DE2316320A1

DE2316320A1 - Verfahren zur herstellung von 5-amino-2-(beta-cyanoaethyl)-5-cyclohexen-1-on

Info

Publication number: DE2316320A1
Application number: DE19732316320
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Zondler
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1972-04-04
Filing date: 1973-04-02
Publication date: 1973-10-18
Also published as: JPS497252A; FR2179037A1; GB1409772A; CH565143A5

Description

Case 3~8lll= Dr. F. Zunnstein sen. - Dr. E. Assmann

Dr.R.Koenigt:berger - Dipl. Phys. R. Holzbauer

Deutschland „ »·;-^t ff·, .

8 Mönchen 2, Bräuhausstraße 4/III

Verfahren zur Herstellung von 5-Amino-2-(ß-cyanoäthyl) 5-cyelohexen-l-on

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Herstellung von 5-Amino-2~(ß-cyanoäthyl)-5-cyclohexen· 1-on der Formel

309842/1180

^CH 6 2 9 -. . ■ . -

CH₀CH₀CN (I)

³ CH₉

-welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein biscyanoäthyliertes Diketon der allgemeinen Formel

■ CH₂CH₂CN R _ CO - C - CO - CH, - (H)

H₂CH₂CN

in der R einen gegebenenfalls substituierten aromatischen Rest oder einen aliphatischen Rest mit insgesamt 1 bis Kohlenstoffatomen bedeutet, durch Erhitzen in Gegenwart eines basischen Katalysators und eines organischen Lösungsmittels auf eine Temperatur zwischen etwa 40 und 250⁰C unter Abspaltung des MolekUlrestes R-CO- cyelisiert.

Als biscyanoäthylierte Diketone kommen beispielsweise solche Verbindungen in Frage, bei denen der Rest R in Formel II einen Phenyl-, Methyl- oder Aethylrest bedeutet. Sehr glinstig verläuft die erfindungsgemässe Reaktion bei Einsatz von 3,3-Bis-(ß-eyanqäthyl)-pentan-

309842/1180

dion-(2,4). Die Verwendung dieser Substanz bei dem erfindungsgemässen Verfahren stellt deshalb eine Vorzugsform der Erfindung dar. Grundsätzlich können aber auch solche Dike tone eingesetzt werden, bei denen gernäss Formel II R einen Naphthylrest, einen substituierten Phenyl- oder Aethylrest oder einen S- oder O-Brlicken enthaltenden Alkylrest bedeutet.

Als organische Lösungsmittel für das erfindungsgemässe Verfahren kommen solche in Frage, welche das als Ausgangssubstanz verwendete Diketon und den basischen Katalysator ganz oder teilweise lösen, und welche gegenüber den Bestandteilen des Reaktionsgemisches indifferent sind. Man setzt vorzugsweise Alkohole, wie beispielsweise Aethylenglykol, Aethanol oder Methanol ein und verwendet als basischen Katalysator das entsprechende Alkalialkoholat des jeweiligen Alkohols. Besonders gut geeignet sind z.B. Natriumglykolat in Glykol oder Na-tert.Butylat in tert.-Butanol-, Man kann grundsätzlich, bei Verwendung eines Alkohols als Lösungsmittel auch andere basische Katalysatoren oder auch Alkalialkoholate von Alkoholen, welche sich von dem als Lösungsmittel verwendeten Alkohol unterscheiden, einsetzen.

Als weitere geeignete Lösungsmittel sind Aether, wie

Dimethoxyäthan, Dioxan und Tetrahydrofuran zu nennen. In besonderen Fällen sind auch organi-

309842/1180

sehe Amine als Lösungsmittel geeignet. Setzt man beispielsweise Natriumamid als Katalysator ein, so verwendet man vorteilhaft eine Lösung dieser Substanz in Methylanilin.

Im Übrigen können auch Lösungsmittelgemische verwendet werden. In einem solchen Gemisch können beispielsweise auch Aromaten enthalten sein.

Ein weiteres Katalysatorsystem, welches erfindungsgemäss eingesetzt werden kann, ist eine Lösung eines Alkalimetails j wie beispielsweise Natrium, in einem Gemisch von. Aromaten (vorzugsweise Naphthalin) und Aethern. Ein Teil, dieses Lösungsmittels wird in diesem Fall mit dem Natrium reagieren und es wird sich der eigentliche in dem Gemisch lösliche Katalysator bilden. .

Für die Cyclisierung des Diketons der Formel II unter Abspaltung des MolekUlrestes R-CO- sind besonders gut Temperaturen von 50 bis 200°C geeignet. Eine bequeme Arbeitsweise stellt das Erhitzen auf die Siedetemperatur des jeweils verwendeten Lösungsmittels dar. Die Erhitzungsdauer ist abhängig von der Temperatur, bei der die Reaktion durchgeführt wird. Arbeitet man beispielsweise in Aethylenglykol und unter Anwendung von Natriumglykolat als Katalysator bei 198°C, so genügt eine Erhitzungsdauer von etwa 5 Minuten. Bei tiefer siedenden Lösungsmitteln bzw. bei tieferen Reaktionstemperaturen sind längere Reaktions -

309842/1180

zeiten ej: for der lieh. Sie kb'nnen beispielsweise zwischen 2 und 10 Stunden liegen.

Die Abtrennung und Reinigung des 5-Amino-2-(ß-cyanoäthyl)-5-cyclohexen-l-ons aus dem Reaktionsgemisch erfolgt nach den üblichen bekannten Verfahren. So kann man beispielsweise das Lösungsmittel zunächst durch Destillation entfernen und den Rückstand durch Umkristallisation aus Aethanol vom Katalysator und von Nebenprodukten befreien.

Das als Ausgangsprodukt für das erfindungsgemässe Verfahren vorzugsweise verwendete 3,3-Bis-(ß-cyanoäthyl·)-pentan-dion-(2,4) lässt sich nach einem bekannten Verfahren in einfacher Weise durch Cyanoäthylierung von Acetylaceton in Gegenwart von Basen herstellen. Die Arbeitsweise ist von G.S. Misra und R.S. Asthana in Liebigs Annalen 609 (1957) 240-246 beschrieben. Ganz analog lassen sich auch die anderen bereits erwähnten biscyanäthylierten Diketone der Formel II herstellen. Man geht dann von Diketonen der Formel R-CO-CH₂-CO-CH₃, in der R die vorher angegebene Bedeutung hat, aus.

Der Reaktionsverlauf gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren war besonders überraschend, wenn man die einschlägigen Publikationen über Cyclisierungen von cyanäthylierten aliphatischen Ketonen zugrunde legt; siehe:

309842/1180

"Zur Cyclisierung c3^Tanäthylierter aliphatischer Ketone¹¹ von M. Cherubim u. F.A. Dagga, Angew.Chem. B3_ (1971) und "Behavior of ö-Ketonitriles under the conditions of basic cataLfsis" von T.A. Favorskaya et al., Journal of Organic Chemistry of' the'UdSSR (1969), Vol. 5, No." 7, 1165 - 1166. ■ ■-■■ - ".-.-■■.

In diesen bekannten C3^!rclisieriingsreaktionen kommt es nämlich zu keinerlei Austritt irgendwelcher organischer Molekülreste. Bei dem gegebenen Stand der Technik müsste der Fachmann erwarten, dass bei der erfindungsgemässen . Arbeitsweise eine zweifache Cyclisierung eintritt und beispielsweise im Falle R - Methyl eine Spiroverbindung der Formel

H₂N-/ . γ \- NH₂ (III)

resultiert oder aber, dass im Falle einer einfachen Cyclisierung ein Produkt der Formel

CO-CH₃ (IV)

CH₂CH₂CN

2/11

CIBA-GEIGYAG _ 7 -

entsteht. Ueberraschend entstehen diese beiden Substanzen aber nicht. Unerwartet tritt eine Abspaltung des Molekülrestes R^-CO- ein, und es entsteht das neue cyclische Keton der Formel I."

Das durch das erfindungsgemasse Verfahren herstellbare cyclische Keton der Formel I ist neu und stellt ein wertvolles Zwischenprodukt für die Herstellung von 7-Amino-decahydro-chinolin dar. Zu der zuletzt genannten Verbindung gelangt man, wenn man das neue cyclische Keton in an sich bekannter Weise, so beispielsweise in Aethatiol gelöst und in Gegenwart von Ranej^-Nickel und • Ammoniak hydriert. Das y-Amino-decahydro-chinolin stellt - ein \tfirkungsvolles Härtungsmittel fur Epoxidharze dar.

309842/1180

CIBA-GEIGY AG - 8 -

Beispiel 1

20,6 g 3,3-Bis-(ß-cyanoäthyl)-pentandion-(2,4) werden zu einer Lösung von 1,0 g Natrium in 50 ml Aethylenglykol gegeben und darin kurz zum Sieden erhitzt. Man

. entfernt das Glykol im Vakuum und kristallisiert den-RUckstand aus Aethanol· um. Ausbeute 4,8 g (29,3 % der

■ Theorie); Schmelzpunkt 163-166°C. Die Umkristallisation aus 15 ml Aethanol ergibt 2,8 g vom Schmelzpunkt 167°C.

Analyse C₉II₁₂N₂O (M = 164,20) :

ber. C 65,83 H 7,37 N 17,06 gef. C 65,77 H 7,21 N 16,99.

Das NMR-Spektrum in deuteriertem Dimethylsulfoxyd beweist die Struktur:

2H, - Singulett (breit) 6,65 ppm

IH - Singulett 4,91 ppm

ca. 2,2-2,70 ppm

ca. 1,0-2,2 ppm

2H +2H C	-Multiplett
2H,+1H Q	+2H_f-Multiplett
	0 _e a H 11 H
	f X L 3 I xs
	b H₂N^ CH₂ d^{2 i} C



I₉CH₉CN
■ ^s

309842/1180

CfBA-GElGYAG

Beispiel 2

Man löst 1 g Natrium in 50 ml absolutem Aethonol., fügt 20 g 3j3-B1s-(ß-cyanoäthyl)-pentandlon-(2j4) hinzu und kocht 5 Stunden am Rückfluss. Dabei löst sich die Hauptmenge des Ausgangsproduktes· auf. Nach dem Filtrieren kristallisieren beim Erkalten H-₃2 g 5-Amino-2- (ß-cyanoäthyl)-5-cyclohexen-1-on vom Schmelzpunkt l60 - 1Ö3 aus. Im Filtrat lassen sich weitere Mengen des Endproduktes mittels Dünnschichtehromutographie nachweisen.

309842/1180

Claims

CiBA-GEIGYAG

Patentansprüche

J Verfahren zur Herstellung von 5-Ämino-2~ (ß-cyanoatiryl) 5-cyclohexen-l-on der Formel

I c

CH₆ 2 C (L).

^H2^N

dadurch gekennzeichnet, dass man ein biscyanoäthyIier· tes Diketon der allgemeinen Formel

• CH₂CH₂CN

R-CO-C - CO - CtU (II)

\jtl₀L»rl₀L.l\

in der R einen gegebenenfalls substituierten aromatischen Rest oder einen aliphatischen Rest mit insgesamt 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, durch Erhitzen in Gegenwart eines basischen Katalysators und eines organischen Lösungsmittels auf eine Temperatur zwischen etwa 40 und 250⁰C unter Abspaltung des

309842/1180

CIBA-GEIGY AQ

- -ft -

-MolekUlrestes R-CO- cyclisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Diketon der Formel II das 3,3-Bis-(ßcyanoäthyl) -pentandion- (2 ,4) einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als basischen Katalysator ein Alkalialkoholat einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel einen ein- oder mehrwertigen Alkohol einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Cyclisierungsreaktion bei etwa 50° bis 200⁰C durchfuhrt.
6. 5-Amino-2-(/3-cyanoäthyl)-5-cyclohexen-l-on.

FO 3.33 (HP) HP /rl

309842/1180,