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Synthese von Quadratsurehydrazidamiden. 2. Mitt. Uber Polycarbonylverbindungen

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614
Seitz und Morck
Arch. Pharmaz.
zu tropft man unter Ruhren 4.1 g p-Dimethylamino-zimtsiurein 30 ml Acetonitril und erhitzt 8
Std. auf 70'. AnschlieBend wird i. Vak. eingeengt, der Riickstand in Wasser gelost, die Base durch
Natriumcarbonatlosung in Freiheit gesetzt und in Xther aufgenommen. Nach dem Trocknen uber
T o n / Luftbad 103 - 105O destilliert. Ausb.: 4,6 g
Kaliumcarbonat wird eingeengt und bei
(90 %).
C13H20N2 (204,3)
Ber.: C 76.42
H 9,86
N 13,71
Gef.: C 76,05
H 9,64
N 13,61
Diperchforut: 2,O g 5: werden in 2 ml Methanol gelost und 3 Tropfen 7Oproz. Perchlorsiiure zugegeben. Schmp. 181 (aus Xthanol).
C13HzzNz]C120r~ (4052)
Ber.: C 38,53
H 5,47
N 6,91
Cef.: c 3 8 2 3
H 5,49
N 6,98
Analog wurden die in Tab. 1 a u f g e f w e n Aminomethylierungsprodukte gewonnen.
Anschrift: Prof. Dr. Dr. h. c. H. Bohme, 355 MarbuxglLahn, Marbacher Weg 6
G. Seitz und H. Morck')
Synthese von Quadrataurehydrazidamiden
2. Mitt. uber Polycarbonylverbindungen2)
Aus dem Fachbereich Pharmazie und Lebensmittelchemie der Universitat Marburg/Lahn
(Eingegangen am 18. August 1971)
Aus Quadratsaure-1-athylester-2-hydraziden
bzw. Quadratdure- 1-athylester-2-amiden erhalt man
durch Umsetzung mit sek. Aminen bzw. substituierten Hydrazinen Quadratsiurehydrazidamide
(5).
Synthesis of 1-Hydrazino-2-amino-cyclobutenediones
Reaction of 1-ethoxy-2-hydrazino-cyclobutenediones
with sec. amines resp. 1-ethoxy-2-aminocyclobutenediones with substituted hydrazines yields 1-hydrazino-2-amino-cyclobutenediones
(5).
Derivate des Hydrazins nehmen im Bereich der Arzneistoffe einen sehr groBen Raum
ein; daneben zeichnen sie sich durch hohe physiologische Wirksamkeit aus als Herbicide, Insekticide, Rodenticide ~ . a . ~Aus
? diesem Grunde schienen uns Hydrazinab1 Teil der Dissertation H. Morck, Universitat Marburg 1971.
2 1. Mitt. G. Seitz und H. Morck, Synthesis 3, 146 (1971).
3 vgl. 2.B. Yu. P. Kitaev, B. I. Buzykin und T. V. Tropolkkaya, Russ. Chem. Rev. 39, 41 1
(1970).
305172
Quadratsiiurehydrazidarnide
615
komrnlinge der Quadratdure von besonderem Interesse zu sein. Wie wir kurzlich
fanden2) sind Quadratdure-1-athylester-2-hydrazide(1) und Quadratsaurebishydrazide (2) aus Quadratsaurediathylester (QSE) und substituierten Hydrazinen leicht
zuganglich.
I
R/"R
I
2
In dieser Versuchsrelhe erhielten wir bei der Umsetzung von QSE (3) mit iiberschiissigem N-Aminomorpholin nicht das erwartete Bishydrazid (4), sondern uberraschenderweise das Hydrazidamid (Sa) in hohen Ausbeuten.
ts
Die Struktur von Sa konnten wir sowohl mit spektroskopischen Methoden wie IRund NMR-Mesungen') als auch auf chemischem Wege sichern, indem wir 3 mit einern Mol N-Aminomorpholin zunachst in das Quadratdure- 1-athylester-2-hydrazid
( 6 ) iiberfuhrten und anschlie5end mit Morpholin umsetzten. Daneben ist auch der
Syntheseweg uber das Quadratstiure- 1-athylester-2-amid (7) realisierbar; die Reaktion
61 6
Seitz und Morck
Arch. Pharmaz.
von 7 mit N-Aminomorpholin fuhrt ebenfalls zu 5a, allerdings mit geringerer Ausbeute. Gleichermafien isolierten wir bei der Umsetzung von QSE mit uberschiissigem
N-Amino-pyrrolidin das entsprechende Hydrazidamid 5b als Hauptreaktionsprodukt
(s. Tab. 1).
Diesen unerwarteten Reaktionsverlauf konnte man folgendermden deuten: Das
stark elektrophile Reaktionsverhalten von QSE4) erlaubt eine schnelle Monosubstitution zu 6. Durch den +M-Effekt des Stickstoffs wird die Elektrophilie des C-Atoms
in 2-Position im Sinne der mesomeren Grenzformel6b geschwacht, so d d eine zweite Substitution nur unter drastischen Reaktionsbedingungen moglich ist, z.B. durch
langeres Erhitzen unter Ruckflu&.
CI
N
a
6
b
Da nach Wassmundt und Goldsteins) substituierte Hydrazine bei Gegenwart von
Luftsauerstoff in alkalischer Losung leicht oxidiert werden, kann in einer Konkurrenzreaktion das moglicherweise im Sinne der folgenden Gleichung gebildete Morphoiin als ebenfalls starkes Nucleophil die zweite Alkoxygruppe verdriingen unter
Bildung von 5a.
Die zum Strukturbeweis fur 5a aufgezeigten Synthesewege erwiesen sich nun als
fruchtbare Darstellungsmethoden fur die Quadratsaurehydrazidamide(S), die teilweise geeignete Ausgangsstoffe zur Synthese neuartiger Heterocyclen darstellen.
Tab. 1 faat die nach Methode A, ausgehend von Quadratsaure-1-athylester-2-hydraziden, und nach Methode B, ausgehend von Quadratss;ure-l-athylester-2-arniden,
synthetisierten Quadratsaurehydrazidamide(5) zusammen.
4 G. Maahs und P. Hegenberg, Angew. Chem. 78, 927 (1966). H. E. Sprenger und W.
Ziegenbein, Angew. Chem. 80. 541 (1968) und dort zitierte Literatur. J . Gauger und G.
Manecke, Chem. Ber. 103, 2696, 3553 (1970). H. J . Roth und H. Sporleder, Arch. Pharmaz.
303, 886 (1970).
5 F. W. Wassmundt und H. Goldstein, Tetrahedron Letters (London) 1970, 4565.
305 / 72
Vbdg.
R'
ti
Sa
617
Quadrat Murehydrazidamide
n
R2
schmp.0
Ausb. %
Methode
-hzo
245 (Zers.)
65 ( 3 9 3 )
A (B)
-"-"v"
A
c;
H3
H
-N-CH,
208 (Zen.)
80 (82)
A (B)
-N-XHz
-NHz
215 (Zers.)
86
B
t l ,C'i3
-N-N,
-NHz
210 (Zers.)
67
B
SC
-N-SH2
5d
5e
C;H3
CH3
B
Wir danken dem Fonds der Chemischen lndustrie fur die Unterstutzung dieser Arbeit, Herrn
Prof. Dr. H. Hellmann und den Chemischen Werken Huls fur die Uberlassung von QuadratSurediathylester.
Beschreibung der Versuche
Versuch zur Synthese des Quadratsiiurebishydrazids 4
2.0 g QSE werden zusammen rnit 3,O g N-Aminomorpholin in 50 ml bithanol gelost. Das Reaktionsgemisch wird anschlie6end 18 Std. unter Ruckflu6 gekocht. Danach wird am Rotationsverdampfer eingeengt, die ausfallenden rotlichen Kristalle abgesaugt und mit bithanol und bither
gewaschen. Umkristallisation aus bithanol ergaben 1,76 g (56 % d. Th.) des 1-N-Morpholinamino-cyclobutendions (5a). Schmp. 245" (Zers.).
C12H17N304 ( 2 6 7 3 )
Ber.: C53,95
Cef.: C53,59
H 6,41
H6,67
N 15,72
N 15,19
Die Mutterlauge wird bis zur Trockne eingeengt, der erhaltene Kristallbrei mit wenig bithanol
aufgenommen; dabei bleiben rotliche Kristalle zuriick, die abgesaugt und mit bither gewaschen
werden. Aus wenig bithanol umkristallisiert erhielten wir rotlich wei5e Kristalle, deren Struktur
noch nicht geklart werden konnte.
Allgemeine Vorschrift zur Synthese der Quadratsiiure-1-hydrazid-Zamide
Je 0,Ol Mol der QuadratSure-1-athylester-2-hydrazide(I) (Methode A) bzw. der QuadratSure
I-athylester-2-arnide (Methode B) werden in 50 ml bithanol rnit einem UberschuD des betref-
618
Seitz und Morck
Arch. Pharmaz.
fenden Amins bzw. Hydrazins versetzt und unter Riickfluf3 gekocht. Der beim Erkalten entstehende Niederschlag wird abgesaugt, mit k h a n 0 1 und Xther gewaschen und aus Xthanol unikristallisiert.
r--30
i :I
13i
I
-13oc
I
3cOO
LO
50
7500
2WO
60
70
80
90 10
12
11 : b b
I
I
1800
16W
lLW
1200
'WO
800
625
Wellenzahl Icm-')
Ph91 I,
Abb.1: IR-Spektrum von 5 a (KBr-PreOling)
Vbdg.
Summenformel
Mol.Gew.
Analysen
C
Ber.: 53,95
Gef.: 53.65
H
N
6,41
6,43
15,72
15,63
5a
C12H17N304
267,3
5b
C12H17N302
235,3
Ber.: 61,25
Gef.: 61,ll
7,28
7,42
17,86
17,88
SC
C6H9N302
155,2
Ber.: 46.47
Gef.: 46.05
5.85
5,95
27,08
27.18
5d
C5H7N302
141,l
Ber.: 42,55
Gef.: 42,57
4,97
5,03
5e
C6H9N301
155.2
Ber.: 46,47
Gef,: 46.01
5.85
5,92
29.78
30.06
27,08
27.31
Ber.: 60.83
5,ll
5,lO
19.34
19.64
5f
c11H l 1N 3 4
217,2
Gef.: 60.19
Anschrift: Prof. Dr. G. Seitz, 355 Marburg/Lahn, Marbacher Weg 6
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