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Verfahren zur Herstellung des neuen bis- (y-Chlorpropyl)-amins und dessen Salzen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung des neuen bis- (y-
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dipropionitril durch Behandeln mit Chlorwasserstoff in Gegenwart eines niederen Alkanols
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amid zu Benzyl-bis- (Y-hydroxypropyl)-amin reduziert, dieses Amin debenzyliert, das erhaltene bis-(γ-Hydroxypropyl)-amin chloriert und gegebenenfalls das Chlorierungsprodukt in die freie Base oder in ein anderes Salz überführt.
Die erste Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens besteht in der Behandlung von ss, ss'- Iminodipropionitril mit Chlorwasserstoff in Gegen- wart eines niederen Alkanols zur Herstellung von ss, ss'-Iminodipropionsäuredialkylester. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man äthanolischen Chlorwasserstoff, den man zuerst bei tiefer Temperatur, z. B. bei 0-10 C, und dann zur Beendigung der Umsetzung bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise beim Siedepunkt des Reaktionsgemisches, auf das Nitril einwirken lässt.
Vermutlich bildet sich bei dieser Umsetzung bei tiefer Temperatur zuerst der entsprechende bis-Imidoäther in Form des Hydrochlorids, das bei erhöhter Temperatur unter Anlagerung von Alkohol und Abspaltung von Ammoniumchlorid in den entsprechenden bis-Orthocarbonsäureester übergebt und unter Abspaltung von Äther ss, ss'-Iminodipropionsäurediäthylester-hydrochlorid bildet.
Die zweite Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens, die in der Benzoylierung des ss, ss'-Imino- dipropionsäuredialkylesters an der Iminogruppe besteht, kann nach an sich bekannten Methoden durchgeführt werden. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Benzoylierung nach der Methode von Schotten-Baumann, indem man bei tiefer Temperatur, vorzugsweise zwischen 0 und 5 C, wässeriges Alkalihydroxyd, z. B.
Natriumhydroxyd, und Benzoylchlorid auf das Hydrochlorid des ss, ss'-Iminodipropionsäuredi- alkylesters in einem organischen Lösungsmittel, wie z. B. Methylenchlorid, einwirken lässt.
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reduziert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Reduktion durch Behandlung des Benzamids mit Aluminium-lithium-hydrid in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel, wie z. B. Äther, durchgeführt.
Die vierte Stufe des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht in der Debenzylierung des Benzyl-bis- (Y-hydroxypropyl)-amins zu bis- (y- Hydroxypropyl)-amin. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Debenzylierung durch Hydrierung mittels eines PalladiumkohleKatalysators in Gegenwart von Chlorwasserstoff in alkoholischem Medium unter erhöhtem Druck,
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des Hydrochlorids erhalten.
Bei der fünften Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens wird das bis- (Y-Hydroxypropyl)-amin durch Chlorierung in das bis- (y-Chlorpropyl)amin übergeführt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Chlorierung durch Umsetzung von bis- (y-Hydroxypropyl)-amin-hydrochlorid mit Thionylchlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie z. B. Chloroform, vorgenommen. Das Chlorierungsprodukt wird dabei in Form des Hydrochlorids erhalten.
Aus dem Hydrochlorid wird die freie Base durch Neutralisieren mit Alkalien, z. B. Natriumhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd, erhalten.
Das nach dem Verfahren gemäss der Erfindung erhältliche bis- (y-Chlorpropyl)-amin bildet bei der Umsetzung mit anorganischen Säuren, wie z. B. Halogenwasserstoffsäuren, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure usw., oder mit organischen Säuren, wie z. B. Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Pikrinsäure, Benzolsulfonsäure, usw., die entsprechenden Additionssalze. Bevorzugt sind die Hydrohalogenide, insbesondere das Hydrochlorid.
Das bis- (y-Chlorpropyl)-amin und dessen Additionssalze mit Säuren sind gegen gewisse Schädlingsinsekten, die gelagertes Korn oder Mehl befallen, z. B. gegen Mehlkäfer (Tribolium confusum) und Getreidekäfer, wirksam und sind deshalb als Insektizide verwendbar.
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Im nachstehenden Ausführungsbeispiel sind alle Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel : 900 cm3 äthanolische 9, 5-n Salzsäure werden in einen mit einem hochwirksamen Rückflusskühler, einem Tropftrichter, einem Thermometer und einem Kühlbad ausgerüsteten Kolben von 21 Inhalt gegeben. Der Kolbeninhalt wird auf 0'abgekühlt. Unter Rühren und Einhaltung einer Temperatur von weniger als 100 werden rasch 123 g (1, 0 Mol) ss. ss'-Imino- dipropionitril zugegeben. Es scheidet sich ein weisser kristalliner Niederschlag ab. Die Temperatur wird auf den Siedepunkt erhöht. Bei zirka 60-70 , nachdem etwa 90% des Niederschlages aufgelöst sind, erfolgt Abspaltung von Äther, wobei ein kräftiger Rückfluss einsetzt und sich ein sehr schwerer Niederschlag bildet.
Nachdem die Reaktion nachgelassen hat, wird die Temperatur auf 78 C erhöht und das Reaktionsgemisch während l Stunde gerührt und unter Rückfluss gekocht. Nach dem Kühlen auf 50 wird das feste Ammoniumchlorid abfiltriert und mit Äthanol gewaschen, worauf das Filtrat im Vakuum eingedampft wird. Man löst das zurückbleibende Öl in 250 cm3 Äthanol, behandelt die Lösung mit aktiviertem Kohlenstoff, filtriert das Gemisch und gibt dem Filtrat 1000 cm3 Äther zu. Das sich beim Kühlen abscheidende Hydrochlorid des ss. ss'-Iminodipropionsäuredi- äthylesters wird abfiltriert, mit Äther gewaschen und an der Luft getrocknet. Nach dem Umkristallisieren aus einem Gemisch von Aceton und Äther schmilzt das Produkt bei 78-79".
Ein Gemisch von 100 cm3 Methylenchlorid und einer Lösung von 50, 7 g (0, 2 Mol) des Hydrochlorids des Iminodipropionsäurediäthyl- esters in 150 cm3 Wasser, welcher eine Spur Phenolphthalein zugesetzt worden ist, wird unter Rühren auf 0 abgekühlt. Dem Gemisch wird die Hälfte einer Lösung von 16 g (0, 4 Mol) Natriumhydroxyd in 100 cm3 Wasser unter Kühlen vorsichtig zugesetzt, so dass die Temperatur unter 50 bleibt. Dann werden der Rest der Natriumhydroxydlösung und eine Lösung von 28, 1 g (23, 2 cm3, 0, 2 Mol) Benzoylchlorid in 30CM3 Methylenchlorid gleichzeitig und mit solcher Geschwindigkeit zugesetzt, dass die Temperatur zwischen 0 und 50 bleibt und das Reaktionsgemisch gegen Phenolphthalein gerade schwach alkalisch reagiert.
Nachdem das Reaktionsgemisch während weiterer 15 Minuten bei 00 gerührt worden ist, trennt man die Schichten und extrahiert die wässerige Schicht zweimal mit je 50 cm3 Methylenchlorid. Die vereinigten Methylenchloridextrakte werden über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft.
Der ölige Rückstand wird in einem ClaisenKolben destilliert. Nach einem kleinen Vorlauf destilliert N, N-bis- (2-Carbäthoxyäthyl)-benzamid als farbloses Öl bei 182-184 /0, 04mm über.
19, 1 g (0, 5 Mol) Lithium-aluminium-hydrid und 500 cm3 absoluter Äther werden in einem Kolben von 21 Inhalt während 2 Stunden gerührt und unter Rückfluss gekocht. Man kühlt die erhaltene Suspension auf Raumtemperatur und gibt ihr im Verlaufe von 45 Minuten eine Lösung von 54 g (0, 168 Mol) N, N-bis- (2Carbäthoxyäthyl)-benzamid in 100 cm3 absolutem Äther zu. Das Reaktionsgemisch wird nicht gekühlt, um der exothermen Reaktion freien Lauf zu lassen. Das Reaktionsgemisch wird während 6 Stunden gerührt und unter Rückfluss gekocht, worauf man es während 12 Stunden bei Raumtemperatur stehen lässt. Nach dem Abkühlen
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40 cm3 Äthanol, 200 g festes Natriumchlorid und 80 cm3 Wasser zugesetzt.
Nachdem das Gemisch während 30 Minuten gerührt worden ist, wird das feste Material auf einem Glasfrittenfilter abfiltriert und mit Äther gewaschen und das Filtrat mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Man erhält dabei ein trübes Öl, das aus Benzyl-bis- (y-hydroxy- propyl)-amin besteht.
Eine Lösung von 37 g (0, 166 Mol) Benzyl- bis- (y-hydroxy-propyl) -amin in 100 cm3 Äthanol wird einer Suspension von 7 g palladisiertem Kohlenstoff mit einem Palladiumgehalt von 1000 in 20 cm3 Wasser zugesetzt. Nach Zugabe von 35 cm3 alkoholischer 9, 5-n Salzsäure wird das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und in einer Parr-Apparatur unter einem Wasserstoffanfangsdruck von 2, 81 kg cm2 der Hydrierung unterworfen. Die berechnete Menge Wasserstoffwird bei Raumtemperatur innerhalb 12 Stunden absorbiert. Der Katalysator wird abfiltriert und mit Alkohol gewaschen, worauf das Filtrat, das stark nach Toluol riecht, im Vakuum eingedampft wird.
Das zurückbleibende Öl, welches aus rohem bis- (y-Hydroxypropyl)-amin-hydrochlorid besteht, lässt sich nicht kristallisieren und wird ohne weitere Reinigung für die nächste Verfahrensstufe verwendet.
Eine Lösung von 50 cm ' (82g, 0, 69 Mol) Thionylchlorid in 50 cm3 Chloroform wird aus einem Tropftrichter innert 10 Minuten einer Suspension von 26, 6 g (0, 157 Mol) öligem bis-(γ-Hydroxypropyl)-amin-hydrochlorid in 75 cm3 Chloroform zugegeben. Die erhaltene klare Lösung wird sofort während 15 Minuten unter Rückfluss gekocht und dann ohne Verzug mit einem Eisbad abgekühlt. Die abgeschiedenen Kristalle werden abfiltriert, mit Chloroform gewaschen und im Vakuum bei 50 getrocknet.
Diese Kristalle schmelzen unter Zersetzung bei 210-213 c. Das Filtrat, einschliesslich der Waschflüssigkeit, wird im Vakuum bei
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xyd und Extrahieren mit Benzol erhält man in quantitativer Ausbeute bis- (y-Chlorpropyl)amin als unbeständige, sich durch Wärmeeinwirkung polymerisierende Flüssigkeit.