AT249674B - Verfahren zum Chlorieren von niederen Alkylthiazolen - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Chlorieren von niederen Alkylthiazolen 
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   Reaktionszeit und Reaktionstemperatur hängen bei dem   erfindungsgemässen   Verfahren in gewissem
Ausmass voneinander ab. Keine dieser Bedingungen ist für den Erfolg des Verfahrens besonders kritisch. 



  . Vorzugsweise wird die Chlorierung bei Temperaturen im Bereich von 75 bis   1200 C durchgeführt ;   ge- gebenenfalls kann man jedoch auch bei Reaktionstemperaturen von etwa Zimmertemperatur bis etwa
160   C arbeiten. Bei höheren Temperaturen verläuft die Reaktion etwas schneller ; bei den bevorzugten
Arbeitstemperaturen ist die gewünschte Chlorierung der Alkylgruppen in etwa 2-6 h im wesentlichen beendet. 



   Als Ausgangsstoffe dienen Alkylthiazole mit 1-6 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl- und Isobutylthiazol. Die Stellung der Alkylgruppe am Thiazolring ist nicht kritisch. 



   Beispiele für als Ausgangsstoffe verfahrensgemäss verwendbare Alkylthiazole sind 2-, 4- oder 5-Methylthiazol, 2-Äthylthiazol, 4-Propylthiazol. Wenn die Alkylgruppe mehr als ein Kohlenstoffatom enthält, erfolgt die Halogenierung unter den oben genannten Reaktionsbedingungen vorwiegend am   ot-ständigen   Kohlenstoffatom. 



   Die nach dem obigen Verfahren hergestellten   cc-Chloralkylthiazole   sind als Zwischenprodukte für verschiedene Zwecke verwendbar. So kann die Chloralkylgruppe zu dem entsprechenden Carbinol hydrolysiert und dieses gegebenenfalls zu der entsprechenden Carbonsäure oxydiert werden, die dann verestert oder zu andern Derivaten umgesetzt werden kann. Die erfindungsgemäss hergestellten Monochlormethylthiazole sind wertvolle Zwischenprodukte für die Synthese von   2- (Thiazolyl) -benzimidazolen,   die ihrerseits eine starke Wirkung als wurmabtreibende Mittel aufweisen. 



   Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ihren Umfang jedoch nicht beschränken.
Beispiel 1 : 20 g 4-Methylthiazol werden in einem Gemisch aus 13, 8 g 96%iger Schwefelsäure und 
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 Phosphortrichlorid und 0, 05 g   Benzoylperoxyd   zu und rührt das Gemisch 28 h bei   840 C   in einem Quarzkolben, wobei man den Kolben mittels einer Quarzlampe bestrahlt. Hiebei wird ein ständiger Chlorstrom in das Reaktionsgemisch eingeleitet. 



   Das Gemisch wird gekühlt und auf zerstossenes Eis gegossen. Das abgeschreckte Gemisch wird durch Zusatz von festem Natriumbicarbonat auf einen pH-Wert von 8 eingestellt und dreimal mit je 100   m1   Äther extrahiert. Die Ätherextrakte werden über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Es hinterbleibt ein Öl, welches zufolge der gaschromatographischen Analyse   44% 4-Methyl-   thiazol und   46%   4-Chlormethylthiazol enthält.   Kp.,. = 51-52'C.   Das 4-Chlormethylthiazol lässt sich leicht durch sein Hexamethylentetraminsalz identifizieren : 2, 7 g des nach dem obigen Verfahren erhaltenen Öls werden zu 1, 4 g Hexamethylentetramin in 10 ml Chloroform zugesetzt. Das Hexamethylentetraminsalz kristallisiert beim Stehen aus, wird gewonnen und getrocknet. 



   Wenn der obige Versuch ohne Zusatz von   Benzoylperoxyd   zum Reaktionsgemisch durchgeführt wird, erhält man ähnliche Ergebnisse. 



   Die gaschromatographischen Analysen werden in bekannter Weise (z. B.   gemäss "Gas   Chromatography"von A. I. M. Keulemans, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1957) in einer   8 mm     weiten, 2500 langen Kolonne bei 70   C unter Verwendung von 20% Methylsilikonöl auf calcinierter   Diatomeenerde als Adsorptionsmittel bei einer Heliumströmung von etwa 85 ml Helium in einer Gaschromatographievorrichtung durchgeführt. 



    Beispiel 2 : 198 g 4-Methylthiazol und 6, 3 g Phosphortrichlorid werden zu einem Gemisch aus 140 g rauchender Schwefelsäure (mit einem SOg-Gehalt von 20%) und 140 g 96% iger Schwefelsäure zuge-   setzt. Während des Zusatzes wird das Säuregemisch in Eis gekühlt. Unter starkem Rühren wird im Verlaufe von 4 h ein Chlorstrom in das Reaktionsgemisch eingeleitet. Gleichzeitig wird eine Lösung von 4 g oc.oc'-Azo-bis-isobutyronitril in 92 g 96% iger Schwefelsäure zu dem Gemisch zugetropft. Die Reaktionstemperatur wird auf   85-90   C   gehalten. Nach 4 h wird das Reaktionsgemisch auf 800 g zerstossenes Eis gegossen. Ein Teil des abgeschreckten Gemisches wird mit konz. wässeriger Ammoniumhydroxydlösung alkalisch gemacht und das sich ausscheidende Öl mit Benzol extrahiert.

   Der Benzolextrakt wird über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Die gaschromatographische Analyse des Rückstandes zeigt, dass der Benzolextrakt 156 g 4-Chlormethylthiazol und 73 g 4-Methylthiazol enthält. Das Produkt wird durch Vakuumdestillation   gewonnen ; Kp. imm='50-51  C.   



   Beispiel 3 : 297, 4 g (3 Mol) 4-Methylthiazol werden unter Rühren und Kühlen zu 237 ml (3, 6 Mol) Chlorsulfonsäure zugesetzt. Hierauf setzt man 9, 4 g Phosphortrichlorid zu und leitet im Verlaufe von   2J/2   h Chlor in das Reaktionsgemisch ein. Gleichzeitig wird eine Lösung von 6 g   ot, oc'-Azo-bis-isobutyro-   nitril in 75 ml 99% iger Schwefelsäure zu dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Während dieses Zusatzes und des Einleitens von Chlor wird das Reaktionsgemisch stark gerührt und die Temperatur zwischen   mund 90 0 C   gehalten. Nach   21/2   h wird die überschüssige Chlorsulfonsäure von der klaren gelben Lösung abdestilliert und die Lösung dann auf 1500 g zerstossenes Eis gegossen.

   Das Gemisch wird mit konz. wässeriger Ammoniumhydroxydlösung bis zu einem   pli-Wert   von 6, 5 neutralisiert und hiebei durch 

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Zusatz von Eis gekühlt. Das sich abscheidende Öl wird fünfmal mit je 300 ml Äther extrahiert, die Äther- extrakte werden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. 



   Der Rückstand liefert bei der Vakuumdestillation 334 g   4-Chlormethylthiazol ; Kp'l mm = 51-520 C.   



   Der Vorlauf enthält 26 g 4-Methylthiazol. 



   Wenn dieses Verfahren mit 4-Äthylthiazol als Ausgangsstoff durchgeführt wird, erhält man   4- (ove.   



   Chloräthyl)-thiazol in einer Ausbeute von etwa 65%   Kp. i mm   =   63-65   C.   



   Beispiel 4 : 99 g 4-Methylthiazol werden zu einem Gemisch aus 70, 5 g rauchender Schwefelsäure, die   20% S03   enthält, und 68, 5 g konz. Schwefelsäure zugesetzt. Hierauf setzt man 3, 06 g Phosphortri- chlorid und   0, 25 gBenzoylperoxyd   zu und bestrahlt das Reaktionsgemisch 17 h bei 81   C mit einer Fluores- zenzlampe unter ständigem Einleiten von Chlor. Die Bestrahlung und das Einleiten von Chlor erfolgen in einem Quarzkolben unter starkem Rühren. Das homogene gelbe Produkt wird auf 300 g zerstossenes
Eis gegossen. Das Gemisch wird zweimal mit je 50 ml Benzol extrahiert und die wässerige Schicht durch
Zusatz von 230 ml konz. Ammoniumhydroxydlösung auf einen pH-Wert von 7 eingestellt. Das Gemisch wird dann dreimal mit je 100 ml Äther extrahiert, die Ätherextrakte werden vereinigt und zur Trockne eingedampft.

   Als Rückstand erhält man 77 g 4-Chlormethylthiazol   (Kp'l mm = 51-520 C)   und 26 g nicht umgesetztes 4-Methylthiazol. 



   Wenn das obige Verfahren mit Brom an Stelle von Chlor durchgeführt wird, erhält man 4-Brommethylthiazol. 



   Beispiel 5 : Eine Lösung von 50 g 4-Methylthiazol in 176 g Chlorsulfonsäure wird mit 2, 7 g Phosphorpentachlorid und 0, 125 g   Benzoylperoxyd   versetzt. Das Gemisch wird 21 h bei 78   C unter Bestrahlen mit einer Fluoreszenzlampe chloriert. Das entstandene 4-Chlormethylthiazol wird gemäss Beispiel 4 gewonnen. Die Ausbeute beträgt etwa   85%.     Kip. imam   =   50-51  C.   



   Beispiel 6 : 12, 32 g 2-Methylthiazol werden zu einem Gemisch aus 4, 65 ml Oleum   (20% SOg)   und 7, 75 ml konz. Schwefelsäure zugesetzt, worauf man 0, 25 ml Phosphortrichlorid zugibt. Das Gemisch wird auf   80-900 C erhitzt   und im Verlaufe von 6 h unter Einleiten von Chlor mit 0, 75 g   x,x'-Azo-bis-   butyronitril in 10 Anteilen versetzt. Dann wird das Reaktionsgemisch auf Eis gegossen und mit konz. 



  Ammoniumhydroxydlösung alkalisch gemacht. Das Gemisch wird mit einem gleichen Raumteil Äther extrahiert, der Ätherextrakt über Magnesiumsulfat getrocknet und der Äther abdestilliert. Der Rückstand wird im Vakuum destilliert. Man gewinnt 2-Chlormethylthiazol in einer Ausbeute von etwa   70%,   bezogen auf die nicht zurückgewonnene Ausgangsverbindung.   Kp'l mm = 65-700 C.   



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zum Chlorieren von niederen Alkylthiazolen unter praktischem Ausschluss der Ringchlorierung, dadurch gekennzeichnet, dass man die Chlorierung mittels elementaren Chlors in einem Reaktionsmedium, welches mindestens 1 Mol Schwefelsäure, Schwefeltrioxyd, Chlorsulfonsäure, Pyroschwefelsäure oder Gemische derselben pro Mol Alkylthiazol enthält, in Gegenwart an sich bekannter, freie Radikale bildender Chlorierungskatalysatoren oder unter der bekannten Anwendung von Strahlungsenergie vornimmt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Reaktionsgemisch eine geringe Menge eines Phosphor-, Arsen- oder Antimonhalogenids zusetzt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als freie Radikale bildenden Katalysator eine organische aliphatische Azoverbindung, vorzugsweise < x, < x'-Azo-bis-isobutyronitril, verwendet.