DE1926857A1

DE1926857A1 - 6-Nitro-2-oximinohexansaeurederivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1926857A1
Application number: DE19691926857
Authority: DE
Inventors: Ryoji Kikumoto
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1968-05-30
Filing date: 1969-05-27
Publication date: 1969-12-04
Also published as: GB1203540A; US3746757A; NL6907904A

Description

PATENTANWÄLTE I J^ 6 00/

dr. W.Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. danne.mbe.vg DR.V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEINHOLD · DR. D. CUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

OR. ESCHENHEIMER STRA9SS S9 ς«. /oV

FP/ii-7-50 Mitsubishi Chemical Industries, Limited

2-4 Marunouchi
Chioyda-ku, Tokio, Japan

' 6-Nitro-2-oximinohexansäurederivate und Verfahren zu

ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 6-Nitro-2-oximinohexansäure und Derivaten derselben.

Die Verbindungen, nämlich 6-Nitro-2-oximinohexansäure und Derivate derselben, werden als Zwischenpradukte bei der Synthese, von Lysin verwendet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung der neuen Verbindung 6-Nitro-2-oximinohexansäure sowie eines Verfahrens zu ihrer Herstellung.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung von Salzen, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetallsalzen der 6-Nitro-2-oximinohexansäure als neue Verbindungen, und Amiden derselben sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol mit Wasser in Anwesenheit einer geeigneten basischen Verbindung zur BiI-

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dung des Salzes oder Amides der 6-Nitro-2-oximinohexansäure behandelt und das Produkt gegebenenfalls in üblicher Weise in die freie Säureform umwandelt.

Sowohl das erfindungsgemäß verwendete Ausgangsmaterial als auch das Produkt sind neue Verbindungen, und daher ist auch die Reaktion neu.

Wo die basische Verbindung ein Alkalimetallhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd ist, verläuft die Reaktion nach folgendem Schema:
OH

yV

MOH

NOH

.C - COOM

OH

yy

NH₄OH

Neutralisation

NOH

H NO₂(CH₂)₄C-C0NH₂

Hydrolyse N. .

^* ^v NOH NO₂(CH₂J₄C-COOH

Das als Ausgangsmaterial verwendete 2-Nitro~6-oximino~1-cycl©- hexen-1-ol ist eine neue Verbindung, die durch Umsetzung von 2-Nitrocyclohexanon mit einem Alkoholat oder Natriusiamid in Abwesenheit von Wasser zur Bildung des 2-Nitro-cyclohexanon» alkalimetallsalzes hergestellt wird, v/orauf man das Salz mit einem Alkylnitrit in Anwesenheit eines Alkoholates, jedoch in Abwesenheit von Wasser umsetzt und das so erhaltene Produkt ansäurt, oder man setzt ä-Oximinocyclohexanon mit einem"Alkyl-

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nitrit in Anwesenheit eines Alkoholates, jedoch in Abwesenheit von Wasser um und säuert d.as so erhaltene Produkt an.

Die basischen Verbindungen, die mit dem 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol in das Reaktionssystem eingeführt werden, umfassen die Alkali- und Erdalkalimetallhydroxyde, wie Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd und Bariumhydroxyd; Alkali- und Erdalkalisalze von anorganischen oder organischen Säuren mit einer Dissoziationskonstante von weniger als 1,3 x 10 , wie Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumacetat, Natriumacetat, Natriumpropionat, Kaliumpropionat, Natriumbutyrat und Natriumcaproat; Ammoniumhydroxyd; organische Amine, wie primäre, sekundäre und tertiäre aliphatische Amine, aromatische Amine, alicyclische Amine und cyclische Amine, wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tributylamin, n-Butylamin, Din-amylamin, Anilin, Cyclohexylamin und Pyridin. Wie gefunden wurde, sind Alkalimetallhydroxyde, Ammoni-umhydroxyd und Alka-· limetallacetate die wirksamsten basischen Verbindungen. In manchen Fällen kann als basische Verbindung auch ein basisches Ionenaustauscherharz verwendet werden.Das 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-i-ol wird zusammen mit der vorzugsweise in einer Menge von einem molaren Äquivalent oder mehr verwendeten basischen Verbindung zu Wasser zugefügt, worauf die Mischung unter Rühren umgesetzt wird. Zur Beschleunigung der Reaktion kann gegebenenfalls Wärme, und zwar in einem Temperaturbereich von 30-12O⁰C, vorzugsweise 4Q-IOO⁰C. angewendet werden.^Bei Temperaturen.

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über 12O⁰C. neigen die Reaktionsteilnehmer zur Zersetzung und das Produkt wird verfärbt; dagegen ist bei einer Temperatur unter 30⁰C. die Reaktionszeit zu lang und wird unwirtschaftlich. , - .

Die Reaktionszeit variiert in Abhängigkeit von der Art der basischen Verbindung und der angewendeten Reaktionstemperatur; sie liegt gewöhnlich zwischen mehreren Minuten bis. zu einigen Stunden.

Zur Feststellung des Reaktionsverlaufes werden nach vollständigem Lösen des 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol im Reaktionssystem von Zeit zu Zeit Proben von der Lösung entnommen und mit einer Säure neutralisiert. WM ein Niederschlag festgestellt, so zeigt dies, daß nicht umgesetztes Ausgangsmaterial vorhanden ist. Daher ist es leicht festzustellen, wann die Reaktion abgeschlossen ist, nämlich wenn man nach Zugabe der Säure keinen Niederschlag beobachtet.

Nach beendeter Reaktion zur Herstellung von 6-Nitro-2-oximinohexansäure wird das Reaktionssystem mit einer Säure neutralisiert und dann mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel extrahiert. Bevorzugtes Lösungsmittel ist Äthyläther, es kann jedoch auch Benzol und Toluol verwendet werden.

Bei Verwendung von Ammoniumhydroxyd als basischer Verbindung wird 6-Nitro-2-oximinohexansäureamid gebildet, und das rohe Amid wird in Kristallform durch Abstrippen des Ammoniumhydroxyds vom Reaktionssystem gewonnen. Es kann durch Umkristallisation aus einer wässrigen Lösung gereinigt werden. Bei-

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Verwendung organischer Amine ergeben primäre und sekundäre Amine das entsprechendes Amid, und andere Amide ergeben ein quaternäres Ammoniumsalz der entsprechenden Säure.

⁴ Die erfindungsgemäß hergestellte 6-Nitro-2-oximinohexansäure und ihre Salze und Amide werden durch Elementaranalyse, und IR-Spektrum identifiziert, wobei im letzteren Verfahren das Salz nach Umwandlung in seine freie Säureform untersucht wird.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken. Falls nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben Gew.-Teile und Gew.-%.

Beispiel 1

17,2 Teile 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol wurden zu einer wässrigen lösung aus 8,4 Teilen Natriumbicarbonat in 200 Teilen Wasser zugegeben und innerhalb von 30 Minuten durch Erhitzen auf 60⁰C. unter Rühren gelöst. Dann wurde dieselbe Temperatur weitere 2 Stunden aufrechterhalten. Das Reaktionssystem wurde mit 6N-Salzsäure neutralisiert', mit

4^e Natriumchlorid gesättigt und 3 Mal mit/100 Tsilen Athyläther extrahiert. Die Ätherextrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Natriumsulfat abfiltriert. Nach Abdestillieren des Äthers erhielt man 18,5 Teile (97,4 %ige Ausbeute) farbloser Kristalle. Das Produkt wurde aus Benzol umkristallisiert und ergab farblose, nadeiförmige Kristalle mit einem F. von 116-118°C. Nach zweimaligem Umkristallisieren aus Benzol veränderte sich der Schmelzpunkt auf 120-122,⁰C. Das Produkt wurde durch IR-Spektrum (vgl.

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Fig. 1) als 6-Nitro-2-oximinohexansäure identifiziert, wobei die Dissoziationskonstante bei 14⁰C. K = 1,37 x 10~⁵ betrug.

Analyse	für C	37,	6¹¹IO¹	*2°5	5,	30	N	14,	73
ber.:	C	38,	90	.H	5,	54	N	14,	57
gef.:	C	i e	29	H	2
B e i s	ρ	1

17,2 Teile 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol wurden zu einer wässrigen Lösung aus 12,6 Teilen Natriumbicarbonat in 200 Teilen Wasser zugegeben und 3 Minuten bei 90°C. gelöst. Dann wurde die Lösung weitere 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Durch weitere Behandlung gemäß Beispiel 1 erhielt man 14,0 Teile einer rohen 6-Nitro-2-oximinohexansäure in einer Ausbeute von 73,7 %.

Die rohe Säure wurde durch Umkristallisation aus Benzol gereinigt und ergab farblose nadelförmige Kristalle mit einem F. uon 117-119⁰C

B eii spiel 3

17.2 Teile 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol wurden in einer wässrigen Lösung aus 4,0 Teilen Natriumhydroxyd in 100 Teilen Wasser 7 Minuten bei 90⁰C. gelöst. Die Lösung wurde 35 Minuten erhitzt und dann wie in Beispiel 1 behandelt und ergab

16.3 Teile einer rohen 6-Nitro-2-oximinohexansäure in einer Ausbeute von 85,8 %. Die rohe Säure wurde aus Benzol umkristallisiert und ergab farblose, na-delförmige Kristalle mit einem

F. von 116-119⁰C

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Beispiel 4

17,2 Teile 2-Nitro-6-oximinocyclohexen-1-ol wurden in einer wässrigen Lösung aus 15,2 Teilen Triäthylamin in 200 Teilen Wasser unter Rühren gelöst. Die.Lösung wurde 40 Minuten auf 70-85⁰C. erhitzt und dann wie in Beispiel 1 behandelt; so erhielt man 17,4 Teile rohe 6-Nitro-2-oxiniinohexansäure in einer Ausbeute von 92,1 %. Die rohe Säure wurde durch Umkristallisation aus Benzol gereinigt und ergab farblose., nadelförmige Kristalle mit einem F. von 116-118⁰C.

Beispiel 5

17,2 Teile 6-Nitro-2-oximinocyclohexen-1-ol und 100 Teile 7-%iger wässriger Ammoniak wurden in ein verschlossenes Rohr gegeben" und 1 Stunde 20 Minuten auf 60⁰C. erhitzt. Nach AbdestiMeren des wässrigen Ammoniaks aus dem Reaktionssystem wurde der Rückstand aus Wasser unikristallisiert und ergab 20,2 Teile 6-Nitro-2-oximinohexansäureamiddihydrat mit einem F. von 89.-93⁰C in einer Ausbeute von 85*2 %. Das Amid wurde wiederum in Wasser gelöst und mit Aktivkohle behandelt; so erhielt man ein farbloses Pulver mit einem F. von 95-96⁰C, dessen IR-Spektrum in Fig. 2 gezeigt wird. Analyse für CgH₁₁N₅O₅
ber.: C 32,00 H 6,71 N 18,66
gef.: C 32,15 H 6,45 N 18,74
Beispiel 6

17,2 Teile 2-Nitro-6-oximino-1-cyclohexen-1-ol, 8,3 Teile wasserfreies Natriumacetat und 150 Teile Wasser wurden 1 Stunde unter Rühren auf 85⁰C. erhitzt. Dann wurde das Reaktionssystem zum Abkühlen stehen gelassen und zur Entfernung der gebildeten

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Essigsäure 2 Mal mit je 50 Teilen Äthyläther extrahiert. Das System trennte sich in eine wässrige und eine organische Schicht. Die wässrige Schicht wurde mit Schwefelsäure neutralisiert und dann wie in Beispiel 1 weiterbehandelt. So erhielt man 15,8 Teile 6-Nitro-2-oximinohexansäure in einer Ausbeute von 83,1 %. Das Produkt hatte einen F. von 116-118⁰C. Aus dem Produkt wurde Natrium-6-nitrq-2-oximinohexanoat als nadeiförmige Kristalle mit einem F. \on 176-177⁰C. (u.Zers.) erhalten. Das IR-Spektrum des Salzes ist in Fig. 3 ^xangegeben. Analyse für C₆HgN₂O₅Na

ber.: C 33,97 H 4,27 N 13,21' .' .. .

gef.: C 34,22 H 4,41 N 13,13

Beispiel 7

Gemäß Beispiel 1 wurden 17,2 Teile a-Nitro-ö-oximino-i-cyclohexen-1-ol, 7,0 Teile Natriumcarbonat und 180 Teile Wasser umgesetzt, wodurchman 15,1 Teile 6-Nitro-2~oximino-hexansäure in einer Ausbeute von 79,4 % mit einem F. von 116-118⁰C₀ erhielt. Aus dem Produkt wurde Kalium-6-nitro=2-oximinohexanoat als farblose, nadeiförmige Kristalle mit einem' F." von 124-126°C. (u.Zers.) erhalten. ; _;: . -

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Claims

Patentansprüche

CxJ- Verfahren zur Herstellung von 6-Nitro-2-oximinohexansäure und ihren Derivaten, dadurch gekennzeichnet, daß man 6-Nitro-2-oximino-1-cyclohexen-i-ol mit Wasser und eirer Base aus der [Gruppe von Alkali- und Erdalkalimetallhydroxyden, Alkali- und Erdalkalimetallsalzen mit anorganischen und organischen Säuren mit einer Dissoziationskonstante unter 1,3 χ 10" , Ammoniak und primären, sekundären oder tertiären Aminen umsetzt, wodurch man aus den Hydroxyden und Salzen die entsprechenden Metallsalze, aus Ammoniak und den primären und sekundären Aminen die entsprechenden, gegebenenfalls N-substituierten Amide und aus den tertiren Aminen die entsprechenden Salze der 6-Nitro-2-oximinohexansäure erhält, worauf man aus den Salzen bzw. Amiden die freie Säure in üblicher Weise gewinnt.
2.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei erhöhter Temperatur erfolgt.
3.- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur 30-12O⁰C. beträgt.
4,- Alkali- und Erdalkalimetallsalze der 6-Nitro-2-oximinohexansäure.
5.- ö-Nitro^-oximinohexansäure.
6,- o-Nitro^-oximinohexansäureamid.
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7.- Natrium~6-nitro-2--oximinohexanoat.
8.- Kalium-ö-nitro-^-oximinohexanoat.

9,- N-Substituierte Amide der 6-Nitro-2-oximinohexansäure, in denen mindestens ein Wasserstoffatom der Amidgruppe durch einen Alkyl- oder Arylrest substituiert ist.

Der Patentanwalt:

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