DE2202270A1 - Verfahren zur Herstellung von heterocyclischen Verbindungen - Google Patents

Description

Mappe 22771 - Dr.K/hr
Case Ddo23557

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED, London, Grossbritannien

"Verfahren zur Herstellung von heterocyclischen Verbindungen"

Priorität t 29» Januar 1971, Grossbritannien

Die Erfindung besieht sich auf ein verbessertes Herstellungsverfahren und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren sur Herstellung von gewissen heterocyclischen Verbindungen«

Die Herstellung von 3i4-diöubstituierten 2,6-Dihydroxypyridinen oder der entsprechenden am Stickstoffatom substituierten 2-Hydroxypyrid~6-one durch Cyclisierung eines β,γ-disubstituierten eiutakonsäureamids ist bekannte Jedoch sind diese Amide nicht leicht erhältlich, da bei ihrer Synthese mehrere Kondensationestufen angewendet werden müssen und/oder niedrige Ausbeuten an gewünschtem Produkt erhalten werden.

Gemäss der Erfindung wird nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel

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(D

1 2 vorgeschlagen, worin T und T jeweils für eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Cycloalkylgruppe etehen, die substituiert sein können, und Z für ein Yasseretoffatom oder eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Cycloalkylgruppe steht, welche substituiert sein kann, wobei das Verfahren dadurch ausgeführt wird, dass man eine heterocyolieohe Verbindung der Formel

(2)

der Einwirkung einer heieeen wässrigen Mineralsäure unterwirft«

Als Mineralsäure wird voraugsweiae wässrige Schwefelsäure verwendet, die 70 bis 95 eew,-£ H₂SO. enthält, in welchem Fall bevorzugt eine Temperatur von 80 bis 180⁰O und insbesondere von 105 bis 120⁰C verwendet wird.

1 2 Wenn T , T und Z Aryl- oder Aralkylgruppan darstellen, dann kann ein« S0,H--3ruppe als Substituent am Arylkern eingeführt werden«

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Beispiele für Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- und Cycloalkylradikale, die durch T¹, T² und Z dargestellt werden, sind Methyl, Äthyl, n-Propyl, η-Butyl, Phenyl, Benzyl, Chlorophenyl_s Nitrophenyl, 2-, 3- oder 4-Hiedrigalkyl-phenyl und insbesondere 2-, 3- oder 4-Methyl- oder Äthyl-phenyl,

Beispiele für Verbindungen der Formel (2) sind:

3-Cyano-4,5-dimethy1-2,6-dihydroxypyridin, 3-0yano-1,4,5-trimethyl-6-hydroxypyrid-2-on_i 1-Athyl-3~cyano~4,5-dimethyl-6-hydroxypyrid-*2~on_?

1-Äthyl~3-cy8Jio-4-Jaethyl-5-n--butyl-6~hydrozypyrid-2-on_i, 1 -Phenyl-3 -cyano -4-methyl~5-benzyl-6-hydroiypyrid-2-on,, 1-BenByl-3-cyano-4-^nethyl-5-äthyl-6-hydroxypyrid-2-on,

1-p-Chlorophβnyl-3-cyano-4-methyl-5-propyl-6-hydroxypyrid-2-onΓ 1 -p-Hitrophenyl^-cyano^-Biethyl -S-m-chlorophenyl-ö-hydroxy-;·

pyrid-2-on,

l-n-Propyl-3-oyano-4-phenyl-5-äthyl-6-hydroIypyrid-2-onc

Die Verbindungen der Formel (2) können leioht dadurch erhalten werden, dass man eine Verbindung der Formel

T¹ - C0oCH.00₂ alkyl [3)

i²

Cyaneesigester und eine Verbindung der Formel S-,HH₅ miteinander

1 2
umeetzt, wobei die Symbole T _; T und Z die oben angegebenen

Bedeutungen besitzen

Wegen der Leichtigkeit,, mit der diese Reaktion und die anschliessende kombinierte Hydrolyse und Desartcxylierung abläuft und wegen der leicrwen Verfiigbaj'keit ve η Cyanesßigester

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und der Verbindungen der Formel (3J liefert das neue Verfahren einen Weg zu den Verbindungen der Formel (1), der wesentlich wirtschaftlicher ist als die bisher bekannten Verfahren«

Die durch das neue Verfahren erhältlichen Verbindungen sind beispielsweise als Kupplungskomponenten für die Herstellung von Azofarbstoffen brauchbar,

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, in denen Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind. Die Temperaturen sind in C angegebene

Beispiel 1

79 Teile Äthyl-cf-ä^thyl^acetoacetat und 57 Teile Äthyl-cyanoacetat werden gemeinsam bei 5 bis 10° gerührt, währenddessen 200 Teile einer 70 #igen wässrigen Lösung von Äthylamin in einer Portion zugegeben werden, was einen Temperaturanstieg auf 30° verursacht. Die Lösung wird 16 Stunden bei 55 bis gtrührt und dann im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der erhaltene Sirup wird in 500 Teilen Wasser aufgelöst und zweimal mit 150 Teilen Äther extrahiert, und die wässrige Fraktion wird mit Holekohle behandelt und filttlert. Ansäuerung der wässrigen Fraktion ergibt «ine Ausfällung von 60 Teilen 5-Cyano-1,3-diäthyl-6-hydroxy-4-methylpyrid~2-on mit einem Fp von 152°o Umkrietallisation aus wässrigem Äthanol ergibt ein rtines Material mit einem Fp von 157°° (Gefunden: C « 63,3» H * 6,7, N β 13,6 Ji. ^Cji^IIi4⁰2^1T2 ^er*^{ordert;i c s} 64,O_n H = 6,8, H - 13,6 #),

51 Teile dieses Produkts werden in Portionen zu 92 Teilen

80 #ige Schwefelsäure zugegeben, und die Lösung wird 16 Stunden bei 105 bis i10° gerührt. Die dicke Lösung wird in 600 Teilen

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Eis/Wasser geschüttet und 2 Stunden be.i O bis 5° gerührt» Das Produkt wird filtriert, in 400 Teilen Wasser aufgelöst, indem tropfenweise alkalische Flüssigkeit (7O⁰Tw) zugegeben werden, mit Holzkohle behandelt und nochmals filtriert. Das farblose Piltrat wird mit Salzsäure (36⁰Tw) angesäuert, bis es gegenüber Kongorot-Indikatorpapier schwach sauer reagiert., 37,3 Teile 1,3-Diäthyl-6~hydroxy 4-methylpyrid-2-on werden durch Filtration gesammelt, mit 100 Teilen Wasser gewaschen und übei Phosphorpentoxyd im Vakuum getrocknet. Das Produkt besitzt einen Pp von 67 bis 69°. Gemäss Analyse enthält es C =■ 66,0, H »8,1, N * I₁Q JS- (C₁₀H₁₅O₂H erfordert; G » 66,3_f K » 8,3, N * 7,7 £).

Beispiel 2

Wenn anstelle der 79 Teile Äthyl-tt-äthylacetoacetat in Eeispiel 1 72 Teile Äthyl-o(~fl»ethylacetoacetat verwendet werden, dann werden 76 Teile 5-Cyano-3»4-diiaethyl-1*äthyl-6-hydroxypyrid-2-on erhalten. Pp 196 bis 198°. Gefunden; C « 62,7, H « 6,3, N * 14,9 $0 C₁₀H₁₂O₂N₂ erfordert: C * 62,5, H « 6,3, N m 14,6 #<■ Es wird in ähnlicher Weise in 80 #iger Sohwefel-Bäure bei 115 bis 120° in 3,4-Dimethyl~1-äthyl-6-hydroxypyrid-2-on hydrolysiert. Fp 64 bie 68°. Gefundsn: C « 64,3, H « 7_f6₉ N « 8,6 %» C₉H₁₅O₂N erfordert? C «= 64,7, H * 7,8, N * 8_?4 $. Ausbeute 58 Teile»

Beispiel 3

Wenn anstelle der 79 Teile Äthyl-oi-äthylacetoacetat in Baispiel 1 93 Teile Äthyl-oi-n-butylacetoacetat verwendet werden_$ dann werden 45 Teile 3-n-Butyl-5-cyano-i-äthyl-4-methyl-6~ hydroxypyrid-2-on erhalten, Pp 134 bis 135°o Gefunden* C * 66,4, H β 7,5, X -* fi,8 *£, C-H^gO₂N₂ erfordert: C = 66,2, H tr 7,7, N .- 12_v0 %. Es wird in ähnlicher Weise durch 30 ?Sige Schwefelsäure bsi 15 bis 120° hydrolysiert, wobei 3-n-3utyl-

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1-äthyl-6-hydroxy-4-methylpyrid-2-on erhalten werden. Pp 73 bis 75°o Gefunden: C » 70,1, H - 9,8, N « 7,2 %. C₁₂H^O₂N erfordert: C * 69,1, H ■ 9.2, N = 6,7 fi> Ausbeute 34 Teile,

Beispiel 4

Wenn anstelle der 79 Teile Äthyl-OC-äthylacetoacetat und der 200 Teile 10 #iges wässriges Äthylamin in Beispiel 1 72 Teile Äthyl «-me thy lace toace tat bzw. 170 Teile 60 #iges wässriges Methylamin verwendet werden, dann wird 5-Cyano-6-hydroxy-1,3,4-trimethylpyrid-2-on erhalten, das durch Erhitzen in 80 £iger Schwefelsäure bei 115 bie 120° hydrolysiert wird, wobei 52 Teile 6-Hydroxy-1,3,4-triaiethylpyrid-2-on erhalten werden. Pp 161 bie H » 9,1 *.

Pp 161 bie 164°. Gefunden: ff «= 8,2 #. CqH₁ OJ» erfordert:

BeiBPiel 5

Wenn anstelle der 170 Teile 60 £igee wässriges Methylamin in Beispiel 4 260 Teile 70 £igee wässriges n-Propylamin verwendet werden, dann wird S-Cyajao^^-^imethyl-e-hydroxy-i-n-propylpyrid-2-on erhalten, das durch Srhiteen in 80 £iger wässriger Schwefelsäure bei 115 bis 120° hydrolysiert wird. Dabei werden 59 Teile 3,4-Dimethyl-6-hydroxy-1-n-propylpyrid-2-on erhaltene, Pp 58 bis 62°. Gefunden: I = 7,4 %» ^c-_i^,c⁰^^s erfordert« H « 7,7 *>

Beispiel 6

Wenn anstelle der 170 Teile 60 £iges wässriges Methylamin in Beispiel 4 320 Teile 70 $Lges wässriges n-Butylamin verwendet werden, dann wird i-n-Butyl-S-cyano^^-dimethyl-ö-hydroxypyrid-2-on erhalten, das durch Erhitzen in 80 #iger wässriger Schwefelsäure bei 115 bis \20° hydrolysiert wird. Dabei werden 63 Teile 1-n-Bu;yl-3,4-dimeth.yl~6-hydroxypyrid-2-on erhalten, Pp 74 bis 76°. Gefunden: C = 66,8, H =* 9,0, S · 7,3 t.

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erfordert: C - 67,4, H * 8,7, N^ 7,2

Weitere erfindungsgemässe Beispiele finden sich in der folgenden Tabelle« Äquimolare Mengen des Esters der Spalte II und Äthyl- oder Methyl-cyanoacetat werden ait einem überschuss des Amins in Spalte III unter ähnlichen Bedingungen wie in den Beispielen 1 bis 6 umgesetzte Das vollständig substituierte Pyridon wird isoliert und hydrolysiert, wie es oben beschrieben wurde, wobei die in der Spalte IV angegebene Verbindung erhalten wird.

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O CO OD U) CJ

Beispo	Eater	AnIn	Pyridon
7 *	Methyl-tX-methylacetoacetat	Äthylendiamin	1-ß-AminoÄthyl-3,4-dimethyl~6-hydroxy- pyrid-2-on
8	Methyl-o<c-ä thy lace toacetat	1,3-Propylendiamin	1 --y-Aminopropyl-3-ätnyl-4-methyl~6- hydroxypyrid-2-on
9	Methyl-o(-methylacetoacetat	Benaylamin	1 -BÄMyl^^-dimethyl-e-hydroxypyrid- 2-on
10	Äthyl-Ot-methylacetoacetat	n-Butylanln	1-Butyl-3 f 4-dimethyl-6-hydroxypyrid-2-on
Π	dto.	Benaylamin	1 -Beneyl-3,4-dimethyl-6-hydroxypyrid- 2-on
12	Äthyl -0(-ä thylacetoacetat	Methylamin	1-Methyl-3-äthyl~4-methyl-6-hydroxy- pyrid-2-on
13	dto.	n-Propylamin	1-PΓopyl-3-äthyl-4-methyl-6-hydroxy- pyrid-2-on
14	dto.	Ieopropylamin	1-Ieopropyl-3-äthyl-4-methyl~6-hydroxy- pyrid-2-on
■5	dto.	Äthylendiamin	i-ß-Aminoätbyl^-Äthyl^-methyl-ö- hydroxypyrid-2-pn
16	dto.	n-Butylamia	1—Butyl-3-äthyl-4-methyl-6-hydroxypyrid~ 2-on
17	dto.	Benzylamin	1-Benayl-3-äthyl-4~methyl-6-liydroxy- pyrid-2-on

	8	ι	ι
	U		fr
	τ»	ο	ο
	6-hy
	ι H	-hyd	-hyd
	thy	ι
	φ	hyl	nyl
	!	■ρ	φ
		I	a
	ι H	I	ι
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	Ρ·	i-i	r-i
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		Pt« t<^ O	U
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α		■Ρ
μ		•υ	:-^
Pt
α	ω
τλ			O
φ		CVI

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Beiaplel 21

Wenn anstelle der 79 Teile Äthyl-d-äthylacetoacetat in Beispiel 1 eine äquivalente Menge Äthyl-of-äthylacetoacetanilid ▼erwendet wird, dann wird nach Hydrolyse mit Schwefelsäure 1~Phenyl~3-äthyl-4-methyl-6-hydroxypyrid-2»on erhaltene

Patentansprüche;

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Claims (1)

1. Mi Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel

   worin T¹ und T Jeweils für eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Cyolomlkylgruppe stehen, die substituiert sein kann;und Z für ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Gycloftlkylgruppe steht, welohe substituiert sein kann_r dadurch gekennxeiohnet, dass aan eine heterocyolisohe Verbindung der Foraal

   der Einwirkung von heiseer wässriger Mineralsäure unterwirft.

   2o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ban als Mineralsäure 70 bis 95 £ige (Gew.) Schwefelsäure verwendet und' das Gemisch auf 80 bis 130⁰C erhitzte

   3ο Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch auf ¹05 bis 12O⁰C erhitzte

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