CH458361A - Verfahren zur Herstellung von Pyrazincarbonsäuren - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von   Pyrazincarbonsäuren   
Den Homologen der Pyrazincarbonsäure kommt in Wissenschaft und Technik eine stetig steigende Bedeutung zu.



   Die bisher bekanntgewordenen Verfahren für die Herstellung derartiger Verbindungen sind jedoch sehr umständlich und teuer. Es sind daher nur wenige einschlägige Verbindungen hergestellt worden. Sie werden gewöhnlich erhalten durch   Oxydationsprozesse.    So ist die 5-Methyl-pyrazincarbonsäure von Stoehr, J. Prakt.



  Chem. (2) 47. S. 480 (1893) erhalten worden durch Oxydation von 2, 5-Dimethyl-pyrazin. Die 6-Methylpyrazincarbonsäure wurde von Leonard  &    Spoerri,    Journal of the Amer. Chem. Soc. 68. S. 526 (1946), hergestellt durch Oxydation von 2-Methyl-chinoxalin.



   Bei diesen Oxydationsprozessen verwendet man gewöhnlich Kaliumpermanganat als Oxydationsmittel.



  Für die Herstellung von   1    kg einer homologen Pyrazincarbonsäure werden gewöhnlich 10 kg Kaliumpermanganat und mehr benötigt.



   Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, dass sich bei der Oxydation von Polyalkyl-pyrazinen mit Kaliumpermanganat ausser den gewünschten Alkyl-pyrazincarbonsäuren verständlicherweise stets auch Pyrazinpolycarbonsäuren bilden. überdies greift der Oxydationsprozess auch immer das Pyrazinringskelett an und zerstört so einen nicht geringen Anteil des Produktes. Beides führt zu uneinheitlichen Produkten und zu geringen Ausbeuten.



   Das bereits vorhandene Interesse wird sich noch stark erhöhen, sobald ein gutes Herstellverfahren zur Verfügung steht.



   Es wurde nun gefunden, dass sich Pyrazincarbonsäuren der Formel
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 worin R und   R,    an Stelle von Wasserstoff, einem Alkyl-, Aralkyl-oder Aryl-rest stehen, jedoch nur einer der beiden Reste R oder   Rl    Wasserstoff bedeuten kann, einfach herstellen lassen, indem man a, ss  Diamino-propionsäure    mit einem a, ss-Diketon oder a, ss Ketoaldehyd der Formel
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 in einem Lösungsmittel unter alkalischen Bedingungen kondensiert und die dabei erhaltene Dihydro-pyrazincarbonsäure in diesem Lösungsmittel oxydiert.



   Als Oxydationsmittel genügt bereits Luft.



   Die Kondensation und anschliessende Oxydation muss in einem Lösungsmittel ausgeführt werden, wobei als bevorzugtes Lösungsmittel ein Alkohol oder ein Alkohol-Derivat verwendet wird. Besonders bewährt haben sich Methanol oder   Alkoxyäthanole,    wie z. B.



  Methoxyäthanol.



   Das Gelingen dieses Verfahrens ist für den Fachmann überraschend. Die Kondensation von   Äthylen-    diamin mit Glyoxal oder niedrigen a, ss-Diketonen oder a, ss-Ketoaldehyden ist bisher nicht gelungen. Es war demnach nicht anzunehmen, dass die analoge Kondensation von   a, ss-Diaminopropionsäure    mit den erwähnten Diketonen bzw. Ketoaldehyden gelingt.



   Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die eingangs erwähnten Nachteile der vorbekannten Verfahren umgangen und es ist möglich mit guten Ausbeuten Alkyl-pyrazin-carbonsäuren zu erhalten, welche frei sind von   Pyrazin-poly-carbonsäuren.    



   Beispiel 1
5, 6-Diphenyl-pyrazin-2-carbonsäure.



   35 g a,   ss-Diamina, pr. opionsäure-hydrochlorid wer-    den in 2250 ccm Methanol, worin bereits 40 g Natriumhydroxyd aufgelöst sind, eingetragen.



   In die erhaltene Lösung fügt man unter Rühren 52, 5 g Benzil. Die Reaktionsmischung wird während 20 Minuten am Rückflusskühler gekocht. Anschliessend wird während 40 Minuten Luft durch die   Reaktionsmi-    schung gesaugt oder geblasen, wodurch sich die Reaktionslösung   aulhellt. Diese vird im Vakuum auf-l    Volumen von ca. 350 ccm eingeengt, mit 300 ccm Diäthyläther versetzt und während 12 bis 16 Stunden bei   0  C    stehengelassen. Das dabei ausgeschiedene Natrium-Salz von   5,      6-Diphenylpyrazin-2-carbonsäure    wird abgenutscht und getrocknet.



   Ausbeute : 68, 5 g.



   Das so erhaltene rohe Salz wird in Wasser aufgelöst, die Lösung durch Zusatz von Salzsäure auf pH   6-6,    5 eingestellt, mit Aktivkohle entfärbt,   biarauf durch    Zusatz weiterer Salzsäure auf pH 2 eingestellt.



   Die freie 5,   6-Diphenyl-pyxazin-2-carbonsäure    beginnt nun auszukristallisieren. Sie wird durch   Extralc-    tion mit Äther vollständig abgetrennt. Nach dem Verdampfen der Ätherlösung und Umkristallisieren des Rückstandes aus ca. 30    /oigem    Äthanol werden insgesamt 45, 3 g 5, 6-Diphenyl-pyrazin-2-carbonsäure vom   Schmelzpunkt 174-179  erhalten.   



   Beispiel 2
5,   6-Dimssthyl-pyrazin-2- : carbonsäure.   



   28 g ass-Diaminopropionsäure-hydrochlorid werden in eine Lösung von 32 g   Natriumhydroxyd    in 1800 ccm Methanol eingetragen. In die erhaltene Lösung werden unter Rühren bei   20  C    17, 6 ccm Diacetyl eingetropft. Anschliessend wird noch während 3 Stunden Luft durch die Reaktionslösung gesogen oder geblasen. Die Lösung wird zur Trockene eingedampft, der Rückstand wird in Wasser aufgenommen und die wässrige Lösung durch Zusatz von Salzsäure auf pH 2 eingestellt. Allmählich scheidet sich die gebildete 5, 6 Dimethyl-pyrazin-2-carbonsäure aus. Die Kristallisation wird durch Impfen, Kratzen mit einem Glasstab und längeres Stehenlassen befördert.



   Das so erhaltene Produkt wird zur Reinigung aus wenig Wasser umkristallisiert. Man erhält so 14, 1 g   5, 6-      Dimethyl-pyrazin-2-carbonsäure    vom Schmelzpunkt 180-181  C.



   Beispiel 3    5-und 6-Phenyl-pyrazin-2-carbonsäure.   



   16 g   Natrium-hydroxyd    werden in   1000 ecm    Methanol aufgelöst. Bei Raumtemperatur werden dieser Lösung unter Rühren 14 g   a, ss-Diamino-propion-    säure-hydrochlorid und nach deren Auflösung 17 g   Phenyl-glyoxal-dihydrat zugefügt.   



   Die Reaktionslösung wird während 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschliessend wird noch während 4 Stunden trockene Luft durch die Lösung geblasen. Schliesslich wird im Vakuum zur Trockene eingedampft.   Der : tückstand wird    mit   100-200 ccm    Wasser behandelt. Die erhaltene Suspension wird filtriert und das Filtrat mit Salzsäure angesäuert. Das dabei aus der Lösung sich ausscheidende Produkt wird abgenutscht und wiederholt aus 95 %igem Äthanol umkristallisiert. Man erhält so 4, 1 g einer   Phenyl-pyra-      zin-2-carbonsäure,    welche bei   205  C    schmilzt.



   Der nach dem Eindampfen und Aufnehmen in Wasser erhaltene schwerer lösliche suspendierte Anteil wird durch Zusatz von viel Wasser (800   csm)      X    Lösung gebracht. Durch Ansäuern mit Salzsäure wird eine Fällung erzeugt. Diese wird abfiltriert, getrocknet und ebenfalls wiederholt aus 95   feigem    Äthanol   umkri-      stallisiert.    Man erhält so 3, 9 g einer reinen Phenylpyrazin-2-carbonsäure vom Schmelzpunkt 190 C.



   Auf Grund der positiven Farbreaktion mit Nitroprussid-natirum, welche gewöhnlich nur von 2,6 substituierten Pyrazin-Derivaten erhalten wird, ist die bei 205 C schmelzende Verbindung als 6-Phenyl-pyrazin2-carbonsäure anzusprechen.



   Die bei   190  C    schmelzende isomere Form ist auf Grund der fehlenden Farbreaktion als 5-Phenyl-pyra  zin-2-carbonsäure    anzusprechen.



   Beispiel 4
6-Methyl-pyrazin-2-carbonsäure.



   16 g Natrium-hydroxyd werden in 1000 ccm Methanol aufgelöst. Die Lösung wird mit 14   g    a, ss-Dia  mino-propionsäure-hydro. chlorid    versetzt. Nach Auflösung der leitzteren werden 21,8 g 33%iges methylglyoxal zugefügt. Die so erhaltene rote Lösung wird während   1l/2    Stunden bei Raumtemperatur gerührt.



  Anschliessend wird während 3 Stunden Luft durch die Lösung perlen gelassen. Nach Stehenlassen über Nacht wird die Löisung zur Trockene verdampft. Der Eindampfrückstand wird in wenig Wasser aufgelöst, klarfiltriert und danach mit Salzsäure auf pH 1, 5 angesäu  ert.    Es entsteht eine geringe Ausfällung. Die Kristal  lisation des Produktes wird-durch    Stehenlassen über Nacht bei 0 C vervollständigt. Danbach wird genutscht und getrocknet. Nach Umkristallisieren aus wenig wasser erhält man 5,7 g einer bie 197 C schmelzenden   Methyl-pyrazin-carbonsäure, Mikroanalyse      beredhnet    für   C. H.

   N    (138,   13)    berechnet :   C : 52, 17  /o    ; H :   4,    3 ; 8%; N: 20,28% ; gefunden   :.    C : 51,   68  /o    ; H: 5,51 %; N :   20, 03  /R.   



  Dieses Produkt wird auf Groun seiner positiven Farbreaktion mit Nitroprussid-Natirum als 6-methyl-pyrazin-2-carbonsäure angesprochen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Ierstellung von Pyrazincarbonsäu ren der Formel EMI2.1 worin R und Rl an Stelle von Wasserstoff, einem Al- kyl-, Aralkyl-oder Aryl-rest stehen, jedoch nur einer der beiden Reste R oder Ri Wasserstoff bedeuten kann, dadurch gekennzeichnet, dass man α,ss-Diami- no-propionsäure mit einem α,ss-diketon oder α-ss- Ketoaldehyd der Formel EMI3.1 in einem Lösungsmittel unter alkalischen Bedingungen kondensiert und die dabei erhaltene Dihydro-pyrazincarbonsäure in diesem Lösungsmittel oxydiert.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man zur Oxydation der bei den Kondensation erhaltenen Dihydro-pyrazincarbonsäure Luft verwendet.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel einen Alkohol verwendet.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Methanol oder ein Alkoxyäthanol verwendet.