DE19509353A1

DE19509353A1 - 4-Aminopiperidine

Info

Publication number: DE19509353A1
Application number: DE19509353A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Fuchs; Tom Dr Witzel; Gerhard Dr Krack
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1995-10-05

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue 4-Aminopiperidine sowie ein Verfahren zu deren Herstellung aus Anilinen und α,β-ungesät tigten Aldehyden. Die wirtschaftliche Bedeutung dieser Verbin dungsklassen liegt im Pflanzenschutz und der Pharmazie.

Aus den Chem. Berichten, 13 (1880), 2086 bis 2087, und aus Reak tionen der organischen Chemie 5. Auflage, Seiten 266 bis 267 (1976), ist die Umsetzung von Anilinen mit Glycerin, das unter den Reak tionsbedingungen intermediär Acrolein bildet, in Gegenwart von Schwefelsäure und Oxidationsmitteln zu Chinolinenen (Skraup′sche Chinolinsynthese) bekannt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur Umsetzung von halogensubstituierten Anilinen mit α,β-un gesättigten Aldehyden zu entwickeln, das ohne eine anorganische Säure und im wesentlichen ohne Oxidationsmittel auskommt.

Demgemäß wurden neue 4-Aminopiperidine der allgemeinen Formel I

in der
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸Wasserstoff, C₁- bis C₂₀-Alkyl, C₂- bis C₂₀-Alkenyl, C₃- bis C₈-Cycloalkyl, C₃- bis C₈-Cycloalkenyl, Phenyl, C₇- bis C₂₀-Alkyl phenyl, C₇- bis C₂₀-Phenylalkyl, Hydroxy, C₁- bis C₂₀-Alkoxy, Phenoxy, Amino, C₁- bis C₂₀-Alkylamino, Phenyl-amino, C₁- bis C₂₀-Dialkylamino, Phenyl-C₁- bis C₂₀-Alkyl amino, Diphenylamino, Halogen und Nitro be deuten, mit der Maßgabe, daß R¹ und/oder R³ für Halogen und R⁶, R⁷ und R⁸ nicht gleich zeitig für Wasserstoff stehen,
gefunden sowie ein Verfahren zu deren Herstellung aus Anilinen der allgemeinen Formel II

mit α,β-ungesättigten Aldehyden der allgemeinen Formel III

bei Temperaturen von 0 bis 150°C und Drücken von 1 bis 200 bar. Die Substituenten R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ in den neuen 4-Aminopiperidinen I sowie in den Anilinen II und den α,β-unge sättigten Aldehyden III haben folgende Bedeutungen:

R¹, R², R³, R⁴,R⁵, R⁶, R⁷, R⁸

- unabhängig voneinander,
- mit der Maßgabe, daß R¹ und/oder R³ für Halogen und R⁶, R⁷ und R⁸ nicht gleichzeitig für Wasserstoff stehen
- Wasserstoff,
- C₁- bis C₂₀-Alkyl, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, n-Octyl, iso-Octyl, besonders bevorzugt C₁- bis C₄-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl,
- C₂- bis C₂₀-Alkenyl, bevorzugt C₂- bis C₈-Alkenyl wie Vinyl, Allyl, But-2-en-1-yl, But-4-en-1-yl, But-4-en-2-yl, Pent-2-en-1-yl und 2, 2-Dimethyl-pent-1-en-1-yl,
- C₃- bis C₈-Cycloalkyl wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclo pentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl, bevorzugt Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cyclooctyl, besonders bevorzugt Cyclopentyl und Cyclohexyl,
- C₅- bis C₈-Cycloalkenyl wie Cyclopent-1-enyl, Cyclo pent-2-enyl, Cyclopent-3-enyl, Cyclohex-1-enyl, Cyclo hex-2-enyl, Cyclohex-3-enyl, Cyclohept-1-enyl, Cyclo hept-2-enyl, Cyclohept-3-enyl, Cyclohept-4-enyl, Cyclooct-1-enyl, Cyclooct-2-enyl, Cyclooct-3-enyl und Cyclooct-1-enyl,
- Phenyl,
- C₇- bis C₂₀-Alkylphenyl, bevorzugt C₇- bis C₁₂-Alkylphenyl wie 2-Methylphenyl, 3-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 2,4-Dimethyl phenyl, 2,5-Dimethylphenyl, 2,6-Dimethylphenyl, 3,4-Dimethyl phenyl, 3,5-Dimethylphenyl, 2,3,4-Trimethylphenyl, 2,3, 5-Tri methylphenyl, 2,3,6-Trimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2-Ethylphenyl, 3-Ethylphenyl, 4-Ethylphenyl, 2-n-Propyl phenyl, 3-n-Propylphenyl und 4-n-Propylphenyl,
- C₇- bis C₂₀-Phenylalkyl, bevorzugt C₇- bis C₁₂-Phenylalkyl wie Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenyl-propyl, 2-Phenyl propyl, 3-Phenylpropyl, 1-Phenyl-butyl, 2-Phenyl-butyl, 3-Phenyl-butyl und 4-Phenylbutyl, besonders bevorzugt Benzyl, 1-Phenethyl und 2-Phenethyl,
- Hydroxy,
- C₁- bis C₂₀-Alkoxy, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.- Butoxy, tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, sec.-Pentoxy, neo-Pentoxy, 1,2-Dimethylpropoxy, n-Hexoxy, iso-Hexoxy, sec.- Hexoxy, n-Heptoxy, iso-Heptoxy, n-Octoxy und iso-Octoxy, be sonders bevorzugt C₁- bis C₄-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, n- Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy und tert.-Butoxy,
- Phenoxy,
- Amino,
- C₁- bis C₂₀-Alkylamino, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkylamino, be sonders bevorzugt C₁- bis C₄-Alkylamino wie N-Methylamino, N- Ethylamino, N-Propylamino, N-(1-Methylethyl)amino, N-Butyla mino, N-(1-Methylpropyl)amino, N-(2-Methylpropyl)amino und N-(1,1-Dimethylethyl)amino,
- Phenylamino,
- C₁- bis C₂₀-Dialkylamino, bevorzugt Di-C₁- bis C₈-alkylamino, besonders bevorzugt Di-C₁- bis C₄-alkylamino wie N,N-Dimethyl amino, N,N-Diethylamino, N,N-Dipropylamino, N,N-Di-(1-methyl ethyl)amino, N,N-Dibutylamino, N,N-Di-(1-methylpropyl)-amino, N,N-Di-(2-methylpropyl)amino, N,N-Di-(1,1-dimethyl ethyl)-amino, N-Ethyl-N-methylamino, N-Methyl-N-propylamino, N-Methyl-N-(1-methylethyl)amino, N-Butyl-N-methylamino, N-Me thyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-Methyl-N-(2-methyl propyl)amino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-methylamino, N-Ethyl-N- propylamino, N-Ethyl-N-(1-methylethyl)amino, N-Butyl-N-ethyl amino, N-Ethyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-Ethyl-N-(2-methyl propyl)amino, N-Ethyl-N-(1,1-dimethylethyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-propylamino, N-Butyl-N-propylamino, N-(1-Methylpropyl)-N-propylamino, N-(2-Methylpropyl)-N- propylamino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-propylamino, N- Butyl-N-(1-methylethyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-(1-methyl propyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-(2-methylpropyl)amino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-(1-methylethyl)amino, N-Bu tyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-Butyl-N-(2-methylpropyl)amino, N-Butyl-N-(1,1-dimethylethyl)amino, N-(1-Methyl propyl)-N-(2-methylpropyl)amino, N-(1,1-Dimethyl ethyl)-N-(1-methylpropyl)amino und N-(1,1-Dimethyl ethyl)-N-(2-methylpropyl)amino,
- Phenyl-C₁- bis C₂₀-alkylamino, bevorzugt Phenyl-C₁- bis C₈-alkylamino, besonders bevorzugt Phenyl-C₁- bis C₄-alkyl amino wie N-phenyl-N-methylamino, N-phenyl-N-ethylamino, N- phenyl-N-propylamino, N-phenyl-N-(1-methylethyl)amino, N-phe nyl-N-butylamino, N-phenyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-phe nyl-N-(2-methylpropyl)amino und N-phenyl-N-(1,1-dimethyl ethyl)amino,
- Diphenylamino,
- Halogen wie Fluor, Chlor, Brom und Jod, bevorzugt Fluor, Chlor und Brom, besonders bevorzugt Chlor und Brom,
- Nitro.

Die folgenden Aniline II ist besonders bevorzugt:

ortho-, para-Fluoranilin, ortho-, para-Chloranilin, ortho-, para- Bromanilin.

Die folgenden α,β-ungesättigten Aldehyde III, insbesondere die Acroleine III sind besonders bevorzugt:

Methacrolein, 2-Ethylacrolein, 2-Propylacrolein, 2-Isopropyl acrolein, 2-Nonylacrolein, 2-Chloracrolein, 2-Methoxyacrolein, Crotonaldehyd oder 2-Ethylhexenal.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie folgt durchgeführt wer den:

Man kann zweckmäßigerweise die Aniline II gegebenenfalls in einem inerten Lösungsmittel vorlegen und die α,β-ungesättigten Aldehyde III bei Temperaturen von 0 bis 150°C, bevorzugt 10 bis 80°C, be sonders bevorzugt 15 bis 50°C und Drücken von 1 bis 200 bar, be vorzugt 1 bis 50 bar, besonders bevorzugt 1 bis 10 bar, ins besondere bei Atmosphärendruck (Normaldruck), bevorzugt in der Flüssigphase zugeben. In der Regel wird das erfindungsgemäße Ver fahren ohne Zusatz eines Katalysators, ohne Zusatz einer anorga nischen Säure und ohne Zusatz eines Oxidationsmittels durchge führt.

Als inerte Lösungsmittel eignen sich Ether z. B. acyclische C₂- bis C₂₀-Alkylether wie Dimethylether, Diethylether, Methyl-ethylether, Methyl-n-propylether, Methyl-tert.-butylether, cyclische C₅- bis C₈-Ether wie Tetrahydrofuran, aliphatische C₅- bis C₂₀-Kohlenwas serstoffe wie n-Pentan, Pentanisomerengemische, n-Hexan, Hexan isomerengemische, Petrolether, aliphatische C₆- bis C₂₀-Kohlenwas serstoffe wie Benzol, Toluol, ortho-, meta-, para-Xylol und Cumol, C₁- bis C₂₀-Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, i-Butanol, bevorzugt Methyl-tert.-butyl ether, Tetrahydrofuran, Toluol, Xylol, Ethanol und Methanol.

Mechanistisch kann die erfindungsgemäße Reaktion wie folgt als eine Art Domino-Reaktion erklärt werden:

Zuerst addiert sich Anilin in einer Michael-Addition und einer Iminierung an Methacrolein zu einem Iminoamin, welches sofort eine weitere Michael-Addition eingeht. Das Betain cyclisiert intramolekular unter Ausbildung eines Piperidinrings und die Carbonylgruppe wird mit Anilin iminiert.

Beispiel

Bei 20°C tropfte man zu einer Lösung von 62 g p-Chloranilin in 900 ml Methyl-tert.-butylether 23 g Methacrolein. Nach mehreren Stun den beobachtete man die Abscheidung einer Wasserphase, die nach zwei Tagen vollständig ist. Man trennte die organische Phase ab, entfernte das Lösungsmittel und kristallisiert fraktionierend aus Tetrahydrofuran und Methanol. Man erhielt 12 g (18%) Produkt, Smp.: 218°C.

Claims

1. 4-Aminopiperidine der allgemeinen Formel I in der R¹,R²,R³,R⁴,R⁵,R⁶,R⁷,R⁸ Wasserstoff, C₁- bis C₂₀-Alkyl, C₂- bis C₂₀-Alkenyl, C₃- bis C₈-Cycloalkyl, C₃- bis C₈-Cycloalkenyl, Phenyl, C₇- bis C₂₀-Alkylphenyl, C₇- bis C₂₀-Phenylalkyl, Hydroxy, C₁- bis C₂₀-Alkoxy, Phenoxy, Amino, C₁- bis C₂₀-Alkyl-amino, Phenyl amino, C₁- bis C₂₀-Dialkylamino, Phenyl-C₁- bis C₂₀-Alkylamino, Diphenyl amino, Halogen und Nitro bedeuten, mit der Maßgabe, daß R¹ und/oder R³ für Halogen und R⁶, R⁷ und R⁸ nicht gleich zeitig für Wasserstoff stehen.

2. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen der allge meinen Formel I nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Aniline der allgemeinen Formel II in der die Substituenten R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ die oben ge nannten Bedeutungen haben, mit α,β-ungesättigten Aldehyden der allgemeinen Formel III in der die Substituenten R⁶, R⁷ und R⁸ die oben genannten Be deutungen haben, bei Temperaturen von 0 bis 150°C und Drücken von 1 bis 200 bar umsetzt.

3. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man als α,β-ungesättigte Aldehyde Acroleine der allgemeinen Formel IIIa einsetzt.

4. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Umsetzung in der Flüssigphase durchführt.

5. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen von 10 bis 80°C durchführt.

6. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen von 15 bis 50°C durchführt.

7. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Drücken von 1 bis 50 bar durchführt.

8. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Drücken von 1 bis 10 bar durchführt.

9. Verfahren zur Herstellung von 4-Aminopiperidinen aus Anilinen und α,β-ungesättigten Aldehyden nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Atmosphärendruck durchführt.