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GEBIET DER ERFINDUNG
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Gegenstand
der Erfindung sind Verbindungen und Verfahren zur Herstellung fungizider
Chinazolinone.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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WO
94/26722 offenbart generisch die Umwandlung von Anthranilsäuren in
2-Thiochinazolindione mit Isothiocyanaten (siehe auch:
US 3.755.582 ). WO 94/26722 offenbart,
dass die Reaktion bevorzugt in Anwesenheit einer Base, wie zum Beispiel
Triethylamin, durchgeführt
wird.
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WO
94/26722 offenbart auch die Umwandlung von 2-Thiochinazolindionen
in 2-Chlor-4(3H)-chinazolinone
unter Verwendung von Sulfurylchlorid (siehe auch:
US 3.867.384 ). Die Verwendung von
Phosgen für diese
Transformation wird nicht erwähnt.
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WO
94/26722 und
US 3.755.582 offenbaren
generisch 2-Alkylthiochinazolinone.
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WO
94/26722 offenbart generisch die Kondensation von Anthranilsäureestern
mit Thiophosgen zur Bildung von Isothiocyanatestern. Ähnliche
Verfahren werden in J. Heterocycl Chem., (1990), 27, 407, offenbart.
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Die
Herstellung von 2,4-(1H,3H)-Chinazolindionen aus Anthranilsäure und
-estern, einschließlich
Isocyanaten, wird in J. Heterocycl. Chem., (1982), 19, 269, angegeben.
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EP-A-712849
offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Chinazolin-2,4-dionen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gegenstand
der Erfindung ist die Bereitstellung eines vorteilhaften Verfahrens
zur Herstellung von Chinazolinonen der Formel I
worin:
R
1 für C
1-C
10-Alkyl; C
3-C
10-Alkenyl; C
3-C
10-Cycloalkyl;
C
3-C
10-Halocycloalkyl;
C
4-C
10-Cycloalkylalkyl;
C
4-C
10-Halocycloalkylallcyl;
oder C
3-C
10-Alkinyl
steht;
R
2 für C
1-C
10-Alkyl; C
3-C
10-Alkenyl; C
3-C
10-Cycloalkyl; C
3-C
10-Halocycloalkyl; C
4-C
10-Cycloalkylalkyl;
C
4-C
10-Halocycloalkylalkyl;
C
4-C
10-Cycloalkyl;
C
4-C
10-Halocycloalkyl;
oder C
3-C
10-Alkinyl steht; und
R
3 und R
4 jeweils
unabhängig
für Wasserstoff
oder Halogen stehen; aus Verbindungen, enthaltend das Teil IIg
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Die
Chinazolinone der Formel I sind als Fungizide und/oder Intermediärprodukte
zur Herstellung von Fungiziden nützlich.
Das hierin bereitgestellte Verfahren zur Herstellung der Chinazolinone
der Formel I ist, wie nachstehend beschrieben, durch den Einsatz
einer Verfahrensfolge (D) gekennzeichnet.
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VERFAHREN D
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Bereitgestellt
ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I,
das die Behandlung einer Anthranilsäure oder eines -esters der
Formel 1b umfasst
worin R
6 für Wasserstoff
oder C
1-C
6-Alkyl
steht, mit einer Verbindung der Formel III
worin A für Cl oder S(C
1-C
6-Alkyl) steht, optional in Anwesenheit einer
Säure oder
einer Base, und einem inerten Lösungsmittel
bei einer Temperatur von ca. 0 bis 100°C und einem Druck von ca. 1
bis 5 Atmosphären (1,013 × 10
5 bis 5,065 × 10
5 Pa).
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Gegenstand
dieser Erfindung ist weiter die Bereitstellung einer Verbindung
der Formel IIIa
worin R
1 und
R
2 für
C
3-Alkyl stehen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellte Verbindungen können
als ein oder mehr Stereoisomere) vorliegen. Die verschiedenen Stereoisomere
schließen
Enantiomere, Diastereomere und geometrische Isomere ein. Ein Fachmann
wird erkennen, dass ein Stereoisomer wünschenswerter sein kann und
wie man diese Stereoisomere trennen kann. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist demgemäß die Herstellung
von Gemischen, individuellen Stereoisomeren und optisch aktiven
Gemischen aus Verbindungen der Formel I.
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In
den vorstehenden Angaben schließt
der Begriff „Alkyl", der entweder allein
oder in zusammengesetzten Wörtern,
wie zum Beispiel „Alkylthio" oder „Haloalkyl" verwendet wird,
geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, wie zum Beispiel Methyl, Ethyl,
n-Propyl, i-Propyl oder die verschiedenen Butyl-, Pentyl-, Hexyl-,
Heptyl-, Octyl-, Nonyl- oder Decyl-Isomere ein. Unter dem Begriff „1–2 Alkyl(e)" versteht man, dass
eine oder zwei der verfügbaren
Positionen für
diesen Substituenten Alkyl darstellen können, die unabhängig ausgewählt werden. „Alkenyl" schließt geradkettige
oder verzweigte Alkene, wie zum Beispiel Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl,
und die verschiedenen Butenyl-, Pentenyl- und Hexenyl-Isomere ein. „Alkenyl" schließt auch
Polyene, wie zum Beispiel 1,2-Propadienyl und 2,4-Hexadienyl ein. „Alkinyl" schließt geradkettige
oder verzweigte Alkine, wie zum Beispiel Ethinyl, 1-Propinyl, 2-Propinyl
und die verschiedenen Butinyl-, Pentinyl- und Hexinyl-Isomere ein. „Alkinyl" kann auch Teile
einschließen,
die aus mehreren Dreifachbindungen, wie zum Beispiel 2,5-Hexadiynyl, bestehen. „Cycloalkyl" schließt zum Beispiel
Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl ein. Beispiele
von „Cycloalkylalkyl" schließen Cyclopropylmethyl,
Cyclopentylethyl und andere Cycloalkylteile ein, die an geradkettige
oder verzweigte Alkylgruppen gebunden sind.
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Der
Begriff „Halogen" schließt Fluor,
Chlor, Brom oder Iod ein.
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Die
Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in einer Substituentengruppe ist
durch das Präfix „Ci-Cj" angezeigt, worin
i und j Zahlen von 1 bis 10 darstellen. So kennzeichnet zum Beispiel
C1-C3-Alkyl Methyl
durchweg bis Propyl; und C4-Alkyl kennzeichnet
die verschiedenen Isomere von einer Alkylgruppe, enthaltend insgesamt vier
Kohlenstoffatome.
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Wenn
eine Gruppe einen Substituerten enthält, bei dem es sich um Wasserstoff
handeln kann, zum Beispiel R3 oder R4, dann wird – wenn dieser Substituent als
Wasserstoff genommen wird – erkannt,
dass dieser äquivalent
zur nicht substituierten Gruppe ist.
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Die
erfindungsgemäßen Verfahren
und Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I und Formel
IIIa (siehe Schema 16) sind nachstehend beschrieben. Ein Fachmann
wird erkennen, wenn die Reihenfolge des Zufügens der Reagenzien in den
erfindungsgemäßen Verfahren
wichtig ist.
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Beachtenswert
sind Verfahren, worin R1 für C1-C10-Alkyl, C3-C10-Alkenyl, C4-C10-Cycloallcylalkyl, C4-C10-Halocycloalkylalkyl
oder C3-C10-Alkinyl
steht; und R2 für C3-C10-Alkyl, C3-C10-Alkenyl,
C4-C10-Cycloalkylalkyl
oder C3-C10-Alkinyl
steht. Bevorzugte Verfahren schließen Verfahren zur Herstellung
von Verbindungen der Formel I ein, worin R1 für C1-C3-Alkyl steht,
R2 für
C1-C3-Alkyl steht,
R3 für
Br oder I steht und R4 für H, Br oder I steht.
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VERFAHREN D – BEGINNEND
MIT VERBINDUNGEN DER FORMEL 1B
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Verbindungen
der Formel I können
durch die Folge, beginnend mit der Reaktion der Isothiocyanate der
Formel 5 mit Alkoholen der Formel 9 zur Herstellung von Intermediärprodukten
der Formel 10, hergestellt werden.
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Isothiocyanate
der Formel 5 sind überall
im Stand der Technik bekannt und können aus den entsprechenden
Aminen durch Behandlung mit Thiophosgen (siehe z. B. J. Heterocycl.
Chem., (1990) 27, 407), hergestellt werden. Die Umwandlung von Isothiocyanaten
der Formel 5 in Produkte der Formel 10 wurde auch im Stand der Technik
(J. Econ. Entomol, (1985) 78, 599) angegeben. Die Reaktion erfordert
verlängertes
Erhitzen von äquimolaren
Mengen eines Isothiocyanats und Alkohols in einem inerten Lösungsmittel
bei erhöhten
Temperaturen in einer Scholander-Bombe. Eine bevorzugte Alternative
zur Herstellung von Verbindungen der Formel 10 aus Isothiocyanaten
5 beinhaltet das zur Reaktion bringen der Isothiocyanate in reinen
Alkoholen der Formel 9 bei Temperaturen im Bereich von ca. 50 bis
200°C für ca. 0,5
bis 24 h. Nach der Konzentrierung unter reduziertem Druck kann das
Rohmaterial 10 mittels Destillation bei reduziertem Druck und/oder
Silikagel-Chromatographie gereinigt werden; das Rohmaterial der
Formel 10 kann jedoch ohne weitere Reinigung weitergeführt werden.
Materialien der Formel 10 sind überall
im Stand der Technik bekannt, und der Fachmann wird erkennen, dass
diese Verbindungen auch mithilfe anderer etablierter Mittel hergestellt
werden können
(siehe
JP 5.139.901 =
CA, 119:154014v; Yakhak Hoe Chi, (1982), 26, 91 = CA, 97:162320;
DE 2353976 = CA, 55:78658;
Chem. Zvesti, (1969) 23, 736 = CA, 75:98568).
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Die
Umwandlung der Verbindungen der Formel 10 in Intermediärprodukte
der Formel 11 kann durch zur Reaktion bringen der Verbindungen der
Formel 10 (oder Anionen davon) mit verschiedenen Alkylierungsmitteln
in geeigneten Lösungsmitteln
bei Umgebungstemperaturen (Schema 14) erreicht werden. Die Alkylierungsmittel
(R5)3O+BF4 – werden zum Beispiel
im Allgemeinen in Halogenkohlenwasserstoff- oder Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln,
(RS)2SO4 in Halogenkohlenwasserstoff-,
Ether-, oder Kohlenwasserstoff Lösungsmitteln
und R5-Y (worin Y für I, Br, Cl steht) in Alkohol-,
Ether-, Halogenkohlenwasserstoff-, Kohlenwasserstoff-, Amid- oder
Sulfoxid-Lösungsmitteln
verwendet. Beispiele von Basen, die eingesetzt werden können, um
optional das Anion der Verbindungen der Formel 10 zu bilden, schließen NaH,
NaOR2, und K2CO3 ein.
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Die
Reaktion kann ca. 0,5 bis 24 h bei Temperaturen im Bereich von ca.
der Umgebungstemperatur bis 100°C
durchgeführt
werden. Das Gemisch kann dann der wässrigen Extraktion und Konzentrierung
unter reduziertem Druck unterworfen werden, um das Rohprodukt der
Formel 11 herbeizuführen,
das gegebenenfalls für
weitere Transformationen geeignet sein kann. Eine zusätzliche Reinigung
kann jedoch durch Destillation bei reduziertem Druck und/oder Silikagel-Chromatographie
erreicht werden.
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Die
Reaktion der Intermediärprodukte
der Formel 11 mit Verbindungen der Formel 1b ergibt die targetierten
Verbindungen der Formel I (Schema 15).
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Die
Reaktion wird in optionaler Anwesenheit einer Base (z. B. Et3N) in einem Alkohol-, Ether- oder Kohlenwasserstoff
Lösungsmittel
bei Temperaturen im Bereich von ca. 25 bis 200°C für ca. 0,5 bis 48 h durchgeführt.
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Die
Reinigung der Endprodukte der Formel I kann durch Silikagel-Chromatographie
und/oder Rekristallisation erreicht werden.
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Eine
bevorzugte Alternative zur Herstellung von Verbindungen der Formel
I aus den Isothiocyanaten der Formel 5 beinhaltet die Einzelbehälter-Herstellung
und Verwendung von Verbindungen der Formel 11. Die Einzelbehälter-Herstellung
von Materialien, ähnlich
den Verbindungen der Formel 11 aus Isothiocyanaten, wie zum Beispiel
5, und Alkylierungsmittel R5-Y wurde im
Stand der Technik dokumentiert (J. Am. Chem Soc., (1983) 105, 6985
und Ann. Chem., (1980) 11, 1751). Folglich entstehen durch die Reaktion
von Isothiocyanaten 5 in reinen Alkoholen der Formel 9 nach Erhitzen
bei Temperaturen zwischen ca. 50 bis 200°C für ca. 0,5 bis 24 h die Intermediärprodukte
der Formel 10. Das sich ergebende Gemisch wird direkt mit Base (z.
B. M+-OR2, K2CO3, NaH), gefolgt
von einem Alkylierungsmittel R5-Y bei Umgebungstemperatur
zur Herbeiführung der
Verbindungen der Formel 11 nach einer 0,5- bis 24-stündigen Reaktion
bei 23 bis 100°C
behandelt. Schließlich
stellt das Zufügen
der Säure-
oder Esterspezies 1b bei optionaler Anwesenheit des vorstehend erwähnten Katalysators
nach weiterer Reaktion, Aufarbeitung und Reinigung schließlich die
targetierte Spezies der Formel I bereit.
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Ein
alternatives Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
I wird anhand der Schemata 16 und 17 beschrieben. Eine spezifisch
bevorzugte Verbindung der Formel I, 6-Iod-3-n-propyl-2-n-propyloxy-4(3H)-chinazolinon
wird erläutert.
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Das
Kontaktieren von Propylcarbonimidoyldichlorid (H. Ukich, The Chemistry
of Imidoyl Halides, Kapitel 2, Plenum Press, New York, 1968) in
einem geeigneten Lösungsmittel,
wie zum Beispiel Methylenchlorid mit einer Base, wie zum Beispiel
Kaliumhydroxid und Propanol, ergibt das Propyl-propylchlorformimidat IIIb, das dann
mit 5-Iodanthranilinsäure,
einer Base, wie zum Beispiel Kaliumhydroxid, und einer katalytischen Menge
von Tetra-n-butylammoniumiodid in Kontakt gebracht wird, um ein
6-Iod-3-n-propyl-2-n-propyloxy-4(3H)-chinazolinon zu ergeben.
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Das
Isopropyl-Analogon der Verbindung IIIb kann durch Verwendung der
analogen Ausgangsmaterialien Isopropylcarbonimidoyldichlorid und
Isopropylalkohol hergestellt werden.
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BEISPIEL 1
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VERFAHREN D: Synthese
von 6-Iod-2-propoxy-3-propyl-4(3H)-chinazolinon
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SCHRITT A: Herstellung
von O-Propyl-propylcarbamothioat
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10
g (0,099 g) Propylisothiocyanat wurden 50 ml n-Propanol zugefügt. Das
Reaktionsgemisch wurde 3 h auf Rückfluss
erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Ein Aliquot wurde entfernt
und unter reduziertem Druck zum Erhalt der Titelverbindung konzentriert. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ 0,94-1,02
(m, 6H); 1,49-1,83 (m, 4H); 3,22 (q), 3,51 (q, 2H insgesamt); 4,37
(t), 4,45 (t, 2H insgesamt), 6,25 (br s), 6,78 (br s, 1H insgesamt). Das
zurückbleibende
Reaktionsgemisch wurde unter reduziertem Druck wie vorstehend konzentriert,
um 13,5 g Öl
bereitzustellen, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
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SCHRITT B: Herstellung
von S-Methyl-O-propyl-propylcarbonimidothioat
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Einer
Lösung
aus 5 g (0,031 Molen) O-Propyl-propylcarbamothioat in 155 ml Tetrahydrofuran
wurde 1,37 g (0,034 Mole) 60%iges NaH bei 0–5°C zugefügt. Nachdem sich das Gemisch
auf Raumtemperatur erwärmt
hatte, wurden 2,49 ml (0,040 Mole) Iodmethan zugefügt, und
die Reaktion wurde 2 h gerührt.
Die Reaktion wurde zwischen jeweils 200 ml Diethylether und gesättigtem
wässrigem
Natriumbicarbonat verteilt. Die organische Phase wurde getrennt,
mit Wasser und Salzlösung
gewaschen, über
wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter reduziertem Druck
zum Erhalt von 5,9 g der Titelverbindung konzentriert, die ohne
weitere Reinigung weitergeführt
wurde. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0,91-0,99
(m, 6H); 1,56-1,62 (m, 2H); 1,68-1,75 (m, 2H); 2,38 (s, 3H); 3,14
(t, 2H); 4,09 (t, 2H).
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SCHRITT C: Herstellung
von 6-Iod-2-propoxy-3-propyl-4(3H)-chinazolinon
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Einer
Lösung
aus 0,38 g (1,44 mmol) 2-Amino-5-iodbenzoesäure und 0,14 g (1,38 mmol)
Triethylamin in 7,15 ml n-Propanol wurde 0,25 g (1,143 mmol) S-Methyl-O-propyl-propylcarbonimidothioat
zugefügt.
Das Reaktionsgemisch wurde 18 h bei Raumtemperatur gerührt, 24
h auf 60°C
erhitzt und dann 6 h auf Rückfluss erhitzt.
Die Reaktion wurde dann unter reduziertem Druck zum Erhalt von ca.
0,6 g Rohmaterial konzentriert, das mittels Flash-Chromatographie
auf Silika (93:7 Hexane:Ethylacetat) gereinigt wurde, um 0,21 g
der Titelverbindung zu ergeben; 1H-NMR (400
MHz, CDCl3): δ 0,96 (t, 3H); 1,06 (t, 3H);
1,64-1,79 (m, 2H); 1,81-1,92 (m, 2H); 4,05 (t, 2H); 4,43 (t, 2H),
7,19 (d, 1H); 7,85 (dd, 1H); 8,49 (d, 1H). Außerdem wurden anhand der Flash-Chromatographie
0,11 g Propyl-5-iodanthranilat
erhalten; 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1,02 (t,
3H); 1,76-1,86 (m, 2H); 4,23 (t, 2H); 5,8 (br s, 2H); 6,45 (d, 1H);
7,45 (dd, 1H); 8,13 (d, 1H).
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BEISPIEL 2
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VERFAHREN D: Synthese
von 6-Iod-2-propoxy-3-propyl-4(3H)-chinazolinon
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SCHRITT A: Herstellung
von Propyl-propylchlorformimidat
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Einer
gerührten
Lösung
aus Propylcarbonimidoyldichlorid (1,2 g, 8,57 mmol) in Dichlormethan
(3 ml), die auf –5–0°C abgekühlt wurde,
wurde Kaliumpropoxid (hergestellt aus Kaliumhydroxid und Propanol
und Entfernung von Wasser durch ein Azeotrop) in Propanol tropfenweise
zugefügt,
wobei die Reaktionstemperatur bei ca. 0°C gehalten wurde. Die Transformation
der C=N-Absorption bei 1650 cm–1 für Propylcarbonimidoyldichlorid
bis zu 1697 cm–1 für Propyl-propylchlorformimidat
wurde mittels IR überwacht.
Als die Reaktion abgeschlossen war, wurde das Reaktionsgemisch in
Wasser (10 ml) gegossen und mit Diethylether (3-mal mit 10 ml) extrahiert.
Die Diethylether-Extrakte wurden kombiniert, getrocknet (MgSO4) und unter reduziertem Druck zum Erhalt
von Propyl-propylchlorformimidat konzentriert (1,35 g, 96%, Öl; Sp. 61–62°C (1,3 × 103 Pa). IR (CCl4):
2966,8, 1697,4, 1186,4 cm–1.
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SCHRITT B: Herstellung
von 6-Iod-2-propoxy-3-propyl-4(3H)-chinazolinon aus 5-Iodanthranilsäure und
Propyl-propylchlorformimidat
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Einem
kräftig
gerührten
Gemisch aus 5-Iodanthranilsäure
(1 g, 3,8 mmol), Kaliumhydroxid (0,8 g, 14,3 mmol) und einer katalytischen
Menge von Tetra-n-butylammoniumiodid in Wasser (8 ml) bei 20°C wurde Propyl-propylchlorformimidat
(1,37 g, 8,38 mmol) in Hexan (4 ml) zugefügt. Die Reaktion wurde kräftig gerührt, und
die Reaktionstemperatur wurde zwischen 20–25°C unter Verwendung eines externen
Wasserbads aufrechterhalten. Die Reaktion wurde mittels DC überwacht.
Nach 15-minütigem
Rühren
wurde Hexan (10 ml) zugefügt.
Die wässrige
Schicht wurde getrennt und mit Hexan (10 ml) extrahiert. Die kombinierten
Hexan-Schichten wurden mit HCl (5 ml), gesättigtem, wässrigem NaHCO3 (5
ml) und Wasser (5 ml) gewaschen; über Magnesiumsulfat getrocknet;
unter Saugen filtriert; und unter reduziertem Druck zu einem Öl konzentriert,
das mittels einer Silikagelsäule
(eluiert mit Ethylacetat/Hexan = 1/9) zur Bereitstellung des Produkts
(1,2 g, 85%) gereinigt wurde. Die Rekristallisation aus 1-Propanol/Wasser
ergab einen kristallinen weißen
Feststoff (Schmp. 51,5°C). 1H-NMR (in CDCl3) δ: 0,97 (t,
3H). 1,06 (t, 3H), 1,66 (m, 2H), 1,85 (m, 2H), 4,06 (t, 2H), 4,43
(t, 2H), 7,18 (d, 1H), 7,84 (dd, 1H), 8,48 (d, 1H).
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Unter
Verwendung der in den Schemata 13–17 und den Beispielen 1–2 dargelegten
Verfahren können die
Verbindungen von Tabellen Ia, Ib, Ic und Id hergestellt werden.
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TABELLE I
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- 3-Propyl-2-(propyloxy)-4(3H)-chinazolinon
- 2-Ethoxy-6-iod-3-propyl-4(3H)-chinazolinon
- 6-Iod-2-methoxy-3-propyl-4(3 H)-chinazolinon
- 3-Ethyl-6-iod-2-(propyloxy)-4(3H)-chinazolinon
- 6-Iod-3-methyl-2-(propyloxy)-4(3H)-chinazolinons
- 6-Iod-2-(2-propenyloxy)-3-(propyl)-4(3H)-chinazolinon
- 6-Iod-3-(2-propenyl)-2-(propyloxy)-4(3H)-chinazolinon
- 3-Ethyl-1,2-dihydro-6-iod-2-thioxo-4(3H)-chinazolinon
- 2-Chlor-3-ethyl-6-iod-4(3H)-chinazolinon
- 2-Chlor-6-iod-3-methyl-4(3H)-chinazolinon
- 3-Ethyl-6-iod-2,4-(1H,3H)-chinazolindion
- 6-Iod-3-methyl-2,4-(1H,3H)-chinazolindion
- 2-(Ethylthio)-6-iod-3-propyl-4(3H)-chinazolinon
- 3-Ethyl-6-iod-2-(methylthio)-4(3H)-chinazolinon
- 6,8-Diiod-3-propyl-2-propyloxy-4(3H)-chinazolinon
- 3-(Cyclopropyhnethyl)-6-iod-2-propyloxy-4(3H)-chinazolinon
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