DE1695067C - Process for the preparation of 5-cyanuracils - Google Patents

Description

Es ist hekannt, daß man 5-Cyan-uracile ausÄlhoxymeihylencyanaeetylurethanen mit Ammoniak oder einem primären Amin oder aus //-(S-Athyl-isothioureido)-n-cyan - acrylsäure-(S-älhylisothioureid) in Gegenwart von Salzsäure oder aus 2-Äthyithio-4-hydroxy-5-eyan-pyrimidin durch Verseifen der Äthylthiogruppe erhält.It is known that 5-cyano-uracils can be obtained from Älhoxymeihylencyanaeetylurethanen with ammonia or a primary amine or from // - (S-ethyl-isothioureido) -n-cyano - Acrylic acid (S-älhylisothioureid) in the presence of hydrochloric acid or from 2-Ethyithio-4-hydroxy-5-eyan-pyrimidine obtained by saponifying the ethylthio group.

Diese Verfahren sind aber technisch von geringem Interesse, da sie von Verbindungen ausgehen, die teils mit unbefriedigenden Ausbeuten, teils über mehrere oft uneinheitlich verlaufende Reaktionsstufen hergestellt werden müssen.However, these processes are of little interest from a technical point of view, since they start from compounds which partly with unsatisfactory yields, partly over several often inconsistent reaction stages must be made.

Hs wurde nun gefunden, daß man 5-C>an-uracile der allgemeinen Formel IIt has now been found that 5-C> an-uracile of the general formula I.

CNCN

1515th

R,R,

HN NHHN NH

Ii OIi O

(I)(I)

in der R₁ ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet, leicht und in sehr guten Ausbeuten herstellen kann, wenn man eine Verbindung der allgemeinen Formel IIin which R ₁ denotes a hydrogen atom or a lower alkyl group, can be produced easily and in very good yields if a compound of the general formula II

R₁-C ■ - NR ₁ -C ■ - N

(Π)(Π)

3030th

3535

in der R, und R₃ je einen niederen Alkylre.it bedeuten oder zusammen mit dem Stickstoffatom einen nicht aromatischen, gegebenenfalls weitere Heteroatome aufweisenden Ring bilden. R₄ einen niederen Alkoxyrest oder eine Dichlorphosphinylgruppe und X das Anion einer niederen Alkylschwefelsäure oder das Chlorion bedeutet, in Gegenwart einer Base in einem lösungsmittel oder im Überschuß der Verbindung der allgemeinen Formel Il bei Temperaturen von etwa - IO bis 120 C mit Cyanacetylharnstoff umsetzt und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel IHin which R ₁ and R 3 each denote a lower alkyl group or, together with the nitrogen atom, form a non-aromatic ring which may have further heteroatoms. R _{4 is} a lower alkoxy radical or a dichlorophosphinyl group and X is the anion of a lower alkylsulfuric acid or the chlorine ion, in the presence of a base in a solvent or in excess of the compound of the general formula II at temperatures of about -10 to 120 C with cyanoacetylurea and which obtained compound of the general formula IH

NC - C CO- NH - CO - NH_; NC - C CO - NH - CO - NH _;

R₁-C-NR ₁ -CN

(im(in the

inin

5555

bei 30 bis 150 C in einem polaren Lösungsmittel mit einer alkalisch reagierenden Verbindung behandelt.at 30 to 150 C in a polar solvent treated with an alkaline compound.

Vorzügsweise stellt R₁ ein Wasserstoffalom dar. _{R 1} preferably represents a hydrogen alom.

R₁ und Rj können zusammen mit dem Stickstoffatom ζ. B. einen Sgliedrigen King, wie den Pyrrolidinring, oder einen ögliedrigen King, wie den Piperidin oder den Morpholinring, bilden, bevorzugt ist R₂ und R₁ je eine Methyl· oder Äthylgruppe.R ₁ and Rj can together with the nitrogen atom ζ. B. form a S-membered King, such as the pyrrolidine ring, or an O-membered King, such as the piperidine or the morpholine ring, preferably R ₂ and R _{1 are} each a methyl or ethyl group.

Für R₄ ist die Methoxy- oder Äthoxygruppe und fUr X das Methyl· oder A thy !sulfat ion bevorzugt.The methoxy or ethoxy group is preferred for R ₄ and the methyl or thyulfate ion is preferred for X.

Die als Ausgangsstoffe ·,erwei.dbaren Verbindungen der allgemeinen Formell! sind zum größten Teil bekannt, oder sie können auf an sich bekannte Art und Weise aus Amiden der allgemeinen Form,! The compounds of the general formula! are for the most part known, or they can be obtained in a manner known per se from amides of the general form,!

R, -C-NR, -C-N

und niedrigen Dialkylester der Schwefelsäure, /. H Dimethylsulfat oder Diäthylsulfut, oder mit !'luv phoroxychlorid hergestellt werden.and lower dialkyl esters of sulfuric acid, /. H dimethyl sulphate or diethyl sulphate, or with! 'Luv phosphorus oxychloride are produced.

Der Cyanacetylharnstoff ist bekannt oder kann nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden beispielsweise durch Umsetzung von Cyanessigsäuic mit Harnstoff in Essigsäureanhydrid.The cyanoacetylurea is known or can are prepared by methods known per se, for example by reacting Cyanessigsäuic with urea in acetic anhydride.

Die Umsetzung der Verbindungen der „1'!gemeinen Formel Il mit dem Cyanacetylharnstoff zu Verbindungen der allgemeinen Formel III erfolgt in einem polaren, wasserarmen bis wasserfreien organischen Lösungsmittel, in Gegenwart von Verbindungen, die in Wasser alkalisch reagieren, und bei Temperaturen von etwa -10 bis 120 C. Als polare organische Lösungsmittel eigner, sich z. B. Amide niederer Fettsäuren, insbesondere Dimethylformamid, oder niedere Alkanole. wie Methanol. Äthanol. Glykol, Methylcellosolve oder Äthylcellosolve. Dialkylsulfoxyde, wie Meihylsulfoxyd, oder auch Acetonitril. Die Umsetzung kann auch in apolaren organischen Lösungsmitteln oder im Überschuß der Verbindung der allgemeinen Formel II durchgeführt werden. Als geeignete apolare organische Lösungsmittel seien beispielsweise genannt: Ketone, wie Aceton. Äther, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, oder Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, die gegebenenfalls halogeniert sein können, wie Chlorbenzol. Geeignete, in Wasser alkalisch reagierende Verbindungen sind beispielsweise sekundäre und insbesondere tertiäre aliphatische Amine, wie Trimcthylamin oder Triäthylainin, Alkalicarbonate, z. B Natrium- oder Kaliumcarbonat, Alkalihydroxyde, wie Natrium-. Kalium- oder Lithiumhydroxyd. Nairiumamid oder Alkalialkoholale, insbesondere -alkylate. wie Natrium- oder Kalium-methylat oder -äthylatThe implementation of the compounds of the "1"! Formula II with the cyanoacetylurea to give compounds of general formula III takes place in one polar, low-water to anhydrous organic solvents, in the presence of compounds that React alkaline in water, and at temperatures from about -10 to 120 C. As polar organic Solvent suitable, z. B. amides of lower fatty acids, especially dimethylformamide, or lower alkanols. like methanol. Ethanol. Glycol, methyl cellosolve or ethyl cellosolve. Dialkyl sulfoxides, such as methyl sulfoxide, or acetonitrile. The implementation can also be used in non-polar organic solvents or in excess of the compound of the general Formula II can be carried out. Examples of suitable non-polar organic solvents are called: ketones, such as acetone. Ethers, such as dioxane or tetrahydrofuran, or hydrocarbons, such as Toluene, which can optionally be halogenated, such as chlorobenzene. Suitable, alkaline reacting in water Compounds are, for example, secondary and, in particular, tertiary aliphatic amines, such as Trimethylamine or triethylainine, alkali carbonates, z. B sodium or potassium carbonate, alkali hydroxides, such as sodium. Potassium or lithium hydroxide. Nairium amide or alkali alcohols, in particular alkylates. such as sodium or potassium methylate or ethylate

Das Zwischenprodukt der allgemeinen Formel III kann man entweder isolieren oder direkt zur ringförmigen Verbindung der Formel 1 umsetzen. Der Ringschluß erfolgt mit Vorteil in polaren Lösungsmitteln, z. B. in den vorstehend genannten oder in Wasser, und in Gegenwart von in Wasser alkalisch reagierenden Verbindungen, wie von Alkalicarbonate!!. Alkalialkoholaten oder wäßrigen Alkalihydroxyden, z. B. von Natrium- oiler Kalium-hydroxyd, und bei einer Temperatur von 30 bis 150 C. vorzugsweise 50 bis (00 C. Die Cyclisierung erfolgt unter Abspaltung der CiruppeThe intermediate of the general formula III can either be isolated or directly to the ring-shaped React compound of formula 1. The ring closure takes place advantageously in polar solvents, z. B. in the above or in water, and in the presence of alkaline reacting in water Compounds, such as from alkali carbonates !!. Alkali alcoholates or aqueous alkali hydroxides, z. B. from sodium oiler potassium hydroxide, and at a temperature of 30 to 150 C. preferably 50 to (00 C. The cyclization takes place with elimination of the Ciruppe

--N--N

Die nach dem neuen Verfahren erhaltenen 5-Cyanuracile der allgemeinen Formel t sind wertvolle Zwischenprodukte flir die Synthese von Farbstoffen. So er hü It man aus dem 5-Cyanuracil der allgemeinen Formel I, in der R, ein Wasserstoffatom bedeutet, durch Verseifung der Cyangruppc die Uritcil-5-car bonsilure und aus letzterer durch Ersetzen der Hydroxylgruppen durch Halogen mittels PhosphorhalogcnidThe 5-cyanuracils of the general formula t obtained by the new process are valuable intermediates for the synthesis of dyes. So it is derived from the 5-cyanuracil of the general formula I, in which R, denotes a hydrogen atom, the uritcil-5-car by saponification of the cyano group bonsilure and from the latter by replacing the hydroxyl groups with halogen by means of phosphorus halide

HCHC

HNHN

C - OC - O

NilNile

IOIO

Λλ> für die Herstellung wertvoller Reaktivfarbstoffe .^•eignete FarhstolTzwischenprodukt 2.4-Dichlor-pvriiHklin-5-carbonsäurechlorid. Λλ> for the production of valuable reactive dyes. ^ • Suitable dye intermediate 2.4-dichloro-pvriiHklin-5-carboxylic acid chloride.

in ilen folgenden Beispielen sind die Temperaturen α Celsiusgraden angegeben.In the following examples, the temperatures are given α degrees Celsius.

Beispiel 1example 1

12.7 g Cyanacetylharnstoff werden in 50 ml Dimethylformamid gelöst und mit 24 g der Verbindung aus Dimethylformamid und Dimethylsulf u12.7 g of cyanoacetylurea are dissolved in 50 ml of dimethylformamide dissolved and with 24 g of the compound of dimethylformamide and dimethyl sulf u

hergestellt nach B. %, 1354 [1963]) vereinigt. Man Mihlt dieses Gemisch auf 0 ab und läßt dazu bei 0 I^ 10 12 g Triäihvlamin zutropfen. Dann rührt man das Reaktionsgemisch noch 2 Stunden hei 20 iiis 30 . saugt den während der Reaktion ausgefallenen N.N - Dimethylaminomethylen - cyanacelyihamslolTprepared according to B.%, 1354 [1963]) combined. Man Measure this mixture to 0 and leave it at 0 I ^ 10 12 g of Triäihvlamin add dropwise. Then stir the reaction mixture is heated for a further 2 hours iiis 30. sucks the precipitated during the reaction N.N - dimethylaminomethylene - cyanacelyihamslolT

ib. wäscht ihn mit Methanol und trocknet ihn. Sein Schmelzpunkt beträgt 204 und die Ausbeute 14,7 g iS0.S% der Theorie, bezogen auf den C-. .lnacetylharnstoff). ib. washes it with methanol and dries it. Its melting point is 204 and the yield is 14.7 g iS0.S% of theory, based on the C-. .lnacetylurea).

18.2 g N.N-Dimethylaminomethylen-cyanacetyliiarnstoff werden in 50 ml Wasser angerührt. Zu der ■jiilstehcnden Suspension läßt man eine Losunu von KIg Natriumhydroxyd in 50 ml Wasser innerhalb einer Stunde zufließen und steigert in derselbcii /.it die Reaktienstempcri-tur von 20 bis 30 auf 60 . Man rührt die Mischung noch I Stunde bei diesel Temperatur und säuert dann die e.Ustancjne Lösung mit Salzsäure an, kühlt auf 5 bis 10 ab i'nd saug! das jo ausgefallene 5-Cyan-uracil der Formel18.2 g of N.N-dimethylaminomethylene cyanoacetyl alcohol are stirred in 50 ml of water. A solution of KIg sodium hydroxide in 50 ml of water flow in within an hour and increases in derselbcii /.it the reaction temperature from 20 to 30 to 60. Man stir the mixture for another hour at this temperature and then acidify the e.Ustancjne solution Hydrochloric acid, cools down to 5 to 10 i'nd suck! the jo precipitated 5-cyano-uracil of the formula

abgekühlt, das ausgefallene o-Methyl-S-cyan-uracil der Formelcooled, the precipitated o-methyl-S-cyano-uracil the formula

CNCN

4040

ab. wäscht es mit Wasser und trocknet es. Die Ausbeute beträgt 12.6 g (93.5% der Theorie).away. washes it with water and dries it. The yield is 12.6 g (93.5% of theory).

Verwendet man an Stelle von 24 g der Verbindung aus Dimethylformamid und Dimethylsulfat die aijuimolarc Menge der Verbindung aus Dimethylformamid und Diäthylsulfat oder Di-isopropylsulfat oder aus Dimcihylformamid und Phosphoroxyehlorid und verfährt wie im Beispiel vermerkt, so erhält man ebenfalls N.N - Diinethylaminomethylen -cyaiiaeelylharnstoff und daraus 5-Cyan-uraeil der vorstehenden Formel.If you use the aijuimolarc instead of 24 g of the compound of dimethylformamide and dimethyl sulfate Amount of the compound of dimethylformamide and diethyl sulfate or di-isopropyl sulfate or from Dimcihylformamid and Phosphoroxyehlorid and if you proceed as noted in the example, you also get N.N - Diinethylaminomethylen -cyaiiaeelylurstoff and therefrom 5-cyanide of the foregoing Formula.

Beispiel 2Example 2

12,7 g CyanacetylharnslofT werden mit 50 ml Methanol angerührt, und die Suspension wird mit 25.5 g der Verbindung aus Dirnelhylacetamid und Dimethyl· sulfat vereinigt. Zu diesem Gemisch tropft man bei 10 bis 20" eine Lösung von 6,5 g Natriummethylat in 40 ml Methanol zu. Man rührt das Reaktionsgemisch noch 5 Stunden bei 30 bis 40° und versetzt es dann mit einer Lösung von 10 g Natriumhydroxyd in 50 ml Wasser. Die Temperatur des Gemisches wird I Stunde bei ungefähr 60 gehalten, dann wird die Likuna mit Salzsäure angesäuert, auf 10 bis 1512.7 g of cyanoacetyl urine solution are mixed with 50 ml of methanol, and the suspension is mixed with 25.5 g the compound of dirnel hylacetamide and dimethyl sulfate combined. This mixture is added dropwise 10 to 20 "of a solution of 6.5 g of sodium methylate in 40 ml of methanol. The reaction mixture is stirred for a further 5 hours at 30 to 40 ° and mixed it then with a solution of 10 g of sodium hydroxide in 50 ml of water. The temperature of the mixture if it is held at about 60 for 1 hour, then will the Likuna acidified with hydrochloric acid, on 10 to 15

CH, — CCH, - C

HNHN

C = OC = O

NHNH

abgesaugt, mit etwas Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 10,7 - (70,8% der Theorie, bezogen auf den Cyanacetylharr.stoff).Sucked off, washed with a little water and dried. The yield is 10.7 - (70.8% of the Theory, based on the cyanoacetyl urea).

Die gleiche Verbindung erhält man, wenn man an Stelle von 25,5 g der Verbindung aus Dimethylacetamid und Dimethylsulfat äquimolare Mengen der Verbindung aus Dimethylsulfat und Diäthylaceiamid oder N-Acetylpiperidin oder N-Acetylmorpholin verwendet. The same compound is obtained if instead of 25.5 g of the compound from dimethylacetamide and dimethyl sulphate equimolar amounts of the compound of dimethyl sulphate and diethyl amide or N-acetylpiperidine or N-acetylmorpholine is used.

Die entsprechende 6-Äthylverbindung erhält man, wenn man an Stelle von 25,5 g der Verbindung aus Dinvzthylacelamid und Dimethylsulfat äquimolare Mengen der Verbindung aus Dimethylpropionamid und Dimethylsulfat verwendet.The corresponding 6-ethyl compound is obtained when instead of 25.5 g of the compound from Dinvzthylacelamid and dimethylsulfat equimolar amounts of the compound from dimethylpropionamide and dimethyl sulfate are used.

Beispiel 3Example 3

127 g Cyanacetylharnstoff werden mit 400 ml Methanol angerührt und auf 10' gekühlt. Man tropft gleichzeitig 240 g der Verbindung aus Dimethylformamid und Dimethylsulfat und eine Iüsung von 46 g N;;triumhydroxyd in 230 ml Methanol innerhalb 2 Stunden bei 10 bis 15 zu. Die Mischung wird anschließend noch eine weitere Stunde bei dieser Temperatur gerührt, dann mit 400 ml Wasser versetzt, das ausgeschiedene Kristallisat filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt I 70 g N.N - Dimethylaminomethylencyanacctylharnstoff (93,5% der Theorie, bezogen auf Cyanacelylharnstoff).127 g of cyanoacetylurea are mixed with 400 ml of methanol stirred and cooled to 10 '. 240 g of the compound from dimethylformamide are added dropwise at the same time and dimethyl sulfate and a solution of 46 g of N ;; trium hydroxide in 230 ml of methanol within 2 hours at 10 to 15 too. The mixture is then for another hour at this Stirred temperature, then mixed with 400 ml of water, filtered the precipitated crystals, with Water washed and dried. The yield is 70 g of N.N - dimethylaminomethylene cyanacctylurea (93.5% of theory, based on cyanacelylurea).

Das Produkt wird wie im Beispiel I in 5-Cyanuracil übergeführt.The product is converted into 5-cyanuracil as in Example I.

Beispiel 4Example 4

Zu 22 g der Verbindung aus Dimethylformamid und Dimethylsulfat gibt man lfi.3g Diäthylamin, wobei die Temperatur auf 40 bis 50 steigt. Zu dem Reaktiensgemisch läßt man eine Losung von 12,7 g Cyanacelylharnstoff in 85 ml Dimethylformamid fließen und rührt 2 Stunden bei 80 bis 90°. Das beim Abkühlen ausfallende Kristallisat wird abfiltriert, in 50 ml Wasser angeschlämmt, die Suspension mit 15 ml lOVoiger wäßriger Natronlauge versetzt und 3 Stunden bei 80 bis 90° gerührt, wobei völlige Lösung eintritt. Beim Ansäuern mit 10 ml 36%igef Salzsäure fällt das 5-Cyan-uracit kristallin aus. Die Ausbeute beträgt 3 g (etwa 30%, bezogen auf Cyanacetylharnstoff). 3 g of diethylamine are added to 22 g of the compound of dimethylformamide and dimethyl sulfate, the temperature rising to 40 to 50. A solution of 12.7 g of cyanacelylurea in 85 ml of dimethylformamide is allowed to flow into the reaction mixture and it is stirred for 2 hours at 80 to 90 °. The crystals which precipitate on cooling are filtered off, suspended in 50 ml of water, 15 ml of 10% aqueous sodium hydroxide solution are added and the mixture is stirred at 80 to 90 ° for 3 hours, complete dissolution occurring. When acidified with 10 ml of 36% strength hydrochloric acid, the 5-cyano uracite precipitates in crystalline form. The yield is 3 g (about 30% based on cyanoacetylurea).

Beispiel 5Example 5

Zu 25,5 g der Komplex verbindung aus Dimethyl* formamid und Dimethylsulfat tropft man bei 20 bis 30^Λ eine Lösung von 6,5 g Natriummethylat in 80 ml Methanol. Man rührt das Gemisch I Stunde bei der angegebenen Temperatur und streut dann 12,5 gA solution of 6.5 g of sodium methylate in 80 ml of methanol is added ^{dropwise at 20 to 30 Λ} to 25.5 g of the complex compound of dimethyl * formamide and dimethyl sulfate. The mixture is stirred for 1 hour at the stated temperature and 12.5 g are then sprinkled

1 69b UÖ71 69b UÖ7

Cyanacetylharnstoff ein. Nach etwa 5 Siiinden wird der gebildete N.N-Dimethylaminomethylen-eyatiacetylharnstoff abgesaugt, mit Methanol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute hetriigl 7 g (etwa 40V he/ogen auf CyanacelylharnstofT). Das Produkt wird genuin Beispiel I in 5-Cyan-uraeil übergeführt.Cyanoacetylurea. After about 5 seconds it will the formed N.N-dimethylaminomethylene-eyatiacetylurea suctioned off, washed with methanol and dried. The current yield is 7 g (approx he / ogen on cyanacelylurea). The product will genuine example I converted into 5-cyanureal.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: I. Verfahren zur Herstellung
uracilen der allgemeinen Formel I.I. Method of manufacture
uracils of the general formula I. CNCN von 5-Cyan-of 5-cyan II)II) R₁-C C = OR ₁ -CC = O ! 1! 1 HN NHHN NH Il οIl ο in der R₁ ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der ;s allgemeinen Formel IIin which R ₁ denotes a hydrogen atom or a lower alkyl group, characterized in that a compound of the general formula II R₁-C-NR ₁ -CN R₄ R ₄ in der R₂ und R₁ je einen niederen Alkylrest bedeuten oder zusammen mit dem Stickstoffatom einen nicht aromatischen, gegebenenfalls weitere Heteroatome aufweisenden Ring bilden, R₄ einen nieder.-n Alkoxyrest oder eine Dichlorphosphiinlgruppe und X das Anion einer niederen Alk\lschwefelsäure oder das Chlorion bedeutet, in Gegenwart einer Base in einem Lösungsmittel oder im Überschuß an der Verbindung der allgemeinen Formell! bei Temperaturen von etwa -IO bis 120 C mit Cyanacetylharnstoff umsel/.i und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel IIIin which R ₂ and R ₁ each represent a lower alkyl radical or together with the nitrogen atom form a non-aromatic ring, _{optionally containing further heteroatoms, R 4} a lower alkoxy radical or a dichlorophosphine group and X the anion of a lower alk \ lsulfuric acid or the Chlorine ion means in the presence of a base in a solvent or in excess of the compound of the general formula! at temperatures of about -IO to 120 C with cyanoacetylurea umsel / .i and the compound of general formula III obtained NC — C — CO — NH — CO — NH₂
,R,NC - C - CO - NH - CO - NH ₂
, R, R₁-C-NR ₁ -CN (III)(III) •R,• R, bei 30 bis 150 C in einem polaren Lösungsmittel mit einer alkalisch reagierenden Verbindung behandelt. treated at 30 to 150 C in a polar solvent with an alkaline compound. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R₁ ein Wasscrstoffatom oder eine Methyl- oder Äthylgruppe. R₂ und R, die Methyl- oder Äthylgruppe, R₄ eine niedere Alkoxygruppe und X ein niederes Alkylsulfation bedeutet.2. The method according to claim 1, characterized in that R _{1 is} a hydrogen atom or a methyl or ethyl group. R ₂ and R, the methyl or ethyl group, R _{4 is} a lower alkoxy group and X is a lower alkyl sulfate ion.