DE1801556A1

DE1801556A1 - Verfahren zur Herstellung von substituierten Hexahydropyrimidinonen-(2)

Info

Publication number: DE1801556A1
Application number: DE19681801556
Authority: DE
Inventors: Dr Karl-Dieter Hesse
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1968-10-05
Filing date: 1968-10-05
Publication date: 1970-05-21

Description

Verfahren zur Herstellung von substituierten Hexahydropyrimidinonen- (2) Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von substituierten Hexahydropyrimidinonen-(2) Es ist bekannt, daß Hexahydropyrimidinone-(2) durch Umsetzung von Harnstoffen mit α,ß-ungesättigten Aldehyden (deutsche Auslegeschrift 1 229 093), von Harnstoffen mit 1,3-Diaminopropan (USA-Patentschrift 3 158 501), von Harnstoffen mit Aldehyden (deutsche Auslegeschrift 1 230 805) und durch Reduktion von Tetrahydropyrimidinonen-(2) (V.P. Mamaev, Biol. Aktion. Soedin., Akad. Nauk SSSR 1965, 38 bis 41) hergestellt werden können.
Bei der Umsetzung von N-(Methoxymethyl)-harnstoffen mit Olefinen werden γ-Methoxypropyl-harnstoffe oder in Gegenwart eines Olefinüberschusses entsprechende Telomerisationsprodukte erhalten. In.
einigen Fällen sollen auch Cyclisierungen zu Hexahydropyrimidinonen beobachtet worden sein (H. Petersen, Angew. Chem. 76, 919 [1964] ). Die zur Darstellung der HeJcahydropyrimidinone-(2) auf diesem Weg benötigten N-Methoxymethylharnstoffe müssen aus einem Harnstoff und Formaldehyd durch Verätherung des zunächst entatehenden N-Methylolharnstoffs hergestellt werden (H. Petersen, Angew.
Chem. «w 916 [1964].
Es wurde nun gefunden, daß substituierte Hexahydropyrimidinone-(2) unter Umgehung der N-Methoxymethyl-harnstoff-Stufe in einfacher Weise hergestellt werden können, wenn ein Harnstoffderivat der allgemeinen Formel 1 in der R1 Wasserstoff, einen - gegebenenfalls durch 1 oder 2 Methylgruppen substituierten - Phenylrest oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet und R2 Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein kann, mit einem Aldehyd der allgemeinen Formel II in der R³ für Wasserstoff oder einen gesättigten' geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, und einem Olefin der allgemeinen Formel III in der R4 und R5 für Wasserstoff oder einen Methylrest stehen und R6 den Phenylrest, den Vinylrest oder einen Methylrest bedeutet, Jedoch R6 dann kein Methylrest sein darf, wenn R5 Wasserstoff ist, in Gegenwart einer starken Säure bei Temperatur zwei og i 0 und 70?c, gegebenenfalls in Gegenwart von Lösungsmitteln, umgesetzt und aus dem entstehenden Reaktionsprodukt in an sich bekannter Weise die freie Base isoliert wird.
Für das Verfahren der Errindung geeignete HarnstoffderiVate sind z.B. Harnstoff, N-Phenylharnstoff und N,N'-Dimethylharnstoff, N-Phenyl-N'-methyl-harnstoff, N-Methyl-harnstoff und N-Athylharnstoff.
Geeignete Aldehyde sind z.B. Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, iso-Butyraldehyd und Pentanal, Statt der freien Aldehyde eignen sich auch Verbindungen, aus denen erst im Laufe der Reaktion der Aldehyd gebildet wird, wie z.B. Paraldehyd oder Paraformaldehyd. Es ist weiterhin möglich, anstelle eines Gemisches aus Harnstoffderivat und Aldehyd die entsprechenden M-Alkylolverbindungen einzusetzen, jedoch ist die Verwendung von Harnstoffderivaten und Aldehyden vorteilhafter.
Geeignete Olefine sind z.B. Isobuten, Butadien, Isopren oder Diisobuten. Besonders geeignet sind Styrol und C<-Methylstyrol.
Geeignete starke Säuren sind z.B. Chlorwasserstoff, Trifluoressigsäure und Schwefelsäure, wobei die Verwendung der Schwefelsäure bevorzugt wird.
Obwohl die Reaktion grundsätzlich auch in Substanz durchgeführt werden kann, wird das Arbeiten in Lösungsmitteln bevorzugt. Geeignete Lösungsmittel sind generell alle gegen die Reaktionspartner inerten und genügend polaren Lösungsmittel, insbesondere äther, Xthylencarbonat und niedere aliphatische Monocarbonsäuren, wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure.
Essigsäure wird als Lösungsmittel bevorzugt, Die Reaktionspartner Harnstoff, Aldehyd und Olefin werden in der Regel in äquimolaren Mengen eingesetzt, Jedoch ist ein Uberschu3 einzelner Komponerten unschädlich und in einigen Fällen soga von Vorteil.
Die Säure wird in einer Menge von 1 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,5.
Mol, bezogen auf die Harnstoffverbindung, eingesetzt. Ein gerin-.
ger Wassergehalt (bis 25 3 der Säure ist möglich, doch werden vorzugsweise . konzentrierte Säuren eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen so durchgeführt, daß man ein Gemisch aus Harnstoff und z.B. Schwefelsäure im gewünschen Lösungsmittel vorlegt und bei Temperaturen zwischen 0 und 70°C, vorzugsweise zwischen 15 und 40°C, ein Gemisch aus Aldehyd und Olefin zutropft. Selbstverständlich kann auch eine andere Reihenfolge für die Zugabe der Reaktionspartner gewählt werden, ohne daß dadurch der Ablauf der Reaktion beeinträchtigt wird. Zur Vermeidung störender Nebenreaktionen wird die Umsetzung zweckmäßig in einer Schutzgasatmosphäre. durchgeführt, wozu als Schutzgas beispielsweise Stickstoff geeignet ist; diese Vorsichtsmaßnahme ist Jedoch nicht unbedingt erforderlich. Nach etwa 4 bis 5 Stunden, in der Regel schon nach 2 bis 3 Stunden, ist die Reaktion beendet.
Das anfallende Reaktionsgemisch wird nach Abdestillieren des Lösungamittels mit alkalischen Mitteln, wie z.B. Natronlauge, neutralisiert. Das dabei erhaltene Rohprodukt kann durch Destillation oder Umkristallisation gereinigt werden. Man kann aber auch die Neutralisation in Gegenwart unpolares Lösungsmittel, wie z.B. Benzol, Toluol Tetrachlorkohlenstoff oder Xther, durchführen und die Hexahydropyrimidinone(2) aus der organischen phase - gegebenen, falls nach Waschen und Trocknen - durch Destillation oder Kristallisation isolieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen können als Textilhilfsmittel und als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Pharmazeutika verwendet werden.
In den nachfolgenden Beispielen verhalten sich Gewichtsteile zu Volumteilen wie Kilogramm zu Liter Beispiel 1 4. 6. 6-Trimethyl-hexahydropyrimidinon- (2) In ein Gemisch aus 60 Gewichtsteilen Harnstoff, 100 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure und 300 Volumteilen Essigsäure werden bei 200C unter Rühren innerhalb von einer Stunde 44 Gewichtsteile Paraldehyd getropft und 75 Gewichtsteile Isobuten eingegast. Nach einer Nachreaktionszeit von zwei Stunden bei 200C wird die Essigsäure im Vakuum abdestilliert und der verbleibende Rückstand in ein Gemisch aus 2000 Volumteilen.lOprozentiger Na-.
tronlauge und 400 Volumteilen Benzol eingetragen. D1e Benzolphase wird abgetrennt, getrocknet und eingeengt. Den Rückstand kristallisiert man aus 100 Volumteilen Cyclohexan um.
Fp: 108 bis 1090C Ausbeute: 32 Gewichtsteile (22 % der Theorie) C7N14N20 (142,20) Ber.i C 59,12 H 9,92 N 19,70 Gef.': C 58,68 H 9,95 N 19,57 Beispiel 2 1,6-Diphenyl-4-methyl-hexahydropyrimidinon-(2) In ein Gemisch aus 106 Gewichtsteilen Phenylharnstoff, 79 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure und 250 Volumteilen Essigsäure werden bei 25°C unter Rühren und Stickstoffatmosphäre innerhalb von einer Stunde 81 Gewichtsteile Styrol und 34 Gewichsteile Paraldehyd getropft. Nach einer Nachreaktionszeit von fünf Stunden bei 250C wird die Essigsäure im Vakuum abdestilliert und der Rückstand in ein Gemisch aus 1500 Volumteilen lOprozentiger Natronlauge und 300 Volumteilen Benzol eingetragen. Die Benzolphase wird abgetrennt und getrocknet. Der nach dem Abdestillieren des Benzols verbleibende ölige Rückstand wird mit 200 Volumteilen 85prozentigem äthanol versetzt. Die entstehenden Kristalle werden abgesaugt und getrocknet.
Fp: 126 bis 127°C (aus 75prozentigem Äthanol) Ausbeute: 102 Gewichtsteile (50 % der Theorie) C17Hl8N20 (266,33) Ber.: C 76w66 H 6,81 N 10,52 Gef.: C 76,02 H 6,84 N 10,52 Beispiel 3 1.3.4.6-Tetramethyl-6-phenyl-hexahydropyrimidinon-(2) In ein Gemisch aus 88 Gewichtsteilen N.N'-Dimethylharnstoff, 100 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure und 300 Volumteilen Essigsäure wird bei 25°C unter Rühren innerhalb einer Stunde ein Gemisch aus 44 Gewichtsteilen Paraldehyd und 118 Gewichtsteilen α-Methylstyrol getropft. Nach einer Nachreaktionszeit von drei Stunden bei 25°C wird die Essigsäure im Vakuum abdestilliert und der Rückstand in ein Gemisch aus 1500 Volumteilen lOprozentiger Natronlauge und 350 Volumteilen Benzol eingetragen. Die Benzolphase wird getrocknet und aufdestilliert.
Kp: 117 bis 11800 bei 0,01 Torr 20 1,5413 Ausbeute: 168 Gewichtsteile (75 , der Theorie) CL4H20N20 (232,32) Ber.: C 72,)8 H 8w68 N 12,06 Gef.: C 72,24 H 8,84 N 11,62 Beispiel 4 1.3.4-Trimethyi-6-ph B \ In ein Gemisch aus 88 Gewichtsteilen N.N'-Dimethylharnstoff, 100 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure und 300 Volumteilen Essigsäure wird bei 200C unter Rühren innerhalb einer Stunde ein Gemisch aus 44 Gewichtsteilen Paraldehyd und 104 Gewichtsteilen Styrol getropft. Man läßt die Reacktionslösung unter Rühren bei 400C zwei Stunden nachreagieren, destilliert die Essigsäure im Vakuum ab und trägt den Rückstand in ein Gemisch aus 1500 Volumteilen lOprozentiger Natronlauge und 350 Volumteilen Benzol ein. Die Benzolphase wird abgetrennt, getrocknet und destilliert.
Kp: 93°C bei 0,05 Torr n20 1, 5465 D Ausbeute: 77 Uewichtsteile (35 % der Theorie) C13H18N20 (218,29) Ber.: C 71,52 H 8,31 N 12,83 Gef.: C 71,08 H 8,26 N 12,37 Beispiel 5 1.3.6-Trimethyl-4-isopropyl-6-penyl-hexahydropyrimidinon-(2) In ein Gemisch aus 88 Gewichtsteilen N.N'-Dimethylharnstoff und 200 Volumteilen Essigsäure gibt man bei Raumtemperatur 100 Gewichtsteile konzentrierter Schwefelsäure und anschließend bei 300C innerhalb von 30 Minuten ein Gemisch aus 118 Gewichtsteilen O(-Methylstyrol und 72 Gewichtsteilen Isobutyraldehyd. Nach einer Nachreaktion von zwei Stunden bei 350C engt man das Reaktionsgemisch im Vakuum ein, wäscht den Rückstand zweimal mit 100 Votumteilen Benzol und neutralisiert ihn anschließend mit einem Gemisch aus 1500 Volumteilen lOprozentiger Natronlauge und 350 Volumteilen Benzol. Die Benzolphase wird abgetrennt, getrocknet und destilliert.
Kp: 125 bis 1280C bei 0,01 Torr Ausbeute: 83 Gewichtsteile (34 s der Theorie) C16H24N20 (260,37) Ber.: C 73,80 H 9,29 N 10,76 Gef.: C 73,10 H 9,26 N 11,22 Beispiel 6 1.3.6-Trimethyl-6-phenyl-hexahydropyrimidinon-(2) In ein Gemisch aus 88 Gewichtsteilen N.N'-Dimethylharnstoff, 100 Gewichtsteilen Schwefelsäure und 200 Volumteilen Essigsäure wird bei 25°C unter Rühren innerhalb einer Stunde ein Gemisch aus 118 Gewichtsteilen o(-Methylstyrol und 31 Gewichtsteilen Paraformaldehyd getropft. Man läßt das Reaktionsgemisch zwei Stunden bei 250C nachreagieren, engt im Vakuum ein, wäscht den Riickstand zweimal mit 100 Volumteilen Benzol und neutralisiert ihn anschließend durch Eintragen in ein Gemisch aus 1500 Volumteilen lOprozentiger Natronlauge und 400 Volumteilen Benzol. Die Benzolphase wird abgetrennt, getrocknet und destilliert.
Kp: 122°C bei 0,01 Torr nD20: 1,546 Ausbeute. 157 Gewichtsteile (72 % der Theorie) C13H18N20 (218,29) Ber.: C 71,52 H 8,31 N 12,83 Gef.: C 71,02 H 8,30 N 12,71

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung substituierter Hexahydropyrimidinone-(2), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Harnstoffde,rivat der allgemeinen Formel I in der R1 Wasserstoff, einen - gegebenenfalls durch 1 oder 2 Methylgruppen substituierten - Phenylrest oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet und R2 Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein kann, mit einem Aldehyd der allgemeinen Formel II in der R3 für Wasserstoff oder einen gesättigten geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, und einem Olefin der allgemeinen Formel iir in der R4 und R5 für Wasserstoff oder einen Methylrest stehen und R6 den Phenylrest, den Vinylrest oder einen Methylrest bedeutet, Jedoch R dann kein Methylrest sein darf, wenn R Wasserstoff ist, in Gegenwart einer starken Säure bei Temperaturen zwischen 0 und 70°C, gegebenenfalls in Gegenwart von Lösungsmitteln, umgesetzt und aus dem entstehenden Reaktionsprodukt in an sich bekannter Weise die freie Base isoliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reaktion bei Temperaturen zwischen 15 und 400 C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Rc;'aktionspartner' in äquimolaren Mengen eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Olefin Styrol oder α-Methylstyrol eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als starke Säure Schwefelsäure verwender wird
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, da d u r e h g e k e n n z e 1 a h n e t , daß die Reaktion in Essigsäure als Lösungsmittel durchgeführt wird.