DE2650223A1 - Verfahren zur herstellung von substituierten 6-hydroxypyrid-2-onen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von substituierten 6-Hydroxypyrid-2-onen.

!-substituierte Derivate von 3-Cyano-4-methyl-6-hydroxypyrid-2-on, die als Kupplungskomponenten bei der Herstellung von Azofarbstoffen von Wert sind, können dadurch hergestellt werden, daß man Äthyl-cyanoacetat, Xthyl-acetoacetat und das entsprechend substituierte primäre Amin miteinander kondensiert, wobei die Reaktion lediglich dadurch ausgeführt wird, daß man die Reaktionsteilnehmer in einem geeigneten flüssigen Medium, wie z.3. Wasser oder einem Alkohol oder einem Gemisch daraus, rührt. Während diese Reaktion zwar sehr hohe Ausbeuten der entsprechenden Pyridone

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ergibt, wenn man von 1-curzkettiger. Alkylaminen, die bis zu 4 Konlenstoffatome in der .Cette enthalten, wie z.B. Methylamin oder Äthylamin, ausgeht, hat sich herausgestellt, daß die Verwendung von langkettigen Alkylaminen, wie ζ.ό. geradkett-igen oder verzweigtkettigen Octylaminen, sehr schlechte Ausbeuten der entsprechend !-substituierten 3-Cyano-4-methyl-S-hydroxypyrid-2-one ergibt.

Es ist außerdem bekannt, Cyanoacetamid mit ß-Aminocrotonsäureestern zu kondensieren, um Pyridone herzustellen, die keinen N-Substituenten aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von l-substituierten 3-Cyano-4-methyl-6-hydroxypyrid-2-onen, welches dadurch ausgeführt wird, daß man ein !!-substituiertes Cyanoacetamid mit einem ß-Aminoerotonsäureester kondensiert.

Insbesondere wird ein Verfahren zur Herstellung von Pyridonderivaten vorgeschlagen, deren Tautomeride durch die Formeln

CH. CH.

,3 ,3

HC C-N _f ι

ν. /C - ÖH
N /
I OH
Z ' Z

dargestellt werden können, worin Z für ein gegebenenfalls substituiertes Alkylradikal mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls substituiertes Phenyl- oder Cyclohexylradikal steht, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist_a daß man ein Cyanoacetamid der Formel NCCH₂CONHZ und einen ß-Aminocrotonsäureester der Formel

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CH₀. C = CH. CCOX

³ .1

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worin X für Niederalkyl stent und R und R jeweils unabhängig voneinander für V/asserstoff oder Niederalkyl stehen

1 2
oder R und R gemeinsam mit dem Stickstoffatom einen 5- oder 6-gliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ring bilden, kondensiert, wobei die Kondensation in Wasser oder einem niedrigen Alkanol oder einem Gemisch daraus in Gegenwart eines basischen Katalysators und bei einer Temperatur bis zum Siedepunkt des Reak_tionsmediums ausgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert Pyridonderivate in hoher Ausbeute. Es ist jedoch von besonderem V/ert für die Herstellung von Pyridonderivaten der obigen Formel, worin Z für ein gegebenenfalls substituiertes Alkylradikal mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere ein Octylradikal, welches geradkettig oder verzweigtkettig sein kann, steht, weiche "bisher noch nicht in einer ausreichend hohen Ausbeute erhalten werden konnten, um sie kommerziell zu verwenden.

In der gesamten Beschreibung bezieht sich der Ausdruck ^i:Niederalkyl" auf Alkylradikale mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, während der Ausdruck "niederes Alkanol" auf gesättigte aliphatische Alkanole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen angewendet wird. Beispiele für solche niedere Alkanole sind Methanol und Äthanol. Beispiele für niedere Alkylradikale sind Methyl, Äthyl, n-Propyl und n-Butyl.

Beispiele für 5- oder o-gliedrige stickstoffhaltige hetero-

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cyclische Ringe, die durcn R , R und das Stickstoffatom gebildet werden können, sind Pyrrolidin, Piperidin und

Morphoiin. 709820/1012

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Spezielle Beispiele für Alky!radikale Z sind n-Amyl, n-aexyl, n-Octylj 2-Äthyl-n-hexyI, n-Deeyl und n-Dodecyl. Beispiele für Substituenten, die an den Aikylradikalen vorhanden sein können, sind Chlor, Brom, !,"iederalkoxy, Hydroxy, Phenyl, Hie der alky Ithio, iiiederalky !sulfonyl, Amino, Di(niederalkyl)-amino, Niederalkylcarbonylartiino, Phenylamino, Amino sulfonyl und Ιί-iiie der alkyl- und ίί,ίί-Diniederalkylderivate davon sowie Niederalkylsuifonylamino. Beispiele für Substituenten, die am Phenylradikal Z vorfanden sein können, sind Chlor, Jrorn, Niederalkyi, Iliederalkoxy, NiederalkyIthio, Niederalkylamino, Di (nie der alkyl) amino, Hitro, Cyano, Carboxy, iJiederalkoxycarbonyl, Sulfamoyl und Carbamoyl und N-Niederalkyl- und Njli-Di(niederalkyl)derivate davon, sowie gegebenenfalls substituiertes Phenylazo.

Beispiele für basische xiatalysatoren, die bei diesem Verfahren verwendet werden, sind Pyridin und insbesondere Amine der Formel HriR^JR , worixi R^J und R jeweils unabhiln:;!.^ voneinander für -.-/as se rs to ff oder iiiederalkyl stehen oder R^ und R zusammen mit der. Stickstoffatom einen 5- oder o-gliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ring bilden. Die Men^e dieses im Verfahren"verwendeten Katalysators liegt vorzugsweise zwischen 1 und 20 Gev;.-;i, bezogen auf das Gewicht des Cyanoacetamids. Es ist auch möglich, ein Ätzalkali als basischen Katalysator zu verwenden.

Das erfindun^sgemäße Verfahren kann zweckmäßig dadurch ausgeführt werden, daß man die beiden Reaktionsteilnehmer in einem Reaktionsmedium, welches den basischen Katalysator enthält, bei einer Temperatur bis zum Siedepunkt des Reactionsmediums, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 50 und 100⁰C₃ zusammenrührt, bis die Reaktion zu Ende ist. Am Znde der Reaktion wird das Gemisch angesäuert, worauf der ausgefallene Feststoff in üblicher Weise isoliert wird.

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BAD ORiGINAL

Cyanoacetamide der Formel iJC.CIi_oC0i.'i:Z können selbst dadurch ernalten werden, daß man ein Gemisch aus einem Niederalkylester von Cyanoessigsäure und dem entspreeilenden Amin der Formel Z-NH₂ erhitzt.

Spezielle Beispiele für Amine der Formel Z-NHp sind n-Amylamin, n-Kexylamin, 2-Äthylhexylamin, n-Octylamin, n-Decylamin, AnIlIn₃ ToIuIdIn₅ Xylidin, Chloroanilin₃ Bromoanilin, Anisidin, Cyclohexylaniin, Methylcyclohexylamin, Nitroanilin, Methylthioanilin, Methylsulfonylanilin, Sulfamoylanilin und Methoxycarbonylanilin.

Der ß-Aninocrotensäureester der Formel

CH,. C = CH.COOX
³ I

kann selbst dadurch erhalten werden, daß man einen Niederalkylester von Acetessigsäure mit einem Amin der Formel

1 ?
KNR R umsetzt, vorzugsweise durch Erhitzen der beiden Reaktionsteilnehmer entweder alleine oder in einem flüssigen Medium (wie z.B. Wasser'oder Äthanol). Das erhaltene Amid wird dann in üblicher Weise isoliert.

i 2
Beispiele für Amine HNR R sind Ammoniak, Äthylamin, Methylamin, Dimethylamin, Diäthylamin, Piperidin und Morpholin.

Gegebenenfalls kann man anstelle der gemeinsamen Umsetzung des vorher isolierten Cyanoacetamids und des vorher isolierten ß-Aminoerotonsäureesters eine oder beide dieser Komponenten in situ in dem Reaktionsmedium herstellen und miteinander kondensieren, ohne daß man sie vorher isoliert. Diese Abwandlung eignet sich besonders, da sie es ermöglicht, leicht ·

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Pyridone in einer Vorrichtung geringen Aufwands o.me Zwischenisolierung eines der oder beider Ausgangsmaterialien herzustellen. So wird beispielsweise das Niederalkyicyanoacetat mit dem Ami η der Formel Z-NHp umgesetzt, xvorauf nach beendeter Bildung des Cyanoacetamids der Hiederalkyl-

1 2 ester von Acetessigsäure und das Amin der Formel NHR R zugegeben werden. Nachdem diese letzteren beiden Verbindungen zur Herstellung des ß-Aminocrotonsäureesters umgesetzt worden sind, wird der basische Katalysator zugesetzt, worauf die Temperatur angehoben wird, um die Kondensation zwischen dem Cyanoacetamid und dem ß-Aminocrotonsäureester zustandezubringen. Das resultierende Pyridon wird dann wie oben beschrieben isoliert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Pyridone in hohen Ausbeuten und in hoher Reinheit erhalten. Sie werden unter anderem als Kupplungskomponenten bei der Herstellung von Azοfärbstoffen verwendet.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin die Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.

BEISPIEL 1

Der Äthylester von 2-Äthylaminocrotonsäure wurde wie folgt hergestellt:

Ein Gemisch aus 10,4 Teilen Äthylacetoacetat und 5,5 Teilen einer 65,5*igen wäßrigen Äthylaminlösung wurde 2 st bei 90 bis 95°C gerührt, worauf das Gemisch dann auf 20⁰C abgekühlt wurde.

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Cyanoacet-rJ-(2-äthyl-n-nexyl)-anid wurde wie folr.t hergestellt :

Hin Gemisch aus 9 ₃9M Teilen A'thylcyanoacetat und 10,32 Teilen 2-Äthyl-n-hexylanin wurde 2 st bei 95 bis 100⁰C gerührt, worauf das Gemisch dann auf 20°C abgekühlt wurde.

Die beiden Reaktionsgemische (welche den Äthylester von 2-Äthylaniinocrotonsäure bzw. Cyanoacet-N-(2-äthyl-n-hexyl) amid enthielten) wurden zusammengemischt, 0,5 Teile einer ü5wigen wäßrigen Äthylarninlösung vrarden zugegeben, und das Gemisch wurde 20 st bei 90 bis 95°C gerührt. Das Gemisch wurde dann in 84 Teile einer l8,1igen wäßrigen Salzsäure eingeschüttet, und der ausgefallene Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. lG,6 Teile l-(2 '-A'thyl-n-hexyl) -3-cyano—^!4-methyl-o-hydroxypyrid-2-on wurden erhalten. Die Ausbeute betrug 79^j bezogen auf ilthylacetoacetat. Das Produkt war weitgehend frei von l-Äthyl-3-cyano-ⁱl-methyl-o-hydroxypyrid-2-on.

Anstelle der 5,5 Teile der 65,5pi^,en wäßrigen Äthylaminlösung, die im obigen Beispiel verwendet wurde, können äquivalente Mengen wäßriger Lösungen von Ammoniak, n-Propylamin, n-Butylamin, Diäthylamin oder Piperidin verwendet werden, wobei ähnliche Resultate erhalten werden .

Ähnliche Resultate werden auch erhalten, wenn die 10,4 Teile Äthylacetoacetat durch äquivalente Mengen Methylacetoacetat, n-Propylacetoacetat oder n-Butylacetoacetat ersetzt werden.

BEISPIEL 2

Ein Gemisch aus 10,8 Teilen Ithylcyanoacetat und 10,32 Teilen 2-Äthyl-n-hexylamin wird 2 st bei 100 bis 105°C gerührt.

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Das Gemisch wird auf 3b°C abgekü;ilt, und dann werden Teile Xthylacetoacetat und o,l Jeile einer u5£i;~en v/öiS Äthylaainlüsun?; zugegeben. Das Genisch wird 5 3t bei hO bis 45°C t;erünrt. Dann werden 0,5 Teile einer ;55.-Jigen viäSri~en Äthylarninlösunc zugesetzt, worauf aas Geraisch 20 st bei 90 bis 95 C gerünrt wird. Das Geniisch wird schließlich abgekühlt und in eine wäßrige Salzsäure geschüttet. Das ausgefallene l-(2 ' -Äthyl-n-hexyl) -j-cyano-^-raethyl-ü-nydroxypyrid-2-on v/ird abfiltriert, rait ./asser geviaschen und getrocknet Die Ausbeute ueträgt Iu₃8 Teile (oCU, bezogen auf verwendetes 2-Äthyl-n-hexyla.^rnin) .

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von 1-substituierten 3-Cyano-4-methyl-o-hydroxypyrid-2-onen durch Kondensation eines Cyanoacetamids mit einem ß-Aminocrotonsäureester, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyanoacetamid einen N-Substituenten trägt.

   Verfahren nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß Pyridonderivate, deren Tautomeride durch die Formeln CH. - CH

   I ³ ■ · ι³

   HC Q - CN HC C-CN

   ■ι κ ■ —r H ι

   χ c / c c

   0 \_n/^V0H OH O_n/ ^O

   .Z Z

   dargestellt werden, worin Z für ein gegebenenfalls substituiertes Alkylradikal mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls substituiertes Phenyl- oder Cyclohexylradikal steht, dadurch hergestellt werden, daß man ein Cyanoacetamid der Formel NCCH₂CONHZ und einen ß-Aminocrotonsäureester der Formel

   CH₃. C = CH. COOX

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   miteinander kondensiert, wobei X für Niederalkyl steht,

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   und R und R jeweils unabhängig voneinander für V/asser-

   1 ο

   stoff oder Hiederalkyl stehen oder R und R¹" gemeinsam mit dem Stickstoffatom einen 5- oder 6-gliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ring bilden, vrobei die Kondensation in Wasser oder einem niedrigen Aikanol oder einem Gemisch daraus in Gegenwart eines basischen Katalysators und bei einer Temperatur bis zum Siedepunkt des Reaktionsmediums ausgeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeicnnet. daß Z für ein gegebenenfalls substituiertes Alkylradikal mit 5 bis 12 Konlenstoffatomen steht-

   4. Verfanren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der basische Katalysator aus einein Amin der Formel ILiR^R Gesteht, worin R-⁷ und R jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder κ.'ie der alkyl stehen oder·

   ■z h
   R^ und R gemeinsam mit dem Stickstoffatom einen 5- oder 6-gliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ring bilden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete I-Ienge Katalysator zwischen 1 und 20 Gew.-3, bezogen auf das Gewicht des Cyanoacetamids, liegt.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Cyanoacetamid und/oder der ß-Aminocrotonsäureester in situ im Reaktionsgemisch hergestellt und miteinander ohne vorherige Isolierung kondensiert werden.

   7 0 9 8 2 0 / 1 0 1 2>_R ,„ „^ρ^^μκ^τε.^απ^ν^.^. η.

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