DE1620236B2 - N,n'-dilactamidsulfide - Google Patents
N,n'-dilactamidsulfideInfo
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Description
CH2 CH2
in der π ganze Zahlen von 2 bis 6 bedeutet
2. Verfahren zur Herstellung von N,N'-Düactarodisulfiden
der allgemeinen Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man Lactame der allgemeinen
Formel (II)
20
(CH2), N-H
CH2
(H)
wobei π ganze Zahlen von 2 bis 6 bedeutet, mit Dischwefeldichlorid, gegebenenfalls unter Zusatz
von Säureakzeptoren, umsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man überschüssiges Lactam als
Säureakzeptor verwendet.
35
Die Erfindung betrifft Ν,Ν'-Dilactamdisulfide der
allgemeinen Formel I
Il
c
Il c
(CH3)„ N-S-S-N (CH2)„ (D
CH2
CH2
in der η ganze Zahlen von 2 bis 6 bedeutet, sowie ein
Verfahren zur Herstellung der Dilactamdisulfide der allgemeinen Formel (1), das dadurch gekennzeichnet ist,
daß man Lactam der allgemeinen Formel (II)
(CH2),
O
C
' S
CH2
N H
(ID
55
60
wobei η ganze Zahlen von 2 bis 6 bedeutet, mit
Dischwefeldichlorid, gegebenenfalls unter Zusatz von Säureakzeptoren, umsetzt. Eine besondere Ausführungsform
des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß man hierbei überschüssiges Lactam als Säureakzep-N,N'-Diiactamdisulfide
sind bis jetzt nicht bekannt Ein Verfahren zur Herstellung dieser Stoff gruppen ist
bis jetzt nirgends beschrieben worden.
Über die Einwirkungen von Dischwefeldichlorid auf sekundäre Carbonsäureamide liegen bis jetzt folgende
Veröffentlichungen vor:
1. H ο ρ e, J. C. S. (Lond), 1965,4583:
Die Umsetzung von Malonanilid in Benzol mit Dischwefeldichlorid ergibt Substitution am Kohlenstoff,
jedoch keine N,N'-Disulfide.
2. Naik, ΙΧ.5.(ΐΛηά),1921,119,1166:
Die Umsetzung von Benzolanilid ohne Lösungsmittel mit Dischwefeldichlorid ergibt eine Substitution
am aromatischen Kern, jedoch keine N,N'-Disulfide.
3. Naik, C19251,488:
Die Einwirkung von i-Butyranilid, Phenylacetanilid
oder Acetylsalicylanilid in Petroläther führt zu einer Substitution am aromatischen Kern, liefert
jedoch keine N.N'-Disulfide.
4a) Naik, C, 1928,1759:
4a) Naik, C, 1928,1759:
Die Einwirkung von Dischwefeldichlorid auf substituierte Malonamide, wie Malonäthylamid,
Malonisobutylamid, Malonpropylamid (in Benzol), Malonheptylamid (im Einschlußrohr), Malon-m-toluidid
(ohne Lösungsmittel) führte zu Substitution am Kohlenstoff, ergab jedoch keine N,N'-Disulfide.
In der Hauptsache entstanden hierbei Thioketone. 4b) Naik, ibid.:
Bei der Einwirkung von Dischwefeldichlorid auf substituierte Methylmalonamide entstanden Dithioäther,
also C-S-S-C-Verbindungen. N1N'-Disulfide traten hierbei nicht auf.
In keiner der vorstehend zitierten Arbeiten wurde also bei der Einwirkung von Dischwefeldichlorid auf bestimmte sekundäre Carbonsäureamide die Bildung von Ν,Ν'-Disulfiden beobachtet.
In keiner der vorstehend zitierten Arbeiten wurde also bei der Einwirkung von Dischwefeldichlorid auf bestimmte sekundäre Carbonsäureamide die Bildung von Ν,Ν'-Disulfiden beobachtet.
Die Anmelderin konnte bei Umsetzung der sekundären Carbonsäureamide mit Dischwefeldichlorid keine
Ν,Ν'-Disulfide isolieren. Bei Einwirkung von Dischwefeldichlorid
auf
N-Methylacetamid, N-Methyl-butyramid, N-Bu'tylacetamid,
N-Cyclohexyl-acetamid, N-Propyl-propionamid
und N-Butyl-laurinamid
entstanden stets leicht zersetzliche braune öle, die sich nach Dünnschichtchromatogramm aus mehreren Produkten zusammensetzten.
entstanden stets leicht zersetzliche braune öle, die sich nach Dünnschichtchromatogramm aus mehreren Produkten zusammensetzten.
Als man jedoch für die Umsetzung mit Dischwefeldichlorid anstelle der bisher verwendeten sekundären
Carbonsäureamide die chemisch nahe verwandten Lactame der obengenannten Art (allgemeine Formel II)
verwendete, erhielt man in völlig überraschender Weise die gewünschten Ν,Ν'-Disulfide und zwar in glatter
Reaktion und in guter Ausbeute.
Das Ausbleiben der gewünschten Reaktion mit Dischwefeldichlorid bei offenkettigen sekundären Carbonsäureamiden
und der gute Ablauf dieser Reaktion bei den entsprechenden cyclischen sekundären Carbonsäureamiden,
also Lactamen, ist um so überraschender, als zwischen beiden Substanzgruppen auch hinsichtlich
ihrer Basiszität kein grundsätzlicher Unterschied besteht.
Die obengenannte Reaktion wird im allgemeinen in der Weise durchgeführt, daß man das entsprechende
Lactam vorlegt, wobei man vorzugsweise ein inertes Lösungsmittel mitverwendet, in dem das Lactam gelöst
oder suspendiert sein kann. Man gibt den Säureakzeptor zu und läßt das Dischwefeldichlorid unter Rühren
langsam ^ulaufeπ, wobei man den Ansatz erforderlichenfalls kühlt Die praktische Durchführung der
Reaktion ist jedoch nicht auf die vorgenannte Reihenfolge der Zugabe der Reaktionskomponenten
beschränkt; man kann beispielsweise auch zuerst den Säureakzeptor mit dem inerten Lösungsmittel vermengen, dann das Lactam zugeben und zum Schluß das
Dischwefeldichlorid einrühi>-.L Auch andere Reihenfolgen der Zugabe der Reaktionskomponenten sind
möglich.
Gemäß der Umsetzung können folgende Lactame für die gewünschte Umsetzung verwendet werden:
Pyrrolidon, Piperidon, Caprolactam, Onanthlactam,
Capryllactam.
Als Säure-Akzeptoren werden organische Basen verwendet, die ihrerseits nicht mit Chlorschwefel
reagieren, wie
Pyridin,
Chinolin,
Man kann jedoch auch anorganische Basen oder deren Salze, wie Carbonate oder Bicarbonate, als
Säureakzeptoren verwenden. Diese anorganischen Säureakzeptoren brauchen in der Reaktionsmischung
nicht löslich zu sein; die Reaktion läuft in diesem Falle in heterogener Phase ab.
Auch die zur Reaktion zu bringenden Lactame selbst können als Säureakzeptoren verwendet werden.
Die bei dieser Reaktion als Nebenprodukt anfallenden chlorwasserstoffsauren Salze der Lactame werden
vorteilhafterweise wieder auf Lactame aufgearbeitet und für weitere Reaktionsansätze verwendet
Gegebenenfalls kann man auch auf einen Überschuß an Lactam oder den Zusatz eines Säureakzeptors völlig
verzichten und den gebildeten Chlorwasserstoff durch Erwärmen und/oder Anlegen eines Unterdruckes oder
durch Verwendung eines Spülgases aus dem Reaktionssystem entfernen.
Falls Lösungsmittel mitverwendet werden, sind es solche, die mit Dischwefeldichlorid nicht oder nur sehr
langsam reagieren, wie:
Aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe,
ζ. Β. Hexan, Octan, Cyclohexan, Leichtbenzin, Benzol, Toluol, Xylol, ferner halogenierte Kohlenwasserstoffe
wie Chloroform, Trichloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff, oder auch polare Lösungsmittel wie Äther, Dioxan,
Essigester, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dialkylsulfoxyd u. a.
Die Endprodukte der Reaktion wurden nicht nur durch Elementaranalysen als Disulfide identifiziert,
sondern es wurde auch mit den Methoden der Infrarotspektroskopie nachgewiesen, daß es sich tatsächlich um N.N'-Disulfide handelt und nicht etwa um
C,C'-Disulfide.
Die nachstehenden Beispiele sollen das Wesen der Erfindung verdeutlichen.
Die neuen Stoffe haben sich in verschiedener Hinsicht als wertvoll erwiesen, beispielsweise als Zwischenprodukte für die Durchführung weiterer chemischer
35
40 Die Ν,Ν'-Dilactamdisulfide können weiterhin als
Schwefelspender für die Vulkanisation von Kautschuk eingesetzt werden. Um die Überlegenheit der Ν,Ν'-Dilactamdisulfide
nach der allgemeinen Formel I gegenüber den Produkten des Standes der Technik,
repräsentiert durch Ν,Ν'-Dimorpholinsulfid aufzuzeigen,
wurden folgende Mischungen hergestellt die den aus der Tabelle ersichtlichen Maßnahmen unterworfen
wurden, wobei die ebenfalls aus der Tabelle entnehmbaren Ergebnisse erzielt wurden.
A | B | C | |
Mischung (Gewichtsteile) | |||
Butadien-Styrol- | 40 | 40 | 40 |
Mischpolymerisat | |||
Naturkautschuk | 40 | 40 | 40 |
Ganzreifenregenerat | 40 | 40 | 40 |
Zinkoleat | 2 | 2 | 2 |
Paraffin | 6 | 6 | 6 |
HAF-Ruß | 25 | 25 | 25 |
Hocharomatisches | 5 | 5 | 5 |
Weichmachen^ | |||
Isopropyl-p-phenylen- | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
diamin | |||
Zinkoxid | 3 | 3 | 3 |
Merkaptobenzthiazol- | 2 | 2 | 2 |
disulfid | |||
Di-o-tolylguanidin | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
N.N'-Dimorpholin- | 13 | — | — |
disulfid | |||
Ν,Ν'-Dicaprolactam- | — | 2,05 | — |
disulfid | |||
Ν,Ν'-Dibutyrolactam- | — | — | 1,1 |
disulfid | |||
Vulkanisation 20min/145°C | |||
Härte (ShA) | 42 | 44 | 42 |
Elastizität (%) | 39 | 38 | 38 |
Zerreißfestigkeit | 150 | 160 | 149 |
(kp/cm2) | |||
Bruchdehnung (%) | 650 | 630 | 690 |
Druckverformungsrest | |||
nach24h/20°C | 27 | 18 | 13 |
nach 24 h/50°C | 33 | 20 | 13 |
nach 24 h/70°C | 53 | 33 | 27 |
nach24h/100°C | 56 | 47 | 40 |
5 s
60
Die Schwefelspender wurden entsprechend ihrem Schwefelgehalt zugegeben, damit Vulkanisate erhalten
werden, die vergleichbare Härte-, Elastizitäts-, Zerreißfestigkeit- und Bruchdehnungswerte aufweisen. Die
Druckverformungsreste zeigen an, daß die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen
hergestellten Vulkanisate eine bessere Beständigkeit gegen Hitzealterung besitzen.
N,N'-Di-(«-pyrrolidon)-disulfid,
Pyridin als Akzeptor
12,7 g «-Pyrrolidon wurden in 30 ml Benzol gelöst, 12 g Pyridin zugegeben und zur Lösung 10,1g
Dischwefeldichlorid in 10 ml Benzol bei 5°-10° C zugetropft. Nach einstündigem Rühren bei Raumtemperatur wurde das Pyridin-Hydrochlorid abgenutscht, das
Filtrat eingeengt und mit Benzin versetzt. Das
ausgefallene Produkt wurde abgesaugt und im Vakuum getrocknet Ausbeute 10 g (64%X weiße Kristalle,
Schmp.97°-101°C
(
(
Berechnet:^ 4138, H 5,25, N i2,07, S 27,60;
gefunden: C 41,00, H 5,10, N 11,86, S 28,01.
gefunden: C 41,00, H 5,10, N 11,86, S 28,01.
N,N'-Di-(a-pyrrolidon)-disulficl,
überschüssiges Pyrrolidon als Akzeptor '
überschüssiges Pyrrolidon als Akzeptor '
Im nachstehenden Beispiel wurde als Säureakzeptor das Lactam selbst verwendet
10,6 g a-Pyrrolidon wurden in 30 ml Trichloräthylen
gelöst und mit 3,4 g Dischwefeldichlorid (Molverhältnis 5:1) wie in Beispiel 1 umgesetzt Die Reaktionslösung
wurde mit Wasser gewaschen, über CaCl2 getrocknet
und das Trichloräthylen abgedampft Das gewonnene Produkt (45% Ausbeute) war nach dem IR-Spektrum
und der Schmelzpunktsbestimmung mit dem oben unter 1.) gewonnenen Produkt identisch.
N,N'-Di-(«-piperidon)-disulfid,
Pyridin als Akzeptor
Pyridin als Akzeptor
5 g «-Piperidin und 4,1 g Pyridin wurden in 20 ml Benzol gelöst und dazu bei 5° — 100C 3,4 g Dischwefel- wonnen.
dichlorid in 5 ml Benzol zugetropft Nachreaktion 1 Std. bei Raumtemperatur. Das Pyridin-Hydrochlorid wurde
abgenutscht und das Filtrat eingeengt Nach Versetzen mit Benzin wurden die ausgefallenen Kristalle abgenutscht
und getrocknet Ausbeute 43 g (60%), Schmp. 67°—73°C. Nach zweimaligem Umkristallisieren aus
Benzol/Benzin schmolz das Produkt bei 72° — 74° C.
CioHi6N202S2(260,8):
Berechnet: C 46,15, H 6,20, N 10,77, S 24,63;
gefunden: C 46,47, H 6,28, N 10,52, S 24,86.
N,N'-Di-(6-caprolactam)-disulfid)
Pyridin als Akzeptor
Pyridin als Akzeptor
5,7 g ε-Caprolactam und 4,8 g Pyridin wurden in 25 ml Trichloräthylen gelöst und bei 200C 3,4 g Dischwefeldichlorid
in 5 ml Trichloräthylen zugetropft. Nach einstündigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die
Reaktionslösung mit Wasser neutral gewaschen, über CaCl2 getrocknet und eingeengt Nach Zugabe von
Benzin kristallisierte das NJ«J'-Di-(E-caprolactam)-disulfid
in Form weißer Kristalle aus. Die Ausbeute betrug 43 g (60%), Schmp. 103° — 116*C Das Produkt war, wie
das Dünnschichtchromatogramm zeigte, mit kleinen Mengen von N.N'-DHe-caprolactamJ-monosulfid verunreinigt
Nach mehrmaligem Umkristallisieren oder Säulenchromatographieren schmolz das reine Disulfid
beil32°-134°C
C12H20N2O2S2(288,4):
C12H20N2O2S2(288,4):
Berechnet: C 4939, H6J99, N 9,27, S 22^3;
gefunden: C 50,00, H 6,68, N 9,00, S 22,01.
N,N'-Di-(E-caproIactain)-disulfid,
überschüssiges Lactam als Akzeptor
überschüssiges Lactam als Akzeptor
17,1 g Caprolactam wurden in 30 ml Trichloräthylen gelöst und dazu 3,4 g Dischwefeldichlorid in 5 ml
Trichloräthylen bei Raumtemperatur zugetropft. Die Reaktionslösung wurde bei einmal mit 20 ml 0,1 n-HCl
und dreimal mit 20 ml Wasser gewaschen, mit CaCl2 getrocknet und eingeengt Nach Zugabe von Benzin
erhielt man 5,5 g (76% d. Th, ber. euf S2Cl2) monosulfidfreies
Produkt des Schmelzpunktes 128° — 1300C. Aus
wässeriger Phase wurde nach dem Neutralisieren, Abdampfen und Ausziehen mit Trichloräthylen fast
quantitativ das überschüssige ε-Caprolactam zurückge-
Beispiel 6
N,N'-Di-(capryllactam)-disulfid
N,N'-Di-(capryllactam)-disulfid
a) 7,05 g Capryllactam wurden wie üblich in 30 ml Benzol und 4,4 g Pyridin mit 3,4 g Dischwefeldichlorid
umgesetzt, man erhielt 8,1 g hellbraunes öl.
b) 17,6 g (0,25 Mol) Capryllactam wurden in 40 ml Trichloräthylen mit 3,4 g Dischwefeldichlorid umgesetzt
Aufarbeitung wie in Beispiel 6. Es wurden 8,8 g öliges Produkt erhalten.
Die Rohprodukte a und b wurden vereinigt und auf einer Kieselgelsäure (Kieselgel 0,005—0,2 mm der Fa.
Merck) mittels Benzol zu Aceton 100 :20 Chromatographien.
Man erhielt 7 g (40%) kristallisiertes N,N'-Di-(capryllactam)-disulfid,
Schmp. 81° — 83°C (nach Umkristallisieren aus Benzol/Benzin).
C16H28N2O2S2(N = 344^6):
C16H28N2O2S2(N = 344^6):
Berechnet: C 55,77, H 8,19, N 8,13, S 18,61;
gefunden: C 55,76, H 735, N 7,87, S 18,55.
Claims (1)
1. Ν,Ν'-Dilactamdisulfide der allgemeinen Formel
(I)
Il
C.
(CH2),, N-S-S-N (CHA (I)
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GB55609/67A GB1203595A (en) | 1966-12-08 | 1967-12-07 | New n,n-sulphides and their production |
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DER0044754 | 1966-12-08 |
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DE1620236B2 true DE1620236B2 (de) | 1976-12-16 |
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DE19661620235 Pending DE1620235B1 (de) | 1966-12-08 | 1966-12-08 | Verfahren zur Herstellung von Dilactam-N,N'-monosulfiden |
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DE (2) | DE1620236B2 (de) |
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DE3012895C2 (de) * | 1980-04-02 | 1982-04-01 | Rudolf Dr. 6730 Neustadt Kern | Verfahren zur Herstellung von N,N'-Dilactamdisulfiden |
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