CH618957A5

CH618957A5 - Use of novel, substituted polyamines for inhibiting the growth of microorganisms and algae

Info

Publication number: CH618957A5
Application number: CH529376A
Authority: CH
Inventors: Bruce Edward Witzel; Nathaniel Grier; Richard Albert Dybas; Robert Albert Strelitz
Original assignee: Merck & Co Inc
Priority date: 1975-04-28
Filing date: 1976-04-27
Publication date: 1980-08-29
Also published as: SE434635B; NO142259B; HK71479A; NO761279L; MY8000139A; ES447257A1; DK172576A; JPS6110458B2; IL49437A; NO142259C; AR226274A1; NL7603981A; CA1083607A; IL49437A0; DE2617672A1; FR2309511B1; FR2309511A1; PH12336A; SE7604330L; JPS51128951A

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von neuen Verbindungen der Formel I, wie im Patentanspruch 1 definiert, zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen und Algen.

-R0-N-R/-2 ! 4

Wenn Y einen Rest -R2-N-R4- darstellt, bedeutet R2

i

Rs eine 2-Hydroxy-l,3-trimethylengruppe oder entspricht einem Rest Rt gemäss vorstehender Definition, R3 bedeutet ein Wasserstoffatom oder einen Cj-Q-Alkyl-, C2-C4-Amino-alkyl-, Ci-C4-Hydroxyalkyl- oder C2-C4-Dihydroxyalkylrest, wie eine 2,3-Dihydroxypropyl- oder 3,4-Dihydroxybutyl-gruppe, und R4 stellt eine 2-Hydroxy-l,3-trimethylengruppe dar oder entspricht einem Rest Rt gemäss vorstehender Definition; R3 und R6 können auch zusammen eine Äthylengruppe bilden, in welchem Falle R4 ebenfalls eine Äthylengruppe und Rs eine Aminoäthyl-, Aminopropyl- oder Amino-hydroxypropylgruppe darstellen.

in der

40 Rs ein Wasserstoffatom, eine Aminoäthyl- oder Amino-propylgruppe oder einen C1-C4-Hydroxyalkyl- oder C2-C4-Dihydroxyalkylrest bedeutet,

R6 ein Wasserstoffatom oder einen Ci-C4-Hydroxyalkyl-oder C2-C4-Dihydroxyalkylrest bedeutet und 45 Y einer der nachstehenden Reste ist oder -Rg-

55 Wenn Y einen Rest bedeutet, entspricht R7 dem Rest R2 oder stellt eine Methylengruppe oder eine chemische Bindung zwischen dem Cyclo-65 hexylenanteil und einem ersten Stickstoffatom dar, während R8 dem Rest R4 entspricht oder eine Methylengruppe oder eine chemische Bindung zwischen dem Cyclohexylenanteil und einem zweiten Stickstoffatom darstellt.

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Wenn Y ein Rest -R2- ist, haben R2, R5 und R6 jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung. Zweckmässigerweise bedeuten R3, Rs und R6 nicht gleichzeitig jeweils einen Di-hydroxyalkylrest; wenn dies jedoch der Fall ist, stellen diese Reste vorzugsweise C3-C4-Dihydroxyalkylreste dar.

Bevorzugt werden Polyamine der Formel I, bei welchen die Summe der Kohlenstoffatome in beiden Resten Rt 2 bis 8 beträgt.

Die Brauchbarkeit der beschriebenen Verbindungen der Formel I liegt generell in ihrer Breitbandwirkung gegen Bakterien und Pilze. Besonders wertvoll ist ihre Wirksamkeit gegenüber Bakterien und Fungi, welche für die Hemmung des Wachstums und sogar die Vernichtung zwahlreicher Arten von Nutzpflanzen verantwortlich sind, sowie gegenüber jenen Organismen, welche die Verrottung und Zersetzung bzw. den Abbau zahlreicher Materialarten verursachen. Beispiele für solche anfällige Materialien sind Papiere, Leder, Textilien, wässrige Präparate, wie Latexanstrichmittel, Klebstoffe, Harze, Pigmentdispersionen und Ölharzüberzüge, deren Filme für die zerstörende Wirkung von Pilzen besonders anfällig sind. Die hohen wirtschaftlichen Einbussen bei der Papierherstellung, welche durch die Ansammlung von Bakterien- und Pilzschleimen in verschiedenen Teilen des Wassersystems verursacht werden, können mit Hilfe der beschriebenen Verbindungen weitgehend vermieden werden. Ein schwerwiegendes landwirtschaftliches Problem beim Anbau von Baumwolle, Bohnen, Mais und anderen Nutzpflanzen besteht in der Er-s tragseinbusse pro Einheitsanbaufläche, die auf die Wirkung von Bodenpilzen auf die Saat oder auf die Wurzeln der jungen Pflanzen zurückzuführen ist. Diese Einbussen können gemildert oder sogar verhindert werden, indem man die beschriebenen Verbindungen als Bodendesinfektionsmittel einsetzt, io Man kann die Verbindungen auch zur Bekämpfung von durch Bakterien und Pilze verursachten Laub- und Baumkrankheiten einsetzen.

Die Verbindungen der Formel I eignen sich insbesondere als Mittel gegen durch Bakterien verursachte Fruchtkrankhei-15 ten, wie den Feuerbrand. Das derzeit hauptsächlich verwendete Mittel ist Streptomycin. Dieses ist jedoch nicht nur teuer, sondern der Einsatz dieses auch als Antibiotikum für die Humanmedizin geeigneten Mittels in der Landwirtschaft wird auch von einigen Fachleuten als Ursache für das Auftreten 20 streptomycinresistenter Species von pathogenen Organismen angesehen.

Die Herstellung der Verbindungen der Formel I erfolgt vorzugsweise nach folgendem Reaktionsschema:

A-(Ri)n

H

C=0 + HN-Z

(V)

A-(Hi)n

CsN-2

HO

A-(Ri)n (VI)

A-(Ri)n

IIDÇ1

A-(R1)n

A-(Ri)n

HX

(Ia)

5

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in dem A, Z und n jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung haben und HX eine ein- oder mehrbasische organische oder anorganische Säure darstellt, wobei eine genügende Menge von HX bereitgestellt wird, dass mindestens eine Aminogruppe der Verbindung (I) protonisiert wird.

Die Synthese der Polyamine (I) beinhaltet die direkte Umsetzung des passenden Ketons (IV) mit dem passenden Amin (V) zur Schiffschen Base.

Wenn das Amin (V) zwei primäre Aminogruppen aufweist, kann es entweder symmetrisch oder unsymmetrisch sein. Ein symmetrisches Amin (V), bei dem z. B. R2 und R4 gleich sind, wenn Rs und R6 jeweils ein Wasserstoffatom darstellen,-oder bei dem R2 und R4 jeweils eine Äthylengruppe, R5.eine

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Aminoäthylgruppe und R6 ein Wasserstoffatom bedeuten, oder bei dem R2 eine Trimethylengruppe ist, wenn R5 eine 3-Aminopropylgruppe und R6 ein Wasserstoffatom darstellen, bildet eine einzige Schiffsche Base (VI). Der Grund hierfür besteht darin, dass unabhängig davon, welche endständige primäre Aminogruppe des Amins (V) mit dem Keton (IV) reagiert, stets dasselbe Produkt erhalten wird. Wenn das Amin (V) jedoch unsymmetrisch ist, können zwei Produkte entstehen, von denen eines die Schiffsche Base (VI) darstellt. Die anderen Produkte besitzen die Formel VI(a), wenn Rs und R6 jeweils ein Wasserstoffatom darstellen, oder die Formel VI(b), wenn Rs eine Aminoäthyl- oder Aminopropyl-gruppe ist:

MR1>n

A"(R1>n f3

C=N-R4-N-R2-NH2

VI(a)

A-(Ri)n

A-(RA

C-NCCH^f^^-RWJ-Rg-NHj

VI(b)

R.

A, Ri_« und n haben dabei jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verbindungen VI(a) und VI(b) jeweils unter die für die Schiffsche Base (VI) angegebene Definition fallen. Wenn Schiffsche Basen der Formeln (VI) und VI(a) oder VI(b) entstehen, kann man sie gewünschtenfalls nach herkömmlichen Trennmethoden, z. B. durch Destillation, auftrennen.

Nach einer Alternativmethode zur Herstellung eines Gemisches der Schiffschen Basen der Formeln (VI) und VI(a) oder VI(b) kann die Umsetzung stufenweise durchgeführt werden. Man kann z. B. 1,2-Diaminoäthan mit l,5-Di-(4-iso-propylcyclohexyl)-3-pentanon in eine Schiffsche Base überführen, diese katalytisch reduzieren, anschliessend den Ringstickstoff selektiv mit Acrylnitril cyanäthylieren und schliesslich durch katalytische Hydrierung [l,5-Di-(4-isopropyl-cyclohexyl)-3-pentyl]-l,4,8-triazaoctan erzeugen.

Zur beispielsweisen Herstellung der Schiffschen Base (VI) werden das Keton (IV) und das Amin (V) in einem geeigneten inerten Lösungsmittel, wie Toluol, gelöst. Die Lösung wird unter Rückfluss gekocht, bis die Umsetzung im wesentlichen abgeschlossen ist. Gewöhnlich genügen 5 bis 20 Stunden zur Wasserabtrennung durch azeotrope Destillation. Anschliessend dampft man das Lösungsmittel unter vermindertem Druck ab und löst den die Schiffsche Base (VI) enthaltenden Rückstand in einem inerten Lösungsmittel, vorzugsweise einem Alkanol, wie Äthanol oder Isopropanol.

Nach der Lösung wird die Schiffsche Base (VI) katalytisch oder chemisch reduziert.

Im Falle einer katalytischen Reduktion werden jegliche ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in A sowie die Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung der Schiffschen Base (VI) ebenfalls reduziert oder hydriert. Bei solchen katalytischen Reduktionen sättigt man eine Alkanollösung der Schiffschen Base (VI) unter Bewegen in Gegenwart der üblichen Hydrierkatalysatoren, wie von Übergangsmetallen und ihren reduzierbaren Oxiden, mit Wasserstoff. Besonders wirksame Katalysatoren sind die Edelmetalle und deren Oxide. Ein besonders bevorzugter Katalysator ist Platinoxid. Die Hydrierung 35 wird gewöhnlich in herkömmlicher Weise vorgenommen. Man vermischt den feinteiligen Katalysator (Korngrösse etwa 48 bis 149 fi) in Äthanol mit der Schiffschen Base und überschüssigem Amin und gibt den Ansatz in ein geschlossenes System, das man bei einer Temperatur von 15 bis 45° C (vor-40 zugsweise bei Zimmertemperatur) mit Wasserstoff bis zu einem Druck von 3 bis 5 bar beaufschlagt. Bei höheren Temperaturen arbeitet man vorzugsweise bei einem Druck von nicht mehr als 15 bar. Wenn die Umsetzung beendet ist, belüftet man das System und filtriert den Katalysator vom Reak-« tionsgemisch ab. Das das Cyclohexylpolyamin (I) enthaltende Filtrat wird sodann nach herkömmlichen Methoden weiter gereinigt. Vorzugsweise dampft man jegliches vorhandene Lösungsmittel unter vermindertem Druck ab, löst den Rückstand in einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel so und wäscht die Lösung mit Wasser und anschliessend mit einer gesättigten wässrigen Lösung eines anorganischen Salzes. Nach einer Trocknung wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgedampft, wobei das Cyclohexylpolyamin (I) in der Regel als Öl anfällt. Man kann das Cyclohexylpoly-55 amin dann neuerlich in niederen Alkanolen, Mischungen niederer Alkanole mit Wasser, Diäthyläther oder Dioxan lösen und die Lösung mit einer Säure, wie Salzsäure, neutralisieren. Das Polyamin kann auch direkt mit wässrigen Säuren neutralisiert werden.

so Die Säureadditionssalze werden dann nach Bedarf durch Fällung, Eindampfen oder andere herkömmliche Methoden isoliert.

Als Anionen X für die Salze I(a) eignen sich sowohl von anorganischen Säuren als auch von organischen Säuren abge-65 leitete Anionen; Beispiele für geeignete Salze sind die Halogenide, wie die Chloride, Bromide oder Jodide, die Sulfate, Nitrate, Bisulfate, Phosphate, Acetate, Propionate, Maleate, Succinate, Laurate, Palmitate, Oleate, Stearate, Ascorbate,

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Gluconate, Citrate, Carbonate, Bicarbonate, Benzoate, Sali-cylate, Pamoate, Phthalate, Furoate, Picolinate, Dodecyl-benzolsulfonate, Lauryläthersulfonate und Nicotinate. Im allgemeinen sind beliebige von einer Säure abgeleitete Anionen geeignet und ausreichend, wenn das Polyaminsalzanion X-, beispielsweise ein Chlorion, nach herkömmlichen Anio-nenaustauschmethoden durch andere Anionen ersetzt wird.

Zur Herstellung der Cyclohexenylpolyamine, d. h. der Verbindungen (I), bei denen die olefinische Ungesättigtheit im Ring A bestehen bleibt, kann man die Reduktion der Schiffschen Base (VI) zur Verbindung (I) eher nach einer selektiven chemischen Methode als auf katalytischem Wege ausführen.

Bei der chemischen Reduktion wird das Keton (IV) wie zuvor mit dem passenden Amin umgesetzt, die in einem inerten Alkanol oder Äther gelöste Schiffsche Base (VI) wird jedoch mit einem chemischen Reduktionsmittel, wie Natriumborhydrid oder Lithiumaluminiumhydrid, zur Umsetzung gebracht.

Obwohl bereits ein Äquivalent des chemischen Reduktionsmittels für den Erfolg ausreicht, erzielt man bessere Ergebnisse, wenn man einen mindestens 2molaren (vorzugsweise mindestens 2,5molaren) Uberschuss des chemischen Reduktionsmittels anwendet. Nachdem die anfängliche Umsetzung 5 nachgelassen hat, kann man das Reaktionsgemisch aus der Schiffschen Base (VI) und dem Reduktionsmittel 1 bis 2 Stunden lang unter Rückfluss kochen, anschliessend auf Zimmertemperatur abkühlen und danach im Vakuum eindampfen. Der Eindampfrückstand kann weiter gereinigt wer-10 den, z. B. durch Behandlung mit Mineralsäuren oder anorganischen Basen, wie vorstehend für die Polyamine (I) beschrieben wurde. Anschliessend kann man in der geschilderten Weise ein Salz herstellen.

Die Cyclohexyl- und Cyclohexenylketone (IV) können 15 leicht hergestellt werden; nachstehend werden beispielsweise zwei Alternativmethoden für diesen Zweck erläutert:

A. Kondensation von Säuren Diese Methode erfolgt gemäss dem nachstehenden Reak-20 tionsschema:

2 A-CR^-cooh (vii)

Fe A

A-<R1>n

A~(R1>n c=o + co2 + h2o

Es wird eine acylierende Decarboxylierung der Säuren (VII) durchgeführt, indem man die betreffende Säure mit Übergangsmetallen, vorzugsweise Eisen, Oxiden der Übergangsmetalle, Erdalkalioxiden, Polyphosphorsäure oder Bor-trifluorid erhitzt. Am zweckmässigsten erfolgt die acylierende Reaktion, indem man Säuredämpfe über Katalysatoren, wie erhitztes Thoriumoxid-Aerogel, leitet.

Die Kondensation/Decarboxylierung einer Säure stellt die bevorzugte Methode zur Herstellung der Ketone (IV) dar, wenn die Reste A-(Ri)„ gleich sind; wenn man bei der Umsetzung mehrere.verschiedene Säuren verwendet, erhält man ein Gemisch von Verbindungen. Bei der Umsetzung vermischt man die Carbonsäure (VII) vorzugsweise mit reduziertem Eisenpulver und rührt den Ansatz 1 bis 6 Stunden in einer inerten Atmosphäre bei 195 bis 200° C, um ein Eisensalz zu erzeugen.

Die Carbonsäure (VII) und das Eisen werden vorzugsweise mindestens 2 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre bei 195 bis 200° C gerührt.

Nach 2 Stunden erhöht man die Temperatur zweckmässig auf 290 bis 310° C und rührt den Ansatz mindestens 3 weitere Stunden; 4 Stunden reichen in der Regel aus. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch abkühlen gelassen und hierauf mit einem inerten Lösungsmittel, wie Diäthyläther, extrahiert. Der Extrakt wird filtriert. Man dampft die Lösungsmit-telextr.akte unter vermindertem Druck ein und destilliert die zurückbleibende Flüssigkeit im Vakuum, um das Keton (IV) zu isolieren.

Die vorgenannten Carbonsäuren (VII) können nach verschiedenen herkömmlichen Methoden hergestellt werden. Ein besonders zweckmässiges Verfahren besteht in der Addition eines Cyclohexens an ein Anhydrid einer aliphatischen 45 Säure.

Bei dieser Methode wird ein Gemisch des Cyclohexens und einer katalytischen Menge (z. B. von 0,2 bis 0,3 Mol pro Mol Cyclohexen eines radikalbildenden Katalysators, wie Di-tert.-butylperoxid) innerhalb von 3 bis 5 Stunden in einen 5- bis so 15molaren Überschuss des unter Rückfluss kochenden Anhydrids der aliphatischen Säure eingetropft. Wenn die Zugabe beendet ist, kocht man den Ansatz 5 bis 10 Stunden unter Rückfluss und dampft ihn dann unter vermindertem Druck ein. Der flüssige Rückstand wird mit wässriger Natronlauge 55 vermischt und 2 bis 5 Stunden lang unter Rühren am Dampfbad erhitzt. Die abgekühlte alkalische Lösung wird sodann mit Äther extrahiert. Man verwirft die Ätherschicht, säuert die wässrige Lösung an und extrahiert sie gut mit Äther. Die vereinigten Ätherextrakte werden mit Wasser gewaschen und 60 über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der beim Eindampfen unter vermindertem Druck verbleibende flüssige oder feste Rückstand wird im Vakuum destilliert und liefert die entsprechende Carbonsäure (VII).

Andere Carbonsäuren lassen sich leicht herstellen, bei-65 spielsweise durch Diels-Alder-Reaktion eines Diens oder al-kylsubstituierten Diens mit verschiedenen ungesättigten aliphatischen Verbindungen oder Carbonsäuren, wie nachstehend näher erläutert wird.

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B. Kondensation eines Grignard-Reagens mit einem Nitrii hexenylalkanone können gemäss folgendem Reaktionsschema Dicyclohexyl-, Dicyclohexenyl- oder Cyclohexylcyclo- hergestellt werden:

A-(R.,)n-X ^ » A-(R.,)nMgX

A-(R1>n-C$N + A"(R1 >nM6x »

NMgX

A-(Ri)n-=-(R1>n-A

wobei A oder (Ri)n bei jeder Reaktionskomponente gleich oder verschieden sein können und jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung haben.

Diese generelle Synthesemethode beruht auf der Umsetzung eines aus einem chlor- oder bromsubstituierten Cyclo-hexan- oder Cyclohexenderivat erzeugten Grignard-Reagens mit einem cyansubstituierten Cyclohexan- oder Cyclohexenderivat. Der erhaltene disubstituierte Iminoalkansalzkomplex wird mit wässriger Mineralsäure zum entsprechenden Keton hydrolysiert.

Das Grignard-Reagens wird durch Umsetzung des Halo-genids mit gewöhnlich in Form von Spänen oder Pulver vorliegendem Magnesiummetall hergestellt, wobei man sehr geringe Anteile von Jod oder Methyljodid als Katalysator verwenden kann. Spezielle Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Diäthyläther, Dibutyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan und Benzol. In der Regel reicht gelindes Erwärmen aus, um die Reaktion in Gang zu bringen. Das Halogenid wird allmählich in das Metall/Lösungsmittel-Gemisch eingetragen. Nach der vollständigen Zugabe zeigt das Verschwinden praktisch des gesamten Magnesiummetalls das Ende der Umsetzung an. Das Halogenid wird in geringem Uberschuss eingesetzt. Es muss unter Feuchtigkeitsausschluss gearbeitet werden; als zweckmässig erweist sich eine Stickstoffatmosphäre. Das Grignard-Reagens wird sodann während eines Zeitraums von 15 Minuten bis 1 Stunde bei Zimmertemperatur dem Nitrii zugesetzt, welches zuvor in einer dem 2- oder 3fachen seines Volumanteils entsprechenden Lösungsmittelmenge gelöst wurde. Man kann das Reaktionsgemisch anschliessend unter Rückfluss kochen, um einen vollständigen Ablauf der Umsetzung 25 zu gewährleisten. Im allgemeinen wird das Grignard-Reagens in geringem Uberschuss über das Nitrii eingesetzt. Für eine vollständige Umwandlung reicht ein 1 bis 10 Stunden langes Kochen unter Rückfluss aus. Das erhaltene Iminsalz wird vorzugsweise mit wässrigen Mineralsäuren, wie Salz-, Schwefel-30 oder Phosphorsäure, zum Keton zersetzt. Die Ketone sind wasserunlöslich und können mit mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln extrahiert werden. Die Reinigung wird vorzugsweise durch fraktionierende Destillation unter vermindertem Druck vorgenommen. Man kann jedoch auch das rohe 35 ketonhaltige Reaktionsgemisch zur Alkylierung der Polyamine einsetzen, da die Reaktionsnebenprodukte im allgemeinen Alkohole oder Kohlenwasserstoffe sind und nicht mit Aminen reagieren. Wenn das Rohprodukt noch Ausgangs-Halogenide enthält, sollen diese vor der Keton-Aminalkylierung entfernt 40 werden.

Man kann die Konzentrationen des Grignard-Reagens und Nitrils innerhalb weiter Grenzen variieren, um die Erzielung guter Ausbeuten zu gewährleisten.

Die verwendeten Halogen-, Cyan- und Carboxylderivate 45 von Cyclohexanen und Cyclohexenen sind gewöhnlich verfügbar; wenn dies nicht der Fall ist, kann man die betreffenden Derivate nach herkömmlichen Methoden herstellen, beispielsweise nach der Diels-Alder-Synthese:

S

CR

i

CR

\

CR

L

R

I

C

II

c

Im obigen Reaktionsschema steht D für R,

-(Ri)n-COOH, -(R1)„-Br oder -(R^-CN, wobei Rt,

R und X jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung haben. Wenn D einen Rest R darstellt und die Reste R jeweils Alkyl-

65 reste bedeuten, kann man das erhaltene Cyclohexen in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem Anhydrid einer aliphatischen Säure umsetzen. Wenn D -(Ri)n-COOH, -(Ri)n-CN oder -(Ri)n-Br ist, kann die Kondensation

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nach den vorgenannten Synthesemethoden (A) und (B) erfolgen. Die Carbonsäuren A(Ri)„-COOH können natürlich nach herkömmlichen Methoden mit Phosphorchloriden, z. B, Phosphorpentachlorid, in die Säurechloride A(Ri)„-COCl übergeführt werden.

R R

R

Im obigen Reaktionsschema haben Ri, n, R und A jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung. Ebenso kann man nach der Blaise-Marie-Synthesemethode [Bull. Soc. Chim. [4] 7, (1910) 215 und Compt. Rend. 145, (1907) 73] arbeiten:

A-RjZnCl + A(Ri)nCOCl—> AR1CO(R1)nA

Dabei haben A, n und Rt jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung.

Das Keton (IV) kann mit einem Polyamin (V) umgesetzt werden. Spezielle Beispiele für Polyamine (V), welche sich hervorragend für die Umsetzung mit dem Keton (IV) eignen, sind Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, 3,3'-Iminobis-(propylamin), 3,3'-Methyliminobis-(propylamin), Dipro-pylentriamin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-l,3-trimethylen-diamin, N,N'-Bis-(2-aminoäthyl)-l,3-trimethylendiamin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-piperazin, N-(3-Amino-2-hy-droxypropyl)-l,3-trimethylendiamin, N-(2-Aminoäthyl)-1,3-trimethylendiamin, Spermidin, Spermin, 1,4-Bis-(2-aminoäthyl)-piperazin, Tris-(2-aminoäthyl)-amin, l-(2-Aminoäthyl)-4-(3-aminopropyl)-piperazin, l-(3-Amino-2-hydroxypropyl)-4-(2-aminoäthyl)-piperazin, N-(3-Amino-2-hydroxypropyl)-l,3-trimethylendiamin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-l,4-cyclohexylen-bis-(methylamin), 1 -(2,3 -Dihydroxypropyl)-l ,5,9-triazanonan, 1 -(2-Hydroxy-äthyl)-l,4,7,10-tetraazadekan, 4-(3,4-Dihydroxybutyl)-

1.4.8-triazaoctan, l-(2-Hydroxypropyl)-5-hydroxymethyl-

1.5.9-triazanonan, l,4-Di-(3-aminopropyl)-piperidin, Tris-(3-aminopropyl)-amin, Äthylendiamin, Trimethylendiamin und l,3-Diamino-2-hydroxypropan.

Die Verbindungen der Formel I stellen hervorragende antimikrobielle Mittel mit breitem Wirkungsspektrum dar. Sie wirken insbesondere gegen gram-positive und gram-negative Bakterien, speziell gegen die schädlichen gram-negativen Organismen der Genera Pseudomonas, Xanthomonas, Erwinia und Corynebacterium. Die Verbindungen wirken beispielsweise in wässrigen Medien bei Konzentrationen von 1 bis 100 ppm. Spezielle Beispiele für auf die Verbindungen ansprechende Species sind Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Bordetella bronchiseptica, Pasteurella multocida, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, S. pullorum, Klebsiella pneumoniae, Aerobacter aerogenes, Pseudomonas aeruginosa, Desulfovibrio desulfuricans, Bacillus mycoides und Pilze, wie Aspergillus niger und Chaetomium globosum. Die Verbindungen der Formel I werden als solche oder in verdünnter Form eingesetzt. Als Verdünnungsmittel eignen sich beispielsweise beliebige inerte Substanzen, welche die antimikrobielle Wirkung nicht aufheben. Besonders gut geeignet sind Flüssigpräparate, wie wässrige Dispersionen, Lösungen und Emulsionen. Spezielle Beispiele für feste VerdünWenn die Reste R unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Ci-C6-Alkylrest bedeuten, kann man die Darzens-Synthese [Compt. Rend., 150 (1910), 707] anwenden:

R

nungsmittel sind Talk, Maisstärke, Aluminiumoxid und Diatomeenerde (Kieselgur). Die beschriebenen antimikrobiellen Wirkstoffe können auch auf verschiedene Materialien, wie solche aus Naturfasern (z. B. Papier, Baumwolle oder Wolle) oder solche aus Synthesefasern (wie Nylon oder Polypropylen), sowie auf die Oberflächen von unbelebter Materie, z. B. von harten Substanzen (wie Holz, Glas, Metalle, Ziegel bzw. Fliesen, Gummi oder Kunststoffe) oder porösen Mate-rialen (wie Beton oder Leder) aufgebracht werden.

Die Verbindungen der Formel I eignen sich insbesondere zur Hemmung des Wachstums von aeroben und anaeroben Bakterien in Flüssigkeiten für Schneid- und Schleifprozesse (z. B. für die Metallbearbeitung) und in ölbohrschlämmen oder Wässern und Laugen der sekundären Ölgewinnung. Eine Wachstumshemmung von Anaerobiern, wie des sulfatabbauenden Desulfovibrio desulfuricans, wird beispielsweise bei einer Konzentration der Polyamine von 0,1 bis 10 ppm bewirkt. Durch die Hemmung des Wachstums dieser Bakterien werden die Schwefelwasserstoffbildung und Korrosion von Vorrichtungen, die Verlegung von ölhaltigen Sanden, die Entstehung von Übelgerüchen und andere schädliche Auswirkungen verhindert. Die beschriebenen Verbindungen eignen sich auch als Schutzmittel gegenüber dem biologischen Abbau bei anderen wässrigen Systemen, wie wässrigen Emulsionen und Dispersionen, Anstrich- oder Überzugsmitteln, Pigmentsuspensionen oder Klebstoffen, bei welchen ein üppiges Wachstum von Mikroorganismen zu einer Zerstörung des kolloidalen Zustands (Ausflockung), pH-Verlagerungen, Übelgerüchen, Bildung von korrodierenden Substanzen, Viskositätseinbussen und anderen unerwünschten Effekten führen kann.

Eine besonders günstige Anwendungsmöglichkeit für die Verbindungen der Formel I ist ihr Einsatz in «Sanitizern» (Desinfektions- und Reinigungsmittel) für waschbare Gewebe oder Faservliese oder entsprechendes Wegwerftextilgut, welche beispielsweise als Windeln, chirurgische Masken, Hauben, Kittel, Handtücher und andere Tücher, Decken für Spitalmöbel und -einrichtungen, Instrumentenhüllen, aseptische Gesichtstücher, Badezimmertücher oder Monatsbinden dient. Auf diesem Anwendungssektor können die Verbindungen der Formel I entweder dem Faserbréi vor der Extraktion oder Strang- bzw. Garnerzeugung einverleibt oder aber auf die Fertigwaren aufgesprüht werden. Jede Abscheidungsmethode ist geeignet, sofern mindestens 1X10^ Gew. % des antimikrobiellen Materials am Textilgut zurückbleiben. Ein grösserer Anteil als 0,1 bis 1 Gew.% ist im allgemeinen zu hoch und überflüssig.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für die Verbindungen der Formel I besteht darin, dass man sie allein, in Lösung oder Suspension oder zusammen mit Seifen oder anderen Wasch- bzw. Reinigungsmitteln zur Säuberung der Haut (ins5

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besondere in vorchirurgischen Eingriffen anzuwendenden Waschpräparaten) einsetzt. Wenn man das Reinigungsmittel zum Gebrauch mit Wasser verdünnt, kann das Präparat einen Anteil des beschriebenen Polyamins von 0,01 Gew. % oder darüber enthalten.

Ausserdem können die Verbindungen der Formel 1 in aufgespeichertem Wasser, wie Swimmingpools, Becken oder Brauchwasser, wie Kühlwasser oder Papiermühlenwasser, zur Hemmung des Wachstums unerwünschter Bakterien, Pilze und/oder Algen eingesetzt werden.

Zur Bekämpfung von schleimbildenden Mikroorganismen und Algen in umlaufenden Brauchwässern, insbesondere für Kühlzwecke und speziell für Einrichtungen wie Kühltürme, werden die beschriebenen Polyamine im allgemeinen allein eingesetzt. Man kann die Verbindungen der Formel I jedoch auch zusammen mit anderen antimikrobiellen Mitteln verwenden. Um die Löslichkeit zu erhöhen, setzt man die Verbindungen vorzugsweise als Salze ein. Das Mikrobenwachstum lässt sich bereits mit Konzentrationen im umlaufenden Wasser von 1 x 10Gew.% wirksam hemmen. Zur Gewährleistung der Wirkung, insbesondere gegenüber resistenteren Stämmen von Mikroorganismen, und auch unter Berücksichtigung des zum Ausgleich der z. B. durch Verdampfung bewirkten Wasserverluste zugesetzten Wassers reichen Konzentrationen von 1 x 10~* bis 5 x 10~2 Gew. % völlig aus. Die Zugabe kann kontinuierlich oder in Form einer diskontinuierlichen «Schockbehandlung», d. h. alle 4 bis 8 Stunden innerhalb einer 10- bis 20minütigen Periode, erfolgen.

Ein grosser und aussergewöhnlicher Vorteil der Verbindungen der Formel I besteht in ihrer hohen Substantivität gegenüber allen Arten von Oberflächen, welche für den Korrosionsschutz sorgt und ein Vorratsdepot schafft, welches die Verbindungen kontinuierlich an die mit den Oberflächen in Kontakt kommenden Wässer abgibt. Weitgehend auf dieselben Eigenschaften zurückzuführen ist auch die vorgenannte Brauchbarkeit der beschriebenen Verbindungen als Desinfektionsmittel für Oberflächen von unbeleber Materie, wie Wände oder Decken, technische Einrichtungen, Ställe und Pferche, Krankenhauseinrichtungen, Küchen oder Badezimmer.

Bei der Formulierung für die vorgenannten Zwecke können die Verbindungen der Formel I auch gemeinsam mit anderen antimikrobiellen Mitteln, oberflächenaktiven Substanzen, Insektiziden, Schauminhibitoren oder Geruchsstoffen oder als Metallchelate, wie Kupfer-, Calcium-, Magnesiumoder Eisenchelate, eingesetzt werden.

Landwirtschaftliche Anwendungen

Benetzbare Pulver, aus welchen sich wässrige Dispersionen herstellen lassen, stellen zweckmässige Präparate dar, die eine gute Verteilung im Erdboden ermöglichen. Dasselbe Ergebnis lässt sich beispielsweise mit Staubpräparaten erzielen. Alle Polyamine der Formel I können als feine Pulver mit den gebräuchlichen Pulververdünnungsmitteln, wie Talk, Ton, gereinigten Silikaten, Holzmehl, Sand, Magnesiumoxid, Calciumcarbonat, Walkerde, Kaolin, Diatomeenerde, Glimmer oder Bimsstein, vermischt werden. Das Pulver kann folgende ge-wichtsmässige Zusammensetzung aufweisen:

Polyamin 1 bis 75%

Inertes Verdünnungsmittel

(z. B. Ton oder Talk) 25 bis 99%

Man kann die Gemische fein pulverisieren (z. B. bis zu einer mittleren Korngrösse von 1 bis 10,«) oder die bereits fein pulverisierten Bestandteile vermischen.

Zur Verwendung als landwirtschaftliche Desinfektionsmittel können die Stäube zur Anbauzeit auf die Saat und das umgebende Erdreich aufgebracht werden. Die Konzentration des Keimtötungsmittels wird so gewählt, dass dem Boden eine wirksame, nichtphtytotoxische Dosis einverleibt wird. Im allgemeinen soll die Konzentration des Polyamins der Formel I s als Wirkstoff im Erdreich 10 bis 25 ppm betragen. Am wirtschaftlichsten und wirksamsten ist es, wenn man die Stäube unmittelbar vor der Aussaat in 15 bis 20 cm breiten Streifen in der Mitte der einzelnen Reihen aufbringt. Das Material kann dann mit Hilfe einer Bodenfräse bis zu einer Tiefe von io mehreren Zentimetern in den Erdboden eingearbeitet werden. Auf diese Weise werden eine Materialeinsparung und ein Schutz des Wurzelsystems der jungen Pflanzen gegenüber dem Mikrobenangriff erzielt. Für den Schutz einer bestimmten Pflanze (wie Kohl) kann die Breite des aufgebrachten Streits fens des antimikrobiellen Mittels von 20 cm zur Verhinderung der schwarzen Wurzelkrankheit (black root disease) bis 30 bis 38 cm zur Verhinderung der Kohlhernie (club root disease) variiert werden. Analog kann die Tiefe, bis zu welcher das Fungizid verteilt werden soll, im Bereich von 5 bis 20 15 cm schwanken.

Die benetzbaren Pulver können durch Zugabe von 0,1 bis 5 Gew.% eines Netzmittels zu den Pulvermischungen hergestellt werden. Im Handel sind zahlreiche Dispergiermittel erhältlich, welche bei den erforderlichen Konzentrationen nicht-25 phytotoxisch sind. Beispiele dafür sind die Alkali- und Amin-salze von sulfatierten und sulfonierten Säuren, Alkoholen und Ölen, polyäthoxylierte Alkylphenole, quaternäre Salze lang-kettiger Fettamine und Fettsäureteilester mehrwertiger Alkohole. Einige Dispergiermittel können zur Herstellung emul-30 gierbarer Konzentrate der Polyamine der Formel I in organischen Lösungsmitteln verwendet werden. Viele dieser Substanzen sind in lösungsmittellöslicher Form erhältlich. Die Art der Aufbringung auf den Erdboden ist ähnlich wie im Falle der Stäube. Die Suspensionen oder Emulsionen werden mit 35 Hilfe von Sprühvorrichtungen auf das Erdreich aufgesprüht. Die Fungizide können dann mit Hilfe einer Scheibenegge gleichmässig bis in unterschiedliche Tiefen verteilt werden. Die Sprühmethode eignet sich auch zur streifenmässigen Begrenzung der Dosierung.

40 Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für die beschriebenen Präparate in der Agrikultur besteht in der Bekämpfung der durch Bakterien verursachten Pflanzenkrankheiten. Die Präparate werden dabei auf die betroffenen Oberflächenbereiche appliziert. Die Verbindungen der Formel I inhibieren 45 das Bakterien Wachstum in einem hohen Grad und eignen sich besonders gut für den genannten Zweck. Beispiele für Pflanzenkrankheiten, welche aufgrund der verursachten Herabsetzung von Ertrag und Qualität wirtschaftliche Bedeutung haben und mit Hilfe der beschriebenen Mittel bekämpft werden so können, sind der Feuerbrand von Äpfeln und Birnen, die bakterienbedingte Fleckenkrankheit (bacterial spot) von Steinobst, die Kirschblattfleckenkrankheit (cherry leaf spot), der Walnussbrand (walnut blight), der gemeine Bohnenbrand (common blight of bean), die bakterienbedingte Flecken-55 krankheit von Tomaten und Pfeffer und die Kartoffelsaatfäule (potato seed piece decay). Die benötigte wirksame Konzentration der Polyamine der Formel I beträgt beispielsweise 15 bis 200 ppm; man kann die Wirkstoffe in Form von Stäuben, wässrigen Pulverdispersionen oder wässrigen Emulsionen «0 oder aus wässrigen Tauchbädern applizieren. Andere Pflanzenkrankheiten, welche mit Hilfe der beschriebenen Präparate bekämpft werden können, werden durch Pilze verursacht; Beispiele dafür sind die zahlreichen Arten von Pulvermehltau (powdery mildew) und Blattschorf (leaf scabs).

65 Bei der Saatbehandlung sind bereits Anteile von 550 bis 600 ppm (bezogen auf die Saat) gegenüber verschiedenen Pilzen wirksam.

Die Verbindungen der Formel I können in Form wässriger

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Suspensionen oder Emulsionen angewendet werden. Die Grundsubstanzen sind im allgemeinen in Wasser unlöslich. Für derartige Präparate können zur Erzielung einer gleichmässigen Verteilung verschiedene pulverförmige Träger verwendet werden. Die Wirkstoffe können mit Talk, Walkerde, Calciumsili-kat, Calciumcarbonat, Tonen u. dgl. sowie Netz- und Dispergiermitteln und Klebemitteln vermischt werden. Um eine möglichst grosse chemische Verträglichkeit zu gewährleisten, bevorzugt man darunter die nichtionischen Substanzen. Andere nichtionische oder kationische oberflächenaktive Substanzen sind ebenfalls geeignet.

Die Verbindungen der Formel I können ferner zur Hemmung der Bildung von Zahnplaque eingesetzt werden. Für diesen Zweck werden sie insbesondere als Bestandteil von Mundspülmitteln (z. B. Mundwässern) oder von Zahnpasten oder Zahnpulvern mit einem Wirkstoffgehalt von 50 bis 1000 ppm eingesetzt.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, wobei jedoch hinsichtlich der Verbindungen der Formel I keinerlei Beschränkung beabsichtigt ist.

Synthesebeispiel A Radikalische Addition von Essigsäure anhydrid an /3-Pinen 1000 g (10 Mol) unter Rückfluss kochendes Essigsäureanhydrid wird innerhalb von 2V2 Stunden tropfenweise mit einem Gemisch von 136 g (1 Mol)ß-Pinen und 30 g (0,2 Mol) tert.-Butylperoxid versetzt. Anschliessend kocht man den Ansatz weitere 5 Stunden unter Rückfluss. Dann wird das Essigsäureanhydrid im Vakuum abgedampft und der Rückstand durch Behandlung mit 40 g NaOH in 250 ml Wasser und 150 ml Äthanol hydrolysiert. Das Gemisch wird 2 Stunden unter Rückfluss gekocht und danach mit Salzsäure angesäuert und mit Äther extrahiert. Die Extrakte werden über Natriumsulfat getrocknet und zu einem Rückstand eingedampft, den man im Vakuum destilliert. Man erhält 43,1 g (22%) 3-(4-Isopropylcyclohexenyl)-propionsäure vom Kp 135 bis 137° C (0,3 mm).

Synthesebeispiel B 3-(4-lsopropylcyclohexyl)-propionsäure Man löst die beim Synthesebeispiel A erhaltene ungesättigte Säure in Äthanol und hydriert sie bei Zimmertemperatur und einem Wasserstoff druck von 2,81 bar in Gegenwart von Pt02. Anschliessend wird der Platinkatalysator abfiltriert und das Äthanol unter vermindertem Druck abgedampft. Man erhält die gesättigte Säure, d. h. 3-(4-Isopropylcyclohexyl)-propionsäure, in Form von 42,3 g (97 %) einer farblosen Flüssigkeit.

Synthesebeispiel C Herstellung von l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentanon 39,7 g (0,20 Mol) 3-(4-Isopropylcyclohexyl)-propion-säure und 6,15 g (0,11 Mol) wasserstoffreduziertes Eisen werden 90 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre auf 195° C erhitzt. Anschliessend erhöht man die Temperatur auf 290° C und hält sie 3 Stunden bei diesem Wert. Die abgekühlte Reaktionsmasse wird gut mit Äther extrahiert. Man filtriert die Ätherextrakte durch «Celite» (Kieselgur) und dampft sie danach im Vakuum ein. Der Rückstand wird im Vakuum abgestreift, wobei 17,3 g (11 Gew.%) Produkt verbleiben.

In analoger Weise erhält man folgende Ketone: l,9-Dicyclohexyl-5-nonanon,

1,5 -Dicyclohexyl-3 -pentanon,

1,3-Dicyclohexylaceton,

1,7-Dicyclohexyl-4-heptanon, l,3-Di-(3-methylcyclohexyl)-aceton, l,7-Di-(4-äthylcyclohexyl)-4-heptanon, l,5-Di-(2-isopropylcyclohexyl)-3-pentanon, l,9-Di-(2-äthylcyclohexyl)-5-nonanon,

1,5 -D i- (4-tert. -butylcyclohexyl) -3 -pentanon,

l,5-Di-(2,4,6-trimethylcyclohexyl)-3-pentanon,

l,5-Di-(3,5-diäthylcyclohexyl)-3-pentanon,

l,7-Di-(2,6-dimethyl-4-tert.-butylcyclohexyl)-4-heptanon und l,7-Di-(2,3,4,5,6-pentamethylcyclohexyl)-4-heptanon.

Wenn man ungesättigte Säuren dem vorgenannten Verfahren unterwirft, erhält man die folgenden repräsentativen Ketone:

1.7 -Dicyclohex-3 -enyl-4-heptanon,

2.8 -Di-(4-methylcy clohex-3 -enyl) -5 -nonanon und l,5-Di-[4-isopropylcyclohex-l-enyl]-3-pentanon.

Synthesebeispiel D Herstellung von 4-Cyclohexyl-l-(4-isopropylcyclohexyl)-butanon-2

Man stellt ein Grignard-Reagens aus 21 g (0,11 Mol) 2-Cyclohexyläthylbromid und 2,4 g (0,1 Grammatom) Magnesium her. Man überschichtet das Magnesium mit 25 ml wasserfreiem Äther, fügt einen Jodkristall hinzu und setzt unter Stickstoff eine Lösung des Halogenids in 50 ml wasserfreiem Äther zu, wobei man den Ansatz nach dem Einsetzen der Reaktion 1 bis 2 Stunden lang bei der Rückflusstemperatur hält. Wenn die Zugabe beendet ist, kocht man den Ansatz weitere 30 Minuten unter Rückfluss.

Die Lösung des Grignard-Reagens wird dann gereinigt, indem man sie in einer Stickstoffatmosphäre durch einen Glaswollefilterbausch leitet und langsam in eine bewegte Lösung von 14,9 g (0,09 Mol) 4-Isopropylcyclohexylacetonitril in 200 ml wasserfreiem Diäthyläther einbringt. Während der Zugabe, welche 30 Minuten bis 1 Stunde erfordert, hält man den Ansatz unter gelindem Rückfluss. Nach beendeter Zugabe und weiteren 15 Minuten unter Rückfluss wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und unter gutem Durchmischen auf ein Gemisch von 50 ml konzentrierter Salzsäure und 200 g Eis aufgegossen. Nach dem Erwärmen wird der Äther abdestilliert und der Rückstand 1 Stunde auf 70 bis 100° C erhitzt. Das Produkt wird zweimal mit jeweils 250 ml Äther extrahiert. Man trocknet die Ätherlösung über wasserfreiem Magnesiumsulfat und dampft das Lösungsmittel ab. Jegliche nicht umgesetzte Ausgangsverbindungen (d. h. Halogenid und Nitrii) werden dann zusammen mit Nebenprodukten durch fraktionierende Destillation unter vermindertem Druck vom Keton abgetrennt.

In analoger Weise werden folgende Ketone hergestellt: l-(2-Methylcyclohexyl)-4-cyclohexylpentan-2-on,

1-(4-tert.-ButyIcyclohexyl)-5-(4-isopropylcyclohexyl)-pen-tan-3-on,

2-(3-Methylcyclohexenyl)-8-(2-isopropylcyclohexyl)-octan-4-on und l-(2,6-Dimethyl-4-tert.-butylcyclohexyl)-5-(3,5-diäthyl-cyclohexyl) -pentan-3 -on.

Synthesebeispiel E Herstellung von N-(3-Aminopropyl)-l,4-cyclohexan-bis-(methylamin)

2,84 g (2 Mol) l,4-Cyclohexan-bis-(methylamin) werden innerhalb von 45 Minuten unter Rühren und Eisbadkühlung tropfenweise mit 26,5 g (0,5 Mol) Acrylnitril versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch eine weitere Stunde bei 5° C gerührt, allmählich auf 45° C erwärmt und 2 Stunden lang bei dieser Temperatur und anschliessend 1 Stunde bei 90° C gehalten. Danach befreit man das Reaktionsgemisch von jeglichem nicht umgesetztem Acrylnitril und dem überschüssigen, nichtcyanäthylierten 1,4-Cyclohexan-bis-(methylamin), welches bei einer Innentemperatur von 110° C und 1 mm Hg abgetrennt wird. Anschliessend löst man den Rückstand in 1,5 1 mit Ammoniakgas gesättigtem Äthanol,

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vermischt die Lösung mit 50 ml eines Nickelschwammkatalysators und hydriert die Verbindung bei einem Druck von 10,5 bar. Anschliessend werden der Katalysator abfiltriert, das Lösungsmittel und das Ammoniak abgestreift und das Tri-aminprodukt durch Fraktionieren unter vermindertem Druck gereinigt.

Ein höheres Homologes, nämlich N-(3-Aminopropyl)-l,4-cyclohexan-bis-(2-äthylamin), wird nach der vorgenannten Methode aus l,4-Bis-(2-aminoäthyl)-cyclohexan gemäss P. P. Garcia und J. H. Wood, J. Org. Chem., 26 (1961) 4167 hergestellt. Das überschüssige Ausgangsamin kann in diesem Falle vom Produkt (Kp 122 bis 126° C/l mm) abgetrennt werden.

Synthesebeispiel F Herstellung von N-(3-Aminopropyl)-N'-(2-hydroxyäthyl)-1,4-cyclohexan-bis-(methylamin)

37,2 g (0,4 Mol) N-(2-Hydroxyäthyl)-l,4-cyclohexan-bis-(methylamin) werden unter Rühren und Eisbadkühlung innerhalb von 15 Minuten tropfenweise mit 10,6 g (0,2 Mol) Acrylnitril versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch weitere 2 Stunden bei 5° C gerührt, allmählich innerhalb von 1 Stunde erwärmen gelassen und 2 Stunden auf 45° C und danach 1 Stunde auf 90° C erhitzt. Danach wird das Gemisch unter vermindertem Druck bis zu einer Innentemperatur von 170° C fraktioniert. Man löst den Rückstand in 200 ml Äthanol, kühlt die Lösung im Eisbad und sättigt sie bei 0° C mit Ammoniakgas. Dann fügt man etwa 5 ml eines Nickelschwammkatalysators (W. R. Grace Co., Davison Chem. Division) hinzu und schüttelt das Gemisch unter Wasserstoff bei einem Druck von 10,5 bar, bis kein Wasserstoff mehr aufgenommen wird. Danach wird der Katalysator durch Saugfiltration unter Stickstoff abgetrennt, das Lösungsmittel abgestreift und der Rückstand unter vermindertem Druck fraktionierend destilliert. Das Triaminprodukt ist vom cyanäthy-lierten Diamin aufgrund seines niedrigeren Rf-Wertes an Kieselgel, der mit Hilfe eines Lösungsmittelgemisches aus 1 Volumteil konzentriertem wässrigem Ammoniumhydroxid und 4 Volumteilen Methanol erzielt wird, leicht unterscheidbar. Die Synthese ist eine Abwandlung der Methode von M. Israel et al., J. Med. Chem., 7 (1964), 710 zur Herstellung von Polymethylenpolyaminen.

Synthesebeispiel G Herstellung von N-(2-Hydroxyäthyl)-l,4-cyclohexan-bis-(methylamin)

Eine Lösung von 14,2 g (0,1 Mol) 1,4-Cyclohexan-bis-(methylamin) in 150 ml wasserfreiem Methanol wird in einer Stickstoffatmosphäre auf 45 bis 50° C erwärmt. Während 20 Minuten werden dann unter gutem Rühren insgesamt 1,1 g (0,025 Mol) Äthylenoxidgas unter die Flüssigkeitsoberfläche eingeleitet. Nach dem Abbruch der Äthylenoxideinleitung hält man die Reaktionstemperatur weitere 30 Minuten bei 45 bis 50° C. Anschliessend destilliert man das Methanol bei Atmosphärendruck ab. Das überschüssige 1,4-Cyclohexan-bis-(methylamin) lässt sich vom Produkt leicht durch Fraktionierung unter vermindertem Druck abtrennen. Lediglich die monoäthoxylierte Verbindung bleibt zurück und kann als solche oder nach weiterer Reinigung durch Destillation bei vermindertem Druck verwendet werden.

Synthesebeispiel H Herstellung von N-(3-Amino-2-hydroxypropyl)-l,4-cyclo-hexan-bis-(methylamin)

Man löst 14,2 g (0,1 Mol) l,4-Cyclohexan-bis-(methyl-amin) in 50 ml wasserfreiem Methanol, kühlt die Lösung im Eisbad auf 5° C ab, fügt innerhalb von 2 Minuten 9,3 g (0,1 Mol) Epichlorhydrin hinzu und hält die Temperatur 2 Stunden bei 5° C. Dann lässt man die Umsetzung bei 10 bis 15° C

so lange weiter ablaufen, bis die dünnschichtchromatogra-phische Analyse einer Teilmenge (Kieselgelplatte unter Entwicklung mit einem Lösungsmittelgemisch aus 1 Volumteil konzentriertem wässrigem Ammoniumhydroxid und 4 Volumteilen Methanol) die nahezu vollständige Umwandlung des eingesetzten Diamins zum Propylenchlorhydrin anzeigt. Die Lösung wird dann unter gutem Rühren und äusserer Kühlung bei 5° C unter kontinuierlicher tropfenweiser Zugabe in 100 ml wasserfreies Methanol, das zuvor bei 0° C mit wasserfreiem Ammoniakgas gesättigt wurde, eingetragen. Dann wird der Ansatz 2 Stunden lang bei 5° C gerührt, auf 20° C erwärmen gelassen und über Nacht durchgemischt. Hierauf wird die Umsetzung durch 6stündiges Erwärmen auf 45 bis 55° C zum Abschluss gebracht. Schliesslich werden das Lösungsmittel und das Ammoniak abgestreift und das Produkt durch fraktionierende Destillation unter vermindertem Druck gereinigt.

Durch alkalische Hydroylse des Propylenchlorhydrinderi-vats erhält man N-(2,3-Dihydroxypropyl)-l,4-cyclohexan-bis- (methylamin).

Man löst das Propylenchlorhydrinderivat in 1 m Natronlauge (50 Gew.% Methanol/50 Gew.% Wasser), wobei man 5 g Chlorhydrin auf 25 ml Natronlauge verwendet. Man rührt den Ansatz 24 Stunden bei 20° C, destilliert das Methanol ab und extrahiert das sich abscheidende öl mit 100 ml Diäthyl-äther. Man wäscht den Extrakt mit etwa 10 ml kaltem Wasser, trocknet die Ätherschicht über wasserfreiem Natriumsulfat und filtriert. Beim Abdestillieren des Äthers verbleibt das Produkt in Form eines Öls mit guter Reinheit.

Synthesebeispiel I Herstellung von N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-l,4-bis-(2-aminoäthyl)-cyclohexan 17 g (0,1 Mol) l,4-Bis-(2-aminoäthyl)-cyclohexan werden unter gutem Rühren und Eisbadkühlung innerhalb von 15 Minuten tropfenweise mit 10,6 g (0,2 Mol) Acrylnitril versetzt. Die erhaltene Lösung wird 1 Stunde bei 5 bis 10° C gerührt, innerhalb von 2 Stunden auf 25° C erwärmen gelassen und schliesslich 4 Stunden auf 90 bis 95° C erhitzt. Anschliessend befreit man das Reaktionsgemisch von jeglichem nicht umgesetztem Material und monocyanäthyliertem Produkt, indem man es allmählich auf eine Innentemperatur von 130° C bei einem Druck von 0,5 bis 1 mm Hg erhitzt. Der Rückstand wird in 200 ml Äthanol, welches zuvor bei 0° C mit wasserfreiem Ammoniakgas gesättigt wurde, gelöst. Man mischt der Lösung etwa 5 ml einer Nickelschwammkatalysatorsuspension bei und reduziert unter Schütteln bei einem Wasserstoff druck von 14,1 bar. Anschliessend wird der Katalysator durch Saugfiltration abgetrennt. Man befreit das Filtrat vom Lösungsmittel und reinigt den Rückstand durch fraktionierende Destillation unter vermindertem Druck.

Synthesebeispiel J Herstellung von N-(2-Aminoäthyl)-l,4-bis-(2-amino-

äthyl)-cyclohexan 68 g (0,4 Mol) l,4-Bis-(2-aminoäthyl)-cyclohexan, 4,3 g (0,1 Mol) Äthylenimin und 0,4 g Ammoniumchlorid werden in einem mit Glas ausgekleidetem Druckreaktor vermischt. Man beaufschlagt den Reaktor bis zu einem Druck von 7 bar mit Stickstoff, schüttelt das Gemisch und erhitzt es 48 Stunden auf 85 bis 95° C. Nach dem Abkühlen wird das Gemisch rasch durch Destillation vom Salz befreit und dann im Hochvakuum fraktioniert. Das eingesetzte Diamin kann vom Triaminprodukt durch Dünnschichtchromatographie an Kieselgel, wobei man ein Gemisch von 1 Volumteil konzentriertem wässrigem Ammoniumhydroxid und 4 Volumteilen Methanol verwendet, aufgrund des wesentlich höheren Rf-Wertes des Diamins leicht unterschieden werden.

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Synthesebeispiel K N,N-Bis-(3-hydroxypropyI)-l,4-cyclohexan-bis-(methyl-amin)

Herstellung von l-Cyan-4-[di-(3-hydroxypropyl)-amino-methyl]-cyclohexan und katalytische Reduktion

(a) In einem Autoklav werden 20,2 g (0,1 Mol) 1-Brom-methyl-4-cyancyclohexan und 53,2 g (0,4 Mol) Di-(3-hy-droxypropyl)-amin in 400 ml wasserfreiem Isopropanol unter ständigem Rühren 8 Stunden lang auf 105 bis 115° C erhitzt. Anschliessend befreit man das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel und verdünnt den Rückstand mit 500 ml Eiswasser. Dann fügt man eine kalte Lösung von 5 g Natriumhydroxid in 100 ml Wasser hinzu und extrahiert das Gemisch zweimal mit jeweils 150 ml Methylenchlorid. Die organische Phase wird hierauf mit 50 ml Eiswasser gewaschen, über Nacht über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Man destilliert das Lösungsmittel unter vermindertem Druck vom Filtrat ab.

(b) Der bei (a) anfallende ölige Rückstand wird in 200 ml wasserfreiem Äthanol, das zuvor bei 0° C mit wasserfreiem Ammoniakgas gesättigt wurde, aufgenommen. Man mischt

5 ml einer Nickelschwammkatalysatorsuspension hinzu und hydriert die Verbindung unter Rühren in einem Autoklav bei 25° C und einem Wasserstoffdruck von 7 bar. Das Ende der Reaktion lässt sich leicht anhand des Verschwindens der C=N-IR-Absorptionsbande und durch Messung der Wasser-stoffaufnahme bestimmen. Man entfernt den Katalysator durch Saugfiltration, trennt das Lösungsmittel durch mildes Erwärmen unter vermindertem Druck ab und reinigt das Produkt durch fraktionierende Destillation bei vermindertem Druck.

Synthesebeispiel L N,N-Di-(2,3 -dihydroxypropyl) -trimethylendiamin 16,5 g (0,1 Mol) Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-amin und 6,4 g (0,12 Mol) Acrylnitril werden unter Eisbadkühlung vermischt. Anschliessend erwärmt man das Gemisch auf Zimmertemperatur, lässt es 2 Stunden lang stehen und erhitzt es danach 3 Stunden auf 45 bis 55° C. Hierauf wird das überschüssige Acrylnitril durch gelindes Erwärmen unter vermindertem Druck entfernt. Man nimmt den Rückstand in Äthanol auf, mischt einen Nickelschwammkatalysator hinzu und hydriert unter gutem Rühren bei einem Wasserstoffdruck von 14,1 bar. Danach filtriert man den Katalysator ab und entfernt das Lösungsmittel und überschüssiges Acrylnitril durch Abstreifen unter vermindertem Druck. Das Produkt bleibt dabei in Form eines Öls zurück.

Synthesebeispiel M N,N,N'-Tri-(2,3-dihydroxypropyl)-trimethylendiamin Man löst 11,1 g (0,05 Mol) N,N-Di-(2,3-dihydroxypro-pyl)-trimethylendiamin in 125 ml Methanol und kocht die Lösung unter Rühren und Rückfluss. Dann tropft man innerhalb von 90 Minuten 3,7 g (0,05 Mol) Glycidol hinzu und mischt die Lösung eine weitere Stunde bei 60 bis 80° C durch. Danach werden das Methanol und sonstige flüchtige Substanzen unter vermindertem Druck abgestreift; das zurückblei-5 bende Produkt eignet sich zur Verwendung in den nächsten Stufen.

Synthesebeispiel N ' 5,9,9-Tri-(2,3-dihydroxypropyl)-l,5,9-triazanonan Eine Teilmenge des beim Synthesebeispiel M erhaltenen io öligen Rückstands (5,9 g; 0,02 Mol) wird bei Zimmertemperatur mit 2,75 g (0,05 Mol) Acrylnitril vermischt. Man erwärmt das Gemisch 10 bis 15 Stunden auf 50 bis 60° C, streift das überschüssige Acrylnitril unter vermindertem Druck ab und nimmt den öligen Rückstand in 50 ml Äthanol auf. Dann ls mischt man 2 g eines Nickelschwammkatalysators hinzu und schüttelt den Ansatz 6 Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre bei einem Druck von 14,1 bar. Anschliessend wird der Katalysator vom Gemisch abfiltriert. Dann destilliert man das Lösungsmittel ab. Das Produkt lässt sich durch Chromatogra-20 phie an einer Kieselgelsäule analysenrein in Form eines Öls darstellen.

Beispiel 1

Herstellung von l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentyl]-l,5,9-triazanon 25 6,7 g (0,02 Mol) l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pen-tanon und 13,1 g (0,1 Mol) 3,3'-Imino-bis-propylamin werden in 150 ml Toluol über Nacht unter Verwendung eines Dean-Stark-Wasserabscheiders unter Rückfluss gekocht. Anschliessend kühlt man die Lösung ab und dampft sie unter 30 vermindertem Druck ein. Der Rückstand wird in Äthanol gelöst und bei Zimmertemperatur und einem Wasserstoffdruck von 2,81 bar in Gegenwart von Ptö2 hydriert. Danach wird der Platinkatalysator abfiltriert und das Äthanol im Vakuum abgedampft. Man löst den öligen Rückstand in Äther 35 und wäscht die Lösung zur Abtrennung des überschüssigen 3,3'-Imino-bis-propylamins mehrmals mit Wasser. Die Ätherextrakte werden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Dabei verbleibt das Polyamin in Form eines farblosen Öls.

40 Man löst das Öl in Äther und leitet in die Lösung so lange Chlorwasserstoff ein, bis keine weitere Fällung erfolgt. Beim Abdampfen des Äthers unter vermindertem Druck verbleibt das Produkt in Form eines Feststoffs, der mit heissem Isopropanol digeriert wird. Die festen Anteile werden abfiltriert und 45 im Vakuum bei 70° C getrocknet. Dabei erhält man ein farbloses Produkt, d. h. l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohxyl)-3-pen-tyl] -1,5,9-triazanon-trihydrochlorid.

In analoger Weise werden aus den in Tabelle I aufgeführten Ketonen und Aminen die ebenfalls aus Tabelle I ersicht-50 liehen Verbindungen der Formel I hergestellt.

Tabelle I

Keton

Amin

Produkt

Fp.

1,9-Dicyclohexyl-5-nonanon

1,5-Dicyclohexyl-3-pentanon

3,3'-Imino-bis-propylamin

Äthylendiamin

N-(3-Amino-propyl)-N-methyl-1,3-propandiamin l-[l,9-Dicyclohexyl-5-nonyl] -1,5,9-triazanonan-trihydrochlorid

N- [ 1,5-Dicy clohexyl-3 -

pentylj-äthylendiamin-

dihydrochlorid

1 -[ 1,5 -Dicyclohexyl-3 -

pentyl]-5-methyl-l,5,9-

triazanonan-trihydro-

chlorid

Bei 183 bis 187°C Zersetzung zu einer Masse; bei 255 bis 276°C Übergang in eine Flüssigkeit 261 bis 263 °C

247 bis 249°C

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Tabelle I (Fortsetzung)

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Keton

Amin

Produkt

Fp.

1,3-Dicyclohexyl-

2-Hydroxyl-l,3-

N-[ 1,3 -Dicyclohexyl-2-

Schmilzt bei 200 °C unter aceton diaminopropan propyl] -2 -hydroxy-1,3-

beginnender Erweichung

diaminopropan-dihydro-

bei 147°C

chlorid

1,5-Dicyclohexyl-

1,3-Diamino-

N- [ 1,5 -Dicyclohexyl-3 -

245 bis 250°C

3-pentanon propan pentyl]-trimethylen-

diamin-dihydrochlorid

1,5-Dicyclohexyl-

2-Hydroxy-l,3-

l-Amino-3-[(l,5-dicyclo-

250 bis 252 °C

3-pentanon diaminopropan hexyl)-3-pentylamino]-2-

propanol-dihydrochlorid

1,7-DicycIohexyl-

Imino-bis-

1 -( 1,7-Dicyclohexyl-4-

260 bis 261°C

4-heptanon propylamin heptyl)-l,5,9-triazanonan-

trihydrochlorid

1,5-Dicyclohexyl-

Imino-bis-

1 -( 1,5-Dicyclohexyl-3 -

Bei 224 bis 228 °C Zer

3-pentanon propylamin pentyl)-l,5,9-triazanonan-

setzung zu einer Masse;

trihydrochlorid bei 242 bis 246 °C Über

1,5-Dicyclohexyl-

gang in eine Flüssigkeit

Triäthylen-

l-(l,5-Dicyclohexyl-3-

3-pentanon tetramin pentyl)-l ,4,7,10-tetra-

azadekan

Beispiel 2

Herstellung von l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexen-l-yl)-

3 -pentyl]-1,5,9-triazanonan 6,6 g (0,02 Mol) l,5-(4-Isopropylcyclohexenyl)-3-penta-non und 13,1 g (0,1 Mol) 3,3'-Imino-bis-propylamin werden in 150 ml Toluol über Nacht unter Verwendung eines Dean-Stark-Wasserabscheiders unter Rückfluss gekocht. Anschliessend wird das Toluol im Vakuum abgedampft. Man löst den öligen Rückstand in 25 ml Isopropanol und trägt die Lösung tropfenweise in eine Suspension von überschüssigem Natriumborhydrid (1,9 g; 0,05 Mol) in 50 ml Isopropanol ein. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch 1 Stunde unter Rückfluss gekocht. Anschliessend dampft man das Isopropanol unter vermindertem Druck ab, versetzt den Rückstand mit Wasser und extrahiert die wässrige Mischung gut mit Äther.

25 Die vereinigten Ätherextrakte werden mit Wasser und gesättigter Natriumchloridlösung rückgewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Beim Eindampfen im Vakuum verbleibt das Polyamin in Form von 7,4 g (90%) eines klaren Öls.

30 Man löst das Öl in Äther und leitet in die Lösung unter Kühlung in einem Eiswasserbad so lange Chlorwasserstoff ein, bis keine weitere Fällung erfolgt. Der Niederschlag wird abfiltriert, mit einer geringen Menge Äther ausgewaschen und im Vakuum getrocknet. Das Polyamin-trihydrochlorid ver-35 bleibt in Form einer farblosen Substanz (96%) vom Fp 256 bis 257° C.

In analoger Weise werden aus den in Tabelle II angeführten Ketonen und Aminen die ebenfalls aus Tabelle II ersichtlichen Verbindungen der Formel I hergestellt.

Tabelle II

Keton

Amin

Produkt

Fp.

1.7-Di-(cyclohex-

3 -enyl) -4-heptanon

2.8-Di-(4-methyl-cyclohex-3 -enyl)-5-nonanon l,5-Di-[4-(iso-propyl)-cyclohex-l-enyl]-3-pen-tanon

2,8-Di-(4-methyl-cyclohex-3-enyl)-5-nonanon l,7-Di-(cyclohex-3 -enyl) -4 -heptanon

1,7-Di-(cyclohex-3 -enyl) -4-heptanon l,5-Di-(4-iso-propylcyclo-hexenyl) -3-pentanon

Imino-bis-pro-pylamin

Imino-bis-propylamin

Triäthylen-tetramin

Tris-(3-amino-propyl)-amin l,4-Bis-(3-

aminopropyl)-

piperazin l,4-Di-(3-

aminopropyl)-

piperidin

N,N'-Bis-(2-aminoäthyl)-1,3-propan-diamin

1 -[ 1,7 -Di-(cyclohex-3 -enyl) -

4 -heptyl] -1,5,9-triazanonan-

trihydrochlorid l-[2,8-Di-(4-methylcyclohex-

3-enyl)-5-nonyl]-l,5,9-tri-

azanonan-trihydrochlorid l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclo-

hex-l-enyl)-3-pentyl]-l,4,7-

10-tetrazadekan-tetrahydro-

chlorid l-[2,8-Di-(4-methylcyclohex-3 -enyl) -5-nonyl] -5 -(3 -amino-propyl) -1,5,9-triazanonan 1-(3-Aminopropyl)-4-(3-[1,7-di-(cyclohexen-3-yl)-4-heptyl-amino]-propyl}-piperazm Gemisch von l-(3-Aminopropyl)-4-{3 -[1,7-di-(cyclohexen-3 -yl)-4-heptylamino]-propyl}-piperidin und l-{3-[l,7-Di-(cyclohexen-3-yl) -4-heptylamino]-propyl} -4 -(3 -aminopropyl) -piperidin l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclo-hexenyl)-3-pentyl]-l,4,8,l 1-tetrazaundekan

222 bis 223 °C

269 bis 271 °C

229 bis 230° C

618 957

Beispiel 3

l-[l,7-Di-(4-methylcyclohexyl)-4-heptyl]-l,4,8-triazaoctan Ein Gemisch von 0,03 Mol l,7-Di-(4-methylcyclohex-3-enyl)-4-heptanon und 12,0 g (0,2 Mol) 1,2-Diaminoäthan in 250 ml Äthanol wird über Nacht unter Rückfluss gekocht. Das abgekühlte Reaktionsgemisch wird bei Zimmertemperatur und einem Wasserstoffdruck von 2,81 bar hydriert. Anschliessend wird der Platinkatalysator abfiltriert und das Äthanol unter vermindertem Druck abgedampft. Man löst den öligen Rückstand in Äther und wäscht die Lösung zur Entfernung des überschüssigen Diaminoäthans mehrmals mit Wasser. Die Ätherextrakte werden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 11,2 g (100%) eines farblosen Öls zurückbleiben.

Man löst das Öl in 20 ml tert.-Butanol und kühlt die Lösung mit Hilfe eines Eiswasserbades auf 0 bis 5° C ab. Dann setzt man innerhalb von 5 Minuten tropfenweise 1,75 g (2,2 ml; 0,033 Mol) Acrylnitril zu. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch auf Zimmertemperatur erwärmen gelassen und sodann über Nacht auf 60° C erhitzt. Dann dampft man das tert.-Butanol unter vermindertem Druck ab, löst den öligen Rückstand in 150 ml Eisessig und hydriert bei Zimmertemperatur und einem Wasserstoffdruck von 2,81 bar in Gegenwart von Ptö2. Anschliessend filtriert man den Platinkatalysator ab, dampft die Essigsäure im Vakuum ab, löst den Rückstand in Äther und macht die Lösung mit 10%iger Natronlauge alkalisch. Dann wäscht man die Lösung mit Wasser und trocknet sie über wasserfreiem Natriumsulfat. Beim Eindampfen unter vermindertem Druck bleibt das Produkt zurück.

Mit Hilfe der in den vorangehenden Beispielen beschriebenen Reaktionen werden ferner folgende Verbindungen der Formel I hergestellt:

1 -[ 1,9-Dicyclohexyl-5-nonyl] -1,5,8,12-tetrazadodekan aus N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-l,2-äthandiamin und 1,9-Di-cyclohexyl-5 -non anon ;

1 -[ 1,5-Dicyclohexyl-3 -pentyl]-10-(2-hydroxyäthyl)-1,4,7,10-tetrazadekan aus l-(2-Hydroxyäthyl)-l,4,7,10-tetrazadekan und l,5-Dicyclohexyl-3-pentanon;

l-[l,5-Dicyclohexyl-3-pentyl]-4-(2-aminoäthyl)-l,4,7-triazaheptan aus Tris-(2-aminoäthyl)-amin und 1,5-Dicyclo-hexyl-3-pentanon ;

1 - [ 1,5-Dicyclohexyl-3 -pen tyl]-5 -(2 -hydroxypropyl)-9-hydroxymethyl-l,5,9-triazanonan aus 1-Hydroxymethyl-5-(2-hydroxypropyl)-l,5,9-triazanonan und 1,5-Dicyclo-hexyl-3 -pentanon.

Beispiel 4

Herstellung von l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentyl]-5-(2,3-dihydroxypropyl)-l,5,9-triazanonan 6,7 g (0,02 Mol) l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pen-tanon und 20,5 g (0,1 Mol) 3,3'-(2,3-Dihydroxypropyl-imino)-bis-propylamin (erhalten durch katalytische Hydrierung von dicyanäthyliertem Glycerylamin) werden in 150 ml Toluol über Nacht unter Verwendung eines Dean-Stark-Wasserabscheiders unter Rückfluss gekocht. Die abgekühlte Lösung wird unter vermindertem Druck eingedampft. Man löst den Rückstand in Äthanol und hydriert bei Zimmertemperatur und einem Wasserstoffdruck von 2,81 bar in Gegenwart von Ptö2. Anschliessend filtriert man den Platinkatalysator ab, dampft das Äthanol im Vakuum ab, löst den öligen Rückstand in Äther, wäscht die Lösung zur Entfernung des überschüssigen 3,3'-(2,3-Dihydroxypropylimino)-bis-propyl-amins mehrmals mit Wasser und trocknet die Ätherextrakte über wasserfreiem Natriumsulfat. Beim Eindampfen bleibt das Polyamin in Form eines Öls zurück.

In analoger Weise und unter Verwendung entsprechender Anteile, wobei man jedoch N,N-Di-(2,3-dihydroxypropyl)-trimethylendiamin bzw. 5,9,9-Tri-(2,3-dihydroxypropyl)-

14

1,5,9-triazanonan anstelle von 3,3'-(2,3-Dihydroxypropyl-imino)-bis-propylamin einsetzt, werden N-[l,5-Di-(4-iso-propylcyclohexyl)-3-pentyl]-N'-di-(2,3-dihydroxypropyl)-trimethylendiamin bzw. l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-5 3 -pentyl]-5-(2,3 -dihydroxypropyl)-9-di-(2,3-dihydroxypro-pyl)-1,5,9-triazanonan hergestellt.

Beispiel 5

io Herstellung von l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentyl]-5-(2,3-dihydroxypropyl)-9-(l,3-dihydroxy-2-propyl)-1,5,9-triazanonan 5,2 g (0,01 Mol) l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentyl]-5-(2,3-dihydroxypropyl)-l,5,9-triazanonan und 15 9 g (0,1 Mol) 1,3-Dihydroxyaceton werden in 100 ml Chloroform unter Verwendung eines Wasserabscheiders so lange unter Rückfluss gekocht, bis 1,8 ml Wasser aufgefangen werden (8 bis 12 h). Danach destilliert man das Chloroform und das überschüssige 1,3-Dihydroxyaceton unter vermindertem 20 Druck ab. Man nimmt den öligen Rückstand in 75 ml Äthanol auf, mischt 1 g Platinoxid hinzu und hydriert unter Schütteln bei Zimmertemperatur und einem Wasserstoffdruck von 2,81 bar. Anschliessend wird der Katalysator abfiltriert und das Äthanol abdestilliert, wobei ein Öl zurückbleibt. Dieses 25 kann durch Säulenchromatographie an Kieselgel unter Entwicklung mit Ammoniumhydroxid enthaltendem Methanol gereinigt werden.

In analoger Weise, wobei man jedoch l,7-Di-(2,3-dime-thylcyclohexyl-4-heptyl)-äthylendiamin anstelle von 1-[1,5-30 Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentyl]-l,5,9-triazanonan einsetzt, wird N-[l,7-Di-(2,3-dimethylcyclohexyl)-4-heptyl-N' -(1,3 -dihydroxy-2 -propyl) -äthylendiamin hergestellt.

35 Beispiel 6

l-[l,7-Di-(4-methylcyclohexyl)-4-heptyl]-4,8,8-tri-(2,3-dihydroxypropyl)-l,4,8-triazaoctan Eine Lösung von 4,1 g (0,01 Mol l-[l,7-Di-(4-methyl-cyclohexyl)-4-heptyl]-l,4,8-triazaoctan in 50 ml Methanol 40 wird unter Rühren und Rückfluss gekocht. Innerhalb von 1V2 bis 2 Stunden werden 15 g (0,2 Mol) Glycidol zugetropft. Wenn die Zugabe beendet ist, rührt man das Reaktionsgemisch weitere 2 Stunden bei 90 bis 100° C. Anschliessend werden das Methanol durch Abstreifen unter verminder-45 tem Druck und das überschüssige Glycidol durch Destillation bei einem Druck von 1 mm Hg entfernt. Der Rückstand kann durch Überführen in das Trihydrochlorid in Äthanol mit wasserfreiem Chlorwasserstoff und fraktionierende Kristallisation weiter gereinigt werden. Aus dem Salz kann die Base mit 50 Hilfe von Ionenaustauscherharzen oder durch Neutralisation mit wässriger Natronlauge freigesetzt werden.

In analoger Weise werden aus den nachstehenden Dicyclo-hexylpolyaminen folgende Produkte hergestellt:

Dicyclohexylpolyamin Produkt l-[l,5-Di-(4-isopropyl-60 cyclohexyl-3-pentyl]-2,7-dihydroxy-l,5,9-triazanonan

1 - [1,5 -Di- (4-isopropyl-65 cyclohexyl)-3-pentyl]-1,4,7-triazaheptan l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclo-

hexyl)-3-pentyl]-2,7-dihydroxy-

5-(2,3-dihydroxypropyl)-9,9-di-

(2,3-dihydroxypropyl)-l,5,9-

triazanonan l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclo-

hexyl)-3-pentyl]-4-(2,3-di-

hydroxypropyl)-7,7-di-(2,3-

dihydroxypropyl)-l,4,7-tri-

azaheptan

15

618 957

Dicyclohexylpolyamin

Produkt l-[l,5-Di-(4-isopropyl-

cyclohexyl)-3-pentyl]-

äthylendiamin

N-[l,5-Di-(4-isopropylcyclo-hexyl) -3 -pentyl] -N' ,N' -di-(2,3-dihydroxypropyl)-äthylen-diamin

Wenn man ferner die in den Synthesebeispielen C und D aufgeführten Ketone (IV) jeweils mit den vorstehend angegebenen speziellen Aminen zunächst gemäss Beispiel 1 und anschliessend gemäss Beispiel 2 umsetzt, erhält man die gesamte Palette der Verbindungen der Formel I.

s

Claims

618 957

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verwendung von neuen Verbindungen der Formel

A"<R1>n

A-(R1>n in der die Reste A gleich oder verschieden sind und jeweils eine Cyclohexyl- oder Cyclohexenylgruppe der nachstehenden Formeln bedeuten

9

wobei die Reste R jeweils entweder ein Wasserstoffatom oder einen Cr-Ce-Alkylrest darstellen und die strichlierte Linie eine Doppelbindung anzeigt,

die einzelnen n gleich oder verschieden sind und jeweils den Wert 0 oder 1 haben,

die Reste Ri gleich oder verschieden sind und jeweils einen C1-C4-Alkylenrest bedeuten und

Z einen Rest der nachstehenden Formel darstellt

-Y—N-Rfi

I

rs wobei

Rs ein Wasserstoffatom eine Aminoäthyl- oder Amino-propylgruppe oder ein Ci-C4-Hydroxyalkyl- oder C2—C4-Dihydroxyalkylrest ist und

R6 ein Wasserstoffatom oder einen C1-C4-Hydroxyalkyl-oder C2-C4-Dihydroxyalkylrest bedeutet sowie, wenn

Y -R2-N-R4-

r3

ist,

R2 eine 2-Hydroxy-l,3-trimethylengruppe darstellt oder einem Rest Ri gemäss vorstehender Definition entspricht,

R3 ein Wasserstoffatom oder ein C1-C4-Alkyl-, C2-C4-Aminoalkyl-, C1-C4-Hydroxyalkyl- oder C2-C4-Dihydroxy-alkylrest ist und

R4 eine 2-Hydroxy-l,3-trimethylengruppe darstellt oder einem Rest Ri gemäss vorstehender Definition entspricht, wobei, wenn

R3 und R6 zusammen eine Äthylengruppe bilden, R4 ebenfalls eine Äthylengruppe darstellt und Rs eine Amino-äthyl-, Aminopropyl- oder Aminohydroxypropylgruppe ist, wenn Y

R7 einem Rest R2 entspricht oder eine Methylengruppe oder eine chemische Bindung zwischen dem Cyclohexylenan-teil und einem ersten Stickstoffatom darstellt und

R8 einem Rest R4 entspricht oder eine Methylengruppe oder eine chemische Bindung zwischen dem Cyclohexylenan-teil und einem zweiten Stickstoffatom darstellt, und wenn Y —R2— ist,

R2, Rs und R6 jeweils die vorstehend angegebene Bedeutung haben,

und/oder von Säureadditionssalzen dieser Verbindungen zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen und Algen.
2. Verwendung nach Anspruch 1 von Verbindungen der Formel I, worin n 1 bedeutet.
3. Verwendung nach Anspruch 2 von Verbindungen der Formel I, worin Rx Methylen, Äthylen oder Trimethylen bedeutet.
4. Verwendung nach Anspruch 1 von Verbindungen der Formel I, worin Z eine Gruppe der Formel

H

-(CH2)3N-(CH2)3NH2

ist.
5. Verwendung nach Anspruch 1 von Verbindungen der Formel I, worin Z für

-(CH2)2NH2, —(CH2)3N—(CH2)3NH2,

I

ch3

-CH2CHOHCH2NH2 oder—(CH2)3NH2

steht.
6. Verwendung nach Anspruch 1 von Verbindungen der Formel

CH-NH-Z (Ia)

worin

R Wasserstoff, Methyl oder Isopropyl,

Ri Methylen, Äthylen, Trimethylen oder Tetramethylen, und

Z -(CH2)3NH(CH2)3NH2, -(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2,

—(CH2)3NCH3(CH2)3NH2, —CH2CHOHCH2NH2,

-(CH2)2NH2 oder -(CH2)3NH2 bedeuten und/oder von Säureadditionssalzen dieser Verbindungen.
7. Verwendung nach Anspruch 6 von l-(l,5-Dicyclohexyl-3-pentyl)-l,5,9-triazanonan, l-(l,7-Dicyclohexyl-4-heptyl)-1,5,9-triazanonan, l-(l,5-Dicyclohexyl-3-pentyl)-l,4,7,10-tetrazadecan, l-[l,5-Di-(4-isopropylcyclohexyl)-3-pentyl]-1,5,9-triazanonan oder l-(l,5-Dicyclohexyl-3-pentyl)-3-hy-droxy-l,5-diazapentan und/oder von Säureadditionssalzen davon.
8. Verwendung nach Anspruch 7 des Dihydrochlorids oder Dipropionats von l-(l,5-Dicyclohexyl-3-pentyl)-3-hydroxy-1,5-diazapentan.
9. Verwendung nach Anspruch 6 von N-(l,5-Dicyclo-hexyl-3-pentyl)-äthylendiamin und/oder von Säureadditionssalzen davon, insbesondere des Dihydrochlorids.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

618 957
10. Verwendung nach Anspruch 1 von Verbindungen der Formel

\

Im nachstehenden ist die Definition der Substituenten der Formel 1 zur Erläuterung beispielsweise spezifiziert, wobei die Reste A unabhängig voneinander jeweils eine Cyclohexyl-gruppe, eine Ci-C6-alkylsubstituierte Cyclohexylgruppe oder eine unsubstituierte oder Ci-C6-alkylsubstituierte Cyclohe-xenylgruppe der nachstehenden Formel

CH-NH-Z

(Ib)

Rn worin R Wasserstoff, Methyl oder Isopropyl bedeutet, und/oder von Säureadditionssalzen davon.
11. Verwendung nach Anspruch 10 von l-[l,5-Di-(4-iso-propylcyclohexen-l-yl)-3-pentyl]-l,5,9-triazanonan, 1-[1,5-Di-(4-isopropylcyclohexen-l-yl)-3-pentyl]-l,4,7,10-tetrade-can oder l-[2,8-Di-(4-methylcyclohex-3-enyl)-5-nonyl]-1,5,9-triazanonan.
12. Verfahren zur Herstellung von neuen Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Schiffsche Base der Formel

Ä-(Rl»n

\

I

/

A-(R,) 1 n

C=N-Z

reduziert.
13. Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung von Säureadditionssalzen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine erhaltene Verbindung der Formel I mit einer Säure behandelt.

10

15 bedeuten, wobei die Reste R jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Ci-C6-Alkylrest bedeuten und die strichlierte Linie entweder Sättigung oder eine einzelne olefinische Bindung im Ring anzeigt, mit der Massgabe, dass, wenn A eine Cyclohexenylgruppe ist, 20 nicht mehr als 9 der Reste R jeweils einen Cj-Cs-Alkylrest darstellen;

zweckmässigerweise stellen weniger als fünf der Reste R jeweils einen Ci-C6-Alkylrest dar, und vorzugsweise beträgt die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in allen Resten R nicht 25 mehr als acht. Insbesondere stellen lediglich drei der Reste R jeweils einen Ci-C4-Alkylrest, vorteilhafterweise eine Methyl- oder Äthylgruppe, dar;

in der Formel I sind ferner die einzelnen n gleich oder verschieden und haben den Wert 0 oder 1 ;

30 die Reste Rj in der Formel I sind ebenfalls gleich oder verschieden und bedeuten jeweils einen C1-C4-Alkylenrest;

schliesslich entspricht Z in der Formel I einem Rest der nachstehenden Formel

35

-Y-N-R6 Rs