CH450429A - Verfahren zur Herstellung von a-Halogen-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von a-Halogen-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure

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Description


  



  Verfahren zur Herstellung von   a-Halogen-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure   
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von a-Halogen-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure der Formel   I,   
EMI1.1     
 in welcher X Brom, Chlor oder Jod bedeutet.



   Diese Verbindung bildet einen wertvollen   Ausgangs-    stoff zur Herstellung der pharmakologisch wirksamen   cn-Amino-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure.   



   Zur Herstellung der   a-Halogen-3-hydroxy-5-isoxazol-    essigsäure setzt man einen 3-substituierten   5-isoxazol-    carboxaldehyd der Formel II
EMI1.2     
 in welcher Ri den   Benzyl-oder    Methylrest bedeutet, mit Blausäure zum Cyanhydrin, der Formel III
EMI1.3     
 in welcher   Rr dlie oben angegebene    Bedeutung hat, um, wandelt dieses in einem   3-substituierten      5-Isoxazol-      glykolsänrealkylester    der Forme4 IV,
EMI1.4     
 in   welcher Rs einen niederen Alkyirest    bedeutet, und   Ri    die oben angegebene Bedeutung hat, um, setzt diese Verbindung mit einem Sulfonsäure-oder Carbonsäurehalogenid zu einer Verbindung der Formel V,

  
EMI1.5     
 in welcher Ac den Acylrest einer Sulfonsäure oder Carbonsäure bedeutet und   Ri    und   R2    die oben ange  gebene Bedeubung    hat, um, führt diese Verbindung nach   Umsetzung mit einem Alkalimetalahalogenid    zu einem   3-substituierten a-Halogen-5-isoxazolessigsaure-alkyl-    ester der Formel VI,
EMI1.6     
 in welcher X Brom, Chlor oder Jod bedeutet und Ri und   R2    die oben angegebene Bedeutung haben, über und hydrolysiert diese letztere Verbindung mit 48   %    iger Bromwasserstoffsäure zur   a-Halogen-3-hydroxy-5-    isoxazolessigsäure der Formel   I.   



   Diese Hydrolyse wird zweckmässig in der zur Lösung erforderlichen Menge Essigsäure und vorzugsweise bei 25 bis 35¯ durchgef hrt.



   Für die erste Stufe der erfindungsgemässen Reak  tionsfolge    sind quantitative Ausbeuten möglich, sofern überschüssige   100% ige Blausäure    als Reagens und ein Reaktionsmittel bei Temperaturen von etwa 0 bis   50     verwendet wird. Die erhaltenen Cyanhydrine können beispielsweise durch   Behandl. ung    mit einem niederen Alkanol und Chlorwasserstoff in der KÏlte in   ent-      sprechende      Iminoester      umgewandeIt    werden, die beim Zufügen von Wasser in die gewünschten niederen Alkylester der Formel IV übergehen. Letztere werden zur Umwandlung in   O-Acylderivate der Formel    V   zweck-    mässig z.

   B. mit   p-Toluolsulfochlorid,    p-Brombenzolsulfochlorid, Methansulfochlorid, Acetylchlorid oder Trifluoracetylchlorid in einer tertiären organischen Base, wie z. B.   Col. lidin, vorzugsweise    in der Kälte, umgesetzt.



     Dis    Verbindungen der Formel II sind neu und können, z. B. ausgehend von der bekannten 3-Bromoder 3-Chlor-5-isoxazolessigsäure (vgl. R. Fusco und S. Rossi, Rend. Ist. Sci. Pt. I Classe Sci. Mat. e Nat.



  94 A, 729-740 (1960), CA, 57, 16583 d, e bzw. P.



  Bravo, G. Gaudiano, A. Quilico und A. Ricca, Gazz.



  Chim. Ital.   91,    47-64, bes. 60-63 (1961),   CA,    58, 12869 e usf), durch Umsetzung derselben mit Methanol bzw. Benzylalkohol und Kaliumhydroxyd in der Wärme und Umwandlung der erhaltenen 3-Methoxy-oder 3  Benzyloxy-5-isoxazolcarbonsäure über    ihr Säurechlorid in das N,N-¯thylenamid und Reduktion des letzteren mit Lithiumaluminiumhydrid in ¯ther erhalten werden.



   Das nachfolgende Beispiel erlÏutert die Durchf hrung der erfindungsgemϯen Reaktionsfolge nÏher. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.



   Beispiel a)   12,    2 g   (60    mMol)   3-Benzyloxy-5-isoxazolcarbox-    aidehyd werden mit 6, 5 g 100%iger Blausäure und 10 mg Natriumcyanid versetzt. Nach 10 Minuten setzt unter Erstarrung des Reaktionsgemisches eine exotherme Reaktion ein. Man lässt das Gemisch 12 Stunden stehen   löst s    dann in   200    ml absolutem Ather, versetzt die L¯sung mit Aktivkohle und filtriert. Man dampft den ¯ther bei vermindertem Druck ab und erhÏlt 13,8 g   (100 % der Theorie) 3-Benzyloxy-5-isoxazolcarboxalde-    hyd-cyanhydrin vom Smp. 92 bis   98 ,    welches direkt weiter verarbeitet werden kann.

   Beim Umkristallisieren aus Benzol-Cyclohexan   (1    : 1) steigt der Smp. auf 102 bis   103 .    b) In eine Lösung von 14 g (60 mMol) rohem   3-Benzyloxy-5-isoxazolcarboxaldehyd-cyanhydín    in   140 ml absolutem Äthanol    werden unter Eiskühlung 33 g   (900    mMol) Chlorwasserstoff eingeleitet.   Inner-    halb 2 Stunden erstarrt die Lösung zu einem dicken Brei, den man 48 Stunden bei   20       stehenlässt.    Man dampft darauf das Lösungsmittel unter vermindertem Druck ab, versetzt den Rückstand mit 100 ml Wasser und nimmt das   dabsi    entstehende   hellgelbs Öl in      Ather,/Benzol (1    : 1) auf.

   Die organische Phase wird mit Wasser, I n Natriumbicarbonatlösung und wiederum Wasser gewaschen,  ber Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Als R ckstand verbleiben 15,6 g (95 % der Theorie) hellgelbe Kristalle von   3-Benzyloxy-5-isoxazolglykolsäure-bhyl-    ester, Smp. 49 bis   55 .    c)   11,    4 g (60 mMol) p-Toluolsulfonylchlorid in 50 ml sym. Collidin werden unter Eisk hlung zu einer L¯sung von 15,0 g (54 mMol) 3-Benzyloxy-5-isoxazolglykolsÏure-Ïthylester in 20 ml sym. Collidin. gegeben und 24 Stunden bei   5     stehengelassen.

   Den dabei   ent-    standenen dicken roten Brei löst man unter Eiskühlung in einem Liter In Salzsäure und 500 ml Ather, trennt die   organischz    Phase ab und wäscht sie mit ln Salzsäure,   Wasser, I n Natriumbicarbonatlösung    und wiederum Wasser, bevor man sie über Magnesiumsulfat trocknet und unter vermindertem Druck eindampft.   Der Rück-    stand, 19, 2 g eines   rotvioletten      bI-Kristaqlgemisches,    wird in 50 ml Benzol gelöst und an 300 g Kieselgel chromatographiert.

   Cyclohexan eluiert wenig p-ToluolsulfonsÏurechlorid und Benzol-Chloroform (1:1) das gewünschte
3-Benzyloxy-5-isoxazolglykolsäureäthylester p-toluolsulfonat, welches nach dem Umkristallisieren aus Hexan in   60%    Ausbeute (14, 0 g) anfällt und bei 75 bis 78¯ schmilzt. d) 10, 8 g (25 mMol) 3-Benzyloxy-5-isoxazolglykolsäureäthylester-p-toluolsulfonat und 5, 15 g (50 mMol) Natriumbromid werden in 100 ml   Dimethylsulfoxyd    3 Stunden bei 30 gerührt. Man gisst dann das Gemisch in einen Liter Eiswasser und extrahiert dreimal mit je 500 ml ¯ther-Benzol (1 : 1). Die vereinigten organischen Phasen werden mit 300 ml Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft.

   Der R ckstand, 8, 3 g eines orangefarbenen   ils,    wird in 50 ml Benzol auf 100   g    Kieselgel aufgetragen und mit Cyclohexan sowie Benzol eluiert. Nach dem Eindampfen der   benzolischen Fraktion erhält    man 6, 54 g   (77    der Theorie)   3-Benzyloxy-a-brom-5-isoxazolessgsäure-äthyl-    ester, nD 1, 5458. e) 2, 0 g (5, 9   ml)      3-Benzyloxy-a-brom-5-isoxazol-      essigsäureäthytester    werden in 20   ml      48Siger Brom-    wasserstoffsäure und 30 ml Eisessig 15 Stunden bei 30  gerührt. Die Essigsäure wird bei 12 Torr und 30  innerhalb einer Stunde abdestilliert.

   Den Rückstand versetzt man mit   200    ml Wasser und festem Natriumbicarbonat bis zur alkalischen Reaktion. Nach   zweimaliger    Extraktion mit je 100 ml Ather stellt man mit   48%iger    Bromwasserstoffsäure wieder sauer und extrahiert am   Kutschzr-Steudel    20 Stunden mit Ather. Die organische Phase ergibt nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat und Eindampfen 1, 30 g (etwa   100%    der Theorie) rohe   a-Brom-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure    als viskoses   01.   



  Ihre Struktur wurde durch IR-und NMR-Spektren sowie durch   Mikrotitration    gesichert.



   Der als Ausgangsstoff   benötigte 3-Benzyloxy-5-    isoxazol-carboxaldehyd kann z. B. wie folgt hergestellt werden :
626 g (4, 5   Mol) 2- (2-Nitrovinyl)-furan (hergestellt    nach J. Thiele und H. Landers, Ann.   369,    300   [1909])    in 6, 26 1 Eisessig und 3, 13 1   48%piger    Bromwasserstoffsäure werden 9 Stunden auf dem Dampfbad erhitzt.



   Nach dem Einengen auf 3 1 im Vakuum wird mit 31 Wasser verdünnt, zum Sieden erhitzt, mit Hyflo und Kohle versetzt und schliesslich filtriert. Die beim Abkühlen erhaltenen Kristalle werden durch Filtration abgetrennt. Das Filtrat wird viermal mit je 500 ml Chloroform ausgeschüttelt und die so erhaltenen Extrakte mit den obigen Kristallen vereinigt. Die Chloroformlösung wird über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Nach dem Umkristallisieren des Rückstandes aus Benzol und Cyclohexan beträgt die Ausbeute an   3-Brom-5-isoxazolpropionsäure vom    Smp. 102 bis 106  275 g (28   %).   



   44 g (0, 2 Mol)   3-Brom-5-isoxazolpropionsäure    werden in 440 ml konzentrierter Schwefelsäure gelöst und bei 15 bis 20¯ in etwa 3 Stunden unter Rühren tropfenweise mit einer Lösung von 80 g (0, 8 Mol) Chromtrioxyd in 80 ml Wasser versetzt.



   Man giesst das Reaktionsgemisch auf 800 g Eis und extrahiert dreimal mit je 500 ml Ather. Die vereinigten ätherischen Extrakte werden über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft und der Rückstand aus 500 ml Benzol-Toluol (1 : 1) umkristallisiert, wonach man 15, 8 g   (41    der Theorie)   3-Brom-5-isoxazolcarbon-    säure vom Smp. 170 bis   175  erhält.    Aus der Mutterlauge erhält man ein Gemisch von Endprodukt und Ausgangsstoff (3 : 2), welches in einer nächsten Oxy dation eingesetzt werden kann. 



   30, 7 g (0, 16 Mol)   3-Brom-5-isoxazolcarbonsäure    und 27 g (0, 48 Mol) Kaliumhydroxyd werden in 540 ml   Benzylallkohol    2 Stunden bei 140¯ ger hrt. Nach dem Abkühlen gibt man 1, 5 1 Wasser zum Reaktionsgemisch und extrahiert mit drei Portionen von je 1, 5 1   Ather.   



  Die wässrige Phase wird mit Aktivkohle kurz aufgekocht, filtriert und schliesslich mit konzentrierter Salzsäure versetzt. Die dabei ausfallenden Kristalle werden abgesaugt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und schliesslich aus Benzol umkristallisiert. Die Ausbeute an   3-Benzyl-    oxy-5-isoxazolcarbonsÏure, Smp. 119 bis   122 ,    beträgt 15 g (43 % der Theorie).



   13, 1 g (60 mMol) 3-Benzyloxy-5-isoxazolcarbonsÏure werden in 65 ml Thionylchlorid und 65 ml Toluol 12 Stunden zum Rückfluss erhitzt. Bei 60  und vermindertem Druck werden   sowoM    Lösungsmittel als auch überschüssiges Reagens   abdestilliert.    Der Rückstand wird in 100 ml absolutem Ather unter Eiskühlung und Rühren zu einer Lösung von 2, 6 g (60 mMol) ¯thylenimin und 6,3 g (62,5 mMol) TriÏthylamin in 150 ml absolutem ¯ther getropft. Nach 30 Minuten Reaktion bei   0  lässt    man eine Suspension von 1, 14 g (30 mMol) Lithiumaluminiumhydrid in 100   mI    Ather portionenweise zufliessen, rührt noch 30 Minuten bei   0     und tropft dann 200 ml 2n Schwefelsäure zu.

   Die Reaktionsl¯sung wird durch Hyflo filtriert, die Ïtherische Phase abgetrennt, zweimal mit 1n Natriumbicarbonatl¯sung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Die zurückbleibenden 10, 9 g (90% der Theorie) 3-Benzyloxy-5-isoxazolcarboxaldehyd kristalli  s, ieren.    Die Substanz ist nach   Dünnschichtchromato-    graphie sowie   NMR-Spektrum einheitlich.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von a-Halogen-3-hydroxy- 5-isoxazolessigsäure der Formel I, EMI3.1 in welcher X Brom, Chlor oder Jod'bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man einen 3-substituierten 5 Isoxazolcarboxaldehyd der Formel II, EMI3.2 in welcher Ri den Benzyl- oder Methylrest bedeutet, mit Blausäure zum Cyanhydrin der Formel III, EMI3.3 umsetzt, dieses, in einen 3-substituierten 5-Isoxazol- glykolsäurealkyl'ester der Formel IV, EMI3.4 in welcher Ra einen niederen Alkylrest bedeutet, und Ri die oben angegebene Bedeutung hat, umwandelt, letzteren mit einem Sulfonsäure-oder Carbonsäure- halogenid zu einer Verbindung der Formel V,
    EMI3.5 in wsicher Ac den Acylrest einer Sulfonsäure oder Carbonsäure bedeutet und Ri und R2 die oben ange gebene Bedeutung haben, umsetzt, diese nach Unisetzung mit einem Alkalimetallhalogenid in einen 3-substituier- ten α-Halogen-5-isoxazolessigsÏurcalkylester der For- me, VI, EMI3.6 in welcher X Brom, Chlor oder Jod bedeutet, und Ri und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, überführt und'diese Verbindung mit 48 % iger Bromwasserstorf- sÏure zur a-Halogen-3-hydroxy-5-isoxazolessigsäure der Formel I hydrolysiert.
    UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Hydrolyse des 3-substituierten a Halogen-5-isoxazolessigsäurea'Ikylesters der Formel VI in Essigsäure und bei einer Temperatur von 25 bis 35' durchgef hrt wird.
    @ @ @@@@ @G
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