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DE2014801A1 - Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitrilderivaten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitrilderivaten

Info

Publication number
DE2014801A1
DE2014801A1 DE19702014801 DE2014801A DE2014801A1 DE 2014801 A1 DE2014801 A1 DE 2014801A1 DE 19702014801 DE19702014801 DE 19702014801 DE 2014801 A DE2014801 A DE 2014801A DE 2014801 A1 DE2014801 A1 DE 2014801A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cold
reaction mixture
added
tertiary amine
malononitrile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702014801
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Osaka; Takami Fumitaka Higashiosaka; Ikawa (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shionogi and Co Ltd
Original Assignee
Shionogi and Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shionogi and Co Ltd filed Critical Shionogi and Co Ltd
Publication of DE2014801A1 publication Critical patent/DE2014801A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00Carboxylic acid nitriles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

" Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitrilderivaten " Priorität: 28. März 1969, Japan, Nr: 24081/69 .
Es ist bekannt, aus Alkoxymethyleniiialonsäuredinitril- oder Dialkylaminomethylenmalonsäuredinitril--Verb indungen durch Umsetzung mit Amidinverbindungen 2-Methyl-4-aminö-5-cyanpyrimidin herzustellen; vergl. z. B. britische Patentschrift 1 087 505· Das 2-Methyl-4-amino-5-cyanpyrimidin 1st ein wichtiges Zwischenprodukt zur Herstellung von Ihiaminen.
Äthoxymethylenmalonsäuredinitril z. B. wurde bisher durch Umsetzung von Triäthoxymethan, d. h. Orthoameiserisäureäthylester, mit Malonsäuredinitril und Essigsäureanhydrid und anschließende Abtrennung des Produktes aus dem Beaktionsgemisch durch Destillation oder Extraktion hergestellt* Dieses
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Verfahren hat nicht nur den Nachteil, daß Orthoameisensäureäthylester eine teure Verbindung ist, sondern daß die Abtrennung des Reaktionsproduktes auch "aufwendig ist.
Dimethylaminomethylenmalonsäuredinitril z.B. wurde bisher durch Umsetzung von Ν,Ν-Dimethylformamid-di thylacetal mit Malonsäuredinitril hergestellt; vergl. H. Meerwein et al., Liebigs Annalen der Chemie, Band 64-1, Seite 1 (1961). Auch dieses Verfahren ist wegen der teuren Ausgangsverbindungen unwirtschaftlich.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein neues, einfacheres und billigeres Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitrilderivaten der vorgenannten Art zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitr!!derivaten der allgemeinen Formel I
E-CH=C-CN (I)
in der R einen Alkoxyrest, wie eine Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy- oder Butox^gruppe, oder einen Dialkylaminorest, wie die Dime thylamino- oder Diäthylaminogruppe, und X eine Cyangruppe oder einen Carbalkoxyrest, wie die Carbomethoxy- oder Carb-Sthoxygruppe, bedeutet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeich-
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net, daß man
(a) zur Herstellung der Verbindungen, in denen R einen Dialkylaminorest bedeutet, entweder zunächst ein Dialkylformamid mit einem Chlorameisensaurealkylester unter Wasserausschluß und in der Kälte umsetzt, hierauf das Reaktionsgemisch in der Kälte mit einem tertiären Amin versetzt und anschließend das basische Reaktionsgemisch in der Kälte mit einer Gyanmethylenverbindung der allgemeinen Formel II
CH2-CN . (II)
X .
in der X die obige Bedeutung hat, versetzt und auf Temperaturen von etwa 30 bis 400C erwärmt, oder die Komponenten gleichzeitig in Gegenwart des tertiären Amins zunächst in der Kälte und anschließend bei etwa 30 bis 400C zur Umsetzung bringt, und daß man
Cb) zur Herstellung der Verbindungen, in denen R einen Alkoxyrest bedeutet, entweder zunächst das Dialkylformamid mit dem Chlorameisensaurealkylester unter Wasserausschluß in '-_.- der Kälte umsetzt und hierauf das Reaktionsgemisch in der Kälte mit der Cyanmethylenverbindung versetzt und das Gemisch auf Temperaturen von etwa 30 bis 400C erwärmt oder
die Komponenten zunächst in der Kälte und anschließend etwa
bei ^30 bis 40°C gleichzeitig zur Umsetzung bringt und gegebenenfalls hierauf das Reaktionsgemisch mit einem tertiären Amin versetzt.
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Vorzugsweise wird im Verfahren der Erfindung als Dialkylformamid Dimethylformamid, als Chlorameisensaurealkylester Chlorameisensäureäthylester und als Cyanmethylenverbindung entweder Malonsäuredinitril oder Cyanessigsaureäthylester verwendet. Die Um-
setzung wird vorzugsweise in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten, wasserfreien Lösungsmittel' durchgeführt. Beispiele für verwendbare Lösungsmittel sind Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel. Das bevorzugte Lösungsmittel ist Benzol.
Zur Herstellung der Verbindungen, in denen R einen Dialkylaminorest bedeutet, wird die Umsetzung der Cyanmethylenverbindung der allgemeinen Formel II in Gegenwart eines tertiären Amins durchgeführt. Beispiele für verwendbare tertiäre Amine sind Trialkylamine, wie Trimethylamin, Triäthylamin und Tripropylamin. Triäthylamin ist bevorzugt.
Das Verfahren der Erfindung am Beispiel der Umsetzung von Dimethylformamid mit Clorameisensäureäthylester und der Cyanäthylenverbindung der allgemeinen Formel II kann reaktionsmechanistisch folgendermaßen erklärt werden:
CH
CH,
0
N-CH
CH CH
CH
OCOOC2H5
OC2H5
Cl'
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GN CH +
CH
(Ill)
N-CH=C ^ +C2H5OH ^X
Aus dem Zwischenprodukt der allgemeinen Formel- III spaltet sich Dimethylamin ab (Reaktionsweg a) , wenn die Cyaninethylenverbindung der allgemeinen Formel. II dem Seaktionsgemisch aus Dimethylformamid und Chlorameisensäureäthylester in Abwesenheit des tertiären Amins zugesetzt wird. In Gegenwart des tertiären Amins wird der Reaktionsweg b) eingeschlagen, und es spaltet sich aus dem Zwischenprodukt der allgemeinen Formel III Äthanol ab.
Das Verfahren der Erfindung hat einen weiteren Vorteil, der technisch von besonderer Bedeutung ist. Nach beendeter Umsetzung kann im Reaktionsgemisch noch nicht umgesetzter Chlorameisensäurealkylester vorhanden sein, der sich leicht durch Spaltung in das entsprechende Alkylchlorid und Kohlendioxyd zersetzen, läßt; vergl. Angew. Chem., Bd. 72, Seite 8J6 (1960). Somit kann das Reaktionsgemisch unmittelbar einer anschliessenden weiteren Umsetzung unterworfen werden, ohne-das Produkt isolieren zu müssen. - ■
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
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Beispiel 1
19 S Dimethylformamid werden unter Eiskühlung und unter Wasserausschluß in 23,6 g Chloramexsensaureäthylester eingetragen. Das Gemisch wird *>0 Minuten in der Kälte gerührt, danach unter Eiskühlung mit 3,6 g Malonsäuredinitril versetzt und 1 Stunde unter Eiskühlung gerührt. Anschließend wird das erhaltene Reaktionsgemisch 1 Stunde auf Baumtemperatur und anschließend 2 1/2 Stunden auf 350C erwärmt. Nach beendeter Umsetzung kristallisiert Dimethylamin-hydrochlorid aus. Die Lösung wird hierauf abgekühlt und in kaltes Wasser eingegossen. Hierbei scheiden sich Kristalle ab. Das wäßrige Gemisch wird mit Benzol extrahiert, der Benzolextrakt mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Es hinterbleiben 5,19 g rohes Äthoxymethylenmalonsäuredinitril. Die· Ausbeute beträgt 80 % der Theorie. Nach Umkristallisation aus Äthanol oder einer Mischung von Äther und Cyclohexan erhält man farblose Prismen vom P. 67°C. Das IR- und UV-Absorptionsspektrum ist identisch mit dem einer authentischen Probe.
Beispiel 2
40.ml wasserfreies Benzol, 7»31 S Dimethylformamid, 10,85 S Chlorameisensäureäthylester und 1,65 g Malonsäuredinitril wer-; den gemäß Beispiel 1 zur Umsetzung gebracht. Die Umsetzung wird 6 Stunden durchgeführt, bis sich kristallines Dimethylaminhydrochlorid abscheidet. Das Dimethylamin-hydrochlorid wird aus dem Reaktionsgemisch durch Extraktion mit Wasser entfernt. Da-
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nach wird die Benzollösung gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Ausbeute 3,05 g (85,3 % der Theorie) Äthoxymethylennalonsäuredinitril.
Beispiel 3
21,7 β Dimethylformamid, 21,7 g Chlorameisensäureäthylester und 5,66 g Cyanessigsäureäthylester werden gemäß Beispiel 1 zur Umsetzung gebracht. Danach wird das Reaktionsgemisch innerhalb von 2 Stunden unter Eiskühlung und Rühren tropfenweise mit , 21,7 6 Triäthylamin versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das ^ Gemisch 1 Stunde auf Raumtemperatur und anschließend 2 1/2 Stunden auf 35°C-erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Es werden 9,12 g bräunliche Kristalle des Äthoxymethylencyanessigsäureäthylesters erhalten. Nach Umkristallisation aus einer Mischung von Äther und Cyclohexan schmelzen die farblosen Nadeln bei 50 bis 510C. Ausbeute 4 g (50 % der Theorie). Das IR- und UV-Absorptionsspektrum dieser Verbindung ist identisch mit dem einer authentischen Probe. ·
Beispiel 4 ^
21,7 g Dimethylformamid werden unter Eiskühlüng und Rühren mit 21i7 e Chlorameisensäureäthylester versetzt und 30 Minuten in der Kälte umgesetzt. Danach wird das Gemisch bei 0 bis 5°C tropfenweise mit 21,7 g Triäthylamin und anschließend ebenfalls in der Kälte innerhalb 2 Stunden mit 3,3. g Malonsäuredinitril "versetzt. Hierauf wird das Reaktionsgenisch 1 Stunde auf Raumtemperatur und anschließend 2 1/2 Stunden auf 35°0 erwärmt...
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Die Aufarbeitung erfolgt gemäß Beispiel 1. Man erhült eir. dunkles bräunliches Öl. Das Produkt wird an neutraler. Alu-ir.iuaoxyd chromatographiert und mit Benzol eluiert. IJach den Σίη-dampfen-des Eluats erhält man blaßgelbe Schuppen ver ?. S-S bis" 870C. Ausbeute 0,6 g (10 % der Theorie). Das IR- ur.d UV-Absorptionsspektrum dieser Verbindung ist mit den einer authentischen Probe (Liebigs Annalen der Chemie, Band 641 (1961), Seite 1 bis 39 > Angew. Chem., Band 72 (1960), Seite 77) identisch.
Beispiel 5
21,7 6 Dimethylformamid, 21,7 S Chlorameisensäureäthylester, 21,7 g Triäthylamin und 5,66 g Cyanessigsaureathylester werden auf die in Beispiel 4 beschriebene Weise miteinander vermischt und zur Umsetzung gebracht. Die Aufarbeitung erfolgt in gleicher Weise. Man erhält einen grünstichig braunen kristallinen Rückstand nach dem Verdampfen der Benzollösune· Durch Umkristallisation des Rohproduktes aus Diäthyläther werden blaßgelblich weiße Nadeln von F. 80 bis 810C erhalten. Auebeute 2,61 g (31 % der Theorie). Das IR- und UV-Absorptionsspektrum ist mit dem einer authentischen Probe identisch; Ancew. Chem., Band 72, Seite 77 (1960).
- 9 -009841/1938 B*

Claims (4)

  1. P a tentansp r ü ehe
    1y Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitrilderivaten der allgemeinen Formel I
    R-CH=C-CN (I)
    ι '
    in der R einen Alkoxyrest oder einen Dialkylaminorest und X eine Cyangruppe oder einen Carbalkoxyrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man
    (a) zur Herstellung der Verbindungen, in denen R einen Dialkylaminorest bedeutet, entweder zunächst ein Dialkylformamid mit einem Chlorameisensäurealkylester unter Wasserausschluß und in der Kälte umsetzt, hierauf das Reaktionsgemisch in der Kälte mit einem tertiären Amin versetzt und anschließend das basische Reaktionsgemisch in der Kälte mit einer Cyanmethylenverbindung der allgemeinen Formel II
    CH2-CN . (II)
    X · .- ■ ■ - . ■
    in der X die obige Bedeutung hat,
    versetzt und auf Temperaturen von etwa 30 bis 4O0C erwärmt oder die Komponenten gleichzeitig in Gegenwart des tertiären Amins zunächst in der Kälte und anschließend bei etwa JO bis 4-00C zur Umsetzung bringt, und daß man
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    20H801
    (b) zur Herstellung der Verbindungen, in denen R einen Alkoxyrest bedeutet, entweder zunächst das Dialkylformamid mit dem Chloraneisensaurealkylester unter Wasserausschluß in der Kälte umsetzt und hierauf das Reaktionsgemisch in der Kälte mit der Cyanmethylenverbindung versetzt und das Gemisch auf Temperaturen von etwa 50 bis 40°C erwärmt oder die Komponenten zunächst in der Kälte und anschließend bei etwa J>0 bis 4O0C gleichzeitig zur Umsetzung bringt und gegebenenfalls hierauf das Reaktionsgemisch mit einem tertiären Amin versetzt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dialkylformamid Dimethylformamid, als Chlorameisensäurealkylester Chlorameisensäureäthylester und als Cyanmethylenverbindung Malonsäuredinitril oder Cyanessigsäureäthylester verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem inerten wasserfreien Lösungsmittel, vorzugsweise in Benzol, durchführt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,, daß man als tertiäres Amin ein Trialkylamin, vorzugsweise Tri-> äthylamin, verwendet.
    009841/1938
DE19702014801 1969-03-28 1970-03-26 Verfahren zur Herstellung von Malonsäurenitrilderivaten Pending DE2014801A1 (de)

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