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