DE1670086A1

DE1670086A1 - Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten

Info

Publication number: DE1670086A1
Application number: DE19661670086
Authority: DE
Inventors: Petersen Dr Harro
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1965-07-22
Filing date: 1966-05-25
Publication date: 1970-10-29
Also published as: DE1670087A1; DE1670086B2; DE1545601A1; BE684497A; GB1148102A; US3450703A; NL6610242A; DE1670086C3; DE1670093A1; DE1670093B2; AT265280B; CH473128A; DE1670093C3

Description

BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG 1670086

Unser Zeichen: O.Z. 24 256 Sm/Mü Ludwigahafen am Rhein, den 24«5.1966

Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten

Es wurde gefunden, daß man Pyrimidinderivate der Formel

It

R₁ -N N-

¹I t

R₅-CH HC-OH ,I

worin R₁ und R₂ Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R-, und R. Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R,- Wasserstoff oder eine Alkylgruppe der Formel -CH , worin R, und R. die zuvorgenannte Bedeutung haben, und X Sauerstoff oder Schwefel bedeuten, in guten Ausbeuten und auf sehr einfache Weise erhält, wenn man
a) Harnstoffe der Formel

It

RoN NR₁

CH₂ ^Ά ' ^1J- .

OR₆

416/65 worin R₁, R₂ und X die zuvorgenannte Bedeutung haben und Rg

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" ² - °·^{Ζο 2}* ²⁵Ϊ%7ΟΟ86

Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit einem Aldehyd der Formel

⁴^ , III

worin R, und R, die zuvorgenannte Bedeutung haben, oder b) Harnstoffe der Formel

X tt

R₂N N-R₁ R₆O-CH ^H , IV

(T[I

4

worin R₁, R₂, R,, R,, Rg und X die zuvorgenannte Bedeutung haben, mit einem Aldehyd der Formel

worin R, und R. die zuvorgenannte Bedeutung haben, oder mit Form * aldehyd, oder

c) Harnstoffe der Formel

X tt

^C^ R₂-N N-R₁

R_CO~CH

, ν

H₄ Η,

worin R-, R_{2 s} R31 R^ _s Rg und X die zuvorgenannte Bedeutung haben

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- 3 - Ο,Ζ* 24 256

und R₇ für den Rest

oder den Rest

-CH-CH

OR₆

-CH₂-OR₆

steht, worin R~, R. und R. die zuvorgenannte Bedeutung haben, bei Temperaturen zwischen 30 und 100⁰C in Gegenwart von Säuren und gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und von Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln umsetzte

Anstelle der freien Aldehyde kann man auch deren Acetale oder die entsprechenden Vinyläther verwenden«

Als Ausgangsstoffe entsprechend der allgemeinen Formel IV lassen sich beispielsweise Mono-o(-isobutylolharnstoff, F,N'-Dimethyl-N-mono-^-methoxy-isobutylharnstoff und als Ausgangsstoffe der allgemeinen Formel II z.B. Monomethylolharnstoff, Monoalkoxymethylharnstoffe, wie Monomethoxymethylharnstoff, N,N'-Dimethy1-N-monomethoxymethylharnstoff sowie die entsprechenden Thioharnstoffe verwenden.

Als Ausgangsstoffe entsprechend der allgemeinen Formel V lassen sich beispielsweise ir,N^f-Di-0(-isobutylolharnstoff, N-Methylol-N'-0(-isobutylolharnstoff, Ν,Ν'-Di-^'-methoxyisobutylharnstoff, N-Methoxymethyl-N^l-oi-methoxyis"obutylharnstoff sowie die entsprechenden Thioharnstoffe verwenden» Der bevorzugte Aldehyd

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IÖ/UUÖO

- 4 » O.Z. 24 256

der Formel III ist Isobutyraldehyd.

Als Säuren lassen sich. z.B. trockener oder wäßriger Chlorwasserstoff, Schwefelsäure, Oxalsäure oder p-Toluolsulfonsäure verwenden. Man wendet die Säuren zweckmäßig in Mengen von 5 bis 30 Gew.-#, bezogen auf die Ausgangsstoffe der Formeln II, IV oder V, an.

Es ist zweckmäßig, die Reaktion in Gegenwart von Lösungs- und/ oder Verdünnungsmitteln, wie Dioxan oder Dimethylformamid, durchzuführen« Die Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel können einzeln oder als Gemisch verwendet werden« Bei Verwendung der O^-Alkylolverbindungen II, IV oder V, in denen Rg ein Wasserstoff atom bedeutet, ist ein Zusatz von Wasser nicht erforderlich. Im allgemeinen und besonders bei Verwendung von O^-Alkoxyalkylverbindungen der allgemeinen Formeln II, IV oder V, in denen Rg ein Alkylrest bedeutet, wird das Wasser in Mengen von 50 bis 400 GeWc-$, bezogen auf die Ausgangsstoffe der Formeln II, IV oder V,verwendet.

Die Umsetzung der Stoffe der allgemeinen Formeln II und IV mit Aldehyden bzw. deren Derivaten erfolgt zweckmäßig im Molverhältnis 1:1, weil die Reaktionsteilnehmer in diesem Molverhältnis bei der Reaktion verbraucht werden. Geringe Abweichungen von diesem Molverhältnis sind möglich. Zweckmäßig führt man die Umsetzung zwischen 30 und 100⁰C, vorzugsweise zwischen 50 und 80⁰C durch.

/5

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- 5 - 0.Z. 24 256 .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Kondensationsreaktion, bei der unter Abspaltung von Wasser oder Alkohol eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung bei gleichzeitigem Ringschluß stattfindet« Die Abspaltung von Wasser oder Alkohol kann durch höheren Säurezusatz, gegebenenfalls zusammen mit einer Erhöhung der Reaktionstemperatür, beschleunigt werde, jedoch gelingt es in vielen Fällen, bereits bei niedriger Temperatur in Gegenwart größerer Säuremengen die 4-Hydroxy-2-oxo-(thiono)-hexahydropyrimidine zu erhalten. Andererseits ist es möglich, die Umsetzung bei höherer Temperatur in Gegenwart von weniger Säure durchzuführen» Die Wahl der Temperatur richtet sich nach den jeweiligen Reaktionspartnern und kann bei Erhöhung des Säurezusatzes erniedrigt werden und umgekehrt. Dieses Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxy-2-oxo-(thiono)-hexahydropyrimidinen eignet sich besonders gut für die Herstellung von Derivaten, in denen zwei verschiedene Aldehyde eingebaut sind.

Die nach diesem Verfahren herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Leder- und lackhilf sstoffen sowie für Schädlingsbekämpfungsmittel. Sie sind außerdem langsam wirkende Düngemittel.

Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.

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Beispiel 1

Zu einer Lösung von 132 Teilen Ν,Ν'-Dimethyl-N-methoxymethylharnstoff in 300 Teilen Wasser werden unter Rühren 72 Teile Isobutyraldehyd hinzugegeben. Nach Zusatz von 30 Teilen konzentrierter Salzsäure wird das Reaktionsgemisch eine Stunde unter Rühren und Rückflußkühlung auf 80⁰C erwärmt. Nach Abkühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur wird mit Natronlauge neutralisiert. Zur Entfernung des Wassers und des abgefc spaltenen Methanols wird die Reaktionslösung im Wasserstrahlpumpenvakuum bei 60 bis 70⁰C Badtemperatur eingedampft, wobei ein sirupöser Rückstand mit ungelöstem Natriumchlorid erhalten wird. Das Natriumchlorid wird von dem noch warmen, sirupösen Produkt durch Filtration schnell abgetrennt. Beim Abkühlen des Filtrats beginnt nach kurzer Zeit das Reaktionsprodukt zu kristallisieren. Es werden 160 Teile 2-0xo-4-hydroxy-1,3»5, 5-tetramethyl-hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 93 # der⁵ Theorie. Die elementaranalytischen, papierchromatographischen und IR-spektrcäcopischen Daten stimmen mit einem auf anderem Wege hergestellten Mergleichsprodukt überein. Der Schmelzpunkt des umkristallisierten Prodiktes beträgt 93⁰C.

Analyseί CqH₁₆O₂N₂ (172)

berechnet! G 55,8 % H 9,3 # N 16,3 # gefunden: C 56,0 £ H 9,3 ^ N 16,1 j>.

Q098U/1864

- 7 - 0.Z, 24 256

Beispiel 2

Eine Mischung von 132 Teilen Mono-o(-isobutylolharnstoff, 400 Teilen Wasser und 72 Teilen Isobutyraldehyd wird nach Zusatz von 40 Teilen konzentrierter Salzsäure in einer Rührapparatur mit guter Rückflußkühlung langsam auf 85⁰C erwärmt. Beim Erwärmen auf 85⁰C geht der Niederschlag in Lösung. Kurze Zeit danach beginnt das Reaktionsprodukt bei dieser Temperatur auszufallen. Nach zweistündigem Erwärmen bei 85⁰C wird abgekühlt, mit Natronlauge neutralisiert, der Niederschlag abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Es werden 175 Teile 2-0xo-4-hydroxy-5,5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 94 $ der Theorie. Der Schmelzpunkt des aus Wasser umkristallisierten Produktes beträgt 221 bis 222⁰C.

Analyse: CqH₁₈O₂N₂ (186)

berechnet: C 58,1 % H 9,7 ^ 017,2% N 15,05 # gefunden: C 58,7 $> H 9,9 % 0 17,1 # N 14,8 %.

Beispiel 3

204 Teile Ν,Ν'-Bis-tf-isobutylolharnstoff werden in 500 Teilen Wasser suspendiert und unter Rühren mit 40 Teilen konzentrierter Salzsäure versetzt. Beim Erwärmen auf 85⁰C tritt für kurze Zeit eine Lösung ein. Danach tritt Ausfällung des Reaktionsproduktes ein. Nach zweistündigem Erwärmen bei 85⁰C wird abgekühlt und mit Natronlauge neutralisiert. Das Reaktionsgut wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet» Es werden 173 Teile 2-0xo-

/8

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- 8 - O.Z. 24 256

4-hydroxy-5 >S-dimethyl-ö-ieopropyl-hexahydropyrimidin erhalten» Die Ausbeute beträgt 93 # der Theorie«

Das Produkt läßt sich aus Wasser Umkristallisieren» Die elementaranalytischen und IR-spektroskopischen Daten stimmen mit einem auf anderen Wegen hergestellten Vergleichsprodukt überein»

Beispiel 4

In eine Mischung von 148 Teilen Mono-o(--isobutylol~thioharnstoff, 500 Teilen Wasser und 72 Teilen Isobutyraldehyd werden unter Rühren 45 Teile konzentrierte Salzsäure eingetragen» Nach zweistündigem Erwärmen bis auf 75⁰C wird die Reaktionsmischung abgekühlt, mit Natronlauge neutralisiert und das ausgefallene Reaktionsprodukt abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet» Es werden 158 Teile 2-Thiono-4-hydroxy-5,5-dimethyl~6-isopropylhexahydropyrimidin erhalten» Das entspricht einer Ausbeute von 78,2 % der Theorie» Die Verbindung läßt sich aus Methanol umkristallisieren und ist in ihren elementaranalytischen und IR-spektroskopischen Daten identisch mit einem auf anderem Wege hergestellten Vergleichsprodukt»

/9

009844/1864 ,

Claims

- 9 - 0.Z, 24 256

Pa t ent ans pruch

Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten der Formel

ti

R₁ -N N-R₉
R₅-GH HC-OH , I

K ^^R3

worin R., und Rp Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R, und S, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R(- Wasserstoff oder eine Alkylgruppe der Formel

-CH , ^^R4

worin R, und R. die zuvorgenannte Bedeutung haben, und X Sauerstoff oder Schwefel bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man a) Harnstoffe der Formel

It

worin R₁, R₂ und X die zuvorgenannte Bedeutung haben und Rg Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit einem Aldehyd/der Formel

R, ^

⁴ CH-CHO , III

/10

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- 10 - O.Z. 24

worin R, und R. die zuvorgenannte Bedeutung haben, oder b) Harnstoffe der Formel

I!

.C^_n R₂N N-R₁

RgO-CH ^H ,IV

worin R^, Rg, R*, R^, Rg und X die zuvorgenannte Bedeutung ψ haben, mit einem Aldehyd der Formel

CH-CHO , 3

worin R~ und R. die zuvorgenannte Bedeutung haben, oder mit Formaldehyd, oder
c) Harnetoffe der Formel

X η

R₂-N N-R₁ R^-O-CH L·

CH » ^V

worin R-, R«» S^t R/» Rg und X die zuvorgenannte Bedeutung haben

und R₇ für den Rest -CH-CH
OH₆ -R₄
-R₅ I oder den Rest -OH₂-OE₆

/11

0093A4/1864

- 11 - 0.Z". 24 256

steht, worin R^, R. und Rg die zuvorgenannte Bedeutung haben, bei Temperaturen zwischen 30 und 10O⁰C in Gegenwart von Säuren und gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und von Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln umsetzte

BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG,

0098A4/ 1864