DE1443913A1 - Verfahren zur Herstellung von N-Cyanoiminokohlensaeureesteramiden - Google Patents

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FARBENFABRIKEN BAYER AG

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- -J^ t ι Pdtent-Abteiiunf 4.Dezember 1964

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Verfahren zur Herstellung von N-Cyano-iminokohlensäureesterarniden

Es wurde gefunden, daß man N-Cyano-iminokahlensaareesteramide erhält, wenn man Cyansäureester der allgemeinen Formel

in der R einen durch elektronenanziehende Atome oder Gruppen substituierten aliphatischen oder einen gegebenenfalls substituierten aromatiscnen oder heterocyclischen Rest und χ eine _;anze Zahl von ) - 6 bedeuten,

bei Temperaturen zwischen -50⁰C und 100 G, vorzugsweise von -20° bis 80⁰C, gegebenenfalls in einem Verdünnungsmittel und gegebenenfalls in Anwesenheit einer Base, mit Cyanamid oder seinen Salzen umsetzt.

Die nach diesem Verfahren erhältlichen Verbindungen sind r.eu und haben die allgemeine Formel

NH R-(O-C-NH-CN)„

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in der R und χ die oben angegebene Bedeutung haben.

Äliphatische Reste R sind z. B. Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl- und Cycloalkenylreste. *Als elektronenanziehende Substituenten dieser Reste kommen beispielsweise in Fragej Halogen, Acyl-, Keton-, Carbonsäure-, Carbonester-_? SuIfonsäure-, Sulfonsäureester-, Nitro-, Cyano- und Acetylenreste, besonders in ot~ oder ß-Stellung zum sauerstofftragenden C-Atom.

Als aromatische Reste R kommen 5- und 6-gliedrige aromatische Kohlenwasserstoffreste mit bis au 20 Kohlenstoffatomen in Präge«

als heterocyclische Reste R kommen beispielsweise 5- und ö-gliedrige aromatische Ringsysterne in Präge, die ein oder mehrere Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatome enthalten.¹

Die uromatischen oder heterocyclischen Reste können als Substituenten beispielsweise trägern Alkyl-₉ Aryl-, Älkylamino-9 Acylamino-, Nitro- ₉ Halogen-, Alkoxy-, Aroxy-, Acyloicy-, Carbonyl-, Carboxyl-, Carbonester_s -a&iid-, Sulfonyl-s Sulfonsäureester, amid-₉ Acyl-, Cyano-5 Rhodanid-₉ Alkylmerkapto-, Arylmerkapto- oder iloylmerkapto-Reste _o

Die als Ausgangsverbindungen verwendeten Cyansäureester können gemäß eigenen älteren Vorschlägen durch Um-

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Setzung von hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen mit Halogencyaniden bei Temperaturen, vorzugsweise unterhalb +65⁰C, gegebenenfalls in einem Lösungsmittel in Gegenwart einer Base hergestellt werden.

Es können für das erfindungsgemäße Verfahren z. B. folgende Cyansäureester eingesetzt werden:

Phenylcyanat, Mono- und Polyalkylphenylcyanate wie 3-Methyl-, 4-Isododecyl-, 4-Cyclohexyl-, 2-tert. Butyl-, 3-Trifluormethyl-, 2,4-Dimethyl-, 3,5-Dimethyl-, 2,6-Diäthyl-, 4-Allyl-2-methoxyphenylcyanat; Arylphenylcyanate wie 4-Cyanatodiphenyl, 4,4'-Biscyanatodiphenyl; Dialkylaminophenylcyanate wie 4-Dimethylamino-, 4-Dimethylamino-3-methylphenylcyanat; Acylaminophenylcyanate wie Acetylaminophenylcyanat; Hitrophenylcyanate wie 4-Nitro-, 3-Hitro-, 4-Nitro-3-methyl, 3-Nitro-6-methyl-phenylcyanat; Halogenphenylcyanate wie 2-Chlor-, 3-Chlor-, 4-Chlor-, 2,4-Dichlor-, 2,6-Mchlor-, 3-Brom-, S-Chlor-ö-methyl-phenylcyanat; Cyanatophenylcarbonsäure, -ester, -amide wie 4-Cyanatobenzoesäure, 2-Cyanatobenzoesäureäthylester, 2-Cyanatobenzoesäuremorpholid und -diäthylamid; Cyanatοphenylsulfonsäure, -ester, -amide wie 4-Cyanatobenzolsulfonsäure; Alkoxyphenylcyanate wie 2-Methoxy-, 3-Methoxy-, 4-Isopropoxy-

Le A 9145 "3-

8 09 8 0 6 / Ü 8 k 3

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phenylcyanat; Phenoxyphenylcyanate wie 4-Cyanatodiphenyläther; Acyloxyphenylcyanate wie 3-Acetoxyphenylcyanat; Acylphenylcyanate wie 4-Acetylphenylcyanatj Cyanatophenylcyanate wie 2,3-Mcyano-1,4-dicyanatobenzoljo^-und ß-Naphtylcyanat, Anthrachiny!cyanate wie 1 ,^-Dicyanatoanthrachinon; Chinolincyanate wie 5-Cyanatochinoliii; Cyanatopyrazole wie 5-Cyanato-1-phenyl-3-niethyl-pyrazol, 1,4-Pheny lend icy anat, 1,5-Naphthylendicyanat, 1 ,3»5-Tricyanatobenzol, 4,4'Biscyanatodiphenyldimethylmethari, 4»4'-Biscyanatodiphenyl-cyclohexan-1,1;2,2'-Biscyanato-dinaphthyl, 4-Methylmercaptophenylcyanat, 3-N,N-Dimethylcarbamylphenyl-cyanat, und die Cyansäureester folgender Alkohole:

β,β,β-Trichloräthanol, β,β,β-Trifluoräthanol, ß,ß,ß-Tribromäthanol, Butin-(2)-diol-l,4_f Acetylaceton (Enolform reagiert), Acetessigester (Enolform), Cyclohexen-(1)-ol-(1)-on-(3)» Hydroxyaceton, 2-Nitroäthanol, β,β-Dichloräthanol, Hydroxyacetonitril, Hydroxyessigsäureäthylester.

Das Cyanamid kann in freier Form, aber auch in Form seiner Alkali- oder Erdalkalisalze umgesetzt werden. Statt Cyanamid können auch solche Verbindungen eingesetzt werden, aus denen während der Cyansäurezugabe Cyanamid freigemacht wird. Wie z. B. Thioharnstoff und Isothioharnstoffe.

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Als Lösungsmittel kommen ζ. Β. organische Lösungsmittel wie Alkohole, Ketone, Äther, Nitrile, Ester, Amide, aromatische und aliphatisch^, gegebenenfalls nitrierte oder halogenierte Kohlenwasserstoffe oder Wasser in Betracht. Es seien hier beispielsweise genannt: Methanol, Aethanol, Aceton, Diäthyläther, Acetonitril, Essigester, Dimethylformamid, Benzol, Petroläther, Nitrobenzol, Nitromethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol.

Man kann die Komponenten zur Durchführung des Verfahrens in beliebiger Reihenfolge, vorzugsweise in einem der genannten Verdünnungsmittel, zusammengeben. Dabei verwendet man im allgemeinen die Reaktionsteilnehmer in etwa äquivalenten Mengen. Die Verfahrensprodukte werden meist, gegebenenfalls nach Einengen des Lösungsmittels, durch Absaugen isoliert. Ein Zusatz einer Base wie NaOH, Na^CO^, Triäthylamin oder Pyridin kann für die Reaktion von Vorteil sein.

Wendet man statt Cyanamid einen Cyanamidabspalter wie z. B. Thioharnstoff an, verläuft die Reaktion nach folgender beispielhafter Gleichung ab:

S S NH

-OCN + H₂N-C-NH₂-_> £3-0-C-NH₂ -τχ

II

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Es müssen in diesem Falle also 2 Mol Cyansäureester zur Herstellung eines Moles der neuen Verbindung II angewandt werden. Im allgemeinen reagiert zunächst der Thioharnstoff mit dem Cyansäureester zu I, das man aus der Reaktionsmischung entfernen kann (Absaugen). Dann reagiert das 2. Mol Cyansäureester mit dem gebildeten Cyanamid zu der Verbindung II.

Die neuen N-(^ano-iminokohlensäureesteramide sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Pharmazeutika.

Beispiel 1.

In eine Lösung von 4_S5 g (0*107 Mol) Cyanamid in 100 ml Aether gibt man 11,9 g (0.1 Mol) Phenylcyanat und 5 Tropfen Triäthylamin. Fach Stehen über Nacht ist das

' ff y-Q-C-NH-CI

ausgefallen und wird durch Absaugen isoliert» Jlusbeutel 8,4 g vom Pp. 158⁰G. Aus dem Piltrat erhält man durch Sinengen weitere 5₉5 g des gleichen Produktes mit ebenfalls Pp. 158°. Gesamtausbeate also 13,9 g C= 86 $ d. Th₈)
Analyses C₈H₇N₃O (161)

G H NO

Ber. 59.6$ 4-36$ 26.1$ 9»93$

Gef. 59.60$ 4*49$ 26*16$ 10.-22$

Bas IR-Spektrum weist eine starke Bande bei 4·55

Le A 9145 -6-

— 8 0 9 8 0 6/0843

Beispiel 2.

Zu einer Lösung von 8.3 g ( 0.11 Mol) Thioharnstoff in 50 ml Aceton gibt man 26 g ( 0.22 Mol) Phenylcyanat. Die Temperatur steigt auf etwa 30°,

S
f\ -0-C-NH₂

fällt aus und wird durch Absaugen isoliert. (14,5 gl Pp: 134⁰C). Aus dem Filtrat verdunstet das Aceton weitgehend beim Absaugen. Es wird mit wenig Alkohol erneut verdünnt und einige Tropfen Triäthylamin werden zugesetzt. Die Temperatur steigt erneut an (bis etwa 35⁰C), das

. ' ' NH

-O-C-NH-CN

fällt aus und wird durch Absaugen isoliert. Ausbeute: 9,7 g. Fp: 158°. Das Produkt ist identisch mit dem nach Beispiel 1 gewonnenen. (Misch -Schmelzpunkt; IE Spektrum). Anm: Führt man die Reaktion ohne ZwiBchenisolierung des Thiocarbaminsäureestere durch Basenzugabe in einem Zuge durch, können die beiden Produkte wie folgt getrennt werden:

Man'löst das N-Cyano-imidokohlensäurephenylesteramid mit verdünntem NaOH aus der Mischung als Ha-SaIz heraus und fällt es wieder sauer (pH 3-4).

Beispiel 3*

3jie gleiche Verbindung wie in Beispiel 1 erhält man,

If₁A 9145 S Ü 9 8 0 υ ' 'J 8 L "

wenn man 2-Pentachlorphenyl-isothioharnstoff in Aether mit Phenylcyanat umsetzt. Die Komponenten lösen sich, nach exothermer Reaktion fällt das Produkt aus der Reaktionslösung aus, wird durch Aufnehmen in verdünntem NaOH und Ansäuern wieder ausgefällt und isoliert. Pp. 157°. IR-Spektrum identisch mit Probe nach Beispiel 1 oder 2.

Beispiel 4«

Analog Beispiel 1 erhält man aus Cyanamid und 3-Chlorphenylcyanat in Methanol als Lösungsmittel ohne Zusatz einer Base in leicht exothermer Reaktion das

NH
O-C-NH-CN

vom Pp. 184.5-185°

IR-Spektrum: Starke Bande bei 4,55 u.

Analyse: CgH₆ClN₃O (195.5)

C HN 0 Cl

Ber.: 49.1$; 3,07/*; 21,5?°; 8,18$; 18,15%; gef.: 49,20$; 3,19$; 21,18$; 8,37/°; 18,00$

8 Ü 9 8 ü ß-ftl 8 U 3

Beispiel 5«

In eine kalte wässrige Lösung von 8,6 g (0.1 Mol) Dinatriumcyanamid wird eine kalte wässrige Lösung von 13f6 g (0.1 Mol) KHSO₄ eingegossen und danach in diese Mischung eine acetonische Lösung von 14,7 g (0.1 Mol) 2,4-Dimethylphenylcyanat eingetropft. Nach beendeter Reaktion wird mit verdünntem HpSO₁ neutralisiert, abgesaugt, gewaschen und getrocknet. 15,3 g («=> 81 £ d. Th) des

NH

-0-C-NH-CN

vom Pp. 142° werden so gewonnen. IR-Spektrum: Starke Bande bei 4,55 U

Beispiel 6

Analog Beispiel 1 erhält man aus ß,ß,ß-Trichloräthylcyanat und Cyanamid mit wenig Soda statt Triäthylamin als Base das

NH Cl₅C - CH₂- 0 - C - NH - CN

vom Pp. 191 -193⁰C

I.R. Spektrum: Starke Bande bei 4,55 /u

Beispiel 7

Analog Beispiel 5 erhält man aus 2 Mol NaHN-CN und 1 Mol 1,4-Phenylenbiscyanat ohne KHSO.-Zusatz das

NH NH

NC-NH-C-O- /"A-O-C-NH-CN

vom Pp.: Zersetzung ab 280⁰C I.R. Spektrum: Starke Bande bei 4.55 /ü I*e A 9145 80 9 80-69/θ 8 A3

Claims (2)

1. Patentansprüche a ^ a q q -\ q

   l) Verfahren zur Herstellung von N-Cyano-iminokohlensäureesteramiden, dadurch gekennzeichnet, dass man Cyansäureester der allgemeinen Formel

   in der

   R einen durch elektronenanziehende Atome oder Gruppen substituierten aliphatischen oder einen gegebenenfalls substituierten aromatischen oder heterocyclischen Rest und

   χ eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten^

   bei Temperaturen zwischen -50 und 100 C, vorzugsweise von -20 bis 80 O₉ gegebenenfalls in einem Verdünnungsmittel und gegebenenfalls in Anwesenheit einer Base, mit Cyanamid oder seinen Salzen, oder mit solchen Substanzen, die während der Reaktion Cyananid freimachen, umsetzt«,
2. 2) N-Oyano-iminokohlensäureester-amide der allgemeinen Formel

   NH '

   R(_0 -S-NH-CN)

   in der

   R einen durch elektronenanziehende Atomde oder Gruppen substituierten aliphatischen oder einen gegebenenfalls substituierten aromatischen oder heterocyclischen Rest und

   χ eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten,=

   Le A 9145 - 10 — BAD ORIGINAL

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