DE1545614A1 - Process for the preparation of 2-oxohexahydropyrimidines - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von 2-Oxo-hexahydropyrimidinen Cyclische Harnstoffe sind wichtige Zwischenprodukte für die Herstellung von Leder-und Lackhilfsmitteln. Gegenstand dieser Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung von 2-Oxo-hexahydropyrimidinen. Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von 2-Oxo-hexahydropyrimidinen setzt man 1,3-Propylendiamine mit Dialkylcarbonaten oder mit Harnstoff um. Ein großer Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß sich 1,3-Propylendiamine in technischem Maßstab nur schwierig herstellen lassen. Process for the preparation of 2-oxo-hexahydropyrimidines cyclic Urea are important intermediate products for the production of leather and lacquer auxiliaries. This application relates to a process for the preparation of 2-oxo-hexahydropyrimidines. In the previously known processes for the preparation of 2-oxo-hexahydropyrimidines 1,3-propylenediamines are reacted with dialkyl carbonates or with urea. A large The disadvantage of this process is that 1,3-propylenediamines are technically Difficult to produce a scale.

Es wurde nun gefunden, daß man 2°Oxo-hexahydropyrimidine der all- gemeinenFormel /\ R-N N-R 't) RC C R4 \ C/R7 I, R/\ R R5 t6 worin R bis R7 Wasserstoffatome oder gleiche oder verschiedene geradkettige oder verzweigte Alkylreste bedeuten, auf sehr einfache Weise, aus einfach zugänglichen Ausgangsstoffen und in guten Ausbeuten erhält, wenn man 2-Oxo-hexahydropyrimidine der all- "oi2,-j., Formal worin R1 bis R7 die zuvorgenannte Bedeutung haben und R8 ein Wasserstoffatom oder einem Alkylrest bedeutet, mit Ameisensäure bei Temperaturen zwischen 50 und 150°C, gegebenenfalls in Geganwart eines Lösungsmittels, umsetzt.It has now been found that 2 ° oxo-hexahydropyrimidines of the all- common formula / \ RN NO 't) RC C R4 \ C / R7 I, R / \ R R5 t6 wherein R to R7 are hydrogen atoms or identical or different straight-chain or branched alkyl radicals, obtained in a very simple manner, from easily accessible starting materials and in good yields, if 2-oxo-hexahydropyrimidines of the all- "oi2, -j., Formal in which R1 to R7 have the aforementioned meaning and R8 is a hydrogen atom or an alkyl radical, is reacted with formic acid at temperatures between 50 and 150 ° C., optionally in the presence of a solvent.

Die Reaktion verläuft wahrscheinlich intermediär über die cyclischenα-Ureidalkyl-[carbenium-immonium]-formiste, Nach der Abspaltung von Kchlendioxyd aus diesen Formiaten kann das verblenbendo Hydrid-Ion α-ureidoalkyliert werden. Die Umsetzung kann durch folgende Reaktionsgleichung wiedergegeben werden: überraschend ist, daß bei der Umsetzung mit Ameisensäure praktiscll keina hydrolytische Aufspaltung dea 2-Oxo-hexahydropyrimidin. u zu beobachten ist. Dia Reduktion der Verbindungen der allgemeinen Formel II mit Ameisensäure wird bevorzugt bei Temperaturen zwischen 70 und 100°C durchgefuhrt. In den bevorzugten Ausgangsstoffen der Formel II bedeuten die Reste R1 bis Rn Wasserstoffatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Folgende 4-Hydroxy-2-oxo-hexahydropyrimidine können beispielsweise alun Ausgangsstoffe verwendet werden : 2-Oxo-4-hydroxy-1, 3,5,5-tetramethyl-hexahydropyrimidin, 2-Oxo-4-hydroxy-5,5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidin, 2-Oxo-4-hydroxy-4,6,6-trimethyl-hexahydropyrimidin, 2-Oxo-4-hydroxy-6-methyl-hexahydropyrimidin. Weiterhin sind z. B. folgende 4-Alkoxy-2-oxo-hexahydropyrimidine als Ausgangsstoffe geeignec : 2-Oxo-4-methoxy-5, 5-dimethyl-hexahydropyrimidin, 2-Oxo-4-äthoxy-6-methylhexahydropyrimidint 2-Oxo-4-butoxy-1, 3, 5, 5-tetramethyl-hexahydropyrimidin und 2-Oxo-4-methoxy-5, 5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidin.The reaction probably takes place as an intermediate via the cyclic α-ureidalkyl- [carbenium-immonium] -formists. After the cleavage of kichlendioxyd from these formates, the blended hydride ion can be α-ureidoalkylated. The reaction can be represented by the following reaction equation: It is surprising that in the reaction with formic acid there is practically no hydrolytic splitting of the 2-oxo-hexahydropyrimidine. u is watching. The reduction of the compounds of the general formula II with formic acid is preferably carried out at temperatures between 70 and 100.degree. In the preferred starting materials of the formula II, the radicals R1 to Rn denote hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. The following 4-hydroxy-2-oxo-hexahydropyrimidines can, for example, be used as starting materials: 2-oxo-4-hydroxy-1,3,5,5-tetramethyl-hexahydropyrimidine, 2-oxo-4-hydroxy-5,5-dimethyl -6-isopropyl-hexahydropyrimidine, 2-oxo-4-hydroxy-4,6,6-trimethyl-hexahydropyrimidine, 2-oxo-4-hydroxy-6-methyl-hexahydropyrimidine. Furthermore, z. B. the following 4-alkoxy-2-oxo-hexahydropyrimidines suitable as starting materials: 2-oxo-4-methoxy-5,5-dimethyl-hexahydropyrimidine, 2-oxo-4-ethoxy-6-methylhexahydropyrimidine, 2-oxo-4-butoxy -1, 3, 5, 5-tetramethyl-hexahydropyrimidine and 2-oxo-4-methoxy-5, 5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidine.

Die 4-Hydroxy-und 4-Alkoxy-2-oxo-hexahydropyrimidine der Formel II lassen sich z. B. durch Umsetzung von entsprechenden Acetalen oder Halbacetalen mit entsprechenden Harnstoffen in saurem Medium herstellen. Ferner ist es möglich, Mono-alkylolharnetoffe oder deren Äther, Di-oSalkylolharnstoffe oder deren Äther mit einem oC, ß-ungesättigten Aldehyd im Molverhiltnis von etwa 1 : 1 in Gegenwart von Säuren zu den 2-Oxo-4-hydroxy-und in Gegenwart von Alkoholen zu den 2-Oxo-4-alkoxy-hexahydropyrimidin-Derivaten zu cyclisieren.The 4-hydroxy- and 4-alkoxy-2-oxo-hexahydropyrimidines of the formula II can be z. B. by implementation of appropriate acetals or hemiacetals with the appropriate ureas in an acidic medium. It is also possible Mono-alkylol ureas or their ethers, di-o-alkylol ureas or their ethers with an oC, ß-unsaturated aldehyde in a molar ratio of about 1: 1 in the presence from acids to the 2-oxo-4-hydroxy and in the presence of alcohols to the 2-oxo-4-alkoxy-hexahydropyrimidine derivatives to cyclize.

Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daB man bei der Herstellung der Ausgangsstoffe der Formel II als Säure Ameisensäure verwendet. Durch einfache Temperaturerhöhung wird dann das 4-Alkoxy-bzw. Hydroxy-2-oxo-hexahydropyrimidin zu dem gewünschten Endprodukt umgesetzt.A particularly advantageous variant of the method according to the invention consists in the fact that in the preparation of the starting materials of the formula II as Acid formic acid used. By simply increasing the temperature, the 4-alkoxy or. Hydroxy-2-oxo-hexahydropyrimidine converted to the desired end product.

Man verwendet vorteilhaft eine höherprozentige Ameisensäure, z. B. eine 60 bis 100 % ige. Es ist zweckmäßig, die Ameisensäure wenigstens in stöchiometrischer Menge, bezogen auf den Ausgangsstoff, zu verwenden. Vorzugsweise verwendet man einen AmeisensäuredoerschuB, z. B. einen 1,5 bis 20fachen stochiometrischen Überschuß.It is advantageous to use a higher percentage formic acid, e.g. B. a 60 to 100%. It is advisable to use the formic acid at least in stoichiometric Amount to be used in relation to the starting material. Preferably one is used Formic acid excess, e.g. B. 1.5 to 20 times the stoichiometric excess.

Bei Verwendung eines Ameisensäureüberschußes wirkt die Ameisensäure als Lösungs-bzw. Suspensionsmittel. Weitere geeignete Lösungsmittel sind niedere primäre oder sekundäre Alkanole wie Methanol, Äthanol, n-oder iso-Propanol oder die entsprechenden Butanole sowie Diole, wie Glykol, 1,3-Propandiol, 1,3-Butandiol oder 1,6-Hexandiol. Die genannten Lösungsmittel können einzeln oder im Gemisch verwendet werden.When using an excess of formic acid, the formic acid works as a solution or. Suspending agent. Other suitable solvents are lower ones primary or secondary alkanols such as methanol, ethanol, n- or iso-propanol or the corresponding butanols and diols, such as glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol or 1,6-hexanediol. The solvents mentioned can be used individually or in a mixture will.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.The parts mentioned in the examples are parts by weight.

Beispiel 1 In einer Rührapparatur werden 172 Teile 2-Oxo-4-hydroxy-1, 3, 5,5-tetramethyl-hexahydropyrimidin mit 250 Teilen 100 figer AmeisensEure versetzt. Die klare Lösung wird unter RUhren 3 Stunden auf 80°C erwärmt. Das entstehende Kohlendioxyd wird abgeleitet. Das gebildete Reaktionswasser sowie der Uberschuß an Ameisensäure werden durch Eindampfen unter vermindertem Druck entfernt. Man erhält 145 Teile rohes 2-Oxo-1, 3, 5,5-tetramethyl-hexahydropyrimidin. Das entspricht einer Ausbeute von 93 % der Theorie. Das Rohprodukt kann durch fraktionierte Hochvakuumdestillation gereinigt werden. Bei 0,2 Torr destilliert das 2-Oxo-1, 3,5,5-tetramethylhexahydropyrimidin zwischen 80 bis 82°C ab. Example 1 172 parts of 2-oxo-4-hydroxy-1, 3, 5,5-tetramethylhexahydropyrimidine is mixed with 250 parts of 100 formic acid. The clear solution is heated to 80 ° C. for 3 hours while stirring. The resulting carbon dioxide is derived. The water of reaction formed and the excess of formic acid will removed by evaporation under reduced pressure. Man receives 145 parts of crude 2-oxo-1,3,5,5-tetramethylhexahydropyrimidine. Corresponding a yield of 93% of theory. The crude product can be obtained by fractional high vacuum distillation getting cleaned. The 2-oxo-1,3,5,5-tetramethylhexahydropyrimidine distills at 0.2 torr between 80 to 82 ° C.

Analyse : C8H16 (156) berechnet : C 61,6 % H 10, 25 % N % gefunden : C 61, 2 % H 10, 3 % N 17,2%.Analysis: C8H16 (156) calculated: C 61.6% H 10, 25% N% found : C 61.2% H 10.3% N 17.2%.

Beispiel 2 Eine Mischung von 186 Teilen 2-Oxo-4-hydroxy-5, 5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidin und 250 Teilen 100 % iger Ameisensäure wird in einer Rührapparatur unter Rühren 4 Stunden auf 90 bis 95°C erwärmt. Das entweichende Kohlendioxyd wird abgeleitet. Die überschüssige Ameisensäure sowie das gebildete Reaktionswasser werden unter vermindertem Druck abgedampft. Der verbleibende Rückstand wird mit 200 Teilen Wasser vermischt, wobei das 2-Oxo-5, 5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidin zu kristallisieren beginnt. Es wird abfiltriert und zur Entfernung der anhaftenden Ameisensäure mit verdünnter Natronlauge und anschließend mit Wasser gewaschen. Example 2 A mixture of 186 parts of 2-oxo-4-hydroxy-5,5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidine and 250 parts of 100% formic acid is stirred in a stirring apparatus Heated to 90 to 95 ° C for 4 hours. The escaping carbon dioxide is discharged. The excess formic acid and the water of reaction formed are under evaporated under reduced pressure. The remaining residue is mixed with 200 parts of water mixed, whereby the 2-oxo-5, 5-dimethyl-6-isopropyl-hexahydropyrimidine crystallize begins. It is filtered off and used to remove the adhering formic acid diluted sodium hydroxide solution and then washed with water.

Es werden 161 Teile Rohprodukt erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 94, 7 % der Theorie. Zur Reinigung kann das Produkt aus Wasser umkristallisiert werden.161 parts of crude product are obtained. That corresponds to a yield of 94.7% of theory. For purification, the product can be recrystallized from water will.

Analyse : C9H18ON2 (170) berechnet : C 63,5 % H 10, 6 % N % gefunden : C 63,4 % H 10,5 % N 16, 2 %.Analysis: C9H18ON2 (170) calculated: C 63.5% H 10, 6% N% found : C 63.4%, H 10.5%, N 16.2%.

Beispiel 3 186 Teile 2-Oxo-4-methoxy-1, 3, 5, 5-tetramethyl-hexahydropyrimidin werden mit 200 Teilen 100 % iger Ameisensäure 3 Stunden unter gutem Rühren auf 80°C erwärmt. Das entweichende Kohlendioxyd wird abgeleitet. Anschließend wird das bei der Reaktion gebildete Methanol sowie der Überschuß an Ameisensäure unter vermindertem Druck abgedampft. Es werden 150 Teile Rohprodukt erhalten, die durch Hochvakuumdestillation gereinigt werden können. Das reine 2-Oxo-1,3,5,5-tetramethyl-hexahydropyrimidin siedet bei 0, 2 Torr zwischen 80 und 82°C. Example 3 186 parts of 2-oxo-4-methoxy-1, 3, 5, 5-tetramethyl-hexahydropyrimidine are treated with 200 parts of 100% formic acid at 80 ° C. for 3 hours with thorough stirring warmed up. The escaping carbon dioxide is discharged. Then it will be at the reaction formed methanol and the excess of formic acid under reduced Pressure evaporated. 150 parts of crude product are obtained, which are obtained by high vacuum distillation can be cleaned. The pure 2-oxo-1,3,5,5-tetramethyl-hexahydropyrimidine boils at 0.2 torr between 80 and 82 ° C.

Analyse : C8H160N2 (156) berechnet : C 61,6 % H 10,25 % 0 10, 25 % N 17,95% gefunden : C 61, 4 % H 10,2 % 0 10, 0 % N 17, 8 %.Analysis: C8H160N2 (156) calculated: C 61.6% H 10.25% 0 10.25% N 17.95% Found: C 61.4%, H 10.2%, 0 10.0%, N 17.8%.

Beispiel 4 In einer Rührapparatur werden 132 Teile N-Methoxymethyl-1, 3-dimethyl-harnstoff mit 72 Teilen Isobutyraldehyd versetzt und 20 Minuten bei 60°C unter Rühren erwärmt. Nach Zusatz von 200 Teilen 100 % iger Ameisensäure wird das Reaktionsgemisch 1 Stunde auf 60°C und anschließend 3 Stunden auf 80°C unter Rühren erwärmt. Example 4 132 parts of N-methoxymethyl-1, 72 parts of isobutyraldehyde are added to 3-dimethyl urea and the mixture is heated at 60 ° C. for 20 minutes heated with stirring. After adding 200 parts of 100% formic acid, the Reaction mixture at 60 ° C. for 1 hour and then at 80 ° C. for 3 hours with stirring warmed up.

Die überschüssige Ameisensäure und das gebildete Reaktionswasser werden unter vermindertem Druck abgedampft. Es werden 135 Teile Rohprodukt erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 86, der Theorie. Die Reinigung erfolgt durch fraktionierte Destillation im Hochvakuum.The excess formic acid and the water of reaction formed are evaporated under reduced pressure. There will be 135 parts Raw product obtain. That corresponds to a yield of 86, the theory. The cleaning takes place by fractional distillation in a high vacuum.

Das IR-Spektrum sowie die elementaranalytischen Daten stimmen mit dem nach Beispiel 1 hergestellten 2-Oxo-1, 3,5,5-tetramethyL-hexahydropyrimidin dberein.The IR spectrum as well as the elemental analytical data agree the 2-oxo-1,3,5,5-tetramethyL-hexahydropyrimidine prepared according to Example 1 dein.

Claims (1)

Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von 2-Oxo-hexahydropyrimidinen der allgemeinen Formel worin R1 bis R7 Wasserstoffatome oder gleiche oder verschiedene geradkettige oder verzweigte Alkylreste bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man 2-Oxo-hexahydropyrimidine der allgemeinen Formel worin R bis R7 die zuvorgenannte Bedeutung haben und R8 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest bedeutet, mit Ameisensäure bei Temperaturen zwischen 50 und 150°C, gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels, umsetzt.Process for the preparation of 2-oxo-hexahydropyrimidines of the general formula in which R1 to R7 are hydrogen atoms or identical or different straight-chain or branched alkyl radicals, characterized in that 2-oxo-hexahydropyrimidines of the general formula in which R to R7 have the aforementioned meaning and R8 is a hydrogen atom or an alkyl radical, is reacted with formic acid at temperatures between 50 and 150 ° C., optionally in the presence of a solvent.