DE1670086C3 - Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PyrimidinderivatenInfo
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Description
R1-N N-R2
H1C
CH-OH
(D
R^ R3
in der R1 und R2 Wasserstoff oder Alkylgruppen
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R3 und R4 Alkylfcruppen
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, dadurch
gekennzeichnet, daß man entweder
a) etwa
Formel Il
Formel Il
eichnet, daß man e Mol eines Harnstoffs der allgemeinen
R1N
CH2
I
OR,
OR,
NR,
I "
(H) ,< Aus Angew. Chemie 76 (1964), 909ff., insbesondere
S 9H und 917, ist bekannt, daß man durch Umsetzun-von
1 Mol Harnstoff mit 2 Mol eines Aldehyds,
der in ,,-Stellung zur Carbonylgruppe mindestens
rWasserstorTatom besitzt, PropylenharnstofT-Denvate
,o erhalten kann. Ferner war aus der gleichen Literatur-J
teile bekannt, daß die primären Reaktionsprodukte von Harnstoff und Aldehyd in einem reversiblen
Gleichgewicht mit den Ausgangsverb.ndungen stehen. Gemäß dieser Literaturstelle war zu erwarten, daß die
M Sm^etzung von Harnstoff mit Aldehyd-Gemischen
ebTn ο wie8 die Umsetzung von Reaktionsprodukten
von 1 Mol Harnstoff und 1 Mol eines Aldehyds A mit einem Aldehyd B zu einem Gemisch von Endprodukten
rühren würde. Mit der Möglichkeit, unter
,o SieVen Umständen ein einheitliches Endprodukt m
hoher Ausbeute zu erzielen, war nicht zu rechnen.
Es wurde gefunden, daß man Pyridinderivate der allgemeinen Formel I
35
in der R1, R2 und X die zuvor genannte Bedeutung
haben und R5 Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit etwa
1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel 111
R,
CH-CHO
(HD
I!
c
R1-N
H2C.
H2C.
N-R2 CH-OH
(U
45
in der R, und R4 die zuvor genannte Bedeutung
haben, bzw. einem Acetal oder Vinyläther dieses Aldehyds, oder
b) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen
Formel IV
in der R, und R2 Wasserstoff oder Alkylgruppen mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R3 und R4 Alkylgruppen
<o mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X Sauerstoff oder
Schwefel bedeutet, in guten Ausbeuten und auf sehr einfache Weise erhält, wenn man entweder
'a)' etwa 1 MoI eines Harnstoffs der allgemcmcn
Formel II
/ \
R2N N-R1
R2N N-R1
R5O-CH H
CH
(IV)
55
| R1N | NR2 |
| CH2 | I H |
| OR5 |
(H)
in der R1, R2, R3, R4, R5 und X die zuvor genannte
Bedeutung haben, mit etwa 1 Mol Formaldehyd in der R1, R2 und X die zuvor genannte Bedeutung
haben und R5 Wasserstoff oder einen Alkylresl mit
I bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit etwa 1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel 111
CH-CHO
(III)
in der R3 und R4 die zuvor genannte Bedeutung haben.
bzw. einem Acetal oder Vinyläther dieses ATdehyds. oder
b) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen Formel IV
Il
c
■5
, N
j
RsO-CH
RsO-CH
N-R1
H
H
(IV)
CH
in der R1, R2, R3, R4, R5 und X die zuvor genannte
Bedeutung haben, mit etwa 1 Mol Formaldehyd bzw. einem Acetal dieses Aldehyds bei Temperaturen
zwischen 30 und 100" C in Gegenwart von 5 bis 30 Gewichtsprozent einer Säure und 50 bis 400 Gewichtsprozent
Wasser, bezogen jeweils auf die Menge der Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formeln Ii
bzw. IV, und gegebenenfalls weiteren Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln umsetzt.
An Stelle der freien Aldehyde kann man auch deren Acetale oder die entsprechenden Vinyläther verwenden.
Als Ausgangsstoffe entsprechend der allgemeinen Formel I Vlasscnsich beispielsweise M ono-ri-isobutylolharnstoff,
N,N' - Dimethyl - N - mono - « - methoxyisobutylharnstoff
und als Ausgangsstoffe der allgemeinen Formel II z. B. Monomcthylolharnstoff, Monoalkoxymethylharnstoffe, wie Monomcthoxymelhy
!harnstoff, Ν,Ν'-Dimethyl-N-monomethoxymethylharnstoff
sowie die entsprechenden Thioharnstoffe verwenden.
Der bevorzugte Aldehyd der allgemeinen Formel 111 ist Isobutyraldchyd.
Als Säuren lassen sich z. B. Chlorwasserstoff, Schwefelsäure, Oxalsäure oder p-Toluolsulfonsäure verwenden.
Man wendet die Säuren in Mengen von 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Ausgangsstoffe
der allgemeinen Formeln II oder IV, an.
Die Reaktion wird in Gegenwart von Wasser in Mengen von 50 bis 400 Gewichtsprozent, bezogen auf
die Ausgangsstoffe der allgemeinen Formeln II oder IV, durchgeführt. Es ist möglich, zusätzlich Lösungs-
und/oder Verdünnungsmittel, wie Dioxan oder Dimethylformamid, einzusetzen. Die Lösungs- und/oder
Verdünnungsmittel können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Die Umsetzung der Stoffe der allgemeinen Formeln II und IV mit Aldehyden bzw. deren Derivaten
erfolgt zweckmäßig im Molvcrhällnis 1:1, weil die Reaklionsteilnchmcr in diesem MoIverhältnis bei
der Reaktion verbraucht werden. Geringe Abweichungen von diesem Molverhältnis sind möglich.
Man führt die Umsetzung zwischen 30 und lOOC, vorzugsweise zwischen 50 und 80" C, durch.
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 Reaktionstemperatur, beschleunigt werden, 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.
Die nach diesem Verfahren herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung
von Leder- und Lackhilfsstoffen sowie für Schädlingsbekämpfungsmittel. Sie sind außerdem
langsam wirkende Düngemittel.
Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichlsteile.
Zu einer Lösung von 132 Teilen N,N'-Dimethyl-N-methoxymethylharnstoff
in 300 Teilen Wasser werden unter Rühren 72 Teile Isobulyraldehyd hinzugegeben.
Nach Zusatz von 30 Teilen konzentrierter Salzsäure wird das Reaktionsgemisch 1 Stunde unter
Rühren und Rückflußkühlung auf 8O0C erwärmt. Nach Abkühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur
wird mit Natronlauge neutralisiert. Zur Entfernung des Wassers und des abgespaltenen Methanols
wird die Reaktionslösung im Wasserstrahlpumpcnvakuum bei 60 bis 70" C Badtemperatur eingedampft,
wobei ein sirupöscr 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-Oxo-4
- hydroxy -1,3,5,5 - tetramelhyl - hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 93% der
Theorie. Die elementaranalytischen, papierchromatographischen und IR-spektroskopischen Daten stimmen
mit einem auf anderem Wege hergestellten Verglcichsprodukt überein. Der Schmelzpunkt des umkristallisierten
Produkts beträgt 93" C.
Analyse für C8H16O2N2 (172):
Berechnet ... C 55,8, H 9,3, N 16,3%;
gefunden .... C 56,0, H 9,3, N 16,1%.
gefunden .... C 56,0, H 9,3, N 16,1%.
Eine Mischung von 148 Teilen N-Isobutylol-thioharnstoff,
100 Teilen einer 30%igen wäßrigen Formaldehydlösung, 100 Teilen Wasser und 40 Teilen konzentrierter
wäßriger Salzsäure werden unter Rühren und Rückflußkühlung 2 Stunden bis zum Sieden
erhitzt. Die Temperatur steigt während der Reaktions-
dauer langsam bis auf 801C an. Nach Abkühlen der
Reaktionsmischung wird mit Natronlauge neutralisiert, der gebildete Niederschlag wird abfiltrierl, mit
Wasser gewaschen und getrocknet. Es werden 132 Teile
2 - Thiono - 4 - hydroxy - 5,5 - dimethyl - hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht e.ner Ausbeute von
83% der Theorie.
Die Verbindung läßt sich aus Methanol Umkristallisieren und schmilzt dann unter Zersetzung bei 155
bis 157 C.
Analyse für C6Hi2N2OS:
Gefunden .. C 44.9, H 7,6, O 9,9, N 17,3, S 20,1 %;
berechnet .. C 45,0, H 7,5, O 10,0, N 17,5, S 20.0%.
NH
CH7
CH7
CH-OH
CH3 CH3
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten der allgemeinen Formel 1Il cbzw einem Acetal dieses Aldehyds be. Temperatur^ zwischen 30 und 100 C ,n Gegenwart von 5 bis 30 Gewichtsprozent einer Saure und 50 bis 400 Gewichtsprozent Wasser, bezogen jeweils auf die Menge der Ausgangsverb.ndungen der allgemeinen Formeln II bzw. IV, und gegebenen als weiter^ Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln umsetzt.
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