DE2531035A1 - Verfahren zur herstellung von 5-cyanpyridonen-(6) - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 5-cyanpyridonen-(6)Info
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Description
BASF Aktiengesellschaft
Unser Zeichen: OoZ. 31 422 WB/Be
67OO Ludwigshafen, 8. 7. 1975
Verfahren zur Herstellung von 5-Cyanpyridonen-(6)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 5-Cyanpyridonen-(6)
durch Umsetzung von Halogenessigsäureestern mit Stickstoffverbindungen und darauffolgenden Reaktionen des Umsetzungsgemisches
mit Alkalicyaniden und dann mit Dicarbonylverbindungen.
Es ist aus dem Journal of Organic Chemistry, Band 25 (I960),
Seiten 560 bis 564 bekannt, daß Acetessigsaureathylester und
Cyanacetamid in Gegenwart von Piperidin oder Kaliumhydroxid zu 3-Cyano-2,6-dihydroxy-4-methylpyridin kondensiert werden; es
wird angenommen, daß die besondere Arbeitsweise, nämlich die Abtrennung des intermediär gebildeten Piperidiniumsalzes bzw„
Kaliumsalzes, Lösung des isolierten Salzes und Ansäuern der Lösung, zu den guten Ausbeuten an 5-Cyano-2,6-dihydroxy-4-methylpyridin
führt.
Die Herstellung des Cyanacetamids erfolgte bisher praktisch nur durch die Umsetzung von Cyanessigsäureestern mit Ammoniakwasser
(Org. Synth., Coll. Vol. I, 179 (1956) und Houben-Weyl, Methoden
der Organischen Chemie, Band 8, Seite 658 (I952)). Für die Synthese
ist es daher notwendig, von den Cyanessigsäureestern auszugehen, deren Herstellung bekanntermaßen eine Reihe von Problemen
aufwirft. Geht man von Chloressigsäurealkylestern aus, wie es z.B. in der deutschen Patentschrift 640 509 beschrieben wird,
und setzt bei erhöhter Temperatur mit Alkalicyaniden in Gegenwart einer freien organischen Säure um, so läßt sich die Bildung
von Nebenprodukten nicht unterdrücken. Trotz schonender Bedingungen kommt es u.a. zu Bildung von Cyanbernsteinsäureestern
und anderen Kondensationsprodukten des entstandenen Cyanessigesters, die besonders unter alkalischen und neutralen
Bedingungen entstehen. Obwohl in der obengenannten Patentschrift die Reaktion bereits nach bis zu ca. 60-prozentigem Umsatz unterbrochen
wird, bleibt die Ausbeute unbefriedigend. Um die
8V74 6 0 9 8 3 4/1118 "2" IWQPPrTED
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jntstandenen
störenden Nebenreaktionen des im Reaktionsgemisch entstandenen Cyanessigesters zurückzudrängen, wird in der deutschen Patentschrift
1 210 789 vorgeschlagen, die Umsetzung mit einem Überschuß
von Blausäure und in Gegenwart von Alkal!alkoholaten
durchzuführen. Doch kann auch nach dieser Methode kein vollständiger
Umsatz erzielt werden. Darüber hinaus erfordern das Arbeiten mit flüssiger Blausäure und deren Abtrennung im technischen
Maßstab umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen.
Es ist aus der japanischen Patentveröffentlichung 17 886/I967
bekannt, daß man Chloressigsäureamide mit Alkalicyanid in Acetonitril als Lösungsmittel zu Cyanacetamid umsetzen kann,,
Es wird darauf hingewiesen, daß mit der Wahl von Acetonitril als Lösungsmittel eine Hydrolyse des Endstoffs vermieden wirdo
Bei der Aufarbeitung muß das.Reaktionsgemisch zuerst mit Salzsäure
zur Zersetzung nicht umgesetzten Natriumcyanids behandelt,
dann gebildetes Natriumchlorid abfiltriert und schließlich Acetonitril abdestilliert werden.
Es wurde nun gefunden, daß man 5-Cyanpyridone-(6) der Formel
1 c CN
I,
{ 2/Νί/\0
R1
12 "5
worin R , R und R^ gleich oder verschieden sein können und jeweils
einen aliphatischen Rest bedeuten, darüber hinaus R auch ein Wasserstoffatomrbezeichnet, R für eine Hydroxygruppe steht
und/oder Br ein Wasserstoffatom oder eine Alkoxygruppe bedeutet,
durch Umsetzung von Dicarbonylverbindungen mit Cyanacetamiden vorteilhaft erhält, wenn man in einem ersten Schritt Halogenessigsäureester
der Formel
x-chJ-oh* η.
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- 3 - 0·Ζ. 31
worin R einen aliphatischen ResiVund X ein Halogenätom bezeichnen,
mit Stickstoffverbindungen der Formel
' in,
worin R die vorgenannte Bedeutung hat, umsetzt, die so erhaltenen
Halogenaeetamide der Formel
0 R1
X-CH2-C-N^ IV,
H
worin R und X die vorgenannte Bedeutung besitzen, in ihrem Umsetzungsgemisch dann mit Alkal!cyaniden oder Erdalkalicyaniden
in einem 2. Schritt umsetzt, und darauf in einem 3. Schritt
die so erhaltenen Cyanacetamide der Formel
0 R1
NC-CH2-C-N^ V,
NC-CH2-C-N^ V,
worin R die vorgenannte Bedeutung hat, in ihrem Umsetzungsgemisch
mit Dicarbonylverbindungen der Formel
0 0
R^-CH2-C-CH2-C-R^ VI,
R^-CH2-C-CH2-C-R^ VI,
worin R^ die vorgenannte Bedeutung hat und R*^ für einen aliphatischen
Rest oder eine Alkoxygruppe steht, in Gegenwart einer basischen Verbindung umsetzt und das Umsetzungsgemisch ansäuert.
Weiterhin wurde gefunden, daß man das Verfahren vorteilhaft ausführt,
wenn man in einer ersten Stufe Halogenessigsäuren der Formel
0
X-CH2-C-OH VII,
X-CH2-C-OH VII,
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worin X die vorgenannte Bedeutung hat, mit Alkanolen der Formel
R^-OH VIII,
worin R die vorgenannte Bedeutung hat, umsetzt und dann die so gebildeten Halogenessigsäureester II im Umsetzungsgemisch in den
5 vorgenannten Schritten zu den 5-Cyanpyridonen-(6) umsetzt und
das Umsetzungsgemisch ansäuert.
Die Umsetzung kann für den Fall der Verwendung von Chloressigsäure
bzw. Chloressigsäuremethylester, Ammoniak, Natriumcyanid und Acetessigsauremethylester durch die folgenden Formeln wiedergegeben
werden;
2 +CH,0H S +NH,
Cl-CH2-C-OH
Cl-CH2-C3
0 0 S S
Cl-CH2-C-NH2
CN-CH2-C-NH2 +CH3-C-CH2-C-OCH3
-H2O, -CH3OH
CN
t v
Im Vergleich zu den bekannten Verfahren liefert das Verfahren
nach der Erfindung auf einfacherem und wirtschaftlicherem Wege 5-Cyanpyridone-(6) in besserer Raum-Zeit-Ausbeute und Reinheit.
Besonders vorteilhaft ist gerade auch für einen großtechnischen, wirtschaftlichen Betrieb die Möglichkeit, in drei- bzw. 4-stufiger,
aber einbadiger Arbeitsweise aus einem Halogenessigsäureester bzw. einer Halogenessigsäure ohne Abtrennung der intermediären
Verbindungen IV, V bzw. II den Endstoff I herzustellen. Da die Aufarbeitung von Reaktionsgemischen und die Herstellung
der Ausgangsgemische für die Folgestufen eingespart werden, ist das Verfahren nach der Erfindung auch betriebssicherer, umweltfreundlicher
und kostensparender. Nebenprodukte werden nicht in
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wesentlichem Maße gebildet. Alle diese vorteilhaften Ergebnisse sind gerade auch im Hinblick auf die vorgenannten Veröffentlichungen
überraschend, denn man mußte eine erhebliche Hydrolyse von Ausgangsstoff und Zwischenprodukten, die Bildung zahlreicher
Nebenprodukte und eine wesentlich verschlechterte Ausbeute an Endstoff erwarten„
Die Ausgangsstoffe II werden mit den Ausgangsstoffen III in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, vorzugsweise in einem
Verhältnis' von 1 bis 4 Mol Ausgangsstoff III je Mol Ausgangsstoff II, umgesetzt. Bevorzugte Ausgangsstoffe II, Stoffe III,
IV, V, "VI, VII, VIII und dementsprechend bevorzugte Endstoffe I
12 3
sind Solche, in deren Formeln R , R und R-^ gleich oder verschieden
sein können und jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten, darüber hinaus R auch ein Wasser-
stoffatom^bezeichnet, R für eine Hydroxygruppe steht und/oder
Br ein Wasserstoffatom oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 7 Koh-
lenstoffatomen bedeutet, R einen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlende 4ο<εγ-1ύ fr <-*-j L *&t l~-
stoffatomefiVund χ ein Bromatom und insbesondere ein Chloratom
bezeichnen, und R"^ für einen Alkylrest oder eine Alkoxygruppe
mit jeweils 1 bis 7 Kohlenstoffatomen steht. Die vorgenannten Reste können noch durch unter den Reaktionsbedingungen inerte
Gruppen, z.B. Cyanogruppen, Alkylgruppen oder Alkoxygruppen mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, substituiert sein-
So kommen z.B. folgende Halogenessigsäureester als Ausgangsstoffe II in Betracht: Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-,
η-Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-, tert.-Butyl-, Pentyl-, Pentyl-(2)-, Pentyl-(3)-, n-Hexyl-, Cyclohexyl-, n-Heptyl-,
n-Octyl-, n-Nonyl-, n-Decyl-, 2-Ä'thylhexyl-, 2,2,6-Trimethyln-heptyl-,
2-Äthylpentyl-, 3-Äthylpentyl-, 2,3-Dimethyl-n-butyl-,
2,2-Dimethyl-n-butyl-, 2-Methylpentyl-, 3-Methylpentyl-,
2,2,4-Trimethylheptyl-, 2-Methylheptyl-, 3-Methylheptyl-,
4-Methylheptyl-, 3-Äthylhexyl-, 2,2-Dimethylhexyl-, 2,3-Dimethylhexyl-,
2,4-Dimethylhexyl-, 2,5-Dimethylhexyl-, 3,3-Dimethylhexyl-,
3,4-Dimethylhexyl-, 2-Methyl-3-äthylpentyl-,
3-Methyl-3-äthylpentyl-, 2,2,3-Trimethylpentyl-, 2,2,4-Trimethylpentyl-,
2,3,3-Trimethylpentyl-, 2,3,4-Trimethylpentyl-,
2,2,3,3-Tetramethylbutyl-ester der Bromessigsäure und insbeson-
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dere der Chloressigsäure. Bevorzugt sind die Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-,
tert.-Butyl-ester, insbesondere der Methylester oder Äthylester.
Entsprechend kommen die Alkanole der vorgenannten Ester, vorteilhaft
der bevorzugten Ester, und insbesondere Methanol oder Äthanol als Ausgangsstoffe VIII, und die beiden vorgenannten
Säuren als Ausgangsstoffe VII in Betracht.
Es kommen z.B. als Ausgangsstoffe III in Betracht: Pentyl-, Pentyl-(2)-, Pentyl-O)-, n-Hexyl-, Cyclohexyl-, n-Heptyl-,
n-Octyl-, n-Nonyl-, n-Decyl-, 2-Äthylhexyl-, 2,2,6-Trimethyl-nheptyl-,
2-Äthylpentyl-, 3-Äthylpentyl-, 2,j5-Dimethyl-n-butyl-,
2,2-Dimethyl-n-butyl-, 2-Methylpentyl-, 3-Methylpentyl-,
2,2,4-Trimethylheptyl-, 2-Methylheptyl-, 3-Methylheptyl-,
4-Methylheptyl-, 3-Äthylhexyl-, 2,2-Dimethylhexyl-, 2,3-Dimethylhexyl-,
2,4-Dirnethylhexyl-, 2,5-Diraethylhexyl-, 3,3-Dimethylhexyl-,
3,4-Dimethylhexyl-, 2-Methyl-3-äthylpentyl-,
^-Methyl-^-äthylpentyl-, 2,2,3-Trimethylpentyl-, 2,2,4-Trimethylpentyl-,
2,3,3-Trimethylpentyl-, 2,3,4-Trimethylpentyl-,
2,2,3,3-Tetramethylbutyl~amin; bevorzugt Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-,
Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-, tert.-Butylamin,
Ammoniak.
Der erste Schritt der Reaktion, die Umsetzung der Ausgangsstoffe II und III, wird im allgemeinen bei einer Temperatur von
-50C bis 1500C, vorzugsweise von 0 bis 6o°C, mit Unterdruck,
Überdruck oder vorzugsweise drucklos, diskontinuierlich oder kontinuierlich, durchgeführt. Man kann in Abwesenheit oder in
Gegenwart von Lösungsmitteln, zweckmäßig von Wasser, umsetzen. Das Wasser wird vorzugsweise in Gestalt entsprechender Ammoniaklösungen
oder Aminlösungen zugesetzt. Die Wassermenge wird vorteilhaft so gewählt, daß das Ausgangsgemisch möglichst vollständig
gelöst wird. Vorzugsweise verwendet man für alle 3 Schritte insgesamt von 0 bis 10 000, insbesondere von 10 bis 500 Gewichtsprozent
Wasser, bezogen auf Ausgangsstoff II. Gegebenenfalls kann man noch als organische Lösungsmittel Alkanole, insbesondere
die zur Herstellung des Esters II verwendeten, und Cycloalkanole wie Äthanol, n-Butanol, Isobutanol, Methylglykol,
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tert.-Butanol, Cyclohexanol, Propanol, Methanol, 2-Äthylhexanol,
Nonyl-, Dodecyl-alkohol; Äther, z.B. Äthylpropylather, Diisobutyläther,
Methyl-tert.-butyläther, n-Butyläthyläther, T)I-nbutyläther,
Dioxan, Di-iso-amyläther, Diisopropyläther, Anisol, Phenetol, Cyclohexylmethyläther, Diäthyläther, Tetrahydrofuran,
Thioanisol, ß,ß'-Dichlordiäthylätherj Ketone wie Methyläthylketon,
Diäthylketon, Acetophenon, Cyclohexanon; Säureamide wie
N,N-Dimethylbenzamid, N,N-Dimethylforraamid, Ν,Ν-Dimethylacetaraid,
N,N-Diraethylphenylacetamid, Ν,Ν-Dimethylcyclohexancarbonsäureamid,
Ν,Ν-Dimethylpropionsäureamid und homologes Carbonsäurepiper
idid, Carbonsäurepyrrolidid und entsprechende N,N-Diäthyl-,
Ν,Ν-Diisopropyl-, N,N-Dibenzyl-, Ν,Ν-Diphenyl-, N-Methyl-N-phenyl-,
N-Cyclohexyl-N-methyl-, N-Äthyl-N-tert.-butyl-verbindungenj
oder entsprechende Gemische zusetzen. Zweckmäßig verwendet man das organische Lösungsmittel für alle 3 Schritte insgesamt
in einer Menge von 50 bis 3 000 Gewichtsprozent, vorzugsweise
von 100 bis 1 000 Gewichtsprozent, bezogen auf Ausgangsstoff II.
Der 2. Schritt der Reaktion erfolgt nach Zugabe von Cyaniden, zweckmäßig zusammen mit vorgenannten Lösungsmitteln, insbesondere
Wasser, zum Umsetzungsgemisch des ersten Schrittes, das das gebildete Halogenacetamid IV enthält. Der 2. Schritt wird
im allgemeinen bei einer Temperatur von -5 bis 150°C, vorzugsweise von 10 bis 100°C, mit Unterdruck, Überdruck oder vorzugsweise
drucklos, diskontinuierlich oder kontinuierlich, durchgeführt. Der Ausgangsstoff II bzw. IV kann mit dem Cyanid in
stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 bis 4 Äquivalenten Cyanid je Mol Ausgangsstoff
II, umgesetzt werden. Man verwendet Erdalkalicyanide wie Magnesiumcyanid, Calclumcyanid, zweckmäßig jedoch Alkalicyanide
wie Lithiumcyanid, Kaliumcyanid und vorteilhaft'Natriumcyanid.
Der 3. Schritt der Reaktion erfolgt nach Zugabe von Dicarbonylverbindungen
VI und einer basischen Verbindung zum Umsetzungsgemisch des 2. Schrittes, das das gebildete Cyanacetamid V enthält.
Zweckmäßig setzt man noch vorgenannte Lösungsmittel, zweckmäßig Wasser in Gestalt der entsprechenden Lösung der basi-
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sehen Verbindung, zu. Der Ausgangsstoff VI kann mit dem Ausgangsstoff
V bzw. II in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß,
vorzugsweise- in einem Verhältnis von 1 bis 4 Mol Ausgangsstoff VI je Mol Ausgangsstoff II, umgesetzt werden. Der
3. Schritt wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 10 bis l80°C, vorzugsweise von 30 bis 1200C, mit Unterdruck, Überdruck
oder vorzugsweise drucklos, diskontinuierlich oder kontinuierlich, durchgeführt. Die Stoffe V und VI werden mit einer basischen
Verbindung in einer Menge von weniger als dem 1,5-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 1,4-fachen, insbesondere dem 0,9- bis
1,1-fachen Äquivalentgewicht, bezogen auf Ausgangsstoff II, umgesetzt. Bevorzugte basische Verbindungen sind primäre, sekundäre
und insbesondere tertiäre Amine, Erdalkali-, Ammonium- und insbesondere Alkaliverbindungen und Ammoniak sowie entsprechende
Gemische. Vorteilhafte Alkali-, Ammonium- und Erdalkaliverbindungen sind die Hydroxide, Oxide, Carbonate, Bicarbonate,
Salze schwacher bzw, mehrbasischer Säuren, Alkoholate von Calcium, Barium, Lithium und insbesondere Natrium und Kalium. Es
kommen z.B. als basische Verbindungen in Frage: Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Lithiumcarbonat,
Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Calciumhydroxid, Bariumoxid, Calciumcarbonat, Natriumacetat, -propionat, -äthylenglykolat,
-methylat, -äthylat, -tripropylenglykolat, Trimethylamin,
Triäthylamin, Pyridin, Diäthylanilin, Dimethylaminoäthanol, N-Äthylpiperidin, N-Methylpyrrolidin, Äthylamin, Diäthylamin,
Anilin, N-Methylanilin, Benzylamin, Cyclohexylamin, Di-tert,-butylamin,
Isopropylamin. Bevorzugt ist Ammoniak.
Es kommen als Ausgangsstoffe VI in Betracht: Pentyl-, Pentyl-(2)-,
Pentyl-(3)-, n-Hexyl-, n-Heptyl-, n-Octyl-, N-Nonyl-, n-Decyl-,
2-Äthylhexyl-, 2,2,6-Trimethyl-n-heptyl-, 2-Äthylpentyl-,
3-Äthylpentyl-, 2,3-Dimethyln-butyl-, 2,2-Dimethyl-n-butyl-,
2-Methylpentyl-, 3-Methylpentyl-, 2,2,4-Trimethylheptyl-,
: 2-Methylheptyl-, 3-Methylheptyl-, 4-Methylheptyl-, 3-Äthylhexyl-,
■ι 2,2-Dimethylhexyl-, 2,3-Dimethylhexyl-, 2,4-Dimethylhexyl-,
2,5-Dimethylhexyl-, 3,3-Dimethylhexyl-, 3,4-Dimethylhexyl-,
2-Methyl-3-äthylpentyl-, 3-Methyl-3-äthylpentyl-, 2,2,3-Triraethylpentyl-,
2,2,4-Trlmethylpentyl-, 2,3,3-Trimethylpentyl-,
2,3i4-Trimethylpentyl-, 2,2,3,3-Tetramethylbutyl- und insbeson-
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dere Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-,
sek.-Butyl-, tert.-Butyl-ester der Acetessigsäure sowie der Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-,
sek.-Butyl-, tert.-Butyl-(U))-acetessigsäure; Di-(methyl)-,
Di-(äthyl)-, Di-(n-propyl)-, Di-(isopropyl)-, Di-(n-butyl)-, Di-(isobutyl)-, Di-(sek,-butyl)-, Di-(tert.-butyl)-(CÜ, Iß ' )-acetylaceton,
Acetylaceton; der Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, sek--Butyl-, terto-Butyl-äther
der γ-Hydroxyacetessigsäure, die entsprechend den vorgenannten Acetessigsäureestern verestert ist, sowie des 5-Hydroxyacetylacetons.
Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden; Ein Gemisch von Ausgangsstoff II, Ausgangsstoff III, gegebenenfalls zusammen
mit Wasser, Lösungsmittel, wird während 0,5 bis 4 Stunden bei der Reaktionstemperatür gehalten. Dann wird das Cyanid, zweckmäßig
zusammen mit Lösungsmittel, zugegeben und das Gemisch im 2. Schritt während 1 bis 6 Stunden bei der Reaktionstemperatur
gehalten. Dann gibt man den Ausgangsstoff VI und die basische Verbindung, gegebenenfalls zusammen mit Lösungsmittel, zu und
führt während 1 bis 6 Stunden den J5· Schritt bei der Reaktionstemperatur durch. Die vorgenannten Gesamtmengen an Wasser
und/oder organischen Lösungsmitteln können von vornherein schon beim ersten Schritt ganz oder zweckmäßig nur zum Teil, insbesondere
mit Bezug auf die Wassermenge, vorgelegt werden und dann die restlichen Anteile, insbesondere Wassermengen, beim
2. Schritt bzw. beim 2. und J. Schritt zugegeben werden. Am
Ende des 3. Schrittes fällt - z.B. bei der Verwendung von Ammoniak
als basische Verbindung - häufig der Endstoff I schon in Gestalt seines Ammoniumsalzes aus.Das Reaktionsgemisch wird nun
angesäuert, im allgemeinen auf einen pH von 0 bis J>, vorzugsweise
von 0,5 bis 2.
Zum Ansäuern können insbesondere anorganische Säuren verwendet werden. Anstelle einbasischer Säuren können auch äquivalente
Mengen mehrbasischer Säuren zur Anwendung gelangen. Folgende Säuren sind bevorzugt: Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Schwefelsäure,
Phosphorsäure, Salpetersäure. Die Säuren können in konzentrierter Form, im Gemisch miteinander und/oder mit einem
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Lösungsmittel, insbesondere der oben genannten, angewendet werden.
Dann wird aus dem Reaktionsgemisch der Endstoff in üblicher
Weise, z.B. durch Filtration, abgetrennt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Herstellung des Ausgangsstoffs II aus Halogenessigsäuren VII und Alkanolen VIII
und die erfindungsgemäße Umsetzung einbadig zweistufig durchgeführt. Als Säuren kommen vorteilhaft Bromessigsäure und insbesondere
Chloressigsäure in Betracht. Der Ausgangsstoff VII kann mit dem Ausgangsstoff VIII in stöchiometrischer Menge oder im
Überschuß, vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 bis 10 Mol Ausgangsstoff VIII je Mol Ausgangsstoff VII, umgesetzt werden.
Die Umsetzung wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 30
bis 150, vorzugsweise von 50 bis HO0C, drucklos oder unter
Druck, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt.
Zweckmäßig setzt man keine Lösungsmittel zu und verwendet das Gemisch der Ausgangsstoffe bzw. den Ausgangsstoff VIII als Reaktionsmedium;
gegebenfalls kommen auch vorgenannte Lösungsmittel und Lösungsmittelmengen als Medium in Betracht. Die Umsetzung
wird im allgemeinen in Gegenwart von Säure, z.B. einer der vorgenannten, vorteilhaft Phosphorsäure, Sulfonsäuren und
insbesondere Chlorwasserstoff und Schwefelsäure, durchgeführt; Mengen von 0,5 bis 15, insbesondere 3 bis 10 Gewichtsprozent
Säure, bezogen auf Ausgangsstoff VII, kommen in Betracht.
Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch der Ausgangsstoffe VII, VIII, Säure und gegebenenfalls Lösungsmittel
wird während 1 bis 12 Stunden bei der Reaktionstemperatur gehalten. Dann setzt man dem Umsetzungsgemisch den Ausgangsstofflll
und gegebenenfalls Lösungsmittel zu und führt das erfindungsgemäße Verfahren in 3 Schritten in vorgenannter Weise durch.
Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren 5-Cyanpyridone-(6)
sind wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Farbstoffen, Hilfsmitteln, Pharmaceutica, Vitamin B6, Pflanzenschutzmitteln
und Aminosäuren. Bezüglich der Verwendung wird auf vorgenannte Veröffentlichungen, die britische Patentschrift
609884/1118 "n"
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1 095 829 und W.H. Sebrell, R.S. Harris, The Vitamins, Band II,
Seiten 8 bis 117 (Second Ed., Academic Press, N.Y. 1968, verwiesen.
Die in den folgenden Beispielen aufgeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.
Zu 109 Teilen Chloressigsauremethylester werden bei 0 bis 15°C
8O,5 Teile einer wäßrigen Ammoniaklösung (21,2-gewichtsprozentig)
zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird eine Stunde bei 10 bis 15°C gerührt. Dann werden 167 Teile einer 29,4-gewichtsprozentigen
Natriumcyanidlösung und 125 Teile Wasser zugegeben und das
Reaktionsgemisch 5 Stunden bei 40°C gerührt. Nach Zugabe von 116 Teilen Acetessigsäuremethylester wird das Gemisch mit
121 Teilen einer 21,2-prozentigen, wäßrigen Ammoniaklösung alkalisch gestellt. Anschließend wird das Gemisch 3 Stunden
bei 90°C gerührt, 350 Teile Wasser zugegeben und das Gemisch
mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2 angesäuert, filtriert und das Filtergut gewaschen. Die Ausbeute beträgt
90 Teile 2,6-Dihydroxy-5-cyan-4-methylpyridin (60 % der Theorie, bezogen auf eingesetzten Chloressigsauremethylester) vom
Pp 303 bis 306°C (Zers.).
Zu 122,5 Teilen Chloressigsäureäthylester werden bei 10 bis 150C 92 Teile einer 18,5-gewichtsprozentigen, wäßrigen Lösung
von Ammoniak gegeben. Nach zweistündigem Rühren werden 200 Teile
Dimethylformamid und 167 Teile einer 29,4-gewichtsprozentigen Lösung von Natriumcyanid in Wasser zugefügt. Das Reaktionsgemisch
wird 3 Stunden bei 40°C gehalten und dann mit 130 Teilen
Acetessigsäureäthylester und anschließend mit 139 Teilen einer 18,5-gewiehtsprozentigen, wäßrigen Lösung von Ammoniak versetzt.
Man hält das Gemisch 4 Stunden bei 90 bis 950C. Die Aufarbeitung
erfolgt analog Beispiel 1. Man erhält 10,2 Teile 2,6-Dihydroxy-5-cyan-4-methylpyridin
(68 % der Theorie, bezogen auf einge-
609884/1118 -12-
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setzten Chloressigsäureäthylester) vom Pp 298 bis J5O2 C (Zers.)
Es werden I09 Teile Chloressigsäuremethylester vorgelegt und
bei 10 bis 15°C 78 Teile einer 40-gewichtsprozentigen, wäßrigen
Methylaminlösung zugegeben. Nach einstündigem Nachrühren werden 125 Teile Wasser und 167 Teile einer 29,4-gewichtsprozentigen
Natriumcyanidlösung zugefügt. Man hält das Gemisch 4 Stunden
bei 4O0C, setzt dann II6 Teile Acetessigsäuremethylester und
125 Teile einer 20,8-gewichtsprozentigen, wäßrigen Ammoniaklösung
zu hält 4 Stunden bei 900C. Die Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 1. Man erhält 105 Teile l,4-Dimethyl-2-hydroxy-5-cyanpyridon-6
(65 % der Theorie, bezogen auf eingesetzten Chloressigsäuremethylester) vom Fp 279 bis 28l°C.
122,5 Teilen Chloressigsäureäthylester werden bei 10 bis 15°C 90 Teile einer 50-gewichtsprozentigen Lösung von Äthylarain in
Wasser zugesetzt. Nach 2 Stunden Reaktionszeit werden 225 Teile Wasser und 65 Teile festes Kalciumcyanid zugegeben. Man hält
das Gemisch 5 Stunden bei 40°C und fügt dann II6 Teile Acetessigsäuremethylester
und 120 Teile 21,5-gewichtsprozentige, wäßrige Ammoniaklösung zu. Dann wird das Gemisch 6 Stunden bei
900C gerührt. Die Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 1. Man
erhält 107 Teile l-Äthyl-2-hydroxy-5-cyan-4-methylpyridon-6
(60 % der Theorie, bezogen auf Chloressigsäureäthylester) vom
Pp 230 bis 2370C.
109 Teile Chloressigsäuremethylester werden bei 10 bis 15°C mit
73 Teilen n-Butylamin versetzt. Das Reaktionsgemisch wird bei
150C 2 Stunden nachgerührt. Dann setzt man 125 Teile Dimethylformamid und 167 Teile einer 30-gewichtsprozentigen, wäßrigen
Natriumcyanidlösung au. Das Gemisch wird 5 Stunden bei 4O0C
gerührt. Nach Zugabe von II6 Teilen Acetessigsäuremethylester
609884/1118 "15"
~ 12 - O.Z. 31 422
lind 123 Teilen einer 21-gewichtsprozentigen, wäßrigen Ammoniaklösung
wird das Gemisch 4 Stunden bei 900C gerührt. Die Aufarbeitung
erfolgt analog Beispiel 1. Man erhält 120 Teile 1-Butyl-2-hydroxy-5-cyan-4-methylpyridon-6
(58 % der Theorie, bezogen auf Chloressigsäuremethylester) vom Fp 218 bis 2220C.
-14-609884/1118
Claims (2)
- PatentansprücheO.Z. 31 422(. Verfahren zur Herstellung von 5-Cyanpyridonen-(6) der Formel12 "*>
worin R , R und Br gleich oder verschieden sein können und jeweils einen aliphatischen Rest bedeuten, darüber hinaus1 2R auch ein Wasserstoffatom bezeichnet, R für eine Hydroxygruppe steht und/oder R"^ ein Wasserstoff /Oder eine Alkoxygruppe bedeutet, duroh Umsetzung von Dicarbony!verbindungen mit Cyanacetamiden, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem ersten. Schritt Halogenessigsäureester der Formel0
X-CH2-C-OR2^ II,worin R einen aliphatischen Restyund X ein Halogenatom bezeichnen, mit Stickstoffverbindungen der FormelR1H-NT III, Hworin R die vorgenannte Bedeutung hat, umsetzt, die so erhaltenen Halogenacetamide der Formel0 R1ft SX-CH2-C-,,/ XV,worin R und X die vvorgenannte Bedeutung besitzen, in ihrem Umsetzungsgemisch dann mit Alkalicyaniden oder Erdalkalicyaniden in einem 2. Schritt umsetzt, und darauf in einem609884/11 18- 15 - O.Z. 31 4223. Schritt die so erhaltenen Cyanacetamide der Formel0 R111 yworin R die vorgenannte Bedeutung hat, in ihrem Umsetzungsgemisch mit Dicarbonylverbindungen der FormelVI,"5 5worin Br die vorgenannte Bedeutung hat und Br für einen aliphatischen Rest oder eine Alkoxygruppe steht, in Gegenwart einer basischen Verbindung umsetzt und das Umsetzungsgemisch ansäuert. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe Halogenessigsäuren der Formel0
X-CH2-C-OH VII,worin X die vorgenannte Bedeutung hat, mit Alkanolen der FormelR^-OH VIII,worin R die vorgenannte Bedeutung hat, umsetzt und dann die so gebildeten Halogenessigsäureester II im Umsetzungsgemisch in den 3 vorgenannten Schritten zu den 5-Cyanpyridonen-(6) umsetzt und das Umsetzungsgemisch ansäuert.BASF Aktiengesellschaft609884/1 118
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Patent Citations (1)
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| Org. Synth. Coll., Vol. I, 179, 1956 * |
Also Published As
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