DEB0018821MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 26. Januar 1952 Bekanntgemacht am 12. Januar 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
PATENTANMELDUNG
KLASSE 12p GRUPPE 2 B 18821 IVb/12p
Richard Norman Lacey, Salt End, Hedon, Hull (Großbritannien)
ist als Erfinder genannt worden
The Distillers Company Limited, Edinburgh (Großbritannien)
Vertreter: Dr.-Ing. A. von Kreisler und Dr.-Ing. K. Schönwald, Patentanwälte, Köln 1
Verfahren zur Herstellung von Pyrrolinonen
Die Ptröoiriität der Anmeldung in Großbritannien vom 30. Januar 1951 ist in Anspruch genommen
Die Erfindung betrifft ein verhältnismäßig einfaches Verfahren zur Herstellung von 4-Oxy-3-acetyl-zl3-pyrrolinon-(2)
und seinen in i- und/oder 5-Stellung substituierten Derivaten aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen.
Diese Verbindungen werden im folgenden ganz allgemein als Pyrrolinone bezeichnet.
Es ist bekannt, solche Pyrrolinone durch Umsetzung von Ammoniak oder primären Aminen mit einem Ester
der ß-Keto-y-halogenbuttersäure herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pyrrolinonen der allgemeinen Formel
R1
R3
C(OH)
C -CO-CH,
CO
in der R1, R2 und R3 Aryl-, Aralkyl- oder niedere Alkylgruppen,
alicyclische Gruppen oder Wasserstoffatome
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bedeuten, ist dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls N-monosubstituierte a-Aminocarbonsäureester
mit Diketen umgesetzt werden und auf die so erhaltenen Acetessigsäureamide der allgemeinen Formel
R1 R3
R2-C-N-CO-CH2-COCH3
^ CO-OR4
^ CO-OR4
in der R1, R2 und R3 die obige Bedeutung haben und
R4 eine niedere Alkylgruppe bedeutet, ein Claisen-
.15 Kondensationsmittel in-Gegenwart eines organischen
Lösungsmittels, gegebenenfalls bei erhöhter. Temperatur, zur Einwirkung gebracht wird.
Unter niederen Alkylgruppen sind die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl- und Hexylgruppe zu
verstehen. Als Beispiele für Arylgruppen seien die Phenyl-, Methylphenyl-, Nitrophenyl-, Chlorphenyl-
und Dimethylphenylgruppe erwähnt. Als Aralkylgruppen seien die Benzyl- und Phenyläthylgruppe und
als alicyclische Gruppen die Cyclopropyl-, Cyclohexyl- und Methylcyclohexylgruppe genannt.
Die Acetylessigsäureamide werden in der ersten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung durch Umsetzung
von α-Aminocarbonsäureestern der allgemeinen Formel
R9-C-COOR,
NHR,
mit Diketen erhalten. Diese Umsetzung von Diketen mit α-Aminocarbonsäureestern ist bisher noch nicht
bekannt. Sie verläuft glatt und liefert das gewünschte Acetylessigsäureamid in guter Ausbeute. Die Umsetzung
wird vorzugsweise durch langsame Zugabe des Diketens zu dem a-Aminocarbonsäureester bewirkt,
welcher mit einem, inerten organischen Lösungsmittel, z. B. Benzol, Toluol oder Chloroform, verdünnt oder
darin aufgelöst sein kann.
Nach einer anderen Ausführungsweise kann der Ester in einem Alkohol, z. B. Äthylalkohol, aufgelöst
sein. In diesem Falle muß z. B. durch Kühlung der Lösung während der ganzen Dauer der Zugabe des
Diketens dafür gesorgt werden, daß das Diketen vorzugsweise mit der Aminogruppe und nicht mit der
Hydroxylgruppe des Lösungsmittels reagiert.
Die meisten α-Aminocarbonsäureester reagieren leicht mit Diketen bei Zimmertemperatur. Wenn jedoch
die Umsetzung bei Zimmertemperatur allzu langsam vonstatten geht, kann die Reaktionsmischung
auch erwärmt werden. Unter diesen Umständen wird die Umsetzung zweckmäßig in Gegenwart eines i erten
Lösungsmittels vorgenommen.
Die α-Aminocarbonsäureester liegen häufig als salzsaure
Salze vor, und es ist zunächst erforderlich, die freien Ester herzustellen. Die Umwandlung des .salzsauren
a-Aminocarbonsäureesters in den freien Ester kann in bekannter Weise durch den Zusatz einer Base ■"■
zu einer Lösung des salzsauren Esters erfolgen, und gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
wird der erhaltene freie Ester ohne vorherige Abtrennung mit dem Diketen umgesetzt. Beispielsweise
kann der salzsaure α-Aminocarbonsäureester in einem Alkohol, z. B. Äthylalkohol, aufgelöst und dann
mit der äquivalenten Menge einer Alkalialkoholatlösung, z. B. Natriumäthylatlösung, versetzt und das
gebildete Alkalichlorid abfiltriert werden. Der freie Ester kann auch in bekannter Weise durch Zugabe
von Ammoniak zu einer Lösung des salzsauren a-Aminocarbonsäureesters in Chloroform dargestellt
werden, wobei sich der freie Ester im Chloroform löst, Während festes Ammoniumchlorid ausfällt, das abfiltriert
wird. Beim Konzentrieren der gewonnenen Lösung unter vermindertem Druck wird ein etwa vorhandener
Überschuß an Ammoniak entfernt und eine Chloroformlösung des a-Aminocarbonsäureesters erhalten,
die sich dann direkt mit Diketen umsetzen läßt.
Beispiele für Acetylessigsäureamide, die sich erfindungsgemäß in Pyrrolinone umwandeln lassen, sind
die Acetylessigsäureamide der niederen Alkylester von a-Aminocarbonsäuren, z.B. Glycin, a-Alanin, Valin,
Leucin, ß-Phenylalanin, Tyrosin, a-Aminophenylessig- ·
säure, a-Aminocyclohexylessigsäure und ihre N-Phenyl-,
N-Methyl- und N-Cyclohexylderivate.
Der Ringschluß des Acetylessigsäureamides nach dem Verfahren der Erfindung unter Bildung des entsprechenden
Pyrrolinons und unter Abspaltung des Alkohols R4 · O H erfolgt unter der Einwirkung der bekannten
Claisen-Kondensationsmittel, z. B. Natrium- und Kaliummetall, Natrium- oder Kaliumalkoholat, ,
Triphenylmethylnatriüm, Natriumhydrid oder Natriumamid. Mit Natrium- oder Kaliumalkoholaten
sind die Natrium- oder Kaliumsalze, gemeint, welche 10c sich von niederen aliphatischen Alkoholen, wie Methyl-,
Äthyl-, Butyl- und Hexylalkohol, herleiten.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren anzuwendende Menge der Kondensationsmittel kann in
weiten Grenzen schwanken. Es ist jedoch zweckmäßig, 10; solche Mengen zu verwenden, welche ungefähr dem
Gewicht des verwendeten Acetylessigsäureamids äquivalent sind. . .
Die Bildung der Pyrrolinone nach der Erfindung erfolgt bei niedrigen Temperaturen, z. B. Zimmer- 11c
temperatur, verhältnismäßig langsam; es ist deswegen zweckmäßig, das Verfahren bei erhöhten Temperaturen
durchzuführen.
' Die Umsetzung wird in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, z. B. Von Benzol, Toluol, niederen iij
aliphatischen Alkoholen oder Mischungen solcher Lösungsmittel, und zweckmäßig beim Siedepunkt des
Lösungsmittels, gegebenenfalls unter Rückfluß, bewirkt. Nach einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung wird das Kondensationsmittel in einem Lösungsmittel aufgelöst und die erhaltene Lösung einer
■ Lösung des Acetylessigsäureamids in dem gleichen oder einem anderen Lösungsmittel zugesetzt.
Die so erzeugten Pyrrolinone können aus dem Reaktionsgemisch in bekannter Weise, beispielsweise durch 12,
Extraktion mit Hilfe eines Lösungsmittels, abgetrennt
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werden. Einige der erfljidungsgemäß hergestellten
Pyrrolinone besitzen wertvolle medizinische Eigenschaften.
Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschauliehen das erfmdungsgeihäße Verfahren.
Beispiel ι
4-Oxy-3-acetyl-zl 3-pyrrolinon-(2) .
4-Oxy-3-acetyl-zl 3-pyrrolinon-(2) .
ίο 42 Gewichtsteile salzsaurer Glycinäthylester werden
in 8o Raumteilen warmem Äthylalkohol aufgelöst und mit einer Lösung von Natriumäthylat behandelt,
welche durch Lösen von 6,9 Gewichtsteilen Natrium in 80 Raumteilen Äthylalkohol erhalten worden ist.
Das Gemisch wird unter Umrühren rasch - abgekühlt und das gebildete Natriumchlorid rasch abfiltriert. Die
Lösung von Äthylaminoacetat in Äthylalkohol wird mit Diketen umgesetzt, indem 26 Gewichtsteile Diketen
während 20 Minuten zugegeben werden, wobei die Temperatur durch Kühlen in einem Eisbad unterhalb
5° gehalten wird. Nachdem 1 Stunde bei Zimmertemperatur gerührt worden ist, wird das Lösungsmittel
bei vermindertem Druck entfernt und der feste Rückstand sodann wiederholt mit Äther ausgezogen, wobei
eine geringe Menge Natriumchlorid zurückbleibt. Nach dem Abdampfen des Äthers werden 49 Gewichtsteile
(870/0 Ausbeute) einer weißen festen Substanz mit
dem Schmelzpunkt 45° erhalten, die in Wasser, Alkohol, Äthylacetat leicht löslich, in Petroläther
unlöslich ist. Da das Umkristallisieren schwierig ist, wird der erhaltene Äthylester der Acetylacetaminoessigsäure
zweckmäßig ohne weitere Reinigung verwendet. Eine kleinere Menge wird aus Äther umkristallisiert
und liefert Nadeln vom Schmelzpunkt 49 bis 500.
49 Gewichtsteile des Rohesters werden in 100 Raumteilen
Benzol gelöst und unter Umrühren mit' einer Lösung von Natriumäthylat, die durch Lösen von
7 Gewichtsteilen Natrium in 80 Raumteilen Methylalkohol hergestellt worden ist, am Rückflußkühler
erhitzt. Nachdem die Mischung über Nacht gestanden hat, wird sie mit 100 Raumteilen Wasser geschüttelt
und die wäßrige Schicht ablaufen gelassen.. Die Lösungsmittelschicht wird zweimal mit je 50 Raumteilen
Wasser ausgezogen. Die wäßrigen Auszüge werden sodann zusammengegeben, mit 16 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure angesäuert und
wiederholt mit Äther extrahiert. Die Ätherextrakte werden nach dem Waschen mit. Kochsalzlösung über
wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und der Äther abgedampft, wobei 28,2 Gewichtsteile Substanz (760J0
Ausbeute) mit einem Schmelzpunkt von 148 bis 1500
verbleiben. Durch Umkristallisieren aus Äthylacetat oder einer Aceton-Petroläthermischüng wird reines
4-Oxy-3-acetyl-Zl3-pyrrolinon-(2) in Form farbloser
Mikrokristalle vom Schmelzpunkt 1550 erhalten. Die
Verbindung ist in Aceton löslich, mäßig löslich in Wasser, löslich in Alkali und unlöslich in Säuren. Sie
gibt eine Rotfärbung mit Ferrichlorid und löst sich in Natriumbicarbonatlösung unter Entwicklung von
Kohlendioxyd.
Ihr 2, 4-Dinitrophenylhydrazon wird in Form dunkelroter Mikrokristalle, welche bei 229° unter Zersetzung
schmelzen, und ihr Phenylhydrazon in Form goldfarbiger Nadeln vom Schmelzpunkt 191 bis 1920
erhalten.
Das als Kondensationsmittel verwendete Natriumäthylat kann durch die entsprechende Menge Kaliumäthylat
oder ein anderes . Natrium- oder Kaliumalkoholat, Triphenylmethylnatrium, Natriumamid oder
Natriumhydrid ersetzt werden. Unter den angegebenen Bedingungen werden praktisch die gleichen Ergebnisse
erhalten.
Beispiel 2
5-Methyl-4-oxy-3-acetyl-Zl3-pyrrolinOn-(2)
5-Methyl-4-oxy-3-acetyl-Zl3-pyrrolinOn-(2)
25 Gewichtsteile salzsaurer α-Alaninäthylester werden
in 50 Raumteilen warmem Äthylalkohol gelöst und mit einer Lösung von 3,7 Gewichtsteilen Natrium
in 50 Raumteilen Äthylalkohol behandelt. Das Reaktionsprodukt wird rasch abgekühlt, filtriert, um ausgeschiedenes
Natriumchlorid zu entfernen; dann werden innerhalb 1 Stunde 14,5 Gewichtsteile Diketen
langsam zugegeben, wobei die Temperatur unterhalb io° gehalten wird. Das Produkt wird 1 Stunde bei
Zimmertemperatur stehengelassen und dann unter verringertem Druck abgedampft, wobei nach Entfernung
des Lösungsmittels 24 Gewichtsteile eines Öles erhalten werden.
Die Herstellung des Äthylesters der a-Acetylacetaminopröpionsäure kann auch folgendermaßen erfolgen
:
20 Gewichtsteile salzsaurer, a-Alaninäthylester werden bei Zimmertemperatur mit .einer. Lösung von
2,4 Gewichtsteilen Ammoniak in 90 Raumteilen Chloroform 3 Stunden lang verrührt. Das ausgeschiedene
Ammoniumchlorid wird abfiltriert und die sich ergebende Lösung durch Abdampfen bei vermindertem
Druck konzentriert und vom überschüssigen Ammoniak befreit.
Zu der Chloroformlösung werden während 1Z2 Stunde
unter Umrühren 11,5 Gewichtsteile Diketen gegeben, wobei nach Entfernung des Lösungsmittels 24 Gewichtsteile
eines Öles erhalten werden.
28 Gewichtsteile des Äthylesters der a-Acetylacetaminopröpionsäure
in 50 Raumteilen Benzol werden mit einer Lösung von 3,75 Gewichtsteilen Natrium
in 50 Raumteilen Äthylalkohol gemischt und die sich ergebende Mischung unter Umrühren 3 Stunden am
Rückflußkühler erhitzt. Sie wird dann über Nacht stehengelassen. Zum Auflösen der Natriumsalze
werden 150 Raumteile Wasser zugegeben und die Benzolschicht darauf zweimal mit je 25 Raumteilen
Wasser ausgezogen. Die vereinigten Auszüge werden mit 8 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure angesäuert
und unter vermindertem Druck auf ungefähr 100 Raumteile konzentriert, wobei sich etwas feste
Substanz ausscheidet. Gründliche Extraktion mit Äther ergibt nach Entfernung des Lösungsmittels
11,5 Gewichtsteile einer weißen festen Substanz, welche nach dem Umkristallisieren aus einem Äthylacetat-Petroläthergemisch
Nadeln vom Schmelzpunkt 115 bis 116° liefert.
Das 2, 4-Dinitrophenylhydrazinderivat kristallisiert
aus wäßriger Essigsäure in roten Mikrokristallen aus, welche bei 2230 unter Zersetzung schmelzen.
509 628/48
B 18821 IVb/12p
Beispiel 3
i-Phenyl-4-oxy-3-acetyl-Zl 3-pyrrolinon-(2)
i-Phenyl-4-oxy-3-acetyl-Zl 3-pyrrolinon-(2)
17,6 Gewichtsteile Diketen werden tropfenweise einer
kochenden Lösung von 33,4 Gewichtsteilen N-Phenylaminoäthylacetat in 50 Raumteilen Benzol während
1I2 Stunde zugesetzt. Nach Entfernung des Lösungsmittels
fällt der Äthylester der N-Phenylacetylacetaminoessigsäure
in Form eines Öles an.
Der Rohester wird 5 Stunden in 100 Raumteilen
Benzol mit einer Lösung von 5 Gewichtsteilen Natriumäthylat, welche durch Lösen von 5 Gewichtsteilen Natrium in 50 Raumteilen Äthylalkohol hergestellt
worden ist, am Rückflußkühler erhitzt. Das Produkt wird nach dem Stehen über Nacht mit Wasser
extrahiert und der wäßrige Extrakt mit 10,7 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure in 50 Raumteilen
Wasser angesäuert. Das Reaktionsprodukt fällt als ein orangefarbiger Niederschlag aus, welcher beim
ao Umkristallisieren aus Äthylalkohol 37 Gewichtsteile reines i-Phenyl-4-oxy-3-acetyl-/l3-pyrrolinon-(2) in
Form bräunlichgelber Platten vom Schmelzpunkt 1480 ergibt.
Das Phenylhydrazinderivat kristallisiert in Form gelbbrauner Platten vom Schmelzpunkt 198 bis 1990.
Das 2, 4-Dinitrophenylhydrazinderivat ist eine. rote
feste Substanz vom Schmelzpunkt 2630 (unter Zersetzung)
.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH:Verfahren zur Herstellung von Pyrrolinonen der allgemeinen FormelR1-C-- C(OH) 5 —N C-CO-CH3 COin der R1, R2 und R3 Aryl-, Aralkyl- oder niedere Alkylgruppen, alicyclische Gruppen oder Wasserstoffatome bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls N-mono-substituierte α-Aminocarbonsäureester mit Diketen umgesetzt werden und auf die so erhaltenen Acetylessigsäureamide der allgemeinen FormelRi R3R2-C-N-CO-CH2-COCH3 CO-OR4in.der R1, R2 und R3 die obige Bedeutung haben und R4 eine niedere Alkylgruppe bedeutet, ein Claisen-Kondensationsmittel in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, zur Einwirkung gebracht wird.
Family
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