DE1670086C3

DE1670086C3 - Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten

Info

Publication number: DE1670086C3
Application number: DE1670086A
Authority: DE
Inventors: Harro Dr. 6710 Frankenthal Petersen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1965-07-22
Filing date: 1966-05-25
Publication date: 1975-12-04
Also published as: DE1670086B2; DE1545601A1; DE1670087A1; CH473128A; GB1148102A; NL6610242A; BE684497A; DE1670093A1; DE1670093C3; DE1670086A1; DE1670093B2; US3450703A; AT265280B

Description

R₁-N N-R₂

H₁C

CH-OH

(D

R^ R₃

in der R₁ und R₂ Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R₃ und R₄ Alkylfcruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder

a) etwa
Formel Il

eichnet, daß man e Mol eines Harnstoffs der allgemeinen

R₁N

CH₂

I
OR,

NR,

I "

(H) ,< Aus Angew. Chemie 76 (1964), 909ff., insbesondere

S 9H und 917, ist bekannt, daß man durch Umsetzun-von 1 Mol Harnstoff mit 2 Mol eines Aldehyds, der in ,,-Stellung zur Carbonylgruppe mindestens rWasserstorTatom besitzt, PropylenharnstofT-Denvate

,_o erhalten kann. Ferner war aus der gleichen Literatur-J teile bekannt, daß die primären Reaktionsprodukte von Harnstoff und Aldehyd in einem reversiblen Gleichgewicht mit den Ausgangsverb.ndungen stehen. Gemäß dieser Literaturstelle war zu erwarten, daß die

_M Sm^etzung von Harnstoff mit Aldehyd-Gemischen ebTn ο wie⁸ die Umsetzung von Reaktionsprodukten von 1 Mol Harnstoff und 1 Mol eines Aldehyds A mit einem Aldehyd B zu einem Gemisch von Endprodukten rühren würde. Mit der Möglichkeit, unter

,o SieVen Umständen ein einheitliches Endprodukt m hoher Ausbeute zu erzielen, war nicht zu rechnen.

Es wurde gefunden, daß man Pyridinderivate der allgemeinen Formel I

35

in der R₁, R₂ und X die zuvor genannte Bedeutung haben und R₅ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit etwa 1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel 111

R,

CH-CHO

(HD

I! c

R₁-N
H₂C.

N-R₂ CH-OH

(U

45

in der R, und R₄ die zuvor genannte Bedeutung haben, bzw. einem Acetal oder Vinyläther dieses Aldehyds, oder

b) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen

Formel IV

in der R, und R₂ Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R₃ und R₄ Alkylgruppen <o mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, in guten Ausbeuten und auf sehr einfache Weise erhält, wenn man entweder

'a)' etwa 1 MoI eines Harnstoffs der allgemcmcn Formel II

/ \
R₂N N-R₁

R₅O-CH H

CH

(IV)

55

R₁N	NR₂
CH₂	I H
OR₅

(H)

in der R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und X die zuvor genannte Bedeutung haben, mit etwa 1 Mol Formaldehyd in der R₁, R₂ und X die zuvor genannte Bedeutung haben und R₅ Wasserstoff oder einen Alkylresl mit

I bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit etwa 1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel 111

CH-CHO

(III)

in der R₃ und R₄ die zuvor genannte Bedeutung haben. bzw. einem Acetal oder Vinyläther dieses ATdehyds. oder

b) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen Formel IV

Il c

■5

, N

j
RsO-CH

N-R₁
H

(IV)

CH

in der R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und X die zuvor genannte Bedeutung haben, mit etwa 1 Mol Formaldehyd bzw. einem Acetal dieses Aldehyds bei Temperaturen zwischen 30 und 100" C in Gegenwart von 5 bis 30 Gewichtsprozent einer Säure und 50 bis 400 Gewichtsprozent Wasser, bezogen jeweils auf die Menge der Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formeln Ii bzw. IV, und gegebenenfalls weiteren Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln umsetzt.

An Stelle der freien Aldehyde kann man auch deren Acetale oder die entsprechenden Vinyläther verwenden.

Als Ausgangsstoffe entsprechend der allgemeinen Formel I Vlasscnsich beispielsweise M ono-ri-isobutylolharnstoff, N,N' - Dimethyl - N - mono - « - methoxyisobutylharnstoff und als Ausgangsstoffe der allgemeinen Formel II z. B. Monomcthylolharnstoff, Monoalkoxymethylharnstoffe, wie Monomcthoxymelhy !harnstoff, Ν,Ν'-Dimethyl-N-monomethoxymethylharnstoff sowie die entsprechenden Thioharnstoffe verwenden.

Der bevorzugte Aldehyd der allgemeinen Formel 111 ist Isobutyraldchyd.

Als Säuren lassen sich z. B. Chlorwasserstoff, Schwefelsäure, Oxalsäure oder p-Toluolsulfonsäure verwenden. Man wendet die Säuren in Mengen von 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Ausgangsstoffe der allgemeinen Formeln II oder IV, an.

Die Reaktion wird in Gegenwart von Wasser in Mengen von 50 bis 400 Gewichtsprozent, bezogen auf die Ausgangsstoffe der allgemeinen Formeln II oder IV, durchgeführt. Es ist möglich, zusätzlich Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel, wie Dioxan oder Dimethylformamid, einzusetzen. Die Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.

Die Umsetzung der Stoffe der allgemeinen Formeln II und IV mit Aldehyden bzw. deren Derivaten erfolgt zweckmäßig im Molvcrhällnis 1:1, weil die Reaklionsteilnchmcr in diesem MoIverhältnis bei der Reaktion verbraucht werden. Geringe Abweichungen von diesem Molverhältnis sind möglich. Man führt die Umsetzung zwischen 30 und lOOC, vorzugsweise zwischen 50 und 80" C, durch.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Kondensationsreaktion, bei der unter Abspaltung von Wasser oder Alkohol eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung bei gleichzeitigem Ringschluß stattfindet. Die Abspaltung von Wasser oder Alkohol kann durch höheren Säurezusatz, gegebenenfalls zusammen mit einer Erhöhung der Reaktionstemperatur, beschleunigt werden, jedoch gelingt es in vielen Fällen, bereits bei niedriger Temperatur in Gegenwart größerer Säuremengen die 4-Hydroxy-2-oxo-(thiono)-hexahydropyrimidine zu erhalten. Andererseits ist es möglich, die Umsetzung bei höherer Temperatur in Gegenwart von weniger Säure durchzuführen. Die Wahl der Temperatur richtet sich nach den jeweiligen Reaktionspartnern und kann bei Erhöhung des Säurezusatzes erniedrigt werden und umgekehrt.

Die nach diesem Verfahren herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Leder- und Lackhilfsstoffen sowie für Schädlingsbekämpfungsmittel. Sie sind außerdem langsam wirkende Düngemittel.

Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichlsteile.

Beispiel 1

Zu einer Lösung von 132 Teilen N,N'-Dimethyl-N-methoxymethylharnstoff in 300 Teilen Wasser werden unter Rühren 72 Teile Isobulyraldehyd hinzugegeben. Nach Zusatz von 30 Teilen konzentrierter Salzsäure wird das Reaktionsgemisch 1 Stunde unter Rühren und Rückflußkühlung auf 8O⁰C erwärmt. Nach Abkühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur wird mit Natronlauge neutralisiert. Zur Entfernung des Wassers und des abgespaltenen Methanols wird die Reaktionslösung im Wasserstrahlpumpcnvakuum bei 60 bis 70" C Badtemperatur eingedampft, wobei ein sirupöscr Rückstand mit ungelöstem Natriumchlorid erhalten wird. Das Natriumchlorid wird von dem noch warmen, sirupösen Produkt durch Filtration schnell abgetrennt. Beim Abkühlen des Filtrats beginnt nach kurzer Zeit das Reaktionsprodukt zu kristallisieren. Es werden 160 Teile 2-Oxo-4 - hydroxy -1,3,5,5 - tetramelhyl - hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 93% der Theorie. Die elementaranalytischen, papierchromatographischen und IR-spektroskopischen Daten stimmen mit einem auf anderem Wege hergestellten Verglcichsprodukt überein. Der Schmelzpunkt des umkristallisierten Produkts beträgt 93" C.

Analyse für C₈H₁₆O₂N₂ (172):

Berechnet ... C 55,8, H 9,3, N 16,3%;
gefunden .... C 56,0, H 9,3, N 16,1%.

Beispiel 2

Eine Mischung von 148 Teilen N-Isobutylol-thioharnstoff, 100 Teilen einer 30%igen wäßrigen Formaldehydlösung, 100 Teilen Wasser und 40 Teilen konzentrierter wäßriger Salzsäure werden unter Rühren und Rückflußkühlung 2 Stunden bis zum Sieden erhitzt. Die Temperatur steigt während der Reaktions-

dauer langsam bis auf 80¹C an. Nach Abkühlen der Reaktionsmischung wird mit Natronlauge neutralisiert, der gebildete Niederschlag wird abfiltrierl, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Es werden 132 Teile 2 - Thiono - 4 - hydroxy - 5,5 - dimethyl - hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht e.ner Ausbeute von 83% der Theorie.

Die Verbindung läßt sich aus Methanol Umkristallisieren und schmilzt dann unter Zersetzung bei 155 bis 157 C.

Analyse für C₆Hi₂N₂OS:

Gefunden .. C 44.9, H 7,6, O 9,9, N 17,3, S 20,1 %; berechnet .. C 45,0, H 7,5, O 10,0, N 17,5, S 20.0%.

NH
CH₇

CH-OH

CH₃ CH₃

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten der allgemeinen Formel 1

Il c

bzw einem Acetal dieses Aldehyds be. Temperatur^ zwischen 30 und 100 C ,n Gegenwart von 5 bis 30 Gewichtsprozent einer Saure und 50 bis 400 Gewichtsprozent Wasser, bezogen jeweils auf die Menge der Ausgangsverb.ndungen der allgemeinen Formeln II bzw. IV, und gegebenen als weiter^ Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln umsetzt.