DD241411A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF N-ACYL-IMINOKOLE-ACID ACID-ALKYKESTER-DIAKYLAMIDES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bisher ueberwiegend unbekannten N-Acyl-iminokohlensaeure-alkylester-dialkylamiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Phasentransfer-Verfahren zur optimalen Herstellung von N-Acyl-iminokohlensaeure-alkylester-dialkylamiden (N, N,N-trisubstituierte O-Alkyl-isoharnstoffe) mit einem breiten Substituentenspektrum anzuwenden. Erfindungsgemaess werden sie aus N,N-disubstituierten O-Alkyl-isoharnstoffen und aliphatischen oder aromatischen Carbonsaeurehalogeniden in Anwesenheit anorganischer Basen und PT-Katalysatoren im Zweiphasensystem fest/fluessig hergestellt. Die Erfindung kann zur rationellen und umfangreichen Herstellung der Substanzen eingesetzt werden, die ihrerseits fuer die mittelbare und unmittelbare Herstellung chemischer Produkte, insbesondere von Biowirkstoffen, in der chemischen Industrie Verwendung finden koennen.The invention relates to a novel process for the preparation of hitherto predominantly unknown N-acyl-iminokohlensäure-alkyl ester dialkylamides. The invention has for its object to apply a novel phase transfer process for the optimal preparation of N-acyl-iminokohlensäure-alkyl ester dialkylamides (N, N, N-trisubstituted O-alkyl-isoureas) having a broad substituent spectrum. According to the invention, they are solid / liquid prepared from N, N-disubstituted O-alkyl-isoureas and aliphatic or aromatic carboxylic acid halides in the presence of inorganic bases and PT catalysts in the two-phase system. The invention can be used for the rational and extensive production of the substances, which in turn can be used for the direct and indirect production of chemical products, in particular bioactive substances, in the chemical industry.
Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bisher überwiegend unbekannten N-Acyl-iminokohlensäurealkylester-dialkylamiden der allgemeinen FormelThe invention relates to a novel process for the preparation of previously largely unknown N-acyl-iminokohlensäurealkylester dialkylamides of the general formula
O yOR3 O y OR 3
Il /Il /
R-C-N=Cx RCN = C x
NR-1RNR- 1 R
wobei R1 = R2 bzw. RVR2 einen gesättigten, gegebenenfalls substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen sowie aromatischen Rest, der durch monovalente funktionell Gruppen substituiert sein kann und R3 einen verzweigten oder unverzweigten, gegebenenfalls durch die Heteroatome N, O oder S unterbrochenen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkylrest sowie allylischen Rest sowie R einen aliphatischen oder aromatischen Rest bedeuten.where R 1 = R 2 or RVR 2 is a saturated, optionally substituted aliphatic, cycloaliphatic, heterocyclic and aromatic radical which may be substituted by monovalent functional groups and R 3 is a branched or unbranched, optionally interrupted by the heteroatoms N, O or S. Alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical and allylic radical and R is an aliphatic or aromatic radical.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können, neben ihrem Einsatz in der Zwischenproduktenchemie insbesondere für die mittelbare oder unmittelbare Herstellung von Biowirkstoffen in der chemischen Industrie Verwendung finden.The compounds of general formula I, in addition to their use in the intermediates chemistry in particular for the direct or indirect production of bioactive substances in the chemical industry use.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren synthetisierten Substanzen 2 bis 8 (Tabelle) sind bisher nicht bekannt gewesen. Die für die Iminokohlensäure-arylester-dialkylamide bekannte Möglichkeit der direkten Acylierung mit Carbonsäurechlorid/ Triethylamin in einem inerten Lösungsmittel ist für die O-AlkyIVertreter bisher nur in einem Fall mit einem aktivierten Carbonsäurechlorid (Monochloressigsäurechlorid) beschrieben worden (US-Patent 3984410 [1976] Erf. A. D.GUTMAN). Als allgemeingebräuchliche Methode kommt sie aufgrund unbefriedigender Ergebnisse nicht in Betracht. Die acylierende Spaltung von N-Trimethylsilyl-iminokohlensäure-arylester-dialkylamiden ist für die O-Alkylester nicht bekannt (D. MARTIN, K. WITKE, P. REICH, K. NADOLSKI, Chem.Ber. 101, 3185 [1968]).The substances synthesized by the process according to the invention 2 to 8 (Table) have not been known. The possibility of direct acylation with carboxylic acid chloride / triethylamine in an inert solvent, which is known for the iminocarbonic acid aryl ester dialkylamides, has hitherto only been described in one case with an activated carboxylic acid chloride (monochloroacetic acid chloride) for the O-alkyl esters (US Pat. No. 3,984,410 [1976] Erf ADGUTMAN). As a common method, it is not considered due to unsatisfactory results. The acylative cleavage of N-trimethylsilyl-iminocarbonic acid aryl ester dialkylamides is not known for the O-alkyl esters (D.MARTIN, K. WITKE, P. REICH, K. NADOLSKI, Chem. Ber., 101, 3185 [1968]).
Vereinzelte Vertreter von N-Acyl-iminokohlensäure-aIkylester-dialky!amiden nach speziellen Verfahren hergestellt, sind bekannt (z.B. 1), welche in ihrem letzten Reaktionsschritt die Umsetzung der unterschiedlichsten Ausgangsmaterialien beinhalten, die im Vergleich mit den in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Ausgangsprodukten oftmals mit wesentlichem experimentellem Mehraufwand herzustellen und zu handhaben sind. Es werden Substanzen benötigt, die entweder teuer, toxisch oder nur über mehrstufige Reaktionen zugänglich sind, wobei die Ausbeuten oftmals geringer als mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden, sind. Folgende Alternativsynthesen sind zu nennen:Isolated representatives of N-acyl-iminocarbonic acid alkyl ester-dialkyl amides prepared by specific processes are known (eg 1), which in their last reaction step involve the reaction of a wide variety of starting materials, which often compared to the starting materials used in the process according to the invention to produce and handle with a significant amount of experimental overhead. It requires substances that are either expensive, toxic or accessible only by multi-stage reactions, the yields are often lower than achieved by the method according to the invention are. The following alternative syntheses can be mentioned:
a) Die elektrophile Substitutionsreaktion von N-Halogencarbonsäureamiden mit Dialkylformamid-dialkylacetalen, wodurch 1 synthetisiert wurde (H. BREDERECK, G. SIMCHEN, H. POCKERT, Chem.Ber. 103, 245 [1970]).a) The electrophilic substitution reaction of N-halocarboxamides with dialkylformamide dialkyl acetals, whereby 1 was synthesized (H. BREDERECK, G. SIMCHEN, H. POCKERT, Chem., 103, 245 [1970]).
b) Die grundsätzlich möglichen Austauschreaktionen an Acyliso-cyaniddichloriden mit N- und O-Nucleophilen über die N-Acylcarbamimidoyl-halogenide bzw. N-Acyl-chlor-form-imidsäureester werden seit langem praktiziert, wenngleich für das spezielle Substituentenmuster der N-Acyl-imino-kohlensäure-alkylester-dialkylamide entsprechend der allgemeinen Formel I bisher keine Beispiele bekannt sind (R. NEIDLEIN, W. HAUSMANN, Angew. Chem. 77, 733 [1965]).b) The basically possible exchange reactions of acyl iso-cyanide dichlorides with N- and O-nucleophiles via the N-acylcarbamimidoyl halides and N-acyl-chloroformimidic acid esters have long been practiced, although for the specific substituent pattern of the N-acyl imino-carbonic acid alkyl ester dialkylamides according to the general formula I hitherto no examples are known (R. NEIDLEIN, W. HAUSMANN, Angew. Chem. 77, 733 [1965]).
c) Die ebenfalls über den Weg der Umsetzung von aprotischen Cyanamiden mit durch elektronenziehende Substituenten aktivierten aliphatischen und aromatischen Carbonsäure-chloriden zugänglichen N-Acyl-carbamimidoyl-halogenide („Haloformamidine") lassen nur in Ausnahmefällen die Substitution mit Alkoholnucleophilenzu. In keinem Fall aber wurde die Umsetzung mit Alkoholen, Phenolen oder deren Salzen zu N-Acyl-iminokohlensäure-alkyl- oder -arylester-dialkylamiden nachgewiesen, nur Bis-carbamimidoylchloride ergeben die Bis-carbamimidsäure-alkyl- bzw. arylester (W. RIED, B. KÜMBEL, M.-L.TAUER, Liebigs Ann. Chem. 1984, 564; W. RIED, B. KÜMBEL, Chemiker Ztg. 108,184 [1984]).c) The N-acylcarbamimidoyl halides ("haloformamidines"), which are also accessible via the route of the reaction of aprotic cyanamides with aliphatic and aromatic carboxylic acid chlorides activated by electron-withdrawing substituents, only allow the substitution with alcohol nucleophiles in exceptional cases the reaction with alcohols, phenols or their salts to give N-acyl-iminocarbonic acid alkyl or aryl ester dialkylamides, only bis-carbamimidoyl chlorides give the bis-carbamimic acid alkyl or aryl esters (W. RIED, B. KÜMBEL, M L.-TAUER, Liebigs Ann. Chem. 1984, 564; W. RIED, B. KÜMBEL, Chemiker Ztg. 108, 184 [1984]).
d) Darüber hinaus sind noch einige Synthesen für N-Sulfonyl-iminokohlensäure-alkylester-dialkylamide bekannt, über deren Anwendung auf den erfindungsgemäßen Verbindungstyp jedoch nicht berichtet wird (R. NEIDLEIN, W.HAUSMANN, Tetrahedron Letters, 1966,2217; R. MOLL, Zeitschrift für Chemie, 19,250 [1979], M. REGITZ, G. HlMBERT, Liebigs Ann. Chem. 734, 70 [1970]; R. F. MEYER, J. Org. Chem. 28, 2902 [1963].).d) In addition, some syntheses of N-sulfonyl-iminocarbonic acid alkyl ester dialkylamides are known, but their application to the type of compound according to the invention is not reported (R. NEIDLEIN, W. HAUSMANN, Tetrahedron Letters, 1966, 2217, R. MOLL , Zeitschrift fur Chemie, 19, 250 [1979], M. REGITZ, G. HIMBERT, Liebigs Ann. Chem. 734, 70 [1970]; RF MEYER, J. Org. Chem. 28, 2902 [1963].).
Diese Verfahren erweisen sich aus den oben genannten Gründen im Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als unterlegen, wobei auch die Einschränkungen der Substituentenvielfalt bei einigen Synthesemöglichkeiten angeführt werden müssen.For the reasons mentioned above, these processes prove to be inferior in comparison with the process according to the invention, whereby the limitations of the substituent diversity must also be mentioned in some synthesis possibilities.
Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mangel bei den bisherigen Herstellungsverfahren für N-Acyl-iminokohlensäurealkylester-dialkylamide zu vermeiden und durch ein neues Verfahren die optimale Synthese dieser Verbindungen unter milden Bedingungen zu gewährleisten, die für die mittelbare oder unmittelbare Herstellung insbesondere von Biowirkstoffen in der chemischen Industrie Verwendung finden.The aim of the invention is to avoid the mentioned deficiency in the previous production process for N-acyl-iminokohlensäurealkylester-dialkylamides and to ensure by a new process, the optimal synthesis of these compounds under mild conditions, for the direct or indirect production in particular of Biowirkstoffen in find use in the chemical industry.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Phasentransfer-Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, die Acylierung der o.g. Iminokohlensäure-alkylester-dialkylamide unter milden technisch leicht zu beherrschenden Bedingungen auf möglichst ökonomische Weise mit relativ leicht zugänglichen, untoxischen Ausgangsmaterialien in großer Substituentenvielfalt mit hoher Ausbeute bei einer nicht hydrolysebegünstigten Abtrennung durchzuführen. Das Verfahren soll aus diesen Gründen unter möglichst weitgehender Ausschaltung von Nebenreaktionen die Verwendung von billigen und einfach zu handhabenden Alkalihydroxiden ermöglichen sowie eine leichte und möglichst vollständige Rückgewinnung des organischen Lösungsmittels gestatten.The invention has for its object to develop a phase transfer method that allows the acylation of o.g. Iminokohlensäure-alkyl ester dialkylamides under mild technically easy to control conditions in the most economical manner possible with relatively easily accessible, non-toxic starting materials in a large variety of substituents with high yield at a non-hydrolysis-favored separation. For these reasons, the process should make it possible to use cheap and easy-to-use alkali metal hydroxides, with the greatest possible elimination of side reactions, and to permit easy and as complete as possible recovery of the organic solvent.
Erfindungsgemäß Werden Iminokohlensäure-alkylester-dialkylamide Il mit Carbonsäurehalogeniden III in einem aprotisch polaren oder unpolaren Lösungsmittel (CH2CI2, Ether, THF, Dioxan, Toluen) gelöst, in Gegenwart von Verbindungen, die Phasentransferübertragungseigenschaften besitzen, wie z. B. Tetraalkylammoniumsalze, tertiäre Amine und Kronenether in katalytischen Mengen von 1 bis 10Mol-% im Zweiphasensystem fest/flüssig in Anwesenheiteines Überschusses an anorganischer Base (Metallhydroxide) als fester Phase bei Temperaturen unter 30°C bei maximal 2 Stunden möglichst intensiv gerührt. Es resultieren Verbindungen der allgemeinen Formel I.In accordance with the invention, iminocarbonic acid alkyl ester dialkylamides II are dissolved with carboxylic acid halides III in an aprotic polar or nonpolar solvent (CH 2 Cl 2 , ether, THF, dioxane, toluene) in the presence of compounds which possess phase transfer transfer properties, such as, for example, US Pat. B. tetraalkylammonium salts, tertiary amines and crown ethers in catalytic amounts of 1 to 10 mol% in the two-phase solid / liquid in the presence of an excess of inorganic base (metal hydroxides) as solid phase at temperatures below 30 ° C for a maximum of 2 hours as intensively stirred. This results in compounds of general formula I.
HN=CCρ + R-< Bas9'PT-J!il> R-C f HN = CCρ + R- < Bas9 ' PT - J! Il> RC f
II III III III I
Die Reaktion wird generell so durchgeführt, daß zu dervorgelegten Suspension aus Iminokohlensäure-alkylester-dialkylamid, Base, Katalysator und indifferenten Lösungsmittel das gelöste Acylierungsmittel unter kräftigem Rühren langsam bei der für die Reaktion günstigen Temperatur zugetropft wird und nach beendeter Umsetzung die Aufarbeitung aus dem Lösungsmittel erfolgt.The reaction is generally carried out so that the dissolved acylating agent is slowly added dropwise with vigorous stirring to the presented suspension of iminoxycarbonyl-dialkylamide, base, catalyst and indifferent solvent at the temperature favorable for the reaction and after completion of the reaction, the work-up from the solvent ,
Überraschend bei der Umsetzung war, daß die während der Reaktion gebildeten Hydroxidionen weder eine vorrangige Hydrolyse des Acylierungsreagenzes bewirken noch anderweitige Nebenreaktionen in meßbarem Ausmaß verursachen. Die Iminokohlensäure-alkylester-dialkylamide werden vorteilhaft aus der PT-katalysierten Addition von Alkanolen an aprotische Cyanamide erhalten. Letztere sind zugänglich über die Umamidierung von Harnstoff zu 1,1-disubstituierten Harnstoffen und deren PTC-Dehydratisierung (W. SCHROTH, H. KLUGE, R. FRACH, W. HODEK, H.-D. SCHÄDLER, J. prakt. Chem. 325, 787 [1983]) sowie durch Reaktionen von Aminen mit Bromcyan (W.LGARBRECHT, R.M.HERBST, J.Org.Chem. 18,1003 [1953]). Die thermischen Konstanten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten N-Acyl-iminokohlensäure-alkylesterdialkylamide sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:It was surprising in the reaction that the hydroxide ions formed during the reaction neither cause a priority hydrolysis of the acylating reagent nor cause other side reactions in measurable extent. The iminocarbonic acid alkyl ester dialkylamides are advantageously obtained from the PT-catalyzed addition of alkanols to aprotic cyanamides. The latter are accessible via the transamidation of urea to 1,1-disubstituted ureas and their PTC dehydration (W. SCHROTH, H. KLUGE, R. FRACH, W. HODEK, H.-D. SCHÄDLER, J. prakt. Chem. 325, 787 [1983]) and by reactions of amines with cyanogen bromide (W.LGARBRECHT, RMHERBST, J. Org. Chem. 18, 1003 [1953]). The thermal constants of the N-acyl-iminocarbonic acid alkyl ester dialkylamides prepared by the process according to the invention are summarized in the following table:
Tabelle N-Acyl-iminokohlensäure-alkylester-dialkylamide (I)Table N-Acyl-iminocarbonic acid alkyl ester dialkylamides (I)
R-CO-N=C.R-CO-N = C.
OR"3 NR1R2 OR " 3 NR 1 R 2
Verb.Verb.
Kp°C/Pa F0CKp ° C / Pa F 0 C
CH3 C2H5 CH3 C2H5
-(CH2I4- -(CH2J5- -(CH2J2O(CH2I2- -(CH2J2O(CH2J2- -(CH2J2O(CH2J2- -(CH2J2O(CH2I2-- (CH 2 I 4 - - (CH 2 J 5 - - (CH 2 J 2 O (CH 2 I 2 - - (CH 2 J 2 O (CH 2 J 2 - - (CH 2 J 2 O (CH 2 J 2 - - (CH 2 J 2 O (CH 2 I 2 -
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden:The invention will be explained below with reference to two embodiments:
Herstellung von N-Acetyl-iminokohlensäure-methylesterpyrrolidid 3Preparation of N-acetyl-iminocarbonic acid methyl ester pyrrolidide 3
Eine gut gerührte Suspension aus 2,56g (2OmMoI) Iminokohlensäure-methylester-pyrrolidid, 1 Mol-%TBAH (67,8 mg; 0,2 Mol) und gepulvertem Natriumhydroxid (2g; 5OmMoI) in 50ml gereinigtem Methylenchlorid versetzt man tropfenweise mit 2,35g (3OmMoI) Acetylchlorid in 20ml Methylenchlorid innerhalb 30—40 Minuten. Bei zu starker Erwärmung (über 30°C) wird im Wasserbad gekühlt. Anschließend wird 1 Stunde nachgerührt, filtriert und mit Methylenchlorid nachgewaschen. Das Filtrat wird i.Vak. eingeengt und der ölige Rest in 50ml Ether aufgenommen, mit 5ml 1 η Essigsäure geschüttelt und mit 25%iger Ammoniaklösung und Wasser gewaschen, die organische Phase über Na2SO4 getrocknet, der Ether i. Vak. abgedampft und derA well-stirred suspension of 2.56 g (20 mmol) iminocarbonic acid methyl ester pyrrolidide, 1 mol% TBAH (67.8 mg, 0.2 mol) and powdered sodium hydroxide (2 g, 50 mmol) in 50 ml of purified methylene chloride is added dropwise to 2 , 35 g (30 mM) of acetyl chloride in 20 ml of methylene chloride within 30-40 minutes. Excessive heating (over 30 ° C) is cooled in a water bath. The mixture is then stirred for 1 hour, filtered and washed with methylene chloride. The filtrate is i.Vak. concentrated and the oily residue in 50ml ether, shaken with 5ml 1 η acetic acid and washed with 25% ammonia solution and water, the organic phase dried over Na 2 SO 4 , the ether i. Vak. evaporated and the
Rest fraktioniert.Rest fractionated.
Ausbeute: 69% d.Th. Kp: 72-73°C/13,33Pa ng5: 1,4984 :Yield: 69% of theory Bp: 72-73 ° C / 13.33 Pa ng 5 : 1.4984:
Herstellung von N-p-Nitrobenzoyl-iminokohlensäure-methylester-morpholid 7 Eine Lösung von 7,2 g (40 m Mol) frisch destilliertem p-Nitrobenzoylchloridin 50 ml Benzen wird unter starkem Rühren unterhalb 30°Czu einer Suspension aus 4,33g (3OmMoI) Iminokohlensäure-methylester-morpholid, 3g (73mMol) gepulvertem Natriumhydroxid und 1 Mol-%TBAH (101 mg; 0,3mMol) in 50ml Benzen getropft. Nach 2 Stunden wird filtriert und mit Benzen gewaschen. Das Lösungsmittel wird i. Vak. eingeengt bis ein Feststoff auskristallisiert (eventuell Aufbewahren im Kühlschrank).Preparation of Np-nitrobenzoyl-iminocarbonic acid methyl ester morpholide 7 A solution of 7.2 g (40 m moles) of freshly distilled p-nitrobenzoyl chloride in 50 ml benzene is added with vigorous stirring below 30 ° C to a suspension of 4.33 g (30mMoI) iminocarbonic acid methyl ester morpholide, 3 g (73 mmol) of powdered sodium hydroxide and 1 mole% TBAH (101 mg, 0.3 mmol) in 50 ml benzene. After 2 hours, it is filtered and washed with benzene. The solvent is i. Vak. concentrated until a solid crystallizes out (possibly in a refrigerator).
Der Feststoff wird abgesaugt, mit Ether gewaschen und aus Isopropanol /η-Hexan umkristallisiert.The solid is filtered off, washed with ether and recrystallized from isopropanol / η-hexane.
Ausbeute: 79%d.Th. F: 120-1220CYield: 79% of theory. F: 120-122 0 C
Claims (2)
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DD28133885A DD241411A1 (en) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | PROCESS FOR THE PREPARATION OF N-ACYL-IMINOKOLE-ACID ACID-ALKYKESTER-DIAKYLAMIDES |
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DD241411A1 true DD241411A1 (en) | 1986-12-10 |
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