DE102004045870A1 - Process for the preparation of azidoalkylamines - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von Azidoalkylaminen, bei dem in der ersten Verfahrensstufe ein bifunktionelles Alkan, enthaltend zwei unterschiedliche nukleofuge Gruppen, mit einem Azid unter Abspaltung einer nukleofugen Gruppe zum noch die andere nukleofuge Gruppe enthaltenden Azidoalkan reagiert, und in der zweiten Stufe das die andere nukleofuge Gruppe enthaltende Azidoalkan mit einem primären oder sekundären Amin unter Abspaltung der zweiten nukleofugen Gruppe zum Azidoalkylamin reagiert.A process for the preparation of azidoalkylamines is described in which, in the first process stage, a bifunctional alkane containing two different nucleofuge groups reacts with an azide with elimination of a nucleofugic group to form the other nucleofuge group-containing azidoalkane, and in the second stage that another nucleofuge group-containing azidoalkane reacts with a primary or secondary amine with elimination of the second nucleofugic group to Azidoalkylamin.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Azidoalkylaminen.The The invention relates to a process for the preparation of azidoalkylamines.
Azidoalkylamine spielen als Zwischenprodukte in der organischen Synthese eine große Rolle.Azidoalkylamine play an important role as intermediates in organic synthesis.
Die Synthese von Alkylaziden mittels nucleophiler Substitution ist bekannt. Dabei reagiert die entsprechende Ausgangsverbindung mit einem Azid.The Synthesis of alkyl azides by nucleophilic substitution is known. The corresponding starting compound reacts with an azide.
In J. Org. Chem. 1957, 22, 238-240 wird die Synthese von Alkylaziden ausgehend von Alkylbromiden und -iodiden in Alkoholen oder 2-Alkoxyethanolen unter Zusatz von Wasser beschrieben. Die Alkylazide tragen keine weiteren funktionellen Gruppen.In J. Org. Chem. 1957, 22, 238-240 describes the synthesis of alkyl azides starting from alkyl bromides and iodides in alcohols or 2-alkoxyethanols described with the addition of water. The alkyl azides carry no further functional groups.
In Tetrahedron Lett. 1991, 32, 183-186 wird die Herstellung von Diazidoalkanen aus den korrespondierenden Dichlor- oder Dibromderivaten in Dimethylformamid beschrieben.In Tetrahedron Lett. 1991, 32, 183-186 describes the preparation of diazidoalkanes from the corresponding dichloro or dibromo derivatives in dimethylformamide described.
In J. Org. Chem. 1957, 22, 995-996 wird die Synthese von 2-Chlorethylazid ausgehend von 2-Chlorethyl-p-toluolsulfonat in einer Mischung aus Methanol und Wasser beschrieben. Die Reaktionsmischung wird 24 Stunden unter Rückfluss gehalten und das Produkt anschließend extrahiert und destilliert.In J. Org. Chem. 1957, 22, 995-996 discloses the synthesis of 2-chloroethyl azide starting from 2-chloroethyl p-toluenesulfonate in a mixture of Methanol and water described. The reaction mixture is 24 hours under reflux and the product is then extracted and distilled.
In J. Org. Chem. 1993, 58, 3736-3741 wird die Synthese von Azidoalkylaminen und N-(Azidoalkyl)-diaminoalkanen beschrieben, wobei N-(Halogenalkyl)-amine oder -diaminoalkane als Intermediate dienen. Diese besitzen den Nachteil, dass Ihre Synthese kompliziert ist und dass sie durch intramolekulare Substitution cyclisieren können. Insbesondere bei der Synthese von N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiamin liegt die Ausbeute in der letzten Stufe nur bei 30 %, weil die ringschließende nucleophile Substitution zu N-(3-Aminopropyl)-pyrrolidin in den Vordergrund tritt. Desweiteren wird die Synthese von Azidobutylaminen durch Aminolyse von 1-Azido-4-iodbutan beschrieben. Dieses wiederum wird in zwei Stufen durch die Reaktion von 1-Brom-4-chlorbutan mit Natriumazid zum 1-Azido-4-chlorbutan und die Aktivierung der nucleofugen Gruppe Chlorid durch deren Austausch gegen Iodid hergestellt.In J. Org. Chem. 1993, 58, 3736-3741 describes the synthesis of azidoalkylamines and N- (azidoalkyl) diaminoalkanes, wherein N- (haloalkyl) -amines or diaminoalkanes serve as intermediates. These own the Disadvantage that your synthesis is complicated and that through can cyclize intramolecular substitution. Especially at the Synthesis of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediamine yields in the last step only at 30%, because the ring-closing nucleophilic substitution to N- (3-aminopropyl) -pyrrolidine comes to the fore. Furthermore the synthesis of azidobutylamines by aminolysis of 1-azido-4-iodobutane described. This in turn will be in two stages through the reaction of 1-bromo-4-chlorobutane with sodium azide to 1-azido-4-chlorobutane and the activation of the nucleophilic group chloride by their exchange prepared against iodide.
Die Synthese von Azidoalkylaminen bereitet insbesondere dann Probleme, wenn weitere Positionen an der Aminogruppe substituiert werden können. Entweder muss eine schlechte Ausbeute oder aufwändige Schutzgruppentechnik in Kauf genommen werden.The Synthesis of azidoalkylamines is particularly troublesome if further positions on the amino group can be substituted. Either must be a poor yield or elaborate protection group technology be accepted.
Die JP 2002-332274 beschreibt eine solche Synthese, bei der die Aminogruppen geschützt werden. Die Synthese wird hierdurch sehr aufwändig und die Ausbeute über alle Stufen liegt unter 40 %.The JP 2002-332274 describes such a synthesis in which the amino groups protected become. As a result, the synthesis becomes very complicated and the yield above all Levels is below 40%.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Azidoalkylaminen zu schaffen, welches mit relativ geringem Aufwand gute Ausbeuten liefert.task The invention is to overcome the disadvantages of the prior art and in particular a process for the preparation of azidoalkylamines to create which with relatively little effort good yields supplies.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Azidoalkylaminen gelöst, bei dem in der ersten Verfahrensstufe ein bifunktionelles Alkan, enthaltend zwei unterschiedliche nucleofuge Gruppen, mit einem Azid unter Abspaltung einer nucleofugen Gruppe zum noch die andere nucleofuge Gruppe enthaltenden Azidoalkan reagiert, und in der zweiten Stufe das die andere nucleofuge Gruppe enthaltende Azidoalkan mit einem primären oder sekundären Amin unter Abspaltung der zweiten nucleofugen Gruppe zum Azidoalkylamin reagiert.The The object is achieved by a process for the preparation of azidoalkylamines solved, in the first step, a bifunctional alkane, containing two different nucleofugic groups, with one azide with the splitting off of a nucleophilic group to the still other nucleofuge Group containing azidoalkane reacts, and in the second stage the azidoalkane containing the other nucleofugic group with a primary or secondary Amin reacted with elimination of the second nucleofugic group to Azidoalkylamin.
Unter einem bifunktionellen Alkan wird hier eine Verbindung verstanden, bei der jede der beiden nucleofugen Gruppen an eine primäre, sekundäre oder tertiäre Alkylgruppe gebunden ist und die beiden Alkylgruppen direkt miteinander verbunden oder über ein oder mehrere Zwischenglieder miteinander verbunden sind. Zwischenglieder Z können z.B. sein: gesättigte oder ungesättigte Kohlen wasserstoffketten, Arylgruppen, gesättigte oder ungesättigte Carbocyclen, die weiterhin Brückenglieder wie z.B. -O-, -S-, -C(=O)-, -CO2-, -SO2- und nicht reagierende Substituenten wie Ester-, Amid- oder Ethergruppen enthalten können.A bifunctional alkane is understood here to mean a compound in which each of the two nucleofugic groups is bonded to a primary, secondary or tertiary alkyl group and the two alkyl groups are directly connected to one another or connected to one another via one or more intermediate members. Intermediates Z may be, for example: saturated or unsaturated hydrocarbon chains, aryl groups, saturated or unsaturated carbocycles, which also bridge members such as -O-, -S-, -C (= O) -, -CO 2 -, -SO 2 - and not may contain reactive substituents such as ester, amide or ether groups.
Überraschend wurde gefunden, dass bei der Umsetzung des eine nucleofuge Gruppe enthaltende Azidoalkans mit einem primären oder sekundären Amin nicht das doppelt azidoalkylierte Produkt, sondern nahezu ausschließlich das gewünschte einfach azidoalkylierte Produkt entsteht. Weiterhin überraschend ist, dass das in der ersten Stufe gewonnene einfach azidoalkylierte Produkt (z.B. ein Azidochloralkan) mit einem primären oder sekundären Amin reagiert, ohne dass eine vorherige Austauschreaktion durchgeführt wird (z.B. die wenig nucleofuge Gruppe Chlor gegen eine reaktivere Gruppe wie Iod ausgetauscht wird).Surprisingly, it has been found that, in the reaction of the azidoalkane containing a nucleofugic group with a primary or secondary amine, not the doubly azidoalkylated product is formed, but almost exclusively the desired azido-alkylated product is formed. It is furthermore surprising that the simple azidoalkylated product (for example an azidochloroalkane) obtained in the first stage reacts with a primary or secondary amine without a prior exchange reaction being carried out (for example the few nucleofuge group chlorine is exchanged for a more reactive group such as iodine).
Schematisch
lässt sich
der Reaktionsablauf wie folgt darstellen (bifunktionelles Alkan
enthält
hier als Zwischenglieder nur unverzweigte, gesättigte Kohlenwasserstoffketten,
zweite Stufe alternativ mit einem primären oder sekundären Amin): mit:
G1 = nucleofuge Gruppe 1
G2 =
nucleofuge Gruppe 2
n = natürliche
Zahl von 1 bis 20, bevorzugt von 2 bis 10, besonders bevorzugt von
3 bis 6.
M = Metall, bevorzugt einwertiges Metall wie Li, Na,
K, Rb, Cs; im Falle eines mehrwertigen Metalls ist die Formel MN3 entsprechend anzupassen, z.B. M(N3)2 im Falle eines
2-wertigen Metalls wie Ba, Zn, oder M(N3)3 im Falle eines 3-wertigen Metalls wie Al; M = Ammonium,
auch mit organischen Substituenten, wobei bis zu vier H-Atome des
Ammoniumions durch (auch verschiedene) organische Reste (wie Methyl,
Ethyl, Propyl, Butyl, Benzyl) substituiert sein können, z.B.
(NH4)+, (NMe3H)+, (NEt3H)+, (NBu4)+ oder (NMe3CH2Ph)+;
oder substituiertes Metall oder Halbmetall, z.B. MN3=
SiMe3N3, SnBu3N3, AlEt2N3.
R, R' = Alkylreste mit
1 bis 20, bevorzugt 2 bis 10, besonders bevorzugt 3 bis 6 C-Atomen oder funktionalisierte Alkylreste
entsprechender Kettenlänge,
wobei R und R' auch
zu einem Ring verbunden sein können,
mit z.B. folgenden funktionellen Gruppen (beispielhafte, nicht einschränkende Aufzählung):
Amin,
-OR1 mit {R1 = H, Alkyl,
Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Heterocyclus, -C(=O)R2,
-C(=S)R2 mit [R2 =
Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Heterocyclus, Alkoxy, Aryloxy, Heterocyclyloxy,
-NR3R4 mit (R3 und R4 unabhängig voneinander
= H, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Heterocyclus, wobei R3 und R4 auch zu
einem Ring verknüpft
sein können),
-SR5 mit (R5 = Alkyl,
Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Heterocyclus)]},
-NR6R7 mit R6 und R7 unabhängig
voneinander = R1 wie zuvor definiert und
zusätzlich
-SO2R5, wobei R6 und R7 auch zu
einem Ring verknüpft
sein können;
-N=CR8R9 mit R8 und R9 unabhängig voneinander
= R2 wie zuvor definiert, wobei R8 und R9 auch zu
einem Ring verknüpft
sein können,
-SR10 mit R10 = R1 wie zuvor definiert aber ohne H;
-C(=O)R11, -C(=O)C(=O)R11,
-C(=NOR3)R11, -SOR11, -SO2R11, -P(=O)R11R12 mit R11 und R12 = R2 wie zuvor
definiert und zusätzlich
-OH;
-BR13R14 mit
R13 und R14 unabhängig voneinander
= R5, OR3, NR3R4 wie zuvor definiert;
-SiR15R16R17 mit
R15, R16 und R17 unabhängig
voneinander = R5, OR3;
-SnR18 3 mit R18 = Alkyl;
-F; -CN; -N3;
-NO2;
Alkenyl, Alkinyl, Aryl oder Heterocyclus.Schematically, the reaction sequence can be represented as follows (bifunctional alkane here contains as intermediates only unbranched, saturated hydrocarbon chains, second stage alternatively with a primary or secondary amine): With:
G 1 = nucleofugic group 1
G 2 = nucleofugic group 2
n = natural number from 1 to 20, preferably from 2 to 10, particularly preferably from 3 to 6.
M = metal, preferably monovalent metal such as Li, Na, K, Rb, Cs; in the case of a polyvalent metal, the formula MN 3 should be adapted accordingly, eg M (N 3 ) 2 in the case of a divalent metal such as Ba, Zn or M (N 3 ) 3 in the case of a trivalent metal such as Al; M = ammonium, also with organic substituents, where up to four H atoms of the ammonium ion can be substituted by (also different) organic radicals (such as methyl, ethyl, propyl, butyl, benzyl), eg (NH 4 ) + , (NMe 3 H) + , (NEt 3 H) + , (NBu 4 ) + or (NMe 3 CH 2 Ph) + ; or substituted metal or semimetal, for example MN 3 = SiMe 3 N 3 , SnBu 3 N 3 , AlEt 2 N 3 .
R, R '= alkyl radicals having 1 to 20, preferably 2 to 10, particularly preferably 3 to 6 C atoms or functionalized alkyl radicals of corresponding chain length, where R and R' can also be linked to form a ring having, for example, the following functional groups (exemplary , non-limiting list):
Amin,
-OR 1 with {R 1 = H, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, heterocycle, -C (= O) R 2 , -C (= S) R 2 with [R 2 = alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, Heterocycle, alkoxy, aryloxy, heterocyclyloxy, -NR 3 R 4 with (R 3 and R 4 independently of one another = H, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, heterocycle, where R 3 and R 4 may also be linked to a ring), -SR 5 with (R 5 = alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, heterocycle)]},
-NR 6 R 7 with R 6 and R 7 independently of one another = R 1 as defined above and additionally -SO 2 R 5 , where R 6 and R 7 may also be linked to form a ring;
-N = CR 8 R 9 with R 8 and R 9 independently of one another = R 2 as defined above, where R 8 and R 9 can also be linked to form a ring,
-SR 10 with R 10 = R 1 as previously defined but without H;
-C (= O) R 11 , -C (= O) C (= O) R 11 , -C (= NOR 3 ) R 11 , -SOR 11 , -SO 2 R 11 , -P (= O) R 11 R 12 with R 11 and R 12 = R 2 as previously defined and additionally -OH;
-BR 13 R 14 with R 13 and R 14 independently = R 5 , OR 3 , NR 3 R 4 as previously defined;
-SiR 15 R 16 R 17 with R 15 , R 16 and R 17 independently = R 5 , OR 3 ;
-SnR 18 3 with R 18 = alkyl;
-F; -CN; -N 3 ; NO 2 ;
Alkenyl, alkynyl, aryl or heterocycle.
Alternativ
kann als bifunktionelles Alkan auch eine zu folgender allgemeinen
Formel gehörende
Verbindung eingesetzt werden: mit RII,
RIII, RIV und RV = unabhängig
voneinander H, Alkyl, Aryl, untereinander auch zum Ring verknüpft;
Z
= gesättigte
oder ungesättigte
Kohlenwasserstoffketten mit 1 bis 20 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 4
C-Atome, Arylgruppen, gesättigte
oder ungesättigte
Carbocyclen, die weiterhin Brückenglieder
wie -O-, -S-, -C(=O)-, -CO2-, -SO2- und nicht reagierende Substituenten, wie
Ester-, Amid- oder Ethergruppen. Z kann auch wegfallen, dann sind
die beiden C-Atome in obiger Formel unmittelbar miteinander verbunden.Alternatively, a compound belonging to the following general formula can be used as the bifunctional alkane: with R II , R III , R IV and R V = independently of one another H, alkyl, aryl, are also linked to one another in the ring;
Z = saturated or unsaturated hydrocarbon chains having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, aryl groups, saturated or unsaturated carbocycles, which further bridge members such as -O-, -S-, -C (= O) -, - CO 2 -, -SO 2 - and non-reactive substituents, such as ester, amide or ether groups. Z can also be omitted, then the two C atoms in the above formula are directly connected.
Nucleofuge Gruppen (Substituenten) können z.B. sein: Chlorid, Bromid, Iodid oder Sulfonate (wie z.B. Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, p-Toluolsulfonat). Die nucleofuge Gruppe mit der höheren Reaktivität wird im ersten Reaktionsschritt (Verfahrensstufe) durch die Azidgruppe substituiert, während die nucleofuge Gruppe mit der niedrigeren Reaktivität erst im zweiten Reaktionsschritt (Verfahrensstufe) durch das primäre oder sekundäre Amin substituiert wird. Beispiele für bifunktionelle Alkane sind 1-Brom-2-chlorethan, 1-Brom-3-chlorpropan, 1-Brom-3-chlor-2-methylpropan, 1-Brom-4-chlorbutan, 1-Brom-5-chlorpentan, 1-Brom-6-chlorhexan, 2-Brom-1-chlorpropan, 1-Brom-3-chlor-2,2-dimethoxypropan, 1-Chlor-3-iodpropan, 1-Chlor-4-iodbutan, 1-Chlor-5-iodpentan, 1-Chlor-6-iodhexan, p-Toluolsulfonsäure-2-chlorethylester, Methansulfonsäure-2-chlorethylester, p-Toluolsulfonsäure-3-chlorpropylester. Ein Beispiel für ein bifunktionelles Alkan mit Arylzwischenglied ist 2-(Chlormethyl)-benzylbromid.nucleofugic Groups (substituents) can e.g. chloride, bromide, iodide or sulfonates (such as methanesulfonate, Trifluoromethanesulfonate, p-toluenesulfonate). The nucleofugic group with the higher Reactivity is in the first reaction step (process step) by the azide group substituted while the nucleofugic group with the lower reactivity only in second reaction step (process step) by the primary or secondary Amine is substituted. Examples of bifunctional alkanes are 1-bromo-2-chloroethane, 1-bromo-3-chloropropane, 1-bromo-3-chloro-2-methylpropane, 1-bromo-4-chlorobutane, 1-bromo-5-chloropentane, 1-bromo-6-chlorohexane, 2-bromo-1-chloropropane, 1-bromo-3-chloro-2,2-dimethoxypropane, 1-chloro-3-iodopropane, 1-chloro-4-iodo-butane, 1-chloro-5-iodopentane, 1-chloro-6-iodohexane, p-toluenesulfonic acid 2-chloroethyl ester, Methane sulfonic acid 2-chloroethyl, p-toluenesulfonic acid-3-chlorpropylester. An example for a bifunctional alkane with aryl intermediate is 2- (chloromethyl) benzyl bromide.
Bevorzugt wird die erste Stufe des Verfahrens in einem polaren Lösungsmittel durchgeführt, wie z.B. Formamid, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Diethylenglycol, Methanol, Aceton oder Wasser. Es können auch Mischungen dieser Lösungsmittel, insbesondere von einem organischen Lösungsmittel und Wasser verwendet werden. Bevorzugt enthält eine solche Mischung höchstens 30 Gew-% Wasser. Besonders bevorzugt sind solche Lösungsmittel, in denen sowohl das bifunktionelle Alkan als auch das Azid mindestens mit 1 Gew.-% löslich sind.Prefers becomes the first step of the process in a polar solvent carried out, such as. Formamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulphoxide, Diethylene glycol, methanol, acetone or water. It can too Mixtures of these solvents, used in particular by an organic solvent and water become. Preferably contains such a mixture at most 30% by weight of water. Particularly preferred are such solvents, where both the bifunctional alkane and the azide are at least with 1 wt .-% soluble are.
Das noch eine nucleofuge Gruppe enthaltende Azidoalkan kann – muss aber nicht – gereinigt werden, bevor es mit dem primären oder sekundären Amin zum Azidoalkylamin reagiert. Bevorzugt wird die Zwischenverbindung mit einem unpolaren Lösungsmittel aus dem polaren Lösungsmittel der ersten Stufe extrahiert. Besonders bevorzugt ist dabei eine Zugabe von Wasser nach der Zugabe des unpolaren Lösungsmittels.The but one must still contain a nucleofugic-containing azidoalkane not cleaned Be it with the primary before or secondary Amin reacts to Azidoalkylamin. The intermediate compound is preferred with a nonpolar solvent from the polar solvent extracted the first stage. Particularly preferred is a Addition of water after the addition of the nonpolar solvent.
Bevorzugt wird im zweiten Verfahrensschritt das primäre oder sekundäre Amin im Überschuss eingesetzt. Besonders bevorzugt beträgt der Überschuss 1 bis 5000 mol-%, bei Monoaminen bevorzugt 10 bis 100 mol-% und bei mehrwertigen Aminen, wie Diaminen, bevorzugt 100 bis 1000 mol-%. Insbesondere, wenn es sich bei dem primären Amin um ein Diamin handelt und nur eine Aminogruppe azidoalkyliert werden soll, wird ein Überschuss des Diamins eingesetzt oder dieses gleichzeitig als Lösungsmittel verwendet. Bevorzugt wird vor, während oder nach der Umsetzung mit dem Amin Wasser zugegeben, bzw. ein wasserhaltiges Amin eingesetzt. Die bei der Reaktion vorhandene Wassermenge beträgt bevorzugt 5 bis 90 Gew.-% der Gesamtmenge von Amin und Wasser, besonders bevorzugt 15 bis 50 Gew.-%.Prefers in the second process step, the primary or secondary amine in excess used. Particularly preferably, the excess is from 1 to 5000 mol%, in the case of monoamines, preferably 10 to 100 mol% and in the case of polybasic amines, such as diamines, preferably 100 to 1000 mol%. Especially if it is at the primary Amine is a diamine and azidoalkylated only one amino group is going to be a surplus of the diamine or this at the same time as a solvent uses. Preference is given during or after the reaction with the amine added to water, or a hydrous amine used. The existing in the reaction Amount of water is preferably 5 to 90% by weight of the total amount of amine and water, especially preferably 15 to 50 wt .-%.
Zur Isolierung des Azidoalkylamins kann dieses extraktiv mit einem unpolaren Lösungsmittel vom überschüssigen Diamin abgetrennt und destilliert werden. Das Azidoalkylamin kann durch Zusatz einer Säure als Salz gefällt und durch Umkristallisieren weiter gereinigt werden. Insbesondere N-(Azidoalkyl)-diaminoalkane können so aufgearbeitet werden. Bevorzugt wird das Azidoalkylamin dabei fraktioniert gefällt, indem zunächst das überschüssige, nicht umgesetzte Amin mit der dafür benötigten Menge Säure gefällt und abgetrennt wird, bevor das Azidoalkylamin mit Säure gefällt wird.to Isolation of azidoalkylamine may be this extractive with a nonpolar solvent from the excess diamine be separated and distilled. The Azidoalkylamin can by Addition of an acid as Salt like and further purified by recrystallization. Especially N- (azidoalkyl) -diaminoalkane can to be worked up in this way. The azidoalkylamine is preferably included here like fractional, by first the excess, unreacted Amin with that required Amount of acid like and separated before acid precipitation of the azidoalkylamine.
Das erhaltene Azidoalkylamin kann als freie Base, als Salz der Säure, die bei der Umsetzung in der zweiten Stufe freigesetzt wird, oder als Salz der Fällung mit einer Säure durch Chromatografie gereinigt werden.The Azidoalkylamin obtained as the free base, as a salt of the acid, the released in the second stage reaction, or as Salt of the precipitate with an acid be purified by chromatography.
Das erhaltene Azidoalkylamin kann auch destillativ abgetrennt und/oder gereinigt werden.The Azidoalkylamin obtained can also be separated by distillation and / or getting cleaned.
Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:Of the The invention is further illustrated by the following examples:
Beispiel 1: Herstellung von N-(4-Azidobutyl)-1,3-diaminopropan unter Zugabe von Wasser und fraktionierte Fällung als N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat Example 1: Preparation of N- (4-azidobutyl) -1,3-diaminopropane with addition of water and fractional precipitation as N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate
Zu
27,1 g Natriumazid in 455 ml Dimethylsulfoxid wurden bei Raumtemperatur
65 g 1-Brom-4-chlorbutan dosiert. Nach Rühren über Nacht bei Raumtemperatur
entstand eine Suspension, die mit 250 ml Hexan und mit 455 ml Wasser
versetzt wurde. Nach der Phasentrennung wurde die wässrige Phase
mit weiteren 125 ml Hexan extrahiert. Die vereinigten organischen
Phasen wurden mit 250 ml Wasser gewaschen und mit 140,5 g 1,3-Diaminopropan
versetzt. Nach dem Zudosieren von 40 ml Wasser wurde das Hexan bei
35 °C im
Vakuum abdestilliert und die Mischung weitere 5 Stunden bei 35 °C gerührt. Die
erkaltete Reaktionsmischung wurde nacheinander mit 390 ml und 130
ml Toluol extrahiert. Es wurden 515,5 g Toluolextrakt erhalten.
Aus 250 g der Toluolphase wurde der Hauptteil des 1,3- Diaminopropans entsprechend
dem analytisch bestimmten Gehalt durch Zusatz von 16,9 g Methansulfonsäure als
1,3-Propandiammoniumbismethansulfonat fraktioniert gefällt. Der
Feststoff wurde abfiltriert und mit 30 ml Toluol gewaschen und getrocknet.
Es wurden 24,2 g eines farblosen Feststoffes erhalten, der 0,9 Gew.-%
N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat enthielt. Aus
den vereinigten Filtraten wurden durch Zudosieren von 22,3 g Methansulfonsäure das
Hauptprodukt gefällt,
abfiltriert und mit 30 ml Toluol und zweimal mit je 30 ml Isopropanol
gewaschen. Nach dem Trocknen des Feststoffes wurden 39,6 g N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat
als farbloser Feststoff mit einer Reinheit von 98,2 Gew.-% (58 %
Ausbeute) erhalten. Aus dem Filtrat konnten durch Ansäuern auf
pH 3 mit weiteren 7,7 g Methansulfonsäure, Filtrieren, Waschen des
Feststoffes mit Toluol und Isopropanol und Trocknen weitere 11,5
g Produkt mit einem Gehalt von 80,6 Gew.-% (14 % Ausbeute) N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat
gewonnen werden.
300 MHZ- 1H-NMR (CD3OD): δ =
1,65-1,74 (m, 2H); 1,76-1,86 (m, 2H); 2,05-2,16 (m, 2H); 2,73 (s,
6H); 3,05-3,17 (m, 6H); 3,41 (t, 2H).
IR (KBr):
Schmelzpunkt
(DSC): 115 °C;
Zersetzung (DSC): 217 °C
(Onset).To 27.1 g of sodium azide in 455 ml of dimethyl sulfoxide were added at room temperature 65 g of 1-bromo-4-chlorobutane. After stirring overnight at room temperature, a suspension was formed, which was treated with 250 ml of hexane and 455 ml of water. After phase separation, the aqueous phase was extracted with a further 125 ml of hexane. The combined organic phases were washed with 250 ml of water and treated with 140.5 g of 1,3-diaminopropane. After the metered addition of 40 ml of water, the hexane was distilled off at 35 ° C in vacuo and the mixture stirred for a further 5 hours at 35 ° C. The cooled reaction mixture was extracted successively with 390 ml and 130 ml of toluene. 515.5 g of toluene extract were obtained. From 250 g of the toluene phase, the main part of the 1,3-diaminopropane was fractionally precipitated according to the analytically determined content by the addition of 16.9 g of methanesulfonic acid as 1,3-Propandiammoniumbismethansulfonat. The solid was filtered off and washed with 30 ml of toluene and dried. There was obtained 24.2 g of a colorless solid containing 0.9% by weight of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate. The main product was precipitated from the combined filtrates by metered addition of 22.3 g of methanesulfonic acid, filtered off and washed with 30 ml of toluene and twice with 30 ml of isopropanol each time. After drying the solid, 39.6 g of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate were obtained as a colorless solid having a purity of 98.2% by weight (58% yield). By acidification to pH 3 with another 7.7 g of methanesulfonic acid, filtration, washing of the solid with toluene and isopropanol and drying, a further 11.5 g of product containing 80.6% by weight (14% yield) were obtained from the filtrate. N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate.
300 MHz 1 H-NMR (CD 3 OD): δ = 1.65-1.74 (m, 2H); 1.76-1.86 (m, 2H); 2.05-2.16 (m, 2H); 2.73 (s, 6H); 3.05-3.17 (m, 6H); 3.41 (t, 2H).
IR (KBr):
Melting point (DSC): 115 ° C; Decomposition (DSC): 217 ° C (onset).
Warnung: Das aus dem Hexanextrakt durch Abdestillieren des Lösungsmittels isolierte 1-Azido-4-chlorbutan weist eine extrem hohe Zersetzungsenergie von 4000 J/g auf und ist schlagempfindlich!Warning: The hexane extract by distilling off the solvent Isolated 1-azido-4-chlorobutane has an extremely high decomposition energy of 4000 J / g and is shock sensitive!
Beispiel 2: Herstellung von N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiamin unter Zugabe von Wasser und Fällung als N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonatExample 2: Preparation of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediamine with the addition of water and precipitation as N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate
Zu 27,1 g Natriumazid in 260 ml Dimethylsulfoxid wurden bei Raumtemperatur 65 g 1-Brom-4-chlorbutan dosiert. Nach zweistündigem Rühren bei Raumtemperatur entstand eine Suspension, die mit 260 ml Hexan und mit 260 ml Wasser versetzt wurde. Nach der Phasentrennung wurde die wässrige Phase mit weiteren 130 ml Hexan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit 260 ml Wasser gewaschen und mit 140,4 g 1,3-Diaminopropan versetzt. Nach dem Zudosieren von 40 ml Wasser wurde das Hexan bei 35 °C im Vakuum abdestilliert und die Mischung weitere 4 Stunden bei 35 °C. gerührt. Die erkaltete Reaktionsmischung wurde nacheinander mit 390 ml und 130 ml Toluol extrahiert und das Produkt aus der Toluolphase durch Zusatz von 120 g Methansulfonsäure gefällt. Der Feststoff wurde mit 130 ml Isopropanol gewaschen und mit 730 ml heißem Isopropanol extrahiert. Aus dem abgekühlten Extrakt kristallisierten 69,4 g (56 % Ausbeute) N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat als farbloser Feststoff mit einer Reinheit von 95 %. Das Produkt konnte durch Umkristallisieren aus Isopropanol/Wasser weiter gereinigt werden.To 27.1 g of sodium azide in 260 ml of dimethylsulfoxide were added at room temperature 65 g of 1-bromo-4-chlorobutane metered. After two hours of stirring at room temperature a suspension which is mixed with 260 ml of hexane and with 260 ml of water has been. After phase separation, the aqueous phase was further 130 extracted hexane. The combined organic phases were washed with Washed 260 ml of water and treated with 140.4 g of 1,3-diaminopropane. After metering in 40 ml of water, the hexane was at 35 ° C in vacuo distilled off and the mixture for a further 4 hours at 35 ° C. touched. The cooled reaction mixture was successively with 390 ml and 130 Toluene extracted and the product from the toluene phase by addition of 120 g of methanesulfonic acid like. The solid was washed with 130 ml of isopropanol and with 730 ml of hot Extracted isopropanol. Crystallized from the cooled extract 69.4 g (56% yield) of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate as a colorless solid with a purity of 95%. The product could be further purified by recrystallization from isopropanol / water become.
Beispiel 3: Herstellung von N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiamin unter Verwendung von wasserhaltigem 1,3-Diaminopropan und Fällung als N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonatExample 3: Production of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediamine using hydrous 1,3-diaminopropane and precipitation as N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate
Zu 1,9 g Natriumazid in 20 ml Dimethylsulfoxid wurden bei Raumtemperatur 5 g 1-Brom-4-chlorbutan dosiert. Nach Rühren bei Raumtemperatur über Nacht entstand eine Suspension, die mit 20 ml Hexan und mit 20 ml Wasser versetzt wurde. Nach der Phasentrennung wurde die wässrige Phase mit weiteren 20 ml Hexan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit 20 ml Wasser gewaschen und zu 9,7 g 1,3-Diaminopropan, welches ca. 20 Gew.-% Wasser enthielt, gegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt, auf 35 °C erwärmt, das Hexan im Vakuum abdestilliert und die Mischung weitere 4 Stunden bei 35 °C gerührt. Die erkaltete, trübe Lösung wurde zweimal mit je 10 ml Toluol extrahiert und das Produkt aus der Toluolphase durch Zusatz von 5,4 g Methansulfonsäure fraktioniert gefällt. Der Feststoff wurde mit Acetonitril gewaschen und aus 50 ml Isopropanol umkristallisiert. Es wurden 6,0 g (56 % Ausbeute) N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat als farbloser Feststoff mit einer Reinheit von 98,4 % erhalten.5 g of 1-bromo-4-chlorobutane were added at room temperature to 1.9 g of sodium azide in 20 ml of dimethyl sulfoxide. After stirring at room temperature overnight, a suspension was formed, which was treated with 20 ml of hexane and 20 ml of water. After phase separation, the aqueous phase was washed with an additional 20 ml of hexane extracted. The combined organic phases were washed with 20 ml of water and added to 9.7 g of 1,3-diaminopropane, which contained about 20 wt .-% water. The mixture was stirred for 1 hour at room temperature, heated to 35 ° C, the hexane distilled off in vacuo and the mixture stirred for a further 4 hours at 35 ° C. The cooled, turbid solution was extracted twice with 10 ml of toluene and the product from the toluene phase by the addition of 5.4 g of methanesulfonic fractionally precipitated. The solid was washed with acetonitrile and recrystallized from 50 ml of isopropanol. There was obtained 6.0 g (56% yield) of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate as a colorless solid having a purity of 98.4%.
Beispie1 4: Herstellung von N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiamin und Fällung als N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonatExample 4: Production of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediamine and precipitation as N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate
Zu 8 g Natriumazid in 80 ml Dimethylsulfoxid wurden bei 35 °C 20 g 1-Brom-4-chlorbutan dosiert. Nach zweistündigem Rühren bei 35°C entstand eine Suspension, die nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur mit 77 ml Hexan und mit 77 ml Wasser versetzt wurde. Nach der Phasentrennung wurde die wässrige Phase mit weiteren 40 ml Hexan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit 80 ml Wasser gewaschen und mit 43,2 g 1,3-Diaminopropan versetzt. Die Mischung wurde auf 35 °C erwärmt, das Hexan im Vakuum abdestilliert und die Mischung weitere 4 Stunden bei 35 °C gerührt. Hierbei kristallisierte ein farbloser Feststoff aus. Die erkaltete Mischung wurde zweimal mit je 40 ml Toluol behandelt und dabei der hauptsächlich aus 1,3-Propandiaminhydrochlorid bestehende Feststoff abgetrennt. Das Produkt wurde aus der Toluolphase durch Zusatz von 21,5 g Methansulfonsäure gefällt. Der Feststoff wurde nacheinander mit 25 ml Toluol und 50 ml Isopropanol gewaschen und in 450 ml heißem Isopropanol aufgenommen. Die unlöslichen Bestandteile wurden abfiltriert. Nach dem Erkalten des Filtrates wurden hieraus 19,8 g (56 % Ausbeute) N-(4-Azidobutyl)-1,3-propandiammoniumbismethansulfonat als farbloser Feststoff mit einer Reinheit von 90,8 % erhalten und durch Umkristallisieren aus Isopropanol weiter gereinigt.To 8 g of sodium azide in 80 ml of dimethyl sulfoxide were metered at 35 ° C 20 g of 1-bromo-4-chlorobutane. After two hours stir at 35 ° C A suspension was formed which, after cooling to room temperature with 77 ml of hexane and with 77 ml of water was added. After the phase separation became the watery Phase extracted with another 40 ml of hexane. The combined organic Phases were washed with 80 ml of water and with 43.2 g of 1,3-diaminopropane added. The mixture was warmed to 35 ° C, the hexane distilled off in vacuo and the mixture stirred for a further 4 hours at 35 ° C. This crystallized a colorless solid. The cooled mixture was twice treated with 40 ml of toluene and the main of 1,3-propanediamine hydrochloride existing solid separated. The product was passed through the toluene phase Addition of 21.5 g of methanesulfonic acid like. The solid was washed successively with 25 ml of toluene and 50 ml of isopropanol washed and in 450 ml of hot Isopropanol added. The insoluble Ingredients were filtered off. After cooling the filtrate From this, 19.8 g (56% yield) of N- (4-azidobutyl) -1,3-propanediammonium bismethanesulfonate were obtained obtained as a colorless solid with a purity of 90.8% and further purified by recrystallization from isopropanol.
Beispiel 5: Herstellung von 4-Azidodibutylaminhydrochlorid Example 5: Preparation of 4-azidodibutylamine hydrochloride
Zu
10 g Natriumazid in 175 ml Dimethylsulfoxid wurden bei 25 bis 28 °C 25 g 1-Brom-4-chlorbutan
dosiert. Nach Rühren über Nacht
bei Raumtemperatur wur de die Mischung mit 100 ml Hexan und 175 ml
Wasser versetzt, die abgetrennte wässrige Phase mit 50 ml Hexan
extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit 100 ml Wasser
gewaschen. Es wurden 113,4 g einer Lösung von 1-Azido-4-chlorbutan in Hexan erhalten. 17,5
g dieser Lösung
wurden mit 3,3 g Butylamin und 10 ml Ethanol versetzt und das Hexan
bei 30 °C
im Vakuum abdestilliert. Nach vierstündigem Rühren bei 30 °C wurde die
Reaktionsmischung im Vakuum eingeengt und 4-Azidodibutylammoniumhydrochlorid
durch Säulenchromatografie
an Kieselgel mit Dichlormethan/Methanol gereinigt. Es wurden 1,3
g (28 % Ausbeute) 4-Azidodibutylammoniumhydrochlorid als farbloser
Feststoff erhalten.
300 MHZ- 1H-NMR
(CD3OD): δ =
1,00 (t, 3H); 1,37-1,48 (m, 2H); 1,62-1,76 (m, 6H); 2,90-2,98 (m,
4H); 3,39 (t, 2H).
IR (KBr):
300 MHZ- 1 H-NMR (CD 3 OD): δ = 1.00 (t, 3H); 1.37-1.48 (m, 2H); 1.62-1.76 (m, 6H); 2.90-2.98 (m, 4H); 3.39 (t, 2H).
IR (KBr):
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