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Verfahren zur herstellung von 4-Amino-oxazolderivaten Es wurde gefunden,
daß man neue 4mino-oxazolderivate erhält, wenn ian Carbamate bzw. Thiocarbamate
von Cyanhydrinen der allgeeinen Pormel
worin R1 und R2 einzeln fUr Wasserstoff oder gegebenenfalls zubstitutierte Alkyl-,
Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aralkyl-, Aralkenyl- oder Arylreste
oder Carbonester-, Carbonamid- oder Nitrilgruppen stehen oder R1 und R2 zusammen
einen carboncyclischen Ring bedeuten und X für ein Sauerstoff-oder Schwefelatom
steht, durch Einwirkung von Säuren oder Basen oder/und durch Erwärmen auf 50 bis
2000C gegebenenfalls in einem Lösungsmittel cyclisiert.
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Die Oyolieierung verläuft nach folgendem Reaktionsschema:
wobei R1, B2 und 1 die oben erläuterte Bedeutung haben.
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Die erfindungsgemäß erhaltenen 4-Amino-oxazolderivate, nMlliChr 4-Amino-oxazolone-(20)
und 4-Amino-oxazolthione-(2) der @@@@@@@ II können auch in tautomeran Formen vorliegen,
z. B.:
Als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren sind substitutierte Cyanhydrincarbamate
und Cyanhydinthiocarbamate geeignet. Bevorzugt werden Cyanhydrincarbamata bzw. Cyanhdrinthiocarbmate
der allgemeinen Formel
in der R1 und F für Wasserstoffatome, Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-,
Aralkyl-, Aralkyenyl-oder Arylreste, weches- gegebenenfalls substituiert sein können
und vorzugsweise bis zu 2Q Kohlenstoffatomen enthalten, stehen oder Carbonester-,
Carbonamid- oder Nitrilgruppen beduten, und X für ein Sauerstoff- oder Schwefelatom
steht.
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Ferner können R1 und R2 gemeinsam Glieder eines carbocyclichen Ringes
sein.
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Als Subatituenten der Reste R1 und R2 kommen beispielsweise in Frage:
Halogen, Alkyl-, ryl-, Alkoxy-, Aroxy-, Nitro-, Amino-, Alklamino-, Arylamino-,
Poyl-, Hydroxyl-, Rhodan-, Sulfamid-, Suflonsäureester-, Carbonäuresseter-, Thioalkyl-und
Thioarylgruppen.
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Als beispiele eeien die Carbamate und Thiocarbamate folgender Cyanhydrine
genannt: Formaldehydcyanhydrin, Acetaldehydcyanhydrin, Bronacetaldehydcyanhydrin,
chloralcyanhydrin, Trifluoracetaldehydcyanhydrin, Propionaldehydcyanhydrin, n-butyraldehydcyanhydrin,
2,2, 3-Trichlorbutyraldehydcyanhydrin, Isobutyraldehydcyanhydrin @ Is ovaleraldehydcyanhydrin,
Oenantholcyanhydrin, Acroleincyanhydrin, Crotonaldehydcyanhydrin, Sorbinaldehydcyanhydrin,
Acetoncyanhydrin, Chloracetoncyanhydrin, Bromacetoncyanhydrin, 1 3-Dichloracetoncyanhydrin,
Hexachloracetoncyanhydrin, methyläthylketoncyanhydrin, 3-Chlorbutanon-(2) -cyanhydrin'
pentanon-(2)-cyanhydrin, Pentanon-(3)-cyanhydrin, 2-Methylbutanon-(3)-cyanhydrin,
2-dethglPentanon-(4)-cyanhydrin, Pinakolincyanhydrin, Heptanon-(4)-oyanhydrin, 3-Methylheptanon-(5)-cyanhydrin,
Eridecanon-(2)-cyanhydrin, Nonadecanon-(2)-cyanhydrin, Methylvinylketoncyanhydrin,
Mesityloxydcyanhydrin, 1,1-dimethoxybutanon-(3)-cyanhydrin, Brenztraubensäureäthylest4rcyanhydrin,
Mesoxalsäurediäthylestercyanhydrin, Acetessigester-cyanhydritr, Lävulinsäureesteroyanhydrin,
Oxalessigestercyanhydrin, icet ondicarbonestercyanhydrin, 5-Diäthylaminopentann-(2)-cyanhydrink,
Cyclopentanoncyanhydirn, Cyc lohexanoncyanhyctrin, Camphercyanhydrin, Hexahydrobenzaldehyd
cyanhydrin, Benzaldehydcyanahydrin, 2-Chlrobenzaldehydcyanhydrin, 3-Chlorbenzaldehydcyanhydrin,
4-Chlorbenzaldehydoyanhydrin, 4-Pluorbenzaldehydcyanhydrin, 4-Jodbenzaldehydcyanhydrin,
2,4-Dichlorbenzldehydcyanhydrin, 3-Nitrobenzaldehydcyanhydrin, 4-Nitrobenzaldehydcyanhydrin,
2-Chlor-5-nitrobenzaldehydcyanhydrin,
2,6-Dichlor-3-methylbenzaldehydrcyanhydrin, 4-Diäthylaminobenzaldehydcyanhydrin,
3-Cyanbenzaldehydcyanhydrin, N,N-Dimethyl-3-carbamido-benzaldehydcyanhydrin, 4-Tolylaldehydcyanhydrin,
4-Rhodanbenzaldehydcyanhydrin, 3-Carbomethoxybenzaldehydcyanhydrin, 4-Lauryloxybenzaldehydcyanhydrin,
Cyanhydrin des Salicylaldehyd-4-toluylsäuresseters. 4,4'-Toluolsulfam@do-benzaldehydcyanhydrin,
4-Methylsulfinylbenzyaldehydcyanhydrin, 3-Äthylsulfonylbenzaldehydcyanhydrin, Be
nzaldehydcyanhydrin-3 -sulfonsäurebutylester, Benzaidehydcyanhydrin-3-sulfonsäurediäthylamid,
4-Tolylacetaldehydcyanhydrin, Hydroximtaldehydcyanhydrin, Zimtaldehydcyanhydrin,
Acetophenocyanhydrin, Phenacylchloridcyanhydrin, 4-Methylthio-acetaphenocyapnhydrin.
Propiophenoncyanhdyrin, 3-Nitoacetophenoncyanhydrin, 4-Nitroacetophenoncyanhydrin,
Benzoylessigestercyanhydrin, 3-Nitrobenzoylssaigestercyanhydrin, 4-Nitrobenzoylessigestercyanhdyrin,
4-methoxybenzoylesaigestercyanhydrin, Benzalacetonoyanhydrin, Benzalacetophenoncyanhydrin,
4-Phenylacetophenoncyanhydrin.
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Diese Verbindungen sind beispielsweise nach einem eigenen Torschlag
durch Umsetzung der entsprechenden Cyanhydrine mit Cyansäure bei Temperaturen von
-50 bis +1500C gegebenenfalls in einem inerten Lösungsmittel in Abwesenheit von
Wasser zugänglich.
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Mit gleichem Erfolg können an Stelle der isolierten Carbamate oder
Thiocarbamate von Cyanhydrinen auch diesen quivalente
Gemische aus
Cyanhydrinen und Cyansäure oder Rhodanwasserstoff unmittelbar dem erfindungsgemäßen
Verfahren unterworfen werden.
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Soll die Cyclisierung durch Säuren oder Basen bewirkt werden, so iet
in zahlreichen Fällen kein Erwärmen erforderliche. Vielfach erfolgt die Reaktion
schon unterhalb OOC. Im Falle besonders träger Substanzen kann Jedoch zusätzliches
mäßiges Erwärmen zweckmäßig sein. Häufig erfolgt der Ringschluß auch bei Erhitzen
der isolierten oder gelösten Cyanhydricnacarbate oder Cyanhydrinthiocarbamate auf
Temperaturen von 50 bis oberhalb 2000C aber unterhalb der Zersetzuingspunkte der
herzustellenden cyclischen Verbindungen, lis Säuren eind zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens alle starken anorganischen sowie organiachen Säuren ferner auch sogenannte
Lewis-Säuren geeignet, vorzugsweise aber Halogenwasserstoffsäuren oder Schwefelsäure.
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Basen, die die Cyclisierung bewirken können sind z. B. Alkalt-und
Erdalkalihydroxyde, Ammoniak, primäre, sekundäre und tertiäre Amine, ferner quaternäre
mmoniumhydroxyde. Besonders seien genannt: Natrtnmhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Calciumhydroxyd,
Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Methylamin, Piperidin,
triäthylamin, Pyridin, Benzyltrimethylammoniumhydroxyd.
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Die Reaktion kann prinzipiell ohne Lösungsmittel durchgeführt werden,
soll die Cyclisierung jedoch in Lösung bewirkt werden, ao sind grundsätzlich alle
Lösungsmittel einschließlich Wasser geeignet, wie zum Beispiel Kohlenwasserstoffe,
chlorierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Äther, Ester und Nitrile. Insbesondere
seien aufgeführt: Methanol, Äthanol, Benzol, Äther, Methylenchlorid, Schwefelkohlenstoff,
Nitrobenzol, Acetonitril, Essigester, Dimethylformamid und Wasser.
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Das erfindungsgemäße Verfahren. kann man in der Weise durchführen,
daß man das zu cyclisierende Cyanhydrincarbamat oder -thiocarbamat entweder trocken
oder in Lösung oder Suspension auf Temperaturen von 50 bis 2500C erhitst oder aber
mit einer der genannten Säuren oder Basen versetzt, wobei gegebenenfalls in einem
Lösungsmittel gelöst oder suspendiert und/oder erwärmt wird.
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Nach einer besonderen Ausführungsform wird das Cyanhydrincarbamat
oder thiocarbamat in Wasser oder einem niederen Alkohol, z. B. Methanol oder Äthanol.
gelöst durch Zusatz eines Alkali- oder Erdalkalihydroxyds, zsB, Natriumhydroxyd,
eines tertiären Amines z. B.
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Triäthylamin, oder einer quaternären Ammoniumbase, z. B.
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Benzyltrimethylammoniumhydroxyd cyclisiert, worauf das Endprodukt
auskristallisiert.
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Nach einer anderen Ausführungsform wird das Ausgangsmaterial in einem
inerten Lösungsmittel gelöst und durch Einleiten von Chlorwasserstoff die Umlagerung
bewirkt, worauf das Hydrochlorid des 4-Amino-oxazolons-(2) bzw. 4-Amino-oxazolthions-(2)
auskristallisiert, Die erfindungsgemäß erhaltenen Verbindungen sind Pharmazeutika
und ferner wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung Von Schädlingsbekämpfungsmitteln.
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Beispiel 1 10 g Formaldehydcyanhydrincarbamat werden mit 10 ml Methanol
und 1,2 ml Triäthylamin 2 Stunden rückflußgekocht. Nach Erkalten liefert Absugen
6,4 g (64 %) 4-Aminooxazolon, das nach Umkristallisieren aus Methanol bei 221°C
schmilzt.
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Beispiel 2 In eine Lösung von 1,28 kg Acetoncyanhydrincarbamat in
3 Liter Acetonitril wird 2 Stunden lang Chlorwasserstoff eingeleitet.
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Am nächsten Morgen sind 1, 40 kg (85 %) Chlorhydrat des 4-Amino-5,5-dimethyl-oxazolons-(2)
auskristaWliaiert. Schmelzpunkt nach Lösen in Methanol und Fällen durch Essigester
2190C. Die Base kristallisiert nach Lösen in/Wasser auS Zusatz von Natronlauge aus.
Ausbeute 0,98 kg(77 *) vom Schmelzpunkt 2850C (aus Wasser).
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Beispiel 3 6,4 g Acetoncyanhydrincarbamat werden langsam bis auf 2000C
erhitzt. Die Substanz schmilzt zunächst, erstarrt aber schließlich wieder. Ausbeute
ca. 5,5 g (86 %) 4-Amino-5, 5-dimethyloxazolon-(2). Schmelzpunkt 284°C (aus Wasser).
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Beispiel 4 Eine kaltgesättigte Lösung von 10 g Acetoncyanhydrincarbamat
in Methanol wird mit einem Tropfen Triäthylamin versetzt. Unter
Aufsieden
kristallisiert 4-Amino-5,5-dimethyloxazolon-(2) faat quantitativ aus.
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Die gleiche Cyclisierung wird auch bewirkt durch Zusatz von methanol.
Ammoniak oder Cyclohexylamin oder Piperidin oder einer methanol. Lösung von Trimethyl-benzylammoniumjhydroxyd
an Stelle von Triäthylamin.
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Beispiel 5 10 g Acetoncyanhydrincarbamat werden in 25 ml Wasser durch
mäßiges Erwärmen gelöst. Auf Zusatz von 0,2 ml konz. Natronlauge erfolgt exotherme
CyclisOerung unter Auskristallisieren von 8 g (80 %) 4-Amino-5,5-dimethyl-oxazolon-(2).
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Beispiel 6 80 g Chloracetoncyanhydrincarbamat (Reaktionagemisch aus
Chloracetoncyanhydrin und Cyansäure) werden mit 200 ml Wasser 30 Minuten gekocht.
Es kristallisieren 77 g (96 %) 4-Amino-5-¢hlormethyl-5-methyl-oxazolon-(2) aus.
Schmelzpunkt 250°C (aus Wasser).
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Beispiel 7 200 g Cyclopentanoncyanhydrincarbamat werden mit 1 Liter
Wasser 1 Stunde gekocht. Nach Erkalten wurden durch Absaugen 195,3 g (98 %) 4-Amino-5,5-tetramethylen-oxazolon-(2)
vom Schmelzpunkt 280 0C erhalten.
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Beispiel 8 Unter den Bedingungen von Beispiel 7 wurden aua 296 g Cyclohexanoncyanhydrincarbamat
292 g (99 *) 4-Amina-5,5-pentamethylen-oxazolon-(2) vom Schmelzpunkt 292°C erhalten.
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Beispiel 9 Unter den Bedingungen von Beispiel 7 liefert 2,2'-Cyanäthylcyclohexanon-cyanhydrincarbamt
die Verbindung
vom Schmelzpunkt 24600.
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Beispiel 10 540 g Benzaldehydcyanhydrincarbamt werden mit 1 Liter
Wasser und einigen Tropfen konz. Natronlauge 5 Minuten gekocht. Nach Erkalten isoliert
man durch Absaugen 306 g (57 fo) 4-Amino-5-phenyl-oxazolon-(2) vom Schmelzpunkt
222°C.
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Beispiel 11 6,2 g Acetophenoncyanhydrincarbamat werden in 10 ml kethanel
unter Erwärmen gelöst und mit einem Tropfen Triäthylamin versetzt. In exothermer
Reaktion erfolgt die Cyclisierung zu
4-Amino-5-methyl-5-phenyloxazonon-(2),
das bald auskriatallisiert. Ausbeute 5,5 g (89 %) Schmeelpunkt 250°C.
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Beispiel 12 10 g Acetessigesteryanhydrin, in Methanol mit etwas Triäthylamin
versetzt, liefern 8,7 g (87 %) 4-Amino-5-methyl-5-carbäthoxymethyl-oxazolon-(2)
vom Schmelzpunkt 144°C.
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Beispiel 13 In eine Lösung von 76,1 g Ammoniumrhodanid ia. 400 ml
Aceton werden 36,5 g Chlowasserstoff bie 0°C eingeleitet. NachFiltrat ion wird die
Lösung mit 80 g Acetoncyanhydrin versetzt und einen Tag stehen gelassen. Nach Abdestillieren
des Acteons im Vakuum hinterbleibt ein Rückstand von 11t g (82 *), der bei Behandlung
mit wässriger Sodalösung 4-Amino-5,5-dimehtyloxazolthion-(2) vom Schmelzpunkt 2260C
(aua Äthanol) liefert.
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Beispiel 14 5 g Acetoncyanhydrincarbamat und 1,3 g Trichloressigsäure
werden in 100 ml Essigsäure gelöst einige Stunden stehen gelassen. Nach Abdestillieren
der Essigsäure im Vakuum wird mit Bicarbonatlösung genau neutralisiert und abgesaugt.
Auf dem Pilter bleiben 1,2 g (24 %) 4-Amino-5,5-dimethyloxazolon-(2).