DE1670153A1

DE1670153A1 - Verfahren zur Herstellung von Hexahydro-pyrimidinaldehyden

Info

Publication number: DE1670153A1
Application number: DE19661670153
Authority: DE
Inventors: Petersen Dr Harro
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1970-07-16
Also published as: CH496712A; CH1299067A4; CH522653A; DE1670153B2; US3534034A; CH503033A; DE1670153C3; CH406870A4; GB1196026A; BE700538A

Description

BADiS(MS AUfLIlT" & SODA-FABRIK AG

Unsere Zeichens O.Z. 24 506 Sm/ßz/Kn Ladwlgshafen am Rhein, den 29·9.1966

Verfahren sur Herstellung von Hexahydro-pyrimidin-aldehyden

Es v/urde gefunden, daiä man Hexahydro-pyrimidin-aldehyde der allgemeinen Formel

tt

R,.

C- GHO

^Il8

in der die Reste R^ und R, Ifeaaerstof faboine oder einen Alkyli-est, R₁-, R,-, R,, und R_Q gleiche oder verschiedene Alkylreste, R₁ und Rp den Rest

R₇

~ CH₉ - G - GHO , ^R8

worin R₇ und L, die zuvorgenannte Bedeutung haben, oder einer der Rö£it,e R. oder Ii, einen Alkylrest und 1 ein Sauerstoff- oder Schwefelatom bedeuten, auf sehr einfache Weise und in guten Ausbeaten erhält, wenn man
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a) Hexahydropyrimidine der allgemeinen Formel

II

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in der die Reste R^, R-, R,-, R^ und X die zuvorgenannte Bedeutung haben, Rq und R₁₀ Wasserstoff atome oder einer der Reste Rq oder R. Q einen Alkylrest, R^ Wasserstoff oder einen Alkyl rest "bedeuten, mit Formaldehyd und einem Aldehyd der allgemeinen Formel

H-C- CHO ι

III

in der die Reste jt„ und R_Q die zuvorgenannte Bedeutung haben, in Gegenwart einer Säure und gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungs- und/oder Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen 0 und 120⁰C, bevorzugt zwischen 40 und 100⁰C, umsetzt und bei der Umsetzung von Ausgangsstoffen der Formel II, in der die Reste Rq und R.Q Wasserstoff bedeuten, ein molares Mengenverhältnis von Ausgangsstoff zu Formaldehyd zu Aldehyd der Formel III von etwa. 1 s 2 : 3, bei der Umsetzung von Ausgangsstoffen der Formel II, in der einer der Reste Rq oder R₁₀ einen Alkylrest bedeutet, ein molares Mengenverhältnis von Ausgangsstoff zu Form-

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aldehyd zu Aldehyd der Former III von etwa 1 s 1 ί 2 verwendet, oder " -

b) Hexahydro~-pyrimidin~<Derivat<e der· allgemeinen Formel

R₁₂O-CH₂-K^- ^f-CH₂-OR₁₂

in der die Reste IL,, R₅ Re₅ Rg? R^₁ ^nd J. die zuvorgenannte Bedeutung haben und R₁₉ Wasserstoff oder einen Alltylrest "bedeu tet, mit einem Aldehyd der allgemeinen Formel

. R₇
H-O- OHO , III·

in dei? die Reste R₇ und Rp die 2uvorgenamite Bedeutung haben, in einem molaren Mengenverhältnis von 1 g 3 in Gegenwart einer Säure und gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungs- und/ oder Verdünnungsmittels, bei einer Temperatur zwischen 0 und 120⁰O, bevQx-sugt zwischen 40 und'100⁰C, umsetets oder

c) Hexahydropyrimidine der Pormel

■■■'.". ' " ■ /4

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worin R-, R., R₁-,

und X die zuvorgenannte Bedeutung ha

ben, einer der Reste R.-, oder R^ ein Wasserstoff atom und der andere den Rest -CHp-OR^^> worin 1,ρ die-zuvorgenannte Bedeutung hat, bedeutet, mit Formaldehyd und einem Aldehyd der Formel III in einem molaren Mengenverhältnis von etwa 1 : 1 : 3 =in Gegenwart einer Säure und gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungs- und/ oder Verdünnungsmittels bei einer !Temperatur zwischen 0 und 120 C, bevorzugt zwischen 40 und 100⁰C, umsetzt.

Das Verfahren läßt sich z.B. für die Umsetzung von 5,5-Dimethyl-4-hydroxy-hexahydro»pyrimidln mit Formaldehyd und Isobutyraldehyd durch folgende Reaktionsgleichung wiedergeben!

OHC

C t

CH,-

+ 2 CH₉O +■ 3' HC - CHO

CH,

T-CH₀ - C - CHO + 3 H₀O

₃
CHO

CH

/5

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In den Formeln für die als "bevorzugt als Ausgangsstoffe zu verwendenden Verbindungen "bedeuten die Reste IU, B₇,, Rq, R^q, R₁₁, R^o und R₁^ oder R,,, Wasserstoffatome oder Alkylreste mit 1 "bis 8 Kohlenstoffatomen, R₅₅ R₆, R₇, R_Q Alkylreste mit 1 "bis 7 Kohlenstoffatomen. Beispielsweise lassen sich folgende Hexahydropyrimidin-Derivate als Ausgangsstoffe verwenden: 4~Hydroxy~5»5-dimethyl-2-oxo-hex:ahydro~pyrimidin, 4~Hydroxy-5,5-dimethyl~6-isopropyl~2~oxo~hexahydro~pyrimidin, 4-Hydroxy-5~äthyl-5-'butyl-'6-isoheptyl«"2-oxo-hexahydrO~pyrimidin sowie die entsprechenden 4-Hydroxy~"2-thiO'~hexahydro~pyrimidine = Weitere geeignete Ausgangsstoffe sind beispielsweise 4-Methoxy-5,5~dimethyl~2~oxo-~hex&hydro~pyrimidin, 4-Methoxy~5,S-dimethyl-ö-isopropyl-2-oxo-hexahydro-pyrimidin, 4-Äthoxy~5,5-dimethyl-6--isopropyl-2-oxo-hexahydro-pyrimidin sowie die entsprechenden 4~A!koxy-2~thio-hexahydro~pyrimidine,

Der Formaldehyd kann als wäßrige Lösung, als Paraformaldehyd oder in 5Ox*m von Trioxan oder I'ormaldehydacetalen verwendet werden.

Von den Aldehyden der Formel III sind insbesondere Isobutyraldehyd, 2~Methylpentanal und 2-lthylhexanal geeignet.

Die gleichzeitige Umsetzung eines 4-Hydroxy-oder 4-Alkoxy-hexahydro-pyrimidln-Derlvats, in dem mindestens oder R₂ ein Wasserstoffatom bedeuten, mit Formaldehyd und einem

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Aldehyd der Formel JII in G-egenwart einer Säure ist verfahrens-,mäßig die einfachste und zugleich wirtschaftlichste Ausführung des erfindungsgemäß en Verfahrens., Es ist aber auch möglich, für die Umsetzung mit GH-aciden Aldehyden die entsprechenden .IT-Monomethylol-, N-Alkoxymethyl- oder E,Έ'-Dimethylöl» hzw. Ή,Ή^ι-Ί)1-alkoxymethylverbindungen der 4-"-Hydroxy~' oder 4~Alkoxy-hexahydro~ pyrimidin-Derivate zu verwenden.

man
Hierbei kann/zunächst' aus den 4-Hydroxy- oder 4-Alkoxy-2~oxo- bzw. "-2~thio-hexahydro-pyrimldinen mit Formaldehyd die entsprechenden Monomethylol- oder Dirnethylolverbindungei- herstellen und diese in einer weiteren Reaktionsstufe mit einem Aldehyd der Formel III in G-egenwart einer Säure umsetzen. Arbeitet man in Gegenwart eines Alkanols, so entstehen die entsprechenden Alkoxyme thy !verbindungen, die sich ebenfalls umsetzen lassen.

G-eeignete Methylolverbindungen sind beispielsweise K,IT'~Dimethylol^-hydroxy-S,5--d"imethyl-2~oxo-"hexahydro-pyrimidin, N^N'-Dimethylol-4~hydroxy-"5,5-'dimethyl-6-isopropyl-2-oxo-hexahydro-py-rimidin, H-Methyl-H""-methylol-4-hydroxy-5,5™-dimethyl-2-oxohexahydro-pyrimidin, lf-'Monomethylol"4-hydroxy"5,5-dimethyl-6-isopropyl~2-oxo~hexahydro~pyrimidin, F,H'-Dimethylol-4-methoxy-5,5-dimethyl-2-oxo-hexahydro-pyrimidin, H, Έ' -Dimeth.oxymetayl-4-methoxy~5>5""dimethyl~2-oxo-hexahydro-pyrimldln sowie die entsprechenden Methylol- und Alkoxymethylverbindungen der 4-Hydroxy- und 4-Alkoxy~2-thia-hexahydro-pyrimidine-

BAD ORIGINAL· /7 ^

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Als Säuren lassen sich ζ.Β* trockener oder wäßriger Chlorwasserstoff,, Schwefelsäure, Oxalsäure oder Benzolsulfonaäure verwenden.

Es ist zweckmäßig» die Reaktion in Gegenwart von Lö'sungs« und/ oder Verdünnungsmitteln, wie Wasser, Tetrahydrofuran oder Diozan, durchzuführen» Die Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel komien einzeln oder als Gemisch verwendet werden«

Die Umsetzung der Stoffe erfolgt im allgemeinen in den angegebenen Molverhältnissen. Geringe Abweichuiipn von diesen Molverhältnissen, z.B. "bis zu 10 Molprozent j sind jedoch möglieh.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Eondensationsreaktion, die durch höheren Säuresusatz, gegebenenfalls zusammen mit einer Erhöhung der Reaktionstemperatur, "beschleunigt werden kann. In vielen !Fällen gelingt es "bereits "bei niedrigen Temperaturen in Gegenwart größerer Sauremengen die gewünschten Hexahydro-pyrimidin-aldehyde zu erhalten. Andererseits ist es auch möglich, die Umsetzung "bei höherer Temperatur in Gegenwart geringerer Säuremengen durchzuführen= ^i e Wahl der Temperatur richtet sich nach den geweiligen Reaktionspartnern und kann hei Erhöhung des Säurezusatzes erniedrigt werden, vnä umgekehrt,

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Die nach dem Verfahren herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Zwischenprodukte, z.B. für die Herstellung von Arzneimitteln und lederhilfsmitteln.

Die in den Beispielen angeführten Teile "bedeuten Gewichtsteile«

Beispiel 1

In einer Rührapparatur mit Rückf^ßkühlung wird eine Mischung von 144 Teilen 2~Oxo-4~hjdroxy-5,5-dimethyl-h.exahydro~pyrimidin_f 200 Teilen 30$iger wäßriger Formaldehydlö'sung und 216 Teilen Isobutyraldehyd mit 80 Teilen 50$iger wäßriger Scliwefelsäure versetzt und 5 Stunden auf Rückflußtemperatur unter Rühren erwärmt. Im Verlauf der ersten 3 Stunden steigt die Rückflußtemperatur von 60⁰C auf etwa 85⁰C an. Nach Beendigung der Reaktion wird auf Raumtemperatur-abgekühlt und mit verdünnter Natronlauge-neutralisiert. Das entstandene Reaktionsprodukt wird mit Chloroform erschöpfend aus dem Reaktionsgemisch extrahiert. Nach Trocknen der Ohloroformphase mit Natriumsulfat und Abdampfen des Chloroforms werden 290 Teile Rohprodukt erhalten, die im Hochvakuum fraktioniert destilliert werden. Die Fraktion, dia zwischen und 220⁰O bei 0,5 Torr übergeht, wird gesondert aufgefangen. Es werden 208 Teile 2-0xo-5_s5~dimethjlhexahydro-pjrimidyl-=-1,3 - dineopental-4-i.sobutyraldehyd erhalten.

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Analyse: ^C20^H34°4^1T2

Ber.i C 65,6 $> H 9,3 °/o I 7,6.5 %

Gef.i O 65,4 Ji H 9,5 ^ 17,4 f*

Beispiel 2

Eine Mischung von 492 Teilen 2~Oxo-1,3-dimethoxymethyl-4-metlio5:y~ 5,5-dimethylhexahydro~pyrimidin, 432 Teilen Isobutyraldehyd und 100 Teilen konzentrierter Salzsäure wird in einer Rührapparatux· mit Rückflußkühlung 5 Stunden auf Rückflußtemperatur erwärmt, wobei die Rückflußtemperatur im Verlauf von 3. Stunden von 7O⁰G auf ca. 83°0 ansteigt. Das Reaktionsgemisch wird mit verdünnter Natronlauge neutralisiert und mit Chloroform extrahiert. ";:' Chloroformlösung wird mit Natriumsulfat getrocknet und im ",/asserstrahlvakuum eingedampft, wobei 742 Teile Rohprodukt erhalten werden. Die Reinigung erfolgt über eine fraktionierte Hochvakuumdestillation, wobei bei einem Druck von 0,5 Torr zwischen und 220⁰G 376 Teile 2-Oxo-5_i5-dimethylhexahydro~pyrimidyl-1,3-dineopental-4-isobutyraldehyd erhalten werden, Das Produkt 1st identisch mit dem nach Beispiel 1 erhaltenen Umsetzungsprodukt,

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Claims

PatejitajisprTIch^

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1) Verfahren zur Herstellung von Hexahydro-pyrimidin-aldehyden der allgemeinen Formel

R₁ -Ε

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T-R,

!τ

^R5 ^R6

-CHO

in der die Reste R- und R^ Wasserstoffatome oder einen Allcylrest, R₁-, Rg, Ry und R_Q gleiche oder verschiedene Alkylreste, und Rg den Rest

CH₂ - C

CHO

worin R„ und Rg die zuvorgenannte Bedeutung haben, oder einer der Reste R^ oder Rp einen Alkylrest und X ein Sauerstoffoder Schwefelatom bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Hexahydropyrimidine der allgemeinen lormel

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II

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O.Z. 24

in der die Reste EU, R., Rj-, R-g "»Hid. X die auvorgenannte Bedeutung haben* R_q und R₁₀ Wasserstoffatome oder einer der Reste Rq oder R₁₀ einen Alkylrest, R₁₁ Wasserstoff oder einen Alkylrest "bedeuten, mit formaldehyd und einem Aldehyd der allgemeinen !Formel . ■

H-O-CHO , ■ III

in der die Reste R₇ und Rg die zuTorgenannte Bedeutung hat)on_r in Gegenwart einer Säure und gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungs- und/oder Yerdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen 0 und 12O⁰C₅ "bevorzugt zwischen 40■und 100⁰C, umsetzt,

b) Hexa.hyäro-pjrimidin-Derivate der allgemeinen Formel

in der die Reste R^, R., R₁-, Rg, R₁-. und X die zuvorgenannte Bedeutung haben und R₁ ρ Wasserstoff oder einen Alkjlrest ti©«= deutet, mit einem Aldehyd der allgemeinen 3?ormel

Rr₇ t /

H-C- CHO R,

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0,2. 24 506

in der die Reste R₇ und Eo die zuvorgenannte Bedeutung haben, in einem molaren Mengenverhältnis von 1s 3 oder

c) Hexahydropyrimidine der Formel

worin R,, R^, Ret Rg» R^₁ und X die zuvorgenannte Bedeutung haben, einer der Reste R^ oder R^ ein Wasserstoff atom und der andere den Rest -GHU-OR.», worin R^p die zuvorgenannte Bedeutung hat, bedeutet, mit Formaldehyd und einem Aldehyd der Formel III in einem molaren Mengenverhältnis von etwa 1:1*3 in Gegenwart einer Säure und gegebenenfalls in Gegenwart eines Löeungs- und/oder Verdünnungsmittels bei einer Temperatur zwischen 0 und 120⁰G, bevorzugt zwischen 40 und 10O⁰O, umsetzt.

BADISGHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG

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