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Es wurde gefunden, daß man neuartige substituierte Thiocarbaminsäureester
der allgemeinen Formel R1-CO-CHR2-S-CO-NR3R4 in der R1 und R2 einen gegebenenfalls
substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkyl-, einen heterocyclischen
Rest oder ein Wasserstoffatom, R3 ein Wasserstoffatom, einen Alkenyl-, gegebenenfalls
substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl- oder einen Alkoxyrest bedeutet und
R4 für einen Alkenyl-, gegebenenfalls substituierten Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkylrest
sowie für die Reste
bzw.
steht, in welchen x eine ganze Zahl von 0 bis 12, Rs und Etfi gleichartige oder
verschiedene Reste, wie Wasserstoff, niedere Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylreste,
bedeuten, außerdem R4 auch den Rest Y (CH2)z bedeuten kann, wobei z für eine ganze
Zahl von 1 bis 3 steht, Y einen heterocyclischen 5-oder 6-Ring mit 1 oder 2 Heteroatomen
(vorzugsweise Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel) bedeutet und wobei fernerhin
R3 mit R4 auch zusammen mit dem Stickstoffatom einen 3-, 5- oder 6-Ring bilden kann,
wobei im Falle eines 5- oder 6-Ringsystems noch ein weiteres Heteroatom (vorzugsweise
Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel) enthalten sein kann, erhält, wenn man gegebenenfalls
in 4- und bzw. oder 5-Stellung substituierte 1,3-Oxathiolone-(2) der allgemeinen
Formel
mit einer basischen organischen Stickstoffverbindung der allgemeinen Formel
in der R1, R2, R3 und R4 die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen, im Temperaturbereich
von etwa 20 bis etwa 80"C, gegebenenfalls in Anwesenheit eines inerten organischen
Lösungsmittels, zu den substituierten Thiocarbaminsäureestern der allgemeinen Formel
umsetzt, wobei R1, R2, R3 und R4 die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen.
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Als Reste R1 und R2 seien vorzugsweise genannt: Alkyl mit 1 bis 18
Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl
mit 5. und 6 Kohlenstoffatomen im Ringsystem, Alkylen
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Aryl, wie Phenyl- und Naphthyl-, Aralkyl, wie Benzyl,
Phenyläthyl und Menaphthyl, und als heterocyclische Reste der Thiophen- oder Furanrest.
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Als Reste R3 bzw. R, seien vorzugsweise genannt: Alkyl mit 1 bis
18 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl mit 5 und
6 Kohlenstoffatomen im Ringsystem, Aralkyl, wie Phenyl und Naphthyl, wobei der Alkylrest
vorzugsweise 1 und 2 Kohlenstoffatome enthalten soll, Alkoxy mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen.
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Als Substituenten für R1 und R2 seien beispielsweise genannt: Halogen,
wie Fluor, Chlor, Brom, Jod, Nitro-, Sulfonsäure-, Carboxy-, Alkylsulfonyl-(mit
1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen für R1 höchstens
21 beträgt), Arylsulfonyl- (vorzugsweise Phenyl-, Naphthyl-), Sulfonsäureester (Methyl-,
Athyl-, Butyl-), Sulfamyl-, Phenyl-, Carbalkoxy- (Alkyl mit vorzugsweise 1 bis 6
Kohlenstoffatomen), Carbaroxy- (vorzugsweise Phenyl- und Naphthyl-), Cyan-. Alkoxy-(Alkyl
mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen für R1
höchstens 21 beträgt), Aroxy- (vorzugsweise Phenyl- und Naphthyl-), Alkylmercapto-
(mit I bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen für
R1 höchstens 15 beträgt), Arylmercapto- (vorzugsweise Phenyl-, Naphthyl-), Alkylsulfoxy-
(Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen), Arylsulfoxy- (vorzugsweise Phenyl- und Naphthyl-).
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Dialkylphosphonyl- (vorzugsweise Methyl- und Äthyl-), Phosphor- oder
Thiophosphorsäureestergruppen (vorzugsweise Methyl- oder Athylester).
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Als Substituenten für R3 und R4 seien beispielsweise genannt: Alkoxy-
(mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen), Aroxy- (vorzugsweise Phenyl- und Naphthyl-), Alkylmercapto-
(mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen für
R3 bzw. R4 höchstens 15 beträgt), Arylmercapto- (vorzugsweise Phenyl- und Naphthyl-),
Alkylsulfonyl- (mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen
für R : 3 bzw. R4 höchstens 21 beträgt), Arylsulfonyl-(vorzugsweise Phenyl- und
Naphthyl-), Dialkylamino- (vorzugsweise Dimethylamino- und Diäthylamino-), Hydroxy-
und Cyangruppen.
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Für das Verfahren Verwendung findende basische organische Stickstoffverbindungen
sind z. B. Methylamin, ethylamin, Stearylmethylamin, Dimethylamin, Diäthylamin,
Dipropylamin, 3-Hydroxypropylamin-(1), Diäthanolamin, Allylamin, Diallylamin, Benzylamin,
N-Methyl-benzylamin, Dibenzylamin, Cyclohexylamin, 4-tert.Butylcyclohexylamin, N-Methylcyclohexylamin,
Dicyclohexylamin, Propylendiamin-(1,3), Tetramethylendiamin-( 1,4), 1-Amino-3-dimethylaminopropan,
N-Methyläthanolamin, 3-Athoxypropylamin-( 1), Di- [2-hydroxypropyl-( 1)] -am in,
3-Methoxypropylamin, Athylenimin, Pyrrolidin, Piperidin, Morpholin, Thiomorpholin,
Piperazin, N - (3 - Aminopropyl) - piperidin, 3 - (Dimethylaminopropoxy)-propylamin,
3-(Diäthylaminoäthoxy)-propylamin, Hydrazin, Monomethylhydrazin, N,N-Dimethylhydrazin,
Phenylhydrazin, O-Methylhydroxylamin, O-Benzylhydroxylamin, Furfurylamin.
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Als für das Verfahren Verwendung findende Oxathiolone-2 seien beispielsweise
genannt: 4,5-Dimethyl- bzw. Diäthyl-, 4,5-Diphenyl-, 4,5-Difuryl
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1 ,3-oxathiolon-(2), 5-Methyl- bzw. 5-Phenyl-, 5-(1'-Naphthyl)-, 5-(2'-Naphthyl)-,
5-Cyclohexyl-, 5-Tetrahydrofuryl-, 5-Dekahydronaphthyl-, 5-Tetrahydronaphthyl-,
4-Methyl-5-chloräthyl-, 4-Methyl-5 -äthyl-, 4-Methyl-5-propyl-, 4-Methyl- 5 -phenyl-,
5-(3'-Nitrophenyl)-, 5-(4'-Nitrophenyl)-, 5-(3'-Chlorphenyl)-, 5-(4'-Methoxyphenyl)-1,3-oxathiolon-(2,)
4-Cyan-5-methyl- bzw. 4-Cyan-5-phenyl-, 4-itthoxycarbonyl-5-methyl-, 4-i ithoxycarbonyl-5-
(äthoxycarbonylmethyl)-, Äthoxycarbonyl - 5 - phenyl-, 4-Acetyl-5-phenyl-, 4-Acetyl-5-methyl-,
4-Benzoyl-5-phenyl-, 5-(2'-Furyl)-, 5-(2'-Thiophenyl)-1 ,3-oxathiolon-(2), 5,5'-(
1 ",4"-Cyclohexylen)-bis-tetrahydro-4-oxo-6-dimethylbnz-1,3-thiolon-(2), Tetrahydro-4-oxobenz-1,3-thiolon-
(2), 4,5- (Tetramethylen)-13-oxathiolon- (2), 4, 5- (Trimethylen)-13-oxathiolon-(2),
4- Benzoylmethylcarbony1 -5-phenyl-1,3 - oxathiolon - (2), 4 - Äthoxycarbonylmethylcarbonyl-5-phenyl-
1 ,3-thiolon-(2) oder 4-Acetylmethylcarbonyl-5-phenyl-1 ,3-oxathiolon-(2).
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Die für das Verfahren Verwendung findenden, gegebenenfalls in 4-
und bzw. oder 5-Stellung substituierten 1,3-Oxathiolone-(2) können gemäß einem eignen
älteren Vorschlag (deutsches Patent 1 233 882) erhalten werden. Die Umsetzung der
1,3-Oxathio lone-(2) mit den basischen organischen Stickstoffverbindungen erfolgt
bei Temperaturen von etwa 20 bis etwa 80°C, Es ist dabei gleichgültig, ob das Oxathiolon
zur Base gegeben wird oder ob in umgekehrter Reihenfolge gearbeitet wird.
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In den meisten Fällen werden die Reaktionspartner vor dem Zusammengeben
in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöst. Als Lösungsmittel seien beispielsweise
genannt: Kohlenwasserstoffe. wie Petroläther, Leichtbenzin, Ligroin, Pentan, Hexan,
Isooctan, Benzol, Toluol, Xylol, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid,
Dichloräthan, Tetrachlormethan, Trichloräthylen, Chloroform, Chlorbenzol, Dichlorbenzol,
Ather, wie Tetrahydrofuran, Diäthyläther, Dibutyläther, Dioxan, Alkohole, wie Methanol,
Äthanol, Butanol, Cyclohexanol, ferner beliebige Gemische aus den genannten Lösungsmitteln.
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Das Verfahren sei am Beispiel der Umsetzung von 5-Phenyl- 1 ,3-oxathiolon-(2)
mit Morpholin erläutert.
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Die Molverhältnisse der Reaktionskomponenten werden vorzugsweise
so bemessen, daß je äquivalent Oxathiolon 1 Aquivalent der basischen Stickstoffverbindung
der allgemeinen Formel
zur Verfügung steht.
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Das Verfahren kann jedoch auch unter Verwendung eines Uberschusses
an einer der beiden Komponenten durchgeführt werden.
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Die Reaktionsdauer beträgt je nach Größe des Ansatzes, der Reaktionstemperatur
und der Art des verwendeten Lösungsmittels wenige Minuten bis zu einigen Stunden.
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Arbeitet man in konzentrierten Lösungen oder ohne Lösungsmittel,
so führt man die bei der Umsetzung frei werdende Wärme vorteilhafterweise durch
Kühlen mit Eiswasser ab.
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Die Aufarbeitung und Reinigung der Reaktionsprodukte erfolgt auf
übliche Weise, z. B. durch Abdampfen der Lösungsmittel und Umkristallisieren oder
fraktionierte Vakuumdestillation.
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Die verfahrensgemäß herstellbaren substituierten Thiocarbaminsäureester
sind neu und können als Pharmazeutika und Stabilisatoren für Kunststoffe verwendet
werden.
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Beispiel 1 In eine Lösung von 8,9 g (0,05 Mol) 5-Phenyl-1,3-oxathiolon-(2)
in 25 mol Toluol werden unter Rühren bei Zimmertemperatur 4, 25 g (0,05 Mol) Piperidin
eingetropft. Man beobachtet eine Erwarnung des Reaktionsgemisches auf etwa 40 bis
60 - C. Nach halbstündigem Rühren bei 50 bis 60°C wird im Vakuum (15 Torr) das Toluol
abdestilliert.
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Die verbleibende gelbe Flüssigkeit kristallisiert. Man löst aus Alkohol
um und erhält so reinen N,N-Pentamethylen- thiocarbaminsäure-S -benzoylmethylester
der Formel
Ausbeute 7,9 g (60,1% der Theorie). Durch Aufarbeitung der Mutterlauge kann die
Ausbeute noch verbessert werden. Die reine Verbindung schmilzt bei 49,5 C C,4H,7O2NS
(Molgewicht 263,36): Berechnet: C 63,85, H 6,51, O 12,15, N 5,32, s 12,18%; gefunden:
C 63,96, H 6,52, 0 12,43, N 5,40, S 12,30%, Beispiel 2 In eine Lösung von 17,8 g
(0,1 Mol) 5-Phenyl-1,3-oxathiolon-(2) in einem Gemisch von 35 ml Toluol und 25 ml
Alkohol werden unter Rühren im Verlauf von 30 Minuten 10 g (0,1 Mol) einer 45%igen
wäßrigen Dimethylaminlösung zugetropft. Anschließend erwärmt man noch 15 Minuten
auf 60°C und destilliert im Wasserstrahlvakuum den größten Teil des Lösungsmittels
ab. Beim Abkühlen kristallisieren 22 g (990/0 der Theorie) nahezu reiner N,N-Dimethylthiocarbaminsäure-S-benzoylmethylester
der Formel
aus. Die Verbindung läßt sich aus Toluoyl, gegebenenfalls unter Zusatz von Aktivkohle,
gut umkristallisieren und schmilzt dann bei 87°C.
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C11H13O2NS (Molgewicht 223,30): Berechnet: C 59,17, H 5,87, 0 14,33,
N 6,27, S 14,36%; gefunden: C 59,24, H 5,87, 0 14,45, N 6,52, S 14,00%.
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Beispiel 3 In eine Lösung von 18,8 g (0,1 Mol) 4-Carboxyäthyl-5-methyl-1,3-oxathiolon-(2)
in 50 ml Hexan tropft man unter ständigem Rühren 5 g (0,1 Mol) Hydrazinhydrat, welches
mit 10 ml Alkohol verdünnt ist, langsam ein. Dabei soll die Reaktionstemperatur
nicht über 50°C steigen, was durch gelegentliches Kühlen mit Eiswasser erreicht
wird.
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Nach Beendigung der Umsetzung liegen zwei Schichten vor. Ohne diese
zu trennen, wird im Vakuum das Lösungsmittel abgezogen. Die verbleibende Flüssigkeit
kristallisiert beim Stehen nach einigen Stunden. Die farblosen Kristalle lassen
sich aus Alkohol gut umkristallisieren und schmelzen dann bei 100 C. Man erhält
das S-(Acetyl-carbäthoxy)-emthyl-thio9lohlensäurehydrazid der Formel
in einer Ausbeute von 16g (72,8% der Theorie).
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C7H12O4N2S (Molgewicht 220.26): Berechnet: C 38,17, H 5,49, 0 29,06,
N 12,72, S 14,56%; gefunden: C 38,46, H 5,58, 0 28.83, N 12,73, S 14,53%, Beispiel
4 Unter ständigem Rühren und zeitweiser Kühlung werden zu einer Lösung von 17,8
g (0,1 Mol) 5-Phenyl-1,3-oxathiolon-(2) in 35 ml Toluol 5,0 g Hydrazinhydrat so
zugegeben, daß die Reaktionstemperatur 40 C nicht übersteigt. Gegen Ende der exothermen
Umsetzung kristallisiert das S-(Benzoylmethyl)-thiokohlensäurehydrazid der Formel
aus. Die Kristalle werden abgesaugt und aus Toluol umkristallisiert; F. = 121 C.
Ausbeute 21 g (100% der Theorie).
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C9H10N2O2S (Molgewicht 210,26): Berechnet: C 51,41, H 4,79. 0 15.22,
N 13,32%; gefunden: C 51,75, H 4,96, 0 15,46, N 13,56%-Beispiel 5 17.8 g (0,1 Mol)
5-Phenyl-1,3-oxathiolon-(2) und 9,9 g (0,1 Mol) Cyclohexylamin werden in 50 ml Toluol
bei 40 bis 50°C umgesetzt. Der sich bildende
S-(Benzoylmethyl)-N-cyclohexyl-thiocarbaminsäureester
der Formel
kristallisiert beim Erkalten aus, wird abgesaugt und aus Toluol unter Zusatz von
Aktivkohle umkristalli- -siert, F = 115°C; Ausbeute 19g (68,5% der Theorie).
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C15H1002NS (Molgewicht 277,40): Berechnet: C 64,95, H 6,90, 0 11,53,
N 5,05, 5 11,56%; gefunden: C 65,30, H 7,42, 0 11,55, N 5,68, S 10,190/0.
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Beispiel 6 In eine Lösung von 19,2 g (0,1 Mol) 4-Methyl-5-phenyl-1,3-oxathiolon-(2)
in 35 ml Alkohol werden 10,3 g (0,1 Mol) wäßrige 300/oige Methylaminlösung so vingetragen,
daß die Reaktionstemperatur 50°C sich übersteigt. Es scheidet sich der S-(Benzoyläthyl)-N-methyl-thiocarbaminsäureester
der Formel
in gelblichen Kristallen ab. Die Verbindung läßt sich aus Alkohol gut umkristallisieren;
F. = 162°C; Ausbeute 15,3 g (68,5% der Theorie).
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C11H13O2NS (Molgewicht 223,30): Berechnet: C 59,17, H 5,87, 0 14,33,
N 6,27, S 14,36%; gefunden: C 59,08, H 5,96, 0 14,87, N 6,22, S 14,30%.
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Molgewicht: gefunden 225 (osmotisch in Aceton).
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Beispiel 7 Entsprechend Beispiel 6 werden 17,8 g (0,1 Mol) 5-Phenyl-1,3-oxathiolon-(2)
in Alkohol mit 10, 3 g (0,1 Mol) einer 30%igen wämrigen Methylaminlösung bei 40
bis 50 C umgesetzt. Man erhält den S-(Benzoylmethyl) - N - methyl - thiocarbaminsäureester
der Formel
als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 136 C. Ausbeute 14,5 g (69,3% der Theorie).
Durch Aufarbeiten der Mutterlauge kann die Ausbeute noch erhöht werden.
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C10H11O2NS (Molgewicht 209,27): Berechnet: C 57.39, H 5,30, 0 15,29,
N 6,69, S 15,32%; gefunden: C 57,55, H 5,65, 0 15,24, N 6,80, S 15,25 Beispiel 8
31,8 g (0,15 Mol) 5-(p-Chlorphenyl)-l,3-oxathiol-2-on werden in
50 ml Toluol und 50 ml Äthanol gelöst und mit 11 g (0,15 Mol) Diäthylamin versetzt.
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Man rührt 3 Stunden bei 50°C nach und erhält nach Einengen des Lösungsmittels
20 g rohen N,N-Diäthyl-thiocarbaminsäure-S-(p-chlorbenzoyl)-methylester. Die gereinigte
Verbindung schmilzt bei 93 bis 95,5°C.
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C13H16ClNO2S: Berechnet: C 54,5, H 5,6, 0 11,2, N 4,9, S 11,2, Cl
12,50/o; gefunden: C 54,7, H 6,2, 0 11,2, N 4,9, S 11,5, Cl 12,50/0.
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Beispiel 9
31, 2 g (0,15 Mol) 5-(p-Methoxyphenyl)-1,3-oxathiol-2-on werden in 80 ml Äthanol
suspendiert und mit 17 ml 45%iger Dimethylaminlösung versetzt.
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Hierbei stieg die Temperatur auf 31°C an, und es bildete sich eine
klare Lösung, aus der nach einer Stunde beim Abkühlen die Substanz auskristallisierte.
Nach dem Umkristallisieren aus Alkohol wurden 24,7 g N,N-Dimethyl-thiocarbaminsäure-5-(p-methoxybenzol)-methylester
vom Schmelzpunkt 80 bis 82'C erhalten.
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C12H15NO3S: Berechnet: C 56,9, H 5,9, 0 19,0, N 5,5, S 12,60/o; gefunden:
C 57,0, H 6,0, 0 19,1, N 5,4, S 12,70/o.
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Beispiel 10
10g (45 mMol) 5-(p-Nitrophenyl)-1,3-oxathiol-2-on werden in 40 ml Äthanol gelöst
und mit 10 ml Dimethylaminlösung versetzt. Die Lösung erwärmt sich auf 30 C. Nach
dem Abkühlen kristallisiert das Umsetzungsprodukt aus. Der rohe N,N-Dimethyl-thiocarbaminsäure-S-(p-nitrobenzoyl)-methylester
wurde aus Alkohol umgelöst und ergab 11,3 g vom Schmelzpunkt 155 bis 157C.
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C10H12N2O4S: Berechnet: C 49,3, H 4,5, 0 10,5, N 23,9, S 12,00/o;
gefunden: C 49,5, H 4,7, 0 10,5, N 23,9, S 12,10/0.
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Beispiel 11
16,8 g (0,1 Mol) % (2-Thiophenyl)-1,3-oxaqthiol-2-on werden in 35 ml Alkohol gegeben
und dann mit 20 ml 45%iger wäßriger Dimethylaminlösung versetzt. Dabei steigt die
Temperatur auf 42° C an. Nach beendeter Umsetzung wird auf - 50°C abgekühlt und
die ausgefallenen Kristalle aus Alkohol umgelöst. Es werden 13,8 g N,N-Dimethyl-thiocarbaminsäure-S-(2-thenoyl)-methylester
vom Schmelzpunkt 93 bis 95°C erhalten.
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C9H11N02S2: Berechnet-: C 47,2, H 4,8, 0 14,0, N 6,1, S 28,0%, gefunden:
C 47,3, H 5,0, 0 14,3, N 6,0, S 27,40/o.
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Beispiel 12
19,2 g (0,1 Mol) 4-Phenyl-5-methyl-1,3-oxathiol-2-on werden in 03ml Äthanol vorgelegt
und mit 25 ml 45%iger Dimethylaminlösung (0,2 Mol) versetzt, wobei die Temperatur
auf 40°C stieg. Nach 1½ Stunden wurde im Vakuum eingedampft. Aus dem teilweise festen
Rohprodukt wurden durch Umkristallisation aus Alkohol 9,7 g N,N-Dimethyl-thiocarbaminsäure-S-(#-acetyl)-benzylester
vom Schmelzpunkt 80 bis 82°C gewonnen.
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C12H15NO2S: Berechnet: C 60,8, H 6,3, 0 13,5, N 5,9, S 13,50/o; gefunden:
C 61,6, H 6,8, 0 13,6, N 6,0, S 13,4%. Beispiel 13
17,8 g 5-Phenyl-1,3-oxathiol-2-on wurden in 50 ml Toluol gelöst und mit 5,7 g Allylamin
versetzt. Die stark exotherme Umsetzung wurde durch Eiskühlung unter 50°C gehalten.
Das nach dem Abkühlen ausgefallene Produkt wurde abgesaugt. 25,3g des so gewonnenen
N-Allyl-thiocarbaminsäure-S-(benzoyl)-
methylesters wurden aus Alkohol umkristallisiert
und schmolzen bei 66 bis 67°C.