,5,9) erhalten werden. Dabei entsteht aus dem cis,trans,trans-Cyclododecatrien-( 1,5,9) ein Isomerengemisch aus cis,trans-Cyclododecadien-(l,5)-on-(9), trans, trans-CycIododecadien-(l,5)-on-(9) und trans, trans-Cyclododecadien-(l,5)-on-(10). Analog entsteht aus dem cis,trans-Cyclododecadien-(l,5) ein Gemisch der Isomeren cis-Cyclododecenon-(5) und -(6) und trans-Cyclododecenon-(5) und -(6), die in der Literatur noch nicht beschrieben sind, indem man das Cyclododecadien-(l,5) zum ebenfalls bisher unbekannten 5,6-Oxydocyclododecen epoxydiert und dieses zu Cyclododecenon isomerisiert.The isomer mixture of the cyclododecadienones suitable as starting material can be used in a known manner Way obtained from the cyclododecatriene (1,5,9) by epoxidation and subsequent isomerization will. This creates an isomer mixture from the cis, trans, trans-cyclododecatriene- (1,5,9) cis, trans-Cyclododecadien- (1,5) -one- (9), trans, trans-CycIododecadien- (1,5) -one- (9) and trans, trans -cyclododecadiene- (1,5) -one- (10). Analog arises from the cis, trans-cyclododecadiene- (l, 5) a mixture of the isomers cis-cyclododecenone- (5) and - (6) and trans-cyclododecenone- (5) and - (6), which are not yet described in the literature, by adding the cyclododecadiene- (l, 5) epoxidized to the also previously unknown 5,6-oxydocyclododecene and this to Cyclododecenone isomerized.
Die Epoxydierung von Cyclododecadien-(1,5) und Cyclododecatrien-^S^), die gegebenenfalls in Lösungsmitteln, wie Essigester und Aceton, gelöst sein können, erfolgt mit einer Lösung von Persäuren, wie Perameisensäure, Peressigsäure oder Perbenzoesäure, oder von Wasserstoffperoxyd und organischen Säuren oder Pufferlösungen im ein- oder mehrphasigen System. Die Reaktion wird im allgemeinen bei Raumtemperatur vorgenommen, jedoch kann man auch bei niedrigeren und höheren Temperaturen, beispielsweise bei 0 bzw. 500C, arbeiten.The epoxidation of cyclododecadiene (1,5) and cyclododecatriene ^ S ^), which may optionally be dissolved in solvents such as ethyl acetate and acetone, is carried out with a solution of peracids, such as performic acid, peracetic acid or perbenzoic acid, or of hydrogen peroxide and organic acids or buffer solutions in a single or multi-phase system. The reaction is generally carried out at room temperature, but it is also possible to work at lower and higher temperatures, for example at 0 and 50 ° C., respectively.
409 628/314409 628/314
Man erhält praktisch nur das Monoepoxyd und nur sehr geringe Mengen Diepoxyd. Zur Isomerisierung der Epoxyde erhitzt man diese anschließend unter Rühren auf 115 bis 125°C und setzt dann in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das eingesetzte Epoxyd, einen der üblichen Isomerisierungskatalysatoren, z. B. Halogenide, vorzugsweise Magnesiumjodid, zu. Es tritt eine stark exotherm verlaufende Reaktion ein. Die vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der als Ausgangsmaterial dienenden Ketone sind nicht Gegenstand der Erfindung.Practically only the monoepoxide and only very small amounts of diepoxide are obtained. For isomerization the epoxides are then heated to 115 to 125 ° C. with stirring and then put into Amounts from 0.1 to 10 percent by weight, based on the epoxy used, one of the usual isomerization catalysts, z. B. halides, preferably magnesium iodide, too. There is a strong kick exothermic reaction. The processes described above for the preparation of the as Starting material used ketones are not the subject of the invention.
Als Ketone der allgemeinen FormelAs ketones of the general formula
(CH2)I1 C = O(CH 2 ) I 1 C = O
1515th
können beispielsweise außerdem die folgenden einzeln oder im Gemisch verwendet werden: cis-Cydododecen-on-(2), cis-Cyclododecen-on-{3), cis-Cyclododecen-on-(7), trans-Cyclododecen-on-(2), trans-Cyclododecen-on-{3), trans-Cyclododecen-on-(7).For example, the following can also be used individually or in a mixture: cis-Cydododecen-one- (2), cis-cyclododecen-one- {3), cis-cyclododecen-one- (7), trans-cyclododecen-one- (2), trans-cyclododecen-one- {3), trans -cyclododecen-one- (7).
Die Reaktion führt man zweckmäßig in Anwesenheit von solchen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen durch, die die organischen und anorganischen Reaktionspartner lösen oder zumindest mit fortschreitender Umsetzung zu lösen vermögen. So werden beispielsweise niedere Alkohole, wie Methyl-, Äthyl-, Propylalkohol, ferner Äthylenglykol, Glycerin, Alkylpolyglykole, im Gemisch mit Wasser verwendet.The reaction is expediently carried out in the presence of such solvents or solvent mixtures through, which dissolve the organic and inorganic reactants or at least with be able to solve progressive implementation. For example, lower alcohols such as Methyl, ethyl, propyl alcohol, also ethylene glycol, glycerine, alkyl polyglycols, mixed with Water used.
Die Reaktionskomponenten werden unter Erwärmen umgesetzt, wobei man mindestens eine Temperatur von 400C wählt. Nach oben ist die Temperatur durch beginnende Zersetzung des Ammoncarbonats begrenzt, wenn im drucklosen System gearbeitet wird, so daß man dabei 75 0C nicht überschreiten sollte. Wird bei Überdruck gearbeitet, so wird zweckmäßig eine Temperatur von etwa 1500C überschritten, um eine Ringsprengung zu vermeiden.The reaction components are reacted with heating, at least a temperature of 40 ° C. being chosen. After the above temperature is limited by incipient decomposition of the Ammoncarbonats when operating system is not pressurized, so that it should not exceed 75 0 C. When working at overpressure, a temperature of about 150 ° C. is expediently exceeded in order to avoid ring rupture.
Die Ketone, die durch Destillation gereinigt worden sind, werden beispielsweise mit je 1 bis 1,5, vorzugsweise 1,1 Mol Kaliumcyanid und 3 bis 4, vorzugsweise 3,5 Mol Ammoniumcarbonat, bezogen auf 1 Mol Keton, in wäßrigem, vorzugsweise 55%igem Äthanol bei 50 bis 700C, vorzugsweise 60 bis 65°C, umgesetzt. Die Reaktionsdauer beträgt 1 bis 8 Stunden. Die Aufarbeitung kann man in der Weise vornehmen, daß man das überschüssige Ammoniumcarbonat bei 80 bis 90°C zu NH3 und CO2 zersetzt, wobei auch die Hauptmenge Äthanol abdestilliert. Dann neutralisiert man mit verdünnter Salzsäure, filtriert die Kristalle ab und wäscht diese mit Wasser.The ketones that have been purified by distillation are, for example, each with 1 to 1.5, preferably 1.1 mol of potassium cyanide and 3 to 4, preferably 3.5 mol of ammonium carbonate, based on 1 mol of ketone, in aqueous, preferably 55% igem ethanol at 50 to 70 0 C, preferably 60 to 65 ° C, implemented. The reaction time is 1 to 8 hours. The work-up can be carried out in such a way that the excess ammonium carbonate is decomposed at 80 to 90 ° C. to form NH 3 and CO 2 , the majority of the ethanol also distilling off. Then it is neutralized with dilute hydrochloric acid, the crystals are filtered off and washed with water.
Nach einer anderen Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens wird 1 Mol Cyclododecadien-(l,5)-on in wäßrig alkoholischer Lösung mit 1 Mol Cyanwasserstoff versetzt. In diesen Ansatz wird schnell 1 Mol gasförmiges Ammoniak eingeleitet. Man preßt dem Reaktionsgemisch, welches das zunächst entstehende 1-Amino-l-cyanocyclododecadien enthält, Kohlendioxyd von 5 atü auf und erhitzt 2 Stunden auf 1200C. Dabei wird 1 Mol CO2 aufgenommen. Nach der Aufarbeitung erhält man in fast quantitativer Ausbeute 1,3-Diaza-spiro-[4,1 l]-hexadecadien-dion-(2,4), Schmelzpunkt 237 bis 238 0C (aus Äthanol). In gleicher Weise wird bei der analogen Umsetzung von Cyclododecenon 1,3-Diazaspiro-[4,11 J-hexadecen-dion-(2,4),Schmelzpunkt282oC {aus Methanol), erhalten. Wird als Ausgangsketon Cyclododecanon eingesetzt, erhält man 1,3-Diazaspiro-[4,ll]-hexadecan-dion-(2,4), Schmelzpunkt 276 bis 278 0C (aus Methanol). Wird bei den vorstehenden Umsetzungen die Zwischenverbindung, die als Aminonitril vorliegt, nicht mit CO2, sondern mit 1 Mol Alkalicyanat behandelt, so erhält man in 50-bis 6O°/oiger Ausbeute ebenfalls die schon vorstehend genannten Hydantoine. Die erhaltenen Hydantoine sind farblose, hochschmelzende Verbindungen, die auf Grund ihrer antikonvulsiven, sedativen und hypnotischen Wirksamkeit als Therapeutica verwendet werden können.According to another embodiment of the claimed process, 1 mole of hydrogen cyanide is added to 1 mole of cyclododecadien- (1,5) -one in aqueous alcoholic solution. 1 mol of gaseous ammonia is quickly introduced into this approach. Are pressed to the reaction mixture containing the first resulting 1-amino-l-cyanocyclododecadien, carbon dioxide of 5 atm and heated for 2 hours at 120 0 C. It is added to 1 mole of CO 2. After workup melting point is obtained in almost quantitative yield 1,3-diaza-spiro [4.1 l] -hexadecadien-dione (2,4), 237-238 0 C (from ethanol). In the same way, in the analog implementation of cyclododecenone 1,3-diazaspiro [4.11 J-hexadecene-dione (2,4), C {o Schmelzpunkt282 from methanol) is obtained. Is used as the starting ketone cyclododecanone is obtained 1,3-diazaspiro [4, ll] -hexadecane-dione (2.4), mp 276-278 0 C (from methanol). If, in the above reactions, the intermediate compound, which is present as aminonitrile, is treated not with CO 2 but with 1 mol of alkali metal cyanate, the hydantoins already mentioned are likewise obtained in 50 to 60% yield. The hydantoins obtained are colorless, high-melting compounds which, due to their anticonvulsive, sedative and hypnotic effectiveness, can be used as therapeutic agents.
Eine Lösung von 123 g Cyclododecadien-(l,5)-on, 50 g Kaliumcyanid (oder 93 g Natriumcyanid) und 280 g Ammoniumcarbonat in 1,4155%igem Äthanol wird 6 Stunden auf 60°C, dann 1I2 Stunde auf 900C unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Neutralisieren mit verdünnter Salzsäure wird abfiltriert und mehrmals mit Wasser gewaschen. Ausbeute 180 g (94% der Theorie) l,3-Diaza-spiro-j4,ll]-hexadecadien-dion-(2,4), Schmelzpunkt 237 bis 238 0C (aus Äthanol).A solution of 123 g of cyclododecadien- (l, 5) -one, 50 g of potassium cyanide (or 93 g of sodium cyanide) and 280 g of ammonium carbonate in 1.4155% ethanol is heated to 60 ° C. for 6 hours, then to 90 ° C. for 1 and 2 hours 0 C heated under reflux. After neutralization with dilute hydrochloric acid, it is filtered off and washed several times with water. Yield 180 g (94% of theory) of l, 3-diaza-spiro-j4, ll] -hexadecadien-dione (2.4), mp 237-238 0 C (from ethanol).
Eine Lösung von 107 g Cyclododecenon, 43 g Kaliumcyanid und 220 g Ammoniumcarbonat in 1,21 55°/oigem Äthanol wird 6 Stunden auf 6O0C, dann 1J2 Stunde auf 900C unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Neutralisieren mit verdünnter Salzsäure wird abfiltriert und mehrmals mit Wasser gewaschen. Ausbeute 124 g (85% der Theorie) 1,3-Diazo-spiro-[4,llJ-hexadecen-dion-(2,4), Schmelzpunkt 282°C (aus Methanol).A solution of 107 g cyclododecenone, 43 g of potassium cyanide and 220 g ammonium carbonate in 1.21 55 ° / pc alcohol ethanol is heated for 6 hours at 6O 0 C, then 1 J 2 hours at 90 0 C under reflux. After neutralization with dilute hydrochloric acid, it is filtered off and washed several times with water. Yield 124 g (85% of theory) 1,3-diazo-spiro- [4,1J-hexadecen-dione- (2,4), melting point 282 ° C. (from methanol).
Eine Lösung von 182 g Cyclododecanon, 72 g Kaliumcyanid und 400 g Ammoniumcarbonat in 21 55%igem Äthanol wird 6 Stunden auf 6O0C unter Rückfluß erhitzt. Unter Schäumen entwickelt sich lebhaft Ammoniak. Nach einiger Zeit fallen Kristalle aus. Zur Zersetzung des überschüssigen Ammoniumcarbonats wird daraufhin etwa V2 Stunde auf 900C erhitzt, wobei das Äthanol abdestilliert. Dann wird mit verdünnter Salzsäure neutralisiert, die Kristalle abfiltriert und mehrmals mit Wasser gewaschen. Ausbeute 22Og (87% der Theorie) 1,3-Diaza-spiro-[4,11 ]-hexadecan-dion-(2,4), Schmelzpunkt 276 bis 278 0C (aus Methanol).A solution of 182 g cyclododecanone, 72 g of potassium cyanide and 400 g ammonium carbonate in 21 55% ethanol is heated for 6 hours at 6O 0 C to reflux. Ammonia develops vigorously under foaming. After a while, crystals will fall out. To decompose the excess ammonium carbonate, the mixture is then heated to 90 ° C. for about ½ hour, the ethanol being distilled off. It is then neutralized with dilute hydrochloric acid, the crystals are filtered off and washed several times with water. Yield 22Og (87% of theory) of 1,3-diaza-spiro [4.11] -hexadecane-dione (2.4), mp 276-278 0 C (from methanol).
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1963
- 1963-08-08 GB GB3128163A patent/GB1045888A/en not_active Expired
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GB807679A (en) * | 1956-01-16 | 1959-01-21 | Ici Ltd | New substituted hydantoin and thiohydantoin |
Also Published As
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GB1045888A (en) | 1966-10-19 |
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