DE1257131B

DE1257131B - Verfahren zur Herstellung von Thiocarbaminsaeureestern

Info

Publication number: DE1257131B
Application number: DEF43500A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Grigat; Dr Rudolf Puetter
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1964-07-18
Filing date: 1964-07-18
Publication date: 1967-12-28
Also published as: BE665682A

Description

,UNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int Cl

C07c

C07d

Deutsche Kl. 12o-17/01

Nummer 1257 131

Aktenzeichen. F 43500 IV b/12 ο

Anmeldetag 18 Juli 1964

Auslegetag 28 Dezember 1967

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Thiocarbaminsaureestern gefunden, das dann besteht, daß man Cyansäureester der allgemeinen Formel I

R (OCN)_x (I)

m der R einen mit elektronenanziehenden Atomen oder Gruppen substituierten Alkylrest oder einen gegebenenfalls substituierten aromatischen oder heterocyclischen Rest und χ die Zahlen 1 bis 3 bedeutet, bei Temperaturen von —20 bis ■+ 150⁰C, Vorzugsweise -10 bis ^80^cC, mit schwefelhaltigen Verbindungen dei allgemeinen Foimel II

SH

HX — C — Y =

X = C

(H)

worin X fur O, S, NH oder NR' und Y fur R', OR', NH₂, NHR' oder NR'₂ steht, wobei R' einen gegebenenfalls substituierten aliphatischen oder aroma- ao tischen Rest bedeutet, in Gegenwart eines Losungsmittels und gegebenenfalls m Anwesenheit einer Saure oder Base umsetzt und aus dem Reaktionsgemisch den Thiocarbaminsäureester und gegebenenfalls auch die als Nebenprodukte entstandenen Nitrile, Cyanamide, Carbodiimide oder Thioanhydnde dei allgemeinen Formel III

O(S) CKS) Z—C—S—C—Z

(III)

worin Z R' oder OR' ist und R' die vorstehend angegebene Bedeutung hat, abtrennt

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Thiocarbaminsäureester haben die allgemeine Verfahren zur Herstellung von
Thiocarbammsaureestern

Anmelder

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt

Dr Ernst Gngat, Koln-Stammheim,

Dr Rudolf Putter, Dusseldorf

Formel

O — C — NH₂ r

in der R und χ die voi stehend angegebene Bedeutung haben

Als elektronenanziehende Substituenten der Alkylgruppen kommen besonders folgende Reste in Frage Halogen, Acyl-, Keton-, Cai bonsaure-, Carbonester, Sulfonsaure, Sulfonsäureester-, Nitro-, Cyano- und Acetylenreste, besonders in a- oder /3-Stellung zum Sauerstoffatom

Die aromatischen oder heterocyclischen Reste können als Substituenten tragen Alkyl-, Aryl-, Alkylamino-, Acylamino, Nitro, Halogen, Alkoxy, Aroxy, Acyloxy, Carbonyl-, Carboxyl-, -ester, -amid, Sulfonyl-, -ester, -amid, Acyl-, Cyano, Rhodanid, Alkylmercapto, Arylmercapto, Acylmercapto

Das Verfahren der Erfindung wird durch die folgenden, beispielhaften Formelschemas erläutert

o,s,

ROCN + 2HS — C — R'

S /O(S) \

R — O — C — NH₂ + S I C — R'I₂

ROCN + H₂N-C-R'

R —O —C —NH, + R' — CN

ROCN + H₂N-C —N

Il
R-O-C-NH₂ + NC — N

709 710/612

ROCN + R'HN —C-NHR'-S

Il

ROCN + HS —C-OR'

R-O-C-NH₂ + R' — N = C = N- R' S / S \

Il

R-O-C-NH₂ + Sic —OR 1

Die als Ausgangsverbindungen verwendeten Cyansäureester können gemäß eigenen alteren Vorschlagen ₎₀ (deutsche Patentschriften 1 195 764 und 1 201 839) durch Umsetzung von hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen mit Halogencyamden bei Temperaturen vorzugsweise unterhalb +65⁰C, gegebenenfalls in einem Losungsmittel in Gegenwart einer Base, hergestellt werden

Es können fur das Verfahren der Erfindung folgende Cyansäureester eingesetzt werden

Phenylcyanat, Mono- und Polyalkylphenylcyanate, wie 3-Methyl-, 4-Isododecyl-, 4-Cyclohexyl-, 2-tert Butyl-, 3-TnfJuormethyl-, 2,4-Dimethyl-, 3,5-Dimethyl-, 2,6-Diathyl-, 4-Allyl-2-methoxy-phenylcyanat, Arylphenylcyanate, wie 4-Cyanatodiphenyl, 4,4'-Biscyanatodiphenyl, Dialkylaminophenylcyanate, wie 4-Dimethylammo-, 4-Dimethylamino-3-methyl-phenylcyanat, Acylaminophenylcyanate, wie Acetylammophenylcyanat, Nitrophenylcyanate, wie 4-Nitro-, 3-Nitro-, 4-Nitro-3-nitro-6-methyl-phenylcyanat, Halogenphenylcyanate, wie 2-Chlor-, 3-Chlor-, 4-Chlor, 2,4-Dichlor-, 2,6-Dichlor-, 3-Biom-, 2-Chlor-6-methyl-phenylcyanat, Cyanatophenylcarbonsaure-, -ester, -amide, wie 4-Cyanatobenzoesaure, 2-Cyanatobenzoesaureathylester, 2-Cyanatobenzoesauremorphohd und -diathylamid, Cyanatophenylsulfonsaure, -ester, -amide, wie 4-Cyanatobenzolsulfonsaure, Alkoxyphenylcyanate, wie 2-Methoxy-, 3-Methoxy-, 4-Isopropoxy-phenylcyanat, Phenoxyphenylcyanate, wie 4-Cyanatodiphenylather, Acyloxyphenylcyanate, wie 3-Acetoxyphenylcyanat, Acylphenylcyanate, wie 4-Acetylphenylcyanat, Cyanophenylcyanate, wie 2,3-Dicyano-l,4-dicyanatobenzol, a- und /?-Naphtylcyanat, AnthracLinylcyanate, wie 1,4-Dicyanatoanthrachmon, Chinolincyanate, wie 5-Cyanatochmolin, Cyanatopyrazole, wie S-Cyanato-l-phenyl-S-methyl-pyrazol, 1,4-Phenylendicyanat, 1,5-Naphthylendicyanat, 1,3,5-Tricyanatobenzol, 4,4'-Biscyanatodiphenyldimethylmethan, 4,4'-Biscyanatodiphenyl-cyclohexan-l.l^^'-Biscyanato-dinaphtyl, 4-methylmercaptophenylcyanat, 3-N ,N-Dimethylcarbamylphenylcyanat, und die Cyansäureester folgender Alkohole β,β,β - Tnchlorathanol, β,β,β - Trifluorathanol, ß,ß, /J-Tnbromathanol, Butm-(2)-diol-l,4, Acetylaceton (Enolform reagiert), Acetessigester(Enolform), Cyclohexen-(l)-ol-(l)-on-(3), Hydroxyaceton, 2-Nitroathanol, /5,/J-Dichloratnanol, Hydroxyacetonitnl, Hydroxyessigsaureathylester

Als schwefelhaltige Verbindungen der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel II können beispielsweise verwendet werden

Thioessigsaure, Thiobenzoesaure, Dithioessigsauie, Dithiobenzoesaure, Thioessigsaureamid, Thiobenzoesauieamid, Thioharnstoff, Methylthioharnstoff, N^-Dimethylthioharnstoff.N^'-Dimethylthioharnstoff, Phenylthiohainstoff, N,N'-Diphenylthiohamstoff, Xanthogensaureathylester

Als Losungsmittel kommen inerte organische Losungsmittel, wie Äther, Ketone, Nitrile, Estei, Amide, aromatische und aliphaüsche, gegebenenfalls halogenierte oder nitrierte Kohlenwasserstoffe sowie Alkohole oder Wasser in Betracht

Das Verfahien der Erfindung wird bei Temperaturen zwischen 20 und - 150 C durchgeführt Man fuhrt die Reaktion so aus, daß man vorzugsweise in einem flussigen Mittel die Ausgangsstoffe vereinigt und gegebenenfalls erhitzt Die Thiocarbaminsauieester fallen häufig aus, in anderen Fallen erhalt man sie nach Einengen des Losungsmittels

Im allgemeinen wird ohne Zusatz einei Saure oder Base gearbeitet Es kann jedoch eine Zugabe von Sauren wie HCl, H2SO1 odei Basen wie NaCH, NaOCH3, Triethylamin von Voiteil sein

Die nach dem Verfahren dei Erfindung hergestellten Verbindungen können zur Herstellung von Pharmazeutika verwendet werden bzw sind selbst pharmazeutisch wirksam, wie beispielsweise die Verbindung Cl₃C — CH₂ — OCS — NH₂

Beispiel 1

3,75 g (0,05 Mol) Thioacetamid werden bei 0 C zu einer Losung von 7,65 (0,05 Mol) 3-Chlor-phenylcyanat in 30 ml Methanol gegeben Nach Beendigung der Umsetzung wud das Losungsmittel und das gebildete Acetonitril abdestilliert Als Ruckstand erhalt man 9,3 g ( = 99% der Theorie) Thiocarbammsaure-O-(3-chlorphenyl)-ester der Formel

Cl

0 —C —NH,

vom F = 121 bis 122 C
C₇H₆ClNOS (187,5)

Berechnet

C 44,8, H 3,2, Cl 18,95, N 7,46, O 8,54, S 17,1, gefunden

C 44,72, H 3,42, Cl 19,6, N 7,47, O 8,23, S 17,1

Dei Mischschmelzpunkt mit dem nach Beispiel 2 (F 41 443 IVb/12 o) gewonnenen Produkt zeigte keine Erniedrigung

Beispiel 2

Entsprechend dem Beispiel 1 erhalt man bei 20 C aus 3,75 g (0,05 Mol) Thioacetamid und 8,88 g (0,05 Mol) 2-Methoxycarbonyl-phenylcyanat 10 g (— 95⁰Io der Theorie) Thiocarbaminsaure-O-(2-Methoxycarbonylphenyl)-ester der Formel

C - OCH,

O — C — NH₂ Schmelzpunkt 141 bis 143 C

C₉H₉NO₃S (211)

Berechnet

C 51,20, H 4,26, N 6,64, 0 22,70, S 15,19,
gefunden

C 51,28, H 4,29, N 6,82, 0 22,99, S 15,07

Beispiel 3

7,5 g (0,1 Mol) Thioacetamid werden bei 10 bis 20 ⁵C zu einer Losung von 8 g (0.05MoI) 1,4-Dicyanatobenzol in 70 ml Aceton gegeben Das Ο,Ο'-Bis-aminothiocarbonylhydi ochinon der Formel

H,N — C — O

Q-C-NH₂

fallt aus, wird abgesaugt und noch einmal mit Aceton ausgekocht

Ausbeute Ug(= 96,5% der Theorie) F 218 bis 220 C (Zersetzung)

Das IR-Spektrum ist mit dem des nach Beispiel 3 aus der deutschen Auslegeschnft 1 245 938 gewonnenen Produktes identisch

Beispiel 4

Entsprechend dem Beispiel 1 erhalt man aus Thioacetamid und /^,^-Tnchlorathylcyanat den Thiocarbam]nsaure-0-(iJ,/},/3-tnchlorathyl)-ester dei Formel

Cl₃C — CH₂ — O — C — NH₂

Ausbeute 10,1 g (- 97% dei Theorie) F
bis 99 C

IR Identisch mit nach Beispiel 6 aus deutscher Auslegeschnft 1 245 938 gewonnenem Produkt

Beispiel 5

Entsprechend dem Beispiel 3 erhalt man aus 3,75 g (0,05MoI) Thioacetamid und 8 g (0,05 Mol) 4-Acetyl-phenylcyanat in 50 m) Aceton bei 10 bis 12'C nach Abdestilheren des Losungsmittels und des gebildeten Acetonitnls. Verrühren des Ruckstandes mit Wasser, Absaugen und Trocknen 8,7 g (89,5% der Theorie) des Thiocarbaminsaure-O-(4-acetylphenyl)-esters der Formel

H,C —

— C — NH,

Beispiel 6

In eine Losung von 9 g (0,1 Mol) N-Methylthiohamstoffin 50 ml Methanol werden bei 20 bis 25 "C 15,3 g (0,1 Mol) 3-Chloi-phenylcyanat eingetropft Nach halbstündigem Nachruhren wird das Methanol unter vermindertem Diuck entfeint Der Ruckstand knstalhsieit nicht völlig durch Beim Absaugen wird ein öliger Bestandteil von dem kristallinen Produkt abgetrennt, letzteres aus Alkohol/H₂O umknstallisiert Man erhalt so Thiocai baminsaure-O-(3-chloi phenyl)-ester

Beispiel 1 F = 122^r C

Ausbeute 16,0g (= 85% der Theorie)

Beispiel 7

Entsprechend dem Beispiel 3 erhalt man aus N-Methylthioharnstoff und 1,4-Dicyanatobenzol in einer Mischung von Aceton und Methanol das Ο,Ο'-Bis-aminothiocarbonyl-hydrochinon wie im Beispiel 3 Das Produkt fallt aus und wird durch Absaugen gewonnen

Ausbeute. 9,5 g (= 83% der Theorie)

Beispiel 8

7,6 g (0,05 Mol) N-Phenylthioharnstoff weiden m 30 ml Methanol voigelegt, bei 20 bis 30"C 7,65 g (0,05 Mol) 3-ChloiphenyIcyanat zugegeben Nach Einengen des Losungsmittels bleiben 14,9 g eines ohg-festen Ruckstandes, aus dem der Thiocarbaminsäure - O - (3 - Chlorphenyl) - ester im Beispiel 1 gewonnen wird

F - 121 bis 122,5 ¹C

Beispiel 9

7,6 g (0,1 Mol) Thioharnstoff werden in 80 ml Aceton veriuhrt, 14,7 g (0,1 Mol) 2,4-Dimethylphenylcyanat zugegeben und 4 Stunden unter Ruckflußbedingungen erhitzt Das Aceton wird unter vermindeitem Druck entfernt 22,8 g Ruckstand bleiben kristallin zurück und werden mit 100 ml Wasser bei 60^cC extrahiert 17,7 g (- 98% der Theorie) des Thiocarbaminsäure - O - (2,4 - dimethylphenyD-esters der Formel

O — C — NH₂

bleiben zurück Schmelzpunkt 137 bis 138 C

Das Produkt ist identisch mit dem nach Beispiel 1 der deutschen Auslegeschrift 1 245 938 erhaltenen

Beispiel 10

30,4 g (0,4MoI) Thioessigsaure werden in 150 ml Petrolather verrührt und bei 10'C 29,4 g (0,2 Mol) 2.4-Dimethy]phenylcyanat zugetropft Nach kurzem Erhitzen untei Ruckflußbedingungen wird abgekühlt und kalt abgesaugt 28 g (= 77% der Theorie) des Thiocarbaminsaure-O-(2,4-dimethylphenyl)-esters der Formel

CH₃ ς

H₃C

O — C — NH,

vom Schmelzpunkt 138°C werden so erhalten
Vom Filtrat wird bei 80'C das Losungsmittel abdestilhert, dei Ruckstand (20 g) einer Vakuumdestillation unterworfen Man erhalt dabei 16 g (= 68% der Theorie) CH₃CO-S-CO-CH₃ Diacetylsulfid vom Siedepunkt 42 78 bis 79¹C
60

Beispiel 11

8 g Kahumxanthegonat werden in HaO/Alkohol gelost Bei 0 bis +2⁰C werden 3,70 g 2,4-Dimethylphenylcyanat zugegeben 8,7 g KHSO4, gelost in Wasser, werden dann bei 0⁰C langsam zugetropft Es fallt ein gelbes öl aus, das durch Aufnahme in Äther und Abdampfen des Äthers isoliert wird,

H₃C

O — C — NH₂

vom Schmelzpunkt 139 ⁰C kristallin ab

Beim Abkühlen des Filtrats fallt dann das Xanthogensaureanhydnd,

S S

Il Il

H₅C₂ — O — C — S — C — O — C₂H₅

Ausbeute 48°/o der Theone, vom Schmelzpunkt 55 bis 56° C aus

C₆H₁₀O₂S₃ (210)
Berechnet C 34,30, H 4,77, O 15,25, S 45,60,

gefunden

C 34,80, H 5,02, O 15,34, S 45,28

Beispiel 12

15 g (0,2MoI) Thioacetamid werden mit 100 ml destilliertem Xylol verrührt, dann 26,6 g (0,2 Mol) 4-Methyl-phenylcyanat zugetropft Beim Erwarmen auf 90⁰C ('^Stunde) geht alles in Losung, beim Abkühlen fallen 29 g (= 87°/₀ der Theone) des Thiocarbaminsaure-O-(4-methylphenyl)-esters der Formel

Nach 2 Tagen scheidet sich Thiocarbammsaure-O-(2,4-dimethylphenyl)-ester 2,8 g (= 62% der Theone) der Formel

CH₃ „

O — C — NH₂

vom F = 153° C aus und werden durch Absaugen gewonnen Aus dem Filtrat werden bei 81 bis 82 ⁰C 5,9 g (= 72% der Theone) Acetonitril CH3CN herausdestilliert Nach Abdestillieren des Xylols bleiben weitere 4 g des Thiocarbaminsaure-O-(4-methylphenyl)-esters zurück, die nur wenig unreiner sind (Schmelzpunkt 151 bis 152⁰C) Gesamtausbeute also 33 g (= 99% der Theone)

Beispiel 13

Entsprechend dem Beispiel 12 erhalt man aus Thioacetamid und 2,4-Dimethyl-phenylcyanat unter gleichzeitiger Gewinnung des Acetonitril den Thiocarbaminsäure - O - (2,4 - dimethylphenyl) - ester vom Schmelzpunkt 139 bis 14O⁰C mit 99%iger Ausbeute

Beispiel 14

6,75 g (0,05 Mol) Thiobenzamid werden in 100 ml Petrolather verrührt und 7,35 g (0,05MoI) 2,4-Dimethyl-phenylcyanat zugegeben Nur leichte Erwärmung tritt auf Nach Stehen über Nacht ist ein weißer Brei entstanden Durch Absaugen erhalt man 8,8 g (= 97% der Theone) des Thiocarbaminsaure-O-(2,4-dimethylphenyl)-esters vom Schmelzpunkt 138 bis 139° C

Nach Einengen des Filtrates bleiben 5 g (= 97%) Benzonitnl als gelbliches Ol zurück, die durch Vakuumdestillation gereinigt werden

Beispiel 15

Eine Mischung aus 10,2 g N'N-Diphenylthioharnstoff, 7,35 g 2,4-Dimethyl-phenylcyanat und 30 ml Aceton wird 3¹^ Stunden unter Ruckflußbedingungen erhitzt Das Aceton wird danach bei einer Sumpftemperatur von höchstens 50° C unter vermindertem Druck abgezogen Es bleiben 17,2 g eines gelben öligen Knstallbreies, der mit etwa 100 ml Petrolather verrührt wird 7,7 g (= 85% der Theone) des Thiocarbaminsäure - O - (2,4 - dimethylphenyl) - esters vom F = 139⁰C bleiben zurück

Nach Abziehen des Petrolathers erhalt man aus dem Filtrat 8,5 g (= 87,5% der Theone) Diphenylcarbodumid in Form eines simposen Öls, das durch

ίο Vergleichs-lnfrarotspektrum mit auf andere Weise erhaltenem Diphenylcarbodnmid und Elementaranalyse identifiziert wurde

Beispiel 16

20,8 g (0,2 Mol) N'N-Dimethylthioharnstoff und 26,6 g (0,2 Mol) 4-Methyl-phenylcyanat werden in 50 ml Aceton 1 Stunde unter Ruckflußbedingungen erhitzt Nach beendeter Umsetzung werden Aceton und das gebildete Dimethylcyanamid (Identifizierung durch IR-Spektren-Vergleich mit Vergleichsprobe, Ausbeute 89% der Theone) abdestilhert Nach Umkristallisieren des Destillationsruckstandes erhalt man 30g (= 90% der Theone) des Thiocarbaminsäure - O - (4 - methylpbenyl) - esters Schmelzpunkt 153°C

Beispiel 17

5,3 g (0,02 Mol) 3-Cyanato-2-methoxycarbonylcarbazol werden in etwa 50 ml Aceton suspendiert und 1,5 g (0,02 Mol) Thioacetamid eingetragen Die Temperatur steigt langsam an Nach 1 stundigem Ruhren bei 35⁰C wird das ausgefallene 2-Methoxycarbonyl-carbazolthiocarbamat-(3) der Formel

COOCH₃

abgesaugt

Ausbeute 5,8 g (= 96% der Theone)
F = 210 bis 212^CC (Zersetzung) (aus Dimethylformamid—Wasser)

Analyse Ci₅Hi₂N₂O₃S (300)

Berechnet C 60,0, H 4,0, N 9,33, O 16,0%, gefunden C 59,67, H 4,43, N 9,57, O 16,27%

B e 1 s ρ 1 e 1 18

7,5 g (0,1 Mol) Thioacetamid werden bei Raumtemperatur'zu einer Losung von 17 g (0,1 Mol) 5 - Cyanatochmolm m Aceton gegeben D Chinolyl-(5)-thiocarbamat der Formel

O—C —NH,

fällt aus und wird durch Absaugen abgetrennt
Ausbeute 18 g (= 88% der Theone)
F = 102 bis 103⁰C (Zersetzung) (aus Benzol)

Beispiel 19

Entsprechend dem Beispiel 3 erhalt man aus 3 Molanteilen Thioacetamid und 1 Molanteil 1,3,5-Tn-

cyanatobenzol das O,O',O"-Tris-amino-thiocarbonylphloroglucin der Formel

O — C — NH₂

H₂N — C — O

O — C — NH,

ίο

vom F =■ 181 bis 182^r"C (aus Propanol) mit 85% Ausbeute

Claims

Patentanspruch '⁵

Verfahren zur Herstellung von Thiocarbaminsaureestern, dadurchgekennzeichnet, daß man Cyansäureester der allgemeinen Formel

R (OCN),

in der R einen mit elektronenanziehenden Atomen oder Gruppen substituierten Alkylrest odei einen gegebenenfalls substituierten aromatischen oder heterocyclischen Rest und χ eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, bei Temperaturen von -20 bis +15O⁰C, vorzugsweise -10 bis +8O⁰C, mit schwefelhaltigen Verbindungen der allgemeinen Formel

S SH

HX-C-Y^X = C-Y

worin X fur O, S, NH oder NR' und Y fur R', OR', NH₂, NHR' oder NR'₂ steht, wobei R' einen gegebenenfalls substituierten aliphatischen oder aromatischen Rest bedeutet, in Gegenwart eines Losungsmittels und gegebenenfalls in Anwesenheit einer Saure oder Base umsetzt und aus dem Reaktionsgemisch den Thiocarbaminsäureester und gegebenenfalls auch die als Nebenprodukt entstandenen Nitrile, Cyanamide, Carbodiimide oder Thioanhydnde der allgemeinen Formel

0<S, 0,S,

Z—C—S—C—Z

worm Z R' oder OR' ist, und R' die vorstehend angegebene Bedeutung hat, abtrennt