DE894242C

DE894242C - Process for the preparation of carboxylic acid amides from ª-ketonic acid esters

Info

Publication number: DE894242C
Application number: DER3530A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Feichtinger
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1950-09-09
Filing date: 1950-09-09
Publication date: 1953-10-22

Description

Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureamiden aus ß-Ketonsäureestern Nach einer von C. Willgerodt und Mitarbeitern angegebenen Methode (vgl. z. B. M. Carmack, »The Willgerodt-Reaction«, Adams Organic Reactions, Vol. III, S. 83 bis 107 [19q.6], Eduard Wiley & Sons, New York) lassen sich Ketone bei erhöhtem Druck mit Ammoniumpolysulfidlösungen im Sinne der nachstehenden Gleichung in Carbonsäureamide überführen R - CO - (CH2)x - CH, -Y R - CH2(CH2). - CONH2 R ist hierbei ein Aryl=, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder heterocyclischer Rest, während x eine ganze Zahl von 1 bis etwa 6 bedeutet.Process for the preparation of carboxamides from ß-ketonic acid esters According to a method given by C. Willgerodt and coworkers (cf. z. BM Carmack, "The Willgerodt-Reaction", Adams Organic Reactions, Vol. III, pp. 83 to 107 [19q. 6], Eduard Wiley & Sons, New York), ketones can be converted into carboxamides under increased pressure with ammonium polysulfide solutions in the sense of the equation below R - CO - (CH2) x - CH, -YR - CH2 (CH2). - CONH2 R is an aryl, aralkyl, cycloalkyl or heterocyclic radical, while x is an integer from 1 to about 6.

Es wurde gefunden, daß man auch ß-Ketonsäureester der allgemeinen Formel R - CO - C(R') (R") - COOCHS, in der R einen Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-oder heterocyclischen Rest, R' und R" Wasserstoff oder Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder heterocyclische Reste mit der Einschränkung bedeuten, daß, sofern nicht R' und R" gleichzeitig Wasserstoffatome darstellen, mindestens einer der Substituenten R, R' und R" eine Methylgruppe ist, bei erhöhter Temperatur unter überatmosphärischem Druck, vorzugsweise im geschlossenen Druckgefäß, mit Ammoniumpolysulfidlösung umsetzen kann. Unter dem Einfluß der Ammoniumpolysulfidlösung erleiden die Ester offenbar eine Ketonspaltung, so daß aus intermediär entstehenden Ketonen sich Carbonsäureamide bilden können. Die Reaktion verläuft in folgenden Stufen: C H3 - CO - G(R') (R") - COOCH" Will @arnrlt-R @a lrtinn --- -r C H3 - CO - CH(R') (R") -> (R') (R") CH - CH, - CONH2. Die bei der Willgerodt-Reaktion erhaltenen Carbonsäureamide haben das gleiche C-Atomgerüst wie die durch Ketonspaltung aus den ß-Ketonsäureestern erhaltenen Verbindungen.It has been found that ß-ketonic acid esters of the general formula R - CO - C (R ') (R ") - COOCHS, in which R is an alkyl, aryl, aralkyl, cycloalkyl or heterocyclic radical, R' and R "denotes hydrogen or alkyl, aryl, aralkyl, cycloalkyl or heterocyclic radicals with the restriction that, unless R 'and R" simultaneously represent hydrogen atoms, at least one of the substituents R, R' and R "is a methyl group is, at elevated temperature under superatmospheric pressure, preferably in a closed pressure vessel, can react with ammonium polysulphide solution. Under the influence of the ammonium polysulfide solution, the esters evidently undergo ketone cleavage, so that carboxamides can be formed from intermediate ketones. The reaction proceeds in the following stages: C H3 - CO - G (R ') (R ") - COOCH" Will @ arnrlt-R @a lrtinn --- -r C H3 - CO - CH (R ') (R ") -> (R ') (R ") CH - CH, - CONH2. The carboxamides obtained in the Willgerodt reaction have the same carbon atom structure as the compounds obtained from the β-ketonic acid esters by ketone cleavage.

Aus Acetessigester (R', R" = H) wird auf diese Weise mit ungefähr 30 °/o der theoretischen Ausbeute Propionamid erhalten. Aus a-monosubstituierten Acetessigestern ergeben sich Carbonsäureamide, die 3 C-Atome mehr enthalten als der eingesetzte Substituent R' (R" = H) (vgl. Beispiel 2 und 3). Der Substituent R' kann aus einer Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder heterocyclisehen Gruppe bestehen; diese Gruppen können ihrerseits noch andere Atome oder Atomgruppen enthalten.Acetoacetic ester (R ', R "= H) becomes in this way with approximately 30% of the theoretical yield of propionamide was obtained. From a-monosubstituted Acetoacetic esters result in carboxamides that contain 3 more carbon atoms than the substituent R '(R "= H) used (cf. Examples 2 and 3). The substituent R 'can be selected from an alkyl, aryl, aralkyl, cycloalkyl or heterocyclic group exist; these groups can in turn contain other atoms or groups of atoms.

In analoger Weise führen a, a-disubstituierte Acetessigester zu ß-verzweigten Carbonsäureamiden, die an der Verzweigungsstelle paarig oder unpaarig durch die genannten Gruppen substituiert sein können.In an analogous manner, α, α-disubstituted acetoacetic esters lead to β-branched ones Carboxamides which are paired or unpaired at the branching point by the mentioned groups can be substituted.

Sofern das a-Kohlenstoffatom der ß-Ketonsäureester 2 Wasserstoffatome trägt, können auch solche unter die obige allgemeine Formel fallende ß-Ketonsäureester umgesetzt werden, in denen R einen aromatischen oder heterocyclischen Rest darstellt. Auf diese Weise liefert z. B. der Benzoylessigsäureäthylester (R' und R" = H) mit Ammoniumpolysulfidlösungen nach Willgerodt 560/, der theoretischen Ausbeute an Phenylacetamid.If the a-carbon atom of the ß-ketonic acid ester bears 2 hydrogen atoms, those ß-ketonic acid esters falling under the above general formula in which R represents an aromatic or heterocyclic radical can also be converted. In this way z. B. the benzoyl acetic acid ethyl ester (R 'and R "= H) with ammonium polysulphide solutions according to Willgerodt 560 /, the theoretical yield of phenylacetamide.

Die Umsetzungstemperaturen belaufen sich auf annähernd 15o bis 35o°. Der Umsetzungsdruck steigt beim Arbeiten im geschlossenen Bombenrohr auf annähernd 2o bis 3o kg/qcm. Es kann aber auch mit tieferen und auch mit weit höheren Drucken gearbeitet werden. Zweckmäßig ist es, wenn die Reaktionsmischung mit organischen Lösungsmitteln verdünnt wird. Am besten eignet sich hierzu Pyridin, es ist aber auch ein Zusatz von Alkohol, Dioxan und ähnlichen Lösungsmitteln verwendbar.The reaction temperatures are approximately 15o to 35o °. The implementation pressure increases when working in the closed bomb tube to approximately 2o to 3o kg / sqcm. But it can also work with lower and also with much higher pressures to be worked. It is useful if the reaction mixture with organic Solvents is diluted. Pyridine works best for this, but it is the addition of alcohol, dioxane and similar solvents can also be used.

Beispiel i Eine Mischung von 28,8 g a-Methylacetessigester, 200 ccm wäßriger Ammoniumpolysulfidlösung, die 44,8 g Schwefel gelöst enthielt, und ioo ccm Pyridin, das als organisches Lösungsmittel diente, wurde 6 Stunden bei 175 bis Z85° im zugeschmolzenen Bombenrohr erhitzt. Das hierbei erhaltene Reaktionsprodukt wurde auf dem Wasserbade bis zur Trockene eingedampft, mit heißem Wasser aufgenommen, filtriert und das sodaalkalisch gemachte Filtrat darauf im Extraktionsapparat nach Kutscher-Steudel mit Äther ausgezogen. Der Ätherauszug wurde über geglühtem Natriumsulfat getrocknet und auf dem Wasserbade eingedampft. Als Eindampfungsrückstand ergaben sich 4 g n-Butanamid, das einen Schmelzpunkt von iii bis i12° aufwies. Die Ausbeute belief sich auf 23 °/o der Theorie.Example i A mixture of 28.8 g of α-methyl acetic acid ester, 200 cc aqueous ammonium polysulfide solution containing 44.8 g of dissolved sulfur, and ioo cc pyridine, which served as the organic solvent, was 6 hours at 175 bis Z85 ° heated in the sealed bomb tube. The reaction product thus obtained was evaporated to dryness on the water bath, taken up with hot water, filtered and the filtrate made alkaline with soda afterwards in the extractor Kutscher-Steudel undressed with ether. The ether extract was poured over calcined sodium sulfate dried and evaporated on the water bath. As evaporation residue 4 g of n-butanamide, which had a melting point of iii to i12 °. The yield amounted to 23 ° / o of theory.

Beispiel 2 In gleicher Weise wie im Beispiel i wurde eine Mischung aus 42,9 g a-n-Hexylacetessigester, 200 ccm wäßriger Ammoniumpolysulfidlösung, die 44,8 g Schwefel gelöst enthielt, und ioo ccm Pyridin behandelt und aufgearbeitet. Bei der Sublimation des Rückstandes ergaben sich 3,3 9 n-Nonanamid (io °/o der theoretischen Ausbeute), das einen Schmelzpunkt von 96 bis 97° besaß.EXAMPLE 2 In the same way as in Example 1, a mixture of 42.9 g of hexylacetate, 200 cc of aqueous ammonium polysulphide solution containing 44.8 g of dissolved sulfur and 100 cc of pyridine was treated and worked up. Sublimation of the residue gave 3.3 9 n-nonanamide (10% of the theoretical yield), which had a melting point of 96 to 97 °.

Beispiel 3 In der aus Beispiel i ersichtlichen Weise wurde eine Mischung von 44,1 g a-Benzylacetessigester, Zoo ccm wäßriger Ammoniumpolysulfidlösung, die 44,8 g Schwefel gelöst enthielt, und ioo ccm Pyridin behandelt und aufgearbeitet. Man erhielt z2,2 g y-Phenylbuttersäureamid mit einem Schmelzpunkt von 83 bis 84°, was einer Ausbeute von 37 °/o der theoretisch zu erwartenden Menge entsprach.Example 3 In the manner shown in Example i, a mixture was obtained of 44.1 g of a-Benzylacetessigester, Zoo ccm of aqueous ammonium polysulphide solution, the Contained 44.8 g of dissolved sulfur, and treated and worked up 100 cc of pyridine. Z2.2 g of y-phenylbutyric acid amide with a melting point of 83 to 84 ° were obtained, which corresponded to a yield of 37% of the theoretically expected amount.

Beispiel 4 Gemäß Beispiel x wurde eine Mischung aus 31,6 g a, a-Dimethylacetessigester, Zoo ccm Ammoniumpolysulfidlösung, in der 44,8 g Schwefel gelöst waren, und ioo ccm Pyridin umgesetzt und aufgearbeitet. Als Endprodukt 'erhielt man 5,5 g Isovaleramid, das einen Schmelzpunkt von 131 bis i33° besaß. Die erzeugte Menge belief sich auf 27 °/o der Theorie.Example 4 According to Example x, a mixture of 31.6 g of α, α-dimethylacetoacetate, Zoo cc ammonium polysulphide solution in which 44.8 g of sulfur were dissolved and 100 cc Pyridine reacted and worked up. The end product obtained was 5.5 g of isovaleramide, which had a melting point of 131-133 °. The amount produced amounted to 27 per cent of theory.

Beispiel 5 In gleicher Weise wie in Beispiel i wurden 38,4 g Benzoylessigsäureäthylester, Zoo ccm wäßriger Ammoniumpolysulfidlösung, die 44,8 g Schwefel gelöst enthielt, und ioo ccm Pyridin behandelt und aufgearbeitet. Es ergaben sich i5,o g Phenylacetamid (56 °/o der theoretischen Menge), das einen Schmelzpunkt von 154,5 bis i56° aufwies.Example 5 In the same way as in Example i, 38.4 g of ethyl benzoyl acetate, Zoo cc of aqueous ammonium polysulphide solution containing 44.8 g of dissolved sulfur, and 100 cc of pyridine treated and worked up. There were 15.0 g of phenylacetamide (56% of the theoretical amount), which had a melting point of 154.5 to 156 °.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the preparation of carboxamides from ß-ketonic acid esters, characterized in that ß-ketonic acid esters of the general Formula R - C O - C (R ') (R ") - C O O C2 H5, in which R is an alkyl, aryl, aralkyl, Cycloalkyl or heterocyclic radical, R 'and R "hydrogen, alkyl, aryl, aralkyl, Cycloalkyl or heterocyclic radicals mean with the restriction that, provided not R 'and R "simultaneously represent hydrogen atoms, at least one of the substituents R, R 'and. R "is a methyl group, at elevated temperature under superatmospheric Pressure, preferably in a closed pressure vessel, reacted with ammonium polysulphide solution will.

2. The method according to claim i, characterized in that such ß-ketonic acid ester implemented, in which the existing aliphatic, aromatic, araliphatic, cycloaliphatic or heterocyclic radicals in turn by other atoms or Atomic groups are substituted.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that that ß-ketonic acid esters of the general formula R - C O - C H2 - C O O C2 H5, where R is an aryl or heterocyclic radical.

4. Procedure according to claim i to 3, characterized in that the reaction with the addition of organic solvents, preferably with the addition of pyridine will.