DE1695668C3 - Process for the preparation of 3-isothiazolones - Google Patents
Process for the preparation of 3-isothiazolonesInfo
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Description
Wenn in der obigen Formel Y ein Wasserstoffatom bedeutet, können die Verfahrensprodukte auch in der tautomeren Form als 3-Hydroxyisothiazole vorliegen.If Y in the above formula is a hydrogen atom, the products of the process can also be used in the tautomeric form as 3-hydroxyisothiazoles.
Wenn oben von niedermolekularen Alkyl-, Alkylsulfonyl- oder Dialkylaminoalkylgruppen die Rede ist, enthalten die Alkylgruppen jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Typischerweise kann die Alkylgruppe dann eine Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Butylgruppe sein.If above of low molecular weight alkyl, alkylsulfonyl or dialkylaminoalkyl groups are mentioned, the alkyl groups each contain 1 to 4 carbon atoms. Typically the alkyl group can then be a methyl, ethyl, propyl, isopropyl or butyl group be.
Chlor und Sulfurylchlorid sind die bevorzugten HalogenierungsmitteLChlorine and sulfuryl chloride are the preferred halogenating agents
Bei einem Überschuß an Halogenierungsmittcl kann das Isothiazolon in der 4- und/oder 5-Stellung halogeniert werden. Wenn 5 Moläquivalente Halogenierungsmittel zur Verfugung stehen, erfolgt eine Monohalogenierung. Für eine Dihalogenierung sind 7 Moläquivalente Halogenierungsmittel erforderlich.If there is an excess of halogenating agent, the isothiazolone can be in the 4- and / or 5-position be halogenated. If 5 molar equivalents of halogenating agent are available, one occurs Monohalogenation. 7 molar equivalents of halogenating agent are required for dihalogenation.
Die Herstellung von Isothiazolonen mit unterschiedlichen Halogensubstituenten in 4- und 5-Stellung erfolgt durch Halogenierung des bereits in einer der beiden in Frage stehenden Stellungen halogenierten Isothiazolons. Wenn beispielsweise ein 4-Brom-5-chIor-3-isothiazo erwünscht ist, so kann man dieses durch Bromierung eines 5-Chlor-3-isothiazolons oder durch Chlorierung eines 4-Brom-3-isothiazoIons erhalten. Das Ausgangsisothiazolon bereitet man durch Zyklisierung eines Disulfidamids in der eingangs angegebenen Weise. Die Zyklisierung des Disulfidamids erfolgt bei jeder Temperatur. Im allgemeinen und vorzugsweise führt man sie jedoch im Bereich von O bis 10O0C aus. Als «> inerte nichtwäßrige Lösungsmittel verwendet man beispielsweise Benzol, Toluol, Xylol, Äthylacetat oder Äthylendichlorid.Isothiazolones with different halogen substituents in the 4- and 5-positions are prepared by halogenation of the isothiazolone already halogenated in one of the two positions in question. If, for example, a 4-bromo-5-chloro-3-isothiazo is desired, this can be obtained by bromination of a 5-chloro-3-isothiazolone or by chlorination of a 4-bromo-3-isothiazolone. The starting isothiazolone is prepared by cyclizing a disulfidamide in the manner indicated at the beginning. The disulfidamide is cyclized at any temperature. Generally and preferably, however, it is carried out in the range of O to 10O 0 C out. Benzene, toluene, xylene, ethyl acetate or ethylene dichloride, for example, are used as inert non-aqueous solvents.
Während der Zyklisierung werden zusammen mit den Isothiazolonen Isothiazoloniumsalze gebildet, wenn Y ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Aralkylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen bedeutet Vorzugsweise kann dem Reaktionsprodukt ein übliches Säureabfangmittel zugesetzt werden, um die Bildung von Isothiazoloniumsalz zu verhindern. Typische Säureabfangmittel sind beispielsweise tertiäre Amine, wie beispielsweise Pyridin und Triethylamin. Die Isothiazoloniumsalze können auch in die freien Isothiazolone überführt werden, indem man sie in üblicher Weise mit Wasser oder schwachen organischen Basen behandelt.During the cyclization, isothiazolonium salts are formed together with the isothiazolones if Y a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an aralkyl group having up to 10 carbon atoms means Preferably a common acid scavenger can be added to the reaction product can be added to prevent the formation of the isothiazolonium salt. Typical acid scavengers are for example tertiary amines such as pyridine and triethylamine. The isothiazolonium salts can also be converted into the free isothiazolones by mixing them with water in the usual way or weak organic bases.
In jedem Fall können die Verfahrensprodukte in an sich bekannter Weise von der Reaktionslösung abgetrennt werden, wie durch Destillation, Kristallisation oder Filtration.In any case, the process products can be separated from the reaction solution in a manner known per se such as by distillation, crystallization or filtration.
Die Disulfidamide, die unter Bildung der Isothiazolone zyklisiert werden, sind bekannt und können in verschiedener Weise hergestellt werden. Typischerweise wird ein <x- oder /ϊ-mono- oder disubstituiertes Acrylat oder eine solche Acrylsäure mit Thioessigsäure umgesetzt. Nach vollständigem Ablauf der Reaktion wird das Produkt hydrolysiert, um eine 0-Mercaptopropionsäure zu erhalten, die ihrerseits zu der Disulfidsäure oxidiert wird. Dieses Material wird dann in ein Disäurechloriddisulfid umgewandelt, und dieses wird t>o seinerseits mit Ammoniak oder substituierten Ammoniakderivaten, wie Alkylamin, Anilin, einem Amid, Cyanamid, einem Sulfonamid oder Harnstoff, behandelt.The disulfidamides that form the isothiazolones cyclized are known and can be made in various ways. Typically becomes a <x- or / ϊ-mono- or disubstituted one Acrylate or such an acrylic acid reacted with thioacetic acid. After the reaction is complete the product is hydrolyzed to obtain an O-mercaptopropionic acid, which in turn becomes the disulfidic acid is oxidized. This material is then converted to a diacid chloride disulfide and this becomes t> o in turn with ammonia or substituted ammonia derivatives, such as alkylamine, aniline, an amide, Cyanamide, a sulfonamide, or urea.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Verfahrensprodukte und ihre Salze sind wertvolle Verbindungen wegen h5 ihrer biociden Eigenschaften. Besonders bemerkenswert in dieser Hinsicht ist ihre Fähigkeit, Mikroorganismen, wie Bakterien, Algen und Pilze, abzutöten.The process products obtained according to the invention and their salts are valuable compounds because of h5 their biocidal properties. Particularly noteworthy in this regard is their ability to destroy microorganisms, such as bacteria, algae and fungi.
3-Hydroxyisothiazol und
5-Chlor-3-hydroxyisothiazol3-hydroxyisothiazole and
5-chloro-3-hydroxyisothiazole
In einem 1-1-Dreihalskolben, ausgestattet mit einem mechanischen Rührer, Thermometer und Tropftrichter, wurden 500 ml Äthylendichlorid und 20,8 g (0,1 Mol) Dithiodipropionamid miteinander vermischt Dieses Gemisch wurde bei 10 bis 15° C gerührt, und 42,5 g (0,306 MoS) Sulfurylchlorid wurden tropfenweise während 2 Stunden zugegeben. Nach Beendigung der Zugabe ließ man den Reaktionsschlamm auf 25 bis 30° C sich erwärmen und rührte ihn über Nacht, um eine vollständige Umsetzung zu gewährleisten. Der Reaktionsschlamm wurde dann filtriert und der Niederschlag in 150 ml heißem Wasser gelöst Die wäßrige Lösung wurde filtriert, um etwas unlösliches Material zu entfernen, und dann in Eis gekühlt, um nach der Filtration und dem Trocknen 4,0 g 5-Chjor-3-hydroxyisothiazol als einen dunkelgelben kristallinen Feststoff zu ergeben, F. = 95 bis 96° C. Das wäßrige Filtrat wurde dann kontinuierlich mit Äther extrahiert Der Ätherextrakt wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft, um 11,1 g 3-Hydroxyisothiazol zu ergeben, welches beim Kühlen aus Benzol-Hexan zu einem weißen kristallinen Feststoff kristallisierte, F. - 75 bis 76° C.In a 1-1 three-necked flask fitted with a mechanical stirrer, thermometer and dropping funnel, 500 ml of ethylene dichloride and 20.8 g (0.1 mol) Dithiodipropionamide mixed together. This mixture was stirred at 10 to 15 ° C, and 42.5 g Sulfuryl chloride (0.306 MoS) was added dropwise over 2 hours. After the Addition, the reaction sludge was allowed to warm to 25 to 30 ° C and stirred it overnight to one to ensure full implementation. The reaction sludge was then filtered and the precipitate dissolved in 150 ml of hot water. The aqueous solution was filtered to remove some insoluble material remove, and then chilled in ice to, after filtration and drying, 4.0 g of 5-chloro-3-hydroxyisothiazole as a dark yellow crystalline solid, m.p. 95 to 96 ° C. The aqueous filtrate was then extracted continuously with ether. The ether extract was dried over magnesium sulfate and evaporated to give 11.1 g of 3-hydroxyisothiazole, which crystallized to a white crystalline solid on cooling from benzene-hexane, F. - 75 bis 76 ° C.
2-Methyl-3-isothiazolon und
5-Chlor-2-methyl-3-isothiazolon2-methyl-3-isothiazolone and
5-chloro-2-methyl-3-isothiazolone
Zu einem Schlamm von 70,9 g (03 Mol) Dithio-N,N'-dimethyldipropionamid in 1 1 Äthylendichlorid wurden bei 10 bis 15°C während 1,5 Stunden 121,5 g (0,9 Mol) Sulfurylchlorid zugesetzt. Nach der Zugabe ließ man den Reaktionsschlamm sich auf 20 bis 25°C erwärmen und rührte ihn über Nacht, um eine vollständige Umsetzung zu gewährleisten. Der Schlamm wurde dann filtriert und ergab 37,1 g 2-Methyl-3-isothiazolonhydrochlorid, welches durch kontinuierliche Ätherextraktion aus Wasser in das freie 3-Isothiazolon umgewandelt werden konnte. Das Äthylendichlcridfiltrat ergab beim Eindampfen auf etwa das halbe Volumen eine zusätzliche Menge (30,5 g) weniger reinen Hydrochloride. Vollständiges Eindampfen des Äthylendichloridfiltrates ergab 24,7 g öligen Rückstand, der beim Sublimieren bei 0,1 mm (40 bis 6O0C) 11,5 g 5 Chlor-2-methyl-3-isothiazolon ergab, F. = 44 bis 47° C.To a slurry of 70.9 g (03 mol) of dithio-N, N'-dimethyldipropionamide in 1 liter of ethylene dichloride, 121.5 g (0.9 mol) of sulfuryl chloride were added at 10 to 15 ° C. over a period of 1.5 hours. After the addition, the reaction slurry was allowed to warm to 20-25 ° C. and stirred overnight to ensure complete conversion. The sludge was then filtered and gave 37.1 g of 2-methyl-3-isothiazolone hydrochloride, which could be converted into the free 3-isothiazolone by continuous ether extraction from water. The ethylene dichloride filtrate gave an additional amount (30.5 g) of less pure hydrochloride on evaporation to about half its volume. Full evaporation of the Äthylendichloridfiltrates 24.7 g oily residue which was on sublimation at 0.1 mm (40 to 6O 0 C) 11.5 g of 5-chloro-2-methyl-3-isothiazolone revealed F. = 44 to 47 ° C.
Beispiel 3
2-(3,4-Dichlorphenyl)-4-methyl-3-isothiazolonExample 3
2- (3,4-dichlorophenyl) -4-methyl-3-isothiazolone
12,8 g Dithio-(3',4'-dichlor)-diisobutyranilid (0,0234 Mol) wurden in 250 ml Äthylendichlorid aufgeschlämmt, und eine Lösung von 9,5 g (0,0702 Mol) Sulfurylchlorid in 25 ml Äthylendichlorid wurde tropfenweise bei 25 bis 30° C während einer Stunde zugesetzt. Der Schlamm wurde über Nacht gerührt, um eine vollständige Umsetzung zu gewährleisten, und dann filtriert und ergab dabei 8,6 g graues 2-(3,4-Dichlorphenyl)-4-methyl-3-isothiazolon, F. = 160 bis 161 "C. Das Produkt wurde aus Äthylacetat umkristallisiert und besaß dann einen Schmelzpunkt F. = 161 bis 163°C.12.8 g of dithio (3 ', 4'-dichloro) diisobutyranilide (0.0234 mol) were suspended in 250 ml of ethylene dichloride, and a solution of 9.5 g (0.0702 mol) of sulfuryl chloride in 25 ml of ethylene dichloride was added dropwise at 25 to 30 ° C added over an hour. The mud was stirred overnight to full Ensure reaction, and then filtered, yielding 8.6 g of gray 2- (3,4-dichlorophenyl) -4-methyl-3-isothiazolone, F. = 160 to 161 "C. The product was recrystallized from ethyl acetate and then possessed a melting point M.p. = 161 to 163 ° C.
Beispiel 4
2-(N-Äthylcarbamoyl)-3-isothiazolonExample 4
2- (N-ethylcarbamoyl) -3-isothiazolone
In 2500 ml Äthylendichlorid wurden 210,3 g (0,60 Mol) Dithio-N,N'-bis-(äthylcarbamoyl)-dipropionamid bei 10In 2500 ml of ethylene dichloride, 210.3 g (0.60 mol) of dithio-N, N'-bis (ethylcarbamoyl) dipropionamide were added at 10
bis 15° C aufgeschlämmt Stickstoff wurde durch den Schlamm geperlt, um in der Reaktion gebildete Chlorwasserstcffsäure zu entfernen, und 243 g (1,80 Mol) Sulfurylchlorid wurden tropfenweise während 2 Stunden zugegeben. Dann ließ man sich den Schlamm auf 25 bis 300C erwärmen und rührie ihn über Nacht, um eine vollständige Umsetzung zu gewährleisten. Danach wurde das Äthylendichlorid aus der Reaktionslösung ausgestreift, wobei ein gelber öliger Rückstand erhalten wurde. Dieser wurde aus Benzo'-Lisroin (90 bis 1200C) umkristallisiert, wobei man 142 g cremefarbiges 2-(N-ÄthyIcarbamoyl)-3-isothiazolon erhielt, F. = 97 bis loreSlurried to 15 ° C. Nitrogen was bubbled through the slurry to remove hydrochloric acid formed in the reaction, and 243 g (1.80 mol) of sulfuryl chloride was added dropwise over 2 hours. Then allowed the mud to 25 to 30 0 C heat and rührie him overnight to ensure complete reaction. Thereafter, the ethylene dichloride was stripped from the reaction solution, a yellow oily residue being obtained. This was recrystallized from Benzo'-Lisroin (90 to 120 0 C) to give 142 g of cream-colored 2- (N-ÄthyIcarbamoyl) -3-isothiazolone obtained, mp = 97 to lore
4-Methyl-3-hydroxyisothiazol und
S-ChloM-methyl-S-hydroxyisothiazol4-methyl-3-hydroxyisothiazole and
S-ChloM-methyl-S-hydroxyisothiazole
11,8g (0,05 Mol) Dithiodiisobutyiamid wurden in 200 ml Äthylendichlorid aufgeschlämmt. Eine Lösung von 21,3 g (0,15 Mol) Sulfurylchlorid in 30 ml Äthylendichlorid wurde langsam bei 20 bis 250C zugegeben. Nach der Zugabe rührte man über Nacht, um eine vollständige Umsetzung zu gewährleisten. Die Filtration ergab dann 9,15 g eines Gemisches fester Isothiazoloniumchloride, die in 100 ml Wasser erhitzt und dann filtriert wurden. Beim Trocknen erhielt man 2,85 g S-ChloM-methyl-S-hydroxyisothiazol, F. = 122°C. Anschließendes Kühlen der wäßrigen Löt-jng in Eis ergab 2,4 g festes 4-Methyl-3-hydroxyisothiazoI. F.= 100 bis 105° C.11.8 g (0.05 mol) of dithiodiisobutyiamide were slurried in 200 ml of ethylene dichloride. A solution of 21.3 g (0.15 mol) of sulfuryl chloride in 30 ml of ethylene dichloride was added slowly at 20 to 25 0 C. After the addition, the mixture was stirred overnight to ensure complete conversion. Filtration then gave 9.15 g of a mixture of solid isothiazolonium chlorides which were heated in 100 ml of water and then filtered. On drying, 2.85 g of S-ChloM-methyl-S-hydroxyisothiazole, mp = 122 ° C., were obtained. Subsequent cooling of the aqueous solder in ice gave 2.4 g of solid 4-methyl-3-hydroxyisothiazole. F. = 100 to 105 ° C.
Beispiel 6
4-Brom-5-chlor-3-hydroxyisothiazolExample 6
4-Bromo-5-chloro-3-hydroxyisothiazole
Zu einer Lösung von 100 mi Äthylacetat und
(0,05 Mol) S-Chlor-S-hydroxyisothiazol, das gemäß
Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde bei 00C eine Lösung
von 8, g (0,05 Mol) Brom in 25 ml Äthylacetat zugesetzt. Nach der Zugabe ließ man die rote Reaktionslösung auf
Raumtemperatur sich erwärmen, und nach 1 Stunde wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck
entfernt Dabei erhielt man 13,7 g eines dunkelorangefarbigen Feststoffes. Behandlung dieses Feststoffes mit
Wasser ergab nach dem Trocknen 8,7 g 4-Brom-5-chlor-3-hydroxyisothiazol,
F. = 145 bis 147°C nach Umkristallisieren aus ÄthylacetatTo a solution of 100 ml of ethyl acetate and
(0.05 mole) of S-chloro-S-hydroxyisothiazole, which was prepared according to Example 1, was added at 0 0 C a solution of 8 g (0.05 mol) of bromine in 25 ml of ethyl acetate was added. After the addition, the red reaction solution was allowed to warm to room temperature, and after 1 hour the solvent was removed under reduced pressure. This gave 13.7 g of a dark orange solid. Treatment of this solid with water gave, after drying, 8.7 g of 4-bromo-5-chloro-3-hydroxyisothiazole, mp = 145 ° to 147 ° C. after recrystallization from ethyl acetate
Beispiel 7
4,5-DichIor-3-hydroxyisothiazoiExample 7
4,5-dichloro-3-hydroxyisothiazoi
Zu einer Lösung von 5,1 g (0,050 Mol) 3-Hydroxyisothiazol, das nach Beispiel 1 hergestellt worden war, in 100 ml Äthylacetat wurden 6,75 g (0,050 Mol) Sulfurylchlorid während 20 Minuten bei 600C zugegeben. Es bildete sich auf einmal ein weißer Niederschlag. Nach 2stündigem Rühren ließ man das Reaktionsgemisch soich auf Raumtemperatur erwärmen. Dann wurde von einer kleinen Menge festen Materials abfiltriert, und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt. Auf diese Weise erhielt man 3,7 g eines gummiartigen Feststoffes, der durch Behandlung mit Wasser und nach dem Trocknen 3,2 g 4,5-Dichlor-3-hydroxyisothiazol ergab. F. = 151 bis 154°C nach Umkristallisieren aus Benzol-Äthanol.To a solution of 5.1 g (0.050 mole) of 3-hydroxyisothiazole, which had been prepared according to Example 1, in 100 ml of ethyl acetate 6.75 g (0.050 mole) of sulfuryl chloride were added during 20 minutes at 60 0 C. A white precipitate suddenly formed. After stirring for 2 hours, the reaction mixture was allowed to warm to room temperature. A small amount of solid material was then filtered off and the solvent was removed under reduced pressure. There was thus obtained 3.7 g of a gummy solid which upon treatment with water and after drying gave 3.2 g of 4,5-dichloro-3-hydroxyisothiazole. F. = 151 to 154 ° C after recrystallization from benzene-ethanol.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |