DE2807625A1

DE2807625A1 - Verfahren zur herstellung von malonsaeurederivaten

Info

Publication number: DE2807625A1
Application number: DE19782807625
Authority: DE
Inventors: Franco Rivetti; Ugo Romano
Original assignee: Anic SpA
Current assignee: Anic SpA
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1978-08-31
Also published as: FR2381738A1; FR2381738B1; DD134083A5; DE2807625C2; CS207500B1; IT1075123B; CH636336A5; GB1574113A

Description

DR. ING. F. WUESTHOFF

DR-E. V.PI5CIIMANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL,. ING. H. GOETZ

PATENTANWÄLTE

SOOO MÜNCHEN OO nCHWMGERSTnASSE 2 TELEFON· (089) 00 20 51

⁵²⁴⁰⁷⁰ 2807625

TEI-EOTIAMStK t
PHOTEOTPATENT HÜKOHEK

1A-50 493

Patentanmel dune

Anmelder: ANIC S.p.A.

Via M. Stabile, Palermo, Italien

Titel: Verfahren zur Herstellung von Malonsäurederivaten

809835/0746

DR. ING. F. WTTESTHOFF DR. E. ν. PECIIMANN

DR. ING. D. BEHRENS DIPL. ING. R. GOETZ

PATENTANWÄLTE

HOOO MÜNCHEN OO SCriWEIOEKSTJlASSE 2 TELEFON (080) 00 20 51 TELEX

TELEOnAMMR I PBOTEOTPATENT MÜNOHEK

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Anm.: ANIC S.p.A.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Malonsäurederivaten, wie sie als Zwischenprodukte für die Synthese von Barbituraten und ähnlichen Verbindungen benötigt werden, indem ein o(-Halogenester, Amid, Nitril oder ein Dihalogenmethan mit Kohlenmonoxid und einem aliphatischen Alkohol in Gegenwart einer organischen oder anorganischen Base umgesetzt werden, wobei diese Reaktion katalysiert wird durch Palladium oder einem Palladiumkomplex. Das erfindungsgemaße Verfahren führt zu guten Ausbeuten und darüberhinaus werden keine toxischen Substanzen wie Kaliumcyanid benötigt.

Die erfindungsgemäß herzustellenden Malonsäurederivate entsprechen der allgemeinen Formel

O
Il
C-OR

1 ' ?
R-C-IT '

I
Z

1 2
worin R und R H oder Alkyl- oder Arylgruppen sind, R kann eine Alkyl- oder Alkarylgruppe und Z eine Ester-, Amido- oder Nitrilgruppe sein.

Es ist bekannt, daß die Malonsäureester hergestellt werden können ausgehend von den entsprechenden d-Halogenäthern durch Austausch des Halogens gegen die Nitrilgruppe, woraufhin eine Alkoholyse stattfindet. Dieses Verfahren benötigt jedoch das

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sehr gefährliche Reaktionsmittel Kaliumcyanid, welches zu großen Schwierigkeiten bei der Reinigung der anfallenden Produkte und Erzeugnisse führt.

Derartige Malonsäureester werden bekanntlich für die verschiedensten Synthesen in der organischen Chemie, insbesondere zur Herstellung von Barbituraten₍von Hypnotika und von Vitaminen B₁ und Bg benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung derartiger Malonsäurederivate ohne der Notwendigkeit, als Reaktionskomponenten qL-Halogenester, Amide, Nitrile oder Dihalogenmethan zu verwenden.

Nach der Erfindung werden Verbindungen der allgemeinen Formel X-CR¹R²-Z und X-CR¹R²-Y mit CO und einem Alkanol R³-OH in Gegenwart einer Base und eines Katalysators in Form von Palladium oder einer Palladiumverbindung umgesetzt.

+ /BH⁺ X'J

R¹ R¹

R² - C - X + 2CO + 2R³OH + 2B —*- R² - C - COOR³ + /SH⁺ X~7 +

Y COOR³

+ /BH⁺ Y-J .

X und Y sind Halogenatome, die gleich oder unterschiedlich sein können, B deutet die Anwesenheit der Base an.

Als Base kann man anorganische Substanzen wie Bicarbonate oder Carbonate der Alkalien oder Erdalkalien oder Erdalkalioxide anwenden. Gleich wirksam sind auch organische Basen wie aliphatische tertiäre Amine und Pyridine.

R- C - X + CO + R³OH + B

R-C-C-OR

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Als Palladiumkatalysator kann man Komplexe mit zweiwertige® Palladium der allgemeinen Formel L₁L₂PdX₁X₂ anwenden, worin L₁ und L₂ einzählige neutrale Liganden sind, die gleich oder unterschiedlich sein können, wie Phosphine, Arsine pder Stibine, die mit einer Alkyl- oder Arylgruppe substituiert sind, L₁L₂ kann aber auch einen zweizähligen Liganden andeuten, wie ein Biphosphin oder Diarsin, Phenanthrolin oder Dipyridyl und deren substituierten Derivate. X₁ und X₂ sind anionische Gruppen, die gleich oder unterschiedlich sein können, wie Halogen, Carboxylate, Cyanide, Thioalkoholate, Carboxycarbonyle und dgl.

Brauchbar sind auch Komplexe des nullwertigen Palladiums nach der Formel PdL_n, worin η 2, 3 oder 4 sein kann und L ein Alkyl- oder Arylphosphin oder ein Isonitril ist. Es kommen aber auch die Carbonyle von nullwertigem Palladium infrage. Diese entsprechen der Formel Pdx(CO) L₂, worin χ und y jeweils 1 oder 3 sein können und ζ 3 oder 4 ist und L ein Arylphosphin bedeu-> tet. Die Umsetzung kann auch in Gegenwart eines Promotors stattfinden, bei dem es sich um Alkali- oder Erdalkalihalogenide oder-elarboxyläte handeln kann.

Gegebenenfalls wendet man für die Umsetzung ein organisches Verdünnungsmittel an, welches bevorzugt polar oder aprotisch ist, wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Tetrahydropyran, Mono- oder Dialkyläther von Äthylenglykol oder homologen Glykolen, Dioxyäthylenoxypropylenglykole· oder ähnliche Verbindungen, Hexamethylphosphamid, N-Methylpyrrolidon, N,N'-Dimethylformamid oder Tetramethylsulfon.

Die Umsetzung kann bei verschiedenen Temperaturen, im allgemeinen zwischen 50 und 300⁰C, vorzugsweise zwischen 80 und 150°Cjunter einem Druck von 1 bis 200 bar, vorzugsweise zwischen 1 und 70 bar, vorgenommen werden.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert.

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Beispiel 1 . *

In einen Autoklaven aus korrosionsbeständigem Stahl wurden 24,6 g Methylchloracetat, 15,8 g Methanol, 19,1 g Natriumbicarbonat, 2,2 g (Ph .P)₂PdJp und 80 cnr Hexamethylphosphamid eingebracht, der Autoklav verschlossen, mit Stickstoff ausgespült, ein CO-Druck von 50 bar aufgebaut und 4 h bei 100 C gehalten. Die Analyse 'der Reaktionsmasse ergab eine Umsetzung des Methylchloracetats von 100 % entsprechend einer Ausbeute von Dimethylmalonat von 79 %(Ph = Phenyl).

Beispiel 2

In einen Autoklaven wurden eingebracht: 39,6 g Methylenchlorid, 7,9 g Methanol, 25,2 g Triäthylamin, 1,7 g (Ph₅P)₂PdCl₂ und 1,6 g Kaliumiodid. Unter einem CO-Druck von 50 bar wurde 8 h bei 100⁰C gehalten. Umwandlung des Methanols 25 %, Ausbeute 87 % Dimethylmalonat.

Beispiel 3

In einen Autoklaven wurden eingebracht: 8 g Benzalchlorid, 3,9 g Methanol, 10,5 g 2,6-Lutidin, 1,1 g (Ph,P)pPd <^"OCOCH,

^D * ^COOCHi

und 40 cnr Hexamethylphosphamid. Unter einem CO-Druck von 50 bar wurde 4 h bei 100⁰C gehalten. Ausbeute an Dimethylester von Phenylmalonsäure 55 %·

Beispiel 4

In einen Autoklaven wurden 37,5 g Chloracetonitril, 23 g Äthanol, 10 g Magnesium, 1,8 g (Ph₅P)₂Pd(CO) und 80 cm⁵ Glyme (Äthylenglykoldimethyläther) eingebracht, ein CO-Druck von 50 bar eingestellt und 4 h bei 80⁰C gehalten. Bei einer Umsetzung von 100 % betrug die Selektivität für Äthylcyanacefet 68 %.

Beispiel 5

In einen Autoklaven wurden 65 g Ν,Ν'-Diäthylchloracetamid,

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25 g Äthanol, 25 g Triethylamin, 1,5 g (Ph₃P)₂Pd(COOCH₃)₂ und 150 cm3 N,N'-Dimethylformamid eingebracht, ein CO-Druck von 50 bar aufgebaut und 4 h bei 100⁰C gehalten. Bei einer Umsetzung von 92 % war die Selektivität für N,N'-Diäthylmalonamidmonoäthylester 81 %*

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Claims

Patentansprüche

1. / Verfahren zur Herstellung von Malonsäurederivaten der allgemeinen Formel _Q

dadurch gekennzeichnet , daß man eine Verbin-

■i
dung der Formel R

x-c-z·

^!2 TT

mit einem Alkanol R^OH und CO in Gegenwart einer Base und eines Palladiumkatalysators umsetzt, worin Z eine Ester-,

12 Amido- oder Nitrilgruppe, X ein Halogenatom, R und R gleich oder verschieden sein können und H oder eine Aryl-, Alkyl-, Alkaryl- oder Aralkylgruppe bedeuten, R³ eine Alkyl oder Alkarylgruppe ist.

2. Verfahren zur Herstellung von Malonsäurediester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formel₁

mit einem Alkanol R-^OH umsetzt, wobei Y ein Halogenatom ist, welches gleich oder unterschiedlich zu X sein kann.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base Alkali- oder Erdalkalibicarbonate oder-carbonate oder Erdalkalioxide verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Base tertiäre aliphatische Amine oder Pyridine verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Palladiumkatalysator einen

12 12 1 ?

Komplex L L Pd X X verwendet, worin L und L einzählige

1 2
neutrale Liganden und X und X einwertige anionische Gruppen

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e η η -

der zeichnet, daß man als Palladiunkatalysator einen Komplex

3 12 3

Formel L PdX X verwendet, worin L ein zweizähliger Ligand

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Palladiumkomplex verwendet,

1 2

in dem L und L ein Phosphin, Arsin, Stibin substituiert mit Alkyl- und/oder Arylgruppen bedeutet.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Palladiumkomplex verwendet,

1 2

in dem X und X Halogenatome, Carboxylate, Cyanide, Thioalkoholate oder Alkoxycarbonyle bedeuten.

9o Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß man einen Palladiumkomplex verwendet, in dem Ir Phenanthrolin oder Diarsin, Dipyridyl oder deren substituierte Derivate bedeutet.

10.. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als K_ptalysator einen Komplex des nullwertigen Palladiums der Formel PdL _n verwendet, worin L ein Aryl- oder Alkylphosphin oder Isonitril sein kann

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und η zwischen 2 und 4 liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man als Katalysator einen Komplex des nullwertigen Panadiums der Formel Pd_x(CO) L₂ verwendet, worin χ und y jeweils 1 oder 3 und ζ 3 oder 4 sind und L ein Arylphosphin bedeutet.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß man zusätzlich einen Promotor, vorzugsweise ein Alkali- oder Erdalkalihalogenid oder-carboxylat, verwendet.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß man zusätzlich ein organisches Lösungsmittel, vorzugsweise ein polares aprotisches Lösungsmittel, verwendet. _;

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß man als Lösungsmittel Tetrahydrofuran, Dioxan, Tetrahydropyran, Mono- und Dialkyläther von Äthylenglykol oder homologen Glykolen, von Oxyäthylenoxypropylenglykol, Hexamethylphosphamid oder Tetramethylensulfon verwendet.

15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß man die Umsetzung zwischen 50 und 200⁰C, vorzugsweise zwischen 80 und 150⁰C, durchführt.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung zwischen 1 und 200 bar, vorzugsweise zwischen 1 und 70 bar, durchführt.

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