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Verfahren zur Herstellung von N-Sulfonyl-carbonamidtert. Amin-Addukten
Aus den deutschen Patentschriften 1,000,807 und 1,100,618 ist bekannt, da# reaktionsfähige
Isocyanate, z. B. Sulfonylisocyanate, Addukte mit tertiären Aminen bilden.
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Ferner gelang bereits die Isolierung eines Sulfens als Trimetylamin-Addukt
(Tetrahedron Letters 1966, 5263).
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Aus der Literatur geht weiter hervor, daß man Benzamid-N-sulfonsäurechlorid
der Formel Ph-CO-NH-SO2Cl in Gegenwart von 1 Mol Triäthylamin mit VinylEthylEther
zu einer heterocyclischen Vierringverbindung umgesetzt hat, wobei die intermediäre
Bildung von N-Sulfonyl-benzamid der Formel Ph-C0-N=S02 angenommen worden ist (J.
Amer. Chem.
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Soc. 89, 2502 (1967). Ueber eine Isolierung dieses Zwischen produktes
wird nichts berichtet.
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Es wurde nun gefunden, daß-man stabile, mesolonische N-Sulronyl-carbonamid-tert;Amin-Addukte
der allgemeinen Formel
worin R einen gegebenenfalls substituierten aromatischen oder heterocyclischen Rest
darstellt, der Bestandteil eines kondensierten Ringsystems sein kann, oder eine
gegebenenfalls substituierte Alkoxy, Aryloxy-, Alkylmercapto- oder Arylmercaptogruppe
bedeutet, und die Reste R' gleiche oder verschiedene niedere Alkylgruppen bezeichnen
oder untereinander verbunden und zusammen mit dem Stickstoffatom einem Heteroring
angehören können, erhält, wenn man Verbindungen der allgemeinen Formel R - CO -
NH - SO2 Cl worin R die obengenannte Bedeutung besitzt, mit mindestens 2 Equivalenten
eines tertiären Amins. der allgemeinen Formel
worin die Reste R' die obengenannte Bedeutung besitzen, in Gegenwart eines inerten
organischen Lösungsmittels bei Temperaturen zwischen etwa 700 und.+500 C, vorzugsweise
zwischen etwa 400 und +200 C, umsetzt.
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Als Ausgangsstoffe kommen-fUr die Durchführung des erfindungsgemä#en
Verfahrens Carbonamid-N-sulfonsSurechloride in Betracht, in denen der Rest R einen
gegebenenfalls kondensierten aromatischen Rest darstellt und beispielsweise der
Benzol-, Naphthalin-, Anthracen-oder Pyrenreihe angehört, wobei diese Ringsysteme
einen oder mehrere, gegenüber den für die Addukt-Bildung angewandten tertiären Aminen
inerte Substituenten, z. B. Halogenatome, vorzugsweise Chlor-oder Bromatome, Alkyl-
oder Alkoxygruppen mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Nitro-, Dialkylamino-oder
Cyangruppen oder aromatische bzw. heterocyclische Reste enthalten können. Aus der
Klasse solcher Verbindungen seien als Beispiele die N-Sulfonsäurechloride der folgenden
Carbonamide genannt Benzamid, 2,4-Dichlorbenzamid, 2, 4-Dimethoxybenzamid, 2, 4,
6-Trimethylbenzamid, 4-Dimethylaminobenzamid, Anthracen-(9)-carbonamid, 9-Methylanthracen-
(10 )-carbonamid, Pyren-(3)-carbonamld, Inden-(2)-carbonamid, 4-Methoxybenzamid,
4-Methoxynaphthalin-(1)-carbonamid, 4-Pyrrolidin- (1 )-yl-benzamid.
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Der Rest R in den Carbonamid-N-sulfonsäurechloriden kann gleichermaßen
einen 4- bis 6-gliedrigen heterocyclischen Ring darstellen und gegebenenfalls an
einen oder mehrere aromatische Reste ankondensiert sein, wobei sowohl diese Reste
als auch der Heterocyclus selbst Substituenten der obengenannten Art enthalten kann.
Geeignete Ausgangsverbindungen dieser Art sind beispielsweise die N-Sulfonsäurechloride
von Thiophen-(2)-carbonamid, Furan-(2)-carbonamid, 1-Metyl-2-phenyl-indol-(3)-carbonamid,
1-Methyl-2-phenylpyrrol-(3)-carbonamid, 4-Methyl-6-(p-tolyl)-α-pyron-(3) carbonamid,
1-Phenyl-2,3-dimethyl-pyrazol-(5)-on-(4)
carbonamid, 4,4-Dimethyl-azetidinon-(2)-N-carbonamid,
Pyrrolid-2)-on-(1)-yl-carbonamid.
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Weiterhin kann' der Rest R für Alkoxy-, Alkylmercapto-, Aryloxy-oder
Arylmercaptogruppen stehen, wobei letztere im aromatischen Rest durch Halogenatome,
vorzugsweise Chlor- und Bromatome, niedere Alkyl- oder Alkoxygruppen mit vorzugsweise
1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Nitro-, Dialkylamino- oder Cyangruppen substituiert sein
könnens Beispielsweise lassen sich verfahrensgemä@ die N-Sulfonsäurechloride der
nachstehenden Urethane einsetzen: Carbaminsäure-methylester, -phenylester, -3-chlorphenylester,
-4-chlorphenylester, -4-cyanphenylester, -4-methylphenylester, -2,4-dimethylester,
-2,4,6-trimethylphenylester, -4-methoxyphenylester.
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Die als Ausgangsmaterial fUr daß vorliegende Verfahren dienenden Carbonamid-N-sulfonsäurechloride
können beispielsweise aus N-Carbonyl-sulfamidsäurechlorid gewonnen werden, und zwar
durch Umsetzung mit Verbindungen, die substituierbaren Wasserstoff enthalten g Liebigs
Ann. Chem. 661, 111 (1963) 7 oder durch Kondensation mit Carbonsäuren unter Kohlendioxydabspaltung
(Deutsche Patentschrift 931,225).
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FUr die Herstellung der Additionsverbindungen werden nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren im allgemeinen tertiäre Amine angewandt, in denen die Reste Ru niedere
aliphatische Gruppen darstellen; vorzugsweise kommt Trimethylamin und weiterhin
Triäthylamin in Frage. Ebenso sind cyclische tertiäre Amine, beispielsweise Pyridin
brauchbar.
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Man führt die Umsetzung nach dem beanspruchten Verfahren in Gegenwart
eines inerten organischen Lösungsmittels zweckmäßig in der Weise durch, daß man
mindestens 2 Äquivalente des tertiären Amins vorlegt und dann die Lösung von 1 Äquivalent
des Amid-N-sulfonsäurechlorids in einem inerten Lösungsmittel zutropft. Da die beiden
Komponenten unter starker Wärmeentwicklung reagieren, ist es in den meisten Fällen
erforderlich, das Reaktionsgemisch zu kUhlen.
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Die Wahl des wasserfreien Lösungsittels richtet sich weitgehend nach
dem Erfordernis, das neben dem N-Sulfonylcarbonamid-tert.Amin-Addukt durch Bindung
des im Verlauf der Umsetzung abgespaltenen Chlorwaeserstoffs entstehende Hydrochlorid
des tertiären Amins von dem Verfahrensprodukt abzutrennen. Als besonders geeignet
erweisen sich in dieser Hinsicht Acetonitril, Tetrahydrofuran, Dioxan und Benzol,
daneben aber auch Tetrachlorkohlenstofff und äther.
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Besondere Vorteile ergeben sich für die Durchfuhrung des Vorliegenden
Verfahrens bei Verwendung von Trimethylamin, da die erhältlichen hydrolysenbeständigen
Trimethylamin-Addukte eine einfache Isolierung erlauben. So bringt man nach Beendigung
der Reaktion der beiden Reaktionspartner in Acetonitril mit einem Überschuß von
Wasser das Trimethylammonium-chlorid in Lösung, worauf sich das Trimethylamin-Addukt
nach kurzer Zeit kristallin abscheidet.
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Gegenüber der bekannten in situ Erzeugung von N-Sulfonylcarbonamiden
besitzen die erfindungsgemä# herstellbaren kristallinen Anlagerungsverbindungen
den Vorteil der Lagerfähigkeit, der besseren Dosierbarkeit und der Vermeidung von
Nebenreaktionen.
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Die nach dem erfindungsgemä#en Verfahren erhältf@chen M-Sulfonyl-carbonamid-tert.@min-@ddukte
stellen reue wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von substituierten Sulfamiden
und Sulfamidsäureestern dar. die als Textilhilfsmittel, Arzneimittel und Schädlingsbekämpfungsmittel
Verwendung finden.
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Beispiel 1 24 g (=40 ml) Trimethylamin werden in einem Kolben vorgelegt
und bei 400 C unter RUhren mit der Lösung von 43,9 g Benzamid-N-sulfonsäurechlorid
in 60 ml wasserfreiem Acetonitril versetzt. Unmittelbar danach scheidet sich aus
der flüssigen Phase Trimethylammoniumchlorid @ristallin ab und gegen Ende der Zugabe
des Sulfonsäurechlorids bildet die Reaktionsmischung einer. dicken Kristallbrei.
Nun entfernt man die Kühlung und bringt das bei der Umsetzung gebildete Nebenprodukt
durch sc@ortiges Zutropfen von 300 ml Wasser wieder in Lösung. Nach kurzer Zeit
scheidet sich aus der Lösung das Trimethylamin-Addukt von N-Sulfonyl-benzamid in
kristalli@er Form ab, man saug, das Produkt bei 0° C ab und wäscht dieses mit wenig
Acetonitril und absol. ether nach. Die Ausbeute beträgt 80-90 % der Theorie.
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Die Substanz schmilzt unter Zersetzung unscharf bei 120-124°C. Die
Zersetzung beginnt bereits merklich ab 80° G, so daß der Schmelzpunkt von der Art
und Schnelligkeit des Erhitzens bei cier Bestimmungsbhängig ist.
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Das Addukt lä@t sici: aus Methylen@hlorid - - Äther umkristal-11
sierell.
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In aualoger Weise wie im vorstehenden Beispiel laosen sich bei Einsatz
von äquivalenten Mengen der entsprechenden Carbonamid-N-sulfonsäurechloride die
folgenden Verbindungen herstellen: N-Sulfonyl-2,4-dichlorbenzamid-Trimethylamin-Addukt
F 144-148 ^ (Zehs, ).
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N-sulfonyl-thiophen-(2)-carbonamid-Trimethylamin-Addukt F 140-144°
C (Zers.).
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N-Sulfonyl-furan-(2)-carbonamid-Trimethylamin-Addukt F.143-147° C
(Zers. ).
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@ie gena@nten @ddukte sind bei Raumtemperaturen beständig.
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Beispiel 2 20,2 g (= 27,6 ml) Triäthylamin und 30 ml absol. Acetonitril
werden in einem Kolben bei 300 C vorgelegt.
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Zwischen -30° C und -40° C wird die Lösung von 21, g Benzamid-N-sulfonsäurechlorid
in 30 ml absol. Acetonitril zugetropft und nach Beendigung der Zugabe des Sulfonsäurechlorids
die Mischung noch 1/2 Stunde bei -40° C gerührt. Bei dieser Ternperatur saugt man
unter Feuchtigkeitsausschlu# das während der Umsetzung gebildete Triäthylammoniumchlorid
ab (nahezu quantitative Ausbeute). wäscht letzteres mit wenig kaltem Acetonitril
und absol. äther und engt danach das Filtrat sowie die Waschflüssigkeiten bei 0°
C ein. Der farblose, kristalline Rückstand wird mit 50 ml absol Äther angeschlämmt
und abgesaugt. Die Ausbeute an N-Sulfonyl-benzamid-Triäthylamin-Addukt beträgt 25,4
g, entsprechend 90 ffi der Teorie.
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F. 76-80° C (Zers.). Die Verbindung ist bei Raumtemperatur nicht länger
als zwei Tage beständig; sie läst sich aber bei -20° C wesentlich längere Zeit uncj
ohne merkliche Zersetzung aufbewahren.
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Beispicl 3 6 g 10 ml) Trimethylamin und 15 ml absol. Tetrahydrofuran
werden. in einem Kolben vorgelegt und bei Raumtempenatur wird unter Rühren die Lösung
von 16 g Anthracen-(9)-carbonamid-N-sulfonsäurechlorid in 25 ml absol. Tetrahydrofuran
zug@tropft. Nach der Vereinigung der beiden Reaktionspartner rührt man die Mischung
noch 15 Minuten nach und saugt dann die ausgefallenen festen Anteile ab. Der Niederschlag,
der aus Trimethylammoniumchlorid und: dem Verfahrensprodukt besteht, wird mit wenig
Was er behandelt und abcsaugt. fiiach dem Waschen mit Wasser, Tetrahydrofuran und
@ther erhält man 13,6 g (@ 20 % d. Th.) N-Su@fenylanthracen
-(9)-carbonamid-Trimethylamin-addukt.
Die Verbindung läßt sich aus Dimethylformamid und Acetonitril umkristallisieren.
Der Schmelzpunkt des Addukts ist nicht genau zu ermitteln, da sich die Substarjz
schen vor dem Schmelzen zersetzt. Die Substanz schmilzt bei etwa 200° C.
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Beispiel 4 6 g (= 10 ml) Trlmethylamin werden in einem Kolben vorgelegt
und bei 400 C wird unter Rühren die Lösung von 14 g N-Chlorsulfonyl-carbamin-säure-p-nitrophenylester
in 30 ml absol. Acetonitril zugegeben. Nach beendeter Zugabe des Urethans wird die
Mischung bei - 40° C noch 15 Minuten nachgerührt ud dann mit 75 ml Wasser versetzt.
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Der so erhaltene Niederschlag wird sofort bei 0° C abgesaugt, gewaschen
und ge@@ocknet. Die Ausbeute an dem hergestbllten Trimethylamin-Addukt des N-Sulfonylcarbsminsäure-p-nitrophenylesters
beträgt 82.% d. Th., die Verbindung lä#t sich aus Acetonitril umkristallislerer.
F. 175-176° C (Zers.).
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Beispiel 5 12 g (= 20 ml) Trimethylami@ urd 10 ml absol. Acetonitril
werden in einem Kolben vorgelegt und bei ~40° C wird unter Rühren die Lösung von
17,35 g N-Chlorsulfonyl@carbaminsäuremethylester in 2a ml absol. Acetonitril zugegeben.
Nach beendeter Zugabe des Urethans wird die Reaktionsmischung bei -40° C noch 15
Mi@uten nachgerührt und anschließend das Lösung@mitt@l abgezogen. Der trockene,
farblose und kristalline Hückstand wird mit wenig kaltem Wasser bebandelt, t, sofort
abgesaugt und getrocknet. Man erhält das Trimethylamin-Addukt des N-sulfonyl@carbaminsäure-methylesters
in oiner Ausbeute vor 70 % d. Th.; das Addukt lä#t sich aus Aceton@tr@: am@@@lstal@@@ieren.
F. 137-138° (Zers.).