DE1212547B

DE1212547B - Verfahren zur Herstellung von 4, 6-disubstituierten 2-Amino-1, 3, 5-triazinen

Info

Publication number: DE1212547B
Application number: DEF38685A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Joachim Kabbe; Dr Karl Eiter; Dr Friedrich Moeller
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1962-12-29
Filing date: 1962-12-29
Publication date: 1966-03-17

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07d

Deutsche Kl.: 12 ρ -10/05

1212547
F38685IVd/12p
29. Dezember 1962
17. März 1966

1,3,5-Triazine gehören wegen ihrer vielseitigen Verwendungsmöglichkeit zu den technisch besonders interessanten Produkten. Es gibt eine Reihe von Herstellungsweisen für diese Stofifklasse. Unter ihnen sind wohl am bekanntesten der stufenweise Austausch von Chlor im Cyanurchlorid gegen nucleophüe Substituenten sowie die Trimerisierung von Nitrilen. Trotzdem gelingt es bisher oft nur schwierig, bestimmte Typen von s-Triazinen zu gewinnen, so daß über sie nur wenig bekannt ist. Zu dieser Gruppe gehören z. B. Aminotriazine I, die zwei gleiche Substituenten R am Ring tragen:

NH₂

N N
R-L JLr

Verfahren zur Herstellung von
4,6-disubstituierten 2-Amino-l,3,5-triazinen

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:
Dr. Hans Joachim Kabbe, Leverkusen;
Dr. Karl Eiter, Köln-Stammheim;
Dr. Friedrich Möller, Leverkusen

Der Reaktionsverlauf geht so vor sich, daß unter Ammoniakabspaltung der s-Triazinring geschlossen wird:

In der USA.-Patentschrift 2 769 809 wird nun für die Herstellung einiger Aminotriazine I ein Verfahren angegeben, wobei Nitrile R — CN mit Guanidin umgesetzt werden. Dieses Verfahren ist aber nur für sehr wenige Nitrile R — CN geeignet, nämlich für aromatische Nitrile, in denen R für einen aromatischen Rest steht, der a) entweder unsubstituiert sein muß oder elektronenanziehende Gruppen am Ring oder im Ring besitzen muß (also z. B. p-Chlorphenyl-, p-Nitrophenyl- oder Pyridyl-) und der b) keine Substituenten, gleich welcher Art, in o-Stellung zur Nitrilgruppe tragen darf. Andere Nitrile reagieren nach den Angaben dieser USA.-Patentschrift nicht bzw. zu nicht cyclischen Reaktionsprodukten.

Es wurde nun gefunden, daß man 4,6-disubstituierte 2-Amino-l,3,5-triazine durch Erhitzen von Guanidin mit einem Carbonsäurenitril erhält, wenn die Cyclokondensation bei 50 bis 200⁰C in Anwesenheit eines Alkalialkoholats oder eines Alkalihydroxyds durchgeführt wird und mindestens die doppeltmolare Menge eines Carbonsäurenitrils der allgemeinen Formel R — CN verwendet wird, in der R einen Cycloalkylrest, einen gegebenenfalls durch eine Cyanogruppe substituierten Alkylrest, einen in m- und bzw. oder p-Stellung durch Halogenatome, Alkyl-, Alkoxy-, Methylendioxy- oder Dimethylaminorest substituierten Phenylrest bedeutet, der gegebenenfalls in o-Stellung noch ein Halogenatom tragen kann.

NH₂
<C\

NH₂

HN

NH₂

R-C

■v

C-R

-NH₃,

N N

R-

N
I

Trimerisierungsreaktionen von Nitrilen, die bekanntlich nur mit sauren Katalysatoren ablaufen, sind hier nicht möglich.

Obwohl sich die Reaktion ohne Lösungsmittel durchführen läßt, ist ihre Verwendung dann besonders günstig, wenn sich die Ausgangsstoffe gut lösen und das Endprodukt unlöslich ist, was bei dieser Kondensation häufig der Fall ist.

Als Lösungsmittel kommen solche in Frage, die sowohl gegen die Reaktionspartner als auch gegen den verwandten basischen Katalysator inert sind und die, falls man unter Normaldruck arbeiten will, mindestens einen der Umsetzungstemperatur entsprechenden Siedepunkt besitzen, also Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol, Äther wie Dibutyläther und Glykoldiäthyläther und chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff, Dichlöräthan und Chlorbenzol.

Als Katalysatoren dienen Alkalihydroxyde oder -alkoholate, ζ. B. Natrium- oder Kaliumhydroxyd, -methylat, -äthylat und -tert.-butylat, sie werden in

609 538/394

Mengen von 0,01 bis 1, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Mol pro Mol Guanidin eingesetzt.

Das Verfahren wird bei Temperaturen zwischen 50 und 200⁰C durchgeführt. Die Reaktionstemperatur liegt in einigen Fällen bei 60⁰C, in anderen um 100⁰C, kann aber auch 18O⁰C betragen. Sie wird gewöhnlich so gewählt, daß die Umsetzung in wenigen Minuten bis wenigen Stunden, vorzugsweise 5 bis 60 Minuten, beendet ist; das Ende der Reaktion ist daran zu erkennen, daß die Ammoniakentwicklung aufhört.

Das optimale Verhältnis der Reaktionspartner ist das stöchiometrische, also Nitril zu Guanidin wie 2:1. Überschüssiges Nitril kann bei niedrigsiedenden Produkten als Lösungsmittel dienen, erschwert aber im Falle hochschmelzender Ausgangsstoffe die Aufarbeitung.

Die meisten Aminotriazine fallen in kristalliner Form in hoher Reinheit an und können durch Umkristallisation, gegebenenfalls auch durch Destillation, gereinigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Es erzielt hohe, zum Teil fast quantitative Ausbeuten. Die Ausgangsstoffe sind leicht zugänglich; wegen der einfachen Reaktionsbedingungen eignet es sich sehr gut für eine großtechnische Durchführung.

Die meisten der gewonnen Amino-s-triazine sind neue Verbindungen. Sie dienen als Zwischenprodukte zur Herstellung von Farbstoffen und als Pharmazeutica.

Beispiel 1

Aus 4,5 Gewichtsteilen Natrium, 250 Volumteüen Äthanol und 16,5 Gewichtsteilen Guanidiniumnitrat wird ein Guanidin-Natriumäthylat-Gemisch hergestellt. Dazu gibt man 35 Gewichtsteile p-Methoxybenzonitril und erwärmt rasch auf 120⁰C, wobei sich Ammoniak abspaltet und das dunkle, ölige Gemisch zu hellen Kristallen erstarrt. Nach viertelstündigem Rühren bei 125° C läßt man abkühlen, kocht den Rückstand mit 100 Volumteüen Alkohol kurz auf und saugt ab. Die Kristalle werden aus Eisessig—Wasser umkristallisiert. Ausbeute: 25 Gewichtsteile 2 - Amino - 4,6 - di - (ρ - methoxyphenyl)-1,3,5-triazin. Fp. 210°C. l_max 290 ηαμ (ε = 37 500).

Analyse (C17H16N4O2):

Berechnet... C 66,22%, H 5,23%, N 18,17%;
gefunden ... C 66,26%, H 5,26%, N 18,17%.

Beispiel 2

Aus 4,5 Gewichtsteilen Natrium usw. wird wie im Beispiel 1 Guanidin, mit Natriumäthylat gemischt, hergestellt. Die nach Zugabe von 30 Gewichtsteilen Acetonitril entstehende Lösung wird 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen entsteht ein farbloser Kristallbrei, der aus wenig Wasser umkristallisiert wird. Ausbeute an 2-Amino-4,6-dimethyl-l,3,5-triazin praktisch quantitativ. Fp. 172° C (nach Abgabe von Kristallwasser bei 120⁰C); Fp. nach B eil st ein, 26, S. 154: 171⁰C. X_max ■ 255 πΐμ (ε = 2200).

Analyse (C₅H₈N₄):

Berechnet... C 48,37%, H 6,49%, N 45,14%;
gefunden ... C 48,04%, H 6,56%, N 44,94%.

Beispiel 3

Ein aus 2,25 Gewichtsteilen Natrium usw. wie im Beispiel 1 hergestelltes Gemisch von Guanidin und Natriumäthylat wird mit 28 Gewichtsteilen 2,4-Dichlorbenzonitril versetzt und 30 Minuten lang auf 90⁰C erwärmt. Nach dem Abkühlen wird das feste, aus 2-Amino-4,6-di-(2',4'-dichlorphenyl)-l,3,5-triazin bestehende Reaktionsprodukt aus Eisessig umkristallisiert. Ausbeute: 16-Gewichtsteile, Fp. 162°C.

Analyse (Ci₅H₈N₄Cl₄):

Berechnet ... N 14,52%, Cl 36,73%;
gefunden ... N 14,55%, Cl 36,50%.

Beispiel 4

Aus 9,2 Gewichtsteilen Natrium, 26 Gewichtsteilen Guanidinnitrat und 500 Volumteüen absolutem Äthanol wird eine Guanidin-Natriumäthylat-Lösung hergestellt. Dazu werden 24,4 Gewichtsteile Diäthylmalodinitril gegeben. Die Lösung wird einige Stunden zum Sieden erhitzt und dann abgekühlt. Die ausfallenden Kristalle geben beim Erhitzen auf über 180⁰C Ammoniak ab. Das verbleibende zähe öl erstarrt beim Abkühlen und wird aus Tetrachlorkohlenstoff umkristallisiert. Eigenschaften des so erhaltenen 2-Amino-4,6-di-(l'-ätliyl-l'-cyanopropyl)-l,3,5-triazins: Fp. 148°C. X_max 226 Γημ (ε = 18 800), 267 πΐμ (ε = 2900).

Analyse (C15H22N6):

Berechnet ... C 62,90%, H 7,75%, N 29,35%;
gefunden ... C 62,60%, H 7,69%, N 29,37%.

Beispiel 5

Aus 6,7 Gewichtsteilen Natrium, 24,5 Gewichtsteilen Guanidinnitrat und 350 Volumteüen Äthanol wird ein Guanidin-Natriumäthylat-Gemisch hergestellt. Dazu gibt man 31 Gewichtsteile Propionitrü, rührt und erwärmt das Gemisch 7 Stunden lang auf Rückflußtemperatur. Nach dem Abkühlen werden 50 Volumteile Toluol und 20 Volumteile Methanol zugegeben, wobei eine klare Lösung entsteht, aus der sich bei —70⁰C farblose Kristalle abscheiden (12,5 Gewichtsteile). Durch Sublimation erhält man das reine 2-Amino-4,6-diäthyl-s-triazin. Fp. 83°C.

Analyse (C₇Hi₂N₄):

Berechnet ... C 55,24%, H 7,95%;
gefunden ... C 55,03%, H 8,02%.

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 200 Volumteüen n-Butanol, 44 Gewichtsteüen Guanidinnitrat, 24 Gewichtsteilen Natriummethylat und 96 Gewichtsteüen p-Tolunitril wird unter Rühren 11 Stunden auf 110⁰C erwärmt. Man. verrührt die entstandene Suspension mit 600 Volumteüen Eiswasser und 250 Volumteüen Petroläther, saugt ab und wäscht mit Wasser und Petroläther nach. Nach dem Trocknen verbleiben 90 Gewichtsteile 2-Amino-4,6-di-p-tolyl-s-triazin. Fp. (aus Aceton): 227 bis 229⁰C.

Analyse (C17H16N4):

Berechnet
gefunden

C 73,88%, H 5,83%;
C 73,72%, H 5,93%.

Beispiel 7

Ein Gemisch aus 93 Gewichtsteilen 3,4,5-Trimethoxybenzonitril, 30 Gewichtsteilen Guanidinnitrat, 15 Gewichtsteilen Natriummethylat und 150 Volumteilen n-Butanol wird 10 Stunden bei HO⁰C gerührt. Nach der gleichen Aufarbeitung wie im Beispiel 6 verbleiben 56 Gewichtsteile 2-Amino-4,6-di-(3^/,4^/, 5'-trimethoxyphenyl)-s-triazin als farblose Kristalle. Fp. (aus Dimethylformamid—Wasser): 218⁰C.

Analyse (C21H24N4O6):

10

Berechnet
gefunden

C 58,88%, H 5,65%;
C 59,15%, H 6,14%.

15

Beispiel

160 Gewichtsteile ρ - Dimethylaminobenzonitril, 64 Gewichtsteile Guanidinnitrat, 40 Gewichtsteile Natriummethylat und 250 Volumteile n-Pentanol wurden 36 Stunden auf 12O⁰C erwärmt. Aufarbeitung wie im Beispiel 6. Fp. des hellgelben 2-Amino-4,6-di-(p-dimethylaminophenyl)-s-triazins: 240° C.

Analyse (C19H22N6):

Berechnet ... C 68,26%, H 6,63%;

gefunden ... C 68,56%, H 6,68%.

Beispiel 9

Ein aus 41 Gewichtsteilen Guanidinnitrat und 28 Gewichtsteilen Natriummethylat in Äthanol hergestelltes Guanidin - Natriummethylat - Gemisch wird mit 98 Gewichtsteilen 3,4-Methylendioxybenzonitril 7 Stunden auf 120⁰C erwärmt. Das feste Reaktionsprodukt wird aus Dimethylformamid— Wasser umkristallisiert. Man erhält so 72 Gewichtsteile (65% der Theorie) 2-Amino-4,6-di-(3',4'-me- thylendioxyphenyl)-s-triazin. Fp. 269° C.

Analyse (Ci₇Hi₂N₄O₄):

Berechnet ... C 60,71%, H 3,60%;
gefunden ... C 60,34%, H 3,69%.

40

10

Beispiel

Ein mit gleichen Gewichtsmengen wie im Beispiel 9 hergestelltes Guanidin-Katalysator-Gemisch wird mit 109 Gewichtsteilen 3,4-Dimethoxybenzonitril 5 Stunden auf 120⁰C erwärmt. Nach dem Umkristallisieren fallen 82 Gewichtsteile (67% der Theorie) 2 - Amino - 4,6 - di - (3',4' - dimethoxyphenyl) - s - triazin an. Fp. 244 bis 246° C.

Analyse (Ci₉H₂₀N₄O₄): Beispiel 12

Ein aus 36 Gewichtsteilen Guanidinnitrat und 20 Gewichtsteilen Natriummethylat in Äthanol hergestelltes Gemisch aus Guanidin und Natriumalkoholat wird mit 40 Gewichtsteilen Cyclopropancarbonsäurenitril 20 Stunden, bei 100°C gerührt. Nach Zugabe von 150 Volumteilen Wasser und 100 Volumteilen Petroläther fallen 41 Gewichtsteile (79% der Theorie) 2-Amino-4,6-dicyclopropyl-s-triazin aus. Fp. 163 bis 165°C.

Analyse des aus Methanol umkristallisierten Produktes. (C₉Hi₂N₄ · 1/2 CH3OH):

Berechnet ... C 59,41%, H 7,29%;
gefunden ... C 59,64%, H 7,34%.

Beispiel 13

Ein aus 41 Gewichtsteilen Guanidinnitrat, 25 Gewichtsteilen Natriummethylat und 300 Volumteilen Äthanol hergestelltes Guanidin-Katalysator-Gemisch wird mit 100 Gewichtsteilen Adipindinitril 5 Stunden bei 115° C verrührt. Das Reaktionsprodukt wird in Dimethylformamid gelöst und mit Wasser das 2 - Amino - 4,6 - bis - (4' - cyanobutyl) - s - triazin ausgefällt. Das Massenspektrum gibt als Maximum den Wert 259.

Analyse (Ci₃Hi₈N₆ · I¹As H₂O):

Berechnet ... C 54,72%, H 7,42%;
gefunden ... C 54,96%, H 7,01%.

Beispiel 14

Ein Gemisch aus 47 Gewichtsteilen p-Tolunitril, 100 Volumteilen n-Butanol, 22 Gewichtsteilen Guanidinnitrat und 12 Gewichtsteilen Natriumhydroxyd wurde 10 Stunden bei Rückflußtemperatur (115°C) verrührt. Nach Zugabe von je 200 Volumteilen Wasser und Petroläther wurde der farblose Niederschlag abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 25 Gewichtsteile 2 - Amino - 4,6 - bis - ρ - tolyl - s - triazin. Fp. 227 bis 228⁰C (vgl. Beispiel 6).

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 4,6-disubstituierten 2-Amino-l,3,5-triazinen der allgemeinen Formel

NH₂

Berechnet
gefunden

C 61,96%, H 5,47%;
C 62,03%, H 5,73%.

Beispiel 11

Ein aus 31,6 Gewichtsteilen Guanidinnitrat und 21 Gewichtsteilen Natriummethylat in Äthanol hergestelltes Gemisch aus Guanidin und Katalysator wird mit 69 Gewichtsteilen m-Methoxybenzonitril 5 Stunden auf 115° C erwärmt. Nach dem Umkristallisieren aus Dimethylformamid—Wasser erhält man 62 Gewichtsteile (78% der Theorie) 2-Amino-4,6-di-(m-methoxyphenyi)-s-triazin. Fp. 167 bis 168°C.

Analyse (C17H16N1O2):

Berechnet ... C 66,22%, H 5,23%;
gefunden ... C 66,14%, H 5,33%.

R-C

JK-

55

60 durch Erhitzen von Guanidin mit einem Carbonsäurenitril, dadurch gekennzeichnet, daß die Cyclokondensation bei 50 bis 200⁰C in Anwesenheit eines Alkalialkoholats oder eines Alkalihydroxyds durchgeführt wird und mindestens die doppeltmolare Menge eines Carbonsäurenitrile der allgemeinen Formel R — CN verwendet wird, in der R einen Cycloalkylrest, einen gegebenenfalls durch eine Cyanogruppe substituierten Alkylrest, einen in m- und bzw. oder p-Stellung durch Halogenatome, Alkyl-, Alkoxy-, Methylendioxy- oder Dimethylaminorest

7 8

substituierten Phenylrest bedeutet, der gegebenen- wart von 0,05 bis 0,2 Mol eines Alkalialkoholats

falls in o-Stellung noch ein Halogenatom tragen oder eines Alkalihydroxyds pro Mol Guanidin

kann. durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Umsetzung in einem Lösungs- 5 In Betracht gezogene Druckschriften:

mittel durchgeführt wird. USA.-Patentschrift Nr. 2 769 809;

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch J. Amer. Chem. Soc, 72 (1950), S. 4922 bis 4925; gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegen- 81 (1959), S. 905/906.