DE68906563T2 - 2(1-alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthoquinon.Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Herstellung daraus von 2-(1-alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon und 2-alkyl-3-acyloxy-1,4 naphthochinon. - Google Patents
2(1-alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthoquinon.Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Herstellung daraus von 2-(1-alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon und 2-alkyl-3-acyloxy-1,4 naphthochinon.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon und ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie auf Verfahren zur Herstellung eines 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinons und eines 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinons unter Einsatz der neuen Verbindung.
- Ein 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon ist eine Verbindung mit insektiziden und fungiziden Wirkungen. Weiter ist ein 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, das durch die Hydrierung der Alkenylgruppe erhalten wird, brauchbar als Arzneimittel, tierische Drogen und Agrochemikalien.
- Das 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon ist als eine Verbindung mit mitiziden Wirkungen bekannt (siehe z.B. die JP-OSn 155620/1975 und 48648/1977). Ein 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, als sein Zwischenprodukt, und ein 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, als sein hydriertes Produkt, sind brauchbar als Arzneimittel, tierische Drogen und Agrochemikalien.
- Es war bisher bekannt, daß ein 2-Alkylaminomethyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon leicht erhalten werden kann durch Umsetzen von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon mit Formalin und einem primären oder sekundären Amin [M.T. Leffler und R.J. Hathaway "J. Amer. Chem. Soc.", 70, 3222 (1948)]. Weiter ist bekannt, daß es durch die Umsetzung mit Benzaldehyd oder Acetaldehyd 2-(1-Alkylaminobenzyl)- 3-hydroxy-1,4-naphthochinon oder 2-(1-Alkylaminoethyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon ergibt [C.E. Dalgliesh "J. Amer.Chem. Soc.", 71, 1697 (1944)]. Weiter ist es bekannt, daß diese Verbindungen Antimalaria-Wirkungen zeigen [L.F. Fieser und A.R. Richardson "J. Amer. Chem. Soc.", 70, 3156 (1948)].
- Andererseits sind für die Herstellung eines 2- (Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons nur die folgenden Verfahren bekannt:
- (1) Ein Verfahren, bei dem 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon und das mehrere mol-fache eines Aldehyds einer Dehydratisierungskondensation in einem Essigsäure-Lösungsmittel in Gegenwart von etwa dem 1,7 mol-fachen an Chlorwasserstoffsäure als Katalysator unterworfen werden [Samuel C. Hooker "J. Am. Chem. Soc.", 58, 1163-1167 (1936)] und (2) Ein Verfahren, das das gleiche wie das Verfahren (1) ist, ausgenommen, daß Triethylamin statt Chlorwasserstoffsäure als Katalysator benutzt wird und man Dimethylformamid oder Acetonitril als Lösungsmittel einsetzt [Klaus Bock, Niels Jakobsen und Buelent Terem "J. Chem. Soc. Perkin Trans." I, 659-664 (1986)].
- Für die Herstellung eines 2-Alkyl-3-acyloxy- 1,4-naphthochinons sind die folgenden Verfahren bekannt: (3) Ein Verfahren, bei dem 4-Phenylacetoessigsäureester als Ausgangsmaterial benutzt wird (US-PS 2,553,647); (4) Ein Verfahren, bei dem α-Naphthol als Ausgangsmaterial benutzt wird (JP-OSn 48648/1977 und US-PS 4,110,473);
- (5) Ein Verfahren, bei dem 2,3-Dichlor-1,4-naphthochinon als Ausgangsmaterial benutzt wird und eine metallorganische Verbindung als Reagenz für die Reaktion eingesetzt wird (US-PS 4,507,241) und
- (6) Ein Verfahren, bei dem 2-Acyloxy-1,4-naphthochinon als Ausgangsmaterial benutzt und eine Alkylgruppe dem hinzugefügt wird (Niels Jakobsen und Lars-Erik K. Pedersen, "Pestic. Sci.", 17, 511-516 (1986)].
- Weiter sind für die Herstellung eines 2-Alkyl- 3-hydroxy-1,4-naphthochinons als einer Verbindung vor der Acyloxylierung der obigen Verbindung die folgenden Verfahren bekannt:
- (7) Ein Verfahren, bei dem ein Alkylrest, der aus einem Diacylperoxid erzeugt ist, einem 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon hinzugefügt wird L.F. Fieser, M.T. Leffler und Mitarbeiter, "J. Amer. Chem. Soc.", 70, 3174 (1948)] und (8) Ein Verfahren, bei dem das nach dem Verfahren (1) erhaltene 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon hydriert und oxydiert wird [Samuel C. Fooker "J. Amer. Chem. Soc.", 58, 1163-1167 (1936)].
- Bei den oben erwähnten Berichten betreffend die Herstellung eines 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinons ist jedoch darauf hingewiesen, daß bei Einsetzen eines anderen Aldehyds als Formalin, Benzaldehyd oder Acetaldehyd die Umsetzung nicht befriedigend abläuft und eine teerartige Substanz oder ein 2,2'-Methylen-bis-3-hydroxy-1,4-naphthochinonderivat gebildet wird, und daß bei Einsetzen eines aliphatischen Aldehyds mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen das 2-(1-Alkylaminoalkyl)- 3-hydroxy-1,4-naphthochinon nicht erhalten wird. Der Anwendungsbereich dieser Umsetzung ist somit begrenzt.
- Weiter sind die oben erwähnten Verfahren zur Herstellung eines 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons, bei denen Chlorwasserstoffsäure als ein Katalysator benutzt wird, als industrielle Verfahren nicht praktisch brauchbar, da Chlorwasserstoffsäure außerordentlich korrosiv ist und die Apparatur aus einem speziellen Material hergestellt sein muß. Darüber hinaus beträgt bei jedem dieser Verfahren die Ausbeute nur etwa 30 bis 40 mol%, obwohl ein großer Überschuß eines Alkoholes benutzt wird, durch den sich Kondensationsprodukte des Aldehyds und andere Nebenprodukte in großen Mengen bilden und das Verfahren zur Isolation des erwünschten Produktes mühsam machen. Sie sind daher industriell nicht vorteilhaft. Das oben erwähnte Verfahren (2) kann gewöhnlich nicht benutzt werden, da in den meisten Fällen die Bildung eines 2,2'- Methylen-bis-3-hydroxy-1,4-naphthochinonderivats bevorzugt abläuft.
- Das 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon hatte bekanntermaßen starke Wirkungen als ein Insektizid, insbesondere als ein Akarizid. Trotzdem wurde es nicht gehandelt. Der Grund dafür ist, daß diese Verbindung schwierig zu synthetisieren ist, und daß kein Verfahren gefunden wurde, das industriell geeignet und in der Lage ist, die Verbindung zu vernünftigen Kosten für ihren Einsatz herzustellen.
- Von den oben erwähnten verschiedenen Verfahren schließen die Verfahren (3) und (4) eine Anzahl von Verfahrensstufen ein und erfordern mühsame Operationen und sind daher als industrielle Verfahren nicht geeignet. Bei den Verfahren (5) und (6) sind die Ausgangsmaterialien oder die Hilfsmaterialien teuer und die Produktionskosten hoch, obwohl die Verfahrensstufen kurz sind. Bei den Verfahren (7) und (8) sind die Ausbeuten dürftig und die Operationen nicht industriell. Somit kann keines von diesen Verfahren als geeignet angesehen werden, 2-Alkyl- 3-acyloxy-1,4-naphthochinon in einem industriellen Maßstab, bei geringen Kosten, herzustellen.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen.
- Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines 2-(1-Alkenyl)- 3-hydroxy-1,4-naphthochinons aus dieser neuen Verbindung zu schaffen.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu überwinden, indem man solche Verbindungen und Verfahren benutzt, die die Schaffung eines Verfahrens gestatten, mit dem ein billiges 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon, das für Agrochemikalien brauchbar ist, und sein Zwischenprodukt in einem industriellen Maßstab hergestellt werden können.
- Die vorliegenden Erfinder haben ausgedehnte Untersuchungen nach einem Verfahren zum Herstellen eines 2- (1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons ausgeführt und festgestellt, daß es möglich ist, ein neues 2- (1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon selektiv und in hoher Ausbeute herzustellen, indem man ein primäres Amin und ein gewisses spezifisches Lösungsmittel benutzt und die Reaktionstemperatur bei einem Niveau von nicht mehr als 35ºC aufrechterhält, wodurch verschiedene andere Aldehyde als Formalin, Benzaldehyd und Acetaldehyd benutzt werden können. Weiter wurde gefunden, daß in Abhängigkeit von dem benutzten Lösungsmittel das Produkt leicht in Form von Kristallen isoliert werden kann. Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf diesen Feststellungen.
- Weiter wurde hinsichtlich der Herstllung eines 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons festgestellt, daß es möglich ist, ein 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon in guter Ausbeute herzustellen durch Desaminieren des 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons, das durch das oben erwähnte Verfahren erhalten wurde, und zwar in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Säure, wie Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffsäure.
- Weiter wurde festgestellt, daß das 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, das durch das Verfahren des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, geeignet ist als ein Ausgangsmaterial für die Herstellung von 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon, und daß ein Zwischenprodukt, erhältlich während des Verfahrens zu seiner Herstellung, ebenfalls brauchbar ist.
- Gemäß dem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein neues 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon der Formel:
- worin R' eine Alkylgruppe oder eine Cycloalkylgruppe ist und R² eine Alkylgruppe mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen ist, die mindestens ein Wasserstoffatom an dem Kohlenstoffatom in der α-Position trägt, sowie ein Verfahren zum Herstellen des 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinons, umfassend das Umsetzen von 2-Hydroxy-1,4- naphthochinon mit einem aliphatischen Aldehyd mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines primären Amins.
- Gemäß dem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines 2-(1- Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons, umfassend das Desaminieren des neuen 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinons der Formel (D) in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart einer Säure.
- Gemäß dem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines 2-Alkyl- 3-acyloxy-1,4-naphthochinons, umfassend das Desaminieren eines 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons der Formel (D) zur Bildung eines 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy- 1,4-naphthochinons, Hydrieren des Produktes zur Bildung eines 2-Alkyl-1,3,4-trihydroxynaphthalins, Oxydieren dieses 2-Alkyl-1,3,4-trihydroxynaphthalins und Acyloxylieren des resultierenden 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinons, wodurch das 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon in guter Ausbeute zu geringen Kosten in einer industriell bequemen Weise hergestellt werden kann, ohne daß teure Rohmaterialien benutzt werden.
- Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben.
- Die neue Naphthochinonverbindung der Formel (D) kann erhalten werden durch Umsetzen eines 2-Hydroxy-1,4- naphthochinons (A) und eines aliphatischen Aldehyds (B) mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines primären Amins (C).
- Die Umsetzung, um das 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon (D) nach dem obigen Verfahren zu erhalten, kann durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht werden.
- Das in der vorliegenden Erfindung einzusetzende Aldehyd ist eines mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen und üblicherweise höchstens 21 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise von 5 bis 20 Kohlenstoffatomen, das durch die Formel R²CHO wiedergegeben werden kann, worin R² eine Alkylgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 19 Kohlenstoffatomen ist. Das Aldehyd wird in Abhängigkeit vom R² der gewünschten Verbindung (D) ausgewählt.
- Repräsentative Beispiele des Aldehyds schließen aliphatische gesättigte Aldehyde ein, wie Propionaldehyd, Butylaldehyd, Isobutylaldehyd, Valeraldehyd, Isovaleraldehyd, Pivalinaldehyd, Capronaldehyd, Heptylaldehyd, Caprylaldehyd, Pelargonaldehyd, Undecylaldehyd, Dodecylaldehyd (Laurinaldehyd), Tridecylaldehyd, Myristylaldehyd, Pentadecylaldehyd, Hexadecylaldehyd (margaraldehyde) und Stearaldehyd.
- Der Aldehyd wird im allgemeinen in einer mindestens gleichen Molmenge zum 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon als Ausgangsmaterial eingesetzt, üblicherweise vom 1,0- bis 2,0-molfachen, vorzugsweise vom 1,0- bis 1,4-molfachen, bevorzugter vom 1,0- bis 1,3-molfachen. Ist die Menge geringer als gleich in Mol, dann ist die Ausbeute gering. Der Einsatz einer zu großen Menge ist unwirtschaftlich.
- Das Amin der Formel R¹NH&sub2;, das in der obigen Umsetzung eingesetzt wird, ist auf ein primäres Amin beschränkt, wie ein Alkylamin oder ein Cycloalkylamin. Mit einem sekundären Amin oder einem tertiären Amin erfolgt bevorzugt Bildung eines 2,2'-Methylen-bis-3-hydroxy-1,4naphthochinonderivats. Dieses Amin kann in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit oder in einer wässerigen Lösung vorliegen. R¹ wird ausgewählt in Abhängigkeit vom R¹ der erwünschten Verbindung (D). Im allgemeinen kann ein primäres Alkylamin, wie Monomethylamin, Ethylamin, n-Propylamin, i-Propylamin, n-Butylamin oder t-Butylamin oder ein Cycloalkylamin, wie Cyclohexylamin, erwähnt weden.
- Das primäre Amin wird üblicherweise in einer Menge vom 0,8- bis 1,5-molfachen, vorzugsweise vom 0,9- bis 1,1-molfachen, bevorzugter vom 1,0-fachen mit Bezug auf 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon als Ausgangsmaterial eingesetzt. Ist die Menge des Amins zu groß oder zu gering, dann ist die Ausbeute an der erwünschten Verbindung gering.
- Als das inerte organische Lösungsmittel, das bei der obigen Umsetzung benutzt wird, können z.B. ein Alkohol, wie Methanol, Ethanol oder Propanol; ein Glykolether, wie Methylcellosolve; ein Ether, wie Dioxan oder THF; ein Diol, wie Ethylenglykol oder Propylenglykol; ein Keton, wie MIBK; ein aliphatischer Säureester, wie Ethylaceta oder Butylacetat; ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol oder Xylol oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff, wie Trichlorethan oder Tetrachlorethan, benutzt werden. Es ist üblicherweise vorteilhaft, einen Alkohol, wie Methanol oder Ethanol einzusetzen, um das erwünschte Produkt in Form von Kristallen zu isolieren.
- Hinsichtlich de Reaktionsbedingungen für die obige Umsetzung ist die Reaktionstemperatur vorzugsweise nicht höher als 35ºC, bevorzugt von 0 bis 30ºC. Die optimale Temperatur variiert in Abhängigkeit vom Lösungsmittel. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Temperatur von 15 bis 25ºC. Ist die Temperatur zu hoch, dann erfolgt bevorzugt die Bildung des 2,2'-Methylen-bis-3-hydroxy-1,4- naphthochinonderivats. Ist die Temperatur zu gering, dann ist die Reaktionsgeschwindigkeit sehr gering, was unpraktisch ist. Die Umsetzung wird üblicherweise ausgeführt, indem man den Aldehyd mit einer Geschwindigkeit hinzutropft, um die Reaktionstemperatur nicht zu erhöhen. Die Reaktionszeit liegt üblicherweise von 0,5 bis 5 Stunden, einschließlich der Zeit für die tropfenweise Hinzugabe des Aldehyds.
- Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird üblicherweise folgendermaßen ausgeführt.
- Vorbestimmte Mengen von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon und des primären Amins werden zu einer vorbestimmten Menge des Lösungsmittels hinzugegeben, um ein Salz des primären Amins von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon zu bilden. Dann wird eine vorbestimmte Menge Aldehyd graduell hinzugegeben und die Reaktion unter Rühren bei einer vorbestimmten Temperatur für 0,5 bis 5 Stunden, einschließlich der Zeit für die tropfenweise Zugabe des Aldehyds, ausgeführt. Es können auch vorbestimmte Mengen des primären Amins und des Aldehyds zu einer vorbestimmten Menge des Lösungsmittels hinzugegeben werden, um eine Schiff'sche Base zu bilden. Dann gibt man eine vorbestimmte Menge des 2-Hydroxy-1,4-naphthochinons hinzu und führt die Umsetzung unter Rühren bei einer vorbestimmten Temperatur für eine Dauer von 0,5 bis 5 Stunden aus. Ist das Lösungsmittel ein Alkohol oder Glykolether, dann werden die ausgefallenen Kristalle durch Filtration gesammelt und der so erhaltene Kuchen mit einem Alkohol gewaschen und getrocknet, um ein 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Falls erforderlich, kann das Produkt auch aus dem Filtrat gewonnen werden.
- Das 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon (D) der vorliegenden Erfindung kann desaminiert werden, um ein 2-(1 Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon (F) zu erhalten. In diesem Falle muß R² in der Verbindung (D) jedoch eine Alkylgruppe mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen sein und der Kohlenstoff in der α-Position muß mindestens ein Wasserstoffatom tragen, wie durch das folgende Reaktionsschema gezeigt. Diese Desaminierungsreaktion kann durch das folgende Reaktionsschema veranschaülicht werden, wobei das 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon (F) über ein quartäres Ammoniumsalz (E) als Zwischenprodukt erhalten wird:
- worin R¹ eine Alkylgruppe oder eine Cycloalkylgruppe ist, R² die oben genannte Bedeutung hat, R³ eine Alkylgruppe, R&sup4; ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe und X eine Säuregruppe ist.
- Die für die Desaminierungsreaktion benutzte Säure kann irgendeine Säure sein, solange sie in der Lage ist, ein quartäres Ammoniumsalz durch Reaktion mit einer Aminogruppe des 2- (1 -Alkylaminoalkyl) -3-hydroxy-1,4-naphthochinons (D) zu bilden. So kann sie z.B. eine Halogenwasserstoffsäure, wie Chlorwasserstoff säure, Bromwasserstoffsäure oder Jodwasserstoffsäure oder Schwefelsäure sein.
- Die Säure wird üblicherweise in einer mindestens gleichen Molmenge zu 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon eingesetzt, vorzugsweise vom 1,0- bis 1,5-molfachen, bevorzugter vom 1,0- bis 1,2-molfachen. Ist die Menge zu gering, dann finden wahrscheinlich Nebenreaktionen statt und die Ausbeute ist gering. Ist die Menge zu groß, dann neigt die Reaktion dazu, langsam abzulaufen.
- Das für die obige Reaktion benutzte Lösungsmittel kann ein Alkohol, wie Methanol oder Ethanol; ein Glykolether, wie Methylcellosolve oder Ethylcellosolve; ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol oder xylol; ein Ether, wie THF oder Dioxan; ein aliphatischer Säureester, wie Butylacetat, oder ein Keton, wie Methylisobutylketon, sein.
- Die Reaktion wird üblicherweise bei einer Temperatur von mindestens 75ºC, vorzugsweise von 90 bis 140ºC, unter atmosphärischem Druck, einem erhöhten Druck oder einem spontanen Druck ausgeführt. Die Umsetzungszeit liegt üblicherweise von 0,5 bis 10 Stunden, vorzugsweise von 0,5 bis 5 Stunden.
- Diese Desaminierungsreaktion wird üblicherweise folgendermaßen ausgeführt.
- Eine vorbestimmte Menge eines 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons wird zu einer vorbestimmten Menge eines Lösungsmittels hinzugegeben, und eine vorbestimmte Menge einer Säure wird bei Raumtemperatur unter Rühren zur Bildung eines quartären Ammoniumsalzes hinzugegeben. Dann wird die Desaminierungsreaktion bei einer vorbestimmten Temperatur für 0,5 bis 5 Stunden ausgeführt. In Abhängigkeit vom Lösungsmittel fällt das abgespaltene Ammoniumsalz aus, und ein solches Ammoniumsalz wird durch Filtration gesammelt oder extrahiert und mit Wasser gewaschen. Dann kühlt man die Reaktionsmischung und sammelt die ausgefallenen Kristalle durch Filtration. Der so erhaltene Kuchen wird mit Alkohol gewaschen und getrocknet, um Kristalle eines 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy- 1,4-naphthochinons zu ergeben. Falls erforderlich, kann das Produkt auch aus dem Filtrat gewonnen werden. Z.B. wird das Filtrat konzentriert und zur Ausfällung und Gewinnung abgekühlt.
- Für die Desaminierungsreaktion ist es nicht notwendig, ein isoliertes 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon einzusetzen. Die Desaminierungsreaktion kann ausgeführt werden durch Zugabe einer Säure zu einer Reaktionsmischung, enthaltend ein 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, erhalten aus 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon, einem Aldehyd und einem primären Amin, wobei es gleichermaßen möglich ist, Kristalle eines 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons zu erhalten.
- Im folgenden wird der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
- Das in der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial benutzte 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon kann erhalten werden durch Umsetzen von 2- Hydroxy-1,4-naphthochinon mit einem aliphatischen Aldehyd und einem primären Amin in einem inerten organischen Lösungsittel, wie im ersten Aspekt der vorliegenden Erfin- dung detailliert beschrieben.
- Der einzusetzende Aldehyd ist ein gesättigter aliphatischer Aldehyd mit 3 bis 21 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 5 bis 20 Kohlenstoffatomen und mindestens einem Wasserstoffatom in der α-Position. Vom praktischen Gesichtspunkt aus ist es üblich, einen geradkettigen aliphatischen Aldehyd einzusetzen. Doch kann die Alkylgruppe verzweigt oder cyclisch sein, oder sie kann durch einen inerten Substituenten substituiert sein.
- Ein solcher gesättigter aliphatischer Aldehyd kann,.zum Beispiel, Valeraldehyd, Isovaleraldehyd, Pivalinaldehyd, Capronaldehyd, Heptylaldehyd, Caprylaldehyd, Pelargonaldehyd, Undecylaldehyd, Dodecylaldehyd (Laurinaldehyd), Tridecylaldehyd, Myristylaldehyd, Pentadecylaldehyd, Hexadecylaldehyd oder Stearaldehyd sein.
- Die Mengen dieser Ausgangsmaterialien, einschließlich des primären Amins, des inerten organischen Lösungsmittels und des Aldehyds sowie die Reaktionsbedingungen können ähnlich denen sein, die im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben wurden.
- Das so erhaltene 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon muß nicht notwendigerweise isoliert werden, und es kann, wie es ist, als das Ausgangsmaterial für die Desaminierungsstufe eingesetzt werden.
- Durch die Desaminierung des 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons als dem Ausgangsmaterial, kann ein 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon erhalten werden. Die Desaminierungsreaktion wird vorzugsweise durch die Pyrolyse in Gegenwart einer Säure ausgeführt.
- Die Art und Menge der Säure, des Lösungsmittels und der Reaktionsbedingungen für diese Stufe können ähnlich denen sein, die im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben wurden.
- Das so erhaltene 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon kann isoliert und als Arzneimittel, tierische Drogen oder Agrochemikalien verwendet werden. Wenn es jedoch der nachfolgenden Hydrierungsstufe in der vorliegenden Erfindung unterworfen werden soll, dann kann die Reaktionslösung für die nachfolgende hydrierungsstufe eingesetzt werden, ohne daß die Verbindung aus der Reaktionslösung isoliert wird.
- Bei dieser Hydrierungsstufe ist es üblich, einen Hydrierungskatalysator zu benutzen. Als ein solcher Hydrierungskatalysator kann ein üblicher Metallkatalysator benutzt werden, wie ein Palladium-Kohlenstoff-Katalysator (Pd-C), ein Platinkatalysator, ein Rhodium-Kohlenstoff-Katalysator (Rh-C) oder Raneynickel.
- Hinsichtlich der Reaktionsbedingungen liegt die Reaktionstemperatur üblicherweise im Bereich von 20 bis 100ºC, vorzugsweise von 30 bis 70ºC, und die Reaktionszeit variiert in Abhängigkeit von der Art des Katalysators oder anderer Bedingungen, wie des Druckes oder der Temperatur, doch liegt sie üblicherweise in dem Bereich von 1 bis 10 Stunden. Die Zufuhr von Wasserstoff kann kontinuierlich oder ansatzweise unter atmosphärischem oder einem erhöhten Druck erfolgen.
- Bei dieser Oxidationsstufe wird die in der vorhergehenden Stufe erhaltene, das 2-Alkyl-1,3,4-trihydroxynaphthalin enthaltende, Reaktionslösung nach Entfernung des Hydrierungskatalysators benutzt. Falls erforderlich, kann das 2-Alkyl-1,3,4-trihydroxynaphthalin jedoch isoliert und dann für diese Stufe eingesetzt werden. Das Lösungsmittel kann in diesem Falle ein inertes organisches Lösungsmittel sein, wie es für die Herstellung der Ausgangsmaterialien, wie bei den obigen Fällen, benutzt wurde.
- Als das Oxidationsmittel wird üblicherweise Luft benutzt. Stickstoff kann jedoch hinzugegeben werden, um, falls erforderlich, die Sauerstoffkonzentration zu regeln. Weiter kann ein Peroxid, wie Hydrogenperoxid oder ein Oxidationsmittel, wie Eisenchlorid, benutzt werden.
- Hinsichtlich der Reaktionsbedingungen beträgt die Reaktionstemperatur ublicherweise von 20 bis 100ºC, vorzugsweise von 30 bis 70ºC, und die Reaktionszeit variiert in Abhängigkeit von der zugeführten Sauerstoffmenge und der Wirksamkeit des Reaktors. Es ist ratsam, das Ende der Oxidationsreaktion durch Beobachten der Absorptionsmenge des Sauerstoffes zu bestimmen.
- Die Reaktionslösung nach Abschluß der Oxidationsreaktion kann dann, so wie sie ist, für das folgende Acyloxylierungsverfahren benutzt werden. Es ist jedoch bevorzugt, das 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon aus der Reaktionslösung zu isolieren, um die Nebenprodukte abzutrennen.
- Die Isolation kann erfolgen durch Konzentrieren der Reaktionslösung des Oxidationsverfahrens, um das 2- Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon auszufällen oder durch verdampfen der Reaktionslösung zur Trockne und Waschen des dabei erhaltenen Feststoffes mit einem Lösungsmittel, wie einem Alkohol.
- Das isolierte 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon ist selbst brauchbar für Arzneimittel, tierische Drogen oder Agrochemikalien.
- Die Acyoxylierung kann gemäß einem üblichen Acylierungsverfahren mittels eines aliphatischen Carbonsäureanhydrids oder eines aliphatischen Carbonsäurehalogenids mit 2 bis 6 Kohlenstoff-atomen ausgeführt werden (wie in der JP-OS 48648/1977 offenbart), indem man die in der vorhergehenden Stufe erhaltene Reaktionslösung oder eine Lösung oder Aufschlämmung des 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4- naphthochinons, das in der vorhergehenden Stufe isoliert wurde, in einem inerten organischen Lösungsmittel einsetzt, obwohl es ohne irgendein Lösungsmittel benutzt werden kann, üblicherweise in Gegenwart einer Säure, wie p-Toluolsulfon-säure, Methansulfonsäure oder Schwefelsäure oder einer Base, wie Pyridin, Piperidin oder Triethylamin.
- Das aliphatische Carbonsäureanhydrid als ein Acyloxylierungsmittel, kann, z.B. Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid oder Buttersäureanhydrid sein, und das aliphatische Carbonsäurehalogenid kann, z.B. Essigsäurechlorid, Propionsäurechlorid oder Buttersäurechlorid sein.
- Die Acyloxylierungsreaktion wird üblicherweise bei einer Temperatur von 80 bis 150ºC ausgeführt, wenn ein Säureanhydrid und eine Säure benutzt werden oder allgemein bei einer Temperatur von nicht mehr als 60ºC, üblicherweise von 10 bis 50ºC, wenn eine Säureanhydrid oder ein Säurehalogenid und eine Base benutzt werden.
- Die Herstellung des 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon der vorliegenden Erfindung wird üblicherweise folgendermaßen ausgeführt.
- Eine vorbestimmte Menge von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon wird zu einer vorbestimmten Menge eines inerten organischen Lösungsmittels hinzugegeben und ein Amin, wie eine 40%ige wässerige Methylamin-Lösung, wird hinzugefügt. Man erhitzt die Mischung auf eine vorbestimmte Temperatur und fügt eine vorbestimmte Menge eines aliphatischen Aldehyds, wie n-Dodecylaldehyd, tropfenweise hinzu. Dann führt man die Umsetzung unter Rühren für eine vorbestimmte Zeitdauer aus.
- Eine vorbestimmte Menge einer Säure, wie Schwefelsäure,wird zu der Reaktionslösung, enthaltend ein 2- (1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, die so erhalten wurde, hinzugegeben, und man erhöht die Temperatur des Systems auf ein vorbestimmtes Niveau für eine Desaminierungsreaktion, um ein 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy- 1,4-naphthochinon zu bilden. In Abhängigkeit vom Lösungsmittel fällt abgespaltenes Ammoniumsalz aus. Das Ammoniumsalz wird durch Filtration entfernt oder mit Wasser extrahiert.
- Die so erhaltene 2-(1-Alkenyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon enthaltende Reaktionslösung wird auf ein Niveau von Raumtemperatur abgekühlt, und ein Hydrierungskatalysator, wie Pd-C hinzugegeben. Nach dem Spülen mit Wasserstoff wurde das System auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt und die Hydrierung unter Zufuhr eines Wasserstoffstromes ausgeführt.
- Der Katalysator wird durch Filtration aus der so erhaltenen Reaktionslösung entfernt. Das 2-Alkyl- 1,3,4-trihydroxynaphthalin enthaltende Filtrat wird bei einer vorbestimmten Temperatur durch Zufuhr von Luft, die mit Stickstoff verdünnt ist, oxidiert. Die Oxidation-Reaktionslösung wird abgekühlt, und ausgefallene Kristalle werden durch Filtration gesammelt und gewaschen, um das 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu isolieren. Das Filtrat wird konzentriert und abgekühlt, um weiter Kristalle auszufällen.
- Das isolierte 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon wird dann zu einem Lösungsmittel, wie o-Xylol, hinzugegeben. Weiter werden Acetanhydrid als ein Acyloxylierungsmittel und p-Toluolsulfonsäure als eine Säure hin zugegeben und die Mischung auf eine Temperatur von mindestens 100ºC erhitzt und für eine vorbestimmte Zeitdauer umgesetzt.
- Die Reaktionslösung wird abgekühlt und eine Säurekomponente sowie eine wasserlösliche Komponente werden mit einer wässerigen alkalischen Lösung extrahiert, und die das Produkt enthaltende organische Schicht wird mit Wasser gewaschen und dann zur Trockne verdampft, um ein 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon als das erwünschte Produkt, zu erhalten.
- Falls erforderlich, kann andererseits die das Produkt enthaltende organische Schicht konzentriert und gekühlt werden, und die ausgefallenen Kristalle werden durch Filtration gesammelt und getrocknet, um ein 2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinon zu erhalten.
- Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt im Grunde vier Stufen. Es ist jedoch vorteilhaft, das 2- Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon aus der, beim Oxidationsverfahren erhaltenen Reaktionslösung vor der Acyloxylierungsstufe abzutrennen. Durch diese Isolation können Verunreinigungen leicht entfernt werden, und es ist dadurch nicht erforderlich, ein Zwischenprodukt in anderen Stufen zu isolieren. Darüber hinaus kann das erwünschte 2-Alky-3-acyloxy-1,4-naphthochinon in hoher Reinheit erhalten werden.
- Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf solche spezifischen Beispiele beschränkt ist. In den Beispielen bedeutet "%" "Gew.-%", sofern nichts anderes angegeben.
- 3,50 g (20,1 mmol) von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon (Lawson) wurden zu 50 ml Ethanol hinzugegeben und 160 g ;20,6 mmol) einer wässrigen Monomethylamin-Lösung (40 Gew.-%) wurden weiter hinzugegeben, um eine gleichmäßige Lösung des Aminsalzes zu erhalten. Dann gab man 1,90 g (26,4 mmol) Butylaldehyd hinzu und ließ die Mischung 121 Stunden lang bei 25ºC reagieren. Nach etwa 20 Minuten begannen Kristalle auszufallen. Nach Abschluß der Reaktion wurden die ausgefallenen Kristalle durch Filtration gesammelt und mit Methanol gewaschen, um 4,43 g (17,1 mmol) Rohkrsatalle des erwünschten Produktes zu erhalten. Die Ausbeute betrug 85,1 mol%.
- 4,43 g (16,2 mmol) der Rohkristalle des erwünschten Produktes wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, ausgenommen, daß anstelle der wässerigen Methylamin-Lösung des Beispiels 1 1,30 g (20,2 mmol) einer wässerigen Ethylamin-Lösung (70 Gew.-%) eingesetzt wurden und die Reaktionszeit zu 1 Stunde geänder wurde. Die Ausbeute betrug 80,7 mol%.
- 5,89 g (19,6 mmol) Rohkristalle des erwünschten Produktes wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 erhalten, ausgenommen, daß anstelle des Ethylamins von Beispiel 2 1,50 g (20,5 mmol) n-Butylamin benutzt wurden. Die Ausbeute betrug 97,3 mol%.
- 3,23 g (11,8 mmol) Rohkristalle des erwünschten Produktes wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, ausgenommen, daß das Lösungsmittel zu 50 l Methanol geändert, 2,20 g (25,6 mmol) Isovaleraldehyd anstelle von Butylaldehyd benutzt und die Reaktionszeit zu 3 Stunden geändert wurde. Die Ausbeute betrug 58,9 mol%.
- 6,80 g (16,5 mmol) Rohkristalle des erwünschten Produktes wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 erhalten, ausgenommen, daß der Aldehyd zu 3,80 g (24,4 mmol) Capronaldehyd und das Amin zu 2,00 g (20,2 mmol) Cyclohexylamin geändert wurden. Die Ausbeute betrug 82,3 mol%.
- 6,00 g (34,5 mmol) Lawson und 2,06 g (34,5 mmol) i-Propylamin wurden zu 100 ml Methanol hinzugegeben, und es wurden 7,62 g (41,3 mmol) n-Dodecylaldehyd auf einem Wasserbad (27ºC) hinzugegeben. Die Umsetzung wurde 3 Stunden lang ausgeführt. Nach Abschluß der Reaktion wurden ausgefallene Kristalle durch Filtration gesammelt und mit Methanol gewaschen, um 9,76 g 2-(1-i-Propylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Die Ausbeute betrug 70 mol%.
- Weiter wurde das Filtrat durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) analysiert, wobei 0,21 g unumgesetztes Lawson und 2,72 g des erwünschten Produktes im Filtrat festgestellt wurden. Wird das erwünschte Produkt in diesem Filtrat hinzugegeben, dann beträgt die Gesamtmenge 12,48 g (31.2 mmol), und die Gesamtausbeute ist 90,4 mol%.
- 6,72 g (16,2 mmol) 2-(1-n-Butylaminododecyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 erhalten, ausgenommen, daß anstelle von i-Propylamin 2,55 g (34,5 mmol) n-Butylamin benutzt wurden. Weiter wurde als Ergebnis der Analyse des Filtrates durch HPLC bestätigt, daß unumgesetztes Lawson 0,11 g betrug und daß das erwünschte Produkt 6,57 g war. Die Gesamtmenge betrug 13,29 g (32,1 mmol), und die Ausbeute war 93,0 mol%.
- 5,67 g (13,7 mmol) 2-(1-t-Butylaminododecyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 erhalten, ausgenommen, daß 2,55 g (34,5 mmol) t-Butylamin als das Amin benutzt wurden. Aufgrund der Analyse des Filtrates durch HPLC wurde bestätigt, daß unumgesetztes Lawson 2,62 g betrug, und das erwünschte Produkt war 1,49 g. Die Gesamtmenge betrug 7,16 g (17,3 mmol), und die Ausbeute war 50,1 mol%.
- 19,7 g (113 mmol) Lawson, 8,77 g (113 mmol) einer wässerigen 40%igen Methylamin-Lösung, 300 ml Methanol und 20,3 g Wasser wurden bei Raumtemperatur gerührt und 25,0 g (135,6 mmol) n-Dodecylaldehyd hinzugegeben. Man ließ die Mischung sich 3 Stunden lang umsetzen. Ausgefallene Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und mit Methanol gewaschen, um 33,9 g (91,4 mmol) (80,9 mol%) Rohkristalle von 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon zu erhalten. Weiter wurde das Filtrat durch HPLC analysiert, und es wurde bestätigt, daß das erwünschte Produkt 3,28 g (8,84 mmol) betrug, und das unumgesetztes Lawson 1,45 g (8,33 mmol) war.
- Die Reaktion wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, ausgenommen, daß anstelle von Ethanol THF als Lösungsmittel benutzt wurde, und daß statt Butylaldehyd 4,44 g (24,5 mmol) n-Dodecylaldehyd eingesetzt wurden. Ein Teil der so erhaltenen gleichmäßigen Lösung wurde als Probe entnommen und durch HPLC analysiert, wobei 8,22 g (19,9 mmol) 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon bestätigt wurden. Die Ausbeute betrug 99,0 mol%.
- Das IR-Spektrum (Anzahl der Valenzschwingungen von C=O: ν, cm&supmin;¹), NMR-Spektrum und der Schmelzpunkt (m.p.) der so erhaltenen Verbindungen sind in Tabelle 1 gezeigt und die Ergebnisse der Elementaranalyse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1 Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 2 Molekulargewicht Elementaranalyse gemessene Werte (errechnete Werte)
- 3,34 g (8,09 mmol) 2-(1-n-Butylaminododecyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon (h), erhalten in Beispiel 7, wurden zu 30 ml Methylcellosolve hinzugegeben und 0,92 g (8,92 mmol) Schwefelsäure unter Rühren bei Raumtemperatur hinzugefügt, um eine gleichförmige Lösung des Sulfats zu erhalten. Die Lösung wurde auf 120ºC erhitzt und die Desaminierungsreaktion eine Stunde lang ausgeführt. Nach Abschluß der Reaktion wurde die so erhaltene Reaktionslösung gekühlt, und ausgefallene Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und gründlich mit Methanol gewascnen, um 2,23 g (6,56 mmol) (81,1 mol%) Kristalle von 2- (1-Dodecenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Weiter wurde das Filtrat durch HPLC analysiert, wobei 0, g (0,32 mmol) (4,0 mol%) des Produktes bestätigt wurden.
- 2,54 g (7,47 mmol) (92,9 mol%) Kristalle von 2- (1-Dodecenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 erhalten, ausgenommen, daß anstelle von (h) 3,32 g (8,04 mmol) 2-(1-t-Butylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon (i), erhalten in Beispiel 8, benutzt wurden.Das Filtrat wurde durch HPLC anaysiert, wobei 145 mg (0,43 mmol) (5,3 mol%) des Produktes bestätigt wurden.
- 3,00 g (9,97 mmol) 2-(1-n-Butylaminobutyl)-3hydroxy-1,4-naphthochinon (c), erhalten in Beispiel 3, wurden zu 50 ml Methylcellosolve hinzugegeben und 1,15 g (11,0 mmol) konzentrierter Chlorwasserstoffsäure wurden unter Rühren bei Raumtemperatur hinzugefügt, um das Hydrochlorid zu bilden. Diese Reaktionslösung wurde auf 123ºC erhitzt und zur Desaminierungsreaktion eine Stunde lang dort gehalten. Nach Abschluß der Reaktion wurde die Reaktionslösung unter verringertem Druck konzentriert und das dabei erhaltene Öl abgetrennt und mittels Silicagel- Säulenchromatographie (Ethylacetat/n-Hexan =1/4) gereinigt, um 1,85 g (8,11 mmol) (81,4 mol%) von Kristallen von 2-(1-Butenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten.
- 1,30 g (5,37 mmol) (73,3 mol%) von Kristallen von 2-(3-Methyl-1-butenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 erhalten, ausgenommen, daß anstelle des 2-(1-Butylaminobutyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinons in Beispiel 11 2,00 g (7,33 mmol) von 2-(1-Methylamino-3-methylbutyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon (d), erhalten in Beispiel 4, eingesetzt wurden und die Menge der Chlorwasserstoffsäure zu 0,80 g (7,67 mmol) geändert wurde.
- In einen 30 ml-Glasautoklaven füllte man 1,00 g (0,67 mmol) 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, 305,6 mg (das 1,1-mmol-fache mit Bezug auf das Ausgangsmaterial) von konzentrierter Schwefelsäure und 20 ml Xylol, erhitzte dann unter Rühren auf 120ºC und hielt für eine Stunde bei dieser Temperatur. Man ließ die Mischung sich abkühlen und extrahierte mit einem Benzol- Wasser-System. die organische Schicht wurde über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. Der Rest wurde aus Methanol umkristallisiert, um 734,6 mg 2-(1-Dodecenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Das Umkristallisationsfiltrat wurde durch HPLC analysiert, wobei bestätigt wurde, daß das Filtrat 12,4 mg 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon, 0,7 mg des Ausgangsmaterials und 15,5 mg des erwünschten Produktes enthielt. Die Ausbeute usw. sind in Tabelle 3 gezeigt.
- Es wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 13 verfahren, ausgenommen, daß das Lösungsmittel zu solchen geändert wurde, die in Tabelle 3 angegeben sind. Die Extraktion wurde jedoch mit einem Ethylacetat/Wasser-System vorgenommen. Die so erhaltenen Ausbeuten sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Beispiel Lösungsmittel Ausbeute Xylol Dioxan Ethylacetat Methyl-i-butylketon
- In 70 ml Butylacetat wurden 3,52 mg (20,2 mmol) 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon, 1,60 g (20,6 mmol) Methylamin (40%) und 4,40 g (23,9 mmöl) n-Dodecylaldehyd bei Raumtemperatur zwei Stunden lang umgesetzt.
- Die so erhaltene Reaktionslösung wurde durch HPLC analysiert, und es wurde bestätigt, daß die Reaktionslösung 7,28 g (19,6 mmol) 2-(1-Methylaminododecyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon enthielt. Zu dieser Reaktionsmischung gab man 2,08 g (20,2 mmol) konzentrierter Schwefelsäure graduell hinzu, um eine Lösung des Sulfats (eine gleichmäßige Lösung wurde bei 50ºC erhalten) zu erhalten. Dann wurde die Gesaminierungsreaktion am Rückfluß eine Stunde lang ausgeführt.
- Nach Abschluß der Reaktion wurde die Reaktionslösung gekühlt und ausgefallene Kristalle durch Filtration gesammelt und mit Methanol gewaschen, um 5,13 g (15,1 mmol) (74,8 mol%) Kristalle von 2-(1-Dodecenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Das Filtrat wurde mittels HPLC analysiert, wobei 0,74 g (2,06 mmol) (10,2 mol%) des Produktes bestätigt wurden.
- Durch diese Umsetzung wurde somit 2-(1-Dodecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon aus 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon in einer Ausbeute von 85,0% hergestellt.
- In 400 ml Toluol wurden 22,80 g (132,0 mmol) 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon und 9,60 g (131,5 mmol) Butylamin zur Bildung eines Aminsalzes von Lawson umgesetzt. Während die Reaktionstemperatur bei einem Niveau von 20 bis 25ºC gehalten wurde, gab man 26,1 g (141,8 mmol) Dodecylaldehyd tropfenweise über eine Zeitdauer von etwa 20 Minuten hinzu. Nach Abschluß der tropfenweisen Zugabe wurde die Umsetzung weitere 30 Minuten lang fortgesetzt.
- Die so erhaltene Reaktionslösung wurde durch HPLC analysiert, und es wurde bestätigt, daß die Reaktionslösung 52,00 g (128,4 mmol) von 2-(1-Butylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon enthielt (Ausbeute: 98,0 mol%).
- Zu dieser Reaktionsmischung gab man dann 13,90 g (134,7 mmol) konzentrierter Schwefelsäure graduell hinzu, um eine Lösung des Sulfates zu erhalten. Dann führte man die Desaminierungsreaktion am Rückfluß mit Toluol (110ºC) 90 Minuten lang aus.
- Nach Abschluß der Reaktion, als die Flüssigkeitstemperatur etwa 80ºC erreicht hatte, gab man 40 ml Wasser hinzu und das Aminsalz der Schwefelsäure, das sich als Nebenprodukt gebildet hatte, wurde extrahiert, und man ließ die Mischung still stehen. Die Toluolschicht wurde zur Trockne konzentriert und ausgefallene Kristalle mit 300 ml Methanol gewaschen und filtriert, um 40,9 g (120,3 mmol) (91,8 mol%) Kristalle von 2-(1-Dodecenyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Durch Analyse mittels HPLC wurde bestätigt, daß das Filtrat 0,66 g (1,9 mmol) (1,5 mol%) des Produktes enthielt.
- Somit wurde durch diese Umsetzung 2-(1-Dodecenyl)-3-hydroxy-14-naphthochinon aus 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon mit einer Ausbeute von 93,3 mol% hergestellt.
- 2,5 g (14,4 mmol) von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon wurden zu 50 ml Essigsäure hinzugegeben und 5,4 g (das 2,03-molfache mit Bezug auf 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon) von n-Dodecylaldehyd und 7,5 g (das 1,4-molfache mit Bezug auf 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon) konzentrierter Schwefelsäure als Katalysator hinzugegeben, und die Reaktion wurde 2 Stunden lang bei 85ºC ausgeführt. Die so erhaltene Reaktionslösung wurde auf etwa 5ºC gekühlt, wobei keine Kristalle ausfielen. Die Reaktionslösung wurde daher in 300 ml Wasser gegossen und mit 200 ml Benzol extrahiert. Diese organische Schicht wurde zweimal mit 150 ml einer 1%igen wässerigen Natriumcarbonat-Lösung und einmal mit 150 ml Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Benzol wurde abdestilliert und die erhaltene Ölschicht durch Siliciumdioxidgel-Säulenchromatographie gereinigt, um 1,97 g von 2-(1-Dodecenyl)- 3-hydroxy-1,4-naphthochinon zu erhalten. Die Ausbeute betrug 40,2 mol%.
- In einen 1 l-Vierhalskolben füllte man 550 ml Ethylcellosolve. Unter mäßigem Rühren mit einem Rührer gab man 38,0 g (218 mmol) von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon hinzu. Dann gab man 17,40 g (224 mmol) einer wässerigen 40%igen Methylamin-Lösung hinzu. Unter Aufrechterhalten der Temperatur der Flüssigkeit in dem Kolben bei 22ºC in einem Wasserbad fügte man eine Mischung, umfassend 48,00 g (260 mmol) von n-Dodecylaldehyd und 50 ml Ethylcellosolve tropfenweise über eine Zeitdauer von 30 Minuten mittels eines Tropftrichters hinzu. Die Mischung wurde dann 2-Stunden lang umgesetzt.
- Zu dieser Reaktionslösung wurden 24,00 g (233 mmol) 95%iger Schwefelsäure hinzugegeben und die Temperatur des Reaktionssystems auf 120ºC erhöht. Die Desaminierungsreaktion durch thermische Zersetzung wurde dann Minuten lang ausgeführt.
- Die Reaktionslösung der obigen Desaminierungsreaktion wurde auf 30ºC gekühlt, und es wurden 2,00 g Pb- C, enthalten 50% Wasser, als Hydrierungskatalysator hinzugegeben. Nach dem Spülen des Reaktionssystems mit Wasserstoff wurde die Temperatur im System auf 55ºC erhöht und die Hydrierung unter einem Wasserstoffstrom 5 Stunden lang ausgeführt. Nach Abschluß der Hydrierung wurde das System mit Stickstoff gespült und der Katalysator durch Filtrat Ion abgetrennt.
- Das Filtrat der Hydrierungsreaktion, aus dem der Katalysator durch Filtration entfernt worden war, wurde bei einer Temperatur von 50 bis 55ºC gehalten und Luft, die mit Stickstoff zu einer Sauerstoffkonzentration von 10% verdünnt worden war, wurde mit einer Rate von 800 ml/min in die Reaktionslösung geblasen und die Umsetzung unter Rühren 6 Stunden lang ausgeführt. Nach Abschluß der Reaktion wurde die Reaktionslösung auf 8ºC gekühlt, um Kristalle auszufällen. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrat Ion gesammelt und mit 60 ml kaltem Methanol gewaschen und getrocknet, um 43,0 g 2-Dodecyl-3-hydroxy- 1,4-naphthochinon zu ergeben.
- In einen 1 l-Vierhalskolben wurden 400 ml o-Xylol gefüllt und 41,0 g (119,7 mmol) 2-Dodecyl-3-hydroxy- 1,4-naphthochinon, erhalten in der obigen Stufe, 37,0 g (362,4 mmol) Acetanhydrid und 1,03 g (5,4 mmol) p-Toluolsulfonsäure unter Rühren hinzugegeben. Die Temperatur wurde dann über eine Dauer von 40 Minuten auf 120ºC erhöht und die Reaktion bei dieser Temperatur 4½ Stunden lang ausgeführt.
- Nach Abschluß der Umsetzung wurde die Reaktionslösung auf 30ºC gekühlt und die Säurekomponente und die wasserlösliche Komponente wurden mit 15%iger wässeriger Natriumcarbonat-Lösung extrahiert und die organische Schicht weiter mit 250 ml Wasser gewaschen. Diese organische Schicht wurde zur Trockne verdampft und die dabei erhaltenen Kristalle getrocknet und ergaben 46,45 g (120,8 mmol) Kristalle von 2-Dodecyl-3-acetoxy-1,4-naphthochinon.
- Die Ausbeute mit Bezug auf das für die Herstellung des 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons benutzten 2-Hydroxy-1,4-naphthochinons betrug 56,7 mol%. Die Ausbeute mit Bezug auf das Ausgangsmaterial 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon betrug 61,0 mol%.
- In 200 ml Butylacetat wurden 7,35 g (42,2 mmol) 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon, 3,28 g (42,3 mmol) einer 40%igen wässerigen Methylamin-Lösung und 9,33 g (50,7 mmol) n-Dodecylaldehyd bei Raumtemperatur 2 Stunden lang umgesetzt.
- Die so erhaltene Reaktionslösung wurde mittels HPLC analysiert, und es wurde bestätigt, daß sie 15,50 g (41,8 mmol) 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon enthielt.
- Zu der obigen Reaktionslösung wurden 4,70 g (45,5 mmol) 95%iger Schwefeläure graduell hinzugegeben, um eine gleichförmige Lösung des Sulfats bei 50ºC zu er halten. Dann erhitzte man die Lösung auf 120º und führte die Desaminierung durch thermische Zersetzung eine Stunde lang aus.
- Die in der Desainierungsstufe erhaltene, 2-(1- dodecenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon enthaltende Reaktionslösung wurde auf 0ºC gekühlt, und man gab 0,50 g eines Pd-C-Katalysators, der 50% Wasser enthielt, hinzu. Dann wurde die Hydrierung 3 Stunden lang bei 50ºC unter einem Wasserstoffstrom ausgeführt.
- Nach Abschluß der Hydrierung wurde das Reaktionssystem mit Stickstoff gespült und der Katalysator durch Filtration abgetrennt, um ein Filtrat zu erhalten, das 2-Dodecyl-1,3,4-trihydroxynaphthalin enthielt.
- Das in der vorhergehende Stufe erhaltene Filtrat wurde bei 50ºC gehalten und mit Stickstoff zu einer Sauerstoffkonzentration von 10% verdünnte Luft wurde mit einer Rate von 400 ml/min eingeblasen und die Umsetzung 4 Stunden lang ausgeführt. Dann kühlte man die Reaktionslösung auf 10ºC und sammelte ausgefallene Kristalle durch Filtration. Die so erhaltenen Kristalle wurden mit kaltem Methanol gewaschen und getrocknet und ergaben 9,23 g (27,0 mmol) Kristalle von 2-Dodecyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon.
- Das Filtrat, aus dem die Kristalle durch Filtration abgetrennt worden waren, wurde auf 60 ml konzentriert und gekühlt und ausgefallene Kristalle durch Filtration gesammelt, gewaschen und getrocknet und ergaben 1,62 g (4,7 mmol) Kristalle von 2-Dodecyl-3-hydroxy-1,4- naphthochinon zusätzlich.
- 4,67 g (13,6 mmol) von Kristallen von 2-Dodecyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, die in der vorhergehenden Stufe erhalten worden waren, wurden zu 50 ml o-Xylol hinzugegeben, und es wurden 3,00 g (29,4 mmol) Acetanhydrid und 0,40 g p-Toluolsulfonsäure weiterhin hinzugefügt. Die Mischung wurde 4 Stunden lang bei 120ºC umgesetzt.
- Diese Reaktionslösung wurde auf 30ºC gekühlt und die Säurekomponente und die wasserlösliche Komponente mit 30 ml 10%iger wässeriger Natriumcarbonat-Lösung extrahiert und die organische Schicht weiter mit 30 ml Wasser gewaschen. Diese organische Schicht wurde zur Trockne verdampft und ergab 5,26 g (13,3 mmol) Kristalle von 2-Dodecyl-3-acetoxy-1,4-naphthochinon mit einer Reinheit von 97,2%.
- Die Ausbeute mit Bezug auf 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon, das zr Herstellung von 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon benutzt worden war, betrug 73,5 mol%. Die Ausbeute mit Bezug auf das Ausgangsmaterial 2-(1-Methylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4- naphthochinon betrug 74,2 mol%.
- In 400 ml Toluol wurden 22,80 g (131,0 mmol) 2- Hydroxy-1,4-naphthochinon, 9,60 g (131,5 mmol) Butylamin und 26,10 g (141,8 mmol) n-Dodecylaldehyd 2 Stunden lang bei Raumtemperatur umgesetzt.
- Die so erhaltene Reaktionslösung wurde mittels HPLC analysiert, und es wurde bestätigt, daß sie 52,00 g (128,4 mmol) 2-(1-Butylaminododecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon enthielt.
- Zu der obigen Reaktionslösung wurden 13,90 g (134,7 mmol) 95%iger Schwefelsäure graduell hinzugegeben, um bei 50ºC eine gleichmäßige Lösung des Sulfats zu erhalten. Dann erhöhte man die Temperatur auf 110ºC und führte die Desaminierungsreaktion durch thermische Zersetzung 90 Minuten lang aus. Nachdem diese Reaktionslösung eine Temperatur von 80ºC erreicht hatte, gab man 40 ml Wasser hinzu und extrahierte das als Nebenprodukt gebildete Aminsalz der Schwefelsäure unter Rühren und ließ die Reaktionslösung zur Abtrennung still stehen.
- Die in der Desaminierungsstufe erhaltene, 2-(1- Dodecenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon enthaltende Reaktionslösung wurde auf 30ºC gekühlt, und es wurden 2,00 g eines Pd-C-Katalysators, der 50% Wasser enthielt, hinzugegeben. Dann wurde die Hydrierung bei 60ºC 3 Stunden lang unter einem Wasserstoffdruck von 3 kg/cm² G ausgeführt. Nach Abschluß der Hydrierung wurde das Reaktionssystem mit Stickstoff gespült und der Katalysator durch Filtration abgetrennt, um ein Filtrat zu erhalten, das 2-Dodecyl-1,3,4-trihydroxynaphthalin enthielt.
- Das in der vorhergehenden Stufe erhaltene Filtrat wurde bei 50ºC gehalten und Luft, die mit Stickstoff auf eine Sauerstofkonzentration von 10% verdünnt worden war, wurde mit einer Rate von 800 ml/min eingeblasen und die Umsetzung 4 Stunden lang ausgeführt. Dann konzentrierte man die Reaktionslösung unter vermindertem Druck auf ein Volumen von 150 ml. Die Reaktionslösung wurde auf 1500 geühlt und ausgefallene Kristalle durch Filtration gesammelt. Die so erhaltenen Kristalle wurden mit kaltem Toluol gewaschen und getrocknet und ergaben 36,80 g (Reinheit 99,0%) (106,5 mmol) von Kristallen von 2-Dodecyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon.
- Das Filtrat, aus dem die Kristalle durch Filtration abgetrennt worden waren, wurde durch HPLC analysiert, und es wurde bestätigt, daß das Filtrat 2,42 g (7,1 mmol) von 2-Dodecyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon enthielt.
- 36,80 g (106,5 mmol) von 2-Dodecyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, erhalten in der vorhergehenden Stufe, wurden zu 50 ml Toluol hinzugegeben, und es wurden weiter 32,40 g (317,6 mmol) Acetanhydrid und 0,40 g p-Toluolsulfonsäure hinzugefügt. Die Mischung wurde eine Stunde lang bei 110ºC umgesetzt.
- Diese Reaktionslösung wurde auf 30ºC abgekühlt und die Säurekomponente und die wasserlösliche Komponente durch Zugabe von 200 ml einer 20%igen wässerigen Natriumarbonatlösung und 100 ml Toluol extrahiert. Die organische Schicht wurde weiter mit 200 ml Wasser gewaschen. Diese organische Schicht wurde zur Trockne verdampft und ergab 41,44 g (104,9 mmol) von Kristallen von 2-Dodecyl- 3-acetoxy-1,4-naphthochinon mit einer Reinheit von 97,2%.
- Die Ausbeute mit Bezug auf 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon, das für die Herstellung von 2-(1-Butylamino dodecyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon benutzt worden war, betrug 80,1 mol%. Die Ausbeute mit Bezug auf das Ausgangsmaterial 2-(1-Butylaminododecyl)-1,4-naphthochinon betrug 81,7 mol%.
- Das gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon wird als selbst biologische Wirkungen aufweisend angesehen. Es kann jedoch durch Desaminierung in ein 2-(1-Alkenyl)-3- hydroxy-1,4-naphthochinon und ein 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4- naphthochinon überführt werden, die als Zwischenprodukte für Arzneimittel und Agrochemikalien brauchbar sind.
- Das Verfahren zur Herstellung eines 2-Alkyl-3- acyloxy-1,4-naphthochinons gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt als sein Ausgangsmaterial ein 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, wodurch ein teures Ausgangsmaterial, wie eine metallorganische Verbindung, nicht erforderlich ist und ein Produkt hoher Reinheit in guter Ausbeute unter Einsatz eines billigen Materials leicht hergestellt werden kann. Verglichen mit den konventionellen Verfahren ist es daher außerordentlich brauchbar als ein industrielles Verfahren.
- Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann das Zwischenprodukt in einer Zwischenstufe isoliert und gereingt werden, indem man in geeigneter Weise das bei der Stufe benutzte Lösungsmittel auswählt, wodurch Verunreingungen leicht abgetrennt werden können.
Claims (14)
1. Ein
2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon
der Formel:
worin R¹ eine Alkylgruppe oder eine Cycloalkylgruppe und
R² eine Alkylgruppe mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen
und mindestens einem Wasserstoffatom an dem
Kohlenstoffatom in der α-Position ist.
2. Ein Verfahren zum Herstellen vom
2-(1-Alkylaminoalkyl) -3-hydroxy-1,4 -naphthochinon, wie in Anspruch 1
definiert, umfassend die Umsetzung von 2-Hydroxy-1,4-
naphthochinon mit einem aliphatischen Aldehyd, das
mindestens 3 Kohlenstoffatome aufweist, in einem inerten
organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines primären
Amins.
3. Das Verfahren nach Anspruch 2, worin die Umsetzung
bei einer Temperatur von nicht mehr als 35ºC ausgeführt
wird.
4. Das Verfahren nach Anspruch 2, worin das
aliphatische Aldehyd 3 bis 21 Kohlenstoffatome aufweist.
5. Das Verfahren nach Anspruch 2, worin das
aliphatische Aldehyd in einer Menge von 1,0 bis 2,0 Mole pro Mol
des 2-Hydroxy-1,4-naphthochinons eingesetzt wird.
6. Das Verfahren nach Anspruch 2, worin das primäre
Amin in einer Menge von 0,8 bis 1,5 Mole pro Mol des 2-
Hydroxy-1,4-naphthochinons eingesetzt wird.
7. Ein Verfahren zum Herstellen eines 2-(1-Alkenyl)-3-
hydroxy-1,4-naphthochinons, umfassend die Entaminierung
eines 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons
der Formel:
worin R¹ eine Alkylgruppe oder eine Cycloalkylgruppe ist
und R² eine Alkylgruppe mit mindestens 2
Kohlenstoffatomen und mindestens einem Wasserstoffatom an dem
Kohlenstof fatom in der α-Position ist, in einem inerten
organischen Lösungsmittel in Gegenwart einer Säure.
8. Das Verfahren nach Anspruch 7, worin die Säure
Schwefelsäure oder eine Halogenwasserstoffsäure ist.
9. Das Verfahren nach Anspruch 7, worin die
Reaktionstemperatur mindestens 75ºC beträgt.
10. Das Verfahren nach Anspruch 2 oder 7, worin das
inerte organische Lösungsmittel ein Alkohol, ein
Glykolether, ein Ether, ein Keton, ein aliphatischer Ester oder
ein aromatischer Kohlenwasserstoff ist.
11. Das Verfahren nach Anspruch 7, worin die Säure in
einer Menge benutzt wird, die in der molaren Menge
mindestens gleich 2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-
naphthochinon ist.
12. Ein Verfahren zum Herstellen eines
2-Alkyl-3-acyloxy-1,4-naphthochinons, umfassend das Entaminieren eines
2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinons, wie
in Anspruch 1 definiert, zur Bildung eines 2-(1-Alkenyl)-
3-hydroxy-1,4-naphthochinons, Hydrieren des Produktes zur
Bildung eines 2-Alkyl-1,3, 4-trihydroxynaphthalins,
Oxidieren dieses 2-Alkyl-1,3,4-trihydroxynaphthalins und
Acyloxylieren des erhaltenen 2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-
naphthochinons.
13. Das Verfahren nach Anspruch 12, worin das in der
oxidationsstufe gebildete
2-Alkyl-3-hydroxy-1,4-naphthochinon aus der Reaktionslösung isoliert und dann
acyloxyliert wird.
14. Das Verfahren nach Anspruch 12, worin das
2-(1-Alkylaminoalkyl)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon ein
Produkt ist, das erhalten ist durch Umsetzen eines
2-Hydroxy-1,4-naphthochinons mit einem aliphatischen Aldehyd,
der mindestens 1 Wasserstoffatom in der α-Position
aufweist, in einem inerten organischen Lösungsmittel in
Gegenwart eines primären Amins.
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