DE1670085C3

DE1670085C3 - Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten

Info

Publication number: DE1670085C3
Application number: DE1670085A
Authority: DE
Inventors: Harro Dr. 6710 Frankenthal Petersen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-05-25
Filing date: 1966-05-25
Publication date: 1975-12-18
Also published as: NL6610243A; US3450702A; BE684588A; AT266141B; DE1670094A1; CH472410A; GB1148104A; DE1670085B2; DE1670085A1; DE1670094B2; DE1670089A1

Description

in der R₁ und R₂ Wasserstoff oder Alkylgruppen, R₃, R₄ und R₅ Alkylgruppen mit ! bis 4 Kohlenstoffatomeri und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder

a) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen Formel Il

R₂N
HX

Ί
Rt.0

NR₁ H

(11)

35

in der R₁, R₂ und X die zuvor genannte Bedeutung haben und R„ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit etwa 1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel III

Aus Angew. Chemie, 76 (1964), S. 909 ff., insbesondere S. 914 und 917, ist bekannt, daß man durch Umsetzung von 1 Mol Harnstoff mit 2 Mol eines Aldehyds, der in «-Stellung zur Carbonylgruppe mindestens 1 Wasserstoffatom besitzt, Propylenharnstoff-Derivate erhalten kann. Ferner war aus der gleichen Literaturstelle bekannt, daß die primären Reaktionsprodukte von Harnstoff und Aldehyd in einem reversiblen Gleichgewicht mit den Ausgangsverbindungen stehen. Gemäß dieser Literaturstelle war zu erwarten, daß die Umsetzung von Harnstoff mit Aldehyd-Gemischen ebenso wie die Umsetzung von Reaktionsprodukten von 1 Mol Harnstoff und 1 Mol eines Aldehyds A mit einem Aldehyd B zu einem Gemisch von Endprodukten führen würde. Mit der Möglichkeit, unter diesen Umständen ein einheitliches Endprodukt in hoher Ausbeute zu erzielen, war nicht zu rechnen.

Es wurde gefunden, daß man Pyrimidinderivate der allgemeinen Formel I

R.

CH-CHO

(III)

45

/ \
R₁-N N-R₂

H,C CH — OR,

in der R₃ und R₄ die zuvor genannte Bedeutung haben biw. Acetal oder Vinyläthcr dieses Aldehyds oder

b) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen Formel IV

(IV)

R₂N N-R, R_nO- HC H

CH

in der R₁, R₂, R₃. R₄, R₆ und X die zuvor genannte Bedeutung haben, mit etwa 1 Mol Formaldehyd bzw. einem Acetal dieses Aldein der R₁ und R₂ Wasserstoff oder Alkylgruppen, R,, R₄ und R₅ Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, in guten Ausbeuten und auf sehr einfache Weise erhalt, wenn man entweder

a) etwa I Mol eines Harnstoffs der allgemeinen Formel Il

Il c

R₂N NR₁ (II)

! ί

H_:,C H
R₁₁O
in der R₁. R₂ und X die zuvor genannte Bcdeu-

tung haben und R₆ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit etwa 1 Moi eines Aldehyds der allgemeinen Formel 111

CH-CHO

(III)

10

in der R₃ und R₄ die zuvor genannte Bedeutung haben, bzw. einem Acetal oder Vinyläther dieses Aldehyds oder

b) etwa 1 Mol eines Harnstoffs der allgemeinen Formel IV ,«

R₁N N

"! i

R₆O-HC H

\
CH

R₁

20

(IV)

R₁

in der R₁, R₂, R₃, R₄, R₆ und X die zuvor genannte Bedeutung haben, mit etwa 1 Mol Formaldehyd bzw. einem Acetal dieses Aidehyds bei Temperaturen zwischen 30 und 100 C in Gegenwart von 1 bis 30 Gewichtsprozent einer Säure und 50 bis 300 Gewichtsprozent eines Alkanols der allgemeinen Formel R₅OH, in der R₅ die zuvor genannte Bedeutung hat, umsetzt, wobei auf die Gegenwait eines Alkanols R₅OH verzichtet werden kann, falls R₆ gleich R₅ ist und wobei sich die Prozentangaben jeweils auf die Menge der Ausgangsverbindung der allgemeinen Formel II bzw. IV beziehen.

Der bevorzugte Aldehyd der allgemeinen Formel III ist Isobutyraldehyd.

Alkohole der allgemeinen Formel R₅OH sind beispielsweise Methanol, Äthanol und Isopropanol. Der Alkohol wird in Mengen von 50 bis 300 Gewichtsprozent, bezogen auf die Ausgangsstoffe der Formel II und IV, angewendet.

Als Säuren lassen sich z. B. trockener Chlorwasserstoff oder konzentrierte Salzsäure, Schwefelsäure, Oxalsäure oder p-Toluolsulfonsäure und in einigen Fällen auch Kationenaustauscher verwenden. Man wendet die Säuren in Mengen von 1 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die angewandten Ausgangsstoffe der Formel Il und IV, an. _S5

Die Umsetzung der Ausgangsstoffe entsprechend der allgemeinen Formel II und IV mit den Aldehyden erfolgt zweckmäßig im Molverhältnis 1:1, weil die Reaktionsteilnehmer in diesem Molverhältnis bei der Reaktion verbraucht werden. Geringe Abweichungen, z. B. bis zu 0,2 Mol, von diesem Molverhältnis sind möglich.

Man führt die Umsetzung zwischen 30 und 100 C. vorzugsweise zwischen 50 und 80" C, durcli.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Kondensationsrcaktion, bei der unter Abspaltung von Wasser oder Alkohol eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung bei gleichzeitigem Ringschluß stattfindet. Die Abspaltung von Wasser oder Alkohol kann durch höheren Säurezusatz, gegebenenfalls zusammen mit einer Erhöhung der Reaktioiistemperatur, beschleunigt werden, jedoch gelingt es in vielen Fällen bereits bei niedriger Temperatur in Gegenwart von großen Säuremengen, die 4-Alkoxy-2-oxo(thiono)hexahydropyrimidine zu erhalten. Andererseits ist es auch möglich, die Umsetzung bei höherer Temperatur in Gegenwart von weniger Säure durchzuführen. Die Wahl der Temperatur richtet sich nach den jeweiligen Reaktionspartnern und kann bei Erhöhung des Säurezusatzes erniedrigt werden, und umgekehrt.

Die nach diesem Verfahren herstellbaren Verbindungen sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Leder-, Lack- und Schädlingsbekämpfungsmitteln. Sie sind außerdem langsam wirkende Düngemitte).

Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.

Beispiel 1

Zu einer Lösung von 132 Teilen N,N'-Dimethyl-N-methoxy-methylharnstoff in 300 Teilen Methanol werden 72 Teile Isobutyraldehyd hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 20 Minuten bei 6O⁰C erwärmt und danach unter Rühren und guter Rückflußkühlung mit 40 Teilen konzentrierter Salzsäure versetzt. Nach zweistündigem Erwärmen auf Rückflußtemperatur (etwa 70 C) wird abgekühlt, mit Natronlauge neutralisiert, filtriert und im Wasserstrahlpumpenvakuum bei 6O⁰C Badtemperatur das überschüssige Methanol sowie das Wasser entfernt. Das ausgefallene Natriumchlorid wird vom flüssigen Rohprodukt durch Filtration abgetrennt. Es werden 165 Teile rohes 2-Oxo-4-methoxy-1,3.5,5-tetramethyi-hexahydropyrimidin erhalten. Die Reinigung des Produktes erfolgt durch Destillation im Hochvakuum. Siedepunkt bei 0,5 Torr = 111 bis 113"C.

Analyse für QH₁₈O₂N₂ (186):

Berechnet ... C 58,1, H 9,7. O 17,2, N 15,05%:
gefunden .... C 58.0, H 9,9. O 17,4, N 15,0%.

Beispiel 2

Die Lösung von 132 Teilen N.N'-Dimethyl-N-methoxy-methylhamstoff. 50 Teilen Methanol und 128 Teilen 2-Äthyl-hexanal-dimethylacetal in 300 Teilen Dioxan wird mit 30 Teilen konz. Schwefelsäure unter Rühren versetzt und 3 Stunden auf etwa 85' C erwärmt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch mit Natronlauge neutralisiert, filtriert und unter vermindertem Druck das Dioxan und abgespaltenes Methanol entfernt. Es werden 210 Teile 2-Oxo-4-tnethoxy-1,3 - dimethyl - 5 - äthyl - 5 - butyl - hexahydro - pyrimidin erhalten. Das Produkt kann durch Destillation im Hochvakuum gereinigt werden. Siedepunkt 116 bis 120 CbeiO;2Torr.

Analyse für C₁₁H₂₆O₂N₂ (.242):

Berechnet:

C 64.5. H 10,7. O 13.2. N 11,6, OCH₃ 12,8%:
uefunden:

C 64.4. H 10.8. O 13.2. N 12.1. OCH₃ 12,7%.

Beis

/
^c

\
CH₃

5

1 3

1

6 70

,OH

10

085

CH₃

f

B

e ι

6

)

CH₃

4

pie

C
]

spiel

C
/ \

O
Il

Il
C

\
NH

5

-HN

CH₃

/ ^x
Η-,Ν

I

+ CH₁O

- OCH₃

Z.

CH-

f CH

/

OH

Ν —

/
CH

CH -

H₃C

/

CH
/' \

+ CH₁O

HN

NH

+ 2H,O

H,C CH — OCH₃

CH₃N
HX

N-CH₃
CH - OCH₃

+ H₁0

H₃C

CH₃

In einer Rührapparatur mit Rückflußkühlung werden 264 Teile Mono-u-isobutylolharnstoff in 500 Teilen Methanol gelöst. Danach werden 60 Teile Paraformaldehyd und 30 Teile 50%ige Schwefelsäure zugesetzt. Unter Rühren wird 6 Stunden auf Rückflußtemperaturerwärmt. Nach Neutralisation mit 50%iger Natronlauge wird ausgefallenes Natriumsulfat abnitriert und das Filtrat unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird aus Methanol umkristallisiert. Es werden 256 Teile 2-Oxo-4-methoxy-5,5-dimethyl-hexahydropyrimidin erhalten (81% der Theorie). Die elementaranalytischen und IR-spektroskopischen Daten stimmen mit den Daten eines auf anderem Wege hergestellten Vergleichsproduktes überein.

CH₃

Die Lösung von 174 Teilen N.N'- Dimethyl-N-«-methoxyisobutylharnstofr in 400 Teilen Methanol wird mit 30 Teilen Paraformaldehyd una 20 T eilen konzentrierter Salzsäure versetzt und 3 Stunden bei 70 bis 75' C unter Rühren erwärmt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit 50%iger Natronlauge neutralisiert, filtriert und unter vermindertem Druck eingedampft. Es werden 150 Teile ^Oxo-^methoxy-1 3 5 5-tetramethyl-hexahydropyrimidin erhalten. Das entspricht einer Ausbeute von 81% der Theorie. Die Reinigung des Produktes erfolgt durch Destillation im Hochvakuum. Siedepunkt bei 0.5 Torr = 111 bis 113 C.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Pyrimidinderivaten der allgemeinen Formel I

/ \
R₁-N N-R₂

H₂C CH — OR₅

(D

hyds bei Temperaturen zwischen 30 und 100⁰C in Gegenwart von 1 bis 30 Gewichtsprozent einer Säure und 50 bis 300 Gewichtsprozent eines Alkanols der allgemeinen Formel R₅OH, in der R₅ die zuvor genannte Bedeutung hat, umsetzt, wobei auf die Gegenwart eines Alkanols R₅OH verzichtet werden kann, falls R₆ gleich R₅ ist, und wobei sich die Prozentangaben jeweils auf die Menge der Ausgangsverbindung der allgemeinen Formel Il bzw. IV beziehen.