DE2623170C2 - Verfahren zur Herstellung von α-Cyanzimtaldehyd-Derivaten und 3,4,5-Trimethoxy-α-Cyanzimtaldehyd - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von α-Cyanzimtaldehyd-Derivaten und 3,4,5-Trimethoxy-α-Cyanzimtaldehyd

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DE2623170C2 DE19762623170 DE2623170A DE2623170C2 DE 2623170 C2 DE2623170 C2 DE 2623170C2 DE 19762623170 DE19762623170 DE 19762623170 DE 2623170 A DE2623170 A DE 2623170A DE 2623170 C2 DE2623170 C2 DE 2623170C2
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Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von a-Cyanzimtaldehyd-Derivaten. Diese sind wertvolle Ausgangsverbindungen für die Herstellung von Heterocyclen, insbesondere von 2,4-Diamino-pyrimidinen. Es betrifft auch den 3,4,5-Trimethoxy-a-cyanzimtaldehyd.
In der deutschen Patentschrift 9 43 706 sind im Benzolkern di-, tri- und tetrasubstituierte BenzyI-2,4-diamino-pyrimidine offenbart, zu denen unter anderem das Dimethoxy-äthoxy-benzyl-2,4-diamino-pyrimidin gehört. Die Herstellung einer der entsprechenden Ausgangsverbindungen, nämlich der «-Cyan-dihydrozimtaldehyde, erfordert einen beachtlichen präparativen und technologischen Aufwand.
In der Folgezeit sind daher zahlreiche Verfahren beschrieben worden, die das Ziel haben, auf vorteilhaftere Weise im Benzolkern substituierte Benzyl-2,4-diamino-pyrimidine herzustellen, insbesondere das 3,4,5-Trimethoxybenzyl-2,4-diamino-pyrimidin. Diese bekannten Verfahren befassen sich vor allem mit Varianten der für den Pyrimidin-Ringschluß entscheidenden reaktionsfähigen Substituenten in den als Ausgangsverbindungen dienenden Benzylderivaten. Beispielsweise sei auf die in den deutschen Patentschriften 14 45 176, 15 45 966, in den deutschen Offenlegungsschriften 16 20 729, 15 93 723, 20 10 166 und 2165 363 beschriebenen Verfahren verwiesen. Von diesen ist den Verfahren des deutschen Patents 15 45 966 und der deutschen Offenlegungsschrift 15 93 723 gemeinsam, daß sie als Ausgangsverbindungen Benzyl-Derivate benutzen, die Acetale sind und auf umständliche Weise erhalten werden.
Es wurde nun überraschenderweise ein zu besonders guten Ausbeuten führendes Verfahren der für die Herstellung von insbesondere 2,4-Diamino-pyrimidinen vielfältig und vorzüglich geeigneten Klasse von Ausgangsverbindungen gefunden. Es handelt sich um Λ-Cyanzimtaldehyd-Derivate (Benzal-cyan-acetaldehyd-Derivate), die sich gut zu a-Cyan-dihydrozimtaldehyden hydrieren lassen. Die Herstellung der «-Cyanzimtaldehyd-Derivate gelingt durch Umsetzen von Benzaldehyden mit Cyanacetaldehyd in einem Alkalialkoholat-Medium.
Als Alkalialkoholate können z. B. Natrium- oder Kaliummethylat, -ethylat, -isopropylat, -amylat. Kaliumtert.-butylat, wobei vorzugsweise der entsprechende Alkohol im Überschuß vorhanden ist, verwendet werden. Anstelle von oder zusammen mit Alkoholen kann man als Lösungsmittel auch z. B. Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethylsulfoxid verwenden. Bei Verwendung von Alkoholaten lassen sich die Lösungsmittel, in denen die Kondensation vor sich geht, allgemein als solche bezeichnen, die Alkoholate lösen, in ihrer Gegenwart beständig und bei der Umsetzungstemperatur flüssig sind.
Die Unisetzungstemperatur liegt im Bereich von ungefähr 00C bis ungefähr 120°C, bevorzugt von 15 bis 1000C.
ίο Da der Cyanacetaldehyd sich in Form eines Enolsalzes mit Benzaldehyden umsetzt, ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit vorteilhaft, mindestens ein Äquivalent Alkoholat, bezogen auf Cyanacetaldehyd, einzusetzen.
Der als Ausgangsmaterial eingesetzte Cyanacetaldehyd bzw. sein Enolsalz sind auf zweckmäßige Weise durch Behandeln von Isoxazol mit Alkalialkoholat in überschüssigem Alkohol gewonnen werden. Dabei bildet sich in exothermer Reaktion das Cyanacetaldehyd-Enolsalz. Durch Erwärmen kann man diese Reaktion vervollständigen. Diesem Reaktionsansalz kann man dann unmittelbar den Benzaldehyd für die weitere Umsetzung zugeben.
Da bei der Umsetzung des Benzaldehyds mit Cyanacetaldehyd H2O eliminiert wird, kann man diesen Vorgang auch als Kondensation bezeichnen. Für die Isolierung des Verfahrensprodukts — gewünschtenfalls kann man den Verlauf durch Dünnschichtchromatographie kontrollieren — gibt es verschiedene Möglichkei-
m ten, ζ. B. Verdünnen des Reaktionsgemisches mit Wasser und Ansäuern mit Essigsäure, Ansäuren mit verdünnter Mineralsäure, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure.
Man erhält die Λ-Cyanzimtaldehyd-Derivate in sehr guten Ausbeuten. Sie lassen sich z. B. mit Palladium/Aktivkohle leicht zu den Dihydrozimt-Verbindungen (Benzyl-cyanacetaldehyden) hydrieren, die bei Verwendung von Alkoholen als Reduktionsmedium im Gleichgewicht mit dem entsprechenden Halbacetal vorliegen' können. Es ist sehr bemerkenswert, daß bei dieser Hydrierung die Aldehydgruppe nicht zur Alkoholgruppe reduziert wird.
Bei ihrer Verwendung zur Herstellung der Pyrimidine lassen sich der Aldehyd oder das Halbacetal in an sich bekannter Weise in das Acetal überführen, das z. B. nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 15 45 966 weiter umgesetzt werden kann. Man kann aber auch die Benzal-cyanacetaldehyde erst acetalisieren und darauf nach dem Verfahren der deutschrn Patentschrift
-,ο 15 93 723 durch Hydrierung die Benzyl-cyanacetaldehyd-acetale herstellen.
Nach dem Verfahren dieser Erfindung herstellbare (X-Cyanzimtaldehyd-Derivate sind u. a. solche, die im Phenylkern durch Alkoxygruppen, vor allem ein bis drei niedere Alkoxygruppen, substituiert sind. Besonders zu erwähnen ist davon das 3,4,5-Trimethoxyzimtaldehyd-Derivat. Andere Substituenten können z. B. Halogen sein. Auch unsubstituierter Benzaldehyd und anellierter Benzaldehyd, wie der a-Naphthaldehyd, sind diesem Verfahren zugänglich.
Ein Vorteil dieser Lrfindung gegenüber dem Verfahren der deutschen Offenlegungsschrift 15 93 723 besteht darin, daß man als Ausgangsverbindung kein Cyanacetylen benötigt, eine Verbindung, die wegen ihrer Neigung
hj zu unkontrollierbaren Reaktionen vor allem im technischen Maßstab nur mit besonderer Vorsicht zu handhaben ist. Außerdem, werden bei der Kondensation des entsprechenden Benzaldehyds und der Cyanverbin-
dung nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 15 45 966 unzureichende Ausbeuten erhalten. Durch die hergestellten Stoffe, insbes. den 3,4,5-Trimethoxybenzyl-et-cyanzimtaldehyd, wird das Gesamtverfahren zur Herstellung der 2,4-Diaminopyrimidine vereinfacht und auch im Hinblick auf die Gesamtausbeute verbessert Für die Weiterverarbeitung zu 2,4-Diaminopyrimidinen mit Guanidin ist es bedeutungsvoll, daß man mit den Zwischenverbindungen dieser Erfindung im Gegensatz zu den deutschen Offenlegungsschriften 20 10 166 und 22 58 239 keine zusätzlichen Amine einführt, die auch im heilmittelreinen Endprodukt noch mitgeschleppt werden und nachweisbar sind, bzw. daß nicht eine zusätzliche Zwischenstufe entsteht, nämlich ein dem höheren Oxidationsgrad entsprechendes Diamino-hydroxy-pyrimidin.
Beispiel 1
In 1980 Teile (hier wie im folgenden Gewichtsteile) Natriummethylat-Lösung, ungefähr 30%ig, und 750 Teile Methanol werden unter Kühlen und Rühren 1235 Teile einer ungefähr 31%igen Lösung von Isoxazol in Methanol eingetropft Die Temperatur kann dabei so ansteigen, daß der Inhalt des Reaktionsgefäßes siedet, weswegen Rückflußkühlung erforderlich ist Man rührt 30 Minuten unter Rückflußkühlung na:h, kühlt auf 40° C und gibt 980 Teile 3,4,5-Trimethoxy-benzaldehyd 97%ig zu. Danach rührt man 2 Stunden bei 400C, gießt das Reaktionsgemisch unter Rühren in 7500 Teile Wasser, gibt Eisessig zu, bis der pH-Wert 5 ist und saugt warm ab. Der Niederschlag wird mit Wasser gewaschen und im Trockenschrank getrocknet Ausheute an a-Cyan-3,4,5-trimethoxyzinitaldehyd 1009 Teile = 84,2% d.Th. Fp: 185 bis 188°C (gelbe Nade'.n). P^in-Fp: 191 bis 192° C (aus Essigsäureäthylester).
Elementaranalyse:
gef.: C 63,0, H 53, O 253. N 5,7%;
ber.: C 63,2, H 53, O 253, N 5,7%.
40
Beispiel 2
Zur Herstellung von 3,4,5-Trimethoxyphenyl-a-cyanpropion-aldehydmethyl(halb)acetal wird eine Aufschlämmung von 74,1 Teilen a-Cyan-3,4,5-trimethoxyzimtaldehyd und 2 Teilen Pd/C (5%ig, in 700 Vol.-Teilen Methylalkohol unter geringem H2-Druck kräftig gerührt. Die unter leichter Erwärmung verlaufende Wasserstoffaufnahme ist nach 5 bis 6 Stunden beendet. Man entfernt den Katalysator durch Filtration und destilliert das Lösungsmittel im Vakuum ab. Als Rückstand verbleiben 81 Teile eines Kristallisats, das nach Umkristallisation aus wenig Methylalkohol bei 98° C schmilzt.
30 sirupösen Masse.
Eine Variante besteht darin, daß man 12,35 Teile 3,4,5-Trimethoxy-a-cyan-zimtaldehyd in 100 Vol.-Teilen 1,4-Diaoxan nach Zugabe von 0,5 Teilen Pd/C (5%ig, bei 50° C unter geringem H2-Druck hydriert Der Katalysator wird durch Filtration entfernt und das Dioxan im Vakuum abdestilliert Als Rückstand verbleiben 12,6 Teile einer sirupösen Masse.
Statt Dioxan kann man mit gleichem Ergebnis beispielsweise auch Tetrahydrofuran benutzen.
Elementaranalyse:
gef.: C 623, H 6,2, O 25,8, N 5,4%;
er.: C 62,6, H 6,1, O 25,7, N 5,6%.
15
Beispiel 4
In 39,6 Teilen Natriummethylat-Lösung, ungefähr 30%ig, und 15 Teilen Methanol werden unter Kühlen und Rühren 24,7 Teile einer ungefähr 31%igen Lösung von Isoxazol in Methanol eingetropft, wobei die Temperatur so ansteigen kann, daß der Kolbeninhalt unter Rückfluß siedet Man rührt 15 Minuten unter Rückfluß nach, kühlt auf 400C und gibt 16,6 Teile 3,4-Di-methoxybenzaIdehyd zu. Danach rührt man 2 Stunden bei 400C, gibt 150 Teile Wasser zu, stellt mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 4 bis 5 ein, kühlt, saugt ab und wäscht mit Wasser.
Nach dem Trockner* erhält man 12,4 Teile a-Cyan-
bis 1580C).
3,4-dimethoxy-zimtaIdehyd (Fp: 157
Rein-Fp' 159 bis 161°C(aus Eisessig).
Elementaranalyse:
gef.: C 66,2, H 5,2, O 223. N 6,6%;
ber.: C 663. H 5,1, O 22,1, N 6,5%.
Beispiel 5
Wie Beispiel 4, aber 13,6 Teile 4-Methoxy-benzaldehyd. Ausbeute: 12,7 Teile a-Cyan-4-methoxy-zimtaldehyd (Fp: 128 bis 13I°C). Rein-Fp: 140 bis 142°C (aus Methanol-Wasser).
Aus dem Hauptfiltrat kann durch Verdünnen mit Wasser und längeres Stehenlassen weiterer «-Cyan-4-methoxyzimialdehyd gewonnen werden.
Elementaranalyse:
gef.: C 70,7, H 4,7, O 173, N 7,8%;
ber.: C 70,6, H 4,8, 0 17,1, N 74%.
Elementaranalyse:
gef.: C 59,5, H 63, 0 28,8, N 5,1%;
ber.: C 59A H 6,8, O 28,4, N 5,0%.
Beispiel 3
Zur Herstellung von 3,4,5-Trimethoxyphenyl-<A-cyanpropionaldehyd werden 74,1 Teile i*-Cyan-3,4,5-trimethoxyzimtaldehyd in 570 Teilen Eisessig nach Zugabe von 2 Teilen Pd/C (5%ig) bei 50"C unter geringem H;-Druck hydriert Der Katalysator wird durch Filtration entfernt und der Eisessig im Vakuum gef.:
abdestilliert. Man erhält als Rückstand 75 Teile einer ber.:
Beispiel 6
Wie Beispiel 5, aber 13,6 Teile 2-Methoxy-benzaldehyd. Ausbeute: 13,8 Teile <x-Cyan-2 methoxy-zimtaldehyd (Fp: 106 bis 108°C). Rein-Fp: 108 bis HO0C (aus Methanol-HjO);
Aus dem I lauptfiitrat kann durch Verdünnen mit HjO nach längerem Stehen weiterer «-Cyan-2-methoxyzimtaldehyd gewonnen werden.
Klementaranalyse:
C 70,8,
C 70,6,
H 4,8, 0 17,3,
H 4.8. O 17.1.
N 7,7%;
N 7.5%.
Beispiel 7
Wie Beispiel 5, aber 10,6 Teile Benzaldehyd. Ausbeute: 11 Teile α-Cyan-zimtaldehyd (Fp: 95 bis 98° C). Rein-Fp:98 bis99°C(Toluol-Cyclohexan).
Elementaranalyse:
gef.: C 76,1, H 4,6, O 10,4, N 9,0%;
ber.: C 76,4, H 4,5, 010,0, N 8,9%.
Beispiel 8
Wie Beispiel 5, aber 14 Teile p-Chlorbenzaldehyd. Ausbeute: 16 Teile a-Cyan-4-chlorzimtaldehyd (Fp: 117 bis 120°C). Rein-Fp: 128 bis 123,50C (Methanol).
Elementaranalyse:
Beispiel 11
Wie Beispiel 5, aber 15 Teile Piperonal. Ausbeute: 14,1 Teile 3,4-Methylendioxy-a-cyan-zimtaldehyd (Fp: 185 bis 187°C). Rein-Fp: 190 bis 191°C(Dioxan).
Elementaranalyse:
gef.. C 62,8, H 33, O 8,5, N 7,1, Cl 18,6%;
ben: C 62,7, H 3,1, O 8,4, N 7,3, Cl 18,5%.
Beispiel 9
Wie Beispiel 5, aber 15,6 Teile «-Naphthaldehyd. Ausbeute: 133 Teile a-Cyan-/?-naphthyl-(l)-acrolein (Fp: 150 bis 151°C). Rein-Fp: 169 bis 170°C(Isobutanol).
Elementaranalyse:
gef.: C 80,6, H 4,5, O 8,1, N 6,7%;
ber.: C 81,1, H 4,4, O 7,7, N 6,8%.
Beispiel 10
Wie Beispiel 5, aber 174 Teile 2,4-Dichlorbenzatdehyd. Ausbeute: 19,7 Teile 2,4-Dichlor-a-cyanzimtaldehyd (Fp: 130 bis 133°C). Rein-Fp: 131 bis 132°C (Isopropanol).
Elementaranalyse:
gef.: C 53,5, H 23, O 7,1, N 6,4, Cl 313%;
ber.: C 53,1, H 2,2, O 7,1, N 6,2, Cl 31.4%. gef.: C 65,8, H 3,7, O 24,0, N 7,2%; ber.: C 65,7, H 3,5, O 23,9, N 7,0%.
Beispiel 12
Wie Beispiel 5, aber 14,9 Teile 4-Dimethylaminobenzaldehyd; die Fällung erfolgte mit CO2. Ausbeuie: 9,6 Teile 4-Dimethylamino-a-cyan-zimtaldehyd (Fp: 165° C). Rein-Fp: 190,5 bis 191,5°C(ÄthanoI/Wasser).
Elementaranalyse:
gef.: C 71,7, H 6,1, O 8,4, N 14,2%; ber.: C 72,0, H 6,0, O 8,0, N 14.0%.
Beispiel 13
Wie Beispiel 5, aber 12 Teile 4-Methylbenzaldehyd. Ausbeute: 12,1 Teile 4-Methy!-a-cyan-zimtaldehyd (Fp: bis 132°C). Rein-Fp: 132 bis 133°C (Äthanol/Wasser).
Elementaranalyse:
gef.: C 77,0, H 53, O 9,8, N 8,4%; ber.: C 77^, H 5,3, O 9,4, N 82%.
Beispiel 14
Wie Beispiel 5, aber 184 Teile 3-Brom-benzaldehyd. Ausbeute: 21,8 Teile 3-Brom-«-cyan-zimtaldehyd (Fp: bis 103°C). Rein-Fp: 119 bis 120°C(Propanol).
■to Elementaranalyse:
gef.: C 513, H 2,8, O 7,1, N 6,0, Br 33,4%; ber.: C 503, H 24, O 6,8, N 53, Br 333%.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von «-Cyanzimtaldehyd- bzw. a-Cyandihydrozimtaldehyd-Derivaten, dadurch gekennzeichnet, daß man Benzaldehyde in einem Alkalialkoholat-Medium mit dem Enolsalz des Cyanacetaldehyds bei Temperaturen von etwa 00C bis etwa 1200C kondensiert und das so erhaltene a-Cyanzimtaldehyd-Derivat gegebenenfalls zur Λ-Cyan-dihydrozimtaldehyd-Verbindung hydriert
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Enolsalz des Cyanacetaldehyds verwendet, das im gleichen Reaktionsmedium aus Isoxazol hergestellt worden ist.
3.3,4,5-Trimethoxy-ix-cyanzimtaldehyd.
DE19762623170 1976-05-22 1976-05-22 Verfahren zur Herstellung von &alpha;-Cyanzimtaldehyd-Derivaten und 3,4,5-Trimethoxy-&alpha;-Cyanzimtaldehyd Expired DE2623170C2 (de)

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