Reaction of N-alkylpyridinium salts with hydroxylamine

Article abstract of DOI:10.1515/znb-2000-0514

1-Methylpyridinium salts showed no reaction with excessive hydroxylamine, but nicotinic acid derivatives in HMPT gave the corresponding N-oxides. 3-Acetyl-1-methylpyridinium iodide generated the hydroximino-pyridine 1-oxide 13 and the isoxazoles 14, 15E,

Full text of DOI:10.1515/znb-2000-0514

Umsetzung von N-Alkylpyridinium-Salzen mit Hydroxylamin
Reaction of N-Alkylpyridinium Salts with Hydroxylamine
Hans M öhrle und Robert Nießen
Institut für Pharmazeutische Chemie, Heinrich-Heine-Universität. Universitätsstr. 1,
D-40225 Düsseldorf
Herrn Prof. Dr. K. Görlitzer zum 60. Geburtstag gewidmet
Sonderdruckanforderungen an Prof. Dr. H. Möhrle. Fax: +49 (0)211 811 3085
Z. Naturforsch. 55b, 434-442 (2000); eingegangen am 8. März 2000
Amide, Amidine, Isoxazole
1-Methylpyridinium salts showed no reaction with excessive hydroxylamine, but nicotinic
acid derivatives in HMPT gave the corresponding N-oxides. 3-Acetyl-1-methylpyridinium
iodide generated the hydroximino-pyridine 1-oxide 13 and the isoxazoles 14, 15E, and 15Z.
2- and 4-Cyano-l-methylpyridinium iodides underwent no ring cleavage, but altered only the
functional group. However, the 3-cyano compound was converted into the corresponding
pyridine N-oxides with carboxamide, hydroxyamidine and carbaldoxime groups.
Einleitung
Ergebnisse und Diskussion
Bei der Umsetzung von N-quartären Isochinoli-
niumsalzen mit Hydroxylamin [1-3] war beobach-
tet worden, daß in Abhängigkeit vom Substitu-
tionsmuster und den Reaktionsbedingungen eine
Ringspaltung mit anschließender Recyclisierung
zur Bildung von N-Oxiden führen konnte. Die Pri-
m ärreaktion vor der Ringöffnung bestand in der
Reaktion des Nucleophils mit der Iminiumfunk-
tion. D abei wurde die Leichtigkeit des nucleophi-
len Angriffs einerseits von der Elektronendichte
am C-Atom der Iminiumfunktion und anderer-
seits von der Größe des Verlusts an Resonanz-
energie bei der Bildung der Pseudobase kontrol-
liert.
Deshalb war bei dem Übergang zu Pyridinium-
derivaten aufgrund der höheren Resonanzenergie
mit einer deutlichen Abnahm e der Reaktionsbe-
reitschaft zu rechnen. Allerdings neigt eine einmal
entstandene Pseudobase in der Pyridinreihe stär-
ker zur Ringöffnung als die Carbinolamine korre-
spondierender Isochinoline [4], Dabei begünstigen
1. 1-Methylpyridiniumiodid
Um mögliche Grenzen in der N-Alkylpyridini-
umreihe bezüglich der R eaktion mit Hydroxyl-
amin zu N-Oxiden auszuloten, wurde zunächst 1-
Methylpyridiniumiodid (1) überprüft. Trotz Varia-
tion der Versuchsbedingungen gelang es nicht,
eine Umsetzung zum Pyridin-1-oxid (2) herbeizu-
führen. Dies ist verständlich, da die Tendenz zur
Ausbildung einer Pseudobase bei 1 so stark ver-
mindert ist, daß selbst in extrem basischen wässri-
gen Lösungen die Carbinolaminform spektrosko-
pisch nicht nachzuweisen war [4], Die Reaktivität
der N-Alkylpyridiniumsalze m ußte daher durch
Einführung eines elektronenziehenden Substi-
tuenten erhöht werden, was am effektivsten an der
3-Position geschieht [5].
2. 1-Methylnicotinsäure-Derivate
Die quaternisierten Nicotinsäuream ide 3 und 4
ließen sich mit überschüssigem wasserfreiem H y-
elektronenziehende Substituenten am Kohlen- droxylamin in H exam ethylphosphorsäuretriam id
stoffgerüst und besonders am Stickstoff die Ring- bei 80 °C zu den N-Oxiden 5 bzw. 6 umsetzen. In
spaltung. Da bisher keine systematischen Versu- M ethanol oder Pyridin erfolgte praktisch keine
che mit Hydroxylamin vorgenommen worden wa- Reaktion.
Aufgrund ihrer salzähnlichen Eigenschaften
konnten die N-Oxide nicht aus HM PT mit organi-
schen Lösungsmitteln ausgeschüttelt werden. Das
kristalline N-Oxid 5 wurde direkt aus dem HMPT-
ren, sollten N-Alkylpyridinium-Salze als Substrate
untersucht werden.
0932-0776/2000/0500-0434 $06.00 © 2000 Verlag der Zeitschrift für Naturforschung, Tübingen • www.znaturforsch.com
D
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H. M öhrle und R. N ießen • U m setzung von N-Alkylpyridinium-Salzen mit Hydroxylamin
435
Ansatz ausgefällt, während zur Isolierung von 6
die gesamte Probe über eine kurze Kieselgelsäule
gegeben werden mußte. Dabei erfolgte zunächst
weniger polare Substanzen vorhanden, die mit
Ether extrahiert und anschließend über eine Kie-
selgelsäule getrennt als Isoxazole erkannt werden
die Elution von HM PT mit einem relativ unpola- konnten. Die ]H-NM R-Spektren ließen aufgrund
ren Solvens, um dann mit einem Methylenchlorid/ der virtuellen Kopplung [6] im ABX-System der
M ethanol-Gemisch 6 gewinnen zu können, das als
Pikrat charakterisiert wurde.
olefinischen Seitenkette von 14 und 15E bei na-
hezu gleicher chemischer Verschiebung von 2-H
und 3-H aus der Signalform keine eindeutige
Zuordnung herleiten. Beim Z-Isom er 15Z war er-
Das quaternisierte Nicotinsäurederivat 7 ergab
mit der gleichen M ethode ebenfalls ein N-Oxid,
das jedoch laut der Elem entaranalyse eine etwa
äquimolare Menge Hydroxylamin enthielt, wobei
verschiedene Proben etwas schwankende Werte
zeigten. Dabei dürfte es sich um das Salz 8a han-
wartungsgemäß das A ldim inproton 1-H
-
ver-
gleichweise zu 14 und 15E - hochfeldig verscho-
ben und fiel mit den anderen Protonen zu einem
M ultiplett zusammen. Die entscheidende Klärung
deln, das auch aus N icotinsäure-l-oxid (8) in me- brachten die M assenspektren, die für 15E und 15Z
thanolischer Lösung mit freiem Hydroxylamin er- einen nahezu identischen A bbau zeigten. Dabei
halten wurde. Die IR-Spektren in KBr zeigten
keine Carbonylschwingung bei 1700-1680 cm -1
war der Basispeak von m/z 43 charakteristisch, der
aus der Abspaltung von CH 3C O + resultierte und
und die 'H -N M R-Spektren in DM SO waren prak- lediglich bei 5-Methylisoxazolen [7] beobachtet
tisch deckungsgleich. D er Hydroxylamin-Gehalt wurde. Dem entsprechend konnte den Isomeren
von 8a konnte dünnschichtchromatographisch ge- 15E und 15Z die 5-Substitution zugeordnet wer-
gen Vergleichssubstanz durch D etektion mit Tri-
phenyltetrazolium chlorid eindeutig nachgewiesen
werden.
den, während 14 keinen Peak von m/z = 43 aus-
wies und die Auswertung aller spektroskopischen
Daten nur mit einer 3-M ethylsubstitution zu ver-
einbaren war. D er Mechanismus der Reaktion von
9 läßt sich nach Schema 2 formulieren.
In Abhängigkeit vom Angriffsort des Hydroxyl-
amins am C-2 oder C-6 des Pyridiniumsalzes 9
können prinzipiell die beiden Pseudobasen 10a
und 11a resultieren. Diese stehen im Gleichge-
3. 3-Acetyl-l-methylpyridiniumiodid
3-Acetyl-l-m ethylpyridiniumiodid (9) setzte
sich mit Hydroxylamin nach der „HMPT-Me-
thode“ vollständig, aber nicht einheitlich um. Als
H auptprodukt entstand das erw artete N-Oxid 13, wicht mit den ringoffenen Oximen 10b und 11b,
das nach säulenchrom atographischer Aufarbei- die unter Einwirkung von überschüssigem H ydro-
tung gewonnen wurde. W eiterhin waren deutlich
xylamin dasselbe Hydroxylamino-dioxim 12 lie-
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436
H. M öhrle und R. N ießen • Umsetzung von N-Alkylpyridinium -Salzen mit Hydroxylamin
Schema 2
fern. Letztere Verbindung, von der sich mehrere
Tautom ere form ulieren lassen, stellt die zentrale
Zwischenstufe dar, über die sich die Entstehung
aller isolierten Produkte erklären läßt. Einerseits
ähnlich der gängigen Isoxazolsynthese [9] - je
nach Cyclisierungsrichtung die Strukturisom ere 14
bzw. 15E und 15Z zu generieren. Allerdings ist
auch nicht auszuschließen, daß zumindestens teil-
ist nach ds/frww-Isomerisierung zu 12b unter Eli- weise in Konkurrenz zur Herstellung von 12 be-
minierung von einem Mol Hydroxylamin die Bil-
dung von 13 plausibel, wobei der Ringschluß auch
als elektrocyclischer Prozeß [8] ablaufen kann.
Andererseits vermag 12 als 1,3-Diketonderivat -
reits Recyclisierungsprozesse auf der Stufe vorher-
gehender Zwischenverbindungen, wie z. B. 10b
und 11b. stattfinden.
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H. M öhrle und R. Nießen • Um setzung von N-Alkylpyridinium -Salzen mit Hydroxylamin
437
In diesem Zusammenhang sollte geprüft werden,
ob bei 9 die Ringspaltung oder die Oximierung der
Ketofunktion zuerst erfolgt. Dazu wurde aus 3-
Acetylpyridin über sein Oxim [10] das M ethoiodid
16 [11] dargestellt. 16 ergab mit überschüssigem
Hydroxylamin in HM PT bei 80 °C laut DC-Kon-
trolle zwar dieselben Produkte wie 9, jedoch war
noch ein beträchtlicher Teil unveränderter Aus-
gangssubstanz zu erkennen. Da sich unter gleichen
Bedingungen 9 aber vollständig umsetzte, ist offen-
nen es sich gemäß dem M assenspektrum haupt-
sächlich um 18 neben einem geringeren Anteil von
19 handelte. Ein Gemisch ähnlicher Zusam m en-
setzung wurde auch mit überschüssigem Hydroxy-
lamin in M ethanol unter Rückfluß gewonnen, wo-
bei das Säureamid 18 durch mehrfaches U m kri-
stallisieren gereinigt und eindeutig charakterisiert
werden konnte.
Die bei einer Ringöffnung zu erwartenden N-
Oxide 21 und 22, die als Vergleichssubstanzen aus-
sichtlich das Acetylderivat 9 reaktiver als das ent- gehend von 4-Cyanpyridin dargestellt wurden, wa-
sprechende Oxim 16 und die Ringöffnung von 9 ren laut DC-Kontrolle in beiden Ansätzen nicht
verläuft schneller als die Oximierung von 9 zu 16.
nachweisbar. Dagegen wurde ein leichter Geruch
nach Blausäure festgestellt, der auf eine teilweise
Abspaltung der Cyangruppe aus 17 bzw. einer R e-
aktionszwischenstufe hindeutete.
4. Cyan-1 -methylpyridiniumsalze
Am Beispiel der Nitrilfunktion wurde die A b-
hängigkeit der Reaktion von N-Alkylpyridinium-
salzen mit Hydroxylamin zu N-Oxiden von der je-
weiligen Stellung des elektronenziehenden Substi-
tuenten am Pyridinring untersucht.
Verstärkt scheint diese Reaktion beim 2-Cyan-
derivat 23 aufzutreten, da ein intensiverer Geruch
nach Cyanwasserstoff sowie eine gleichzeitige
starke Gasentwicklung wahrgenommen werden
konnte. Aus 23 waren ebenfalls keine ringgeöffne-
ten Produkte zu erhalten. So konnte weder das
Amidoxim 26 noch das Nitril 25, die aus 2-Cyan-
pyridin zugänglich waren [12], im dünnschicht-
chromatographischen Vergleich gefunden werden.
Es ließ sich zwar eine neue Verbindung nachwei-
sen, die jedoch aufgrund ihrer leichten Zersetz-
lichkeit nicht gefaßt werden konnte. Aus einem
methanolischen Ansatz wurde als H auptprodukt
der Reaktion durch Ausfällen mit Ether das N-
M ethylpyridinium-2-carboxamid 24 isoliert.
18
Im Gegensatz zu den 2- und 4-Cyanderivaten 23
und 17 erfolgte beim 3-Cyan-l-methylpyridinium-
iodid (27) mit der HM PT-M ethode eine Ringöff-
nung. Dam it besteht eine Ähnlichkeit zu der U m -
setzung mit Alkali, wo im Falle von 27 offenket-
tige oder über offenkettige Zwischenstufen ent-
standene
Substanzen
resultierten
[13, 14],
w ährend bei 17 und 23 keine Ringöffnungspro-
dukte gefunden wurden, sondern nur eine Hydro-
lyse zu Säureamiden und eine teilweise Freiset-
zung von Cyanid [15] zu beobachten war.
Als R eaktionsprodukte von 27 mit Hydroxyl-
amin wurden nach säulenchromatographischer
Schema 3
Beim 4-Cyanderivat 17 konnten mit überschüs- Trennung die N-Oxide 5, 28 und 29 gewonnen.
sigem Hydroxylamin in HMPT bei 80 °C weder of- Dabei war 5 mit der Substanz identisch, die bei
fenkettige Produkte festgestellt werden, noch sol- der Umsetzung von 3 nach der HMPT-Methode
che, die über ringoffene Zwischenstufen hätten
entstanden sein müssen. Durch Ausfällung mit
E ther wurden nur Pyridiniumsalze isoliert, bei de-
erhalten worden war. Die Struktur des Amidoxims
29 wurde durch Darstellung aus dem Nitril 31 mit
Hydroxylamin in HM PT gesichert.
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H. Möhrle und R. Nießen • Um setzung von N-Alkylpyridinium-Salzen mit Hydroxylamin
438
HgNOH^
a
N
'CN
N
CONH2
r
I
c h 3
r
c h 3
23
24
H ^O H
H2NOH
J-t20 2/ AcOh
a
'N
CN
N
CN
0
25
CH=N""OH
NH2
HN
OH
N
I
OH
30b
- h2nO h
H
OH
\
/
C =N
NH2
N
28
Schema 5
Analog dem für das 3-Acetylderivat 9 diskutier- auch der Amidoxim-Funktion, in eine für den
ten Mechanismus ist bei der Umsetzung von 27
mit Hydroxylamin eine zentrale Zwischenstufe
vom Typ 30a anzunehmen, die zu 29 bzw. unter
Ringschluß günstige Position zu kommen, welche
die Bildung des prim ären Amins 28 erklärt.
Eine ähnliche Reaktion, die unter Beteiligung
Hydrolyse zu 5 cyclisieren kann. Eine entspre- eines Substituenten am Recyclisierungsschritt ver-
chende Isomerisierung von 30a zu 30b erlaubt
läuft. ist für das N-Methoxy-3-aminocarbonylpyri-
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H. Möhrle und R. N ießen • Um setzung von N-Alkylpyridinium-Salzen mit Hydroxylamin
439
säurelösung versetzt. Ausb. 0.24 g (36%). Gelbe
Nadeln aus Ethanol unter Etherzusatz. Schmp.
dinium-Salz beschrieben worden, das bei Einwir-
kung von Alkali das 3-Methoxyiminomethyl-2-py-
ridon ergab [16].
107.5-108.5 °C.
-
IR (KBr): 2500-2120 (OH);
1630 (CO) cm '. - MS (120 °C): m/z (% ) = 229
(33; M + von Pikrinsäure); 194 (24: M + von A m in-
oxid); 177 (9); 122 (100); 106 (46). - ’H-NM R
(DM SO-d6): (3 (ppm) = 12.95 (s, 1H, OH); 8.60-
8.50 (m, 4H, 3’-H, 5’-H, 2-H, 6-H); 7.75-7.65 (m,
2H, 4-H, 5-H); 3.60-3.10 (s br, 4H, 2 • CH 2 über-
lagert von Wassersignal aus DM SO); 1.13 (t, 6H,
Experim enteller Teil
Schmp. (unkorr.): M ikroskopheiztisch Reichert
Thermovar. - Sdp.: M ettler FP 5/51. - CHN-Ana-
lysen: Analysator 2400 Perkin-Elmer. - IR: Per-
kin-Elmer 177. - MS: Finnigan 3500, Ionisierungs-
energie 70 eV. - 'H - und 13C-NMR: Hitachi/Per-
kin-Elmer R-24 B; Varian FT-80A (TMS interner
Standard: (5-Skala in ppm; /-W erte in Hz). - Hy-
droxylamin: Für die Versuche wurde wasserfreies
Hydroxylamin als Feststoff nach Lit. [17] darge-
2 • CH 3).
-
C 1(,H 15N20 2+ C6H 2N30 7- (423.3):
Ber. C 45.40, H 4.05, N 16.54. Gef. C 45.31, H 3.88,
N 16.28%.
stellt und verwendet.
- Weitere exp. Angaben,
insbesondere spektroskopische Daten vgl. Lit.
[18].
Hydroxylammonium-3-pyridincarboxylat-l -oxid
(8a)
A) 0.50 g (1.89 mmol) 3-Carboxy-l-methylpyri-
diniumiodid (7) [22] wurden in 15 ml HM PT sus-
pendiert und mit 0.63 g (18.9 mmol) Hydroxyl-
amin 5 h auf 80 °C erhitzt. Nach dem A bkühlen
wurde der Ansatz mit 10 ml M ethylenchlorid ver-
setzt und danach der während der gesamten R eak-
tion ungelöst gebliebene geringe Anteil an 7 abge-
nutscht. Zur Abtrennung von HM PT wurde das
Filtrat wie bei 6 über eine Kieselgelsäule gegeben.
Beim Einengen der entsprechenden Fraktionen
fiel 8a als Niederschlag aus, der durch Etherzusatz
vervollständigt wurde. Ausb. 0.13 g (39%).
B) 0.20 g (1.44 mmol) Nicotinsäure-l-oxid (8)
[23] wurden in 40 ml M ethanol unter Erwärmen
gelöst. Nach dem Abkühlen auf Raum tem peratur
erfolgte Zugabe von 0.20 g (6.06 mmol) Hydroxyl-
amin, worauf eine Niederschlagsbildung einsetzte,
die durch Kühlung vervollständigt wurde. Ausb.
0.21 g (85%). Die nach A) und B) erhaltenen Pro-
dukte stimmten in ihren Eigenschaften überein.
Weiße Kristalle aus M ethanol. Schmp. 259-
261 °C. - IR (KBr): 3450-3360 br (O H ); 2820-
2530 br (+N H 3); 1640-1590 br (C O O “, A rom at)
cm “1. - MS (180 °C): m/z (% ) = 139 (100; M+ der
Säure); 123 (13); 39 (84). - 1H-NM R (DM SO-d6):
3-Pyridincarboxamid-l -oxid (5)
0.50 g (1.89 mmol) 3-(Aminocarbonyl)-l-me-
thylpyridiniumiodid (3) [19] gelöst in 8 ml Hexa-
m ethylphosphorsäuretriam id (HM PT) wurden mit
0.63 g (18.9 mmol) Hydroxylamin 4 h auf 80 °C er-
hitzt. Der Ansatz wurde nach dem Abkühlen lang-
sam mit Ether/Pentan versetzt, wonach das N-
Oxid über Nacht im Kühlschrank ausfiel. Ausb.
0.15 g (56%). Weiße Nüdelchen. Schmp. 292-
294 °C (Lit. [20] 291-293 °C). - IR (KBr): 3380-
3240, 3160-3070 (N H 2); 1685 (CO) cm “1. - MS
(170 °C): m/z (% ) = 138 (100; M +); 122 (45); 106
(25); 94 (15); 78 (41). - 'H -N M R (DM SO-d6): ö
(ppm) = 8.61-8.56 (m, 1H, 2-H); 8.40-8.15 (m,
2H, 6-H + NH [langsam austauschend]); 7.80-7.67
(m, 2H, 4-H + NH [langsam austauschend]); 7.50
(dd, 1H, 5-H). - C6H 6N20 2 (138.1): Ber. C 52.17,
H 4.38, N 20.28. Gef. C 52.31, H 4.55, N 20.13%.
3-Diethylaminocarbonyl-l-hydroxypyri-
diniumpikrat (6 • Pikrinsäure)
0.50 g (1.56 mmol) 3-Diethylaminocarbonyl-l-
methylpyridiniumiodid (4) [21] gelöst in 6 ml
HM PT wurden mit 0.52 g (15.6 mmol) Hydroxyl- (3 (ppm) = 10.5-8.5 (s br, 4H, +N H 3O H [Mischsi-
amin 3 h auf 80 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen
wurde der Ansatz mit 3 ml M ethylenchlorid ver-
setzt und über eine Kieselgelsäule (Länge 30 cm,
D urchm esser 5 cm) gegeben. Dabei wurde zu-
nächst die Hauptm enge HM PT mit Methylenchlo-
gnal mit Wasser aus DMSO]); 8.44 (’s’, 1H, 2-H);
8.38-8.27 (m, 1H, 6-H); 7.81-7.68 (m, 1H, 4-H);
7.46 (dd, 1H, 5-H).
-
NH 3O H + C6H 4N 0 3“
(172.1): Ber. C 41.86, H 4.68, N 16.27. Gef. C 42.55,
H 4.34, N 16.65 (einmal umkristallisiert). Gef. C
rid abgetrennt und anschließend das N-Oxid mit 44.37, H 4.50, N 14.72% (zweimal umkristallisiert).
dem Gemisch M ethylenchlorid/M ethanol (1+5)
eluiert. Die entsprechenden Fraktionen wurden
gesammelt, eingeengt, in wenig Ethanol aufge-
nommen und mit gesättigter ethanolischer Pikrin-
Bei der Umkristallisation hydrolysierte das Salz
8a offensichtlich teilweise zur Carbonsäure
8
[C6H 5N 0 3 (139.1): Ber.
10.17%].
C
51.81,
H
3.62,
N
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440
H. M öhrle und R. Nießen • Um setzung von N-Alkylpyridinium-Salzen mit Hydroxylamin
Umsetzung von 3-Acetyl-l-methylpyridiniumiodid Aufspaltungsmuster verursacht durch virtuelle
(9) mit Hydroxylamin
Kopplung: 5 Linien mit Signalschwerpunkt bei
8.09); 6.53-6.13 (m, 2H, 2-H, 3-H); 2.24 (s, 3H,
CH3). - C7H 8N20 , (152.2): Ber. C 55.26, H 5.30.
N 18.41. Gef. C 55.07, H 5.33, N 18.45%.
Vier Parallelansätze von je 0.70 g (2.66 mmol) 9
[24] gelöst in 10 ml HM PT und mit 0.88 g
(26.6 mmol) Hydroxylamin versetzt, wurden 1 h
auf 80 °C erhitzt. Die Reaktionslösungen wurden
vereinigt, nach dem Abkühlen und Zugabe von
20 ml Ether über eine Kieselgelsäule (Länge 50
cm. Durchmesser 3 cm) gegeben. Dabei wurden
mit Ether/Chloroform (1+1) die Hauptmenge
HM PT und die relativ unpolaren Isoxazole eluiert
(DC-Kontrolle). Diese Fraktionen wurden gesam-
melt, eingeengt, mit Wasser versetzt und mit Ether
extrahiert. Die mit Wasser gewaschene E ther-
phase, die 1 4 ,15E und 15Z enthielt, wurde an Kie-
selgel säulenchromatographisch getrennt (Länge
90 cm, Durchm esser 3 cm; Elutionsmittel: Petrole-
ther [40-60 °C]/Chloroform/Aceton (7+2+2); R f
Werte: 14: 0.35; 15E: 0.26; 15Z: 0.22).
Mit M ethylenchlorid/M ethanol (1+5) wurden
die noch verbleibenden polaren Substanzen von
der zur A btrennung des HM PT verwendeten
Säule eluiert. Diese Fraktionen, die das N-Oxid 13
enthielten, wurden eingeengt und säulenchrom a-
tographisch aufgearbeitet (Kieselgel; Länge 80 cm,
Durchmesser 3 cm; Elutionsmittel: zunächst 1.5 1
3-(5-MethylisoxazoI-4-yl)-2-propenal-(E)-oxim
(15E)
Ausb. 81 mg (5%). Farblose Nadeln aus Chloro-
form /Petrolether
(40-60 °C).
Schmp.
139 —
140 °C. - IR (KBr): 3240-3050 (OH); 1650 (C=
N-O) cm “1. - MS (100 °C): m/z (% ) = 152 (16;
M+); 151 (27); 137 (13); 135 (8); 120 (18); 43
(100). - 'H-NM R (DM SO-d6): (5 (ppm) = 11.05
(s, 1H, OH); 8.95 (s, 1H, Ar-H); 8.10-7.63 (m, 1H,
1-H, E-Form, X-Teil von ABX mit 2-H und 3-H:
Aufspaltungsmuster verursacht durch virtuelle
Kopplung: 5 Linien mit Signalschwerpunkt bei
7.86); 7.01-6.45 (m, 2H, 2-H, 3-H); 2.46 (s, 3H.
CH3). - C7H 8N20 2 (152.2): Ber. C 55.26, H 5.30,
N 18.41. Gef. C 55.33, H 5.43. N 18.39%.
3-(5-Methylisoxazol-4-yl)-2-propenaI-(Z)-oxim
(15Z)
Ausb. 50 mg (3%). Weiße Kristalle aus Chloro-
form /Petrolether
(40-60 °C).
Schmp.
129—
Petrolether
[40-60 °C]/Chloroform/Ethanol
131 °C. - IR (KBr): 3180 br (OH); 1645 ( C=N-
O) cm “1. - MS (100 °C): m/z (% ) = 152 (13; M +);
137 (11); 135 (7); 120 (15); 43 (100). - 'H -N M R
(DM SO-d6): (3 (ppm) = 11.17 (s, 1H, OH); 8.99 (s,
1H, Ar-H); 7.30-6.60 (m, 3H, 1-H [Z-Form], 2-H.
3-H); 2.48 (s, 3H, CH 3). - C7H 8N20 2 (152.2): Ber.
C 55.26, H 5.30, N 18.41. Gef. C 55.31, H 5.35, N
18.32%.
(65+20+20), dann Petrolether [40-60 °C]/Chloro-
form/Ethanol (65+20+25); Rr Wert: 13: 0.35 [1.
Fließmittelsystem]).
3-(l-Hydroximinoethyl)pyridin-l-oxid (13)
Ausb. 324 mg (20%). Weiße Kristalle aus E tha-
nol unter Etherzusatz. Schmp. 201-202 °C. - IR
(KBr): 2840-2640 (OH); 1590 ( A rom at) cm "1. -
MS (150 °C): m/z (% ) = 152 (100; M +); 137 (24);
136 (24); 135 (13); 120 (21); 118 (19); 78 (26). -
'H-NM R (DM SO-d6): 6 (ppm) = 11,76 (s, 1H,
OH); 8.43-8.38 (m, 1H, 2-H); 8.27-8.16 (m, 1H,
6-H); 7.67-7.32 (m, 2H, 4-H, 5-H); 2.14 (s, 3H,
CH3). - C7H 8N ,0 2 (152.2): Ber. C 55.26, H 5.30,
N 18.41. Gef. C 55.37, H 5.24, N 18.29%.
4-Aminocarbonyl-l -methylpyridiniumiodid (18)
Eine Lösung von 0.50 g (2.03 mmol) 4-Cyan-l-
methylpyridiniumiodid (17) [25] in 10 ml M etha-
nol wurde mit 0.67 g (20.3 mmol) Hydroxylamin
2 h unter Rückfluß erhitzt. Danach wurde etwas
eingeengt und mit E ther versetzt. D er beim Küh-
len ausfallende Niederschlag enthielt gemäß dem
Massenspektrum neben 18 noch einen geringen
Anteil Amidoxim 17, das durch mehrmaliges U m -
kristallisieren aus Ethanol entfernt wurde. Ausb.
0.32 g (59%). Gelbe Plättchen. Schmp. 257-
259 °C (Lit. [24] 258.6 °C) - IR (KBr): 3360, 3160
(NH2); 1665 (Amid) c m '1. - MS (230 °C): m/z
(% ) = 142 (62); 127 (38); 122 (100); 106 (43); 78
(69); 51 (75). - 'H -N M R (DM SO-d6): <3 (ppm) =
9.15 (’d \ 2H, 2-H. 6-H); 8.65 (s br. 1H, NH. aus-
tauschend); 8.40 (’d \ 2H. 3-H, 5-H); 8.24 (s br, 1H.
NH); 4.39 (s, 3H. C H 3). - C7H 9N ,0 + I“ (264.1):
3-(3-Meth ylisoxazol-4-yl)-2-propenal-(E)-oxim
(14)
Ausb. 49 mg (3%). Weiße Kristalle aus Chloro-
form /Petrolether (40-60 °C). Schmp. 139.5-
141 °C. - IR (KBr): 3240 (OH); 1605 (konj. O le-
fin. Arom at) cm -1. - MS (90 °C): m/z (% ) = 152
(55: M+); 151 (27); 137 (17); 135 (8); 120 (11); 39
(100). - ’H-NM R (DM SO-d6): d (ppm) = 11.36
(s, 1H. OH); 9.14 (s. 1H. Ar-H); 8.25-7.93 (m, 1H,
1-H. E-Form, X-Teil von ABX mit 2-H und 3-H:
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H. Möhrle und R. N ießen • Um setzung von N-Alkylpyridinium-Salzen mit Hydroxylamin
Reaktionslösungen vereinigt und über eine Kiesel-
gelsäule (Länge 50 cm, Durchmesser 3 cm) gege-
ben. Dabei wurde mit Chloroform die H aupt-
menge HM PT abgetrennt und nachfolgend mit
M ethanol die gemeinsame Elution der N-Oxide
28, 29 und 5 vorgenommen. Die entsprechenden
Fraktionen wurden gesammelt, auf Kieselgel auf-
gezogen und anschließend an Kieselgel säulen-
chromatographisch (Länge 80 cm, Durchmesser 3
Ber. C 31.84, H 3.44, N 10.61. Gef. C 31.89, H 3.21,
N 10.76%.
4-Pyridincarboxamidoxim-l-oxid (22)
Eine Lösung von 0.60 g (5.00 mmol) 4-Cyanpy-
ridin-l-oxid (20) [26] wurde in 15 ml HM PT mit
1.65 g (50.0 mmol) Hydroxylamin 30 min bei
R aum tem peratur gerührt. Nach Zusatz von Ether
kristallisierte 22 im Kühlschrank aus. Ausb. 0.50 g
(60%). Weiße Kristalle aus Methanol. Schmp.
260-262 °C (Lit. [12] 254-255 °C). - IR (KBr):
3420, 3290-3040, 2830 (NH, OH); 1640 (NH2)
cm “1. - MS (150 °C): m/z (%) = 153 (100; M+);
cm;
Elutionsmittel;
M ethylenchlorid/Ethanol
(4+1);
trennt.
Werte: 28: 0.53, 29: 0.36, 5: 0.26) ge-
2-Amino-3-pyridincarbaldehyd-(E)-oxim-l-oxid
(28)
136 (92); 121 (33).
-
'H -N M R (DM SO-d6): (3
(ppm) = 10.03 (s, 1H, OH); 8.20 (’d \ 2H, 2-H, 6-
H); 7.76 (’d \ 2H, 3-H, 5-H); 5.99 (s, 2H, N H 2). -
C6H 7N 30 2 (153.1): Ber. C 47.06, H 4.61, N 27.44.
Gef. C 47.29, H 4.55, N 27.70%.
Ausb. 124 mg (10%). Weiße Kristalle aus Ace-
ton unter Ethanolzusatz. Schmp. 248-250 °C. -
IR (KBr): 3390, 3270 (NH2); 2580-2420 (OH);
1610 (A rom at) cm -1. - MS (200 °C): m/z (% ) =
153 (100; M +); 136 (31); 121 (43); 119 (37). - 'H -
NM R (DM SO-d6): 6 (ppm) = 11.61 (s, 1H, OH);
8.34 (s, 1H, CH=N, E-Form); 8.13 (dd, 1H, 6-H);
7.51 (s br, 2H, N H 2); 7.36 (dd, 1H, 4-H); 6.70 (dd,
1H. 5-H). - C6H 7N30 2 (153.1): Ber. C 47.06, H
4.61, N 27.44. Gef. C 47.11, H 4.59, N 27.25%.
2-Aminocarbonyl-l-methylpyridiniumiodid (24)
Darstellung aus 2-Cyan-l-methylpyridiniumio-
did (23) [27] analog der von 18. Ausb. 34%. Gelbe
Kristalle aus Ethanol. Schmp. 175.5-176 °C (Lit.
[28] 171-172 °C). - IR (KBr): 3280, 3140 (NH2);
1690 (Amid) cm “ 1. - MS (150 °C): m/z (%) = 142
(66); 127 (31); 122 (26); 79 (100).
-
’H-NMR
3-Pyridincarboxamidoxim-l-oxid (29)
(DM SO-d6): (3 (ppm) = 9.16-9.06 (m, 1H, 6-H);
8.85-8.60 (m, 3H, Ar-H + N H 2); 8.30-8.10 (m,
2H, 2 Ar-H); 4.34 (s, 3H, C H 3). - C7H9N20 + I~
(264.1): Ber. C 31.84, H 3.44, N 10.61. Gef. C 31.79,
H 3.35, N 10.46%.
A) Aus der Umsetzung von 27 mit Hydroxyl-
amin, 2. Fraktion bei der SC-Trennung; Ausb.
125 mg (10%). B) Aus 3-Cyanpyridin-l-oxid (31)
[30] analog der Darstellung von 22; Reaktionszeit
40 min. Ausb. 88%. Die nach beiden M ethoden
gewonnenen Produkte waren identisch. Weiße
Kristalle aus M ethanol. Schmp. 224-226 °C. - IR
(KBr): 3420, 3170, 2840 ((N H 2, OH); 1650 (C =0);
1605 (A rom at) cm -1. - MS (160 °C): m/z (% ) =
153 (100; M +); 137 (21); 136 (14); 123 (47); 120
(24); 105 (47); 78 (45). - ‘H-NM R (DM SO-d6): 6
(ppm) = 10.07 (s, 1H, OH); 8.46-8.42 (m, 1H, 2-
H); 8.27-8.16 (m, 1H, 6-H); 7.66-7.54 (m, 1H, 4-
H); 7.41 (dd, 1H, 5-H); 6.04 (s br, 2H, N H 2). -
C6H 7N30 2 (153.1): Ber. C 47.06, H 4.61, N 27.44.
Gef. C 47.01, H 4.61, N 27.23%.
2-Pyridincarboxamidoxim-l -oxid (26)
Darstellung aus 2-Cyanpyridin-l-oxid (25) [29]
analog der von 22; Reaktionszeit 2 h. Ausb. 63%.
Weiße Kristalle aus Ethanol/M ethanol. Schmp.
216-217 °C (Lit. [12] 205-206 °C). - IR (KBr):
3420, 3290-3050, 2900-2810 (NH2, OH); 1640
(N H 2) cm “1. - MS (120 °C): m/z (% ) = 153 (86;
M +); 136 (9); 123 (64); 105 (34); 79 (52); 78
(100). - 'H -N M R (DM SO-d6): <3 (ppm) = 10.12
(s, 1H, OH); 8.32-8.18 (m, 1H, 6-H*); 7.87-7.64
(m, 1H, 4-H*); 7.53-7.30 (m, 2H, 3-H, 5-H); 6.60
3-Pyridincarboxamid-l -oxid (5)
(s br, 2H, N H 2).
-
C6H 7N30 2 (153.1): Ber.
C 47.06, H 4.61, N 27.44. Gef. C 47.05, H 4.53,
N 27.67%.
Aus der Umsetzung von 27 mit Hydroxylamin,
3. Fraktion bei der SC-Trennung; Ausb. 112 mg
(10%). Die Substanz erwies sich als identisch mit
der Verbindung 5, die aus 3 bei der Umsetzung
mit Hydroxylamin gewonnen wurde.
Umsetzung von 3-Cyan-l -methylpyridiniumiodid
(27) mit Hydroxylamin
Zwei Parallelansätze von je 1.00 g (4.06 mmol)
27 [24] gelöst in 10 ml HM PT und mit 1.34 g
(40.6 mmol) Hydroxylamin versetzt, wurden 2 h
auf 80 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurden die
Dank
Wir danken dem Fonds der Chemischen Indu-
strie für die Förderung dieser Arbeit.
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