DE2032809A1 - Process for the preparation of 3 Hydroxyisoxazoldenvaten - Google Patents
Process for the preparation of 3 HydroxyisoxazoldenvatenInfo
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Description
Patontanwalt
Bertin iö, lUteefcUaiua 2· Patent attorney
Bertin iö, lUteefcUaiua 2
29. Juni 1970 P.5105June 29, 1970 P.5105
Sankyo Company, limited in ϊ ο k y ο (Japan).Sankyo Company, limited in ϊ ο k y ο (Japan).
Verfahren zur Herstellung von 3-Hydroxyisoxazolderivaten. Process for the preparation of 3-hydroxyisoxazole derivatives.
Die Erfindung bezieht sich auf ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von J-Hydroxyisoxazolde* rivaten der FormelThe invention relates to a new and improved process for the preparation of J-Hydroxyisoxazolde * derivatives of the formula
OHOH
// (D(D
worin R eine Alky!gruppe, wie Methyl, Äthyl, η-Butyl und tert.-Butyloder eine Pheny!gruppe darstellt.where R is an alkyl group such as methyl, ethyl, η-butyl and represents tert-butyl or a phenyl group.
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Es ist bekannt, daß die 3-Hydroxyisoxazolderivate (I) selbst nützlich sind als Agrikulturfungizide, und daß sie außerdem nützlich sind als Zwischenprodukte für eine Synthese organischer Phosphate, welche eine insektizide Aktivität haben (japanische Patent-Veröffentlichung No. 2440/67 und britische Patentschrift ITo. 1 115 585).It is known that the 3-hydroxyisoxazole derivatives (I) are useful as agricultural fungicides, and that they are themselves are also useful as intermediates for a synthesis of organic phosphates, which are an insecticidal Have activity (Japanese Patent Publication No. 2440/67 and British Patent Publication ITo. 1 115 585).
Bisher sind mehrere Verfahren für die Herstellung der 3-Hydroxyisoxazolderivate vorgeschlagen worden. Ein sol-Several processes for the preparation of the 3-hydroxyisoxazole derivatives have heretofore been proposed. A sol-
^ ches typisches bekanntes Verfahren ist das Verfahren, welches von I. Iwai et al. in Chemical ab Pharmaceutical Bulletin, Band 14, Seite 1277 (1966) vorgeschlagen wurde und in der japan--ischen Patent-Veröffentlichung No. 25660/67, entsprechend der britischen Patentschrift No. 1 113 618 beschrieben und beansprucht wurde. Das vorerwähnte bekannte Verfahren besteht in der Reaktion eines Acetylencarbonsäurealkylesters mit Hydroxylamin in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxyds, um die genannten 3-Hydroxyisoxazolderivate herzustellen. Obwohl dieses bekannte Verfahren für ein. wirtschaftlich ausführbares Verfahren gehalten werden kann, bestehen doch einige Nachteile, die überwunden oder verbessert werden sollten.^ ches typical well-known procedure is the procedure, which by I. Iwai et al. in Chemical from Pharmaceutical Bulletin, Volume 14, page 1277 (1966) and in Japanese Patent Publication No. 25660/67, corresponding to British Patent No. 1 113 618 was described and claimed. The aforementioned known method consists in the reaction of an acetylenecarboxylic acid alkyl ester with hydroxylamine in the presence of an alkali metal hydroxide to form the aforementioned 3-hydroxyisoxazole derivatives to manufacture. Although this known method for a. economically feasible process can be sustained, there are some drawbacks that should be overcome or improved.
W Besonders ist es unter den in der einschlägigen Technik bestehenden Umständen schwierig, den als Ausgangsstoff verwendeten Acetylencarbonsäurealkylester in kommerziellem Maßstab und zu niedrigen Kosten zu erhalten. Ein weiteres bekanntes Verfahren ist in der japanischen Patent-Veröffentlichung No. 14704/68 und in der französischen Patentschrift No. 1 534 601 veröffentlicht worden. Gemäß diesem bekannten Verfahren werden die 3-Hydroxyisoxazolderivate hergestellt durch Reaktion einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem gesättigten «(»,ß-dihalogenoaliphtischen CarbonsäureallryleBter und W It is particularly difficult under the existing circumstances in the art, to get the Acetylencarbonsäurealkylester used as starting material in a commercial scale and at low cost. Another known method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 14704/68 and in French patent no. 1 534 601 has been published. According to this known process, the 3-hydroxyisoxazole derivatives are prepared by reacting a compound selected from the group consisting of a saturated "(", ß-dihaloaliphatic carboxylic acid alkyl ester and
■■„* ;,i-V: ■■ "* ; , iV:
einem ungesättigten 06-(oder B-yEonohalogenoaliphatischen Carbonsäurealkylester mit Hydroxylamin in Gegenwart eines Alkalinetallhydroxyds. Dieses Verfahren ist jedoch unter wirtschaftlichem Gesichtspunkt nachteilig, weil die Ausbeute des gewünschten Produktes nicht sehr hoch ist (etwa 60 bis BO )3 Ausbeute). Es ist daher verständlich, daß diese bekannten Verfahren in der Technik nicht als die vorteilshaftesten Verfahren betrachtet werden konnten..an unsaturated 06- (or B-yeonohaloaliphatic carboxylic acid alkyl ester with hydroxylamine in the presence of an alkali metal hydroxide. However, this process is disadvantageous from an economic point of view because the yield of the desired product is not very high (about 60 to BO ) 3 yield). It is therefore understandable that these known methods could not be considered in the art to be the most advantageous methods.
AIp ein Ergebnis intensiver Forschungen über ein { AIp a result of intensive research on a {
wirtschaftlich vorteilhaftes Verfahren für die Herstellung der 3-Kydroxyisoxazolderivate (I) wurde nun unerwarteterweise gefunden, daß das gewünschte Produkt leicht mit hohen Ausbeuten hergestellt werden kann durch Reaktion eines ßjß-Dihalogencarbonsäureesters, welcher verhältnismäßig billig und leicht in industriellem Ausmaß zu erhalten ist, mit einem Hydroxylamin in Gegenwart eines Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxyds.economically advantageous process for manufacture the 3-hydroxyisoxazole derivative (I) has now been unexpectedly found that the desired product can be easily prepared in high yields by reaction a β, β-dihalocarboxylic acid ester, which is relatively is cheap and easy to obtain on an industrial scale, with a hydroxylamine in the presence of one Alkali or alkaline earth metal hydroxide.
Es ist daher ein hauptsächliches Ziel der vorliegenden 3rfiudung, ein neues und verbessertes Verfahren für die Herstellung der 3-Hydroxyisoxazolderivate (I) aufzuzeigen.It is therefore a main aim of the present study to show a new and improved process for the preparation of the 3-hydroxyisoxazole derivatives (I).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. " Further features and advantages of the invention emerge from the following description. "
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das 3-Hydroxyisoxazoldepivat der !Formel (I) hergestellt durch Reaktion eines ß/ß-Dihalogencarbonsäureesters der FormelAccording to the present invention, the 3-hydroxyisoxazole derivative of the formula (I) prepared by reacting a β / β-dihalocarboxylic acid ester of the formula
X ■X ■
I
R-G- GE2 - COOR1 (II) I.
RG- GE 2 - COOR 1 (II)
- 4 009884/2246 - 4 009 884/2246
ÖAD ORIGINALÖAD ORIGINAL
worin R die oben beschriebene Bedeutung hat, worin R* eine Alkylgruppe, wie Methyl, Äthyl und η-Butyl darstellt, und und worin X ein Halogenatom, wie Chlor oder Brom darstellt, mit Hydroxylamin in Gegenwart eines Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxyds. Bei der Ausführung dee erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Reaktion, bevorzugt durchgeführt werden durch Anwendung eines organischen Lösungsmittels, wie Methanol, Dioxen, Tetrahydrofuran und Aceton, und bevor-wherein R has the meaning described above, wherein R * is a Alkyl group such as methyl, ethyl and η-butyl represents, and and wherein X represents a halogen atom such as chlorine or bromine with hydroxylamine in the presence of an alkali or alkaline earth metal hydroxide. When carrying out the process according to the invention, the reaction can preferably be carried out by using an organic solvent such as methanol, dioxene, tetrahydrofuran and acetone, and preferably
^ eugt eines wäßrigen organischen Lösungsmittels, wie wäßriges Methanol, wäßriges Äthanol und wäßriges Dioxan.^ e utes an aqueous organic solvent, such as aqueous Methanol, aqueous ethanol and aqueous dioxane.
Bevorzugte Beispiele des in der Reaktion zu verwendenden Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxyds sind Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Calciumhydroxyd und dergleichen. Obwohl das Reagenz, Hydroxylamin, in der Form einer freien Base eingebracht werden kann, ist es nützlich und bevorzugt, das anorganische oder organische Säureadditionesalz davon zu verwenden, beispielsweise das Hydrochloric!, das Sulfat und dergleichen. Bei der Reaktion können im allgemeinen der Ausgangeester (II) und Hydroxylamin (als eine freie Base) in einem molaren Verhältnis von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : etwas oberhalb 1 verwendet werden. Es istPreferred examples of the alkali or alkaline earth metal hydroxide to be used in the reaction are sodium hydroxide, Potassium hydroxide, calcium hydroxide and the like. Although the reagent, hydroxylamine, is in the form of a free one Base can be introduced, it is useful and preferred, the inorganic or organic acid addition salt of which to use, for example the Hydrochloric !, the sulfate and the like. The reaction can generally the starting ester (II) and hydroxylamine (as a free base) in a molar ratio of about 1: 1 up to about 1: slightly above 1 can be used. It is
fc bei der Reaktion zweckmäßig, das Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxyd in einer Menge von etwa 4 Mol bis etwa 6 Mol oder mehr pro Mol des Ausgangsesters (II) zu verwenden. Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, jedoch ist es zweckmäßig, daß die Reaktion anfangs bei Raumtemperatur oder unter Kühlen, beispielsweise im Bereich von etwa -1O0C bis etwa 250C, und dann oberhalb Raumtemperatur, vorzugsweise bei etwa 5O0C bis etwa 800C unter Erhitzen ausgeführt wird, weil angenommen werden kann, daß die Reaktion in zwei Stufen verläuft, was nachstehend mit chemischen Formeln angedeutet ist: In the reaction, it is expedient to use the alkali or alkaline earth metal hydroxide in an amount of about 4 mol to about 6 mol or more per mol of the starting ester (II). The reaction temperature is not critical, but it is expedient that the reaction initially at room temperature or under cooling, for example in the range of about -1O 0 C to about 25 0 C, and then above room temperature, preferably at about 5O 0 C to about 80 0 C is carried out with heating, because it can be assumed that the reaction proceeds in two stages, which is indicated below with chemical formulas:
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R - O - OE2 - COOR1 R - O - OE 2 - COOR 1
R- C - OH2 - CR - C - OH 2 - C
NHOHNHOH
/■/ ■
In vorstehenden Formeln haben R, R1 und X die oben beschriebenen Bedeutungen.In the above formulas, R, R 1 and X have the meanings described above.
In dem vorliegenden Verfahren werden Alkali- oder Erdalkalimetallsalze des gewünschten Produktes (I) insitu gebildet. Die 3-Hydroxyisoxazolderivate (i) werden durch übliche Methoden gewonnen, beispielsweise durch Hinzufügen einer Säure zu dem Reaktionsgemisch, Abdestillieren des organischen Lösungsmittels und Sammeln des in dem wäßrigen Rückstand gebildeten Niederschlags durch Filtration. Das gewünschte Produkt kann gereinigt werden durch Extraktion des Niederschlages mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie Benzol oder Äther, Trocknen des Extraktes, Abdestillieren des Lösungsmittels und Umkristallisation des Rückstandes aus einem geeigneten Lösungsmittel, wie n-Hexan. Die Ausgangsstoffe (II) in dem vorliegenden Verfahren sind neue Verbindungen, und sie werden hergestellt mit hoher Ausbeute (oberhalb 90 #) durch Reaktion eines ß-Ketocarbon-In the present process, alkali or alkaline earth metal salts of the desired product (I) are in situ educated. The 3-hydroxyisoxazole derivatives (i) are obtained by customary methods, for example by adding an acid to the reaction mixture, distilling off of the organic solvent and collecting the in the aqueous Residue formed precipitate by filtration. The desired product can be purified by extraction the precipitate with a suitable solvent, such as benzene or ether, drying the extract, distilling off of the solvent and recrystallization of the residue from a suitable solvent, such as n-hexane. The starting materials (II) in the present process are new compounds, and they are produced with high Yield (above 90 #) by reaction of a ß-ketocarbon
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säureesters der Formelacid esters of the formula
R - CO - CH2 - COOR1 (III)R - CO - CH 2 - COOR 1 (III)
worin R und RV die oben beschriebenen Bedeutungen haben, mit einem Phosphorpentahalogenid bei einer niedrigen Temperatur. Bei der Ausführung des vorgenannten Verfahrens kann die Reaktion durchgeführt werden in Gegenwart oder in Abwesenheit eines inerten Lösungsmittels. Als inertes Lösungsmittel können verwendet werden Schwefelkohlenstoff, Tetrachlorkohlenstoff, Diehloräthan, Benzol, n-Hexän und dergleichen. Die Reaktion wird bei einer niedrigen Temperatur ausgeführt, vorzugsweise bei etwa -2O0C bis 50C, um Nebenreaktionen zu vermeiden. Als Phoephorpentahalogenid können verwendet werden Phosphorpentachlorid oder Phosphorpentabromid, und zwar in einer Menge von 0,5 Mol oder mehr pro Mol des ß-Ketocarbonsäureesters (ill). Nach Beendigung der Reaktion wird zu dem Reaktionsgemisch Wasser oder Alkohol hinzugefügt, um das gebildete Phosphoroiyhalogenid zu zersetzen. Das erhaltene Gemisch wird mit Wasser gewaschen und das Lösungsmittel von dem Reaktionsgemisch abdeBtilliert, wobei man den β,β-Dihalogencarbonsäureester (II) mit hoher Ausbeute erhält. Das Produkt kann durch Rektifikation oder Umkristallisation gereinigt werden.wherein R and RV have the meanings described above, with a phosphorus pentahalide at a low temperature. In carrying out the aforementioned process, the reaction can be carried out in the presence or in the absence of an inert solvent. As the inert solvent, there can be used carbon disulfide, carbon tetrachloride, diehlorethane, benzene, n-hexane and the like. The reaction is performed at a low temperature, preferably to avoid at about -2O 0 C to 5 0 C to side reactions. As the phosphorus pentahalide, phosphorus pentachloride or phosphorus pentabromide can be used in an amount of 0.5 mol or more per mol of the β-ketocarboxylic acid ester (III). After the reaction has ended, water or alcohol is added to the reaction mixture in order to decompose the phosphorus halide formed. The resulting mixture is washed with water and the solvent is distilled off from the reaction mixture, whereby the β, β-dihalocarboxylic acid ester (II) is obtained in high yield. The product can be purified by rectification or recrystallization.
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(1) Herstellung von Methyl-β,β-dichlorbutyrat(1) Preparation of methyl β, β-dichlorobutyrate
Zu 40 ml 1,2-Dichloräthan werden 24 g.Phoephorpenta-. Chlorid hinzugefügt. Zu der erhaltenen Lösung werden tropfenweise unter Rühren sowie unter Abkühlen auf -1O0C bis -50O 20 g Hethylacetoacetat hinzugefügt. Hach Beendigung des Hinzufügens wird das Reaktionsgemisch 6 Stunden bei -50C gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch wird Methanol hinzugefügt, um das gebildete PhosphoroxyChlorid zu zersetzen. Das erhaltene Gemisch wird mit Wasser gewaschen und das Diehlöathan abdestilliert, wobei man 26,4 g (90 # Ausbeute) des gewünschten Produktes erhält. Das so erhaltene Produkt wird rektifiziert und die.Fraktion, welche bei 178,5 bis 1800C siedet, wird gesammelt, wobei man das gewünschte Produkt erhält.To 40 ml of 1,2-dichloroethane, 24 g.Phoephorpenta-. Chloride added. To the resulting solution is added dropwise 20 g Hethylacetoacetat with stirring and under cooling to -1O 0 C to -5 0 O. Hach completion of the addition, the reaction mixture is stirred for 6 hours at -5 0 C. Methanol is added to the reaction mixture in order to decompose the phosphorus oxychloride formed. The resulting mixture is washed with water and the diehlöathan is distilled off, giving 26.4 g (90 # yield) of the desired product. The product thus obtained is rectified and die.Fraktion which boils at 178.5 to 180 0 C, is collected to give the desired product.
AnalysenwerteAnalysis values
berechnet für C5H8O2Cl2: C*35,11#i H»4,71J*; Cl*41,46?t gefunden : C«35,45#; H=4,8i9t; Cl«41,32?ifor C 5 H 8 O 2 Cl 2 : C * 35.11 # i H »4.71J *; Cl * 41.46? T found: C «35.45 #; H = 4.89t; Cl «41.32? I
OfJOfJ
Spezifisches Gewicht dgQ 1»2449 Brech—ungskoeffizient n| 1,4470Specific gravity dgQ 1 »2449 Refractive index n | 1.4470
(2) Herstellung von Methyl-ß-phenyl-ßjß-dichlorpropionat(2) Production of methyl ß-phenyl-ßjß-dichloropropionate
Zu 60 ml 1,2-Dichloräthan werden 35 g rhosphorpentachlorid hinzugefügt. Zu der erhaltenen Lösung werden tropfenweise unter Rühren sowie unter Abkühlen auf -100O bis -50C 50 g Methyl-benzoylacetat hinzügefügt. Kach Peeudigung des !iinzufügens wird das Reaktionsgemische 5 Stunden bei -5°C gerührt und bei dieser Temperatur über Nacht stehen gelassen. Zu dem Reaktionsgemisch wird35 g of rhosphorus pentachloride are added to 60 ml of 1,2-dichloroethane. 50 g of methyl benzoylacetate are added dropwise to the resulting solution with stirring and with cooling to -10 0 to -5 0 C. After the addition is completed, the reaction mixture is stirred for 5 hours at -5 ° C. and left to stand at this temperature overnight. To the reaction mixture becomes
Methanol hinzugegeben, um das gebildete Phosphoroxychlorid zu zersetzen. Das erhaltene Gemisch wird mit Wasser gewaschen und das Dichloräthan abdestilliert, wobei man 55 g (85 i> Ausbeute) des gewünschten Produktes erhält. Das so gewonnene Produkt wird aus η-Hexan umkristallisiert, wodurch man das reine Produkt erhält.Added methanol in order to decompose the phosphorus oxychloride formed. The resulting mixture is washed with water and the dichloroethane was distilled off to give 55 g (85 i> yield) of the desired product. The product obtained in this way is recrystallized from η-hexane, whereby the pure product is obtained.
AnalysenwerteAnalysis values
berechnet für C10H10O2Cl2:calculated for C 10 H 10 O 2 Cl 2 :
0*51,53#; H=4,32#; 01=30, gefunden 0=51,60$; H=4,35#; 01=30,11/.0 * 51.53 #; H = 4.32 #; 01 = 30, found 0 = $ 51.60; H = 4.35 #; 01 = 30.11 /.
Die folgenden Beispiele werden zum Zwecke der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben, jedoch ohne den Umfang der Erfindung zu beschränken.The following examples are given for the purpose of illustrating the process according to the invention, but without to limit the scope of the invention.
Beispiel 1 3-Hydroxy-5-n)ethyliBoxazolexample 1 3-hydroxy-5-n) ethyliBoxazole
10 g Methyl-ß,ß-dichlorbutyrat werden bei -50C tropfenweise zu einer lösung, bestehend aus 4,47 g Hydroxylanjinhydrochlorid, 6,35 g Natriumhydroxyd, 16 ml Wasser und 100 ml Methanol, hinzugefügt. Die erhaltene lösung wird bei dieser Temperatur eine Stunde und danach bei Raumtemperatur eine weitere Stunde gerührt. In der Lösung werden 5,4 g ITatriumhydroxyd gelöst, und die erhaltene lösung wird 4 Stunden am Rückfluß erhitzt. !lach dem Ab-10 g of methyl ß, ß-dichlorobutyrate are added dropwise at -5 0 C to a solution consisting of 4.47 g of hydroxylanjine hydrochloride, 6.35 g of sodium hydroxide, 16 ml of water and 100 ml of methanol. The solution obtained is stirred at this temperature for one hour and then at room temperature for a further hour. 5.4 g of sodium hydroxide are dissolved in the solution, and the resulting solution is refluxed for 4 hours. ! laugh at the ab-
- 9 009884/2244 - 9 009 884/2244
kühlen wird das Reaktionsgemisch durch Hinzufügen von Salzsäure angesäuert und das Methanol unter vermindertem Druck abdestilliert. Das abgeschiedene 3-Hydroxy-5-niethylisoxazol wird mit Benzol extrahiert und der Extrakt zur Trockne eingeengt, wobei man 5,21 g (90 i> Ausbeute) blaß-gelbe Nadeln erhält. Das so gewonnene Produkt wird mit einer authentischen Probe mit Hilfe des Mischschmelzpunktes und des Infrarotspektrums identifiziert.cool, the reaction mixture is acidified by adding hydrochloric acid and the methanol is distilled off under reduced pressure. The separated 3-hydroxy-5-niethylisoxazol is extracted with benzene and the extract concentrated to dryness to give 5.21 g (90 i> yield) of a pale-yellow needles. The product obtained in this way is identified with an authentic sample using the mixed melting point and the infrared spectrum.
Beispiel 2 3-Hydrox.v-5~phenyliBoxazolExample 2 3-Hydrox.v-5-phenyliBoxazole
Eine Lösung von 23 g Methyl~ß-phenyl-ß,ß-diehlorpropionat in 200 ml Methanol wird tropfenweise bei -50O zu einer lösung, bestehend aus 10 g Hydroxylaminsulfat, 12 g Natriumhydroxyd und 25 ml Wasser, hinzugefügt. Die erhaltene lösung wird eine Stunde bei der gleichen Temperatur und danach bei Raumtemperatur eine weitere Stunde gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch werden 10 g 50 gewichtsprozentiges wäßriges Natriumhydroxyd hinzugefügt, und die erhaltene lösung wird 5 Stunden am Rückfluß erhitzt. Das Methanol wird unter vermindertemDruck abdestilliert, und 200 ml Wasser werden zu dem Rückstand hinzugefügt. Die wäßrige lösung wird durch Hinzufügen von 50-prozentiger Schwefelsäure angesäuert, um 3-Hydroxy-5-phenylisoxazol abzuscheiden, welches durch -'Filtration gewonnen und getrocknet wird, wobei man 14,3 g (90 <fo Ausbeute) Kristalle erhält. Das so erhaltene rohe Produkt wird aus Be1ZoI umkristallisiert, wobei man Nadeln erhält, die bei 166 bis 167°0 schmelzen. Das Produkt wirdA solution of 23 g of methyl ~ ß-phenyl-ß, ß-diehlorpropionat in 200 ml of methanol is added dropwise at -5 0 O to a solution consisting of 10 g of hydroxylamine sulfate, 12 g of sodium hydroxide and 25 ml of water. The resulting solution is stirred for one hour at the same temperature and then for a further hour at room temperature. 10 g of 50 percent strength by weight aqueous sodium hydroxide are added to the reaction mixture, and the resulting solution is refluxed for 5 hours. The methanol is distilled off under reduced pressure and 200 ml of water is added to the residue. The aqueous solution is acidified by adding 50 percent sulfuric acid to separate out 3-hydroxy-5-phenylisoxazole, which is collected by filtration and dried to give 14.3 g (90 % yield) of crystals. The crude product obtained in this way is recrystallized from Be 1 ZoI to give needles which melt at 166 to 167 ° C. The product will
- 10 -- 10 -
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mit einer authentischen Probe mit Hilfe des Miachschmelzpunktes und des Infrarotspektrums identifiziert»with an authentic sample with the help of the melting point and the infrared spectrum identified »
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Legal Events
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---|---|---|---|
OHW | Rejection |