DE2825194C2

DE2825194C2 -

Info

Publication number: DE2825194C2
Application number: DE2825194A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kawanishi Hyogo Jp Makisumi; Akira Ibaraki Osaka Jp Murabayashi; Takashi Sakai Osaka Jp Sasatani
Original assignee: Shionogi and Co Ltd
Current assignee: Shionogi and Co Ltd
Priority date: 1977-06-08
Filing date: 1978-06-08
Publication date: 1989-01-26
Also published as: CA1089473A; JPS5927343B2; FR2393796A1; GB1582725A; JPS543062A; FR2393796B1; DE2825194A1; US4200757A; CH636351A5

Description

Zur Herstellung von 3-Aminoisoxazolen sind folgende Verfahren bekannt:

(1) Chem. Pharm. Bull., Bd. 14(1966), S. 1277-1286.
(2) Japanische Patentveröffentlichung Nr. 21147/1966.
(3) J. Takeda, Res. Lab., Bd. 30 (1971), S. 475.
(4) Yakugaku Zasshi, Bd. 76 (1956), S. 66.

Diese bekannten Verfahren haben jedoch folgende Nachteile, und sind desalb für eine industrielle Anwendung nicht zu friedenstellend:

a) Zusammen mit 3-Aminoisoxazolen werden immer isomere 5-Aminoisoxazole als Nebenprodukte gebildet;
b) im allgemeinen werden 5-Aminoisoxazole als Hauptprodukte gebildet;
c) auch wenn 3-Aminoisoxazole als Hauptprodukte gebildet werden, ist die Ausbeute unzureichend;
d) um 3-Aminoisoxazole in höherer Ausbeute herzustellen, ist der Einsatz von N-Acylhydroxylamin erforderlich, das einen sehr speziellen und relativ schwer erhältlichen Reak tionspartner darstellt.

Weitere Verfahren sind aus der DE-AS 14 45 002, der DE-OS 16 20 305, 18 14 116, Nachrichten aus Chemie und Technik Bd. 14 (1966) S. 26 bzw. Tetrahedron No. 48 (1965), S. 4299-4301 bekannt, die jedoch keine speziellen Hinweise auf 3-Amino-5-tert-butylisoxazol enthalten und die hinsichtlich der Ausbeuten starke Schwankungen in Abhängigkeit von den Substimenten zeigen.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und hinsichtlich der erforderlichen Reaktionspartner leicht durchführbares Verfahren zur Herstellung eines 3-Amino-5-tert- butyl-isoxazols zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft den im Anspruch gekennzeichneten Gegenstand.

Die Umsetzung des Iminiumsalzes mit Hydroxylamin erfolgt in einem basischen Medium in einem inerten Lösungs mittel.

Spezielle Beispiele für die in den vorgenannten Reaktions partnern vorliegenden Substituenten sind nachfolgend ange geben.

Als Alkoxyreste kommen beispielsweise die Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, Isopropoxy-, Isobutoxy- und Pentoxygruppe in Betracht. Alkylthioreste sind beispielsweise die Methylthio-, Äthylthio-, Propylthio-, Isopropylthio- und Butylthiogruppe.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das nachfolgende Reaktionsschema erläutert, in dem X und Y die vorstehenden Bedeutungen haben:

Gemäß der ersten Stufe wird ein β-Ketonitril der Formel II mit einem Alkanol oder Alkylmercaptan der allgemeinen Formel III in Anwesenheit von Salzsäure, Bromwasserstoffsäure oder Schwefel säure umgesetzt. Das Alkanol oder Alkylmercaptan ist beispielsweise Methanol, Äthanol, Isopropanol, Isobutanol, Methylmercaptan, Äthylmercaptan oder Isopropylmercaptan. Die Umsetzung erfolgt in an sich bekannter Weise nach den üblichen Methoden zur Überführung von Nitrilen in die entsprechenden Iminoäther in einem Lösungsmittel aus der Gruppe Benzol, Toluol, Xylol, Chloroform oder Methylenchlorid, wobei das Reaktions gemisch unter Raumtemperatur abgekühlt wird.

Gemäß der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das gebildete Iminiumsalz der allgemeinen Formel IV mit Hydroxylamin in Anwesenheit einer Base in einem Lösungsmittel aus der Gruppe Methanol oder Äthanol umgesetzt und das erhaltene Oxim zum Ringschluß mit einer Säure behandelt. Das Hydroxylamin ist in Form eines Salzes, bei spielsweise als Hydrochlorid oder Sulfat, erhältlich. Als Base kann beispielsweise Triäthylamin, N-Methylmorpholin oder ein Alkalimetallalkoxid eingesetzt werden. Als Säure kann beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure dienen. Die Umsetzung wird im allgemeinen bei einer Temperatur von unter 100°C, vorzugsweise bei 40°C bis 80°C, durchgeführt.

Die zweite Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch das nachfolgende Reaktionsschema erläutert werden, in dem X und Y die vorstehende Bedeutung haben:

Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bekannten Verfahren folgende Vorteile auf:

1. Das 3-Amino-tert.-butyl-isoxazol der Formel I wird dadurch in einer hohen Ausbeute erhalten, daß man die Bildung des 5-Aminoisoxazols als Nebenprodukt auf das Minimum reduziert, selektiv das entsprechende Oxim der allgemeinen Formel VI herstellt und dieses dann mit Hilfe einer Säure einer Ringschlußreaktion unterwirft. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen relativ große Mengen 5-Aminoisomere gebildet werden, entsteht beim erfin dungemäßen Verfahren diese Verbindung nur in einer Menge von etwa 3 bis 4%. Dies ist ein ganz entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2. Das erfindunsgemäße Verfahren ist einfach. Die beiden Stufen können kontinuierlich durchgeführt werden. Es kann leicht eine Ausbeute von bis zu 95% erreicht werden.
3. Das erfindungsgemäß einzusetzende β-Ketonitril der allgemeinen Formel II kann leicht aus dem entsprechenden Methylketon über das entsprechende Monochlormethylketon als Zwischenprodukt erhalten werden, die durch die nach stehende Formelgleichung erläutert wird:
4. Die kleine Menge des als unerwünschtes Nebenprodukt gebildeten 5-Aminoisoxazols wird mit Hilfe einer Säure leicht dadurch abgetrennt, daß sie zum entsprechenden Isoxazol-5-on der Formel VIII gemäß dem nachfolgenden Re aktionsschema hydrolysiert wird: Dementsprechend kann die gewünschte Verbindung der Formel I in hoher Reinheit isoliert werden.
5. Das erhaltene 3-Amino-5-tert.-butylisoxazol der Formel I, kann in den entsprechenden 1,1-Dimethyl 3-(5-tert.-butyl-3-isoxazolyl)-harnstoff der Formel IX überführt werden, der durch Umsetzen mit N,N- Dimethylcarbamoylchlorid in Anwesenheit einer Lewis-Säure in ein wertvolles selektives Herbizid mit hoher Wirksamkeit umgesetzt werden kann, wie durch die nachstehende Formelgleichung erläutert wird:

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Durch eine Suspension von 75 g Cyanpinacolon in einem Gemisch aus 150 ml wasserfreiem Toluol und 26,7 ml wasser freiem Methanol werden unter Rühren und Kühlen auf eine Tem peratur von 5 bis 10°C 26,3 g gasförmiger Chlorwasserstoff eingeleitet. Das Reaktionsgemisch wird dann 23 Stunden bei einer Temperatur von 10 bis 12°C stehengelassen. Dann wird das Reaktionsgemisch unter Kühlen und Rühren zur Vervoll ständigung der Umsetzung tropfenweise mit 750 ml wasserfreiem Methanol und dann 185,2 g Triäthylamin versetzt. Das Reaktionsge misch wird bei einer Temperatur von 50°C unter Rühren 2 Stunden mit 51,7 g Hydroxylaminsulfat behandelt. Anschließend werden tropfenweise 112,6 g Salzsäure zugegeben, und das Gemisch wird 1 Stunde bei einer Temperatur von 50°C gerührt. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck wird der erhaltene Rückstand mit 48prozentiger wäßriger Natriumhydroxidlösung unter Kühlen alkalisch einge stellt. Die wäßrige Lösung wird mit Toluol ausgeschüttelt. Die organische Schicht wird mit Wasser gewaschen, azeotrop unter Umgebungsdruck destilliert und dann zur Trockene ein gedampft. Ausbeute 79,5 g (94,5% d. Th) 3-Amino-5-tert.- butylisoxazol vom Fp. 106 bis 109°C.

Beispiel 2

1. In eine Suspension von 25 g Cyanpincacolon in 50 ml was serfreiem Toluol und 8,9 ml wasserfreiem Methanol werden unter Kühlen und Rühren bei einer Temperatur von 5 bis 10°C 9,9 g gasförmiger Chlorwasserstoff eingeleitet. Das gesamte Gemisch wird dann 25 Stunden bei der genannten Temperatur stehengelassen. Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit n-Hexan gemischt. Das ausgefällte Hydrochlorid wird abfil triert und mit Äthylacatet gewaschen. Ausbeute 37,7 g (97,5% d. Th) Methyl-4,4-dimethyl-3-oxopentanimidat in kri stallisierter Form vom Fp. 104 bis 104,5°C (Zers.).

2. Eine Lösung von 2,17 g Natriumhydrogencarbonat in 40 ml Wasser wird mit 50 ml Methylenchlorid und dann unter Eis kühlen und Rühren mit dem vorgenannten Hydrochlorid versetzt. Es bilden sich sofort zwei Schichten. Die organische Schicht wird abdekantiert, mit Wasser gewaschen und über Natriumsul fat getrocknet. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck abdestilliert. Der kristalline Rückstand wird mit n-Hexan digeriert und abfiltriert. Ausbeute 3,97 g (98% d. Th.) 4,4-Dimethyl-1-methoxy-3-oxo-1-pentenylamin vom Fp. 79 bis 79,5°C.

3. 1,57 g der erhaltenen Verbindung, 12 ml wasserfreies Methanol und 2,052 g Triäthylamin werden zu einer klaren Lösung gemischt. Unter Rühren wird die Lösung mit 0,9 g Hydroxylaminhydrochlorid versetzt und 2 Stunden auf eine Temperatur von 50 bis 52°C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird mit 2,15 ml konzentrierter Salzsäure versetzt und 1 bis 1 1/2 Stunden bei der genannten Temperatur gerührt. Das Methanol wird unter Umgebungsdruck abdestilliert. Der Rück stand wird mit 40prozentiger Natriumhydroxidlösung al kalisch eingestellt. Das Gemisch wird mit Chloroform extrahiert. Die organische Schicht wird mit einer kleinen Menge Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Lö sungsmittel wird abdestilliert, wobei 1,36 g eines kristal linen Rückstands erhalten wird. Dieses Rohprodukt wird aus Benzol umkristallisiert. Ausbeute 97% 3-Amino-5-tert.-butyl- isoxazol in Form farbloser Kristalle vom Fp. 111 bis 112°C.

Beispiel 3

Gemäß Beispiel 2, Ziff. 3, jedoch unter Einsatz von 1,52 g N-Methylmorpholin anstelle von Triäthylamin, werden 1,21 g (86% d. Th.) 3-Amino-5-tert.-butylisoxazol erhalten.

Beispiel 4

1. Gemäß Beispiel 2, Ziff. 1, wird unter Einsatz von Cyan pinacolon Methyl-4,4-dimethyl-3-oxopentanimidathydrochlorid in einer Ausbeute von 97,5% erhalten.

2. Eine Suspension von 19,4 g des erhaltenen Hydrochlorids in 120 ml wasserfreiem Methanol wird tropfenweise unter Kühlen bei einer Temperatur von 15°C und Rühren mit 25,3 g Tri äthylamin versetzt. Das Reaktionsgemisch wird mit 9,02 g Hydroxylaminsulfat gemischt und dann 2 Stunden bei einer Tem peratur von etwa 50°C gerührt. Es werden tropfenweise 26,1 g konzentrierte Salzsäure zugegeben, wonach das Gemisch etwa 1 Stunde bei etwa 50°C gerührt wird. Das Lösungsmittel wird unter Umgebungsdruck abdestilliert. Der Rückstand wird mit 40prozentiger wäßriger Natriumhydroxidlösung alkalisch ein gestellt. Die erhaltene Lösung wird mit Chloroform ausge schüttelt. Die organische Schicht wird mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Chloroform wird ab destilliert. Ausbeute 13,4 g (96% d. Th) 3-Amino-5-tert.- butylisoxazol in kristallisierter Form vom Fp. 107 bis 109°C.

Beispiel 5 bis 8

Gemäß nachfolgendem Reaktionsschema werden die Verbindungen der Formel II und III gemäß Beispiel 4 umgesetzt, wobei über das entsprechende Iminiumsalz der allgemeinen Formel IV das 3-Amino-5-tert.-butylisoxazol der Formel I erhalten wird.

Tabelle I

Beispiel 9

Gemäß nachfolgendem Reaktionsschema wird entsprechend Bei spiel 2 die Verbindung der Formel II eingesetzt, wobei über das entsprechende Iminiumsalz der allgemeinen Formel IV und das entsprechende Enaminketon der allgemeinen Formel V die gewünschte Verbindung der Formel I erhalten wird.

Tabelle II

Claims

Verfahren zur Herstellung eines 3-Amino-5-tert.-butyl- isoxazols der Formel I dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise ein β-Ketonitril der Formel IItert.-Butyl-CO-CH₂CN (II)mit einem Alkanol oder Alkylmercaptan der allgemeinen Formel IIIHY (III)in der Y einen C_1-6-Alkoxy- oder C_1-6-Alkylthiorest be deutet in Gegenwart von Salzsäure, Bromwasserstoffsäure oder Schwefelsäure in einem Lösungsmittel aus der Gruppe Benzol, Toluol, Xylol, Chloroform oder Mehtylenchlorid um setzt, das erhaltene Iminiumsalz der allgemeinen Formel IV in der X den Rest der vorgenannten Säure darstellt und Y die vorstehende Bedeutung hat, in einem inerten Lö sungsmittel aus der Gruppe Methanol oder Äthanol mit Hydroxylamin in Gegenwart einer Base zur Umsetzung bringt und das erhaltene Oxim mit einer Säure behandelt.