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Verfahren zur Herstellung von 2-Halogenthiazolcarbonsäurehalogeniden
der aromatischen Reihe Von den 4 möglichen 2-Chlorbenzthiazolcarbonsäurechloriden
wird in der Literatur nur das 2-Chlorbenzthiazol-5-carbonsäurechlorid erwähnt. Im
Beispiel 3 der französischen Patentschrift 673 622 (s. deutsche Patentschrift 516
998) wird angegeben, daß durch Einwirkung von etwas mehr als 2 Mol Phosphorpentachlorid
auf 2-Merkaptobenzthiazol-5-carbonsäure das 2-Chlorbenzthiazol-5-carbonsäure chlorid
entsteht. Dies entspricht nicht den Tatsachen, denn unter den angegebenen Bedingungen
wird eine Verbindung erhalten, die an Stelle der erwarteten 13,80/0 Schwefel 280/o
Schwefel enthält.
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Es wurde nun gefunden, daß 2-Halogenthiazolcarbonsäurehalogenide
der aromatischen Reihe hergestellt werden können, wenn Triazole, die einen aromatischen
Kern mit einer Carboxylgruppe und in 2-Stellung eine Oxy- oder Merkaptogruppe aufweisen,
mit Phosphorpentahalogeniden in Gegenwart der entsprechenden Oxyhalogenide und von
mindestens einem Äquivalent eines N-Alkylpyrrolidons oder vor allem N-Dialkylformamids
oder N-Dialkylthioformamids bei Temperaturen von mindestens 90"C behandelt werden.
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Als N-Alkylpyrrolidon ist vor allem N-Methylpyrrolidon zu erwähnen.
Ganz besonders vorteilhaft ist aber die Verwendung N-dialkylierter Formamide, wie
Dimethyl-, Diäthylformamid oder der entsprechenden Thioformamide.
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Als Thiazolcarbonsäuren der aromatischen Reihe, die in 2-Stellung
eine Oxy- oder Merkaptogruppe aufweisen, können diejenigen der Diphenyl- oder der
Naphthalinreihe und vor allem die in 2-Stellung entsprechend substituierten Benzthiazol-5-,
-6- und -7-carbonsäuren erwähnt werden.
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Die Umsetzung führt man zweckmäßig in offenem Gefäß oder unter Druck
bei Siedetemperatur des Reaktionsgemisches durch. Die Menge des zu verwendenden
N-Dialkylformamids kann in weiten Grenzen variiert werden, darf aber nicht unter
einem Äquivalent (berechnet auf die Menge der eingesetzten Säure) gewählt werden,
da eine vollständige Ersetzung der Merkaptogruppe in 2-Stellung durch elll llalogclultom
erst von diesem Mengenverhältnis an geschieht.
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Die erfindungsgemäß erhaltenen Carbonsäurehalogenide sind wertvolle
Verbindungen. die in der organischen Chemie dank ihrer mehrfachen reaktionsfähigen
Stellen zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten finden. So können sie z. B. bei der
Farbstoffherstellung als Acylierungsmittel nützlich sein.
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In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts
anderes angegeben wird, Ge-
wichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Zwischen
Gewichts- und Volumteilen besteht das gleiche \ crllällnlo wie zwiscllell dem Gramm
und dem Kubikzentimeter. (Für die Verfahren zur Herstellung der Ester wird ein Schutz
nicht begehrt.) Beispiel 1 3.5 Teile 2 - Merkaptobenzthiazol - 6 - carbonsäure werden
mit 11 Teilen Phosphorpentachlorid. 70 Teilen PhosphoroxWychlorid und 8 Teilen Dimethylformamid
versetzt und 3 Stunden bei 105"C verrührt. Das überschüssige Phosphoroxychlorid
wird im Vakuum abdestilliert und der entstehende Rückstand dreimal mit je 75 Teilen
wasserfreiem, etwa 80"C warmem Benzol extrahiert. Das durch Abdestillieren des Benzols
aus den vereinigten Benzollösungen erhaltene rohe Säurechlorid kann durch Kristallisation
aus Ligroin bei Gegenwart von Aktivkohle gereinigt werden.
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Das in vorzüglicher Ausbeute erhaltene 2-Chlorbenzthiazol - 6 - carbonsäurechlorid
kristallisiert in langen farblosen Nadeln, die bei 151 C schmelzen.
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Der durch Verkochen in Methanol erhaltene 2-Chlorbenzthiazol-6-carbonsäuremethylester
schmilzt bei 131"C und zeigt einen Chlorgehalt von 15,5ovo (berechnet für CsH602NSCl:
15,570/0).
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Wird in diesem Beispiel, 1. Absatz, an Stelle von Dinei liylfoniinm
id Dime!hyltli ioformamid angewandt, so erhält man mit ebenso guter Ausbeute das
gleiche Endprodukt.
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Wird in diesem Beispiel, 1. Absatz, ohne Dimethylformamid gearbeitet,
so erhält man ein bei 183 bis 1840C schmelzendes Carbonsäurechlorid, dessen Methylester
der Formel
(Schmp. 229 bis 230°C) einen Schwefelgehalt von 29.70% besitzt.
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Wird in diesem Beispiel, 1. Absatz, 1 Äquivalent (1.25 Teile) Dimethylformamid
eingesetzt, so erhält man ebenfalls das 2-Chlorbenzthiazol-6-carbonsäure-
chlorid,
während bei Verwendung von nur einem halben Äquivalent (0,6 Teile) Dimethylformamid
als Endprodukt das Monosulfiddicarbonsäuredichlorid erhalten wird, dessen Dimethylester
der Formel
bei 225 C schmilzt. Schwefelgehalt: 23,1 0/o.
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Die als Ausgangsstoff verwendete 2-Merkaptobenzthiazol-6-carbonsäure
kann in nicht beanspruchter Weise wie folgt hergestellt werden: 3,8 Teile 5-Carboxy-L-
aminothiophenol -hydro chlorid werden in 30 Teilen Äthanol (75%ig), welches 1,72
Teile Natriumhydroxyd enthält. gelöst. mit 3,1 Teilen Schwefelkohlenstoff versetzt
und 12 Stunden unter Rückfluß verkocht. Die auf 10°C abgekühlte Lösung wird mit
Eisessig auf pH = 4 gestellt und der ausgeschiedene Niederschlag abgesaugt. mit
wenig Äthanol gewaschen und getrocknet. Die in vorzüglicher Ausbeute erhaltene 2-Merkaptobenzthiazol-6-carbonsäure
bildet kleine weiße Kristalle. welche bei 313"C unter Zersetzung schmelzen.
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Bei spiel 2 3.5 Teile 2 - Merkaptobenzthia701 - 5 -cal-hollsäure
werden wie im Beispiel 1, 1. Absatz, mit Phosphorp.nla.lllol-ld ln l'lloSphoroxychlorid
und Dimethylformamid umgesetzt. Das in sehr guter Ausbeute erhaltene 2-Chlorbenzthiazol
- 5 - carbonsäurechlorid kristallisiert aus Ligroin in farblosen langen Nadeln,
die bei 131"C schmelzen.
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Der durch Verkochen in Methanol erhaltene Methylester schmilzt bei
151 bis 153"C und zeigt einen Chlorgehalt von 15.90% (berechnet für C9H6O2NSCl:
15.57010).
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Wird in diesem Beispiel, 1. Absatz, ohne Dimethylformamid gearbeitet,
so wird ein bei 260"C schmelzendes Dicarbonsäuredichlorid erhalten (Dimethylester.
Schmp. 262°C).
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Wird in diesem Beispiel, 1. Absatz, mit einem halben Äquivalent Dimethylformamid
gearbeitet. so wird ein bei 247"C schmelzendes Monosulfidodicarbonsäuredichlorid
erhalten (Dimethylester, Schmp. 245 bis 246°C).
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Beispiel 3 3.5 Teile 2- Merkaptobenzthiazol - 7 - carbonsäure werden
wie im Beispiel 1, 1. Absatz, mit Phosphorpentachlorid in Phosphoroxychlorid und
Dimethylformamid umgesetzt. Das in sehr guter Ausbeute erhaltene 2- Chlorbenzthiazol
- 7- carbonsäurechlorid
kristallisiert aus Ligroin in farblosen langen Nadeln, die
bei 124"C schmelzen.
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Wírd In diesem Beispiel. 1. Absatz. ohne Dimethylformamid gearbeitet,
so wird ein bei 222 bis 727"C schmelzendes Dicarbonsäuredichlorid erhalten (Dimethylester,
Schmp. 213 bis 215°C).
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Wird in diesem Beispiel, 1. Absatz, mit einem halben Äquivalent Dimethylformamid
gearbeitet, so wird ein bei 253 bis 255"C schmelzendes Monosulfidodicarbonsäuredichlorid
erhalten (Dimethylester. Schmp. 198°C).
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Die als Ausgangsstoff verwendete 2-Merkaptobenzthiazol-7-carbonsäure
kann in nicht beanspruchter Weise wie folgt hergestellt werden: 4 Teile 2-Amino-7-carbäthoxybenzthiazol
(R. P.
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V e lt m a n, »Ukrain. Khim. Zhur.«, Bd. 22, 1956, S. 363) werden
in der Lösung von 18 Teilen Kaliumhydroxyd in 18 Teilen Wasser suspendiert und 10
Stunden unter Rückfluß gekocht. Die entstandene Lösung wird abgekühlt, vorsichtig
mit 8,5 Volumteilen konzentrierter Salzsäure abgestumpft, mit der Mischung von 75
Teilen Äthanol und 40 Teilen Wasser verdünnt, mit 6,2 Teilen Schwefelkohlenstoff
versetzt, 12 Stunden bei 65°C gerührt, filtriert, abgekühlt und mit Eisessig auf
pH = 4 gestellt. Die dabei ausgeschiedene 2-Merkaptobenzthiazol-7-carbonsäure wird
abgesaugt, mit wenig Äthanol gewaschen und getrocknet. Sie stellt ein kristallisches
Produkt dar, das bei 321 bis 322"C unter Zersetzung schmilzt.
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Beispiel 4 3,2 Teile 2-Oxybenzthiazol-6-carbonsäure werden mit 11
Teilen Phosphorpentachlorid. 70 Teilen Phosphoroxychlorid und 8 Volumteilen Dimethylformamid
gemäß Beispiel 1 versetzt und aufgearbeitet.
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Man erhält 2,0 Teile 2-Chlorbenzthiazol-6-carbonsäurechlorid vom Schmelzpunkt
151"C.
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Wird diese Umsetzung ohne Dimethylformamid durchgeführt, so erhält
man ein Säurechlorid von unbekannter Konstitution, das aus Benzol umkristallisiert
bei 333"C schmilzt, während das 2-Hydroxybenzthiazol-6-carbonsäurechlorid bei 175"C
unter Zersetzung schmilzt.
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Das Ausgangsmaterial, die 2-Oxybenzthiazol-6-carbonsäure, wird in
nicht beanspruchter Weise wie folgt hergestellt: 2,1 Teile 5-Carboxy-2-aminothiophenol-hydrochlorid
werden mit Pyridin angefeuchtet. Die geleeartige Mischung wird mit 1,4 Teilen Chlorameisensäureäthylester
versetzt, auf 90"C Badtemperatur erhitzt, 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten,
abgekühlt und mit 10 Volumteilen 50°/0igem Alkohol verdünnt.
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Die entstandene Suspension wird abgesaugt. Der Rückstand wird mit
wenig Wasser, verdünnter Salzsäure und wieder Wasser gewaschen und getrocknet.
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Ausbeute: 1.6 g. Aussehen: weißes Pulver. Schmelzpunkt aus einer Mischung
von Eisessig-Dimethylformamid (5 :1): 350 bis 352"C.
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Beispiel 5 3.5 Teile 2 - Merkaptobenzthiazol - 6 - carbonsäure werden
mit 11 Teilen Phosphorpentachlorid, 70 Teilen Phosphoroxychlorid und 8 Volumteilen
Dimethylthioformamid versetzt und 3 Stunden bei 105"C verrührt. Das Reaktionsprodukt
wird gemäß Beispiel 1 isoliert. Man erhält 2,5 Teile 2-Chlorbenzthiazol - 6 - carbonsäurechlorid
vom Schmelzpunkt 1510C.
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Beispiel 6 3,5 Teile 2 - Merkaptobenzthiazol - 6 - carbonsäure werden
mit 11 Teilen Phosphorpentachlorid, 70 Teilen Phosphoroxychlorid und 8 Volumteilen
N-Methylpyrrolidon versetzt und 3 Stunden bei 105"C verrührt. Das Reaktionsprodukt
wird gemäß Beispiel 1 isoliert. Man erhält 2,1 Teile 2-Chlorbenzthiazol-6-carbonsäurechlorid
vom Schmelzpunkt 151"C.
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Beispiel 7 3.9 Teile 2-Merkapto-4-(4'-Carboxyphenyl)-thiazol werden
mit 11 Teilen Phosphorpentachlorid, 70 Teilen Phosphoroxychlorid und 8 Volumteilen
Dimethylformamid versetzt und 3 Stunden bei 105"C verrührt. Das Reaktionsprodukt
wird gemäß Beispiel 1 isoliert. Man erhält 1,2 Teile 4-(2'-Chlor-4'-thiazolyl)-benzoylchlorid.
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Der Schmelzpunkt beträgt 1300C mit Zersetzung.
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Schmelzpunkt des Methylesters: 141 bis 142"C. Die Beilsteinprobe des
Methylesters ist stark positiv.
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Beispiel 8 1.5 Teile der Verbindung der Formel
werden mit 4,8 Teilen Phosphorpentachlorid. 18 Volumteilen Phosphoroxychlorid und
4 Volumteilen Dimethylformamid versetzt und 3 Stunden bei 105"C verrührt. Das überschüssige
Phosphoroxychlorid wird im Vakuum vollständig abdestilliert und der entstehende
Rückstand dreimal mit je 60 ml wasserfreiem. etwa 800C warmem Benzol in Gegenwart
von etwas Aktivkohle extrahiert. Das durch Abdestillieren des Benzols aus den vereinigten
Benzollösungen erhaltene rohe Säurechlorid kann durch Kristallisation aus Ligroin
bei Gegenwart von
Aktivkohle gereinigt werden. Ausbeute: 1,0 Teil Die neue Verbindung
entspricht der Formel
und schmilzt bei 178 bis 179"C. Der Methylester schmilzt bei 144 bis 145"C. Die
Beilsteinprobe und der Schwefel- und Stickstoffgehalt des Methylesters sind stark
positiv.
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Das Ausgangsmaterial zu dieser Reaktion kann in nicht beanspruchter
Weise wie folgt hergestellt werden: Die Lösung von 2,3 Teilen 5-Nitro-6-chlornaphthoesäure-(1)
und 0,71 Teilen Natriumhydroxyd in 12,5 Teilen Wasser wird mit der heißen Lösung
von 6,3 Teilen kristallisiertem Natriumsulfid und 2,35 Teilen pulverisiertem Schwefel
in 6,5 Teilen Wasser versetzt. 2 Stunden bei 93 bis 94"C gerührt, auf 40"C abgekühlt,
mit 3,0 Teilen Schwefelkohlenstoff versetzt. 15 Stunden bei 60"C gerührt. auf Zimmertemperatur
abgekühlt und durch eine Glasnutsche filtriert. Das Filtrat wird mit 17,5 Volumteilen
Eisessig angesäuert. Der dabei ausgefallene Niederschlag wird abgesaugt, mit etwas
Wasser gewaschen und in der Lösung von 3,0 Teilen wasserfreiem Natriumcarbonat in
45 Teilen Wasser heiß (75"C) aufgelöst. Die erhaltene Lösung wird durch einen Faltenfilter
heiß filtriert, abgekühlt und mit 10 Volumteilen Eisessig angesäuert. Die entstehende
Suspension wird auf 55"C erwärmt und warm abgesaugt. Der Rückstand wird neutral
gewaschen und im Vakuum bei 60"C getrocknet. Ausbeute: 1,6 Teile.
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Aussehen: grauschwarzes Pulver. Zersetzungspunkt: 348 bis 350"C.