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DE2331969C3 - beta-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionltril und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

beta-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionltril und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number
DE2331969C3
DE2331969C3 DE19732331969 DE2331969A DE2331969C3 DE 2331969 C3 DE2331969 C3 DE 2331969C3 DE 19732331969 DE19732331969 DE 19732331969 DE 2331969 A DE2331969 A DE 2331969A DE 2331969 C3 DE2331969 C3 DE 2331969C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
trimethoxyphenyl
benzene
propionitrile
copper
solution
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.)
Expired
Application number
DE19732331969
Other languages
English (en)
Other versions
DE2331969B2 (de
DE2331969A1 (de
Inventor
Takao Tokio; Himoto Shizuo; Nakagawa Kunio; Kawagoe Saitama; Suzuki (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.)
Nisshin Seifun Group Inc
Original Assignee
Nisshin Seifun Group Inc
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
Priority claimed from JP6182772A external-priority patent/JPS4920149A/ja
Application filed by Nisshin Seifun Group Inc filed Critical Nisshin Seifun Group Inc
Publication of DE2331969A1 publication Critical patent/DE2331969A1/de
Publication of DE2331969B2 publication Critical patent/DE2331969B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2331969C3 publication Critical patent/DE2331969C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Description

H3CO
H3CO
dadurch gekennzeichnet, daß man 1-Amino-3,4.5-trimethoxybenzoi der Formel
Zur Herstellung von /ί-Aryl-propionitnlen, die eine oder mehrere Methoxygruppen oder Hydroxylgrup-
s nen am aromatischen Kern tragen, ist beispielsweise Ein Verfahren bekannt, bei dem das entsprechend substituierte Methoxybenzol oder das entsprechend substituierte Hydroxybenzol mit Acrylnitn umgesetzt werden, wodurch die direkte Cyanoathylierung des
,o Ausgangsbenzolderivats erreicht wird (A. Chatferjee und B.G. Hazra; «Tetrahedron Letters« 73 1969) Weiterhin hat die Anmcldenn em verfahren vorgeschlagen, nach dem 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd mit Cyanoessigsäure zu /*-(3 4,5-Tnmethoxyphe-
nvD-acrylnitril umgesetzt wird, das anschließend in Gegenwart eines Palladium-Kohlenstoffkatalysators hydriert wird (japanische Patentanmeldung 9 783/
H3CO
H3CO
^-NH,
(11)
H3CO
in an sich bekannter Weise diazotiert und das erhaltene Diazoniumsalz des 3,4,5-Trimethoxybenzols anschließend in Gegenwart eines Kupfer(I)-halogenids oder eines Kupfer(II)-halogenids mit Acrylnitril zu einem 'i-Halogen-/i-(3,4.5-trimethoxyphenyl)-piopionitril der allgemeinen Formel
H3CO
CH2-CH-CN
(UI)
in der X das aus dem Kupfersalz stammende Halogen bedeutet, umsetzt und daß man die so erhaltene Verbindung der Formel (111) anschließend vor oder nach dem Abtrennen aus dem Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise reduktiv dehalogeniert.
Uas zuerst genannte Verfahren der direkten Cyanoäthylierune des substituierten Benzols ist für die Herstellung des ^(3.4.5-Trimethoxyphenyl)-propionitrils nicht geeignet, da bei dieser Reaktion mit großer Wahrscheinlichkeit die Cyanoäthylgruppe bevorzugt in Ortho- und ParaStellung eingebaut wird, so daß ^ bei der Umsetzung von 1.2,3-Trimethoxybenzol mit "' Acrylnitril die Cyanoäthylgruppen in unerwünschten Stellungen im Benzolring des Ausgangsmatenals eineeführt werden, so daß, wenn überhaupt, die gewünschte Verbindung der Formel (1) nur in sehr geringen ίο Ausbeuten erhalten wird.
Das zweite genannte Verfahren ist nicht notwendiuerweise auch ein wirtschaftlich vorteilhaft durchführbares Verfahren, da der als Ausgangsmatenal verwendet- 3,4.5-Trimethoxybenzaldehyd schwer herstellbar ist und außerdem eine großtechnisch schwer " regelbare katalytische Hydrierung einschließt.
Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten wird ein ebenfalls neues und eigenartiges Verfahren zur Herstellung des ,H3,4.5-Trimethoxyphenyl)-propionitnls vorgeschlagen, das leicht und im kommerziellen Rahmen mit hohen Ausbeuten an dem gewünschten Produkt durchgeführt werden kann.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Vertahrcn zur Herstellung des Nitrils der Formel (I) besteht darin, daß l-Amino-3.4,5-trime:hoxybenzol der Formel
H,CO
Die Erfindung betrifft /i-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionitril und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die neue Verbindung hat die folgende Formel:
(H)
H3CO
H3CO
H3CO
-CH7-CH2-CN (1)
H3CO
in an sich bekannter Weise diazotiert wird und das erhaltene Diazoniumsalz des 3.4,5-Trimethoxybenzols in Gegenwart von Kupfer(l)-ralogenid oder Kupfer(ll)-halogenid mit Acrylnitril zu einem «-HalogenfM3,4,5-trimelhoxyphenyl)-prop:onitril der allgemeinen Formel
Die Verbindung (I) besitzt selbst antimikrobische Aktivität und kann außerdem als Zwischenprodukt zur Herstellung von 2.4-Diamino-5-(3',4',5'-trimethoxybenzyl)-pyrimidin verwendet werden, dessen außerordentlich starke antibakteriell Aktivität bekannt 6s ist (US-PS 26 58 897, 29 09 522, 30 49 544 und GB-PS 34 801, 8 75 562, 9 20 412 und 9 57 797). Die Verhindune (I) kann also direkt als Medikament oder H1CO
V-CH1-CH-CN (III)
H3CO
H3CO
umgesetzt wird, in der X für das aus dem Kupfersalz
stammende Halogen steht, wobei dieses Nitril der Formel (IU) anschließend vor oder nach der Isolierunu aus dem Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise reduktiv dehalogeniert wird.
Bei der Diazotierung des 1 -AminoOAS-trimethoxybenzols im Rahmen des Verfahrens gemäß dei Erfindung wird das Diazoniumsalz des 3,4,5-Trimethoxybenzols der allgemeinen Formel
HXO
H3CO -(Υ N = N-X (IV)
H3CO
gebildet, in dem X den Säurerest der bei der Diazotierung verwendeten Mineralsäure bedeutet. Die Umsetzung des Diazoniumsalzes mit dem Acrylnitril ist eine Meerwein-Kondensation, in der die ursprünglich im Ausgangsmaterial, dem l-Amino-3,4,5-trimeihoxybenzol. vorhandene 1-Aminogruppe schließlich durch eine 2-Halogen-2-cyanoäthylgruppe ausgetauscht werden kann. Bislang galt die Meinung, daß der Wirkungsgrad der Meerwein-Kondensation mit Benzolderivaten, die eine Methoxygruppe am Kern tragen, niedriger sei als Tür Benzolderivate, die eine elektronenabsaugende Gruppe, beispielsweise eine Nitrogruppe oder Chlor, enthalten (Brunner und P e r g e r, »Monatsh.« 79, S. 187, 1948). Entsprechend dieser Lehrmeinung ist die Herstellung von /5-Phenylpropionitrilderivaten mit 3 Methoxygruppen am Benzolring unter Verwendung der Meerwein-Kondensation weder versucht noch durchgeführt worden. Angesichts dieser Sachlage ist es um so überraschender, daß wider Erwarten die Umsetzung des Diazoniumsalzes des 3,4,5-Trimethoxybenzols mit Acrylnitril nach dem Meerwein-Verfahren trotz der Gegenwart der drei Methoxygruppen am Benzolring des 3,4,5-Trimethoxybenzols mit hoher Ausbeute glatt verläuft, so daß auch das a-Halogen-/i-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-propionitril mit hoher Ausbeute und damit auch das Endprodukt der Formel (I) mit außerordentlich hoher Gesamtausbeute des Verfahrens erhalten werden kann. Das Verfahren wird in zwei Stufen durchgeführt, nämlich in der ersten Stufe der Meerwein-Kondensation und der darauf folgenden Stufe der reduktiven Dehalogenierung. Für die Meerwein-Kondensation wird das l-Amino-3,4,5-trimethoxybenzol in einer Mineralsäure, beispielsweise in Salzsäure, oder in einem Gemisch von Mineralsäuren und organischen Säuren, beispielsweise in einem Gemisch von Salzsäure und Essigsäure, gelöst. In die so erhaltene Lösung wird ein niederes Stickstoffsalz, beispielsweise Natriumnitrit, bei 5°C oder tieferer Temperatur dazugegeben, wobei die Diazotierung des 1-Amino-3,4,5-trimethoxybenzols glatt vonstatten geht. Das Reaktionsgemisch der Diazotierung wird dann mit einer Acrylnitrillösung und einem Kupfersalz in Aceton bei tiefer Temperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb von 0°C und vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre, beispielsweise in Stickstoffatmosphäre, versetzt. Das Mol verhältnis des Acrylnitril zum l-Amino-3,4,5-trimethoxybenzol kann vorzugsweise 4:1 bis 5:1 betragen. Als Mineralsäure können neben Salzsäure auch Bromwasserstoffsäure und andere verwendet werden. Als Kupfersalz kommen Kupfer(I)-chlorid, Kupfer(II)-chlorid, Kupfer(I)-bromid, Kupfer(II)-bromid und andere in Frage. Die Diazotierung wird vorzugsweise in Gegenwart einer geringen Menge Alkalimetallchlorid, beispielsweise in Gegenwart einer geringen Menge von Lithiumchlorid, durchgeführt.
Die Meerwein-Kondensation liefert ein a-Halogen-/J-(3,4,5-trimethoxypheny!)-propionitril der allgemeinen Formel (III), das der reduktiven Dehalogenierung zum Nitril der Formel (I) unterworfen wird. Die reduktive Halogenierung kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, daß man Zinkpulver oder Zinkgranulat direkt in das aus der Meerwein-Kondensation erhaltene Reaktionsgemisch gibt und das Gemisch anschließend bei Zimmertemperatur rührt. Dadurch wird im Reaktionsgemisch Wasserstoff freigesetzt, der die a-Halogenverbindung (III) reduktiv dehalogeniert. Alternativ kann das a-Halogen-/J-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-propionitril zunächst aus dem aus der Meerwein-Kondensation erhaltenen Reaktionsgemisch beispielsweise durch Extraktion mit Benzol und Abziehen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck isoliert werden. Das so isolierte Nitril kann dann in Essigsäure gelöst und diese Lösung mit dem metallischen Zink in Pulver- oder Granulatform versetzt werden. Auch hierbei wird der Wasserstoff entwickelt, der das Nitril reduktiv dehalogeniert.
Das als Ausgangsprodukt benutzte 1-Amino-3,4,5-trimethoxybenzol kann leicht und in einfacher Weise dadurch erhalten werden, daß man Trimethylgallamid der Hoffmann-Reaktion unterwirft (C. Graebe und Moritzsuter, »Ann. Chem.« 340, S. 222 [1905]). Auch kann die Ausgangsverbindung direkt durch Umsetzen von Nitromethan oder Natriumazid mit Trimethylgallussäure in polyphosphorsaurer Lösung erhalten werden.
Das als Endprodukt dieses Verfahrens erhaltene /?-(3,4,5-TrimethoxyphenyI)-propionitril weist, wie bereits eingangs erwähnt, antibakterielle bzw. antimikrobielle Aktivität auf. In der nachstehenden Tabelle sind die Mindestmengen der Verbindung (I) angegeben, die das Wachstum verschiedener Bakterien und Pilze unterbinden.
Antimikrobielle Aktivität
von /?-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionitril
Getestete Mikroorganismen Minimale
Wirkkonzen
tration
(mcg/ml)
Bacteria
Shigella sonnei 320
Shigella flexneri 320
Salmonella typhi 160
Staphylococcus aureus 320
Fungi
Trichophyton mentagrophytes 80
Die hohe Überlegenheit der Wirkung der erfindungsgeraäßer, Verbindung ergibt ?ich aus folgendem Vergleichsversuch:
Getestete Mikroorganismen
Minimale Wirkkonzen- ?,«-Diamino-
!ration fcg/ml) 5-(3',4\5'-tri-
Verbindimg methoxy-
gemäß benzyl)-
Anspruch 1 pyrimidin
(Vergleich)
500
800
160
80
Salmonella typhi
Trichophyton 80 800
mentagrophytes
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Beispiel 1
1. 7,4 g l-Amino-3,4,5-trimethoxybenzol wurden in einem Gemisch von 8,6 ml 35%iger Salzsäure. 15,6 ml Essigsäure und 42 ml Wasser gelöst. Die Lösung wurde anschließend bei 0—5GC in kleinen Portionen mit 2,8 Natriumnitrit zur Diazotierung versetzt. Die so erhaltene Diazoniumsalzlösung wurde dann in Stickstoffatmosphäre bei — 1O0C tropfenweise zu einer Lösung von 0,5 g Kupfer(I)-chlorid, 0,3 g Lithiumchlorid und 20 g Acrylnitril in 230 ml Aceton gegeben. Nach der Zugabe der Diazoniumsalzlösung wurde das Gemisch 5 h lang bei 0—50C gerührt. Nach Stehenlassen des Reaktionsgemisches über Nacht wurde mit Benzol extrahiert. Der Benzolextrakt wurde mehrmals mit Wasser gewaschen und anschließend mit 2-n wäßriger Natronlauge und schließlich noch einmal mit Wasser und einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung geschüttelt. Der Benzolextrakt wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt. Es wurden 8,6 g a-Chlor-/?-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionitril als hellgelbes öl erhalten. Die Ausbeute betrug 83,5%. Nach Zugabe von η-Hexan konnte das öl vollständig kristallisiert werden. Die Kristalle hatten einen Schmelzpunkt von 88—890C. Nach Umkristallisieren aus einem 1 : 1-Gemisch von Isopropylalkohol und Hexan wurde ein kristallines Produkt mit dem Schmelzpunkt von 89° C erhalten. Das Produkt hatte folgende Elementaranalyse:
50
C12H14ClNO3: . C 56.51. H 5,52. N 5,50
Gefunden .. . C 56.48. H 5,53, N 5,48
berechnet ..
so erhaltene Reaktionsgemisch wurde vom restlichen Zink abfiltriert und das Hitrat mit Benzol und Wasser versetzt. Das so erhaltene Gemisch wurde gerührt und in eine benzolische und eine wäßrige Phase getrennt. Die benzolische Phase wurde zweimal mit 10%iger Salzsäure, anschließend zweimal mit 10%iger wäßriger Natronlauge und schließlich mit Wasser und einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen. Anschließend wurde die so erhaltene benzolische Lösung über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch Destillation unter vermindertem Druck eingeengt. Dabei wurden 4,5 g /?-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionitril als farbloses öl in einer Ausbeute von 86,6% erhalten. Beim Stehenlassen wurde das so erhaltene öl allmählich fest. Das Endprodukt zeigte die folgende Elementaranalyse:
C1^H15NO3:
Das NMR-Spektrum in CDCl3 als Lösungsmittel zeigte die folgenden Maxima:
-CH2-, Λ = 3,23 ppm (Dublett),
— CHCl —, Λ = 4.56 ppm (Triplett).
2. 6 g (/-Chlor-//-(3.4,5-trimethoxyphenyl)-propionitril wurden in 60 ml Essigsäure gelöst und mit f,o 12 g metallischem Zinkpulver versetzt. Das Gemisch wurde bei Zimmertemperatur 3 h lang gerührt. Das Gefunden ... C 65,14. H 6,87. N 6,32%;
berechnet ... C 65.20, H 6,84. N 6,33%.
Beispiel 2
Das im Beispiel 1 unter (1) beschriebene Verfahren wurde mit der Abänderung wiederholt, daß statt 0,5 g Kupferchlorid 0,9 g Kupfer(II)-chlorid-dihydrat verwendet wurden. Dabei wurden 8,4 g a-Chlor-/i-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-propionitril entsprechend einer Ausbeute von 81,6% in kristalliner Form erhalten.
Das so erhaltene Zwischenprodukt wurde in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 unter (2) beschrieben, zu dem gewünschten Endprodukt der Formel (I) weiterverarbeitet.
Beispiel 3
7.4 g l-Amino-3.4,5-trimethoxybenzol wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 unter (1) beschrieben, diazotiert. Die Lösung des so erhaltenen Diazoniumsalzes wurde tropfenweise zu einer Lösung von 0,5 g Kupfer(I)-chlorid, 0,3 g Lithiumchlorid und 20 g Acrylnitril in 230 ml Aceton im Stickstoffstrom und unter Kühlung des Gemisches auf — 10cC gegeben. Nach der Zugabe wurde das hergestellte Gemisch noch 5 h lang bei 0—5° C gerührt. Das Reaktionsgemisch, das auf diese Weise erhaltene a-Chlor-/?-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-propionitril enthielt, wurde über Nacht stehengelassen und dann mit 16 g Zinkpulver versetzt. Das Gemisch wurde 2 h lang bei Zimmertemperatur gerührt, wobei das «-Chlor-/M3,4,5-trimethoxyphenyl)-propionitril reduktiv dehalogeniert wurde. Das Reaktionsgemisch wurde mit Benzol extrahiert. Der als benzolische Lösung erhaltene Extrakt wurde mehrmals mit Wasser, dann mit 2-n wäßriger Natronlauge und schließlich mit Wasser und einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen. Die so gewaschene benzolische Lösung wurde über wasserfreiem Natriummagnesium getrocknet und anschließend unter vermindertem Druck eingeengt. Dabei wurden 7.2 g /i-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionitril in einer Ausbeute von 80.7%. bezogen auf das eingesetzte l-Amino-3,4,5-trimethoxybenzol, als öl erhalten.

Claims (2)

als Medikamentenzwischenprodukt angesehen wer- Patentansprüche:
1. /H3,4,5-TrimethG iyphenyl)-propionitril.
2. Verfahren zur Herstellung von 0-(3,4,5-Tnmethoxyphenyl)-propionitril der Formel
H3CO
DE19732331969 1972-06-22 1973-06-22 beta-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-propionltril und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2331969C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6182772 1972-06-22
JP6182772A JPS4920149A (de) 1972-06-22 1972-06-22

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2331969A1 DE2331969A1 (de) 1974-01-10
DE2331969B2 DE2331969B2 (de) 1976-10-21
DE2331969C3 true DE2331969C3 (de) 1977-06-08

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