DED0020596MA

DED0020596MA -

Info

Publication number: DED0020596MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 3. Juni 1955 Bekaiintgeniaeht am 6. September 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Während die Mannich-Basenhydrochloride aromatisch-aliphatischer Ketone mit wäßriger Kaliumcyanidlösung unter Austausch des Aminrestes gegen die Cyangruppe /-Ketonitrile liefern (E. Knott, J. Chem. Soc. [London], 1947, S. 1190), gelang es bisher nicht, diese Reaktion auf Mannich-Basenhydrochloride rein aliphatischer oder alicyclischer Ketone zu übertragen. Zwar bilden sich hierbei ebenfalls in erster Stufe die Cyanhydrine, doch entstehen aus ihnen auf diese Weise im günstigsten Fall nur sehr geringe Mengen entsprechender /-Ketonitrile. Es konnte nun die völlig unerwartete Feststellung gemacht werden, daß durch einfaches Erhitzen fester oder flüssiger Cyanhydrine die /-Ketonitrile in sehr guten Ausbeuten zu erhalten sind.

Für diese Reaktion eignen sich Cyanhydrin-Mannich-Basen, in denen " verschiedene. Amine, wie Dimethylamin, Diäthylamin oder Piperidin, als Bestandteil enthalten sind. .■".'.

Die besten Resultate werden erzielt, wenn man das betreffende Cyanhydrin 2 Stunden, auf 150 bis i6o° erhitzt. Geringe Mengen an zugesetztem Wasser, Kaliumcyanid oder Amin scheinen die Re-

6» 617/496

D 20596 IVb/12 ο

aktion kaum zu beeinflussen; kleine Zusätze starker Säuren unterdrücken dagegen die Nitrilbildung und führen zu harzigen Produkten.

- Die bei der Zersetzung frei werdenden Amine können fast quantitativ zurückgewonnen werden. Die Synthese der Mannich-Basenhydrochloiride erfolgt nach den Angaben von Mannich (Ber. dtsch. ehem. Ges., Bd. 53, 1920, S. 1874); man konnte die Ausbeute auf 93 bis 95% steigern. Es ist zur weiteren Umsetzung nicht erforderlich, das Hydrochlorid zu isolieren; nach dem Einengen seiner wäßrigen Lösung wird es durch Zugabe von Kaliumeyanid praktisch vollständig in das Cyanhydrin umgewandelt. Dieses scheidet sich als bald

CH₃

Beispiel ι

650 g (6,66 Mol) Cyclohexanon, 1,33 Mol Di-methylammoniumchlorid in konzentrierter wäßriger Lösung und Formalin mit einem Gehalt von 1,33 Mol Formaldehyd werden im Kolben auf dem

Wasserbad unter ständigem Rühren zur Vermischung beider Phasen 1 Stunde langsam auf 70⁰ erwärmt; diese Temperatur wird 30 Minuten gehalten, dann wird das Gemisch sehr langsam abgekühlt. Nach Zugabe von 400 ml Wasser wird die Cyclohexanonschicht abgetrennt, die wäßrige Phase gründlich ausgeäthert, um alles Cyclohexanon zu entfernen, und anschließend im Vakuum eingeengt. Beim Mischen mit 130 g (2 Mol) KCN in der zur Lösung nötigen Wassermenge scheidet sich ein schwachgelbgefärbtes, bald kristallisierendes Öl ab. Dieses Cyanhydrin wird über Nacht in einem mit Schwefelsäure beschickten Exsikkator getrocknet. Die Ausbeute beträgt 227 g (94% der Theorie).

70 g (0,385 Mol) des auf diese Weise hergestellten 2- (Dimethylaminomethyl) -cyclohexanoncyanhydrins-(i) der Formel (II) werden 120 Minuten auf 150⁰ erhitzt; gleichzeitig wird das frei werdende Amin in verdünnter Salzsäure aufgefangen (79%

So der Theorie). Am Anfang der Zersetzung sublimiert etwas Dimethylammoniumcyanid in den Kühler. Die Destillation des Rückstandes ergibt 42 g (80% der Theorie) Cyclohexanon-(2) -acetonitril-(1) der Formel (I), Kp.₁₂ 143 bis 145⁰. Will man das Nitril nicht innerhalb einiger Tage verwenden,

CH₂-N;

CN /

, CHo — C Xi₉

— CHo

:CH_Q

Zersetzung

^XOH'

kristallisierendes.öl.an der Oberfläche ab und kann nach kurzem Trocknen für die thermische Zersetzung verwendet werden.

Die auf diese Weise dargestellten ^-Ketonitrile sind wertvolle Ausgangsmäterialien für pharmakologisch wirksame Stoffe und können autßerdem zur Synthese von Geschmacks- und Riechstoffen verwendet werden. .

Als Beispiel für die Herstellung aliphatischer oder alicyclischer ^-Ketonitrile wird zuerst die Herstellung des Cyclohexanon-(2)-acetonitrils-(i) der Formel (I) aus dem Cyanhydrin dies 2-Dimethylaminomethyl-cyclohexanons-(i) der Formel (II) angegeben.

CH₉-CN

+ hn:

. CHo

'CH,

Analyse: C₁₄ H₁₅ O₄N₅ (Molekulargewicht: 317,30) Berechnet: N 22,07%, gefunden: N 22,28%.

(III)

CH₂	, — CN, ■■ I TT	/CH₂	-CH₂
O	: Tr" P-	CH₂	-^CH₂
(I)

^! so verhindert eine Destillation im Stickstoffstrom seine Gelbfärbung.

Bei erhöhter Zersetzungstemperatur ergeben sich folgende Ausbeuten: 60 Minuten langes Erhitzen auf 190⁰: 56% der Theorie"; 60 Minutenlanges Erhitzen auf 250⁰: 17% der Theorie.

Das wasserklare Nitril ist in den üblichen organischen Lösungsmitteln leicht löslich. Z)²/ 1,013.

Sein Thiosemicarbazon schmilzt bei 190 bis 191 °, wenn es aus. verdünntem Äthanol umkristallisiert wird.

Analyse: C₉H₁₄N₄S (Molekulargewicht; 210,29) Berechnet: N 26,65%, gefunden: N 26,80%.

Das an der Luft sehr leicht zersetzliehe Phenylhydrazon schmilzt bei 112 bis 113⁰, wenn es aus verdünntem Methanol umkristallisiert wird.

Das 2,4-Dinitrophenylhydrazon schmilzt n-ach dem Umkristallisieren aus verdünntem Methanol bei 166,5 bis 167⁰.

Beispiel 2

In entsprechender Weise läßt sich das aus was- nc serfreier Blausäure und Methylvinylketon zu erhaltende y-Ketovaleronitril auch aus dem Cyanhydrin des [Methyl-yJ-dimethylaminoathylketons (Mannich-Base aus Aceton, Formaldehyd und Dimethylamin).] dluirc'h 90 Minuten langes Erhitzen auf 120° in 65- bis 70%iger Ausbeute herstellen.

Als Amin kann ebenfalls das Piperidin verwendet werden: '

, 609 617/496

D 20596 IVb/12 ο

Beispiel 3

Das Cyanhydrin der Formel (III) wird analog

dem Beispiel 1 hergestellt. Zur Bestimmung der Ausbeute wird die Mannich-Base mit KOH frei gemacht, ausgeäthert und nach dem Trocknen destilliert: Aus 46 g (0,37 Mol) PiperidinAumchlorid, 0,37 Mol Formaldehyd und 175 g (1,78 Mol) Cyclohexanon werden 43 g (49% der Theorie) beim Kp. ₁₀ 134 bis 136⁰ siedendes 2-(Piperid'inomethyl)-cyclohexanon-(1) erhalten.

Unter Eiskühlung stellt man mit verdünnter Salzsäure das Hydrochlorid her und aus diesem durch Zugabe einer konzentrierten wäßrigen Lösung von 22 g (0,37 Mol) KCN das Cyanhydrin als rasch kristallisierendes öl. Die Ausbeute ist praktisch quantitativ.

14,5 S (0,065 Mol) des auf diese Weise gewonnenen Cyanhydrine der Formel (III) werden I2O Minuten auf i6o° erhitzt. Gegen Ende der Spaltung ' wird durch Anlegen eines schwachen ao Vakuums auch das restliche Piperidin abdestilliert (5S = Q¹⁰/" der Theorie). Es werden 6,7g (75% der Theorie) bei Kp. ₁₀ 138 bis 140⁰ siedendes Cyclohexanon-(2)-acetonitril-(i) erhalten.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von aliphatischen und cycloaliphatischen y-Ketonitrilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Cyanhydrine von Mannich-Basen aus rein aliphatischen Ketonen oder alicyclischen Ketonen zweckmäßig bei 150 bis i6o° thermisch zersetzt werden.