DD251979A1 - Verfahren zur herstellung von s-triazinylsubstituierten 2-imino-1,3,4-oxadiazolinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von s-triazinylsubstituierten 2-Imino-1,3,4-oxadiazolinen der allgemeinen Formel I, wobei R1, R2 Alkyl oder Aryl und R3, R4 Alkoxy-, Aryloxy-, Alkylthio-, Arylthio-, Alkylamino-, Arylamino-, Dialkylamino-, Diarylamino-, Alkyl-arylamino-, Hydrazino-, substituierte Hydrazino-Gruppen oder Chlor bedeuten. Ziel der Erfindung ist die Herstellung der Verbindungen I mit moeglichst einfachen Verfahrensbedingungen und guenstigen Ausbeuten. Erfindungsgemaess wird Cyanurchlorid in einem inerten Loesungsmittel bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur mit dem 3,5-disubstituierten 2-Imino-1,3,4-oxadiazolin III bzw. seinen Salzen umgesetzt und die gebildete Verbindung I (R3, R4 Chlor) ggf. anschliessend mit nucleophilen Agentien weiter umgesetzt wird, wobei R1 und R2 die o. g. Bedeutung haben. Anwendungsgebiete der Erfindung sind die chemische Industrie, die Landwirtschaft und das Gesundheitswesen. Formel I und III

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für s-triazinyl-substituierte 2-lmino-1,3,4-oxadiazolin-Derivate der allgemeinen Formel I ,

•i Il I Il ι ο ι

R-C C = N-C .C-R ^J

wobei R¹ und R² = Alkyl oder Aryl und R³ oder R⁴ = Alkoxy, Aryloxy, Alkylamino, Arylamino, Dialkylamino, Diarylamino, Alkyl-

arylamino, Hydrazino, substituierte Hydrazino, Hydroxy oder Chlor bedeuten.

Anwendungsgebiete der Erfindung sind die chemische Industrie, die Landwirtschaft und das Gesundheitswesen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Verbindungen der Formel I sind bisher nicht bekannt. Von Dovlatyan und Gevorkyan (Arm. Chim. Zh. UdSSR 30 [10] 851 [1977]) sind ähnliche Verbindungen hergestellt worden, bei denen aber der Triazinring mit dem Ring-Stickstoffatom3des2-Imino-1,3,4-oxadiazolins verknüpft ist. Diese Verbindungen eignen sich als Wachstumsregulatoren.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren für die Herstellung möglichst einheitlicher Verbindungen I mit möglichst einfachen Verfahrensbedingungen und günstigen Ausbeuten zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung '

Die Verbindungen I (R³ = R⁴ = Cl) werden erfindungsgemäß durch Substitution eines Chloratoms am Cyanurchlorid (II) durch 3,5-disubstituierte 2-lmino-1,3,4-oxadiazoline (III) hergestellt.

	- N-R2 [	NX It	Cl t	fN
	I C=N-H +	Il CI-Cn		jC-Cl
	III			II,
	Bedeutung)
4R1 -C
. . °
R1 und R2 haben die o.g.

- ^HC1 (R³,R^=Cl)

Dazu wird Cyanurchlorid (II) gelöst oder suspendiert und mit der Verbindung Hl bei Reaktionstemperaturen unter 10⁰C versetzt.

Es wird intensiv gerührt. Der freigesetzte Chlorwasserstoff wird mit einer geeigneten Base abgefangen. Die Umsetzung erfolgt unter ständiger Kontrolle des pH-Wertes, der bei 7 gehalten wird. Nach der Zugabe der äquivalenten Basenmengeandert sich der pH-Wert nur noch sehr langsam. Ohne die Temperatur zu erhöhen, wird noch 30 Minuten gerührt. Es bildet sich ein meist gut kristallisierender Niederschlag, der abgesaugt, mit Wasser, danach mit Methanol und anschließend mit Ether gewaschen wird.

Das dadurch rasch zu trocknende Reaktionsprodukt ist verhältnismäßig stabil. Es kann aus Nitromethan oder anderen, möglichst wasserfreien Lösungsmitteln umkristallisiert werden. Eventuell vorhandene Hydrolyseprodukte sind in Nitromethan kaum

löslich.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Verbindungen I von Vorteil, daß auch die Salze der Imino-oxadiazoline III eingesetzt werden können. Diese bilden sich bei deren Synthese nach bekannten Methoden. Sie können ohne Reinigung in äquivalenter Menge direkt eingesetzt werden. Es ist dann die Menge des Säureakzeptors zu verdoppeln.

Unter diesen Bedingungen ist es möglich, selbst bisher nicht isolierbare 3,5-Dialkyl-2-imino-1,3,4-oxadiazoline mit dem

Cyanurchlorid umzusetzen.

Ein geringer Cyanurchloridüberschuß führt zu Ausbeuteerhöhung bis zu etwa 5%. Es ist dann allerdings eine sorgfältige

Reinigung des Rohproduktes erforderlich.

Verbindungen mit R³ = OH und R⁴ = Cl werden erfindungsgemäß nach dem oben genannten Verfahren hergestellt, indem nach Zugabe der äquivalenten Menge des Säureakzeptors noch 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wird.

Verbindungen mit R³ = Cl und R⁴ = Amin werden erfindungsgemäß ineiner Verfahrensvariante aus I hergestellt, indem dieses in einem Lösungsmittel, vornehmlich Propanon, mit dem entsprechenden Amin und danach mit der äquivalenten Menge eines Säureakzeptors versetzt wird. Bei Erhöhung der Menge des Säureakzeptors können auch die Salze der Amine eingesetzt werden.

Die Einhaltung der otpimalen Reaktionstemperatur ist wesentlich für die Reinheit des Reaktionsproduktes.

Verbindungen mit R³ und R" = Amin werden erfindungsgemäß analog der vorgenannten Verfahrensvariante erhalten. Dazu wird die Aminmenge verdoppelt und die Reaktion beim Siedepunkt des Propanons durchgeführt. Schwach nucleophile Amine, wie Nitroaniline, werden in siedendem Dioxan zur Reaktion gebracht.

Verbindungen mit R³ und R⁴ = Hydrazin werden erfindungsgemäß durch Umsetzung von I (R³ = R⁴ = Cl) mit der äquivalenten Menge Hydrazinhydrat in Propanon bei 50°C erhalten. Dabei bilden sich zunächst Dihydrochloride, aus denen mit einer geeigneten Base, z.B. Kaliumhydrogencarbonat, die Zielverbindung freigesetzt werden kann. Verbindungen mit R³ = Cl und R⁴ = (Alkyl, Aryl)-oxy-oder-thiogruppe werden erfindungsgemäß durch Umsetzung von I (R³, R⁴ = Cl) mit den entsprechenden Phenolaten, Alkoholaten oder Thioiaten in siedendem Propanon oder Dioxan erhalten. Die Verbindungen der Formel I zeigen biologische Aktivität. Vertreter dieser Stoffklasse eignen sich als Wachstumsregulatoren, Pflanzenschutzmittel oder als Pharmaka.

Die Erfindung soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiel 1; I; R¹ = R² = Phenyl; R³ = R⁴ = Chlor

0,1 Mol Cyanurchlorid wird in 500 ml Propanon gelöst. Die Lösung wird auf 0°C gekühlt. Unter intensivem Rühren wird nach und nach 0,1 mol 2-Imino-3,5-diphenyl- 1,3,4-oxadiazoliη zugegeben. Die Temperatur darf dabei nicht über 1O⁰C steigen. Danach wird eine etwa 20%ige Lösung von 0,1 mol Natriumhydroxid in Wasser so zugetropft, daß der pH-Wert zwischen 5 und 8 und die Temperatur unter 10⁰C gehalten werden. Anschließend wird noch 30 min gerührt. Die ausgefallene Substanz wird abgesaugt. Sie wird bis zur neutralen Reaktion des Filtrates mit Wasser gewaschen. Der Rückstand wird mit Methanol zu einem Brei verrührt. Es wird wieder abgesaugt. Diese Prozedur wird wiederholt. Das Reaktionsprodukt wird im Vakuum über konz. Schwefelsäure getrocknet und zeigt dann einen Schmelzpunkt von 212-213°C. Die Ausbeute beträgt 59%.

Ausführungsbeispiel 2; I; R¹ = R² = Methyl; R³ = R⁴ = Chlor

0,1MoI 2-Amino-5-methyl-1,3,4-oxadiazol werden mit 0,2 mol frisch gereinigtem Dimethylsulfat versetzt. Das Gemisch wird bis zur Homogenisierung gerührt und 2 Tage im verschlossenen Gefäß stehen gelassen. Danach wird dreimal mit je 50ml wasserfreiem Ether überschüssiges Dimethylsulfat herausgewaschen. Die Etherlösung wird nach intensivem Rühren vom Bodensatz durch Dekantieren getrennt. Der Rückstand wird mit 300ml Propanon verrührt und das Gemisch auf O⁰C gekühlt. Es wird danach zur Lösung von 0,1 mol Cyanurchlorid in 300 ml Propanon gegeben, wobei intensiv gerührt wird. Bei der Zugabe muß die Reaktionstemperatur unter 5⁰C gehalten werden. Anschließend werden 0,2 mol Kaliumcarbonat, gelöst in 100ml Wasser unter Rühren im Verlaufe einer Stunde zugetropft. Nach weiteren 30 min wird abgesaugt. Der Rückstand wird mehrmals mit wenig kaltem Wasser gewaschen. Das Reaktionsprodukt wird im Vakuum rasch getrocknet und aus wasserfreiem Methanol umkristallisiert

Schmelzpunkt: 160-162⁰C, Ausbeute: 40%

Ausführungsbeispiel 3; I; R¹, R² = Alkyl oder Aryl; R³ = R⁴ = Cl

0,1 Mol des frisch hergestellten Oxadiazoliniumsalzes werden mit der gesättigten Lösung von 0,2 mol Kaliumcarbonat bei 0-5⁰C rasch verrührt und das Gemisch zu der bei O⁰C gehaltenen Lösung von 0,1 mol Cyanurchlorid in 500ml Propanon gegeben. Während noch 30 min gerührt wird, muß die Temperatur unter 10⁰C bleiben. Das Reaktionsprodukt wird abgesaugt, mit Wasser gewaschen und aus Alkohol umkristallisiert. Die in Alkohol leicht löslichen Reaktionsprodukte werden nutschenfeucht in der gerade notwendigen Menge siedendem Ethanol gelöst. Geringe Anteile an Nebenprodukten werden durch Dekantieren oder Absaugen entfernt. Danach wird in Eisgekühlt. Der scharf abgesaugte Niederschlag wird im Vakuum rasch getrocknet. Schmelzpunkte und Ausbeuten sind aus den Tabellen-1 bis 3 zu entnehmen.

Ausführungsbeispiel 4; I; R³ = Hydroxy; R⁴ = Chlor

Der Reaktionsansatz nach Ausführungsbeispiel 3 wird nach der Umsetzung der Komponenten auf 2O⁰C erwärmt und weitere 4 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Danach wird abgesaugt und mit Wasser gewaschen. Das Reaktionsprodukt wird aus Ethanol umkristallisiert (Tabelle 6).

Ausführungsbeispiel 5; I; R³ = Chlor; R" = Alkylamin

0,02MoI des nach Ausführungsbeispiel 1, 2 oder 3 hergestellten Dichlor-oxadiazolinylidenamino-s-triazins werden in 200ml Propanon suspendiert. Danach werden bei Zimmertemperatur 0,02mol des entsprechenden Alkylamins in 100ml Propanon gelöst und tropfenweise innerhalb von 10min.unter ständigem Rühren in die Suspension desTriazinderivates (I) gegeben. Es wird noch eine Stunde gerührt. Dabei wird meist der Reaktionsansatz homogen. Gegebenenfalls wird bis zum Siedepunkt des Propanons erwärmt bzw. ungelöste Substanz abgetrennt. Mit einer Lösung von 0,02mol Kaliumhydrogencarbonat in 100ml Wasser wird der Reaktionsansatz neutralisiert. Nach mehrstündigem Stehen wird das disubstituierte Chlortriazin abgetrennt. Eine Reinigung ist meist nicht erforderlich. Gegebenenfalls wird aus Propanol umkristallisiert (Tabelle 4, Nr. 1 bis 15). Wird anstelle des isolierten I die Umsetzung mit dem Reaktionsansatz 1, 2 oder 3 durchgeführt, ist die Ausbeute niedriger.

Ausführungsbeispiel 6; I; R³ = R⁴ = Alkylamin

Die Herstellung dieser Verbindung erfolgt analog Ausführungsbeispiel 5 mit dem Unterschied, daß die doppelte Menge des entsprechenden aliphatischen Amins eingesetzt und die Reaktion unter Rückfluß beim Siedepunkt des Propanons durchgeführt wird. Zur Neutralisation ist ebenfalls die doppelte-Menge des Säureakzeptors einzusetzen (Tabelle 5, Nr. 1 bis 3).

Ausführungsbeispiel 7; I; R³ = Chlor; R⁴ = Arylamin

Die Herstellung dieser Verbindung erfolgt analog Ausführungsbeispiel 5. Nach der Zugabe des entsprechenden Arylamins werden aber unter Rühren 0,02mol Natriumhydroxid in konzentrierter, wäßriger Lösung zugetropft. Die Reaktionstemperatur wird auf 50°C erhöht. Nach etwa einer Stunde stellt sich ein pH-Wert von 7 ein. Nun wird abgesaugt und der Rückstand mit Wasser und danach mit wenig Methanol gewaschen. Umkristallisiert wird aus Dioxan-Wasser-Mischungen (Tabelle 4, Nr. 16 bis 19).

Ausführungsbeispiel 8; I; R³ = Chlori R⁴ = Phenylamin

Dichlor-oxadiazolinyliden-triazin wird mit der 4-bis 10fachen Menge Anilin vermischt; Estritt rasch eine deutliche Erwärmung ein. Nach dem Abkühlen wird mit Ether oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel das überschüssige Anilin entfernt und der Rückstand mit Wasser und danach mit Methanol gewaschen (Tabelle 4, Nr. 16 bis 19).

Ausführungsbeispiel 9; I; R³ = R⁴ = Arylamin

Die Herstellung dieser Verbindung erfolgt ana log dem Ausführungsbeispiel 8 mit dem Unterschied, daß nach dem Abklingen der exothermen Reaktion noch 24 Stunden im Ölbad auf 100⁰C erhitzt wird, oder der Ansatz 7 Tage bei Zimmertemperatur stehen bleibt. Aufgearbeitet wird wie beim Ausführungsbeispiel 8 (Tabelle 5, Nr.4).

Ausführungsbeispiel 10; I; R³ = R⁴ = Hydrazin

0,02MoI des Dichlor-oxadiazolinyliden-trialzins werden in 150 ml Propanon gegeben öderes wird ein entsprechender Ansatz nach Ausführungsbeispiel 1, 2 oder 3 weiterverarbeitet. Zu diesem Gemisch werden 0,04mol 86%iges Hydrazinhydrat gerührt. Danach wird die Reaktionstemperatur auf 5O⁰C erhöht und etwa 60min lang gehalten. Nach dem Abkühlen wird mit 10%iger Kaliumcarbonatlösung neutralisiert. Der nach einigen Stunden ausfallende Niederschlag wird abgetrennt, mit Wasser und danach mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Aus dem ersten Filtrat kann nach dem Abdestillieren des Propanons noch etwa 5 bis 10% an Reaktionsprodükt erhalten werden (Tabelle 5, Nr.5).

Ausführungsbeispiel 11; I; R³= Chlor; R⁴ = Phenoxy

0,02MoI Natriumhydroxid werden mit 0,02 mol Phenol und etwa 1 mlWasserbiszur Homogenisierung bei 60⁰C bis 80°C gerührt. Nach dem Abkühlen wird das so erhaltene Natriumphenolat in warmen Methanol gelöst und mit der Mischung von 0,02mol Dichlor-oxadiazolinylidenamino-triazin und 150ml Propanon bei 50⁰C 30 bis 60min gerührt. Danach wird bei schwachem Vakuum der größte Teil des Lösungsmittels ebenfalls bei 50⁰C abdestilliert. Der Rückstand wird mit etwa 100ml Wasser versetzt. Das ausgefallene Reaktionsprodukt wird abgesaugt und aus Methanol umkristaliisiert (Tabelle 5, Nr. 6).

Tabelle 1 R² = Methyl; R³, R⁴ = Chlor

Nr. _ R¹ Fp(⁰C) Ausbeute (%)

1 Methyl 160-162 40

2 Ethyl 168-169 46

3 i-Propyl 100-109 42

4 n-Propyl 105-107 42

5 i-Butyl 99-102 40

6 . n-Butyl 97-99 38

7 Hexyl 68-72 21

8 Pentadecyl 45-48 27

9 Heptadecyl 43^47 15

10 Cyclohexyl 75-78 22

11 . Benzyl 167-169 57

12 Phenyl ' 231-233 84

13 4-Methoxyphenyl 280-282 72

14 4-Tolyl 259-263 72

15 2-Hydroxyphenyl 233-236 58

16 2-Chlorphenyl 212-213 64

17 3-Chlorphenyl 261-263 79

18 4-Chlorphenyl 252-254 80

19 4-Bromphenyl 288-290 78

20 2-Cyanophenyl 246-249 62

21 3-Cyanophenyl 255-259 70

22 4-Cyanophenyl 260-263 66

23 2-Nitrophenyl · Zers. 69

24 3-Nitrophenyl Zers. 82

25 4-Nitrophenyl Zers. 90

Tabelle 2 R² = Ethyl; R³, R⁴ = Chlor

Nr.

R¹

Fp ("C)

Ausbeute (%)

Phenyl

4-Methoxy phenyl

4-Tolyl

2-Chlorphenyl

3-Chlorphenyl

4-Chlorphenyl

2-Nitrophenyl

3-Nitrophenyl

4-Nitrophenyl

183-184

208-211

195-197

164-167

181-183

199-202

Ze rs,

81 70 66 65 75 78 59 71 74

Tabelle 3 R² = Phenyl; R³, R⁴ = Cl

Nr.	R1	Chlor	R4	FpCC)	FpCC)	Ausbeute	Ausbeute (%)
1	Methyl	158-159	85
2	Ethyl	132-135	79
3	i-Propyl	122-124	71
4	n-Propyl	119-120	76
5	Phenyl	212-213	59
6	4-Methoxy phenyl	236-238	57
7	4-Tolyl	. 222-224	52
8	2-Chlorphenyl	224-225	55
9	3-Chlorphenyl	229-231	61
10	4-Chlorphenyl	242-244	61
11	4-Carbomethoxyphenyl	260-262	49
Tabelle 4 R2 = Methyl, R3 =
Nr. R1

1	Ethyl	Ethylamino	104-107	92
CM	Ethyl	Diethylamino	102-103	94
3	Phenyl	Methylamino	215-216	90
4	Phenyl	Ethylamino	146-148	94
5	' Phenyl	i-Propylamino	168-171	93
6	Phenyl	n-Propylamino	174-175	90
7	Phenyl	i-Butylamino	161-165	88
8	Phenyl	Benzylamino	195-198	88
9	Phenyl	2-Hydroxyethylamino	158-162	84
10	Phenyl	Dimethylamino	218-220	95
11	Phenyl	Diethylamino	154-155	96
12	Phenyl	Di-i-butalamino	136-138	98
13	Phenyl	Piperidino	181-184	89
14	4-Tolyl	Diethylamino	162-163	88
15	4-Nitrophenyl	Diethyiamino	160-161	90
16	Phenyl	Phenylamino	295-297	65
17	4-Toiyl ·	Phenylamino	277-282	67
18	4-Ch.lorphenyl	Phenylamino	276-281	68
19	4-Nitrophenyl	Phenylamino	Zers.	62

Tabelle 5 R¹ = Phenyl, R² = Methyl

FpCC)

Ausbeute (%)

1	Dimethylamino	Dimethylamino
CM	Dimethylamino	Diethylamino
3	Dimethylamino	Diethylamin!
4	Phenylamino	Phenylamini
5	Hydrazino	Hydrazino
6	Chlor	Phenoxy

212-214	84
191-193	84
188-190	81
270-275	22
147-151	65
169-173	16

Tabelle 6 R³ = Chlor, R⁴ = Hydroxy

R¹ Fp (⁰C)

Ausbeute (%)

1	Ethyl	Methyl
2	Phenyl	Methyl
3	3-Nitrophenyl	Methyl
4	4-Chlorphenyl	Methyl
CJl	4-ToIyI	Methyl
6	4-Methoxyphenyl	Methyl
7	Phenyl	Phenyl
8	4-Chlorphenyl	Phenyl
9	4-Methoxyphenyl	Phenyl

152-156	85
222-224	88
Zers.	69
238-241	72
226-236	91
228-233	95
220-224	80
228-235	77
225-230	90

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von s-triazinylsubstituierten 2-lmino-1,3,4-oxadiazolinen der allgemeinen Formel I ₍

2 /^

N-R NN

R-C C=N—C C-R^J

wobei R¹ und R² = Alkyl oder Aryl und R³ oder R⁴ = Alkoxy-, Aryloxy-, Alkylamino-, Arylamino-, Dialkylamino-, Diarylamino-, Aikyl-arylamino-, Hydrazino-, substituierte Hydrazino-, Hydroxy-Gruppen oder Chlor bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß Cyanurchlorid (II) in einem inerten Lösungsmittel unterhalb der Raumtemperatur mit dem 2-lmino-oxadiazolin (III) bzw. seinen Salzen

N N-R² · . '

! 1 I " - ,„

R-C C=NH

umgesetzt, wobei R¹ und R² die o. g. Bedeutung haben, der freiwerdende Chlorwasserstoff mit einem Säureakzeptor gebunden und die gebildete Verbindung I (R³ = R⁴ = Cl) ggf. anschließend mit nucleophilen Agentien weiter umgesetzt wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von I (R³ = OH, R⁴ = Cl) die weitere Umsetzung ohne Isolierung von I (R³ = R⁴ = Cl) durch Rühren bei Raumtemperaturen erfolgt.

3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von I (R³ = Cl, R⁴ = Amin)die weitere Umsetzung in kurzkettigen Ketonen, vorzugsweise in Propanon, bei Raumtemperatur mit der äquimolaren Menge des entsprechenden Amins erfolgt.

4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von I (R³ = R⁴ = Amin bzw. Hydrazin) die weitere Umsetzung in kurzkettigen Ketonen oder Dioxan, vorzugsweise in Propanon, bei 5O⁰C bis zur Siedetemperatur mit der zweifachen molaren Menge des entsprechenden Amins bzw. Hydrazins erfolgt.

5. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von I (R³ = Chlor,

R⁴ = Alkyloxy, Alkylthio, Aryloxy oder Arylthio) die weitere Umsetzung in kurzkettigen Ketonen oder Dioxan mit den entsprechenden Alkoholaten, Phenolaten oderThiolaten erfolgt.