DE1670232C3

DE1670232C3 - Verfahren zur Herstellung von 2,4-Hexahydropyrimidind ionen

Info

Publication number: DE1670232C3
Application number: DE19671670232
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. 6700 Ludwigshafen; Petersen Harro Dr. 6710 Frankenthal Merger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1967-05-27
Filing date: 1967-05-27
Publication date: 1976-09-23

Description

HN NH

R-

' ^H
/ \
H₃C CH₃

in der R die obige Bedeutung hat und R₁ ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, entweder mit Wasserstoffperoxid in wäßriger Lösung oder mit Permanganate!! oder Chrom(VI)-Verbindungen in schwefelsaurer Lösung bei Temperaturen von 0 bis 110 C oxydiert.

Es wurde nun gefunden, daß man Hexahydropyrimidindione der allgemeinen Forme) I

HN NH

R-I

H₃C CH₃

in der R ein Wasserstoffatom oder eine Isopropylgruppe bedeutet, vorteilhaft erhält, wenn man ein 2-Oxo-4-hydroxy oder -alkoxy-hexahydropyrirnidin der allgemeinen Formel II

in der R ein Wasserstoffatom oder eine Isopropylgruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 2-Oxo-4-hydroxy- oder -alkoxyhexahydropyrimidin der allgemeinen Formel II

HN NH

H₃C CH₃

in der R die obige Bedeutung hat und R₁ ein Wa.s>eistoffatom oder einen Alkylrest mit bis 2.11 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, entweder mit Wasserst offperoxid in wäßriger Lösung oder mit Permanganateii oder Chrom(VI)-Verbindungen in schwefelsaurer Losung bei Temperaturen von 0 bis 110 C oxydiert. Die Umsetzung läßt sich für den Fall der Verwendung von S^-Dimethyl^-isopropyl-hexahydropyrimi-

din-2-on-4-ol und Wasserstoffperoxid durch folgende Formeln wiedergeben:

40

HN

NH

Es ist aus Journal of Organic Chemistry, Bd. 2(i (1961). S. 1877 bis 1884, bekannt, 2,4-Hcxahydropyrimidindione durch Umsetzung von «,//-ungesättigten Carbonsäuren mit Harnstoff oder über die Umsetzung von //-Aminosäuren mit Isocyanaten herzustellen. Beide Verfahren gehen von schwer zugänglichen Ausgangsstoffen aus; nur eine begrenzte Zahl von substituierten Hexahydropyrimidindionen ist, zumeist in unbefriedigender Ausbeute, auf diese Weise herstellbar.

Es ist bekannt (Houben-Wcyl, Methoden deir organischen Chemie, Bd. 6, Teil 4 [Stuttgart 1966]. S. 438), daß man cyclische Halbacetale mit 30%igcm Wasserstoffperoxid zum entsprechenden Lucton oxidieren kann. Dieser Hinweis betrifft jedoch die Oxidation eines olTcnkelligcn Aldehyds, auch wenn diescir weitgehend in der taulomeren cyclischen Halbacctalform vorliegt. Das Beispiel steht im Abschnitt: »Ringöffnung unter oxydierenden Bedingungen« (H ο u ■ bcn-Weyl, 6/4, S.437) und wird mit der entsprechenden ^-Hydroxycarbonsäure als Zwischenprodukt fiirmiilioil

H₃C C

HC'
/
H₃C H₃C

+ H₂O,

₂O,

il c

OH

CH₃

HN
H

H ,C Y

■ 1 /■

HC
/
H₃C H₃C

NH

CO + 2H₂O

CII₁

Im Vergleich zu vorgenaiiiilom Veifahren liefert das Verfahren nach der liiiiiulung die genannten 2.4-Hcxahyilropyriinidindionc. ausgehend von leicht zugänglichen Ausgangsstoffen, auf einfachem Weg in

guter Ausbeute und überraschenderweise ohne wesentliche Bildung von Nebenprodukten. Die als Ausgangsstoffe verwendeten 2-Hexahydropyrimidon-4-äther bzw. -4-ole gehören dem Verbindungstyp der Semi-(N-carbamyI-)aminale an, der am Anmeldetag noch kaum bekannt war. Insbesondere war das Verhalten dieses Verbindungstyps bei der Oxydation unbekannt. Man hätte im Hinblick auf die Lehre von Houben-Weyl somit in Analogie zu ,."-Hydroxycarbonsäuren /7-Ureidocarbonsäuren als Endstoffe erwarten müssen, da man unter den angewandten Bedingungen schon im Hinblick auf J. Org. Chem., 26 (1961), S. 1880, keine Kondensation zu Hexahydropyrimidindionen voraussehen konnte; denn die genannte Veröffentlichung lehrt Reaktionsternpeiaturen von 180 bis 200 C. Im Falle von Athern als Ausgangsstoffen zeigt es sich noch stärker, daß aus dem Verhalten von Acctalen keine Schlüsse auf Aminale gezogen werden können. Denn cyclische Ο,Ο-Vollacetale können nicht in das Reaktionsschema der Literaturstelle (tautomere offene Aldehydform) einbe/ogen werden, da nach Houben-Wey! (loc. eil. Bd. 6,4, S. 433) sechsgliedrige cyclische Halbaeelalc zwar in einem tautomeren Gleichgewicht mit den offenkettigen Λ-Hjdroxy-oxo-Verbindungen stehen, ein solches Gleichgewicht bei den entsprechenden Vollacetalen aber nicht existiert. Man hatte somit für die ertindungsgemäßen Ausgangsstoffe je nach H}droxylrest oder Ätherrest einen unterschiedlichen Redktionsweg und unterschiedliche Reaklionsselektivität erwarten müssen, wobei der Reaktionsweg an sich unbekannt und nicht aus der Lehre von Houben-Weyl ableitbar war. Es war daher überraschend, daß 4-Äther- und 4-Hydroxy-he\ahydropyrimidone gleicherweise mit hoher Selektivität oxydiert werden und als Endstoffe in hoher Ausbeute 2,4-Hexahydropyrimidindione erhalten werden.

Die als Ausgangsstoffe benötigten 2-Hexahydropynmidin-4-alher oder -4-olc können /. B. leicht nach ilen Verfahren der deutschen Patente 12 31 247 und 12 30 805 hergestellt werden. Das Oxydationsmittel kann in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, vorzugsweise bis /um O.Sfachen Überschuß über die Stöehiometrische Menge, der Reaktion zugeführt werden.

Die Reaktion wird bei einer Temperatur /wischen 0 und 110 C, vorzugsweise /wischen 50 und 110 C. drucklos oder unter Druck, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt, beispielsweise wie folgt: Dem substituierten 2-Hexahydrop>nmidon-4-äther bzw. -4-ol. gegebenenfalls zusammen mit dem Lösungsmittel, wird bei vorgenannter Temperatur w.ihrend ¹Z₂ bis 2 Stunden des Oxydationsmittel, gegebenenfalls zusammen mit dem Lösungsmittel, unter guter Durchmischung nach und nach zugegeben Man läßt dann das Rcaktionsgemisch noch I bis 12 Stunden reagieren, kühlt gegebenenfalls ab und filtriert dann den gebildeten Eiulstoff ab. Aus dem Filirat können in üblicher Weise, z. B. durch Einengen der Lösung und Umkrislallisation des gebildeten Feststoffs aus Wasser oder Acetonitril, weitere Anteile an Endstoff gewonnen werden.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Pharma/cutika, Herbiziden. Bleich- und Waschmittel!!.

Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichtsleile.

Beispiel 1

144 Teile 5,5 - Dimethyl - hexahydropyrimidinon-2-ol-(4) werden in 500 Teilen heißen Wassers gelöst. Bei 60 bis 70 C werden im Verlauf von 1,5 Stunden unter Rühren 120 Teile 30%iges Wasserstoffperoxyd nach und nach zugegeben. Man hält das Reaktionsgemisch weitere 12 Stunden bei 80 bis 90'C. Nach Erkalten des Gemisches filtriert man das in farblosen

ίο Kristallen ausgefallene 5,5-Dimethyl-hexahydropyrimidindion-(2,4)abunderhält92 Teile. Durch Einengen der Lösung unter vermindertem Druck auf etwa die Hälfte erhält man weitere 10,5 Teile Gesamtausbeute 102,5 Teile, entsprechend 72% der Theorie, bezogen

auf eingesetzten Ausgangsstoff. Fp. 248 bis 250 C (aus Wasser oder Acetonitril).

Analyse:

Berechnet ... C 50,69, H 7,09, O22,51, N 19.71%; gefunden .... C 50,8, H 7,2, O 22,6. N 19.8%.

Beispiel 2

Man löst 158 Teile 5,5-Dimethyl-4-inethoxy-hexahydro-py_;imidinon-(2) in 700 Teilen heißen Wassers und i'ibt bei 70' C im Verlauf einer Stunde 120 Teile 30%iges Wasserstoffperoxyd zu. Das Reaktionsgemisch wird 12 Stunden bei 80 bis 90 C weitergerührt. Aus der erkalteten Lösung kristallisieren 81 Teile. beim Einengen weitere 14,5 Teile 5,5-Dimethyl-hcxahydropyrimidindion-(2,4) aus (entsprechend einer Ausbeute von 63% der Theorie, bezogen auf eingesetzten Ausgangsstoff)·

Beispiel 3

144Teile 5,5 - Dimethyl - hexahydropyrimidinon-(2)-ol-(4) werden in 700 Teilen 15%iger Schwefelsäure gelöst und bei 30 bis 50 C (Eiskühlung) im Verlauf von etwa 1,5 Stunden unter kräftigem Rühren portionsweise mit fein pulverisiertem valiumpermanganat umgesetzt, bis kräftige Violettfärbung erhalten bleibt. Man rührt das Gemisch 1 Stunde bei 50 C weiter, erhitzt es schließlich zum Sieden und filtriert es über einen Heißwassertrichter. Beim Erkalten und Einengen des Gemisches kristallisieren 98 Teile 5,5-Dimethvl-hexahydropyrimidindion-(2,4) (entsprechend 69% der Theorie, bezogen auf eingesetzten Ausgangsstoff) aus.

Beispiel 4

1X6 Teile 5,5 - Dimethyl - 6 - isopropyl -hexahydropyrimidinun-2-ol-(4) weiden, in 500Teilen I5%iger Schwefelsäure gelöst, im Verlauf von 2 Stunden bei 95 bis 110 C mit einer wäßrigen Lösung von 145 Teilen Kaliumchromat umgesetzt. Man rührt noch 2 Stunden bei 100 C und erhält nach Erkalten und Einengen der Lösung durch Abfiltrieren der farblosen Kristalle 155 Teile 5,5-Dimcthyl-d-isopropyl-hexahydropyrimidindk> n-|2.4) (entsprechend einer Ausbeute von 84% der Theorie, bezogen auf den Ausgangsstoff)· Fp. 235 bis 237 C (aus Wasser bzw. Acetonitril).

Analyse:

Berechnet ... C 58,67, H 8.75, O 17,37, N 15,21%: gefunden .... C 58,5. H 9,0, O 17,5, N 15,0%.

B e i «ι ρ ι e I 3

iS6 Teile 5,5-Dimeth\l-6-isopropyl-hexahydropyrimidinon-2-ol-(4) werden in 500 Teilen heißen Wassers gelöst und unter Rühren im Verlauf von 1,5 Stunden bei 60 bis 70" C mit 120 Teilen 30%igem Wasserstoffperoxyd umgesetzt. Man hält das Gemisch weitere 12 Stunden bei 80 bis 90 C und gewinnt nach Erkalten und Einengen der Lösung 164 Teile 5,5-Dimelhyl-6-isopropyl-hcxahydropyrimidindion-(2,4) (entsprechend einer Ausbeute von 89% der Theorie, bezogen auf den Ausgangssloff).

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Hexahydropyrimidindionen der allgemeinen Formel I

HN NH

r4

H₃C CH₃