CH345008A

CH345008A - Verfahren zur Herstellung von a,B-Di-(aryloxazolyl-(2))-äthylenen

Info

Publication number: CH345008A
Authority: CH
Inventors: Max Dr Duennenberger; Franz Dr Ackermann; Adolf-Emil Dr Siegrist
Original assignee: Ciba Geigy
Priority date: 1956-05-14
Filing date: 1956-05-14
Publication date: 1960-03-15

Description

Verfahren zur Herstellung von a,-Di-[aryloxazolyl-(2)]-äthylenen
Es wurde gefunden, dal3 man as Di-[aryloxa- zolyl- (2)]-äthylene in besonders vorteilhafter Weise herstellen kann, wenn man erfindungsgemäss bei er höhter Temperatur im Molekularverhältnis 2 : 1 o-Oxy-arylamine mit Fumarsäure, Äpfelsäure oder Asparaginsäure oder gleich reagierenden funktionellen Derivaten dieser Säuren mit Hilfe von Katalysatoren cyclisiert und, sofern Apfelsäure oder Asparaginsäure oder deren Derivate als Ausgangsstoffe verwendet werden, ausserdem Wasser bzw. Ammoniak aus den Resten dieser Säuren oder Säurederivate abspaltet.

Die als Ausgangsstoffe dienenden aromatischen o-Oxy-amine können zum Beispiel der Naphthalinreihe oder vorzugsweise der Benzolreihe angehören, und mit Vorteil verwendet man monocyclische o-Oxyarylamine der Benzolreihe. Diese können noch Substituenten enthalten, zum Beispiel niedrigmolekulare Alkyl-oder Alkoxygruppen, wie zum Beispiel Athyl-, Methyl-, Athoxy-oder Methoxygruppen, Halogenatome, wie Chlor, ferner auch Nitrogruppen.

Als Beispiele seien folgende o-Oxy-arylamine erwähnt :
1-Amino-2-oxy-naphthalin,
1-Amino-2-oxy-benzol,
I-Amino-2-oxy-5-methyl-benzol,
1-Amino-2-oxy-4-methyl-benzol,
1-Amino-2-oxy-5-methoxy-benzol, I-Amino-2-oxy-3, 5-dimethyl-benzol,
1-Amino-2-oxy-5-tertiärbutyl-benzol, l-Amino-2-oxy-4-oder-5-nitro-benzol,
1-Amino-2-oxy-5-chlor-benzol,
1-Amino-2-oxy-3, 5-dichlor-benzol.

Als weitere Ausgangsstoffe werden funktionelle Derivate der Fumarsäure, Apfelsäure oder Asparaginsäure, welche gleich reagieren wie diese Säuren, verwendet, wie zum Beispiel deren Monoester oder Diester. Es kommen hierbei insbesondere die Ester der genannten Dicarbonsäuren mit niedrigmolekula- ren Alkanolresten in Betracht, beispielsweise der Dimethylester oder Diäthylester der Fumarsäure.

Die Kondensation der o-Oxy-arylamine mit den Dicarbonsäuren oder deren gleich reagierenden funktionellen Derivaten erfolgt wie gesagt im Molekularverhältnis 2 : 1. Es empfiehlt sich deshalb, die Ausgangsstoffe bei der Umsetzung etwa in diesem Men genverhältnis einzusetzen und am besten eher einen kleinen Überschuss an Dicarbonsäure als an o-Oxyarylaminen zu verwenden. Auf diese Weise werden unerwünschte Nebenprodukte und Verluste an Ausgangsstoffen weitgehend vermieden.

Für die Umsetzung selbst werden nur die beiden Ausgangsstoffe sowie der eingangs erwähnte Katalysator benötigt, und sie kann durch Erwärmen des Komponentengemisches in Gang gebracht und mit Hilfe des Katalysators zu Ende geführt werden. Es ist in manchen Fällen vorteilhaft, in einem inerten organischen Lösungsmittel zu arbeiten. Da die Reaktion bei höherer Temperatur erfolgt, sind vor allem höhersiedende Lösungsmittel angezeigt, zum Beispiel Substitutionsprodukte des Benzols, zum Beispiel Monochlorbenzol, Dichlorbenzole, Trichlorbenzole oder Nitrobenzol, oder insbesondere höhersiedende Kohlenwasserstoffe der Benzolreihe, wie Toluol, Xylole oder Cumol.

Vorteilhafte Reaktionstemperaturen sind solche zwischen etwa 100 und 200 . Zweckmässig trennt man bei Siedetemperatur in einem der erwähnten Lösungsmittel das Reaktionswasser mit Hilfe eines Wasserabscheiders vom destillierten Lösungsmittel ab und führt das entwässerte Lösungsmittel wieder dem Reaktionsgemisch zu.

Beim erfindungsgemässen Verfahren werden sol che Katalysatoren verwendet, welche die für den Ringschluss zu Oxazolringen notwendige Wasserabspaltung, und, wenn als Ausgangsstoff nicht die bereits eine Äthylenverbindung enthaltende Fumarsäure oder deren Derivate, sondern Apfelsäure oder Asparaginsäure bzw. deren Derivate verwendet werden, die Abspaltung von Wasser bzw. Ammoniak auch aus dem Rest der Dicarbonsäure bewirken. Geeignete Katalysatoren dieser Art sind zum Beispiel Sulfonsäuren der Benzolreihe wie p-Toluol-sulfonsäure, und besonders gute Ergebnisse werden mit Borsäure als Katalysator erzielt.

Bei der Umsetzung von o-Oxy-arylaminen mit den Säuren oder Säurederivaten der angegebenen Art kann schon ohne Katalysator eine Wasserabspal- tung stattfinden. Es besteht deshalb guter Grund zur Annahme, dal3 sich die Dicarbonsäure mit der Aminoverbindung zunächst zum Dicarbonsäure-di-(ooxy-arylamid) umsetzt, aus welchem mit Hilfe des Katalysators dann, unter nochmaliger Abspaltung von zwei Molekülen Wasser im Fall von Fumarsäure, von drei Molekülen Wasser im Fall von Apfelsäure und von zwei Molekülen Wasser und einem Molekül Ammoniak im Fall der Asparaginsäure, das gewünschte a, ss-Di-[benzoxazolyl-(2)]-äthylen gebildet wird.

Demgemäss kann man bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens entweder zuerst ohne Katalysator die Wasserabspaltung einleiten, soweit sie in dieser Weise erfolgt, und hierauf den Katalysator zur Beendigung der Abspaltungen zusetzen.

Man kann aber auch von Anfang an in Gegenwart des Katalysators arbeiten, was insbesondere dann von Vorteil sein kann, wenn die Reaktionen in Abwesenheit von Lösungsmitteln ausgeführt werden.

Nach Beendigung der Umsetzungen können die entstandenen ass-Di-[benzoxazolyl-(2)]-äthylene aus dem Reaktionsgemisch in üblicher, an sich bekannter Weise isoliert und zwecks weiterer Reinigung aus organischen Lösungsmitteln umkristallisiert werden.

Die a, -Di- [benzoxazolyl- (2)]-äthylene lassen sich nach dem erfindungsgemässen Verfahren wesentlich leichter und reiner herstellen als nach den bekannten Methoden durch Erhitzen von o-Oxy-arylaminen mit Bernsteinsäure und nachfolgende Dehydrogenierung oder durch Zusammenschmelzen von o-Oxyarylaminen mit Fumarsäure ohne Katalysator.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes bemerkt wird, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1
123 Teile 1-Amino-2-oxy-5-methyl-benzol und 67 Teile Apfelsäure werden unter Ausschluss von Luft in 700 Volumteilen Xylol unter Sieden verrührt, wobei das entstehende Wasser fortlaufend abdestilliert wird. Nach Abdestillieren von 18 Teilen Wasser werden 3 bis 4 Teile p-Toluol-sulfonsäure zugegeben, und es wird weiter unter Sieden und Rühren Wasser abdestilliert, bis die Wasserbildung vollständig abgeschlossen ist, was 24 bis 36 Stunden dauert. Man lässt erkalten, filtriert das kristallin ausgefallene Kondensationsprodukt ab und wäscht es mit Xylol, Alkohol und Wasser. Nach Umkristallisieren aus Methylenchlorid-Alkohol schmilzt das in Form feiner gelblicher Nadeln erhaltene Kondensationszprodukt der Formel
EMI2.1
bei 183 bis 184 .

Beispiel 2
109 Teile 1-Amino-2-oxy-lbenzol werden unter Ausschluss von Luft mit 67 Teilen Apfelsäure in 700 Volumteilen Xylol unter Rühren während einer Stunde am Rückfluss gehalten, wobei das entstehende Wasser fortlaufend abdestilliert wird. Danach werden 3 Teile Borsäure zugegeben, und das Reaktionsgemisch wird weitere 6 bis 8 Stunden am Rückfluss gehalten, bis die Wasserbildung vollständig abgeschlossen ist. Man kühlt die braune Reaktionslösung auf 10 , wobei sich das Kondensationsprodukt der Formel
EMI2.2
in kristalliner Form und guter Ausbeute abscheidet.

Nach dem Filtrieren, Waschen mit Xylol und Alkohol und Umkristallisieren aus Dioxan schmilzt es bei 242 bis 243".

Beispiel 3
123 Teile 1-Amino-2-oxy-5-methyl-benzol und 66,5 Teile d, l-Asparaginsäure werden unter Ausschluss von Luft in 700 Volumteilen Xylol unter Zusatz von 20 Teilen Borsäure unter Rühren am Rück- fluss gehalten, wobei das entstehende Wasser fortlaufend abdestilliert wird. Sobald die Wasserabspal tung vollständig abgeschlossen ist, was 12 bis 24 Stunden Zeit erfordert, lässt man erkalten, filtriert das kristallin angefallene Kondensationsprodukt ab, wäscht es mit Xylol, Athanol und heissem Wasser und trocknet es. Nach Umkristallisieren aus Methylenchlorid-Alkohol schmilzt das erhaltene a, -Di- [5- methyl-benzoxazolyl- (2)]-äthylen bei 183 bis 184 .

Verwendet man anstelle der 123 Teile 1-Amino2-axy-5-methyl-benzol 109 Teile 1-Amino-2-oxy- benzol oder 143,6 Teile 1-Amino-2-oxy-5-chlor-ben- zol, so erhält man das a, ss-Di-[benzoxazolyl-(2)]- äthylen vom Schmelzpunkt 242 bis 243 (aus Dioxan kristallisiert) resp. das a, fl-Di- [5-chlor-benzoxazolyl- (2)]-äthylen vom Schmelzpunkt 262 bis 263 (aus Dioxan kristallisiert) als kristalline Pulver.

Beispiel 4 13, 7 Teile 2,4-Dimethyl-6-amino-phenol, 6,7 Teile Apfelsäure und 0,2 Teile Borsäure werden in 100 Volumteilen Xylol unter Ausschluss von Luft wäh- rend 6 Stunden am Rückfluss gekocht, wobei das entstehende Wasser in einem Wasserabscheider fortlaufend abgetrennt wird. Dann wird das Xylol am Vakuum abdestilliert und der Rückstand aus heissem Alkohol umkristallisiert. Die dabei erhaltenen gelborangen Nadeln der Formel
EMI3.1
schmelzen bei 213 bis 215 .

Der Zusatz von Borsäure kann auch erst gegen Ende der Umsetzung erfolgen.

Beispiel S
86 Teile 1-Amino-2-oxy-5-methyl-benzol werden unter Ausschluss von Luft mit 47 Teilen Apfelsäure in 500 Volumteilen Xylol verrührt. Dann wird das Gemisch unter Rühren eine Stunde am Rückfluss gekocht, wobei die Wasserabscheidung sofort einsetzt.

Danach werden 2 Teile Borsäure zugegeben, und das Reaktionsgemisch wird weitere 3 Stunden am Rück- fluss gehalten. Die dunkelrote Lösung wird auf 10 abgekühlt, wobei sich das Kondensationsprodukt der Formel
EMI3.2
in Form feiner gelblicher Nadeln vom Smp. 179 bis 180"in guter Ausbeute abscheidet. Nach der Umkristallisation aus Isopropanol steigt der Smp. auf 183 bis 1840.

Man gelangt zum gleichen Endprodukt, wenn man die Borsäure von Anfang an dem Reaktionsgemisch zusetzt.

Anstelle von Xylol kann auch Cumol verwendet werden.

Beispiel 6
17,2 Teile Fumarsäurediäthylester, 24,6 Teile 1-Amino-2-oxy-5-methyl-benzol und 0,4 Teile Borsäure werden unter Luftausschluss während 7 Stunden bei 150 gehalten, wobei sich 9 Teile Alkohol- Wasser-Gemisch abtrennen. Das aus Methylenchlorid-Methanol umkristallisierte Kondensationsprodukt der Formel
EMI3.3
schmilzt bei 181 bis 183 .

Zum gleichen Endprodukt gelangt man, wenn man anstelle von Fumarsäurediäthylester Fumarsäure oder Apfelsäure verwendet.

Beispiel 7
6,1 Teile 1-Amino-2-oxy-4-methyl-benzol werden unter Luftausschluss mit 3,4 Teilen Apfelsäure in 50 Volumteilen Xylol unter Zusatz von 0,1 Teil Borsäure während 5 Stunden am Rückfluss verrührt.

Dann wird das Xylol am Vakuum abdestilliert und der Rückstand aus Methylenchlorid-Methanol umkristallisiert, wobei man gelbe Nadeln vom Smp. 190 bis 191 erhält, welchen folgende Konstitutionsformel zukommt :
EMI3.4

Beispiel 8
2,65 Teile 1-Amino-2-oxy-5-tertiärbutyl-benzol werden unter Luftausschluss mit 1,1 Teilen Apfelsäure in 40 Volumteilen Xylol unter Zusatz von 0,05 Teilen Borsäure während 7 Stunden am Rück- fluss verrührt. Dann entfernt man das Xylol durch Vakuumdestillation und kristallisiert das Kondensationsprodukt der Formel
EMI4.1
aus Methylec1ilorid-Methanol. Smp. 157 bis 158 .

Claims

....PATENTANSPRUCH Verfähren zur ! Herstellung von a, S-Di-[aryloxa- zoiyl- (2)]-äthylenen, dadurch gekennzeichnet, dass man bei'erhohter Temperatur im Molekularverhält nis 2 1-o-Oxy-arvlamine mit Fumarsäure, Apfel- säure oder Asparaginsäure oder gleich reagierenden funktionellen Derivaten dieser Säuren mit Hilfe von Katalysatoren cyclisiert, und dass, sofern Äpfelsäure oder Asparaginsäure oder deren Derivate als Ausgangsstoffe verwendet werden, ausserdem Wasser bzw. Ammoniak aus den Resten dieser Säuren oder Säurederivate abgespaltet wird.

UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man monocyclische o-Oxy-arylamine der Benzolreihe verwendet.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Fumarsäure verwendet.

3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Äpfelsäure verwendet.

4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Asparaginsäure verwendet.

5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Fumarsäuredialkylester mit niedrigmolekularen Alkanolresten verwendet.

6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzungen in organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise in höhersiedenden aromatischen Kohlenwasserstoffen der Benzolreihe, durchführt.

7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Sulfonsäuren der Benzolreihe als Katalysatoren verwendet.

8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Borsäure als Katalysator verwendet.

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