DE1795298A1

DE1795298A1 - Verfahren zur Herstellung substituierter Glutarimide

Info

Publication number: DE1795298A1
Application number: DE19681795298
Authority: DE
Inventors: Dr Fuenten Helmut Aus Der; Hermann Dr Richtzenhain
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1968-09-06
Filing date: 1968-09-06
Publication date: 1971-12-30
Also published as: CH521340A; FR2017508A1; GB1241355A; LU59400A1; BE738507A; AT286955B; NL6913591A

Description

OZ 68 127 Ο4¹°) Troisd-orf, clr-n γ,₀. _Aug. _1%8

DYKAMIl¹ KOBEL AKTISliGESELLSCHAtfiP Troisdorf, Bez. Köln

Verfahren zur Herstellung substituierter Glutarimide

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von substituierten Glubrimiden der allgemeinen Formel I

in v/elcher R₁ und R₂ entweder Alkylgruppen mit 1 - 4 C-Atomen bedeuten oder gemeinsam zu einem carbocyclischen Ring geschlossen Bein.können, aus Cyanaldehyden der allgemeinen Formel II

H ^R1

C-C-CH₉-CII₉-CN ,

⁰R

in v/elcher R₁ und R₂ die oben angegebene Bedeutung haben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Cyonaldehyde mit Halogen in Gegenwart von Wasser zu den entsprechenden substituierten Cyancarbonsäuren oxydiert, diese isoliert und durch Erhitzen in die substituierten Glutarimide übergeführt werden.

Ein Verfahren zur Herstellung mehrerer substituierter Glutarimide der obigen allgemeinen Formel ist bereits in der britischen Patentschrift 1 033 251 beschrieben. Nach diesem Verfahren v/erden substituierte 4-Cyanbutyraldehyde durohtverceifende und oxydierende Behandlung in substituierte Glutorsäuren verwandelt, aus v/elchen durch Umsetzung mit Harnstoff oder Ananoniak die gewünschten GIu-

Un'iCi! -UGn lAri. 7 „ l Abs. 2 Γ-,ΐ. 1 *;.. .ζ :■. ά^ Äncisrunjeg η. J. Ij.

tarimide gebildet werden. Die Verseifung der Nitrilgruppe wurde bevorzugt mit alkalischen Mitteln, die Oxydation der Aldehydgruppe mit Kaliurapermanganat durchgeführt. Auch die Iiöglichkeit der Verseifung und Oxydation in.einer Stufe mit einer Mischung von Salpeter- und Schwefelsäure wurde erwähnt. Die so erzielten Auebeuten sind jedoch nicht befriedigend.

Demgegenüber wurde nun überraschend gefunden, daß sich Cyanaldehyde der obigen allgemeinen Pormel durch Chlor in Anwesenheit von Wasser in technisch einfacher Weise und mit ausgezeichneten Ausbeuten zu den entsprechenden 4-Qyaributtersäuren oxydieren lassen, welche wiederum durch Erhitzen ebenfalls in hoher Ausbeute in die gewünschten Glutarimide übergeführt werden können.

Die Überführung substituierter 4-Oyanbuttersäuren durch Erhitzen in die entsprechenden Glutarimide war bisher nicht beschrieben, obgleich die Herstellung des unsubstituierten Glutarimide durch Erhitzen von 4-Cyanbuttersäure bekannt war (Ber, 33 (1900) S. 590 und Liebigs Ann. 596 (1955) S. 172).

Als Ausgangsmaterial für die Herstellung τοη substituierten GIutarimiden nach dein erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich Verbindungen wie 2,2-Dimethyl-, 2,2-Diäthyl-, 2~Ä*thyl - 2-isopropyl-, 2-Xthyl-2-n-butyl-, 2,2-Tetramethylen- und 2,2-Pentaoethylen-4-cyan-butyraldehyde. ·

Die Oxydation der substituierten Cyanaldehyde v/ird in der Weise durchgeführt, daß der Cyanaldehyd in Wasser fein verteilt wird . und in diese Mischung mindestens die für die Oxydation der Aldehydgruppe stöchiometrisch erforderliche Menge Chlor eingeleitet wird. In der Regel ist ein geringer Überschuß an Chl^r erforderlich. Ein größerer Überschuß ict wegen der Gefahr der Bildung chlorierter Produkte zu vermeiden. 1G98E3/19A0

Die Temperatur der Reaktionsmischung wird durch Kühlung niedrig gehalten, um eine Verseifung der Nitrilgruppe möglichst zu vermeiden. Zweckmäßig soll die Temperatur 40° C nicht übersteigen. Bevorzugt soll ein Temperaturbereich zv/ischen 5 und 30° G eingehalten v/erden.

Das Verhältnis von Wasser zu Cyanaldehyd ist für die Oxydation nicht von ausschlaggebender Bedeutung. In der Regel v/ird der Cyanaldehyd in der 1 - 3-fachen Menge Wasser verteilt. Wesentlich geringere Wassermengen sind insofern nachteilig, als sowohl die Gefahr der Bildung chlorierter Produkte als auch die Gefahr der ITitrilverseifung erhöht v/ird. Größere Wassermengen sind unvorteilhaft, weil für die anschließende Extraktion der Cyancarbonsäure eine größere Extraktionsleistung erforderlich ist.

Die gebildeten Cyancarbonsäuren lassen sich aus der sauren wässrigen Lösung durch geeignete, gegen Säuren unempfindliche Lösungsmittel, extrahieren. Gut geeignete Lösungsmittel sind Chlorkohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, 1,2-Dichloräthan, Methylchloroform und dergleichen. Bevorzugt geeignet ist 1,2-Dichloräthan. Auch Kohlenwasserstoffe wie Benzol und Toluol sind brauchbar. Die Cyancarbonsäuren hinterbleiben nach Abdestillieren des Lösungsmittels.

Da die Oxydation der Aldehydgruppe rasch verläuft, ist eine kontinuierliche Durchführung von Oxydation und Extraktion besonders vorteilhaft.

Zur Umlagerung in das Glutorimid wird die Cyancarbonsäure auf Temperaturen zv/ischen 40 und 250° C erhitzt. Die Reaktionszeit bis zur vollständigen Umlagerung beträgt, abhängig von der Temperatur, 0,5 - ? Stunden. Tor.iperntüren von 140 bis 220° C v/erden bevor-

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zugt verwendet. Die Umlagerung kann in einfacher V/eise beim Aufheizen der Cyancarbonsäuren auf die Destillationstemperatur der Glutarimide erfolgen.

Das gebildete Glutarimid ist häufig bereits sehr rein. Falls erforderlich, v/ird es durch Destillation oder Umkristallisieren gereinigt.

Die substituierten Glutarimide sind wertvolle krampfstillende Mittel bzw. Beruhigungsmittel.

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H λ \, 3 / 1 3 L 0

Beispiel 1:

1,5 Mole (187,5 g) 2,2~Dimethyl-4-cyanbutyraldehyd werden zusammen rait 3oo g Η«0 vermischt und unter Kühlung des Reaktionsgefässes bei 18 - 19° (Innentemperatur) Chlor eingeleitet. Zur besseren Verteilung des Chlois in der Emulsion wird der Gefässinhalt mit Hilfe eines schnell laufenden Rührers gerührt. Die Chlormenge wird durch ein. Rotameter auf 20 - 22 g/h eingestellt, die genaue Chlormenge durch Rückwaage ermittelt. Nach 5 Stunden beträgt die Gewichtszunahme 106,5 g. Zur Vervollständigung der Reaktion wird , nach Beendiung des Einleitens von Chlor noch 20 Minuten gerührt, darauf mit gekühltem 1,2-Dichloräthan mehrmals von Hand ausgeschüttelt. Der Extrakt wird bei 25 C Badtemperatur im Vakuum eingeengt. Der Kolbeninhalt (192,ο g) v/ird gegen Ende des Einengens grobkristallin fest. Durch Destillation unter Normaldruck wird die gebildete Cyancarbonsäure umgelagert und man·erhält nach einem kurzen Vorlauf bis 115° C die Hauptmenge des Iraids zwischen 265 bis 275° C siedend.' Das Destillat erstarrte sofort kristallin und hat den Fp.139 - 141° C,nach einmaliger Umkristallisation aus Methyläthy!keton Fp. 143° C. Der Misch-Schmelzpunkt mit c(,4-Dimethylglutarimid zeigt keine Depression. Ausbeute: 173 j ο g Ci ,ci~Dimethylglutarimid(i,23 Mole = 82 # der Theorie).

Durch ITachextraktion der wässrigen Phase (397 g) läßt sich die Ausbeute auf 90 $ erhöhen.

Bei Verwendung der äquivalenten Menge Brom anstelle von Chlor und von 2,2-Diäthyl-4-Cyanbutyraldehyd als Ausgangsstoff werden entsprechende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 2;

verfährt entsprechend Eeipiel 1, erhitzt jedoch den Kolben

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mit der gebildeten 2,2-Diraethyl-4-cyanbuttersäure unter Zugabe von 0,5 g V/asser 15 rain lang auf 60° C. Man destilliert anschliessend unter vermindertem Druck bei 14 Torr und erhält als Vorlauf bis 145° C nicht umgesetzte 2,2 Dimethyl-4-cyanbuttersäure (17|5 Ί°% bezogen auf .Cyanbutyraldehyd ). Zwischen 145 und 150° C wird als Hauptfraktion qf,fi(~Dimethylglutarimid erhalten. Ausbeute: 72 ^ der Theorie.

Beispiel 3s

, Verfährt man wie im Beispiel 1 angegeben, nimmt aber anstelle von 2,2-Dimethyl-4-cyanbutyraldehyd den 2-Athyl-2-n-butyl-4-eyanbutyraldehyd und erhitzt den nach der Entfernung des 1,2-Dichloräthans verbleibenden hellen, hochviskosen Rückstand mit einigen Tropfen Wasser 3 - 5min. auf 200° C, so erhält man das $ -Äthyl- £*-n-butylglutarimid in Form gut ausgebildeter Kristalle. Pp. 64 - 66° C (Ligroin). Bei Verwendung von Methylchloroform oder Benzol als Extraktionsmittel erhält man entsprechende Ergebnisse.

Beispiel 4:

Zu 150 g Chlorwasser mit 0,466 $> Chlor gibt man bei 22° 0 1,49 g 2-Äthyl-2-isopropyl-4~cyanbutyraldehyd, läßt die mit einem Magnetrührer gut verteilte Emulsion 4 Stunden lang bei 22° ö reagieren, extrahiert mit gekühltem 1,2-Dichloräthan, erhitzt den nach Abziehen des Lösungsmittels im Vakuum verbleibenden Rückstand mit 0,5 g V/asser 1 Stunde auf 180° C, steigert die Temperatur 3 bis 5 Minuten auf 250° C und zieht br.-i 60 bis 70° 0 das Reaktionsgemisch mit 50£igem Alkohol-Wnur.frrßeiaisch aus. Man erhält nach Abkühlung des Lösungsmitteln Amt ff-Äthyl-ci-isopropylglutariraid in Form gut ausgebildete Krinl/il I« . Pp. 120 - 121° C.

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..- 7 —

(Molgew. 183) Ber. 0 65,55 H 9,29- N 7,65

Gef. C 65,11 H 9,55 N 7,91.

Molekulargewicht und Analyse sind eomit in Übereinstimmung mit °<~Äthyl-C(-isopropylglutarimid.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r u c h;

Verfahren zur Herstellung von Glutarsäureimiden der allgemeinen Formel

in welcher R₁ und Rp entweder eine Alkylgruppe mit 1-4 C-Atomen bedeuten oder gemeinsam zu einem carbocyclischen Ring geschlossen sein können, aus Cyanaldehycten der allgemeinen Formel

C-C-CH„-CH₀-C}( ,

in v/elcher R^ und R₂ die angegebene Bedeutung haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Cyanaldehyde mit Halogen in Gegenwart von Vf^raGsor zu den entsprechenden Cyancarbonsäuren oxydiert, diese P isoliert und durch Erhitzen in die entsprechenden Imide übergeführt werden.

Patentabteilung
Dr. Ia/ki

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