DE1279026B

DE1279026B - Verfahren zur Herstellung von 1-Hydroxy-2-naphthamidderivaten

Info

Publication number: DE1279026B
Application number: DEF46373A
Authority: DE
Inventors: Akio Okumura; Makoto Yoshida
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1964-06-19
Filing date: 1965-06-18
Publication date: 1968-10-03
Also published as: GB1085437A; BE665517A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche KL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07c

AOIn; A 61k;
BOIj

12 q-32/01

451-9/20; 30 h-2/36;
12g-11/08; 12 g-11/22

P 12 79 026.0-42 (F 46373)

18.Juni 1965

3. Oktober 1968

l-Hydroxy-2-naphthamidderivate werden verwendet als Farbstoffe, Pharmazeutika, Agrikulturchemikalien, Kuppler für die Farbfotografie sowie als Zwischenprodukte. Zur Herstellung ist es bekannt, l-Hydroxy-2-naphthoesäure mit einer Aminoverbindung zu kondensieren. Im allgemeinen verwendet man nicht die. Säure, sondern deren Alkyl- oder Arylester, insbesondere die Phenylester für die Kondensation. Die Reaktion vollzieht sich nach folgender Gleichung:

. OH

+ H₂N(CH₂W ι

CONH(CH₂)_n+1O,

+ YOH

X ist ein Wasserstoff- oder Halogenatom, Y eine Arylgruppe, η ist gleich 0 oder eine ganze Zahl und m ist 0 oder, wenn η nicht 0 ist, gleich 1. R bedeutet einen oder mehrere Substituenten am Phenylkern, z. B. Alkyl-, Aryl-, Acylaminogruppen, Halogenatome oder Wasserstoffatome. Wenn R zwei oder mehrere Gruppen bedeutet, so können diese gleich oder verschieden sein. Die Zahl der Gruppen hat keinen Einfluß auf die Reaktion. Für R sind jedoch keine Gruppen zu verwenden, die leicht durch Wasserstoff reduzierbar sind (z. B. Nitroso-, Nitro- und Cyangruppen), die mit den Estern reagieren können (z. B. unsubstituierte Aminogruppen) oder die mit den Aminogruppen reagieren können (z. B. Carboxyalkyl-, Carboxyaryl-, Sulfoxyalkyl- und Aldehydgruppen) (USA.-Patentschrift 2 474 293).

Diese Synthese ist aber nur brauchbar, wenn die Aminoverbindung mit guten Ausbeuten leicht synthetisiert, abgetrennt und gereinigt werden kann und wenn der Ester der l-Hydroxy-2-naphthoesäure bzw. i ies Derivates dieser Säure mit der Aminoverbindung leicht reagiert und das Naphthamidderivat ohne Schwierigkeit abgetrennt und gereinigt werden kann.

Wenn man eine Aminoverbindung durch katalytische Reduktion einer Nitrilverbindung herstellt, entstehen im allgemeinen sekundäre Amine als Nebenprodukte, wodurch die Ausbeute an primärem Amin entsprechend geringer wird. In manchen Verfahren zur Herstellung von
1 -Hydroxy-2-naphthamidderivaten

Anmelder:

Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha,

Kanagawa-ken (Japan)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,

6000 Frankfurt, Annastr. 19

Als Erfinder benannt:

Makoto Yoshida,

Nakajima, Odawara-shi, Kanagawa-ken;

Akio Okumura,

Yo-shihama, Yugawara-machi, Kanagawa-ken

(Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 19. Juni 1964 (34 589)

Fällen bereitet die Abtrennung und Reinigung des primären Amins Schwierigkeiten. Wenn die Kondensation des Esters mit einem primären Amin in einem Lösungsmittel oder auch ohne Lösungsmittel durchgeführt wird, so sind manche Arten von Aminen schwer zur Reaktion zu bringen, und man erhält schlechte Ausbeuten. Auch ist oft die Abtrennung und Reinigung des Naphthamidderivates schwierig.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, 1-Hydroxy-2-naphthamidderivate von komplizierter Struktur, ausgehend von entsprechenden Nitrilen in einem einstufigen Verfahren unter technisch günstigen Bedingungen und in guten Ausbeuten, herzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von l-Hydroxy-2-naphthamidderivaten der allgemeinen Formel

OH

CONH(CH₂)„_+i O„

worin X ein Wasserstoff- oder Halogenatom, 11 gleich

809 619 560

0 oder eine ganze Zahl, m gleich 0 oder, wenn η nicht 0 ist, m gleich 1 ist und R Wasserstoff oder einen oder mehrere inerte Substituenten bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man ein entsprechendes Nitril mit einem entsprechenden 1-Hydroxy-2-naphthoesäurearylester zwischen etwa 90 und etwa 120⁰C mit Wasserstoff unter Druck in Gegenwart von Nickel-, Kobalt-, Platin- oder Palladiumkatalysatoren gegebenenfalls auf Trägern reduzierend kondensiert.

Bei diesem Verfahren erhält man nach folgender Reaktionsgleichung unmittelbar das Naphthamidderivat, ohne vorher das primäre Amin isolieren zu müssen.

OH

= X

COOY + NC(CH₂)„0,

+ 2H₂

CONH(CH₂)_n+1O,

Da mit Wasserstoff reduziert wird, soll die Gruppe R nicht durch Wasserstoff leicht reduzierbar sein, da dies die Reaktion kompliziert und zu Nebenprodukten führt, denn die reduzierte Gruppe R kann mit dem Ester reagieren. Die Gruppe R soll auch nicht so beschaffen sein, daß sie mit dem Ester reagieren kann, da sonst andere und nicht die gewünschten Naphthamidderivate entstehen können. Weiter soll die Gruppe R nicht mit Aminen reagieren können, da sonst durch Reaktion mit der aus dem Nitril gebildeten Aminoverbindung Nebenprodukte entstehen. Diese Begrenzungen bezüglich der Gruppe R sind erforderlich, da die Reduktion und Kondensation in einem Verfahrensschritt erfolgt.

Das Verfahren hat den Vorteil, daß die durch Reduktion des Nitrils gebildete primäre Aminoverbindung nicht isoliert werden muß. Bei Verwendung eines entsprechenden Lösungsmittels kristallisiert das Naphthamidderivat aus der Reaktionslösung. Man kann die warme Reaktionslösung zur Entfernung des Katalysators filtrieren, dann zur Kristallisation abkühlen und das Reaktionsprodukt

R₁ - CN

unmittelbar abfiltrieren. Hierdurch ist die Gewinnung von Naphthamidderivaten sehr vereinfacht.

Die bekannten Synthesen für Naphthamidderivate erfordern hingegen zwei Stufen, nämlich zuerst die Herstellung und Isolierung der Aminoverbindung und dann deren Kondensation mit dem Ester. Hierzu wird ein hoher Zeitaufwand benötigt. Bei dem viel einfacheren einstufigen Verfahren der Erfindung braucht man bei Verwendung eines Autoklavs viel weniger Zeit.

Das Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die Gruppe R eines aromatischen Nitrils in Ortho-Stellung zur Cyangruppe steht. In diesen Fällen führt bei den üblichen Verfahren sowohl die Reduktion des Nitrils zum primären Amin als auch die Kondensation mit den Phenylestern der 1-Hydroxy-2-naphthoesäure jeweils zu niedrigen Ausbeuten. Hingegen erreicht man mit dem Einstufenverfahren gemäß der Erfindung etwa die dreifache Ausbeute gegenüber dem üblichen Zweistufenverfahren.

Die Reaktion vollzieht sich nach folgendem Schema:

+ NH₃

R₁-CH = NH

R₂- C — OAryl

- Il ο

R₁-CH = N +HO—Aryl

O = C-R₂
k₇ H₂

R₁ CH₂NHCO R₂

R₁ — CH₂NHCO — R₂ + HO —Aryl

Bei der Reduktion wird zuerst 1 Mol Wasserstoff (lci). Aus dem Aldimin kann sich durch weitere am Nitril angelagert, wobei sich das Aldimin bildet Anlagerung von 1 Mol Wasserstoff das primäre

Amin bilden (ks). Nach Karrer, »Lehrbuch der organischen Chemie«, 13. Auflage (1955), S. 145 entsteht das sekundäre Amin aus dem Imin und dem primären Amin. Das durch Wasserstoffanlagerung an das Nitril gebildete Imin ist dermaßen reaktiv, daß es unmittelbar kondensiert mit dem Arylester (ke), wobei unter weiterer Wasserstoffanlagerung (k?) das gewünschte Naphthamidprodukt entsteht.

Es handelt sich also nicht um eine Aminolyse, sondern um einen neuartigen Reaktionsmechanismus. Dies zeigt auch die unerwartet hohe Ausbeute im nachfolgenden Beispiel 2 in Gegenüberstellung zum Vergleichsbeispiel 1, in dem reines Amin mit dem Phenylester umgesetzt wurde.

Die Herstellung von primären Aminen durch katalytische Reduktionen von Nitrilen ist im allgemeinenverhältnismäßig schwierig, da Nebenprodukte, hauptsächlich sekundäres Amin, in beträchtlichen Mengen anfallen. Es wurden daher schon verschiedene Methoden vorgeschlagen, um ki erheblich größer als It2 zu machen. Es wurden aber keine praktisch - brauchbaren Verfahren gefunden.

Zur Verhinderung der Bildung von sekundärem Amin wurde z. B. vorgeschlagen, in Gegenwart von Ammoniak, anorganischen Säuren, organischen Säuren oder Säureanhydriden, wie Essigsäureanhydrid oder Buttersäureanhydrid, zu hydrieren, um das primäre Amin als Salz oder Acylverbindung zu gewinnen, die dann zum primären Amin zersetzt wird. Weiter wurde vorgeschlagen, die Nitrilverbindung in Gegenwart von Formamid oder Ameisensäureester zu reduzieren, um eine Formylverbindung zu gewinnen, die dann zum primären Amin zersetzt werden kann. Alle diese Verfahren betreffen die Herstellung von primären Aminen oder Acylaminoverbindungeh von einfacher Struktur und sind nicht vergleichbar mit dem vorliegenden Verfahren, bei dem eine bestimmte Verbindung von kompliziertem Aufbau unmittelbar in einer Stufe gewonnen wird.

Die selbstverständlich abwandelbaren Grundzüge des Verfahrens sind folgendermaßen:

Ein Ester der l-Hydroxy-2-naphthoesäure bzw. eines Derivates dieser Säure wird zusammen mit einer Nitrilverbindung in einen Schüttelautoklav gebracht. Wenn nötig, kann ein Lösungsmittel, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, tertiäres Butanol, Tetrahydrofuran, Dioxan usw., verwendet werden. Im allgemeinen ist Äthanol vorzuziehen. Es wird etwa 1 bis 1,5 Mol Ester pro 1 Mol Nitrilverbindung angewendet. Als Katalysator kann Nickel, Kobalt, Platin oder Palladium gegebenenfalls auf Trägern, wie Tonerde oder Aktivkohle, verwendet werden. Im allgemeinen ist Raney-Nickel zweckmäßig, und zwar in einer Menge von etwa 6 Gewichtsprozent des Rohmaterials. Wasserstoff wird in den Autoklav mit einem Anfangsdruck von etwa 55 bis 85Jcg/cm² (Raumtemperatur) eingeleitet. Dann wird der Druck so reguliert, daß er nach der Absorption höher als 40 kg/cm² ist. Die Reaktion erfolgt bei Temperaturen zwischen etwa 90 bis 120⁰C während etwa 1 bis 6 Stunden, ist aber im allgemeinen innerhalb 3 Stunden beendet.

Bei manchen Nitrilen ist die Zugabe von geringen Mengen basischer Verbindungen, wie Ammoniak, Pyridin und Triäthylamin vorteilhaft. Im allgemeinem sind aber solche Zusätze nicht nötig.

Nach Beendigung der Reaktion wird unter Zugabe von Lösungsmittel erwärmt, um das Reaktionsprodukt zu lösen. Dann wird der Katalysator abfiltriert. Das gewünschte Produkt erhält man durch Kühlung und gegebenenfalls Einengung des Filtrats.

Beispiel 1

In einen SOO-ccm-Schüttelautoklav wurden 43,5 g (0,16 Mol) l-Hydroxy-2-naphthoesäurephenylester, 23,5 g(0,18 Mol) o-Methylphenylacetonitril, 150 ecm Äthanol und etwa 5 g Raney-Nickel (Ni-Al-Verhältnis 1 : 1) eingefüllt. Dann wurde Wasserstoff eingeleitet, so daß der Anfangsdruck 57 kg/cm² betrug. Nach Erwärmung auf 100° C ließ man 4,5 Stunden reagieren. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur betrug der Wasserstoffdruck 48 kg/cm². Der Niederschlag wurde durch Erwärmen auf dem Dampfbad gelöst. Dann wurde der Katalysator abfiltriert und das Filtrat auf 100 ecm konzentriert. Der bei der Kühlung ausfallende Niederschlag wurde abfiltriert und aus einem Gemisch von 100 ecm Alkohol und 20 ecm Dimethylformamid umkristallisiert. Man erhielt 25,5 g l-Hydroxy-N-(o-methylphenethyl)-2-naphthamid. Schmelzpunkt 129 bis 13O⁰C.

Beispiel 2

In einen 500-ccm-SchüttelautokIav wurden 52 g (0,2 Mol) l-Hydroxy-2-naphthoesäurephenylester, 35 g (0,2 Mol) o-Acetoaminophenylacetonitril, 100 ecm Äthanol und 5 g Raney-Nickel eingefüllt. Wasserstoff wurde eingeleitet, bis der Anfangsdruck 77 kg/cm² betrug. Dann wurde auf 100° C erwärmt und 4,5 Stunden reagieren gelassen. Nach Kühlung auf Raumtemperatur betrug der Wasserstoffdruck 52 kg/cm². Das Reaktionsprodukt wurde unter Erwärmung in 120 ecm Dimethylformamid gelöst. Nach Abfiltrieren des Katalysators wurde gekühlt. Der Niederschlag wurde mit 30 ecm Äthylacetat gewaschen. Das gewonnene l-Hydroxy-N-(o-acetoamidphenethyl)-2-naphthamid war so rein, daß es nicht umkristallisiert werden mußte. Ausbeute 38 g (56%). Schmelzpunkt 222 bis 223° C.

Beispiel 3

Bei sonst gleicher Arbeitsweise wie im Beispiel 2 wurden 57 g (0,25 Mol) l-Hydroxy-2-naphthoesäurephenylester und an Stelle von Raney-Nickel ungefähr 5 g Raney-Kobalt und an Stelle von Äthanol 100 ecm Dimethylformamid verwendet. Nach Abfiltrieren des Katalysators wurde mit 100 ecm Methanol gekühlt. Der Niederschlag wurde mit Äthylacetat gewaschen. Man erhielt l-Hydroxy-N-(o-acetamidphenethyl)-2-naphthamid. Ausbeute 53 g (76%). Schmelzpunkt 222 bis 223 ⁰C.

Beispiel 4

Bei sonst gleicher Airbeiiswe'se wie irr. Beispiel 2 wurde an Stelle von Raney-Nicke! ungefähr 5 g Raney-Kobalt (Co-Al-Verh^ltris 1:1; veiwendet. Man erhielt l-Hydroxy-N-(o-acetamidphenethyl)-2-naphthamid in einer Ausbeute von 40 g (59%).

Beispiel 5

Bei sonst gleicher Arbeitsweise w^:e im Beispiel 2 . wurden 59 g(ö,2Mol) i-Kydroxy-^ehlor-l-naphthoe-

säurephenylester verwendet. Man erhielt 1-Hydroxy-4-chlor-N-(o-acetamidphenethyl)-2-naphthamid. Ausbeute 30 g (40%. Schmelzpunkt 210 bis 211⁰C.

Vergleichsbeispiel 1

In einen 1-1-Schüttelautoklav wurden 87 g (0,5 Mol) o-Acetaminophenylacetonitril, 300 ecm ammoniakhaltiges Äthanol und 5 g Raney-Nickel eingefüllt. Wasserstoff wurde eingeleitet, bis der Anfangsdruck 80 kg/cm² betrug. Bei 100⁰C ließ man 3 Stunden reagieren. Danach wurde der Katalysator abfiltriert und auf dem Dampfbad unter vermindertem Druck konzentriert. Man erhielt ein öliges Produkt, das durch Hochvakuumdestillation gereinigt wurde. Die Ausbeute an o-Acetaminophenethylamin betrug 54 g (61%). Siedepunkt 165 bis 172°C/10-²mmHg.

In einen 500-ccm-Kolben wurden 36 g (0,2MoI) dieses Amins und 53 g (0,2 Mol) l-Hydroxy-2-naphthoesäurephenylester eingefüllt und in einem ölbad während !Stunde auf 170⁰C gehalten. Währenddessen wurde das entstehende Phenol unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Produkt unter Rückfluß und Zugabe von 300 ecm Methanol gekocht. Nach Abkühlung wurde der ausgefallene Niederschlag abfiltriert und aus einem Gemisch von Alkohol und Dimethylformamid umkristallisiert. Man erhielt l-Hydroxy-N-(o-acetamidphenethyl)-2-naphthamid

30 in einer Ausbeute von 23 g (33%). Schmelzpunkt 222 bis 223 ⁰C.

Insgesamt betrug die Ausbeute, ausgehend von der Nitrilverbindung, 20%. Dies ist ungefähr ein Drittel der Ausbeute der Beispiele 2 und 3. Außerdem ist das Verfahren des Vergleichsbeispieles umständlicher, kostspieliger und zeitraubender als das Verfahren der Erfindung.

Vergleichsbeispiel 2

Bei sonst gleicher Arbeitsweise wie im Beispiel 1 wurde an Stelle von l-Hydroxy-2-naphthoesäurephenylester 1 -Hydroxy-2-naphthoesäuremethylester verwendet. Man erhielt l-Hydroxy-N-(o-methylphenethyl)-2-naphthamid. Ausbeute ungefähr 8%.

Die Schmelzpunkte und Ergebnisse der Stickstoffanalyse von erfindungsgemäß hergestellten Naphthamidderivaten folgender allgemeiner Formel

OH

CONH(CH₂)_n+i

sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle

	π	R	TT	Fp. ΓΟ	N-Analyse	gefunden
X	O	4-NHCOCH₃	117 bis 118	berechnet	5,11
H	O	4-NHSO₂CH₃	215 bis 216	5,06	8,16
H	O	2-CH₃	171 bis 172	8,38	7,72
H	P	2-Cl	122 bis 123	7,57	4,66
H	O	2,4-di-CH₃	124 bis 125	4,81	4,23
K	O	TJ	134 bis 135	4,49	4,68
H	1	2-NHCOC₂H₅	123 bis 124	4,59	4,70
H	1	2-NHCOCH₃	218 bis 219	4,81	7,75
K	1	4-NHCOCH₃	222 bis 223	7,73	8,32
H	1	2-NHSO₂CH₃	226 bis 227	8,05	8,28
H	1	4-NHSO₂CH₃	148 bis 150	8,05	7,54
H	1	2-NHSO₂ -^\~~y	192 bis 194	7,30	7,51
H	1	4-NHSO₂ —^ ^> *	163 bis 164	7,30	6,38
H	1	2-NHSO₂ -^\~\- ^CH3	228 bis 229	6,28	6,41
H	1	4-NHSO₂ -~\~/~ ^CH3	171 bis 173	6,28	6,33
H	1	2-CH₃	199 bis 200	6,09	5,87
H	1	— H	129 bis 130	6,09	4,43
H	O	— H	135 bis 136	4,59	4,32 ■
Cl	O	IT	139 bis 140	4,49	4,11 . .
Br	1	2-NHCOCH₃	101 bis 103	3,93	4,33
Cl			210 bis 211	4,31	7.46
Cl		7,32

ίο

Tabelle 2 zeigt die Schmelzpunkte und Ergebnisse der Stickstoffanalyse von erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen folgender allgemeiner Formel:

N-Analyse

berechnet

gefunden

-NHSO₂CH₃

-NHSO₂
-NHSO₂

In entsprechender Anpassung können nach dem oben beschriebenen und durch die Beispiele erläuterten Verfahren auch Naphthamidderivate mit Carboxyl- oder Sulfidgruppen bzw. anderen als den aufgeführten Substituenten R hergestellt werden. Mit Palladium- und Platinkatalysatoren auf Trägern erhält man gleichartige Ergebnisse.

165 bis 166
153 bis 154

156 bis 157

6,76
5,88

5,71

6,39
6,13

5,74

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von 1-Hydroxy-2-naphthamidderivaten der allgemeinen Formel

OH

30 worin X ein Wasserstoff- oder Halogenatom, η gleich O oder eine ganze Zahl, m gleich O oder, wenn η nicht O ist, m gleich 1 ist und R Wasserstoff oder einen oder mehrere inerte Substituenten bedeutet, dadurch geke η η zeichnet, daß man ein entsprechendes Nitril mit einem entsprechenden l-Hydroxy-2-naphthoesäurearylester zwischen etwa 90 und etwa 120⁰C mit Wasserstoff unter Druck in Gegenwart von Nickel-, Kobalt-, Platin- oder Palladiumkatalysatoren gegebenenfalls auf Trägern reduzierend kondensiert.

CONH(CH₂)„

35 In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 474293.