DE1019315B

DE1019315B - Verfahren zur Herstellung von ª‡-Aminosulfonen

Info

Publication number: DE1019315B
Application number: DEH11311A
Authority: DE
Inventors: Dr Hellmut Bredereck; Dr Erich Baeder
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG; Degussa GmbH
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1952-02-04
Filing date: 1952-02-04
Publication date: 1957-11-14

Description

Verfahren zur Herstellung von a-Aminosulfonen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Aminen, bei denen das Stickstoffatom der Aminogruppe einen oder zwei Reste der allgemeinen Formel R- SO,-CH,-trägt, in der R einen aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Rest bedeutet. Derartige Verbindungen wurden bisher nach E. v. Meyer (Journ. f. prakt. Chemie [2], 63 (1901), 167) oder nach Kohler und Reimer (Am. Chem. J., 31 (1904), 166) hergestellt. Danach wird zunächst ein Carbinol der allgemeinen Formel R-S02-CH.-OH hergestellt, das mit primären oder sekundären aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Aminen, Di-oder Polyaminen, umgesetzt wird, wobei unter Wasseraustritt Kondensation erfolgt.
Es wurde nun gefunden, daß die gleichen Verbindungen auf wesentlich einfachere Weise und mit ungleich besseren Ausbeuten erhalten werden können, wenn man die drei zur Herstellung erforderlichen Komponenten, nämlich die Sulfinsäure, den Formaldehyd und Ammoniak bzw. das Amin, ohne Isolierung eines Zwischenproduktes in einem Ein-Stufen-Verfahren umsetzt, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten beliebig gewählt werden kann. Es ist vielfach zweckmäßig, an Stelle der freien und unbeständigen Sulfinsäure von deren Metallsalzen, z. B. den N atriumsalzen, auszugehen. Hierdurch braucht die Sulfinsäure aus dem bei deren Herstellung oft zuerst anfallenden Salz nicht isoliert zu werden.
Ebenso ist es zweckmäßig, statt von den Aminen von deren Salzen, z. B. Hydrochloriden, auszugehen. Auf diese Weise läßt sich die Durchführung des Verfahrens mit in Wasser schwer löslichen Sulfinsäuren bzw. Aminen in wäßriger Lösung vornehmen.
Die Umsetzung wird im allgemeinen bei Zimmertemperatur durchgeführt, in manchen Fällen ist es jedoch vorteilhaft zu kühlen, in anderen wiederum zu erwärmen. Als Lösungsmittel kommen Wasser, aber auch organische Lösungsmittel, z. B. Alkohole, Ester, Ketone und Äther, in Frage. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung eines Lösungsmittels, in dem die Ausgangsstoffe leicht löslich sind und der Endstoff schwer löslich ist, z. B. Wasser, Methanol und Äthanol, gewisse Äther, Tetrahydrofuran und Dioxan.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine der Reaktionskomponenten zur Erzielung der bestmöglichen Ausbeute im Überschuß zu verwenden. Vorzugsweise wird Formaldehyd im Überschuß verwendet. Will man Amine herstellen, in denen 2 `'Wasserstoffatome durch den Rest R - SO, - C H2 substituiert sind, so ist es zweckmäßig, von sulftnsauren Salzen und Ammoniak in Form seiner Salze bzw. von Aminsalzen auszugehen und diese in Gegenwart von einem oder mehreren Äquivalenten Säure mit dem Formaldehyd umzusetzen. Vorzugsweise wird diejenige Säure verwendet, an die das Amin gebunden ist. Die Umsetzung verläuft dann z. B. nach folgender Gleichung 2 RS02Na -f- WNH,C1 '-, 2 HCHO + HCl = (RS02 - CH2)2NR' -f- 2 NaCl -t- 211,0 Sollte bei dieser Reaktion ein Teil der Sulfinsäure zwischendurch ausfallen, so wird die Umsetzung unter gelindem Erwärmen zu Ende geführt.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man statt von Sulfinsäure von dem Sulfoschlorid aus. In Ausübung dieses Verfahrens wird bei der reduzierenden Verseifung des Sulfochlorids mit Sulfit und Soda die ganze bzw. ein Teil der zur Aufrechterhaltung annähernd neutraler Reaktion verwendeten Soda durch das Amin ersetzt und die Verseifung in Gegenwart des überschüssigen Aldehyds durchgeführt.
Beispiel 1 p-Tolylsulfonmethyl-anilin H,C-C,H4-S02-CH2-NHCEHS Trockene, frisch dargestellte p-Toluolsulfinsäure wird in der 1,5fachen Gewichtsmenge Methanol gelöst und bei Zimmertemperatur mit der äquivalenten Menge Anilin versetzt. Eventuell ausfallendes Anilinsalz wird durch weitere Methanolzugabe wieder gelöst. Mit 10°/oigem Überschuß 40 °/oigen Formaldehyds entsteht bei normaler Temperatur sofort oder mit nur geringer Verzögerung ein kristalliner Niederschlag, der das gewünschte Produkt darstellt. F. 137' (aus Methanol). Ausbeute 83"/, der Theorie.
Das Sulfonamin wird kurz nach der Herstellung abgesaugt.
Auf gleiche Weise .kann p-Tolylsulfonmethyl-äthylanilin hergestellt werden. F. 105' (aus Methanol). Ausbeute 80 °/o der Theorie. Dieselbe Verbindung kann auch dargestellt werden, indem man zu einer 30 bis -10°!'oigen methanolischen Äthylanilin@l7ösung zuerst 40 °Eigen Formaldehyd in 10 °/oigem V berSChuß gibt und dann erst eine äquivalente Menge p-Toluolsulfinsäure, am besten ebenfalls in der 1,5fachen Gewichtsmenge Methanol gelöst.
Analog wird p-Tolylsulfonmethyl-methyl-p-toluidin gewonnen. F. 112,5' (aus :Methanol). Ausbeute 700/, der Theorie. Beispiel 2 (p-Tolylsulfonmethyl)- (p-tolylsulfonmethylphenyl) - äthylamin CH, ' C,H, ' S02 ' CH2 ' N(C2H5) - C6H, - CH2 - S02 - C6Ha - CH3 10g p-Toluolsulfinsäure werden in 15 ccm Methanol gelöst und mit 5,5 ccm 40°/oiger Formaldehydlösung versetzt. Anschließend gibt man unter Rühren 7 g Äthylanilin in 5 ccm Methanol zu und läßt die Lösung im verschlossenen Gefäß 3 Tage bei 50' stehen. Der primär gebildete Niederschlag von p-Tolylsulfonmethyl-äthylanilin löst sich nach kurzer Zeit wieder auf. Bald darauf folgt die Abscheidung von (p-Tolylsulfonmethyl)-(p-tolylsulfonmethylphenyl)-äthylamin. Nach 3 Tagen läßt man abkühlen, saugt den kristallinen Niederschlag ab und kristallisiert aus Methanol um. F. 147'-(aus Methanol). Ausbeute 80 °/6 der Theorie. Beispiel 3 N-Methyl-bis-(p-tolylsulfonmethyl)-amin (H,C-C6H,,-S02-CH2)2N-CH3 Trockene, frisch dargestellte p-Toluolsulfinsäure wird in der 1,5fachen Gewichtsmenge Methanol gelöst, mit etwa 30 °/6iger wäßriger Methylaminolösung etwa zur Hälfte neutralisiert und sodann bei normaler Temperatur in 10 °/oigem Überschuß 40 °/oiges Formaldehyd hinzugegeben und gelinde erwärmt. Nun wird gekühlt und nach einigem Stehen in der Kälte der entstandene Niederschlag scharf abgesaugt und aus Dioxan umkristallisiert. F. 166 bis 168' (aus Dioxan). Ausbeute 72 °/o der Theorie.
Dieselbe Verbindung kann in ähnlicher Weise wie folgt erhalten werden: Kalium- oder Natrium-p-toluolsulfinat wird in der 10fachen Gewichtsmenge Wasser gelöst und mit einem 10 °/6igen Überschuß 40 °/oiger Formaldehydlösung versetzt. Nun gibt man die genau stöchiometrische Menge an Methylaminhydrochlorid, gelöst in wenig Wasser, hinzu. Sodann fällt man das Sulfonamin unter Rühren mit konzentrierter Ameisensäure, wobei die Lösung keinesfalls saurer als px = 4 werden darf. Den Niederschlag läßt man noch 12 Stunden stehen, saugt dann ab und kristallisiert aus Dioxan um.
F. 168' (aus Dioxan). Ausbeute 766/o der Theorie. Beispiel 4 Bis-(p-tolylsulfonmethyl)-amin (H,C - C,H, - S02 - CH2)2NH 10,5 g kristallwasserhaltiges toluolsulfinsaures Natrium werden in 50 ccm Wasser unter Zusatz von 10 ccm 40 °/oigem Formaldehyd gelöst und mit einer Lösung von 1,4 g Ammoniumchlorid in 7,5 ccm Wasser und 2,5 ccm konzentrierter Salzsäure versetzt, wobei sofort ein breiiger Niederschlag ausfällt. Das Reaktionsgemisch wird nun einige Minuten auf einem Wasserbad unter Rühren auf 60 bis 70' erwärmt und nach dem Erkalten gut abgesaugt, mit Wasser, wenig Methanol und wenig Äther gewaschen. F. 173' (aus Dioxan). Ausbeute 70 °/6 der Theorie. Beispiel 5 N-Methyl-bis-(p-tolylsulfonmethyl)-amin (I-1,C - C,H1 - S02 - CH2)2N - CH, 63 g p-Toluolsulfonchlorid werden im Verlauf von 15 Minuten unter kräftigem Rühren in eine 70 bis 80' heiße wäßrige Lösung von 50 g Natriumsulfit und 56 g Natriumbicarbonat in 500 ccm Wasser gegeben. Das Rühren wird danach noch 1/2 Stunde fortgesetzt, die heiße Lösung von geringen Rückständen abfiltriert und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Ungeachtet des abgeschiedenen Sulfinats gibt man, wieder unter kräftigem Rühren, nacheinander 30 ccm 40 °/6ige Formaldehydlösung und 17 ccm 30 0/,ige Methylaminlösung hinzu, wobei die Lösung völlig klar wird. Während man rasch 28 g konzentrierte Ameisensäure zufließen läßt, wird weitergerührt. Dabei scheidet sich das N-Methyl-bis-(p-tolylsulfonmethyl)-amin ab. Ausbeute 49,5 g = 70 °/o der Theorie. F. 168' (aus Dioxan).
Auf ähnliche Weise können hergestellt werden: N-Methyl-bis-(ß-naphthylsulfonmethyl)-amin mit einer Ausbeute von 70 °/6 der Theorie. N-Methyl-bis-(n-heptylsulfonmethyl)-amin mit einer Ausbeute von 60 °!o der Theorie. Beispiel 6 N'-Methyl-bis-(ß-naphthylsulfonmethyl)-amin 10g ß-Naphthalinsulfochlorid werden unter Rühren nach und nach in eine auf 40' erwärmte Lösung von 6 g Natriumsulfit und 7,5 g Natriumbicarbonat in 75 ccm Wasser eingetragen. Nach 1 Stunde wird die Temperatur auf 70 bis 80' erhöht und noch eine weitere Stunde gerührt. Man filtriert die heiße Lösung und versetzt sie mit 100 ccm Wasser. Nach dem Abkühlen gibt man 5 ccm 40 0/,ige Formaldehyd- und 2,5 ccm 30 °/oige Methylaminlösung hinzu und fällt mit 4 ccm konzentrierter Ameisensäure unter Rühren. Man kristallisiert zweimal aus Benzol um. F. 155' (aus Benzol). Ausbeute 690i, der Theorie. Beispiel 7 N-Methyl-bis-(heptylsulfonmethyl)-amin Unter Rühren werden im Verlauf von 1 Stunde 10 g n-Heptansulfochlorid zu einer 50 bis 60' warmen Lösung von 4,5 g Natriumsulfit und 11,5 g Natriumbicarbonat in 100 ccm Wasser zugetropft. Dann wird noch 2 Stunden lang bei 70 bis 80' gerührt. Man läßt erkalten und trennt von etwa 1 g öligem Rückstand ab. Anschließend wird das Sulfonamin nach Zusatz von 5 ccm 40 °/oiger Formaldehydlösung und 3 ccm 30 °/oiger Methylaminlösung unter Rühren mit 4,5 ccm konzentrierter Ameisensäure gefällt. F. 100 bis 102° (aus Methanol). Ausbeute 56 °/o der Theorie. Beispiel 8 N-Butyl-bis-(2-thienylsulfonmethyl)-amin 5 g trockene Thiophensulfinsäure werden in 7,5 ccm Methanol gelöst. Unter Rühren werden unter Eiskühlung 1,24 g n-Butylamin, in 5 ccm Methanol gelöst, langsam zugetropft. Anschließend tropft man ebenfalls unter Eiskühlung und Rühren 4,38 g 35 °/oiges Formaldehyd hinzu. Direktes Sonnenlicht ist zu vermeiden. Man fügt zur Erleichterung der Kristallisation des Sulfonamins 2 bis 4 Tropfen konzentrierte Ameisensäure hinzu. Nach 48stündigem Stehen im Kühlschrank hat sich alles Sulfonamin abgeschieden. Das Sulfonamin ist schon im kalten Methanol beträchtlich löslich. Der Niederschlag wird nach dem Absaugen mit wenig eisgekühltem Methanol und Äther gewaschen. F. 83° (aus Methanol). Ausbeute 62 °/a der Theorie.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von a-Aminosulfonen, bei denen das Stickstoffatom der Aminogruppe einen oder zwei Reste der allgemeinen Formel R-S02-CH2-trägt, in der R einen aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Rest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Sulfinsäure mit Formaldehyd und Ammoniak bzw. einem primären oder sekundären aliphatischen oder aromatischen Amin bei gewöhnlicher oder von gewöhnlicher abweichender Temperatur in Gegenwart von Lösungsmitteln ohne Isolierung eines Zwischenproduktes in einem Ein-Stufen-Verfahren umsetzt, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten beliebig gewählt werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Metallsalze von Sulfinsäuren als Ausgangsverbindungen verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Salze des Ammoniaks bzw. der Amine als Ausgangsverbindungen verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Wasser, Methanol, Äthanol, Tetrahydrofuran oder Dioxan verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen der Reaktionsteilnehmer, vorzugsweise Formaldehyd, im Überschuß anwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von a-Aminosulfonen, in denen 2 Wasserstoffatome der Aminogruppe durch den Rest R - SO, - C H2 - substituiert sind, von sulfinsauren Salzen und von Salzen des Ammoniaks bzw. der primären aliphatischen oder aromatischen Amine als Ausgangsverbindungen ausgeht und diese in Gegenwart von einem oder mehreren Äquivalenten Säure, vorzügsweise der gleichen Säure, an die das Amin gebunden ist, mit Formaldehyd umsetzt und die Umsetzung bei Ausfallen der Sulfinsäure unter Erwärmen zu Ende führt.
7. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man statt der Sulfinsäure das der Sulfinsäure entsprechende Sulfochlorid mit Sulfit und Amin in Gegenwart von Formaldehyd reduzierend verseift. In Betracht gezogene Druckschriften: Beilstein, Handbuch der organischen Chemie, Ergw.l, Bd.1, S.302, Anm.l; Bd.1, S.303; Bd.12, S. 168;1. c. Hptw. Bd. 13, S. 623; Ergw. I, Bd. 13, S. 232.