DE1643492A1 - Verfahren zur Herstellung von 1,3,5-Trithianen - Google Patents

Description

Dr. Walter Beil 21. Nov. 1967

Rhir· K

Reehii.

Fra.ikfuri ^. M,- ^rl-'rUst

Adelonetraße 58 - Tel. 30 1024

Unsere Nr. 14 293

Char. Pfizer & Co., Inc.
New York, N.Y., V.St .A.

Verfahren zur Herstellung von 1₁3₁5-'i'rithianen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Carbonylverbindungen, insbesondere zur Herstellung von Ketonen, Aldehyden, Diketonen, Dialdehyden, aldehydischen und ketonischen Acetalen, Alkoholen, Säuren und Estern. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung von neuen 1,3»5-'£rithianen und Verfahren.zu deren Umwandlung in eine Vielzahl von Carbonylverbindungen. Aldehyde und Ketone sind eine wichtige Klasse von Carbonylverbindungen. Viele dieser Verbindungen werden als Zwischenprodukte in organischen Synthesen verwendet, und andere werden vielfach in der chemischen Industrie eingesetzt. Verschiedene Aldehyde und Ketone werden zur Herstellung von Geruchsstoffen verwendet; andere dienen als Geschmackstoffe, Duftstoffe und Lösungsmittel. Gewisse 1,2- und 1,3-Diketone oder deren Derivate, z.B. Acetylaceton und Dirnethylglyoxim bilden beständige Chelatverbindungen mit verschiedenen Metallkationen und werden infolgedessen als analytische^eagentien verwendet Andere Verbindungen, welche Carbonylrestf tragen, z.B. Keto- und Aldehydsäuren, Acetale, Alkohole und ^ffcer werden in weitem Umfang als Zwischenprodukte in organischen Synthesen eingesetzt.

2098 13/1647

In vielen Fällen sind Vertreter der obengenannten Carbonylverbindungen nur aus mehreren_r unzusaramenhängenden Ausgangsmaterialien erhältlich und selbst dann nur mittels völlig verschiedener Reaktionstypen. Es gibt keine einzige leicht erhältliche Zwischenverbindung, welche einen leichten Zugang zu den Vertretern dieser verschiedenen Typen von Carbonylverbindungen gestatten würde.

Die vorliegende Erfindung bietet eine bequeme und neuartige Synthese-Methode zur Herstellung einer breiten Reihe verschiedener Typen von Carbonylverbindungen. Es wurde überraschend gefunden, daß das erfindungsgemäSe Ziel dadurch erreicht werden kann, daß man geeignete Salze von 1,3,5-Trithianen herstellt und diese mit verschiedenen Typen von organischen Verbindungen zu in geeigneter Weise substituierten 1,3,5-Trithianen umsetzt. Bei der hydrolytischen Zersetzung liefern diese 2-substituierten 1,3,5-Trithiane brauchbare Carbonylverbindungen. Zu den Verbindungstypen, die auf diese Weise hergestellt werden können, gehören Aldehyde, Ketone, Diketone, Dialdehyde, aldehydische und ketonische Ester, Alkohole, Säuren und Acetale. Andere Methoden zur Synthese dieser Verbindungen wären in den meisten Fällen sehr kompliziert. Die vorliegende Erfindung hingegen ermöglicht einen bequemen und vielseitigen Weg zur Herstellung von Carbonylverbindungen, welche sonst nur mit beträchtlichen Schwierigkeiten erhältlich wären.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von symmetrischen 1^3,5-Trithianen der Formel

,1

R'

HR'

M⁺

209813/16A7

-. 3 —

in welcher R Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, Phenyl-, Alkylphenyl- oder Phenylalkylgruppc, wobei die Alkylsubstituenten bis zu 3 Kohlenstoffatome haben, und M ein Alkalimetallkation ist; dieses Verfahren besteht darin, daß man eine Verbindung der Formel

OHH

S S

1 i
R¹HC

in welcher R die obenangegebene Bedeutung hat, mit einem basischen Reagens MB, in welchem M die obenangegebene Bedeutung hat und B eine anionische Gruppe ist, nämlich eine

ο ρ

-NH₀-, -H-, -OR -Gruppe, wobei R eine niedere Alkylgruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen ist, oder eine -R -Gruppe, wobei R·^ eine Alkylgruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen ist, oder eine Phenylgruppe, in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa -50° bis 0° C umsetzt. Außerdem bietet diese Erfindung eine Methode zur zeitweiliger Umwandlung der Carboxylgruppe eines Aldehyds in einen nukleophilen Rest, welcher dann in der Lage ist, an nukleophilen Verlagerungen sowie Anlagerungsreaktionen teilzunehmen. t

In den Rahmen der Erfindung fällt die Umwandlung von Alkyl- und Arylaldehyden zu sym-l_?3»5-Trithianen, die Bildung der entsprechenden Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalze dieser sym-1,3,5-Trithiane und deren anschließende Umsetzung mit verschiedenen Typen organischer Verbindungen zu neuartigen Derivaten von sym-l,3»5-Trithianen. Die hydrolytische Zersetzung dieser 2-substituierten Derivate der 1,3_?5-Trithiane liefert die gewünschten Carbony!verbindungen. Die erforderlichen 1,3»5-Trithiane sind nach bekannten synthetischen Methoden leicht zugänglich, wie die folgende Gleichung erläutert: *

209813/1847

a s s _v R

3 R-CH0+3H₂S ^ g g

+3H₂O

(s. ζ. Β.ϊ U.S.A. Patent 2 595 173> DBP 762 037; J".A. Stanfield und L.B. Reynolds, J.Am.Chem.Soc., 74, 2878 (1952)?
E. Campaigne u.a., J. Org. Chem., 2J, 135 (1962) und die dort angegebenen Literaturstellen).

2,,4,6-trisubstituierte 1,3,5-Trithiane können in zwei isomeren Formen existieren, nämlich der cis-Form, bei welcher alle drei R-Gruppen auf der gleichen Seite des Moleküls liegen, und der trans-Form, bei welcher zwei R-Gruppen auf der einen Seite des Moleküls liegen und die andere R-G-ruppe auf der entgegengesetzten Seite liegt.

Die Synthese der 1,3»5-Trithiane führt unausbleiblich zur
Bildung beider Isomerer. Es wurde jedoch gefunden, daß es
nicht erforderlich ist, die beiden Isomeren abzutrennen, weil dies kein kritischer Faktor für die erfolgreiche Durchführung der anschließenden Verfahren ist.

Es wurde gefunden, daß 1,3,5-Trithiane in ihre entsprechenden Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze umgewandelt werden können, indem sie mit einer geeigneten Base in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa -50° bis 0° C umgesetzt
werden. Die Umsetzung verläuft ohne Zweifel so, wie es in der folgenden Gleichung dargestellt ist:

ΥΎ>>

,-50⁰C bis 0°C inert.Lösm.

YY

SS

R^XH

M+ HB

M = Li, Na, K

B = NH₂, H, Phenyl-, niedere Alkyl- oder niedere Alkoxygruppe,

209813/1647

Die Anwesenheit der Schwefelatome auf jeder Seite der Kohlenstoffatome verstärkt die Azidität der anhängenden Wasserstoffatome und stabilisiert das gebildete 1,3,5-Trithiancarbanion.

Beispiele von 1,3»5-Trithianen, welche in ihre Salze umgewandelt werden können, sind 1,3»5-Trithian (Mutterverbindung) und die 2,4,6-symmetrisch substituierten Trialkyl-, Triarylalkyl-, Triaryl- und Trialkylaryl-1,3,5-Trithiane. Zu den Basen, die sich für die Herstellung der 1,3,5-Trithiansalze als brauchbar erwiesen haben, gehören die Amide, Hydride und niederen Alkoxide und Alkylide von Natrium, Kalium und Lithium, obgleich die bevorzugten Basen η-Butyl- und Phenyl-Lithium sind. Die Umsetzung kann in einem inerten Lösungsmittel durchgeführt werden, welches weder mit den Reaktionsteilnehmern reagiert noch in irgendwelcher Weise den Verlauf der Umsetzung stört. Wenn die Natrzm-, Kalium- und Lithiumamide verwendet werden, ist das bevorzugte Lösungsmittel flüssigejf Ammoniak, während sich für die anderen Basen wasserfreier Äther als besonders brauchbare Lösungsmittel erwiesen haben.

Zu den Äthern, die sich als geeignet herausgestellt haben, gehören Tetrahydrofuran, Dimethyl- und Diäthyläther, 1,2-Dimethoxyäthan und Diglym. Obgleich andere Äther· sowie andere Typen von inerten, nichtreagierenden Lösungsmitteln verwendet werden können, wird Tetrahydrofuran bevorzugt. Für die meisten synthetischen Zwecke wird die Verwendung der 1,3,5-Trithianlithiumsalze bevorzugt. In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der 1,3,5-Trithianlithiumsalze wird eine äquivalente Menge einer Lösung aus n-Butyllithium in η-Hexan zu einer gerührten, feinverteilten Suspension des entsprechenden 1,3»5-Trithians in wasserfreiem Tetrahydrofuran gegeben, welche unter Stickstoff und bei einer Temperatur von -50° C gehalten wird. Man läßt die Temperatur auf -20° C ansteigen und rührt das Gemisch bei dieser Temperatur bis das gesamte 1,3|5-Trithian reagiert. Etwa 2 bis 3 Stunden sind

20 9813/1647 *

ausreichend, und man erhält gewöhnlich eine klare, farblose Lösung des 1,3,5-Trithiansalzes. Das l,3_t5-Trithiansalz braucht nicht abgetrennt zu werden, sondern kann, was meist geschieht, direkt in situ mit einer Vielzahl von organischen Verbindungen zu 2-substituierten l,3_>5-^riⁱrithianen umgesetzt werden. Die hydrolytische Zersetzung dieser letzteren Verbindungen ist ein bequemer Weg zur Erzielung verschiedener Carboxylverbindungen. Die Reaktionsmechanismen, an denen die 1,3,5-Trithiansalze, oder genauer die 1,3,5-Trithiancarbanionen (da diese die reagierenden Verbindungen sind) teilnehmen, ähneln in auffallender Weise denen der Grignard-Reagentien. In der Tat ist es in vielen Fällen möglich, den Verlauf der Umsetzung des Trithiancarbaniohs mit einer gegebenen organischen Verbindung vorauszusagen, indem man das Verhalten der letzteren Verbindung gegenüber einem Grignard-Reagens untersucht.

Nachstehend ist ein Reaktionsschema angegeben, welches die Umsetzungen der 1,3,5-Trithiansalze mit einer Reihe von organischen Verbindungen, die gebildeten Produkte und die durch hydrolytische Zersetzung dieser Produkts erhaltenen Carbonylverbindungen erläutert. '

3E -CHO+3H₂S

H¹

+3K

R'

¹ C! nl Y V

+MB-

R¹

M⁺ (Trithiansalz) + HB

Umsetzung des Trithiansalzes und:

209813/1847

-> VN

R^ (D

s. β Xg)

Hydrolyse _y

R¹ . H¹

6 X-R-X

(D

R⁶->

,S R

ο ο

Il Il

S S

Hydrolyse. R-C-R-C-R'

R¹ R¹

(C) X-CH₂-(CHg) -COgI

S S

CH₂-(CHp) -CO₂R Hydrolyse R^-C-CH₂(CH₂) -CO₂R^

1

R R

X-CH₂- ( CH₂ )_n-CH (0R⁵)₂-

) -CH(OR⁵J₂ ⁿ Hydroxyse

R¹ R¹-G-CH₂-(CH₂J_n-CH(OR⁵J₂

R R

COr

S S

CO₂H

HydroIyge

C2)

Il

R^3--C-CO₂H

R „14 OH

(P) R^]

t t

209813/1647

' ^r1 s'^RY

(G) ο " ο \s ^4-C - GH ι $ ?^H ο

R⁰ - C - IT ^ - -I I p9 Hydrolyse ^r^.cc - R^ö

1 ]NH 1 1 9

R^X S R^Xn „ R* .S Rf " γ

(η) ₇ v^ S-^c - ^R N^ N-°- ^R

R-CN 1 I saure Hydrolys e_v | I HydroIys e

(1) ~*iS S \2) * S ^S C3;

V^ \/ ο ο

\/ ο

'1 1 " R RC

R^xw- C-Y

1 1
R R-C - C-R

R¹ R¹

_1n OO

Hydrolys e _v R-C - C - R

(ι) —? ä ä (2)

M = Li, K, Na

B= NH₂, H, niederer Alkyl- oder Alkoxyrest, Phenylrest η = ganze Zahl von 0 bis 10

X = Chlor, Brom, Jod, Phenylsulfonat oder Alkylphenylsulfonat

Y = Chlor oder Brom

R¹ R⁸ R⁹,R¹¹,R¹²*H¹³»R¹⁴ = Wasserstoff, Alkyl-, Phenyl-, ' * Alkylphenyl- oder Phenylalkylrest

R⁴ = Alkyl-, Phenylalkyl- oder Aryli&kylrest

R^ = Alkylrest

R⁶ - Alkylenrest

R⁷ = Phenyl- oder Alkylphenylrest

R¹⁰= Wasserstoff, Alkyl-, Alkoxy», Phenyl-, Alkylphenyl- oder Phenylalkylrest.

209813/1647

Die Reaktionsfolge Δ, Gleichungen 1 und 2, erläutert die Bildung von 2-substituierten 1,3,5-Trithianen durch Umsetzung der 1,3,5-Trithiansalze mit Alkyl- und ArylChloriden, -jodiden, -bromiden und Arylsulfonaten und läßt die Carbonylverbindungen erkennen, welche durch hydrolytische Zersetzung dieser Derivate erhältlich sind.

Die Reaktionsfolge B, Gleichungen 1 und 2, zeigt, daß ähnliche Ergebnisse durch Umsetzung mit Alkyl- und ArylalkyldiChloriden, -dijodiden, -dibromiden und Diarylsulfonaten erzielt werden können.

Die Reaktionsfolge C, Gleichungen 1 und 2, erläutert die Um-Setzung mit Brom-, Chlor-, Jod- und Arylsulfonatestern. "

Die Reaktionsfolge D, Gleichungen 1 und 2, erläutert die Umsetzung mit Brom-, Chlor-, Jod- und Arylsulfonatacetalen. Die Reaktionsfolge E, Gleichungen 1 und 2, erläutert die Umsetzung mit Kohlendioxyd·.

Die Reaktionsfolge P, Gleichungen 1 und 2, erläutert die Umsetzung mit 1,2-Epoxiden.

Die Reaktionsfolge G, Gleichungen 1 und 2, erläutert die Umsetzung mit Aldehyden und Ketonen.

Die Reaktionsfolge H, Gleichung 1, erläutert die Umsetzung mit Arylnitrile η zu Iminen, deren saure Hydrolyse, wie in Gleichung 2 gezeigt, die entsprechenden Carbony!verbindungen liefert. Die Gleichung 3 erläutert die hydrolytische Zer- i

setzung dieser letzteren Verbindungen zu ö^-Dicarbonylverbindungen.

Die Reaktionsfolge I, Gleichungen 1 und 2, zeigt die Ergebnisse, die bei der Umsetzung mit Alkyl- und Arylacylchloriden und -bromiden und mit Alkylbrora- und chlorformatestern erzielt werden können.

Die Reaktionsfolge A, Gleichung 1, erläutert die Umsetzung von 1,3,5-Trithiancarbanionen mit Alkyl- und Arylalkylbromi-.den, -Chloriden, -jodiden und Arylsulfonaten, wie p-Toluolaulfonat. Die Umsetzung kann auch mit Verbindungen durchgeführt werden, welche zwei ersetzbare Gruppen enthalten, wie

209813/1647

in Gleichung 1 von Reaktionsfolge B gezeigt iet, z.B. mit Alkyl- und Arylalkyldibromiden, -dichloriden usw.. Außer der zu ersetzenden Gruppe, z.B. Brom, Jod, Jodid usw., kann die organische Verbindung andere Gruppen enthalten, welche an der Umsetzung weder teilnehmen noch diese stören. Z.B. könne:., substituierte Acetale und Ester mit Erfolg umgesetzt werden, wie es die Reaktionsfolgen C und D von Figur 1 zeigen. Bei der Durchführung der in Gleichung 1 der= Reaktionsfolgen A bis D erläuterten Alkylierungsreaktionen wird das sym.-l,3_f5-Trithiansalz hergestellt, wie oben beschrieben, und wird in situ mit etwa einem Äquivalent der entsprechenden Alkylierung?, verbindung umgesetzt. Die Alkylierungsverbindung wird direkt zu der gerührten Salzlösung gegeben, welche eine Temperatur von etwa -50° bis 25° C hat, obgleich in den meisten Fällen eine Temperatur zwischen -20° und O⁰ C bevorzugt wird. Das Reaktionsgemisch wird mehrere Stunden unter Stickstoff gerührt, in Wasser gegossen, und das Produkt wird mit Äther extrahiert, Nach Entfernen des Äthers kann das substituierte 1,3,5-Trithian nach herkömmlichen Methoden, z.B. Kristall! sation, Sublimation, Destillation usw. gereinigt v/erden.

Die hydrolytische Spaltung der neuen 1,3»5-Trithic: derivate stellt eine bequeme Methode zur Bildung einer Vielzahl von Carbonylv erb indungen dar. Eine Untersuchung des obigen Reaktionsschemas läßt klar die Verbindungstypen erkennen, die hergestellt werden können. Z.B. liefert die hydrolytisch:= Zersetzung der bei der Umsetzung von 1,3»5-Trithiarisalzen mit Alkyl- und Arylalkylbromiden, -jodiden und Arylsulfonaten erhaltenen Derivate Aldehyde oder Ketone, je nachdem, ob ein unsubstituiertes 1,3»5-Trithian oder ein entsprechend substituiertos 1,3»5-Trithian verwendet wird (s. Gleichung 2 von Reaktionsfolge A).

Einige dor bei der hydrolytischen Spaltung der 1,3,5-Trithia.·' derivate angewendeten Methoden sind bereits früher boBchrieben und zur Hydrolyse von gem-Dialkylraerkaptalcn angewendet worden.

209813/1647

Bei der einen Ausführungsform des erfindungpgemässen Verfahrens wird das Trithianderivat mit Quecksilber(II)-Chlorid in einer wässrigen Alkohollösung erhitzt, gewöhnlich auf Rück flusstemperatur. Wenn der entstehende Aldehyd oder das Keton eine säureempfindliche Gruppe enthält, wird gewöhnlich Quecksilber (II) -Oxyd dem Gemisch zugesetzt. Dieses Verfahren ist im wesentlichen dem ähnlich, das von J.English und P.H.Grisolc in J.Am.Chem.Soc,£7,2039(1945) beschrieben worden ist. Bei dor in der Erfindung angewandten Modifizierung wird nach mehrstündigem Erwärmen des 1,3»5-Trithianderivats mit Quecksilber-(H)-Chlorid das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt und das Produkt mit siedendem Äther oder Pentan extra- % hiert. Die Extrakte werden vereinigt, gewaschen, getrocknet' und eingedampft, wobei die gewünschte Carbonylverbindung erhalten wird. In solchen Fällen, in denen Quecksilber(II)-Oxyd verwendet worden ist, wird die Carbonylverbindung gewöhnlich als das entsprechende Dialkylacetal oder -ketal erhalten.

Ein anderes Verfahren besteht darin, dass man das Trithianderivat mit überschüssigem Chlor oder Brom, vorzugsweise Brom, in wässriger Essigsäure umsetzt, die eine geringe Menge Mineralsäure enthält. Nachdem die Umsetzung abgeschlossen ist, wird das Reaktionsgemisch mit V/asser verdünnt und das überschüssige Halogen mit Natriumsulfit zersetzt; danach wird das Produkt mit einem geeigneten Lösungsmittel extrahier Diese Methode ist ähnlich der von Weygend u.a. in Chem.Ber., 2P_,123O(1957) sowie 9J^, 1040(1958) beschriebenen. Die hydrolytische Zersetzung der 2-substituierten 1,3,5-Trithiane kann erfindungsgemäße auch nach einem anderen Verfahren vorgenommen werden. Eb wurde gefunden, daß N-Bromsuccinimid in wässrigem Aceton bei etwa -10° C das 1,3,5-Trithianderivat leicht und in guter Ausbeute zu der entsprechenden Carbonylverbindung aufspaltet. Nach vollendeter Umsetzung wird das aus dem N-Bromsuccinimid gebildete überschüssige Brom mit Natriumsulfit zersetzt und das Carbonylprodukt durch Extraktion mit einem geeigneten Lösungsmittel isoliert

209813/1647

Die hydrolytische Zersetzung dor aus den Bihalogeniden usw. erhaltenan Reaktionsprodukte nach irgendeiner der obengenannten Hydrolysemethülen ergibt ßialdehyde und Diketone (Gleichung 2 von Reaktionsfolge B). Die Zahl der KohlenstoffatoHiö zwischen den Carbonyl gruppen kann durch geeignete Wahl der Bihalogenide usw. beliebig variiert werden. Die polyfunktionalen 1,3»5-Trithianderivatsj die aus chlor-, brom-, jod- oder arylsulfonatsubstituierten Estern und Acetalen hergestellt worden sind, liefern aldehydische und ketonische Ister und Acetale bei der hydrolytischen Spaltung (Gleichung

2 der Reaktionsfolgen B, G und D)·

Wie Grignard-Reagentien reagieren die l,3_s5-Trithiansalze auch mit Kohlsndioxyd_r wie in G-leicliiaiig 1 von Reaktionsfolge B dargestellt ist* Bie Umsetzung ksmi durchgeführt werden, indem, eine Lösung des I,3»i5-irithiai?.3alzes mit-wasserfreiem festem Kohlendioxyd ('Trockeneis) in. Berührung gebracht wird5 nach, einer anderen Methode kann ein wasserfreier- Kohlendioxyöstrom direkt in eine gerührte Lösung des 1,3»5-Trithiansalzes in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen -70° und 0° G eingeleitet ?/srdenj wobei gewöhnlich die obere Teisperaturgreüze bevorzugt wird, Hacli Abschluß der Usisetzimg läßt man das Gemisch sich auf Räumtemporatur erwärmen* Δη dieser Stelle kann Wasser dem Gemisch zugesetzt und, der pH-Wert der wässrigen Phase durch Euga.be von Säure Siif etwa 5 eingestellt werden, worauf sich das 2-Carboxy~ Ii3»5-I'rithian aus dem Reaktionsgemisch abscheidet und "leicht isoliert werden kann. Um die spätere Reinigung zu erleichtem, wird jedoch vorgezogen, zunächst ein Gemisch aus Äther und 10 fo Kaliumhydroxydlösung dem Reaktionsgemisch zuzusetzen. Me zwei entstandenen Schichten werden gut geschüttelt,, und die alkalische, wässrige Phase wird abgetrennt. Die Ätherschicht wird mit 10 %iger Kaliumhydroxydlösung extrahiert, und die wässrigen alkalischen Schichten werden vereinigt, mit Äther und Chloroform gewaschen_? in einem Eisbad gekühlt und mit einer Mineralsäure auf pH 5 angesäuert. Das sich

209813/1647

abscheidende 2-Carboxy-l,3_r5-trithian wird mit Chloroform extrahiert. Durch Verdampfen des Chloroforms erhält man das rohe kristalline Produkt, welches dann aus einem geeigneten Lösungsmittel umkristallisiert wird. Die hydrolytische Spaltung dieser 2-Carboxy-l,3,5-trithiane liefert o6-Carbonsäuren, wie in Gleichung 2 von Reaktionsfolge E dargestellt ist.

Die Salze von 1,3>5-Trithian reagieren leicht mit 1,2-Epoxiden. Die Umsetzung verläuft ohne Zweifel über einen nukleophilen Angriff auf das sauerstoffsubstituierte Kohlenstoffatom des Oxiranrings durch das 1,3,5-Trithiancarbanion, welcher zu einem ß-substituierten Alkohol führt, a wie in Gleichung 1 von Reaktionsfolge F erläutert ist. Bei einem bevorzugten Verfahren wird, nachdem das I,3j5-Trithiansalz hergestellt worden ist, dieses in situ mit einer Lösung aus 1 Äquivalent des 1,2-Epoxids in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen -20° und 0° C umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird bei etwa 0° C mehrere Stunden unter Stickstoff gerührt. Das Gemisch wird dann in Wasser gegossen und das Produkt durch Extraktion mit Chloroform isoliert. Die Hydrolyse des Reaktionsprodukts stellt einen bequemen Weg zu ß-Hydroxyaldehyden und -ketonen dar (Gleichung 2 von Reaktionsfolge F).

Das 1,3,5-Trithiancarbanion lagert sich auch an diü Carbonyldoppelbindung von Aldehyden und Ketonen an (Gleichung 1 von \ Reaktionsfolge G); dieses Verhalten ist dem von Grignard-Reagention sehr ähnlich. Das Salz des I,3t5-Trithians wird hergestellt und in situ mit 1 Äquivalent des gewünschten Aldehyds oder Ketons in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von -50° bis 25° C umgesetzt. In den meisten Fällen wird die Reaktion bei etwa -20° C durchgeführt. Alkyl- und Arylaldohyde und Dialkyl-(einschl. zyklischer Ketone), Diaryl- und Alkylarylketone können mit Erfolg umgesetzt wer-• den.

Bei der bevorzugten Ausführungsform dieser Umsetzung wird 1 Äquivalent des Aldehyds oder Kotons in Tetrahydrofuran zu

209813/1647

einer gerührten Tetrahydrofuranlösung des l»3f5-Trithiansalzes, die eine Temperatur von etwa -20° C hat_ff gegeben. Das Reaktionsgemisch wird mehrere Stunden etwas oberhalb dieser Temperatur gerührt, in Wasser gegossen und das Produkt mit Chloroform extrahiert. Nach Entfernen des Chloroforms kann das Produkt nach herkömmlichen Methoden gereinigt werden.

In einigen Fällen kann nach Verdampfen des Chloroforms das Produkt von nichtumgesötztem Trithian dadurch abgotrennt werden, daß der Rückstand mit Äther extrahiert wird, wobei das gewünschte Produkt sich auflöst und auf diese V/eise von dem unlöslichen 1,3,5-Trithian abgetrennt werden kann. Bei der Hydrolyse dieser substituierten 1,3 _f 5-Trithiana werden CjC-Hydroxycarbonylverbindungen erhalten (Gleichung 2 von Reaktionsfolge G).

Das 1,3,5-Trithiancarbanion lagert sich auch an die Dreifachbindung von Ary!nitrilen an und ergibt Ketimine. Diese Umsetzung ist in Gleichung 1 von Reaküonsfolge H dargestellt. Bei dieser Umsetzung wird das l_r3»5-Trithiansalz mit 1 Äquivalent des Arylnitrils in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa -70° bis -20° C reagieren gelassen, obgleich in der Praxis eine Temperatur von etwa 0° C bevorzugt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Ary lnitrillö sung zu einer Tetrahydrofurane sung des 1,3,5-Trithiansalzes gegeben, welche eine Temperatur von etwa -70 C hat. Das Reaktionsgemisch wird bei dieser Temperatur etwa l/2 Stunde und dann bei Raumtemperatur weitere 10 Minuten gerührt. Es wird in Wasser gegossen und das Kotimin mit Äther extrahiert. Nach Verdampfen des Äthers kann das Ketimin weiter gereinigt oder durch saure Hydrolyse in einen* Alkohol/Wasser-Gemisch direkt in die entsprechende- Carbonylvorbindung umgewandelt werden (Gleichung 2 von Ruaktionsfolge H). Die weitere hydrolytische Zersetzung liefert ct> -Dicarboxylverbindungen (Gleichung 3 von Heakfcionsfolge H).

209813/1647

Sine wüit^ro Reihe von Verbindungen _s welche leicht mit das l,3,5-?'rithisn£äl3 reagieren, sind die Acyl- und aroyllHUn·- gciii&e, insbosGzidc^e diü Chloride v:&& Bromide (GrI ο i Gluing i von ßcaki?£>nsfolgo I)₀ Wio su 5:r;.^:a:-:-veil war» können aucli .(O.k"" bromo- umd -oiiloroformatGstGr -jorwiaclot wordes (Gloicliting '.'. von iicalrtionsfolgo I)₀ Im allgemoinen ^ird da? ontspreel':n^voivsmiBoiiv EüagonSj Eo E= Acylchlorid einer gerührtgb Losm:.* des !,ijS-TritiiianealzeiS in oinuir. inerten Lc£,un£"sjiiitfcül rv.--gosotai;. Scr Temperaturburaiclx_s in wclciium diw durcligciTiirt τ/omca l:amio liegt zwischen -70° und 25^U Os :^· doch wird b^i cen Brom- und ChlorofonnatsE. die Usnpotzung ?".-· nächst öei otT/a -50° G dt^chgöftliirt „ während boi den Ac:-I~- und Aroyliiälogeniäas eine Temperatur gvasciian »60 rar¹ -^ -70° G bovors-jitf-fi wird.

Im ü'allii d'-ϊ' 3"'0EiO= vmä. ChlorofoniiatGS'fcer wird ein Äquivalent des 3st«r;5 su siaer Lösung gagebaiip diu etwa z^?voi A?rv ίΐ l tkd iSSIrätiaaalgus uirbhält v.·"'..

eine ic-ffipcraini?"- Yen ^twa -50° C !ia.t_o Die Tesiporatur '.vii'd «αν.: etwa 25^U C £-c"bx^;ac>it vjid aciirerc Stiaid^n gerührt _o Dae Ee-?.ktionsgeiiiiscli ^ird rait Wasser ver&iümt und :ait Äthur üstr-?-- liiert. Ear UberscliuiBj nieiltiamgesetgtos l₅3»5-iritliiano ^;-vir^/!. oiiiit, und die ,irgaaisciien Extrakte werden mit ICaliv.rr-xyd-LöSiing isad danach mit Wasser gewaschen imd ge^ronj"-

net» Bt.is· /ordaaipfen dos orgaaisciieii Lösungsmittels hintc"·-· ■

tloibt ο in roh^r Hüekstand_P aus wölches? das Produkt i⁵u?.-o"^;'. Extraktion sit heißem Ätb&r abgotrcimt wird» Hacla Eiitforn^v. des Ätliörs kami öas Produkt durch Kristallisation» Bubi lotion us?.*ο Wolter gerüiiiigt vücrdcn»

Mit Acyl- iffi-l iiroyllialogeaiden werden dio be et en Sr gelni ° ~ dana oriialten₅ wnmi die- Löstin-g ü&s l_?3s5-'£rithian.salzeⁱ3 1 ■"--■:■-". sam zugogüben ivirä, unxer heftigem Rühren_s zu oincr Ldsu::.:·-- eines Überschusses dos organischen Halogonids b^i üincr ^T2^ry·- poratur von ct'.va .-60° bis »70° 0. Das HoaVtionsgemisch virC inohr-are Stunden gurührt, zur Zoreotzung d-i? übcrschüsBi^c" Halogonids in kalte Kaliunüiydrcri,ydlosun.T g-gos&on und mit

209813/1S47

Äther extrahiert. Beim Verdampfen des Äthers erhält man das rohe Produkt, welches nach herkömmlichen Methoden weiter gereinigt werden kann. Die Hydrolyse der Reaktionsprodukte aus den Acyl- und Aroylhalogeniden und den 1,3,5-Trithiansalzen liefert Alkyl- und Aryl- oC -dicarbonylverbindungen, während die aus den Alkylchloro- und bromoformaten erhaltenen Reaktionsprodukte oC-Ketoester liefern (Gleichung 2 von Reaktionsfolge I).

Es ist zu beachten, daß die vorstehend genannten Reaktionen der 1,3,5-Trithiansalze nur einen kleinen Teil der Reaktionstypen darstellen, welche diese Verbindungen durchlaufen können; und die angegebenen Beispiele sind keinesfalls erschöpfend. Angesichts der Vielseitigkeit dieser Vorbindungen ist es offenbar, daß viele synthetische Systeme, ähnlich den hier beschriebenen, entworfen werden können, wobei eine breite Schar von organischen Verbindungen eingesetzt werden kann. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher, sollen deren Umfang jedoch nicht einschränken.

Beispiel 1;

Zu einer gerührten, feinverteilten Suspension aus 20 g 1,3,5-Trithian in 400 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran, die eine Temperatur von -50° C hat und unter Stickstoff steht, wird in einem Schub die stöchiometrische Menge einer 1,5 Mol-Lösung von n-Butyllithium in Hexan gegeben. Die Temperatur wird auf -20° C gebracht. Nach etwa 2 Stunden hat sich das gesamte 1,3,5-Trithian gelöst, wobei eine klare, farblose Lösung des Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian entstanden ist.

Die Umsetzung wird in gleicher Weise und mit gleich gutem Erfolg mit einer 1,5-molaren Lösung von Phenyllithium in η-Hexan wiederholt.
Beispiel 2;

Zu einer grauen Suspension aus 0,02 Mol Natriumamid in 300 ml flüssigem Ammoniak werden in kleinen Portionen unter heftigem Rühren 0,15 Mol l,3_f5-Trithian gegeben, wobei eine Lösung

209813/1647

des Natriumsalzes von 1,3,5-Trithian erhalten wird. In gleicher Weise werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt, wenn Natriumamid durch Kaliumamid oder Lithiumamid ersetzt wird.
Beispiel 3>

0,16 Mol feinverteiltes 1,3,5-Trithian wird in 400 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran suspendiert. Das Gemisch wird auf etwa -20° C gekühlt, und 0,20 Mol Natriumhydrid werden unter Rühren zugesetzt. Das entstandene Gemisch wird unterhalb 0° C gerührt, bis die Entwicklung von Wasserstoff aufgehört hat und das gesamte unlösliche 1,3,5-Trithian in das lös- ™ liehe Natriumsalz umgewandelt ist.

In ähnlicher Weise werden bei Ersatz des Natriumhydrids durch Kaliumhydrid und Lithiumhydrid ähnliche Ergebnisse 'erhalten.
Beispiel 4:

Zu einer feinverteilten Suspension aus l,3»5-'!rithian in 400 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran, welche eine Temperatur von etwa -20° C hat und unter Stickstoff steht, wird die stöchiometrische Menge einer Tetrahydrofuranlösung von Kalium- tert.Butoxyd gegeben. Das Reaktionsgemisch wird unterhalb 0° C gerührt, bis das gesamte 1,3,5-Trithian ach gelöst und eine klare, farblose Lösung des Kaliumsalzes von J 1,3,5-Trithian ergeben hat.

In ähnlicher Weise wird die Umsetzung mit gleichem Erfolg mit Natrium- tert.Butoxyd und Lithium- tert.Butoxyd wiederholt.

Beispiel 5?

Die Verfahren der Beispiele 1 bis 4 werden mit gleichem Erfolg mit den folgenden 1,3,5-Trithianen wiederholt:

2,4,6-Trimethyl-l,3,5-trithian 2,4,6-Tribenzyl-l,3,5-trithian 2,4,6-Triphenyl-l,3,5-trithian 2,4,6-Tri-p-tolyl-l,3,5-trithian

209813/1S47

Beispiel 6:

Allgemeines Verfahren zur Alkylierung von 1,3,5-Trithiancarbanionen mit organischen Bromiden, Jodiden» Chloriden und Arylsulfonaten.

Eine Lösung des entsprechenden Lithium- 1,3»5-Trithianealzes wird nach einer der Methoden von Beispiel 1 bis 4 zubereitet. Zu der bei -20° C gerührtun Lösung wird in einem Schub ein 10 ^iger Überschuß der stöchiometrischen Menge des entsprechenden organischen Reagenzes (vida infra) gegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 0° C etwa 5 Stunden unter Stickstoff gerührt. Das Reaktionsgomisch wird in das Dreifache seines Volumens an Wasser geschüttet und das Produkt mit genügend Äther extrahiert, so daß etwa 70 ml Äther auf 1 g erwartetes Produkt kommen. Das unlösliche Material besteht aus nichtumgesetztem 1,3,5-Trithian. Die Äthorlösung wird über Natriumsulfat getrocknet. Das nach Verdampfen des Lösungsmittels erhaltene Rohprodukt wird dann durch Umkristallisieren aus einemm geeigneten Lösungsmittel gereinigt. Beispiel 7:

Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel 6 werden 540 mg (3,55 mMol, 98 #) rohes 2-M~thyl-l,3,5-Trithian aus der Umsetzung von 3»6 mMol des Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian, welches nach dem Verfahren von Beispiel 1 gebildet wurde, mit 4 Mol Methyljodid erhalten. Das Rohprodukt wird durch zweistündige Sublimation bei 65 bis 70° G und 0,40 bis 0,50 mm teilweise gereinigt. Die Ausbeute beträgt 507 mg (90 $>), Die Umkristallisation aus Pentan liefert feine Nadeln, Schmelzpunkt 86,0 bis 86,3° C.

Analyse; Berechn.für C₄HgS₃:C 31,58; H 5,30; S 63,11 Gefunden: C 31,30; H 5,27j S 63,31.

Das Infrarotspektrum in Chloroform zeigt starke Absorptions- ' banden bei: 3,31; 3,43; 6,94; 7,23; 7,30; 8,37; 8,58; 9,50; 10,29; 11,65 und 14,16 /U. Kernmagnotisciies Resonanz spektrum in Deuteroform bei 60 Mc./see: CH^-Protonsignal bei bau = 8,51 p.p.m. (Doublettc, J = 7,0 c.p.s.).

Ähnliche Ergebnisse werden mit Methylchlorid, MethylbromicL, . Methyl-p-Toluolsulfonat erhalten.

20Θ813/1647 ■«

Beispiel 8;

üntor jnjtiwandung des in Beispiel 6 beschriebenen Verfahrens werden 3,4 -j; rohes 2-Benzyl-l,3,5-Trithian, Schmp. 82-86° C, aus der Umsetzung von 14,5 mMol dos Anions von 1,3,5-Trithian (hergestellt gomäß Beispiel 1) mit 15,1 mMol Benzylbromid. erhalten.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum in Deuterochloroform bei 60 Mc./Sök, : CHp-Protonsignal bei tau = 7»00 p.,p.m. (Doubletto, J = 7,2 c.p.s.), aromatisches Protonsignal bei tau= 2,8 (Singlet-te).

Vergleichbare Ergebnisse werden erhalten mit Benzyljodid, Benzylelalorid und Benzyl-p-Toluolsulfonat. Beispiel 9s

Unter Anwendung des in Beispiel 6 beschriebenen Verfahrens werden 3,7 g (11 mMol, 95 f°) rohes 2-n-Tetradecyl-l,3,5-Tri~ thian aus dor Umsetzung von 11,7 mMol des Carbanions von Ij3j5-Irithian, hergestellt gemäß Beispiel 1, mit 11,6 rojio?. n-Tetrnäeeylbromid erhalten.

Das Rohprodukt wird su CCl. von 30° C gegeben. Das ungelöst; I,3f5-Trithian wird abfiltriert, und Methanol wird dem FiI-trat zugesetzt. Die reine Verbindung scheidet sich in Fora feiner Nadeln ab, Schmp. 76,3 bis 76,6° C. ■ Das infrarotspektrum in Chloroform zeigt starke Banden bei: 3,355 3,43i 6,82? 7,22; 8,21; 8,38; 8,56j 11,65 und 13,9 /u, Ecrnmagnetisehes Resonanzspektrum in Deuterochloroform bei 60 Mc./Sek.ϊ CEL-Protonsignal bei tau = 9,13 p.p.m. (entartete Doublette), CHp-Protonsignal bei tau = 8,73 p.p.m. (sehr scharfö Singlette mit breiter Basis). Analyse: Bereehn.für C₁₇H₃₄S₃: C 61,05| H 10,25? S 28,70 Gefunden: C 60,83; H 10,195 S 28,70.

Vergleichbare Ergebnisse werden mit n-Tetradecylchlorid unc. n-Tetradecyljodid erhalten.

209813/1647

Bei?3i)iel 101

Unter Anwendimg des Verfahrens von Beispiel 6 werden 1,98 g (etwa 65 f) rohes Pentamethylen- bis-l,3,5-trithian, Schmp.

107 - 110° C aus der Umsetzung von 14?5 mlffol 1,3,5-Trithiananion, hergestellt gemäß Beispiel 1, mit 7_?25 mMol 1,5-Dijod pentan erhalten.

Das InfrarotSpektrum in Chloroform zeigt starke Banden bei:

3,35; 3,42| 6,88; 7₃23; 8,40| 8_S57; 11,10 und 11,8 /u.

Kernmagnetisehes Resonanzspektrum in Deuterochloroform bei 60 Me./Sek.s sehr komplexe 0,8 p.p.ra. breite Multiplette mit Zentrum bei tau = 8,4 p.p.m*

Vergleichbare Ergebnisse werden mit 1,5-Diehlorpentan und 1,5-Dibrompentan erzielt.

In ähnlicher Weise,wie in Beispiel 10 beschrieben, wird 1,10-Dibromdecan mit 1,3,5-Trithiananion zn Decamethylen=bis Ij 3»5-Trithian umgesetzt,

Nach dem Vei^fahren von Beispiel 6 werden 15rfiMol des gemäß Beispiel 1 hergestellten 1,3»5-Trithiananione in situ mit 15 mMol Äthylbromacetat umgesetzt» Das Produkt, 2-Carbäthox.y methyl-=-l,3»5-trithian wird nach dem Verfahren von Beispiel 6 gereinigt.

Nach dem Verfahren von Beispiel 6 werden 15 mMol des gemäß Beispiel 1 hergestellten 1,3,5-Trithiananions in situ mit 15 mMol-Äthyl-12-Bromdodecanoat umgesetzt. Das Produkt,Äthyl--12-(l,3»5-trithian)-dodecanoa,t wird nach dem Verfahren von Beispiel 6 gereinigt.

Beispiel 14?

Nach dem Verfahren von Beispiel 6 werden 15 mMol des gemäß Beispiel 1 hergestellten 1,3»5-Trithiananions in situ mit 15 mMol 2-Bromacetal umgesetzt, Das Produkt, 2-(l,3,5-trithian)-acetal wird nach dor Methode von Beispiel 6 gereinigt

20981 3/ 1 647

Beispiel 15:

Fach dem Verfahren von Beispiel 6 werden 15 mMol des gemäl3 Beispiel 1 hergestellten Trithiananions in situ mit 15 mMol l,l-Diäthoxy-12-bromdodecan umgesetzt. Das Produkt, 1,1-Diäthoxy-12-(l,3,5-trithian)-dodecan wird nach der Methode ve: Beispiel 6 gereinigt.
Beispiel 16;

Eine Lösung aus dem Lithiumsalz von 1,3»5-Trithian in einem Gemisch aus 50 ml Tetrahydrofuran und 11 ml η-Hexan wird aus 16,4 mMol (2,27 g) 1,3,5-Trithian nach der Methode von Beispiel 1 zubereitet. Zu dieser bei -70° C gerührten Lösung werden in einem Schub 1,70 g (16,5 mMol) Benzonitril gegeben-Es bildet sich eine klare, tief orangefarbene Lösung. Das Rühren bei -70° C wird 35 Minuten fortgesetzt. Das Bad wird entfernt und die Lösung 10 Minuten bei Raumtemperatur ge- ' rührt. Das Gemisch wird schnell in das Dreifache seines Volumens an Wasser gegossen und mit vier 50 ml-Portionen Äther extrahiert. Die Ätherextrakte werden vereinigt, mit V/asser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.. Beim Verdampfen des Äthers erhält man rohes Phenyl-1,3,5-tri thianketimin.
Beispiel 17:

Das Phenyl-1,3»5-trithianketimin von Beispiel 16 wird unter Rühren in 150 ml einer 4 $ HCl enthaltenden Lösung in 50 foigem wässrigem Alkohol (Methanol) zum Rückfluß eine Stunde erhitzt. Wasser wird zugesetzt und das Produkt wird mit Chloroform extrahiert. Die Chloroformextrakte werden vereinigt, mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Na^SO* getrocknet. Durch Verdampfen des Äthers erhält man 3»55 g (90 fo) schwachgelbe Kristalle von unreinem 2-Benzoyl-l,3,5-trithian, Schmp. 147 - 152° C. Die fraktionierte Kristallisation aus Chloroform liefert 2,70 g (68 fo) reines Material in Form von farblosen, sehr foin büscheligen Nadeln, Schmp. 152,0 - 152,5° C

813/1647

Das Infrarotspektrum (gesättigte Lösung in CHC]U) zeigt starke Banden bei: 3,30; 5,93; 6,27; 6,33; 6,91; 7,24; 7,60; 7,95; 8,42; 9,97; 10,03; 11,27; 12,30; 14,23 und 14,61 /u. Kernmagnetisches Resonanz spektrum in Deuterochloroform "bei 60 Mc./Sek.: aromatische Protonen erscheinen als zwei 0,25 p.p.m. breite Multipletten mit Zentrum bei tau = 2,5 und 2,0 p.p.m.

Analyse: Berechnet für C₁₀H₁₀OS₃: C 49,59; H 4,16; S 39,65 Gefunden: C 49,53; H 4,27; S 39,38.

Beispiel l8:

Die Verfahren der Beispiele 16 und 17 werden unter Verwendung von p-Tolylnitril mit gleichem Erfcig wiederholt. Beispiel 19:
Allgemeines Verfahren für die Umsetzung des 1,3,5-Trithian-

carbanions mit Aldehyden und Ketonen. .

Eine Lösung des Alkalimetall salz es von 1,3,5-1'rithian wird in situ nach einem der Verfahren der Beispiele 1 bis 4 hergestellt. Zu der bei -20° C gerührten Lösung des Salzos wird etwa die stöchiometrische Menge der Carbonylverbindung zugesetzt. Das Reaktioni'gemisch wird unter Stickstoff bei etwa 0 C gerührt, bis die Umsetzung abgeschlossen ist. Das Reaktionsgemisch wird dann in etwa das Dreifache seines Volumens an Wasser gegossen und das Produkt mit soviel Chloroform extrahiert, daß 50 ml Chloroform auf 1 g erwartetes Produkt kommen. Die Chloroformextrakte werden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, wobei dae Rohprodukt erhalten wird, welchos weiter gereinigt wird. Beispiel 20;

Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel 19 werden 16,3 mMol des gemäß Beispiel 1 hergestellten LithiumsalzoE von 1,3,5-Trithian und 16,4 mMol (2,07 g) Cyclooctanon bei -20⁰C zvicx Stunden umgesetzt, danach bei 0° C fünf Stunden. Nach Verdampfen der Chloroform^xtraktü worden 3,99 g rohes 1-(l»3s5-Trithian)-cyclooctanol erhalten, welches mit siedenden Zither extrahiert wird. Durch Filtrieren dos heißen Äthers

209813/1647

143492

erhält man 0,32 g (13?5 f°) nichtumgerrotztes ls,3s5-T2*it!iiaB._ä Zu dem beim Verdampfen des Ätherfiltrats erhaltenen Rückstand (3?45 g, 80 $) werde« 100 ml siedendes Peatan gegöbon» Zu dem siedenden Gemisch wird, tropfenweise soviel Benzol gegeben, daß sich das Produkt gerade löst» 3oim Abkühlen der Lösung erhält man 2_S62 g (61 fo) Büschel von feinen-, imgZGii Nadeln, Schmp. 79,2 - 79,7° C=

Das Infrarotspelrfcrum in Chloroform zeigt rtarko Absorpticnsbandea beiä 2,?6| 2_s83p 3₅38^ 3_a47s 3₉69? 6_c8§ 7_P24? 8₅22s 9,47; 9,84 und 13,76 ^u.

Kernmagnutischiis Eesonanzspoktrura in Deiitöroehlorofor-ffi bei 60 Mc./Sek.: OH-Protonsignal "boi tau = 7_P95 popoiüoy Cyclooc™ taimethylen-Pr-otuiieiiiiial (O₁₇T pop.sic breite Multiplettü) bei tau - 8y3j Verbältiiie IsIO= Bas Molekulargewicht betr-ägt 264 (massenspektroskopisch)ο

Analyses Berechnet für C₁₃H₉₀OS^g C 49ρ99S H 7₃63g S 36,33 Gefunden? ■ ~" Ό 5O₃Ol? H 7₃52§ S 36,28.=

a ähnliehen Forfahren wie- dom "/on Beispiel 19 werden 4? 39 idMoI das gürcaB Beispiel 1 heiovje stellt en LithiiMisalzcg von I,3j5-Trit'hian Mit 4_S67 mlol Bcnzophenon in 8 ml Tsass-ai'--freiom Tetrahydrofuran 10 _;iaia. bei -10°' C urid 2 Std, bei 24° C umgesetzt j wobei I₉27 g rohes 2-BeSShJdZOl-I₉3j5-tri™ thian, erhalten werden_a Hach Esstr-aktion des überschüssigen f Benzophenons mit si«iäendum Pont an worden 1,21 ,ζ (86 f) 2-Eens-hydrol-l,3»5-trithian als farblose Kristalle erhalten, Dij Verbindung kann durch Umidbistallieioran aus Methanol woitor gereinigt werden, Schmp„ 181₃5 - l8l,9° C₀ Das Infrarotspektrain in Chloroform zeigt starke Banden t-uii 2,85; 3,25i 3,31; 3,43; 6₃69? 6,93? 7,50? 8,60; 9,47; 9,86 und 14,4 /u.

KernrnP-gnotischos Resonanz ep okt rum in Deut ero chloroform tei 60 Mc. /Sek.: OH-Protonsignal bei tau = 6₉7O p.p.si. (Single 11.-.

aromatische Protonen mit Zentrum bei 2,6 p.p.n. (0,6 p.p.n.

breite Multiplette); Verhältnis? 1:10.

209813/1647 BAD original

Analyse: Berechnet für G₁₅H₁₆OS₃: C 60,00; H 5,04; S 29,97 Gefunden: C 60,04; H 5,02j S 29,96.

Beispiel 22:

Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel 19 werden in ähnlicher Weise die folgenden Aldehyde und Ketone mit dem Lithiumsalz von 1,3,5-Trithianumgesetzt und weitgehend die gleichen Ergebnisse erhalten:

Formaldehyd; Acetaldehyd; Aceton; Acetophenon; Di-n-Butylketon; Benzaldehyd; Dibenzylketon; Di-p-Tolylketon. Beispiel 23?

Zu 77,6 mMol des gemäß Beispiel 1 hergestellten 1,3,5-Trithiancarbanions werden bei -50° C 31,3 mMol Äthylchloroformat gegeben. Man läßt die Temperatur auf 25° C ansteigen. Nach 6 Std. wird das Gemisch in das Dreifache seines Volume¹" an Wasser gegossen und mit Äther extrahiert. Der Überschuß, nichtumgesetztes 1,3,5-Trithian, wird abgetrennt, und dio vereinigten organischen Schichten (380 ml) werden mit 8 fo KOH und Wasser gewaschen und über Na₂SO^ getrocknet. Bei Vor dampfen des Äthers erhält man 4,55 g eines festen Material,?;. welches mit drei 30-inl-Portionon siedendem Äther extrahiert wird. 1,35 g 1,3»5-Trithian bleiben ungelöst, und 3,25 g Produkt werden nach Verdampfen des Äthers erhalten; Schmp. 98,0 - 100,3° C. Dieses Material wird einer fraktioniertcr. Sublimation bei 70° C und 0,05 mm unterworfen. Zuerst sublimiert 1,3»5-Trithian. Das sublimierte Produkt wird aus Äthanol umkristallisiert und ergibt farblose Nadeln; Schmp. 103,0 - 103,6° C.

Das Infrarotspektrum in Chloroform zeigt starke Banden bei; 3,33; 5,79; 6,95; 7,30; 7,78; 8,54; 8,80; 9,79; 11,25 /u. Kernmagnetisches Resonanzspektrum in Deuterochloroform bei 60 Mc./Sek.: CH-,-Triplette der Äthylgruppö bei tau = 8,6? p.p.m.j CH₂-Quartette bei tau = 5,73 p.p.m., J =7,5 cps. Das Molekulargewicht (massenspektroskopisch) beträgt 210. Analyse; Berechnet für C₆H₁₀O₂S,: C 34,29; H 4,80; S 45,69 Gefunden: C 34,15; H 4,74; S 45,68,

Ahnliche Ergebnisse werden mit Äthylbromoformat erhalten.

209813/1847

Beispiel 24;

Unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 22 wird n-Octylchloroformat bei etwa -60° C mit dem Lithiumsalz von 1,3,5-Trithian umgesetzt. Es werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt.
Beispiel 25;

Das nach der Methode von Beispiel 1 hergestellte L it nium sal:; von 1,3,5-Trithian wird langsam unter heftigem Rühren zu einem Überschuß von Formylchlorid in wasserfreiem Tetrahydrofuran bei etwa -60 - -70° C gegeben. Das Reaktionsgemisch wird mehrere Stunden gerührt und dann zur Zersetzung des ™ überschüssigen Säurechlorids in kalte 5 ^ise- KOH-Lösung gegossen. Das Produkt wird mit Äther extrahiert. Die Ätherextrakte werden vereinigt, mit Wasser gewaschen und über ■ wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Durch Verdampfen des Äthers erhält man das rohe Produkt, welches nach geeigneten Methoden (Umkristallisieren aus einem geeigneten Lösungsmittel usw.) gereinigt wird.
Beispiel 26;

Unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 25 werden die folgenden Säurechloride anstelle von Formylchlorid eingesetzt und im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielt: ä Acotylchlorid; Benzoylchloridj p-Isopropylbenzsoylchlorid,? oC-PhenylacetylchloricL

Anstelle der Säurechloride können die entsprechenden Säurebromide verwendet werden.
Beispiel 27?

Wasserfreies ICohlendioxyd wird in eine gerührte Lösung des nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellten Lithiumsalzes von 1,3»5-Trithian in wasserfreiem Tetrahydroftiran bei 0° C geleitet. Das Kohlendioxyd wird zugesetzt, bis das gar ■ ze Anion reagiert hat und das Lösungsmittel mit Kohlendiox;, ' ■gesättigt ist. Man läßt das Gemisch sich auf Raumtemperatur erwärmen und setzt Äther und 10 fo KOH-Losung zu. Die beide:»..

208813/1647

entstehenden Schichten werden gut geschüttelt und abgetreim" Die Ätherschicht wird zweimal mit 10 fo KOH extrahiert. Dia wässrigen alkalischen Schichten werden vereinigt, mit Äther und Chloroform gewaschen, in einem Eisbad gekühlt und durch tropfenweise Zugabe von konzentrierter HCl auf pH 5 angesäuert. Das abgeschiedene 2-Carboxy-l,3i,5-trithian wird mit Chloroform extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die Verdampfung; des CHloroforms führt zum rohen kristallinem Produkt, welches durch Umkristallisieren aus einem geeigneten Lösungsmittel weiter gereinigt werden kann.
Beispiel 28;

In 10 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran werden 10 mMol (1,2 &', Styroloxyd gelöst. Zu der gerührten Lösung, die unter Stickstoff steht und eine Temperatur- von 0° C hat, werden 20 nl einer Tetrahydrofuranlösiing von 10 mMol des gemäß Beispiel 1 hergestellten Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian, die eine Temperatur von -20° C hat, gegeben.

Der Kolben wird unter Stickstoff verschlossen und 3 Tage bei 0° C abgestellt. Das farblose Reaktionsgemisch wird in das Dreifache seines Volumens an Wasser gegossen und mehrere Male mit Chloroform extrahiert. Die Chloroformextrakte werden vereinigt, mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Kaliumcarbonat getrocknet. Durch Verdampfen das Chloroform!?; erhält man 2-(2-Hydroxy-2-phenyläthyl)-l,3_f5-trithian. Diese Umsetzung wird in gleicher Weise mit den folgenden 1,2-Spoxiden wiederholt, und es werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielb:

yi——-^

• BAD O«GIN*>-

209813/1647

al	ή	£	r!
H	H	H	H
CH3 ce4 9	CH3 C6H59	CH3 n-C4H9 C6H5	CH3 C6*59
P-CH3C6H4	P-CH3C6H4	P-CH3C6H4	P-CH3C6H4
P-IC3H7-C6H4	P-IC3H7-C6H4	P-IC3H7-C6H4	P-IC3H7-C6H4
C6H5-CH2	C6H5-CH2	C6H5-CH2	C6H5-CH2
C6H5	CH3	H	H
C6H5	C6H5	H	H
CH3	CH3	H	H
CH3	H	H	H
Beispiel 29:

Die Verfahren der Beispiele 6 bis 26 werden mit vergleichbaren Ergebnissen wiederholt, wobei die in Beispiel 5 aufgeführten substituierten I,3i5-Trithiane verwendet werden. Beispiel 3Oi

Allgemeine Verfahren für die H/drolyse der na.ch den Methoden der Beispiele 6 bis 29 erhaltenen l_t3»5-Trithianderiyatc-Irgendeine der folgenden Methoden kann angewendet werden, | um die aus den oben beschriebenen Umsetzungen erhaltenen 1,3»5-Trithianderivate zu hydrolysieren. Methode A

10 mMol des 1,3,5-Trithianderivats werden, gewöhnlich unter Rückfluß, mit 25 mMol HgCl₂ und 20 mMol HgO in 100 ml 80 95 $igem wässrigem niederem Alkanol, wie Methanol unter heftigem Rühren etwa 3-10 Stunden erhitzt. Wenn die Hydrolyse ein Keton oder Aldehyd ergibt, welches keine säureempfindliche Gruppe enthält, kann das HgO weggelassen worden. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck mit einem Rotationsverdampfer entfernt und der Rückstand mit mehreren Portionen heißem Äther oder Pentan extrahiert. Die Extrakte

209813/1647

worden vereinigt und nacheinander mit Wasser, konzentrierter Ammoniumacetatlösung oder gesättigter Natriumbicarbonatlösung, und Wasser gewaschen. Nach Trocknen der Extrakte über wasserfreiem Natriumsulfat wird das Lösungsmittel verdampft und das Produkt auf geeignete Weise (Destillation, Umwandlung in ein chemisches Derivat usw.) gereinigt. Unter neutralen Bedingungen in Gegenwart von HgO (siehe oben) werden in vielen Fällen Dialkylacetale oder -ketale anstelle der entsprechenden freien Carbonylverbindungen erhalten. Methode B

Sine Lösung von 1 mMol des 1,3»5-Trithianderivats in etwa 5 ml Aceton wird unter Rühren bei etwa -10° C zu einer Lösung von 6-9 mMol N-Bromsuccinimid in etwa 25 ml 97 feigem wässrigem Aceton gegeben. Innerhalb einer kurzen Zeit setzt die Reaktion ein und die orangerote Farbe von Brom erschein!:. Die Temperatur steigt auf 0° C oder leicht darüber. Nach mehreren Minuten werden etwa 10 ml einer halbgesättigten Lösung von Natriumsulfit zur Zersetzung des überschüssigen Broms zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird mit einem aus 15 ml Methylenchlorid/Pentan(l!l) und 10 ml einer halbgesättigten Natriumbicarbonatlösung bestehenden Gemisch gut geschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit V/asser und 10 ml einer gesättigten Salzlösung gewaschen und dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Beim Verdampfen des Lösungsmittels erhält man die gewünschte Carbonylverbindung, welche nach üblichen Verfahren weiter gereinigt werden kann, Methode C

4 mMol des l,3_f5-Trithianderivats werden in 12 ml Eisessig gelöst. Zu dieser Lösung werden 4 ml Wasser und 1 ml konzentrierte Salzsäure gegeben. Das Gemisch wird auf einem Wasserbad auf 45-50 C erwärmt, und eine Lösung aus 8 mMol Broir in 2 ml Eisessig wird unter heftigem Rühren mit einem MaIczugesetzt. Weitere 2 bis 3 ml Wasser werden zugespitzt und dan Gemisch wird weitere 5-6 Std. bei Raumtemperatur gerührt·. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser vordünnt, und eine ausreichende Menge einer halbgesättigton Natriumsulfatlösung wird zur Zersetzung überschüssigen Broms zugesetzt.

209813/1647

164349!

Das Reaktionsgemisch wird mit einem l:l-Gemisch von Methylen chlorid und Pentan extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt und nacheinander mit Wasser, einer gesättigten Natriunabicarbonatlösung und wieder mit Wasser gewaschen, und werden schließlich über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Durch Verdampfen des Lösungsmittels erhält man die gewünschte Carbonylverbindung, welche nach üblichen Methoden weiter gereinigt werden kann.

Die Umsetzung kann mit Chlor anstelle von Brom durchgeführt werden.
Beispiel 31s

Das gemäß Beispiel 8 hergestellte 2-Bonzyl~l,3,5--Trithian wird nach der Methode A von Beispiel 30 in Methanol hydrolysiert. Das Reaktionsgemisch wird 3 l/2 Stunden zum Rückfluß erhitzt, und es wird eine Ausbeute von 63 % (bezogen auf das Ausgangshalogenid) Phenylacetaldehyd, isoliert als das 2,4-Dinitrophenylhydrazon erhalten.
Beispiel 32;

Das gemäß Beispiel 9 hergestellte 2-n-Tetradecyl-l,3»5-trithian wird nach der Methode A von Beispiel 30 in Methanol hydrolysiert. Das Reaktionsgeraisch wird 4 Std. sum Rückfluß erhitzt. Eine 80 $ige Ausbeute (bezogen auf das Ausgangshalogenid) des Diacotais von n-Pentadecanal wird erhalten. Dieses Acetal ergibt in 74 $iger Ausbeute (-bezogen auf das Ausgangshalogenid) das entsprechende 2,4-Dinitrophenylhydrazon.

Beispiel 33·°

Das gemäß Beispiel 10 hergestellte Pentamethylcn-bis-l,3j5-trithian wird nach der Methode des Beispiels 30 in Methanol hydrolysiert. Das Roaktionsgemisch wird 3 Std. zum Rückfluß erhitzt. Die Carbonylverbindung wird .als das Acetal von 1,7·- .Heptandial in 40 ^iger Ausbeute (bezogen auf das Ausgangshalogenid) isoliert. Die Carbonylvorbindung ist durch ihre Umwandlung in das entsprechende Disemicarbazon gekennzeichnet.

Beispiel J4:

Die in den Beispielen 31 bis 33 beschriebene Hydrolyse kann unter Anwendung der Methoden B und C von Beispiel 30 mit dem gleichen Erfolg wiederholt werden.
Beispiel 35:

Die in den Beispielen 7 bis 15, 17, und 20 bis 29 hergestellten 1,3,5-Trithianderivate können in ähnlicher Weise, wie es in den Beispielen 21 bis 34 beschrieben ist, nach einer der Methoden von Beispiel 30 leicht zu den jeweiligen Carbonylverbindungen hydrolysiert werden.
Beispiel 36:

Die in Beispiel 5 genannten Lithiumsalze der 2-substituierten 1,3,5-Trithiane werden nach den in den Beispielen 6 bis 35 beschriebenen Verfahren behandelt, und die erhaltenen Ergebnisse sind denen vergleichbar, die mit dem Lithiumsalz von 1,3,5-Trithian erzielt werden.

209813/1647

Claims (10)

1ß43492

Patentansprüche

1/) Verbindung der Formel

1 ■
R¹HC

CHR¹

.S

in welcher R für Wasserstoff₉ eine Alkylgruppe mit bis au 5 Kohlenstoffatomen, Phenyl-, Alkylphenyl- oder Phenylalkylgruppe, wobei der Alkylsubstituent bis zu 3 Kohlenstoffatome enthält, und M für ein Alkalimetallkation steht.

2.)) Carbanion der Formel

S
R¹HC

S
CHR¹

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat,

3.) Verbindung der Formel

1 » ⁽ 1
R¹HC CHR¹

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und R^ für eine Alkylgruppe mit bis zu 15 Kohlenstoffatomen, Phenylalkylgruppe mit einem Alkyl substituent en mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatom

209813/1617

⁵- oder -CH₂-(OH₂)_n-CH(OR⁵ ze Zahl von 0 bis 1 mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen ist.

-CH₂-(CH₂)_n-CO₂R⁵- oder -CH₂-(OH₂)_n-CH(OR⁵)₂-Gruppe steht, wobei η eine ganze Zahl von 0 bis 10 und R eine Alkylgruppe

4.) Verbindung nach Anspruch 3» in welcher R Wasserstoff und R eine Methylgruppe ist.

5.) Verbindung nach Anspruch 3> in welcher R Wasserstoff und R^ eine n-C, ,H₂₇-Gruppe ist.

6.) Verbindung nach Anspruch 3, in welcher R Wasserstoff und R eine -CH₂-CgH₁--Gruppe ist.

7.) Verbindung nach Anspruch 3> in welcher R Wasserstoff und R eine -CH₂-CO₂C₂Hc-Gruppe ist.

8.) Verbindung der Formel

^oübI chr¹

SS S ^S

R¹HC CR¹ R⁶ R¹C CHR¹

S S

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und R eine Alkylengruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen ist.

9.) Verbindung nach Anspruch 8, in welcher R Wasserstoff und R eine -(CH₂),--Gruppe ist.

7

10. Verbindung der Formel R^f— C = NH

R¹CH ^CHR¹ S^-

209813/164 7

-z-

1 7

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und R¹ für eine Phenyl- oder Alkylphenylgruppe steht, deren Alkylsubstituent bis zu 3 Kohlenstoffatome hat.

11.) Verbindung nach Anspruch 10, in welcher R Wasserstoff

und R eine Phenylgruppe ist.

12.) Verbindungen der Formeln

g
CHR¹ CHR¹

cj ο ΓΥΗ" ^J ^J

R¹HC CR¹ C R^ö und R¹HC CR-COH Cyc.

N^ A? N' ^L-^J

in welchen R , R und R° die oben für R angegebene Bedeu-. tung haben und Cyc. für einen Cycloalkylrest mit bis zu 11 Kohlenstoffatomen steht.

13.) Verbindung nach Anspruch 12, in welcher R Wasserstoff

8 Q
und R und R-⁷ jeweils Phenylgruppen sind.

14.) Verbindung nach Anspruch 12, in welcher R Wasserstoff und Cyc. ein Cycloalkylrest mit 7 Kohlenstoffatomen ist.

15.) Verbindung der Formel

SSO

1 * I ! H ίο

R¹HC CR¹— C— R^lü

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und R für Wasserstoff, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, Phenyl-, Alkylphenyl- oder Phenylalkylgruppe steht, in denen der Alkylsubstituent bis zu 3 Kohlenstoffatome enthält.

209813/1647

16.) Verbindung nach Anspruch 15, in welcher S Wasserstoff und R eine CgHVO-Gruppe ist.

17.) Verbindung nach Anspruch 15, in welcher E Wasserstoff und R eine Phenylgruppe ist.

Ιδ.) Verbindung der Formel

S S E¹HC CR'-

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat.

19.) Verbindung der Formel

,11

in welcher R¹, R¹¹, R¹², R¹³ und R¹⁴ jeweils die ofc3n für

R angegebene Bedeutung haben.

20.) Verbindung nach Anspruch 19, in welcher R _f BT ,

und :

ist.

und R jeweils Wasserstoff sind und R oine jPiienylgrappe

Für

Chas. Pfizer & Co., Inc. New York, N.Y., V.St.Ä.

[kr

Rechtsanwalt

209813/1647