DE1193944B

DE1193944B - Verfahren zur Herstellung von 2-Mercapto-pyridin-1-oxydderivaten

Info

Publication number: DE1193944B
Application number: DEO6920A
Authority: DE
Inventors: Jack Rockett
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1958-08-26
Filing date: 1959-08-13
Publication date: 1965-06-03
Also published as: US2932647A; NL242639A; GB908638A; BE581827A; NL108061C; FR1235741A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07d

Deutsche Kl.: 12 ρ -1/01

1193 944
O6920IVd/12p
13. August 1959
3. Juni 1965

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer 2-Mercaptopyridin-l-oxydderivate der allgemeinen Formel

C₅H₄N ( > O) S · CHR'AR

in der R ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, R' ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe oder eine halo genierte niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und A ein Schwefel- oder Sauerstoffatom bedeutet, und deren Hydrohalogeniden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß 2-Mercaptopyridin-l-oxyd oder ein Mercaptid desselben mit einer Verbindung der allgemeinen Formel

XCHR'AR"

in der X ein Halogenatom und R" einen Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet und R' und A die obigen Bedeutungen haben, oder, falls R ein Wasserstoffatom bedeutet, mit Formaldehyd in Gegenwart von Halogenwasserstoff umgesetzt wird, worauf das Produkt als freie Base bzw. als halogenwasserstoffsaures Salz derselben gewonnen wird.

Das 2-Mercaptopyridin-l-oxyd besitzt die Strukturformel

Verfahren zur Herstellung von 2-Mercaptopyridin-1-oxydderivaten

Anmelder:

Olin Mathieson Chemical Corporation,

New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Kühl, Patentanwalt,

Hamburg 36, Esplanade 36 a

Als Erfinder benannt:

Jack Rockett, Metuchen, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. August 1958
(757 201)

-SH

Ψ
O

2-Mercaptopyridin-l-oxyd

und der 2-Pyridyl-l-oxydrest C₅H₄N (-> obigen Formel die Konstitution

2-Pyridyl-l-oxydrest

Die Umsetzung geht leicht vonstatten und läßt sich in einer Anzahl verschiedener Reaktionsmedien durchführen, von denen Aceton oder Dioxan bevorzugt werden, wenn man mit einem Mercaptid von 2-Mercaptopyridin-l-oxyd arbeitet.

Die Umsetzung mit 2-Mercaptopyridin-l-oxyd als freier Säure läßt sich in einem nichtpolaren Lösungsmittel durchführen. Die halogenwasserstoffsauren Salze werden auf diese Weise in guter Ausbeute gewonnen. Benzol wird als Medium für diese Reaktion bevorzugt; man kann jedoch auch mit anderen inerten organischen Lösungsmitteln, z. B. Äthylendichlorid, arbeiten. Man kann jedes halogenwasserstoffsaure Salz darstellen; die Hydrochloride und die Hydrobromide werden jedoch bevorzugt.

35 Die unter die allgemeine Formel XCHR'AR" fallenden, für die obige Umsetzung verwendeten I _m (J₆₁- a-Halogenäther oder -thioäther können z. B. hergestellt werden, indem man eine Suspension von Paraformaldehyd in einem geeigneten Alkohol oder Mer-

captan mit einem Strom von gasförmigem Chlorwasserstoff behandelt, wobei die folgende Umsetzung stattfindet:

RAH + CH₂O + HCl > RACH₂Cl + H₂O

in der R und A die obigen Bedeutungen haben.

«-Chloräther lassen sich auch nach anderen Methoden, z. B. durch Chlorieren von aliphatischen Äthern, darstellen. So kann man «,^,jS'-Trichlordiäthyläther nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 853 528 herstellen. Beispiele für andere, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare «-Halogenäther sind «,jS-Dichlordiäthyläther, Chlormethylvinyläther und

009 078/401

ajjS./S'-Trichlordiisopropyläther. Die entstehenden «-Chloräther oder -thioäther können für die Herstellung von Mono- oder Dithioformalen oder -acetalen gemäß der Erfindung verwendet werden.

Die Herstellung der Verbindungen XCHR'AR" ist nicht Gegenstand der Erfindung.

Einige besondere Beispiele für erfindungsgemäß herstellbare Verbindungen, geeignete Reaktionsteilnehmer zur Umsetzung mit 2-Mercaptopyridin-l-oxyd unter Bildung der neuen Verbindungen und die entsprechenden Reste R und R' sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

	Reaktionsteilnehmer	A	R(R")	R'	Produkt
1	CH₂O + HCl	O	H—	Η	C₅H₄N O O) SCH₂OH S-Hydroxymethyl^-mercaptopyridin-l-oxyd
2	CH₈SCH₂J	S	CH₃-	Β	C₅H₄N O O) SCH₂SCH₃ S-2-(Pyridyl-1 -oxyd)-S'-methyldithiof ormal
3	C₂H₅SCH₈Br	S	C₂H₅—	Η—	C₅H₄NOO)SCH₂SC₂H₅ S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-S'-äthyldithioformal
4	4-CIC₆H₄SCH₂Cl	S	4-ClC₆H₄-	H—	C₅H₄N O O) SCH₂SC₆H₄Cl-4 S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-S'-4-chlorphenyldithio- formal
5	C₆H₅CH₂SCH₂Cl	S	C₆H₅CH₂—	H—	C₅H₄N O O) SCH₂SCH₂C₆H₅ S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-S'-benzyldithioformal
6	C₂H₆OCHClCH₃	O	C₂H₅—	CH₃-	C₅H₄N O O) SCH(CH₃)OC₂H₅ S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-äthylmonothioacetal
7	CH₂:CHOCH₂C1	O	CH₂ :CH—	H—	C₅H₄N O O) SCH₂OCHiCH₂ S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-vinylmonothioformal
8	CICH₂Ch₂OCHCICH₂CI	O		ClCH₂-	C₅H₄N O O) SCH(CH₂CI)OCH₂Ch₂CI S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-2-chloräthylmono- thiomonochloracetal

Außerdem kann R' auch eine /^jö-Dichloräthyl-jIsopropyl-, n-Amvl- oder andere niedrige Alkylgruppe oder halogenierte niedrige Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein. R kann auch ein Allyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, sek. Butyl-, tert. Butyl-, 2-Äthylhexyl-, n-Dodecyl-, n-Octadecyl-, Phenyl-, o-Brombenzyl-, Cyclohexyl- oder ein anderer Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen sein.

Die erfindungsgemäß darstellbaren Verbindungen sind in verdünntem Zustand als Schädlingsbekämpfungsmittel gewerblich verwertbar. Sie wirken als Bodenfungicide, Blattfungicide und Unkrautbekämpfungsmittel. Sie durchdringen den wachsartigen Überzug von Blättern und Früchten und besitzen daher eine länger andauernde fungicide Schutzwirkung als z. B. Metallsalze organischer Säuren einschließlich der Schwermetallsalze von 2-Mercaptopyridin-l-oxyd. Die Verbindungen werden vorteilhaft in Mengen von etwa 15 bis 80% mit beliebigen der als Streckmittel für Blattfungicide oder für die Bodenbehandlung üblichen Verdünnungsmittel angewandt, wobei sie im letzteren Falle die Aktivität der Bodenfungi hemmen. Die neuen Verbindungen sind öle oder kristalline feste Körper und werden zweckmäßig auf einem inerten feinteiligen Feststoff dispergiert und in Staubform zur Anwendung gebracht. Geeignete feste Träger hierfür sind Ton, Talkum, Bentonit sowie andere an sich bekannte Träger (vgl. F r e a r, »Chemistry of Insecticides, Fungicides and Herbicides«). Die Verbindungen können auch in einem flüssigen Träger entweder in Lösung in einem Lösungsmittel oder in Suspension in einem Nichtlösungsmittel, z. B. Wasser, versprüht werden. Wenn sie als Suspension angewandt werden, setzt man geeignete Netz- oder Dispergiermittel zu, z. B. solche vom Typ der Ligninsulfonate oder Ester von Natriumisäthionat. Die erfindungsgemäß darstellbaren Verbindungen können auch mit Trägern vermischt werden, die selbst aktiv sind, wie mit anderen Parasiticiden, Herbiciden und Düngemitteln.

Beispiel 1

S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-methyl-monothioformal

Ein Kolben wurde mit 300 ecm Dioxan und 44,8 g (0,3 Mol) des Natriumsalzes von 2-Mercaptopyridinl-oxyd beschickt. Bei einer Temperatur von 27° C beginnend, wurden tropfenweise 24,2 g (0,3 Mol) Chlormethyl-roethyläther zugesetzt. Es wurde Wärme entwickelt, und um die Temperatur zwischen 25 und 30⁰C zu halten, wurde von Zeit zu Zeit im Eisbad gekühlt. Nach beendetem Zusatz wurde das Gemisch 1 Stunde auf 55° C erhitzt und dann gekühlt. Nach dem FiI-trieren wurde das Dioxan bei vermindertem Druck abdestilliert. Es hinterblieben 45,1 g S-(2-Pyridyl-loxyd)-O-methylmonothioformal als klares dunkelgelbes Öl von mittlerer Viskosität. Ausbeute = 87,8 %.

Analyse für C₇H₈NO₂S:

Berechnet ... S 18,72% N 8,19%;
gefunden ... S 17,67% N 8,32%.

Die Verbindung wurde auf ihre Wirksamkeit als Bodenfungicid untersucht, indem von den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten pathogenen Fungi Agarkulturscheiben von 5 mm Durchmesser auf Petrischalen mit Kartoffel-Dextrose-Agarplatten ge-

setzt wurden, die 10, 100 bzw. 1000 Teile je Million an dem zu untersuchenden chemischen Stoff enthielten. Die Platten wurden dann 48 Stunden bei 20⁰C bebrütet, wobei auf Vergleichsplatten ohne Chemikalienzusatz ein zufriedenstellendes Wachstum der Fungi 5 erfolgte. Dann wurde das Wachstum der Fungi auf den Testplatten beobachtet, und die Ergebnisse wurden verzeichnet. »0« bedeutet kein Wachstum, d. h. Abtötung der Fungi; »—« bedeutet Wachstum nur aus dem ursprünglichen Impfkeim, mithin eine ausgesprochene hemmende Wirkung auf das Pilzwachstum, jedoch keine Abtötung des Pilzes; »+« bedeutet keine Hemmung des Pilzwachstums und daher keinen ausgesprochen hemmenden Effekt des zu prüfenden chemischen Stoffes. Testorganismus

	S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-	0	10^s
Testorganismus	O-methylmonothioforma] Teile je Million	I	0
	10 j 10²	0	0
Armillaria melea	₊	0	0
Fusarium solani	1	0	0
F. oxysporum F. lycopersici	+	0	0
Phytophthora cactorum ...	4-	0	0
Phytophthora cinnamoni ..	—	0	0
Phytophthora citrophthora		-Ι	0
Phytium aphanidermatum .	—	Ο	—
Phytium ultimum		—	0
Rhizoctonia solani		0	0
Sclerotinia sclerotiorum ...	—	+	0
Sclerotium rolfsii		0
Streptomyces scabies ......
Verticillium albo-atrum ...	+

30

35

Diese Werte zeigen den vollständigen Erfolg der Bekämpfung sämtlicher Fungi bei einer Konzentration von 1000 Teilen je Million, einen fast vollständigen Erfolg bei 100 Teilen je Million und einen Teilerfolg bei der niedrigen Konzentration von 10 Teilen je Million dieses fungiciden Mittels.

S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-	10	10²	10^!
O-n-propylmonothio-	0	0	0
	0	0	0
formal,	0	0	0
	0	0	0
Teile je Million	0	0	0
0	0	0
0	0	0
0	0	0
	—	0
0	0	0
0	0	0
0	0	0
0	0	0

Beispiel 2
S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-n-propylmonothioformal

Ein Kolben wurde mit 300 ecm Dioxan und 44,8 g (0,3 Mol) des Natriumsalzes von 2-Mercaptopyridin-1-oxyd beschickt. 32,6 g (0,3 Mol) Chlormethyl-n-propyläther wurden tropfenweise zugesetzt. Durch zeitweilige Kühlung im Eisbad wurde die Temperatur auf 20 bis 30° C gehalten. Dann wurde der Kolbeninhalt 3 Stunden auf 55 bis 60°C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und das Dioxan von dem FiI-trat abdestilliert, wobei 51,4 g eines braunen Öles als Rückstand hinterblieben. Dies bedeutet eine 86,2 %ige Ausbeute an S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-n-propylmonothioformal.

Analyse für C₉H₁₃NO₂S:

Berechnet ... S 16,08%, N 7,03%;
gefunden ... S 17,41 %, N 8,15%.

Dieses Fungicid wurde nach Beispiel 1 mit den folgenden Ergebnissen untersucht:

Armillaria melea

Fusarium solani

F. oxysporum F. lycopersici
Phytophthora cactorum ...
Phytophthora cinnamoni ..
Phytophthora citrophthora
Pythium aphanidermatum .

Pythium ultimum

Rhizoctonia solani

Sclerotinia sclerotiorum ...

Sclerotium rolfsii

Streptomyces scabies

Verticillium albo-atrum ...

Diese Werte zeigen einen praktisch vollkommenen Erfolg der Bekämpfung sämtlicher untersuchten Fungusarten bereits bei einer Konzentration von 10 Teilen je Million.

Beispiel 3
S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-2-äthyhnonothiochloracetal

Ein Kolben wurde mit 44,8 g (0,3 Mol) des Natriumsalzes von 2-Mercaptopyridin-l-oxyd und 300 ecm Dioxan beschickt. Während des tropfenweisen Zusatzes von 42,8 g (0,3 Mol) «,ß-Dichloräthyläthyläther wurde der Kolben von Zeit zu Zeit im Eisbad gekühlt. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf 5O⁰C erwärmt und 4 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und das Dioxan unter vermindertem Druck abdestilliert. Es hinterblieben 48,5 g eines klären roten Öles. Ausbeute = 69,3%.

Beispiel 4

S-Hydroxymethyl-2-niercaptopyridin-l-oxyd-Hydrochlorid

Eine Lösung von 38,1 g (0,3 Mol) 2-Mercaptopyridin-l-oxyd in 250 ecm Äthylendichlorid wurde mit 9,0 g (0,3 Mol) Paraformaldehyd versetzt. Die Suspension wurde im Eisbad gekühlt, und es wurde 4 Stunden gasförmiger Chlorwasserstoff eingeleitet.

Es bildete sich ein schwerer Niederschlag, der abfiltriert und getrocknet wurde. Der blaß elfenbeinfarbene kristalline Stoff wog 56,9 g; Ausbeute = 98,0 %. Das Produkt war S-Hydroxymethyl-2-mercaptopyridin-1-oxyd-Hydrochlorid; F. = 101 bis 108°C.

Analyse für C₆H₈ClNO₂S:

Berechnet ... Cl 18,35%, C37,2 %, H4,13%;
gefunden ... Cl 18,32%, C36,57%, H4,31%.

Beispiel 5

S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-0-n-dodecylmonothioformal

0,20 Mol des Natriumsalzes von 2-Mercaptopyridinl-oxyd wurden in 500 ecm Aceton suspendiert. Im Verlaufe von 14 Minuten wurden bei 24 bis 31⁰C 0,20 Mol Chlormethyl-n-dodecyläther zugesetzt. Das Gemisch wurde 2V₂ Stunden am Rückflußkühler gekocht und heiß filtriert, wodurch das als Nebenprodukt

entstandene Natriumchlorid entfernt wurde. Nach dem Kühlen des Filtrats wurden 0,175 Mol rohes n-Dodecylthioformal erhalten; Ausbeute = 88 %, F- = 73 bis 77 ⁰C. Durch Umkristallisieren aus Isopropyläther wurden 0,117 Mol Produkt gewonnen; F. =78 bis 79,5⁰C.

Analyse:

Theoretisch ... S 9,84%;

gefunden S 10,31%.

Beispiel 6
S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-äthylmonothioformal

Gemäß Beispiel 5 wurde das Natriumsalz von 2-Mercaptopyridin-1-oxyd mit Chlormethyl-äthyläther umgesetzt. Die Ausbeute an S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-äthylmonothioformal betrug 97%; F. = 62 bis 66⁰C. Das Produkt enthielt 19,0% Schwefel, während der theoretische Wert 17,3 % beträgt.

Beispiel 7
S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-isopropylmonothioformal

Nach Beispiel 5 wurde das Natriumsalz von 2-Mercaptopyridin-1-oxyd mit Chlormethyl-isopropyläther umgesetzt. Die Ausbeute an S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-isopropylmonothioformal betrug 90%· Das Produkt war ein öl und enthielt 16,5% Schwefel, während der theoretische Wert 16,1% beträgt. ten bei Raumtemperatur mit 0,25 Mol Chlormethylisooctyläther versetzt. Das Gemisch wurde 2 Stunden auf 6O⁰C gehalten und dann auf 1O⁰C gekühlt, wobei Kristallisation erfolgte. Durch Abfiltrieren wurden 0,109 Mol S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-isooctylmonothioformal-Hydrochlorid gewonnen; F. = 75 bis 76⁰C. Beim Einengen des Filtrats auf sein halbes Volumen fielen weitere 0,09 Mol an, was eine Gesamtausbeute von 80% bedeutet.

Analyse

Theoretisch

gefunden

S 10,5%;
S 10,5%.

Beispiel 11

S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-S'-n-propyldithioformal-Hydrochlorid

Gemäß Beispiel 10 wurde 2-Mercaptopyridin-l-oxyd mit Chlormethyl-n-propylsulfid umgesetzt. Die Ausbeute an S-^-PyridyH-oxyd^S'-n-propyldithioformal-Hydrochlorid betrug 68% der Theorie; F. = 97,5 bis 99°C.

Analyse für C₉Hi₄NOS₂Cl:
Berechnet ... S 25,45%, N 5,56%;
gefunden ... S 24,32%, N 5,29%.

Beispiel 8
S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-n-octadecylmonothioformal

Gemäß Beispiel 5 wurde das Natriumsalz von 2-Mercaptopyridin-1-oxyd mit Chlormethyl-n-octadecyläther umgesetzt. Die Ausbeute an S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-O-n-octadecylmonothioformal betrug 63 %· D^as Produkt war ein fester Stoff; F. = 90 bis 93 ⁰C. Es enthielt 8,1% Schwefel, was dem theoretischen Wert entspricht.

Beispiel 9
S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-S'-methyldithioformal

Gemäß Beispiel 5 wurde das Natriumsalz von 2-Mercaptopyridin-1-oxyd mit Chlormethyl-methylsulfid umgesetzt. Die Ausbeute an S-(2-Pyridyl-l-oxyd)-S'-methyldithioformal betrug 63%; das Produkt war ein fester Körper; F. = 106 bis 107° C. Es enthielt 34,1 % Schwefel, während der theoretische Wert 34,2% beträgt.

Beispiel 10

S-(2-Pyridyl-l -oxyd)-O-isooctylmonothiof ormal-Hydrochlorid

Eine Lösung von 0,25 Mol 2-Mercaptopyridin-loxyd in 400 g Benzol wurde im Verlaufe von 30 Minu-

55

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von 2-Mercaptopyridin-1-oxyd-derivaten der allgemeinen Formel

C₅H₄N C > O)S- CHR'AR

in der R ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, R' ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe oder eine halogenierte niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und A ein Schwefel- oder Sauerstoffatom bedeutet, und deren Hydrohalogeniden, dadurch gekennzeichnet, daß 2-Mercaptopyridin-loxyd oder ein Mercaptid desselben mit einer Verbindung der allgemeinen Formel XCHR'AR", in der X ein Halogenatom und R" einen Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet und R' und A die obigen Bedeutungen haben, oder, falls R ein Wasserstoffatom bedeutet^, mit Formaldehyd in Gegenwart von Halogenwasserstoff umgesetzt wird, worauf das Produkt als freie Base bzw. als halogenwasserstoffsaures Salz derselben gewonnen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 742 476.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Versuchsbericht ausgelegt worden.

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