DD236312A1

DD236312A1 - Verfahren zur herstellung sulfidischer morpholiniumchloride

Info

Publication number: DD236312A1
Application number: DD27525185A
Authority: DD
Inventors: Joerg Beger; Renate Jacobi
Original assignee: Freiberg Bergakademie
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-17
Publication date: 1986-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung sulfidischer Morpholiniumverbindungen, die als biologisch aktive Verbindungen, als Reagenzien in der Filmindustrie und als kationenaktive Verbindungen Anwendung finden koennen. Ziel der Erfindung ist die oekonomisch vorteilhafte Darstellung sulfidischer Morpholiniumchloride. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein oekonomisch guenstiges Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen zu entwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass Morpholiniumchloride der allgemeinen Formel 3 hergestellt werden, indem ethoxylierte Amine der allgemeinen Formel 1 mit Thionylchlorid zu a,v-Dichlorverbindungen der allgemeinen Formel 2 und diese mit Thiolen in Gegenwart von chlorwasserstoffbindenden Stoffen bei Temperaturen von 65 bis 150C und Reaktionszeiten von 4-8 Stunden umgesetzt werden, wobei die Thiole und die chlorwasserstoffbindenden Stoffe im Gemisch oder synchron in einem geeigneten Loesungsmittel zu den Loesungen der a,v-Dichlorverbindungen im Molverhaeltnis Thiol:Base:Verbindung 2 von vorzugsweise 1:2:1 zugegeben werden.

Description

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Dabei stellen R' und R² = Alkyl- (1-20 C-Atome), Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Heteroarylreste dar.

Die Herstellung der Verbindungen 3 erfolgt in der Weise, daß die Mercaptoverbindungen R²SH und die chlorwasserstoffbindenden Stoffe im Gemisch oder synchron zu den α,ω-Dichlorverbindungen 2 zugegeben werden, wobei das Verhältnis Thiol:Base:Verbindung 2 vorzugsweise = 1:2:1 beträgt. Mit einem Überschuß an Base können die Verbindungen 2 zu 4-Organyl-4-[2-(2-chlorethoxy)ethyl]morpholinium-chloriden der allgemeinen Formel 4 bzw. mit einem Überschuß an Mercaptoverbindung zu α,ω-Diorganylthioverbindungen der allgemeinen Formel 5 reagieren.

Für die Herstellung der Morpholiniumchloride 3 ist es nicht notwendig, die α,ω-Dichlorverbindungen 2 zu reinigen; sie können vorteilhafterweise als Rohprodukte eingesetzt werden.

Als chlorwasserstoff bindende Stoffe werden geeignete billige Basen wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, gegebenenfalls auch Alkalicarbonate verwendet. Die als Ausgangsstoffe verwendeten Amine sind vorzugsweise aliphatische Amine wie Methylamin, Butylamin oder Tetradecylamin, aber auch andere primäre Amine wie Benzylamin oder Anilin.

Als Verbindungen mit Mercaptogruppen können aliphatische Thiole, wie z. B. Methanthiol, Butan-1 -thiol, Hexan-1 -thiol oder Dodecan-1-thiol, aromatische Thiole, wie z. B. Thiophenol, Thiokresole oder 1 -Mercaptonaphthalen oder heterocyclische Thiole, wie

z. B. 2-Mercaptothiazol, 2-Mercaptobenzthiazol, 2-Mercaptobenzimidazol oder ähnliche Verbindungen dienen.

Als Lösungsmittel können Alkohole, Acetonitril, Nitromethan, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und weitere bei nucleophilen Substitutionen übliche Solventien oder Gemische verwendet werden.

Die Reaktion wird bei Temperaturen von 65-150°C, vorzugsweise bei Temperaturen von 80-120⁰C, durchgeführt; die Reaktionszeiten stellen sich dann auf 4-8 Stunden ein. Zur Verhinderung einer Oxidation der Thiole wird zweckmäßigerweise während der Reaktion Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, durchgeleitet. Diß resultierenden Verbindungen 3 sind kristalline Verbindungen oder hochviskose Öle, zum Teil stark hygroskopisch und werden auf den üblichen Wegen (Kristallisation, Säulenchromatographie) rein erhalten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von 8 Beispielen näher erläutert werden:

Beispiel 1: G-Butyl-I.H-dichlor-S^-dioxa-G-aza-undecan-hydrochlorid

Zu 17,6 g e-Butyl-S^-dioxa-o-aza-undecan-IJI-diol in 20 cm³ Chloroform werden 19 g Thionylchlorid bei 10-15 ⁰C unter Rühren und Kühlen zugetropft. Man läßt das Gemisch über Nacht stehen und-entfernt das Lösungsmittel im Vakuum. Der Rückstand erstarrt im Kühlschrank. Er wird mit absolutem Ether gewaschen und aus absolutem Aceton umkristallisiert. Die Substanz ist hygroskopisch; der Schmelzpunkt beträgt 81-82⁰C; die Ausbeute liegt bei 80% d. Th

C₁₂H₂₆CI₃NO₂ (MM: 322,7); ber./gef.: C 44,66/44,34, H 8,12/7,69, N 4,34/4,55

Beispiel 2: e-Dodecyl-I.H-dichlor-S.S-dioxa-B-aza-undecan-hydrochlorid

Die Darstellung erfolgt aus 6-Dodecyl-3,9-dioxa-6-aza-undecan-1,11 -diol wie bei Beispiel 1. Die Substanz fällt als Öl an, das zur Reinigung in absolutem Ether gelöst und mit Petrolether gefällt wird. Die Ausbeute an analysenreiner Substanz beträgt 40% d. Th. C₂₀H₄₂CI₃NO₂ (MM: 434,9); ber./gef.: C 55,23/55,20, H 9,73/9,66, N 3,22/3,21

Beispiel 3: 4-Butyl-4-[2-(2-butylthio-ethoxy)ethyl] morpholinium-chlorid

Eine Lösung von 6,3 g Butan-1-thiol und 5,6 g Ätznatron in 30 cm³ Ethanol werden zu einer siedenden Lösung von 22,5 g e-ButvI-i^i-dichlor-S^-dioxa-ö-aza-undecan-hydrochlorid in 50 cm³ Ethanol unter Rühren und Stickstoffspülung langsam zugetropft. Man erhitzt anschließend 6 Stunden zum Sieden, trennt vom Kochsalz und destilliert das Lösungsmittel im Vakuum ab. Der Rückstand ist ölig und kristallisiert unter absolutem Ether langsam durch. Die Ausbeute beträgt 18 g, das sind 76%d. Th. C₁₆H₃₄CINO₂S (MM: 340,0); ber./gef.: N 4,12/3,94, Cl 10,1/10,2

Beispiel 4: 4-Butyl-4-[2-(2-dodecylthio-ethoxy)ethyl]morpholinium-chlorid

Dodecan-1 -thiol wird mit 6-Butyl-1,11 -dichlor-S^-dioxa-e-aza-undecanhydrochlorid wie bei Beispiel 3 umgesetzt. Nach Umkristallisation aus absolutem Aceton schmilzt die Substanz bei 73°C. Die Ausbeute beträgt 67% d. Th. C₂₄H₅₀CINO₂S (MM: 452,2); ber./gef.: Cl 7,84/8,01

Beispiel 5: 4-Butyl-4-[2-[2-(benzthiazol-2-yl-thio)ethoxy]ethyl]morpholinium-chlorid 2-Mercaptobenzthiazol wird mit 6-Butyl-1,11 -dichlor-S^-dioxa-e-aza-undecan-hydrochlorid wie im Beispiel 3 umgesetzt. Die Reinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Aceton und wenig Ethanol. Die reine Substanz schmilzt bei 156°C und die Ausbeute beträgt 86% d. Th

C₁₉H₂₉CIN₂O₂S₂ (MM: 417,0); ber./gef.: C 54,72/54,75 H 7,01/7,01 N 6,72/6,74

Beispiel 6: 4-Dodecyl-4-[2-(2-butylthio-ethoxy)ethyl]morpholinium-chlorid

Butan-1 -thiol wird mit 6-Dodecyl-1,11 -dichlor-S^-dioxa-B-aza-undecanhydrochlorid (Rohprodukt) wie bei Beispiel 3 umgesetzt. Die Substanz ist eine zähe klebrige Masse und wird zur Reinigung in absolutem Ether gelöst und mit Petrolether gefällt. Die Ausbeute beträgt 40-50 % d. Th

C₂₄H₅₀CINO₂S (MM: 452,2); ber./gef.: Cl 7,84/7,38

Beispiel 7: 4-Butyl-4-[2-(2-chlorethoxy)ethyl]morpholinium-chlorid

15 g ö-Butyl-S^-dioxa-e-aza-undecan-UI-diol in 30 cm³ Chloroform werden unter Kühlung bei 10-15°C mit 15,5 g Thionylchlorid versetzt. Man läßt über Nacht stehen, gießt in das gleiche Volumen Wasser ein und macht mit Natronlauge schwach alkalisch (ρμ8). Nach etwa 5 Minuten läßt sich dünnschichtchromatographisch bereits die Bildung der Morpholiniumverbindung nachweisen. Man läßt einige Stunden stehen, trennt die Chloroformschicht ab und schüttelt die wäßrige Phase nochmals mit Chloroform aus. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und der Rückstand aus absolutem Aceton umkristallisiert. Aus der Mutterlauge läßt sich mit Ether weitere Substanz fällen. Die Ausbeute beträgt 80% d. Th., der Schmelzpunkt ist 124⁰C

C₁₂H₂₅CI₂NO₂ (MM: 286,2); ber./gef.: C 50,35/49,89 H 8,80/8,73 N 4,89/4,81

Beispiel: 8: H-Butyl-e.i^dioxa-B.iy-dithia-H-aza-heneicosan

Eine Lösung von 45,2 g e-Butyl-UI-dichlor-S^-dioxa-e-aza-undecan-hydro-chlorid in 100 cm³ Ethanol wird zu einer siedenden

Lösung von 28 g Butan-1-thiol und 16,8 g Ätznatron in 80 cm³ Ethanol unter Rühren und Stickstoffspülung zugetropft. Man erhitzt 7 Stunden lang am Rückfluß, destilliert das Ethanol ab und fraktioniert im Vakuum. K_p = 183°C/6 Pa; n_D ²⁰= 1,4851

Die Ausbeute beträgt 32 g, das sind 58% d. Th.

C₂₀H₄₃NO₂S₂ (MM: 393,7); ber./gef.: C 61,02/61,04 H 11,01/10,67 N 3,56/3,50

Claims

Erfindungsanspruch:

Verfahren zur Herstellung sulfidischer Morpholiniumchloride der allgemeinen Formel 3,

Cl

wobei R¹ und R² = Alkyl- (1-20 C-Atome), Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Heteroaryl- bedeuten, gekennzeichnet dadurch, daß ethoxylierte Amine der allgemeinen Formel 1 mit Thionylchlorid zu α,ω-Dichlorverbindungen der allgemeinen Formel 2

' H Cl

und diese mitThiolen in Gegenwart von chlorwasserstoffbindenden Stoffen bei Temperaturen von 65 bis 150°C und Reaktionszeiten von 4 bis 8 Stunden umgesetzt werden, indem die Thiole und die chlorwasserstoffbindenden Stoffe im Gemisch oder synchron in einem geeigneten Lösungsmittel zu den Lösungen der α,ω-Dichlorverbindungen im Molverhältnis Thiol:Base:Verbindung 2 von vorzugsweise = 1:2:1 zugegeben werden.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung sulfidischer Morpholiniumchloride, die als biologisch aktive Verbindungen z. B. im Pflanzenschutz, als Korrosionsschutzmittel, bei der Modifizierung fotographischer Entwickler und als kationenaktive Verbindungen eingesetzt werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Verbindungen dieser Art sind bisher nicht bekannt. Ihre Herstellung ist prinzipiell analog bekannter Morpholiniumsynthesen möglich, z. B. durch Quarternierung entsprechender 4-substituierter Morpholine (entweder von 4-Organylmorpholinen mit 2-(2-Organylthio-ethoxy)ethyl-chloriden oder von 4-[2-(2-Organylthio-ethoxy)ethyl] morpholinen mit Chloralkanen) bzw. durch Umsetzung von sekundären N-substituierten 2-(2-Organylthio-ethoxy)ethylaminen mit 2,2'-Dichlordiethylether. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß Ausgangsprodukte eingesetzt werden müssen, deren Herstellung über eine größere Zahl von Zwischenprodukten bei teilweise schlechten Ausbeuten verläuft.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die ökonomisch vorteilhafte Darstellung sulfidischer Morpholiniumchloride.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ökonomisch günstiges Verfahren zur Herstellung sulfidischer Morpholiniumchloride zu entwickeln.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß tertiäre Amine der Struktur 1, die man auf bekannte Art aus primären Aminen R¹NH₂ und dem bei der Ethyienchlorhydrinsynthese anfallenden 2-Chlorethoxyethanol bzw. im Homologengemisch aus primärem Amin und Ethylenoxid darstellen kann, mit Thionylchlorid auf übliche Art zu Verbindungen der Struktur 2 und diese mit Thiolgruppen enthaltenden Substanzen R²SH in Gegenwart von chlorwasserstoffbindenden Stoffen in geeigneten Lösungsmitteln zu Verbindungen der Struktur 3 umgesetzt werden.

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