CH616415A5

CH616415A5 -

Info

Publication number: CH616415A5
Application number: CH910275A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Hoffmann-Paquotte
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1975-07-11
Publication date: 1980-03-31
Also published as: GB1492156A; CS189776B2; AT349008B; NL7607120A; SU626696A3; IT1061476B; FR2317294A1; JPS5210269A; US4011234A; BE843962A; DD132493A5; FR2317294B1; ATA505976A; DE2535310A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung des 5-Cyan-4-methyl-oxazols(l,3), welches ein wichtiges Zwischenprodukt in der Herstellung von Vitamin B6 darstellt.

Bisher wurde 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3) durch Reaktion von auf Schmelztemperatur erhitztem Phosphorpentoxyd mit 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazol(l,3) erhalten. Diesem bekannten Verfahren haften verschiedene Nachteile an. Insbesondere ist die Ausbeute bei diesem bekannten Verfahren verhältnismässig gering, da aufgrund der schlechten Wärmeübertragung sehr leicht Verkohlung eintritt.

Eine Verbesserung dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass die Reaktion des Phosphorpentoxyds mit 5-Carba-moyl-4-methyl-oxazol(l,3) unter Zusatz eines Lösungsmittels, nämlich Chinolin, durchgeführt wird. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass Chinolin unter den Reaktionsbedingungen zu wenig beständig, von unangenehmem Geruch und gesundheitsschädlich ist. Ferner sind die Verfahren zur Regenerierung des Chinolins und zur Aufarbeitung der Folgeprodukte des Phosphorpentoxyds zu einem umweltfreundlichen Produkt aufwendig und mit einer Reihe von technologischen Problemen belastet. Ausserdem sind sowohl Chinolin als auch Phosphorpentoxyd teure und auf dem Markt knappe Rohstoffe.

Die vorliegende Erfindung zielt daher auf die Schaffung eines Verfahrens ab, welches es ermöglicht, 5-Cyan-4-me-thyl-oxazol(l,3) in einfacher und billiger Weise, ausgehend von billigen und leicht zugänglichen Rohprodukten, herzustellen, wobei die weiter oben aufgezählten Nachteile der bekannten Verfahren nicht auftreten und wobei das gewünschte 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3) in hoher Ausbeute und guter Qualität anfällt.

Das obige Ziel wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass man das 5-Carbamoyl-4-methyl-oxa-zol(l,3) mit einem Niederalkancarbonsäureanhydrid umsetzt und das Reaktionsgemisch oder das aus letzterem isolierte 5-(N-Niederalkanoyl-carbaomyl)-4-methyl-oxazol(l,3) einer Pyrolyse unterwirft.

Als Niederalkancarbonsäureanhydride kommen die symmetrischen oder die gemischten Anhydride der geradkettigen oder verzweigten Alkancarbonsäuren mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen in Frage. Beispiele solcher Anhydride sind Acetanhydrid, Propionsäureanhydrid, Isopropionsäureanhydrid, Buttersäureanhydrid, n-Valeriansäureanhydrid, das gemischte Anhydrid von Ameisensäure und Essigsäure und dergleichen. Vorzugsweise verwendet man symmetrische Niederalkancarbon-säureanhydride, insbesondere die symmetrischen Anhydride der Alkancarbonsäuren mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt ist Acetanhydrid.

Bei der Umsetzung des 5-Carbamoyl-4-methyl-oxa-zols(l,3) mit einem Niederalkancarbonsäureanhydrid verwendet man zweckmässig einen Überschuss, vorzugsweise einen 3-bis ömolaren Überschuss, insbesondere einen etwa 5molaren Überschuss an Niederalkancarbonsäureanhydrid.

Die Umsetzung des 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazols(l,3) mit dem Niederalkancarbonsäureanhydrid wird zweckmässig unter normalem Druck, bei einer Temperatur zwischen etwa 80° C und der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches, vorzugsweise bei letzterer Temperatur, durchgeführt. Man kann die Umsetzung auch unter Druck in einem Autoklav, bei höheren Temperaturen als der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 140 und 250° C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 160 und 180° C, durchführen, was eine Verminderung der Reaktionsdauer zur Folge hat. Nach beendeter Umsetzung enthält das Reaktionsgemisch 5-Cyan-4-me-thyl-oxazol(l,3), überschüssiges Niederalkancarbonsäureanhydrid, sowie dem verwendeten Niederalkancarbonsäureanhydrid entsprechende Niederalkancarbonsäure und entsprechendes 5-(N-Niederalkanoyl-carbamoyl)-4-methyl-oxa-zol(l,3).

Die bei der erfindungsgemässen Überführung von 5-Car-bamoyl-4-methyl-oxazol(l,3) in 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3) als Zwischenprodukte entstandenen 5-(N-Niederalkanoyl-car-bamoyl)-4-methyl-oxazole(l,3) sind neue Verbindungen. Als Beispiele dieser Verbindungen können die folgenden genannt werden:

5-(N-Acetyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3), 5-(N-Propionyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3); 5-(N-n-Butyryl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) und dergleichen.

Erfindungsgemäss wird das als Zwischenprodukt entstandene 5-(N-NiederaIkanoyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) der Pyrolyse unterworfen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das das Zwischenprodukt 5-(N-Nie-deralkanoyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) enthaltende Reaktionsgemisch einer Pyrolyse unterworfen. Zweckmässig wird diese Pyrolyse in einem inerten Gas, beispielsweise in Stickstoff, bei einer Temperatur zwischen etwa 200 und 600° C, vorzugsweise zwischen etwa 300 und 500° C, insbesondere bei etwa 450° C, durchgeführt.

Man kann auch das durch Umsetzung des 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazols(l,3) mit dem Niederalkancarbonsäureanhydrid entstandene 5-(N-Niederalkanoyl-carbamoyl)-4-me-thyl-oxazol(l,3) in an sich bekannter Weise aus dem Reaktionsgemisch isolieren und dann unter den weiter oben beschriebenen Bedingungen der Pyrolyse unterwerfen.

Nach der Pyrolyse kann das Endprodukt 5-Cyan-4-me-thyl-oxazol(l,3) durch fraktionierte Destillation aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich, vorzugsweise kontinuierlich, durchgeführt werden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das 5-Carbamoyl-4-me-thyl-oxazol(l,3) mit einem 5molaren Überschuss an Acetanhydrid unter normalem Druck, bei etwa 138—140° C, oder unter Druck, bei etwa 160° C, umgesetzt und das entstandene Reaktionsgemisch bei 450° C pyrolysiert, wonach das 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3) durch Destillation isoliert werden kann.

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Beispiel 1

728 g 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazol(l,3) werden in 3060 g Acetanhydrid gelöst und 8 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Die braune Reaktionslösung (3814 g) enthält 751,4 g 5-(N-Acetyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) (Smp. 133 °C) 5 und 110,6 g 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3).

Diese Lösung wird in eine mit einem auf 70° C thermo-statisierten Tropftrichter, einem Zulaufstück für das Gaseinleitungsrohr, einem Reaktionsrohr und einem Pyrolyseofen versehene Pyrolysevorrichtung eingebracht. Das Reaktionsrohr io besteht aus Glas von einem Durchmesser von 35 mm, einer Gesamtlänge von 65 cm und einem freien Volumen von 410 ml. Im Rohr sind Lochböden aus Glas eingeschmolzen.

Der Ofen wird unter Stickstoffbegasung auf 450° C aufgeheizt. Dann werden langsam in insgesamt 46 Stunden 30 is Minuten, 3814 g der oben beschriebenen Reaktionslösung zugetropft. Das erhaltene Pyrolysat enthält 579 g (92,8% der Theorie) 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l ,3).

Beispiel 2 20

126 g 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazol(l,3) werden in 510 g Acetanhydrid gelöst und eine Stunde im Autoklaven bei 160° C unter einem Druck von 4 bar erhitzt. Die Reaktionslösung enthält 78,2 g 5-(N-Acetyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) und 45,8 g 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3). Diese Lösung wird 25 in zu Beispiel 1 analoger Weise pyrolysiert. Das Pyrolysat enthält 97,5 g (90,2% der Theorie) 5-Cyan-4-methyl-oxa-zol(l,3).

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Beispiel 3

126 g 5-Carbamoyl-4-methyI-oxazol(l,3) werden in 510 g Acetanhydrid gelöst und 30 Minuten im Autoklaven bei 180° C unter einem Druck von 5 bar erhitzt. Die Reaktionslösung enthält 76,3 g 5-(N-Acetyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) und 51,6 g 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3). Diese Lösung wird in zu Beispiel 1 analoger Weise pyrolysiert. Das Pyrolysat enthält 101,1 g (93,5% der Theorie) 5-Cyan-4-methyl-oxa-zol(l,3).

Beispiel 4

60,5 g 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazol(l,3) werden in 325,0 g Propionsäureanhydrid gelöst und eine Stunde unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionslösung enthält 70,3 g 5-(N-Propionyl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) und 9,3 g 5-Cyan-

4-methyl-oxazol(l,3). Diese Lösung wird in zu Beispiel 1 analoger Weise pyrolysiert. Das Pyrolysat enthält 49,7 g (95,8 % der Theorie) 5-Cyan-4-methyl-oxazol( 1,3 ).

Beispiel 5

60,5 g 5-Carbamoyl-4-methyl-oxazol(l,3) werden in 395,5 g n-Buttersäureanhydrid gelöst und 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionslösung enthält 57,8 g

5-(N-Butyryl-carbamoyl)-4-methyl-oxazol(l,3) und 17,4 g 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3). Diese Lösung wird in zu Beispiel 1 analoger Weise pyrolysiert. Das Pyrolysat enthält 47,3 g (91,1% der Theorie) 5-Cyan-4-methyl-oxazol(l,3).

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung des 5-Cyan-4-methyl-oxa-zols(l,3), dadurch gekennzeichnet, dass man das 5-Carba-moyl-4-methyl-oxazol(l,3) mit einem Niederalkancarbonsäu-reanhydrid umsetzt und das Reaktionsgemisch oder das aus letzterem isolierte 5-(N-Niederalkanoyl-carbamoyl)-4-me-thyl-oxazol(l,3) einer Pyrolyse unterwirft.

2. Verfahren nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Acetanhydrid als Niederalkancarbonsäureanhydrid verwendet.

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PATENTANSPRÜCHE .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pyrolyse bei einer Temperatur zwischen 200 und 600° C, vorzugsweise zwischen 300 und 500° C, durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pyrolyse bei etwa 450° C durchführt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass man dieses Verfahren in kontinuierlicher Weise durchführt.