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Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren Zusatz zu Patent . +..
... (Patentanmeldung P 20 4) 666.2) Gegenstand des Patents . ... ... (Patentanmeldung
P 20 43 666.2) ist ein Verfahren zur tierstellung von Carbonsäuren, die zwei, drei
oder fünf Carboxylgruppen im Molekül tragen und die in Ot-Stellung zu einer dieser
Carboxylgruppen eine Isocyano-bzw. Aminogruppe tragen. Das Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß mam α - Isocyanoalkancarbonsäureester der Formel I
in der R1 für ein Wasserstoffatom, für einen Alkylrest mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen,
der eine Doppel- oder Dreifachbindung oder einen gegen basen inerten Substituenten
tragen kann oder fUr einen aromatischen bzw. heteroaromatischen Rest steht und R2
für alle Reste stehen kann; wie sie als Veresterungskomponenten bei Carbonsäuren
in betracht kommen, mit einem 1,2-ungesSttigten Carbonsäureester der Formel II
in der R3, R4 und R5 gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, Alkylgruppen,
Cycloalkylgruppen, Arylgruppen oder Heteroarylgruppen bedeuten, in der darüberhinaus
einer der Reste R3, R4 oder R5 den Rest -COOR2 bedeuten kann und in der R6 dieselbe
Bedeutung wie R2 in formel I hat, wobei R2 und R6 gleich oder verschieden sind,
in Gegenwart einer Base umsetzt und die erhaltenen Verbindungen
der
Formel III
oder gegebenenfalls, wenn R1 in Formel I ein Wasserstoffatom bedeutet, der Formel
IV
in denen die Reste R1 bis R6 durch die für Formel I und II gültigen Bedingungen
definiert sind, mit den für Verseifungen üblichen Mitteln zu den entsprechenden
Aminodi-, -tri- oder Pentacarbonsäuren weiter umsetzt.
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Es wurde nun gefunden, daß man Carbonsäureester oder ebenfalls Carbonsäuren
erhält, wenn man o(-Isocyanalkancarbonsäureester der Formel I
in der R jür ein Wasserstoffatom, für einen Alkylrest mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen,
der eine Doppel- oder Dreifachbindung oder einen gegen Basen inerten Substituenten
tragen kann oder für einen aromstischen bzw. heteroaromatischen Rest steht, und
R2 für alle Reste stehen k.:.nt wie sie als Veresterungskomponenten bei Carbonsäuren
in
Betracht kommen, mit einer ungesättigten Verbindung der Formel V
in der R3, R4 und R5 gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, Alkylgruppen,
Cycloalkylgruppen, Arylgruppen oder Heteroarylgruppen bedeuten, in der darüberhinaus
einer der Reste R3, R4 oder R5 den Rest -COOR6 oder Z bedeuten kann, in der R6 dieselbe
Bedeutung wie R2 in Formel I hat, wobei R2 und R6 gleich oder verschieden sind,
und Z anstelle der nach dem Verfahren des Hauptpatents umzusetzenden Verbindung
II mit dem Rest -COOR6 nun einen anderen elektronenziehenden Substituenten bedeutet,
der die Doppelbindung derart aktiviert, daß ein nukleophiler Angriff leicht möglich
ist, in Gegenwart einer Base unter relativ milden Bedingungen umsetzt und gewünschtenfalls
die erhaltenen Verbindungen der Formel VI a
oder, wenn man die Umsetzung genügend lange bei Temperaturen um oder über ungefähr
6.50C vornimmt, der Formel VI b bzw. bei R5 = h der Formel VI c
oder gegebenenfalls, wenn R1 in Formel I ein Wasserstoffatom bedeutet und R3 in
Formel V als Wasserstoffatom nicht sterisch hindert, die erhaltene Verbindung der
Formel VII
in denen die Reste R1 bis R5 und Z durch die für Formel I und V gültigen Bedingungen
definiert sind, mit den für Verseifungen üblichen Mitteln zu den entsprechenden
Carbonsäuren bzw. bei VI b und VI c zur Pyrrolin-carbonsäure weiter umsetzt.
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Der Rest Z kann im einzelnen beispielsweise eine Nitril-, Nitro-,
Azomethin-, Formyl-, Keto- oder Sulfonylgruppe sein. Z kann demnach durch die Symbole
CN, N02, CR'NR', ECHO, COR', SO2R' wiedergegeben werden, wobei R' in derartigen
Resten vorkommende Substituenten bedeutet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch folgendes Formelschema wiedergegeben
werden:
wenn R1=H:
In diesem Formelschema beschreibt Formel I die Isocyanoalkancarbonsäureester. Die
Zahl der diesen Estern zugrundeliegenden Isocyanocarbonsäuren ist an sich unbegrenzt,
sofern die Alkylreste R1 nicht so sperrig sind, daß sie einen Molekülzusammenstoß
mit einer Verbindung der Formel V hindern oder erschweren, bzw. nicht selbst reaktive
Substituenten der Art tragen, die geeignet sind, im Reaktionsverlauf zu Mehrdeutigkeiten
zu führen oder den Reaktionsverlauf in der gewünschten Richtung gar zu unterbinden.
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Zweckmäßig sind Isocyanoalkancarbonsäureester mit R1 = Wasserstoff
oder Alkylgruppen mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen.
Technisch am bedeutsamsten ist R1 = Wasserstoff. Einzelnen C(-Isocyanoalkancarbonsäuren
sind z.B. C -Isocyanoessig-, -propion-, -butter-, -valerian-, -capron-, -capryl-,
-caprin-, -stearin- oder -ölsäure.
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Die alkoholische Komponente, die den Estern der vorgenannten Säuren
zugrundeliegt, kann aus allen Alkoholen bestehen, die für eine Veresterung geeignet
sind, und die unter den Reaktionsbedingungen Ester von ausreichender Stabilität
bilden. Zweckmäßig sind aliphatische Alkohole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, aromatische,
heteroaromatische und aromatisch-aliphatische Alkohole. Als veresterungsfähige Alkohole
kommen vorwiegend primäre und sekundäre Alkohole in Betracht, von denen vor allem
Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec-Butanol, n-Amyl-, Isoamyl-,
Octyl- oder Cetylalkohol, ferner Cyclopentanol, Cyclohexanol, Phenyläthylalkohol,
Furfurylakohol, Thienyläthylalkohol zu nennen sind. Technisch besonders bedeutsam
sind Methanol oder Äthanol.
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Die altS diesen K°mponentAr; @esultiorenden α -Isc>yanoalkancarbonsäureester
sind
demnach in bevorzugtem Maße « -Isocyanoalkancarbonsäureäthyl- oder -methylester,
wobei R1 von Formel I ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet. Isocyanoessigsäureäthylester
oder -methylester sind von überragender technischer Bedeutung.
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Formel V beschreibt die ungesättigten Verbindungen, deren Reste R3,
H4. R6 und Z gemäß der Erfindungsdefinition gewählt werden können.
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Von Wichtigkeit sind hier vor allem ungesättigte Verbindungen, bei
denen R3, R4 und R5 Wasserstoffatome, Alkylgruppen oder Arylgruppen mit 1 bis 4,
bzw. 6 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen. Außerdem kann einer der Reste R3 und
R4 eine Carbalkoxygruppe, vorzugsweise eine Carbomethoxy- oder -äthoxygruppe sein.
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Zweckmäßig ist es, um eine Behinderung der Reaktion durch eine zu
große Anzahl von sperrigen Resten zu vermeiden, daß nur einer der drei Reste einen
Alkylrest mit einer hohen Kohlenstoffzahl, einen Arylrest oder - gemäß der obigen
Bedingung -eine Carbalkoxygruppe darstellt. Für die alkoholische Komponente im Rest
COOR6 der Formel V gilt das für die Isocyanocarbonsäureester Gesagte analog. Bevorzugt
kommen demnach für die erfindungsgemäße Umsetzung Acrylsäureäthyl- oder -methylester,
Methacrylsäureäthyl- oder -methylester, Crotonsäureäthyl- oder -methylester, Zimtsäureäthyl-
oder -methylester sowie der Maleinsäurediäthyl- oder -dimethylester in Betracht.
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Unter Basen versteht man MeX, wobei Me ein Alkalimetall oder ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls, wie des Zinks oder Cadmiums, bedeuten. X kann sämtliche
Reste bedeuten, wie sie gemäß der fiblichen Definition den Verbindungen basische
Eigenschaften verleihen. Unter Basen der Formel MeX, mit denen die Reaktion durchgeführt
werden muß, versteht man zweckmäßig solche, die stark genug sind, um die α
-Isocyanoalkancarbonsäureester in C(-Stellung zu deprotonieren bzw. zumindest intermediär
zu metallieren. Man vei steht darunter somit Alkali- oder Erdalkalihydroxide, -alkoholate,
aber auch -alkyle oder -hydride, sowie Grignardreagenzien. Unter den letztgenannten
Typen kommen auch die zink- oder zadmiumarlalogen Ve bindurgen in Betracht. Hesonder@
günstig @ina für die Re@ktion Alkoholate der Alkalimetolle wie Natrium oder Kalium.
Im einzelnen
können als Basen genannt werden: Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid, Natriumhydrid, Magnesiumhydrid,
Calciumhydrid, Bariumhydrid, Lithiummethyl, Lithiumbutyl, Methylmagnesiumbromid,
Zinkdimethyl, Methylzinkbromid, Methylcadmiumbromid. Vorzugsweise verwendet man
Natriummethylat-, Natriumäthylat oder Kalium-tert -butylat.
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Unter relativ milden Bedingungen der Umsetzung von I mit V sind solche
zu verstehen, die noch nicht zu einem Ringschluß zu VI b bzw. VI c führen. Solche
bedingungen sind Temperaturen unterhalb ungefähr 65 0C und/oder kurze Reaktionszeiten.
Es ist demnach möglich, die Umsetzung so zu führen, daß man in der ersten Stufe
die Verbindungen VI a bzw. VII, in der zweiten Stufe die Pyrrolin-Derivate oder
in einer durchschreitenden Umsetzung gleich-die Pyrrolin-Derivate gewinnen kann.
Die Pyrrolin-Derivate der Formel VI b bzw. VI c können demnach aus den Verbindungen
der Formel VI a erhalten werden, indem man diese bei Temperaturen um oder über 65°C
zur Cyolisierung der Einwirkung von Basen unterwirft. Basen und Reaktionsmedium
für die Cyclisierung können die gleichen sein wie bei der Herstellung der Verbindungen
VI a und VII. Nach den gleichen Möglichkeiten können auch die Verbindungen VII in
Pyrrolin-Derivate übergeführt werden. Aus den Pyrrolin-Derivaten kann man durch
katalytische Hydrierung leicht die entsprechenden Pyrrolidin-Derivate erhalten.
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Das Verfahren wird in Lösungsmitteln ausgeführt, die entweder unter
den Reaktionsbedingungen inert sind oder derart an der Reaktion teilnehmen, daß
sie diese in positiver Weise beeinflussen, d.h. beschleunigen. Die Wahl der Lösungsmittel
richtet sich nach der Art der angewandten starken Base. So verwendet man z.B. bei
metallorganischen Verbindungen oder Hydriden wie z.B. Butyllithium oder Natriumhydrid
inerte Kohlenwasserstoffe, wie Toluol oder p-Xylol, in denen diese Basen emulgiert
werden. Verwendet man Grignardreagenzien oder analog aufgebaute Verbindungen des
Zinks oder des Cadmium, so sind Äther, die sich komplex an die metallorganische
Verbindung anlagern können, und dadurch die Reaktionsfähigkeit dieser Stoffe erhöhen,
am zweckmäßigsten. In den bisher genannten Fällen verwendet man Base (Metallierungsmittel)
und Isocyanalkancarbonester I in äquimolaren Mengen. Im allgemeinen sind
protische
Lösungsmittel bevorzugt, bei Z = N02 jedoch aprotisch.
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Hydroxide werden zweckmäßig in einem diese Hydroxide lösenden Alkohol
wie Äthanol oder Methanol angewendet. Alkoholate setzt man zweckmäßig im dazugehörigen
Alkohol als Lösungsmittel ein.
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In diesen beiden Fällen kann man base und Isocyanalkancarbonester
I in äquimolekularen oder größerenis äquimolaren Mengen anwenden; man kann aber
auch mit einem
uß (katalytischer Menge) an Base arbeiten, und zwar mit 0,05 bis 0,8 Mol per Mol
I, vorzugsweise mit 0,1 bis 0,2 Mol.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig so ausgeführt, daß
man in einem der genannten Lösungsmittel oder in einem Gemisch die Base emulgiert
oder löst und anschließend die Reaktionspartner der Formel I und V in äquimolarem
Verhältnis oder, wenn man die Verbindung VII herstellen will, im Molverhältnis 1:2
oder in höherem Molverhältnis nacheinand-er oder gemeinsam zugibt und die Temperatur
erhöht. Die. Temperaturen, in denen sich die Reaktion abspielt, können allgemein
zwischen -40 bis ungefähr 6500 bzw. ungefähr 650C bis ungefähr +100°C, vorzugsweise
ungefähr + 40 bis ungefähr +600C, liegen. Die Reaktionsdauer beträgt 0,5 bis 30
Stunden, vorzugsweise ungefähr 20 Stunden. Anschließend destilliert man das Lösungsmittel
ab und neutralisiert den RUckstand mit 0,1 bis 0,5 n-Salzsäure.
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Man extrahiert mit Äther und fraktioniert den Ätherauszug nach dem
Trocknen über einem der gängigen Trocknungsmittel, wie Natriumsulfat oder Silikagel
unter vermindertem Druck. Die erhaltenen «-Isocyanocarbonsäureester sind neue Stoffe
und können durch Analyse und durch ihr charakteristisches IR- und MR-Spektrum identifiziert
werden.
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Die neuen Isocyanocarbonaaureester sind wertvolle Zwischenprodukte,
die als Schlüsselverbindungen für α-Amino-Carbonsäuren oder (wenn Z = CN bei
reduktiver Abwandlung der Cyan-Gruppen) für C¢, { -Diaminocarbonsäuren angesehen
werden können. Um die neuen Verbindungen in die Aminocarbonsäuren überzuführen,
kann man sie mit den üblichen Verseifungsmitteln verseifen. Man geht dazu beispielsweise
folgendermaßen vor: Man versetzt die Isocyancarbonsäureester mit Salzsäure und isoliert
dann zunächst den N-Formylcarbonsäureester. Anschließend kann man die N-Formylgruppe
zur
AminogruFpe verseifen una die Estergruppe hyarolytisch abspalten.
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Dies geschieht nach an sich bekannten Methoden und beaarf keiner weiteren
Erläuterung. Die neuen Isocyancarbonsäureester sina im übrigen durch ihren Rest
Z den für diesen im einzelnen geltenden Abwandlungen und Umsetzungen zugänglich.
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beispiel 1 2-Isocyan-2-methyl-4-cyan-butansäureäthylester : Zur Lösung
von 6,35 g Isocyanpropionsäureäthylester in 15 ml Athanol fügt man unter Rühren
1 ml einer 5 proz. -äthanolischen Natriumäthylat-Lösung una (unter Rühren) die Lösung
von 2,65 g Acrylnitril in 15 ml Äthanol in ungefähr 30 Min., wobei die Temperatur
nicht über 300 ansteigen soll. Man rührt ungefähr 15 Stdn. bei Raumtemperatur, neutralisiert
mit Eisessig und destilliert das Lösung mittel i. Vak. (Badtemp. maximal 800) ab.
Den Rückstand lEst man in 50 ml Methylenchloria, wäscht dreimal mit je 20 ml Wasser
una trocknet die organische Phase mit Natriumsulfat. Man erhält 3,8 g (43 %) 2-Isocyan-2-methyl-4-cyan-utansäureäthylester
mit Sdp. 0,15 990, beispiel 2 2-Isocyan-2,3-dimethyl-4-cyan-butansSureäthylester:
Man verfährt wie in beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwenaung von 3,35 g Crotonnitril
(statt Acrylnitril). Nan prhält 5 g (53 %) 2-Isocyan-2,3-dimethyl-4-cyan-butansäureäthylester
mit Sd0p. 0,15 100° Beispiel 3 2-Isocyan-2-methyl-4-cyan-pentancarbonsäureäthylester
: Man verfährt wie in beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung von 3,35 g
o(-Methacrylnitril. Man erhält 8,3 g (86 %) 2-Isocyan-2-methyl-4-cyan-pentancarbonsäureäthylester
mit Sdr. 0,05 94°.
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Beispiel 4 2-Isocyan°2-methyl-3-phenyla4-cyan-butansfiureSthylester:
Man verfährt wir in Beispiel 1, jedoch verwendet man 12,9 g Zimtsäurenitril und
12,7 g Isocyanpropionsäureäthylester, 5 ml der Natriumäthylat-Lösung und (bis auf
die Aufarbeitung) die doppelten Mengen Lösungsmittel. Man erhält 7,8 g ( %) 2-Isocyan-2-methyl-3-phenyl-4-cyan-but
ansäureäthylester mit Schmp. 1100 (aus Cyclohexan ).
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Beispiel 5 4-Isocyan-4-carbäthoxy-pimelinsäureinitril : Zur Lösung
von 5,65 g Inocyanessigsäureäthylester in 30 ml Kthanol und 1 ml 5 prox.-äthanollischer
Natriumäthylat-Lösung troptt man in ungefähr 30 Min. die Lösung von 5,3 g Acrylnitril
in 15 ml Methanol, wobei die Temperatur nicht über 30° ansteigen soll. Man rührt
15 Stdn. bei Raumtemp., neutralisiert mit Eisessig, gibt 250 ml Cyclohexan zu, wobei
beim Stehen im Kühlschrank 6 g (55 %) 4-Isocyan-4-carbäthoxy-pimelinsäuredinitril
auskristallisieren.
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S ch@p. 44-46° (aus Ätappol/Cyclobezen).
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Beispiel 6 2-Imocyem-3-methyl-4-cyan-butansäureäthylester : Man verfährt
wie in @@@@plei 1 beschrieben unterVerwendung von 11,3 g Isocyanes@ig@@ure@thylester
in 30 ml äthanol und 3,35 g Crotonnitril.
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M@@ erhält 4,5 g (50 %) 2-Isocyan-3-methyl-4-cyan-butansäureäthylestor
mit @dp. 0,1 106° Beispiel T 4-Isocyan-4-carbäthoxy-3,3'-dimethylpimelinsäuredinitril
: Zur L@@ung von 18,3 g Iescyen@@sigzäur eäthylester in 30 ml Äthanol @@ @@al 5
proz. -@thanolieher Netriumäthylat-Lösung tropft man
in ungefähr
30 Min. 13,4 g Crotonnitril, läßt 15 Stdn. bei Raumtemperatur rühren und arbeitet
wie beim ersten Beispiel beschrieben auf. Man erhält durch fraktionierte Destillation
zunächst 3 g 2-Isocyan-3-methyl-4-cyan-butansäureäthylester und dann 10 g (41 %)
4-Isocyan-4-carbäthoxy-3,3o-dimethyl-pimelinsäuredinitril mit Sdp. 0>1 173°.
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Beispiel 8 4-Isocyan-4-carbäthoxy-2,2' -dimethyl-pimelinsäuredinitril
: Man verfährt wie in Beispiel 7 beschrieben unter Verwendung von 13,4 g α-Methacrylnitril
Man erhält 14 g 4-Isocyan-4-carbäthoxy-2,2'-dimethyl-pimelinsäuredintril mit Sdp.
0,1 163-170° (Schmp. 50-52°).
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Beispiel 9 2-Isocyan-3-phenyl-4-cyan-butansäureäthylester : Man verfährt
wie in Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 5,65 g Isocyanessigsäureäthylester
und 12,9 g Zimtsäurenitril und 2 ml der Natriumäthylat-Lösung. Man erhält (nach
mehrfacher Destillation) 3,7 g (31 %) 2-Isocyan-3-phenyl-4-cyan-butansäureäthylester
mit Sdp. 0,03 103°.
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Beispiel 10 4-Phenylsulfonyl-2-methyl-2-isocyan-buttersäure-äthylester:
Zur Lösung von 2,55 g (20 mMol) o(-Isocyanpropionsäureäthylester in 30 ml trockenem
Tetrahydrofuran gibt man bei -70° eine Lösung von 2 mMol Butyllithium in hexan und
anschließend eine Lösung von 3,55 g (21 mMol) Phenylvinylsulfon in 10 ml trockenem
Tetrahydrofuran. Nach aem Erwärmen auf -30° neutralisiert man die Base durch Zusatz
von 2 mMol Eisessig, engt das Gemisch am Rotationsverdampfer ein, nimmt den Rückstand
in Benzol auf und wäscht mit halbkonzentrierter wäßriger Kochsalzlösung aus. Nach
den Trocknen über Natriumsulfat uncl Abziehen des Lösungsmittels
verbleiben
5,9 g 4-Phenyl-sulfonyl-2-methyl-2-isocyan-buttersäureäthylester. Chromatographie
über Kieselgel (Petroläther-Methylenchlorid) liefert die reine Verbindung (nD25
= 1,5122), die bei Raumtemperatur erstarrt.
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IR-Spektrum: Absorptionen bei 2135 (NC), 1752 (C02C2H5), 1300 und
1146 cm (so2).
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C.H-Bestimmung : Gef. C 57,2 %, H 6,0 % ; Ber. C 57,0 %, H 5,8 % .
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Beispiel 11 3-Methylsulfonyl-4-(α-isocyan-α-carbäthoxy-äthyl)-tetrahydro
furan: Man arbeitet wie in Beispiel 10 beschrieben. Anstelle des Phenylvinylsulfons
werden 3,1 g (21 mMol) 3-Methylsulfonyl-2,5-dihydrofuran zugegeben. Die Neutralisation
mit Eisessig erfolgt nach einstündigem Rühren bei +10°. Nach der Aufarbeitung analog
Beispiel 10 erhält man 5,3 g 3-Methylsulfonyl-4-(α-isocyan-α-carbäthoxy-äthyl)-tetrahydrofuran.
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Farbloses Öl, nD25 = 1,4719.
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IR-Spektrum: Absorptionen bei 2120 (NC), 1743 (C02C2H5), 1300 und
1140 cm (S02).
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C,H-Bestimmung: Gef. C 48,1 %, H 6,4 %; Ber. C 48,0 X, H 6,2 %.
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Beispiel 12 2,2-Di(ß-phenylSulfonyläthyl)-2-isocyan-essigsäureäthylester:
Zur Lösung von 2,25 g (20 mMol) Isocyanessigsäureäthylester in 30 ml trockenem Tetrahydrofuran
gibt man bei-70° eine Lösung von 2 mMol butyllithium in Hexan und anschließend eine
Lösung von 7,1 g (42 mMol) Phenylvinylsulfon in 20 ml trockenem Tetrahydrofuran.
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Nach halbstündigem Rühren bei -30° neutralisiert man durch Zusatz
von 2 mMol Eisessig. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 10 beschrieben. Das
Rohprodukt wird über Kieselgel (Methylenchlorid + 5 % Essigester) chromatographiert
und das Eluat aus Benzol umkristallisiert ; Schmp. 129-131°.
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IR-Spektrum: Absorptionen bei 2130 (NC), 1740 (CO2C2o5), 1300 unu
1140 cm-1 (SO2).
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C,H,N-Bcstiotung : Gef. C 56,2 %, h 5,4 %, N 3,1 % ; Ber. C 56,1 ,
ii 5,2 %, N 3,1 %.
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beispiel 13 α-Isocyan-B-methyl-α-nitro-buttersäureâthylester
: Zur Lösung von 4,52 g (0,04 Mol) Isocyanessigs~ureäthylester in 60 ml Tetrahydrofuran
tropft man bei -75°C unter Rühren 0,04 Mol butyllitbium (in Pentan), fügt rasch
unter Rübren die auf -75°C gekühlte Lösung von 3,48 g (0,04 Mol) 1-Nitro-propen-(1)
in 40 ml Tetrahyurofuran hinzu, läßt auf -20°C aufwärmen, neutralisiert mit 0,04
Mol Eisessig, zieht das Tetrahydrofuran ab, versetzt den Rückstand mit 50 ml Wasser
unu schüttelt dreimal mit je 50 ml Chloroform aus. Getrocknet wird über Magnesiurl1-sulfat.
beim Einengen hinterbleiben 70 % α-Isocyan-ß-methyl-α-nitro-buttersäureäthylestor
mit Sdp.@ 103 bis 105°C (teilweise Zersetzung bei der Destillation).
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Beispiel 14 α-Isocyan-ß-methyl-α-nitro-valeriansäureäthylester
: Man verfährt zunächst wie in Beispiel 13 beschrieben unter Verwendung von 4,04
g (0,04 Mol) 1-Nitro-1-methyl-propen- (1).
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Man erhält 48 % α-Isocyan-ß-methyl- α-nitro-valeriansäureäthylester
mit Sdp. 10 10100 (bautemperatur 145°).
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ber. C 50,46 h 6,58 Gef. C 50,68 h 6,71 beispiel 15 d - Is ocyan-ß-isoprop
yl- T -nitro-buttersäureäthylester : Man verfährt wie in beispiel 13 beschrieben
unter Verwendung von 4,6 g 0,04 Mol) 1-nitro-3-methyl-buten-(1). Man erhält 8,5
g rohen α-Isocyan-ß-isopropyl- α-nitro-buttersäursäthylester, der
sich
bei der Destillation und bei der Säulenchromatographie zersetzt una daher nicht
in reiner Form gewonnen werden kann.
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Zum Strukturbeweis wurde die Verbindung in 50 ml Äthanol gelöst, bei
ZimmertemFeratur unter Rühren innerhalb von 2 Stunden die Lösung von 0,23 g Natrium
in 25 ml Äthanol zugefügt, bis im IR-Spektrum keine Isocyanidgruppe mehr festgestellt
werden konnte. Man neutralisiert mit Eisessig und arbeitet wie üblich auf, wobei
man 3-Nitro-5-äthoxycartonyl-4-isopropyl-pyrrolin- (2) erhält, das Produkt der Cyclisierung.
Schmp. 1120C (aus Äther/ Petroläther).
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Ber. C 52,62 h 7,06 Gef. C 52,40 H 6,90 beispiel 16 α-Isocyan-ß-isopropyl-α-nitro-valeriansäureäthylester
: Man verfährt wie in Beispiel 13 beschrieben unter Verwendung von 5,15 g (0,04
Mol) 1-Nitro-1,3-dimethyl-buten-(1). Man erhält 41 % α-Isocyan-ß-isopropyl-
α-nitro-valeriansäureäthylester mit Sdp. 10 11700.
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Ber. C 54,54 H 7,49 Gef. C 54,35 H 7,40 Beispiel 17 -Isocyan-ß-methyl-
α-nitro-buttersäureäthylester (mit Natriumäthylat als Katalysator): Zur Lösung
von 6,8 g (0,1 Mol) Natriumäthanolat und 17,4 g (0,2 Mol) Isocyanessigsäureäthylester
in 150 ml Äthanol tropft man unter Rühren bei 0°C innerhalb von 15 Min. 3,48 g (0,04
Mol) 1-Nitro-propen-(1), gelöst in 50 ml äthanol. Man neutralisiert mit 6 g (0,1
Mol) Eisessig, zieht das Solvens ab, nimmt den Rückstand in @0 ml Wasser auf, schüttelt
mit Äther aus und trocknet die Ätherphase über Magnesiumsulfat. Beim Einengen hinterbleiben
7,6 g roher α-Isocyan-ß-methyl-α-nitro-buttersäureäthylester. Reinausbeute
4,88 g g (62 %) mtt Sdp, 7 103 bis 105°C.
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Ber. C 47,99 H 6,04 Gef. C 48,86 H 6,45
Beispiel
18 α-Bis-[2-nitro-1-phenyl-äthyl-(1)]-α-isocyanessigsäure äthylester:
Zur Lösung von 4,52 g (0,04 Mol) IsocyanessigsSureäthylester in 60 ml Tetrahydrofuran
tropft man bei -750C unter Rühren 0,04 Mol butyllithium (in Pentan), fügt rasch
unter Rühren die auf -75 0C gekühlte Lösung von 6 g (0,04 Mol) Nitrostyrol, kühlt
nach dem Temperaturanstieg wieder auf -75°C, tropft erneut 0,04 Mol Butyllithium
hinzu und wieaerum unter Rühren die auf -75 0C gekühlte Lösung von 6 g (0,04 Mol)
Nitrostyrol in 40 ml Tetrahydrofuran. Man läßt auf -200C kommen, neutralisiert mit
Eisessig, zieht das Solvens am Vakuum ab, versetzt mit 100 ml Wasser una schüttelt
dreimal mit je 80 ml Chloroform aus. beim Einengen hinterbleiben 14,8 g roher Bis
-[2-nitro-1-phenyl-äthyl-(1)] -$alpha;-isocyanessigsäureäthylester. Die Struktur
des zähflüssigen Produktes folgt aus seinem NtR-Spektrum und aus dem Ergebnis der
Cyclisierung mit Natriumäthylat in Äthanol (Ausführung vgl. Beispiel 15), die zu
3-Nitro-5-äthoxycarbonyl-4-phenyl-5-[2-nitro-1-phenyl-äthyl-(1 pyrrolin-(2) führt.
Schmp. 1700C.
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Her. C 61,31 H 5,15 Gef. C 61,36 H 5,10 Beispiel 19 1-Isocyan-1-methyl-4-oxo-pentancarbonsäure-(1)-äthylester
: Zur Lösung von 0,1 g (4,3 m Mol) Natrium in 20 ml Äthanol tropft man innerhalb
von 25 Min. die Mischung von 2,84 g Methylvinylketon und 5,1 g Isocyanpropionsäureäthylester,
wobei die Tomperatur auf ungefähr 35°C ansteigt. Man läßt auf Raumtemperatur kommen,
neutralisiert mit Eisessig, zieht das Lösungsmittel ab, gibt 50 ml Wasser hinzu,
äthert aus und arbeitet wie üblich auf. Man erhält 3,6 g (45 %) 1-Isocyan-1-methyl-4-oxo-pentancarbonsäure-(1)-äthylester
mit Sdp, 15 14200.
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Beispiel 20 1-Isocyan-2,4-aiphenyl-4-oxo-butancarbonsäure-(1)-äthylester
: Die Mischung von 4,16 g (20 m Mol) Benzalacetophenon, 2,26 g (20 Mol)
Isocyanessigsäureäthylester
und 50 ml Äthanol tropft man zu einer Lösung von 0,2 g (8,7 m Mol) Natrium in 20
ml Äthanol.
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Man rührt 3 Stunden, wobei 5,1 g (80 %) 3-Hydroxybenzyliden-4-phenyl-1-pyrrolin-5-carbonsäureäthylester
auskristallisieren.
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Schmp. 18100. Diese Verbindung entsteht durch Cyclisierung des primär
entstehenden 1-Isocyan-2,4-diphenyl-4-oxo-butancarbonsäure-(1)-äthylester,