WO1990006913A1 - Explosionssichere 1-dimethylamino-3-dimethylimino-2-arylpropen-1-salze, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Explosionssichere 1-dimethylamino-3-dimethylimino-2-arylpropen-1-salze, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung Download PDF

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Wolfgang Hemmerling
Rainer Wingen
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C251/00—Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C251/02—Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups
    • C07C251/30—Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having nitrogen atoms of imino groups quaternised

Definitions

  • 1-Dimethylamino-3-dimethylimino-2-arylpropene-1-perchlorates are known to be important intermediates for the synthesis of heterocycles, e.g. Pyrimidines (see Zaschke, Z. Chem. 17 (1977) pp. 63 and 293; Arnold, Collect. Czech.
  • the present invention was therefore based on the object of making trimethine salts available which can be handled in an explosion-proof manner, in the required purity
  • trimethine salts in an aqueous medium with no acids with an oxidizing effect which can form trimethine salts which are sparingly or slightly soluble in water and which are inert towards the trimethine cation, or with
  • the invention therefore relates to explosion-proof and poorly to sparingly water-soluble trimethine salts
  • R aryl or heteroaryl, which are optionally mono- or polysubstituted by halogen, (C 1 -C 12 ) -alkyl, (C 1 -C 12 ) -alkoxy or hydroxy, aryl preferably for phenyl, naphthyl, biphenylyl, anthracenyl or Tetralinyl, and heteroaryl is preferably pyridinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl or pyridazinyl, halogen is preferably F, Cl or Br, in particular F or Cl, and the radicals are (C 1 -C 12 ) -alkyl or
  • (C 1 -C 12 ) alkoxy are optionally mono- or polysubstituted by halogen, in particular F or Cl;
  • X an anion equivalent of a non-oxidizing and inert to the trimethine cation
  • trimethine salts preferably from the group p-toluenesulfonate, naphthalene-2-sulfonate,
  • the invention further relates to a method for
  • trimethine salts of the formula I which are sparingly soluble in water, are separated off in preferably fine-crystalline form.
  • Preferred acids of the formula III or their water-soluble salts are p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonate sodium, boron tetrafluoride sodium, antimony hexafluoride sodium,
  • Naphthalene-2-sulfonic acid Naphthalene-2-sulfonic acid, naphthalene-2-sulfonate sodium, naphthalene-1-sulfonate sodium,
  • Naphthalene-1,5-disodium disulfonate or mixtures of these salts or acids, especially with the acids or salts on which they are based. are particularly preferred
  • trimethine salts of the formula I prepared according to the invention are preferably obtained in fine crystalline form and
  • the solution obtained is cooled to -10 ° C. and 30 g (0.2 mol) is added to it in portions while stirring.
  • Example 1 is repeated with the modification that the clear aqueous solution obtained, instead of 38 g (0.22 mol) of sodium hexafluorophosphate, dissolved in 60 ml of water, is dissolved with 53 g (0.23 mol) of naphthalene-2-sulfonate sodium in 1.2 l of water. A light yellow immediately falls
  • Example 2 is repeated with the modification that instead of naphthalene-2-sulfonate sodium the same amount
  • Naphthalene-1-sulfonate sodium is added.

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

Herstellung von explosionssicheren und in Wasser schwerlöslichen Trimethinsalzen der Formel (I), worin R = Aryl oder Heteroaryl, die gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert sind, und X = ein Anionäquivalent eines nicht oxydierend wirkenden und sich gegenüber dem Trimethinkation inert verhaltenden Säurerestes, der in Wasser schwerlösliche Trimethinsalze bilden kann, bedeuten, durch Formylierung von Verbindungen der Formel (II): R-CH2-COOH, worin R die Bedeutung wie in Formel (I) hat, unter Bedingungen der Vilsmeier-Haack-Reaktion und nachfolgender Hydrolyse des Formylierungsproduktes in wäßrigem Medium unter Bildung wasserlöslicher Primär-Trimethinsalze und Umsetzung der wasserlöslichen Primär-Trimethinsalze in dem wäßrigen Reaktionsgemisch mit Säuren der Formel (III): (H)nX, worin X die Bedeutung wie in Formel (I) hat und n eine Zahl von 1 bis 3 bedeutet, oder deren wasserlöslichen Salzen in zumindest stöchiometrischen Mengen und Abtrennung der resultierenden und in Wasser schwer löslichen Trimethinsalze der Formel (I). Trimethinsalze der Formel (I) finden Verwendung als Zwischenprodukte für die Synthese von Heterocyclen, vorzugsweise von Pyrimidinen und Pyridinen.

Description

Beschreibung
Explosionssichere 1-Dimethylamino-3-dimethylimino-2-arylpropen-1-salze, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
1-Dimethylamino-3-dimethylimino-2-arylpropen-1-perchlorate sind bekanntlich wichtige Zwischenprodukte für die Synthese von Heterocyclen, wie z.B. Pyrimidinen (vgl. Zaschke, Z. Chem. 17 (1977) S. 63 und 293; Arnold, Collect. Czech.
Chem. Commun. 38 (1978) 1371; Zaschke, J. prakt. Chemie 321 (1979) 619) und Pyridinen (vgl. CA. 109:64513w, (1988)). Herstellungsmethoden für diese Verbindungsklasse, die auch unter der Kurzbezeichnung Trimethinperchlorate bekannt ist, sind ebenfalls bekannt. Es ist ferner bekannt, daß diese Perchlorate, die in Wasser schwer löslich sind, in trockenem Zustand explosive bis hochexplosive Produkte darstellen (vgl. Chem. Eng. News 52 (1974) Nr. 31, S. 3), deren
Handhabung bei der möglichen Verwendung als
Zwischenprodukte äußerst gefährlich ist. Ihre industrielle Nutzung ist somit so gut wie ausgeschlossen.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, Trimethinsalze verfügbar zu machen, die explosionssicher handhabbar sind, sich in der erforderlichen Reinheit
problemlos herstellen lassen und sich im übrigen wie die Perchlorate, aber ohne Explosionsgefahr, als
Zwischenprodukte u.a. für die Synthesen der vorstehend genannten Heterocyclen verwenden lassen. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man, unter Verzicht auf die Verwendung von Perchlorat als Anion, explosionssichere und in Wasser wenig bis schwer lösliche Trimethinsalze dadurch erhalten kann, daß man
wasserlösliche Trimethinsalze in wäßrigem Medium mit nicht oxydierend wirkenden Säuren, die in Wasser wenig bis schwer lösliche Trimethinsalze bilden können und sich gegenüber dem Trimethinkation inert verhalten, oder mit
wasserlöslichen Salzen dieser nicht oxydierend wirkenden Säuren umsetzt und die in der wäßrigen Phase ausfallenden wenig bis schwer löslichen Trimethinsalze isoliert,
vorzugsweise durch Filtration oder durch Zentrifugieren, und sie gegebenenfalls durch Waschen und/oder gegebenenfalls Umfallen weiter reinigt und gegebenenfalls trocknet.
Gegenstand der Erfindung sind daher explosionssichere und in Wasser wenig bis schwer lösliche Trimethinsalze der
Formel I,
Figure imgf000004_0001
worin R und X folgende Bedeutung haben:
R = Aryl oder Heteroaryl, die gegebenenfalls einfach oder mehrfach durch Halogen, (C1-C12)-Alkyl, (C1-C12)-Alkoxy oder Hydroxy substituiert sind, wobei Aryl vorzugsweise für Phenyl, Naphthyl, Biphenylyl, Anthracenyl oder Tetralinyl, und Heteroaryl vorzugsweise für Pyridinyl , Pyrimidinyl, Pyrazinyl oder Pyridazinyl steht, Halogen vorzugsweise F, Cl oder Br, insbesondere F oder Cl, bedeutet und die Reste (C1-C12)-Alkyl bzw.
(C1-C12)-Alkoxy gegebenenfalls einfach oder mehrfach durch Halogen, insbesondere F oder Cl, substituiert sind;
X = ein Anionäguivalent eines nicht oxydierend wirkenden und sich gegenüber dem Trimethinkation inert
verhaltenden Säurerestes, der in Wasser schwer lösliche
Trimethinsalze bilden kann, vorzugsweise aus der Gruppe p-Toluolsulfonat, Naphthalin-2-sulfonat,
Naphthalin-1-sulfonat, Naphthalin-1,5-disulfonat,
BF4 (-), SbF6 (-), PF6 (-), AlF6 (-), insbesondere PF6 (-) und Naphthalin-2-sulfonat.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur
Herstellung von explosionssicheren Trimethinsalzen der vorstehend genannten Formel I durch Formylierung von
Verbindungen der Formel II,
R-CH2-COOH (II) worin R die Bedeutung wie in Formel I hat, unter
Bedingungen der Vilsmeier-Haack-Reaktion und nachfolgender Hydrolyse des Formylierungsproduktes in wäßrigem Medium unter Bildung wasserlöslicher Primär-Trimethinsalze, dadurch gekennzeichnet, daß man dem die wasserlöslichen PrimärTrimethinsalze enthaltenden wäßrigen Reaktionsgemisch ein- oder mehrwertige Säuren der Formel III,
(H)nX (III) worin X die Bedeutung wie in Formel I hat und n eine Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1 oder 2, insbesondere 1,
bedeutet, oder deren wasserlösliche Salze in zumindest stochiometrischen Mengen zusetzt und die resultierenden und in Wasser schwer löslichen Trimethinsalze der Formel I in vorzugsweise feinkristalliner Form abtrennt. Bevorzugte Säuren der Formel III bzw. deren wasserlöslichen Salze sind p-Toluolsulfosäure, p-Toluolsulfonat-natrium, Bortetrafluorid-natrium, Antimonhexafluorid-natrium,
Natriumhexafluorophosphat, Natriumhexafluoroaluminat,
Naphthalin-2-sulfosäure, Naphthalin-2-sulfonat-natrium, Naphthalin-1-sulfonat-natrium,
Naphthalin-1,5-dinatriumdisulfonat, oder Mischungen dieser Salze bzw. Säuren, insbesondere mit den ihnen zugrunde liegenden Säuren bzw. Salzen. Besonders bevorzugt sind
Hexafluorophosphat und Naphthalin-2-sulfonat. Die erfindungsgemäß hergestellten Trimethinsalze der Formel I fallen vorzugsweise in feinkristalliner Form an und
lassen sich leicht von der Mutterlauge abtrennen, mit Wasser waschen und gegebenenfalls nachfolgend trocknen, wobei sie typischerweise mit einer Reinheit von über 99 % erhalten werden. Zur weiteren Reinigung können sie gegebenenfalls noch aus geeigneten Lösungsmitteln umkristallisiert werden, was jedoch für ihre Weiterverwendung als Zwischenprodukte für die Synthese von Heterocyclen im allgemeinen nicht erforderlich ist, da sie auch ohne Feinreinigung bereits hervorragende Synthesekomponenten darstellen.
Diesbezügliche orientierende Prüfungen haben außerdem ergeben, daß bei Verwendung erfindungsgemäßer Verbindungen der Formel I als Ausgangsprodukte für Pyrimidinsynthesen das Anion der Formel I-Verbindungen für das Gelingen der
Synthesen anscheinend nur eine untergeordnete Rolle spielt, auch im Vergleich zu den entsprechenden bekannten
Perchloraten, was in hohem Maße überraschend und
vorteilhaft ist. Zur Charakterisierung der Formel I-Verbindungen werden unter anderem z.B. der Schmelzpunkt ermittelt und das IR-Absorptionsspektrum aufgenommen.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
In einer Rührapparatur werden zu 739 g (1,0 mol)
Dimethylformamid (DMF) unter Rühren und Kühlen langsam 54 ml (0,6 mol) Phosphoroxychlorid getropft mit der Maßgabe, daß die Temperatur des Reaktionsgemisches 20°C nicht
übersteigt. Die erhaltene Lösung wird auf -10°C gekühlt und ihr unter Rühren portionsweise 30 g (0,2 mol)
p-Hydroxyphenylessigsäure zugesetzt. Die entstandene sirupartige Mischung wird zunächst 1 Stunde bei
Raumtemperatur gehalten, dann 2 Stunden bei 60°C und 3 Stunden bei 80°C gerührt und anschließend auf 500 g Eis gegossen. Nach Beendigung der in Kontakt mit dem Eis einsetzenden exothermen Hydrolysereaktion wird
die entstandene wäßrige Lösung mit Aktivkohle verrührt, filtriert und die erhaltene klare Lösung mit 38 g (0,22 mol) Natriumhexafluorophosphat, gelöst in 60 ml Wasser, versetzt. Es fällt sofort ein hellgelber Niederschlag aus, der anschließend abgetrennt, mit Wasser nachgewaschen und getrocknet wird. Er besteht aus der Formel I-Verbindung 1-Dimethylamino-3-dimethylimino-2-[4-hydroxyphenyl]-propen-1-hexafluorophosphat, Fp.: 198-199°C. Die Ausbeute beträgt 62,5 g (= 86 % der Theorie).
Durch Umkristallisation aus Methanol/Diethylether (6:4 V/V) kann die Verbindung analysenrein mit den nachstehenden Charakteristiken erhalten werden. Fp. : 212°C (beginnende Zersetzung). Das IR-Spektrum kann der FIGUR 1 entnommen werden.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Abänderung, daß die erhaltene klare wäßrige Lösung statt mit 38 g (0,22 mol) Natriumhexafluorophosphat, gelöst in 60 ml Wasser, mit 53 g (0,23 mol) Naphthalin-2-sulfonat-natrium, gelöst in 1,2 1 Wasser, versetzt wird. Es fällt sofort ein hellgelber
Niederschlag aus, der anschließend abgetrennt, mit Wasser nachgewaschen und getrocknet wird. Er besteht aus der
Formel I-Verbindung 1-Dimethylamino-3-dimethylimino-2-[4-hydroxyphenyl]-propen-1-naphthalin-2-sulfonat,
Fp.: 262-263°C.
Die Ausbeute beträgt 69 g (= 81 % der Theorie). Durch Umkristallisation aus Methanol kann die Verbindung analysenrein mit den nachstehenden Charakteristiken
erhalten werden. Fp. : 268°C (beginnende Zersetzung). Das IR-Spektrum kann der FIGUR 2 entnommen werden.
Beispiel 3
Beispiel 2 wird wiederholt mit der Abänderung, daß anstelle von Naphthalin-2-sulfonat-natrium die gleiche Menge
Naphthalin-1-sulfonat-natrium zugesetzt wird. Der
ausgefallene hellgelbe Niederschlag wird abgetrennt, mit Wasser nachgewaschen und getrocknet. Er besteht aus der
Formel I-Verbindung 1-Dimethylamino-3-dimethylimino-2- [4-hydroxyphenyl]-propen-1-naphthalin-1-sulfonat, Fp. : 235- 237°C.
Die Ausbeute beträgt 38,5 g (= 41 % der Theorie). Durch Umkristallisation aus Methanol kann die Verbindung analysenrein mit den nachstehenden Charakteristiken erhalten werden. Fp.: 248°C (beginnende Zersetzung). Das IR-Spektrum kann der FIGUR 3 entnommen werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Explosionssichere und in Wasser wenig bis schwer lösliche Trimethinsalze der Formel I,
Figure imgf000009_0001
worin R und X folgende Bedeutung haben:
R = Aryl oder Heteroaryl, die gegebenenfalls einfach
oder mehrfach durch Halogen, (C1-C12)-Alkyl, (C1-C12)-Alkoxy oder Hydroxy substituiert sind, wobei Aryl vorzugsweise für Phenyl, Naphthyl,
Biphenylyl, Anthracenyl oder Tetralinyl, und
Heteroaryl vorzugsweise für Pyridinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl oder Pyridazinyl steht, Halogen
vorzugsweise F, Cl oder Br, insbesondere F oder Cl, bedeutet und die Reste (C1-C12)-Alkyl bzw.
(C1-C12)-Alkoxy gegebenenfalls einfach oder mehrfach durch Halogen, insbesondere F oder Cl, substituiert sind; X = ein Anionaquivalent eines nicht oxydierend wirkenden und sich gegenüber dem Trimethinkation inert verhaltenden Säurerestes, der in Wasser
schwerlösliche Trimethinsalze bilden kann,
vorzugsweise aus der Gruppe p-Toluolsulfonat, Naphthalin-2-sulfonat, Naphthalin-1-sulfonat,
Naphthalin-1,5-disulfonat, BF4 (-), SbF6 (-), PF6 (- ) , AlF6 (- ), insbesondere PF6 (- ) und
Naphthalin-2-sulfonat.
2. Verfahren zur Herstellung von Trimethinsalzen der
Formel I nach Anspruch 1 durch Formylierung von
Verbindungen der Formel II, R-CH2-COOH (II) worin R die Bedeutung wie in Formel I hat, unter
Bedingungen der Vilsmeier-Haack-Reaktion und
nachfolgender Hydrolyse des Formylierungsproduktes in wäßrigem Medium unter Bildung wasserlöslicher PrimärTrimethinsalze, dadurch gekennzeichnet, daß man dem die wasserlöslichen Primär-Trimethinsalze enthaltenden
wäßrigen Reaktionsgemisch Säuren der Formel III,
(H)nX (III) worin X die Bedeutung wie in Formel I hat und n eine
Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1 oder 2, insbesondere 1, bedeutet, oder deren wasserlösliche Salze in zumindest stochiometrischen Mengen zusetzt und die resultierenden und in Wasser schwer löslichen Trimethinsalze der Formel I abtrennt.
3. Verwendung der Trimethinsalze der Formel I nach Anspruch 1 bzw. hergestellt nach Anspruch 2 als Zwischenprodukte für die Synthese von Heterocyclen, vorzugsweise von
Pyrimidinen und Pyridinen.
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