DE2558515C3

DE2558515C3 - Verfahren zur Herstellung von N- [3,4-Dimethylphenyl] D-ribamin

Info

Publication number: DE2558515C3
Application number: DE19752558515
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Scholz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1975-12-24
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2558515A1; DE2558515B2; BE849390A

Description

R'
HOH₂C O R" O (II)

\l · I/

CH C

CH — CH

HO

V-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribaminder Formel H ι	I N / \ CH₂ CH- I	-OH
HjC X) HjC	CH- I	-OH
	I CH	OH

(I)

in der R' ein Wasserstoffatom oder zusammen mit R" eine Einfachbindung, R" ein R'"-O-Rest oder zusammen mit R' eine Einfachbindung und R'" ein gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, einsetzt und die Hydrierung bei Temperaturen von über 100 bis 155° C in Gegenwart von Katalysatoren durchführt, die Kupferoxid und/oder Kupfer enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrierung in Gegenwart eines vor seinem Einsatz vorhydrierten Katalysators durchführt.

CH₂ OH

ist ein wichtiges Zwischenprodukt für die Herstellung von Vitamin B^; es läßt sich z. B. nach einem in der US-PS 23 84105 beschriebenen Verfahren durch Umsetzung von D-Ribose und 3,4-Dimethylanilin und anschließende katalytische Hydrierung bei Temperaturen bis 10O⁰C herstellen. Da D-Ribose bekanntlich schwer zugänglich ist, wird nach dem Verfahren der US-PS 24 11 611 3,4-Dimethylanilin mit D-Ribonsäurey-lacton zum D-Ribonsäure-3,4-dimethylanilid kondensiert. Aus dem Anilid wird dann durch Acetylieren, Chlorieren, Hydrieren und Desacetylieren das N-[3,4-DimethyIphenyl]-D-ribamin hergestellt. Nach diesem umständlichen Verfahren läßt sich N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin nicht wirtschaftlich herstellen.

Man hat auch schon versucht, 3,4-Dimethylanilin oder die entsprechende Nitroverbindung im Gemisch mit D-Ribonsäure-y-Iacton in einem inerten Lösungsmittel unter Verwendung von Platinoxid zu hydrieren. Bei diesem aus der US-PS 24 22 997 bekannten Verfahren, das zur Vermeidung von Nebenreaktionen bei Temperaturen unter 10O⁰C durchgeführt wird, c-.-ält man N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin in mäßigen Ausbeuten, und es sind sehr lange Umsetzungszeiten erforderlich.

Es bestand deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin zur Verfügung zu stellen, das es gestattet, dieses wichtige Vitaminvorprodukt auf möglichst einfache Weise und in guter Ausbeute und Reinheit herzustellen.

Es wurde nun gefunden, daß sich N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin der Formel I durch katalytische Hydrierung eines Gemisches aus (a) 3,4-Dimethylanilin und/oder 3,4-Dimethylnitrobenzol und (b) einem D-Ribonsäurederivat in einem inerten Lösungsmittel in der gewünschten vorteilhaften Weise herstellen läßt, wenn man als D-Ribonsäurederivat eine Verbindung der Formel II

R'

HOH₂C O R" O

CH C

CH-CH

OH

in der R' ein Wasserstoffatom oder zusammen mit R" eine Einfachbindung, R" ein R'" — O-Rest oder zusammen mit R' eine Einfachbindung und R'" ein gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, einsetzt und die Hydrierung bei Temperaturen von über 100 bis 155°C mit Katalysatoren durchführt, die Kupferoxid und/oder Kupfer enthalten.

Als Ausgangsverbindungen der Formel Il kommen das D-Ribonsäure-y-lacton oder Ester der D-Ribonsäure in Betracht. Die Alkoholreste R'" können geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein, die gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituiert sind. Beispielsweise seien als Reste R'" Alkylgruppen, wie Methyl- oder Butylgruppen, genannt. Das D-Ribonsäure-y-lacton ist als Ausgangsverbindung bevorzugt.

Als inerte Lösungsmittel sind an sich übliche organische Lösungsmittel geeignet, die sich unter den Umsetzungsbedingungen nicht oder in nicht wesentlichem Ausmaß verändern. Beispielsweise seien genannt

Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol, oder Äther, wie Dioxan. Dioxan ist das bevorzugte Lösungsmittel.

Als für die katalytische Hydrierung geeignete Katalysatoren kommen Kupferoxid und/oder Kupfer enthaltende Katalysatoren zur Anwendung, insbesondere solche, die feinverteiltes Kupferoxid und/oder Kupfer auf einem Katalysatorträger enthalten. Als Trägermaterial enthalten diese Katalysatoren z. B. hochschmelzende Oxide, wie Chromoxid, Aluminiumoxid oder Ceroxid. ι ο Derartige Katalysatoren werden z. B. von H. A d k i η s in Organic Reactions Volume VIII, 1954, Seiten 8 und 9 und in der DT-OS 20 24 282 beschrieben. Von diesen Katalysatoren sind solche, die Kupferoxid und Chromoxid sowie solche, die Kupferoxid und Aluminiumoxid enthalten, sehr gut geeignet.

Besonders zweckmäßig ist es, die Katalysatoren vor dem Einsatz mit Wasserstoff zu behandeln. Diese Vorhydrierung wird z. B. bei Temperaturen bis zu 400⁰C, vorzugsweise bei 150 bis 250° C. und einem Wasserstoffdruck von 0,01 bis 300 bar durchgeführt.

Die erfindungsgcniäße Hydrierung wird bei Temperaturen von über 100 bis 155° C, vorzugsweise im Temperaturbereich 125 bis 145° C, durchgeführt. Der Wasserstoffdruck beträgt 1 bis 1000, vorzugsweise 100 bis 300 bar. Die Ausgangsstoffe werden zweckmäßig im stöchiometrischen Verhältnis zur Umsetzung gebracht. Zweckmäßig verwendet man 100 bis 430 Gewichtsteile Lösungsmittel, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Gemisches der Ausgangsstoffe. jn

Nach dem Verfahren der Erfindung erhält man reines N-[3,4-DimethyIphenyl]-D-ribamin in guter Ausbeute. Dieses vorteilhafte Ergebnis ist überraschend, da bisher angenommen worden war, daß man br^: der Hydrierung eines Gemisches aus 3,4-Dimethylanilin und D-Ribon- j*; säure· y-lacton bei Temperaturen üb?** 100⁰C kein N-[3,' -Dimethylphenyl]-D-ribamin erhält (J. Am. Chem. Soc, 68, 1777 [1946]). Außerdem war eine Epimerisierung unter Bildung von D-Arabonsäure-3,4-dimethylanilid zu befürchten (J. Org. Chem, 165 [1945]). _w

Beispiel 1

Eine Lösung von 29,6 g (0,2 Mol) D-Ribonsäure-y-lacton und 24,2 g (0,2 Mol) 3,4-Dimethylanilin in 150 ml Dioxan wird in einem Hydrierautoklav unter guter Vermischung mit 18 g vorhydriertem, bariumhaltigen Kupferoxid-Chromoxid-Katalysator bei 135°C und einem Wasserstoffdruck von 250 bar 32 Stunden hydriert. Nach beendeter Hydrierung und Abkühlen setzt man 250 ml Äthanol zu und erwärmt, um zum Teil _M ausgefallenes N-[3,4-DimethylphenyI]-D-ribamin in Lösung zu bringen. Man saugt den Katalysator ab, engt das Filtrat ein und kristallisiert den Rückstand aus Äthanol um.
Ausbeute:62% N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin. -,<-,

Fp. 137°C[«]o 2I,94°C(C = 0,4; Methanol).

Analyse: C₃H₂₁NO₄ MG - 255,31

Gef.:C61,2, H 8,1, 0 25,4, N 5,5%;

ber.: C 61,15, H 8,29. 0 25,07, N 5,49%. bo

^1JC-NMR-Spektrum(DDMSO;TMS-Standard).
Chemische Verschiebung (ppm):

147,2; 136,1; 129,8; 122,9; 114,2; 110,0; 73,5; 72,8; 70,4; 63,3;46,2; 19,6; 18,3. _h.

Zur Vorhydrierung des Katalysators werden 18 g Kupferoxid-Chromoxid-Katalysator in 150 ml Dioxan bei 200⁰C mit Wasserstoff bei einem Wasserstoffdruck von 200 bar unter guter Vermischung I Stünde lang behandelt.

Der auf diese Weise vorhydrierte Kupferoxid-Metalloxid-Katalysator wird unter LuftausschluB in den Hydrierautoklav gebracht und sofort für die Hydrierung eingesetzt.

In den folgenden Beispielen wird entsprechend Beispiel I gearbeitet. Es werden deshalb nur die Abweichungen gegenüber der beschriebenen Arbeitsweise angegeben.

Beispiel 2

Katalysator: 18 g eines vorreduzierten Kupferoxid-AIuminiumoxid-Kontaktes, der durch Erhitzen der Verbindung mit der Zusammensetzung

Cu₆Al₂(COj)(OH)₁₆ -4 H₂O

erhalten wurde.
Zeit: 9 Stunden

Ausbeute: 72%
Fp. 138° C

IR-Spektrum, "C-NMR-Spektrum und Analyse bestätigen die Struktur von N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin.

[<x]_D 223°C(C = 0,41 !Methanol).

Zur Vorhydrierung des Katalysators leitet man in einem Ofen bei 200⁰C über 18 g Kupferoxid-Aluminiumoxid-Katalysator 12 Stunden lang einen Wasserstoffstrom.

Beispiel 3

Temperatur: 14O⁰C
Ausbeute: 56%
Fp. 136° C

Beispiel 4

Temperatur: 130⁰C

Ausbeute: 71%

Fp. 140° C

[<x]d 22,4°C(C = 0,39; Methanol).

Beispiel 5

Statt 3,4-Dimethylanilin werden 0,2 Mol 3.4-Dimcthylnitrobenzol eingesetzt.
Hydrierung: 24 Stunden Raumtemperatur,
80 bar Wasserstoffdruck;
15 Stunden bei 140⁰C und
240 bar Wasserstoffdruck.

Die Ausbeute an N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin ist etwas geringer als in Beispiel 1.

Beispiel 6

12 g vorhydrierter Kupferoxid-Chromdioxid-Katalysator.
Ausbeule: 59%.

Beispiel 7

Lösungsmittel für Hydrierung: Methanol.
Die Ausbeute ist etwas geringer als in Beispiel 1.

Beispiel 8

Ansatz; 44,4 g (0,3 Mol) P-Ribonsäure-y-lacton 24,2 g (0,2 Mol) 3,4-Dimethylanilin

15 Stunden Hydrierung bei 300 bar H₂ und 135° C. Ausbeute: 60%.

Es konnte festgestellt werden, daß sich die Umsetzungsdauer in einigen Fällen bis auf etwa 8 Stunden senken läßt

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von N-[3,4-Dimethylphenyl]-D-ribamin der Formel I

(D

durch katalytische Hydrierung eines Gemisches aus (a) 3,4-Dimethylanilin und/oder 3,4-Dimethylnitrobenzol und (b) einem D-Ribonsäurederivat in einem inerten Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man als D-Ribonsäurederivat eine Verbindung der Formel II