DE2006693B2 - Verfahren zur herstellung der hydrogensulfatsalze von o-alkyl-isoharnstoffen - Google Patents

Description

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der obengenannten inerten. Lösungsmittel sein. Die B e i s d i e 1 2
besten Ergebnisse wurden mit aliphatischen Äthern,

insbesondere Diäthyläther, mit cyclischen Äther- Konzentrierte Schwefelsäure (6,81ml; 0,069 Mol) lösungsmitteln, insbesondere Tetrahydrofuran und mit löste man unter Rühren bei weniger als 5°C in Me-Niedrigalkylketonen, wie Aceton und Methyläthyl- S thanol (13,62 ml). Dann gab man die Lösung vorketon, erzielt. sichtig unter Rühren und Kühlen zu einer Lösung von Das erforderliche Volumen an ausfällendem Lö- Cyanamid (4,56 g; 0,108 Mol) in Methanol (9 ml). sungsmittel schwankt mit der Löslichkeit des ge- Die Mischung wurde bei 10⁰C 1 Stunde weiter gewünschten Hydrogensulfates im Reaktionsmedium. rührt und dann das Methanol unter vermindertem Wo ein inertes Lösungsmittel bereits vorhanden ist, io Druck entfernt. Man erhielt einen festen O-Methylwird vergleichsweise wenig ausfällendes Lösungsmittel isoharnstöff-hydrogensulfatrückstand.
benötigt. Durch die Weiterverarbeitung zu einem Guanidino-Das gewünschte Produkt kann jedoch auch einfach derivat wird ersichtlich, daß das erfindungsgemäß herdurch Verdampfen des Lösungsmitteis isoliert werden, gestellte O-Methylieoharnstoff-hydrogensulfat in sehr und obwohl das Produkt auch in nicht kristallinem 15 hoher Ausbeute erhalten wurde.
Zustand vorliegen kann, kann es normalerweise direkt Der obige Rückstand wurde in 162 ml Wasser in einer Umsetzung mit einem Amin verwendet wer- gelöst.

den, um nach der richtigen Einstellung des pH-Wertes Mit 10%igem wäßrigem Natriumhydroxid (58 ml)

ein Guanidin zu ergeben. wurde der pH-Wert auf 8,5 eingestellt und 1,17-Di-

Das Verfahren der Erfindung liefert das Hydrogen- ao amino-9-azaheptadecan (10,84 g, 0,04 Moi) hinzu-

sulfatsalz des gewünschten Isoharnstoffes in hoher gegeben. Das Gemisch wurde 22 Stunden bei 42⁰C

Ausbeute. Wie oben bereits erwähnt, kann das Hy- gerührt, abgekühlt und der pH-Wert der Suspension

drogensulfat durch Einstellung des pH-Wertes in Um- durch Zugabe von 3,2n-Schwefelsäure <16,2 ml) auf

Setzungen verwendet werden, wo normalerweise das 2,4 eingestellt. Die erhaltene Lösung wurde durch

Sulfat benötigt wird. a₅ Filtrieren über Kieselgur geklärt und unter vermin-

Es ist zwar bekannt (Biochim. et Biophys. Acta 18, dertem Druck auf 50 ml eingeengt. Die Suspension

S. 448 [1955]) O-Methylisouroniumsulfat aus Cyan- wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehen-

amid mit konzentrierter Schwefelsäure in Methanol gelassen. Das Produkt filtrierte man ab, wusch mit

herzustellen. Hierbei werden Ausbeuten an O-Methyl- 40: 60-wäßrigem technischem Spiritus, mit Spiritus

isoharnstoff von etwa 50% erreicht. In der genannten 30 und trocknete im Vakuum bei 40⁰C. Dann wurde es

Literaturstelle ist weiterhin gesagt, daß ein weiterer mit Wasser (50 ml), wäßrigem Spiritus und Spiritus

Zusatz von Schwefelsäure mit dem Versuch, die Aus- gewaschen und im Vakuum bei 40⁰C getrocknet; man

beute zu vergrößern, ein negatives Ergebnis brachte erhielt 14,55 g (75,6% der Theorie) 1,17-Diguanidino-

und daß lediglich das Produkt mit Bisulf at ver- 9-azaheptadecan-sesquisulf at, Schmelzbereich: 230 bis

unreinigt war. Daraus mußte man entnehmen, daß die 35 247 ⁰C.
Zugabe einer größeren Menge Schwefelsäure schädlich

sein würde. Um so überraschender ist daher die durch Beispiel 3
das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Ausbeute^

steigerung auf über 80%, denn es war auf Grund der Konzentrierte Schwefelsäure (12,9 ml; 0,25 Mol) Literatur nicht vorauszusehen, daß durch Zusatz von 40 wurde unter Rühren und Kühlen in 60 ml absolutem mehr Schwefelsäure zur Bildung des Hydrogensulfats Äthanol gelöst. Cyanamid (10,5 g, 0,25 Mol) in absoeine derart hohe Ausbeutesteigerung möglich sei. lutem Äthanol (40 ml) wurde mit der sauren Lösung Hierbei ist noch zu berücksichtigen, daß das Reak- bei weniger als 5⁰C unter Rühren behandelt. Die tionsprodukt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Lösung wurde 1 Stunde bei 10⁰C gerührt. Das in reinem Zustand, nicht verunreinigt mit Bisulfat, 45 Äthanol wurde unter vermindertem Druck abgestreift, erhalten wird. und man erhielt 37,24 g O-Methylisoharnstoff-hydro-Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung gensulfat (in harziger Form).

erläutern, ohne sie jedoch einzuschränken. Alle Tem- Durch die Weiterverarbeitung zu einem Guanidino-

peraturen sind in ⁰C angegeben. derivat wird ersichtlich, daß das erfindungsgemäß her-

50 gestellte O-Äthylisoharnstoff-hydrogensulfat in sehr

hoher Ausbeute erhalten wurde.

Beispiel 1 Die oben erhaltene harzige Substanz wurde in

405 ml Wasser gelöst.

Konzentrierte Schwefelsäure (0,72 1; 13,5 Mol) gab Mit 10%igem Natriumhydroxid (73 ml) wurde der man langsam unter Rühren und Kühlen zu Methanol 55 pH-Wert auf 8,5 eingestellt und das Gesamtvolumen (1,5 1). Dieses Gemisch wurde dann unter Rühren zu mit Wasser auf 542 ml gebracht. Man fügte 1,17-Dieiner abgekühlten Lösung von Cyanamid (500 g, amino-9-azaheptadecan (27,15 g, 0,1 Mol) hinzu und 11,9 Mol) in Methanol (1,01) hinzugefügt. Die Tem- rührte das Gemisch bei 43°C 22 Stunden, kühlte auf peratur wurde zwischen —5 und +5°C gehalten Raumtemperatur ab und stellte den pH-Wert durch (gelegentlich stieg sie auf 1O⁰C), wobei man für die 60 Zugabe von 3,2n-Schwefelsäure (50 ml) auf 2,4 ein. Zugabe 2,5 Stunden benötigte. Bei 10° C wurde das Die Lösung wurde durch Kieselgur filtriert, unter verGemisch noch eine weitere Stunde gerührt. Man gab minderten! Druck auf 140 ml eingeengt und über 5 1 Äther unter Rühren hinzu und isolierte das kristal- Nacht zum Kristallisieren stehengelassen. Das Produkt line Produkt unter Abfiltrieren und Waschen mit 20 % wurde durch Abfiltrieren isoliert, mit 40: 60-wäß-Methanol/Äther (2,5 1). Nach dem Trocknen im 65 rigem Spiritus und mit Spiritus gewaschen und dann Vakuum bei 40⁰C erhielt man O-Methylisoharnstoff- im Vakuum bei 40⁰C getrocknet. Man erhielt 40,5 g hydrogensulfat in 84,5%iger Ausbeute (1,733 kg), (89%) !,n-Diguanidino^-azaheptadecan-sesquisulfat, F. 118 bis 12O⁰C. Schmelzbereich: 219 bis 245°C.

Beispiel 4

Einfluß der Lösungsmittel auf die Ausfällung

von O-Methylisoharnstoff-liydrogensulfat

aus dem Reaktionsgemisch

Zu einer Lösung von Cyanamid (5,0 g) in Methanol (10 ml) gab man unter Rühren und Kühlen, um die Temperatur zwischen 10 und 15°C zu halten, konzentrierte Schwefelsäure (7,2 ml) in Methanol (15 ml). Das Gemisch wurde dann nochmals 1 Stunde gerührt (die Temperatur stieg einmal auf 25° C, wurde jedoch durch entsprechendes Kühlen rasch auf 15⁰C zurückgeführt). Aus dem Reaktionsgemisch kristallisierte ein wenig Produkt aus. Bs wurden Proben der überstehenden Flüssigkeit entnommen und mit verschiedenen Lösungsmitteln behandelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Aufstellung wiedergegeben:

Tetrahydrofuran * * *), Dioxan*), Isopropyläther*), Äthylacetat**), Chloroform*), Dichlormethan*). Aceton***), Methy läthylketon * * *), Cyclohexanon*), Acetonitril***). ·**) = Gute Kristallabscheidung. ·*) = Kristalle und Harz, das rasch fest wurde. ·) = Harz, das beim Ankratzen langsam kristallisierte.

Claims (6)

zu gewährleisten, daß eher das Hydrogensulfatsalz des Patentansprüche: Isoharnstoffes als das Sulfatsalz des Isoharnstoffes ge bildet wird. Der Schwefelsäureanteil beträgt vorzugs-

1. Verfahren zur Herstellung von O-Alkyl- weise weniger als 10 Äquivalente, zweckdienlich weisoharnstoff-hydrogensulfat, dadurch ge- 5 niger als 5 Äquivalente. Der am stärksten bevorzugte kennzeichnet, daß man Cyanamid mit Bereich Hegt bei 2 bis 2,5Äquivalenten, z. B. etwa einem Alkanol in Anwesenheit von wenigstens 2,25 Äquivalente.

2 Äquivalenten Schwefelsäure, bezogen auf das Die Alkoholkomponente isi vorzugsweise in stöchio-

Cyanamid, umsetzt und das Reaktionsprodukt metrischer Menge oder im Überschuß vorhanden, entweder in üblicher Weise isoliert oder durch io Vorteilhafterweise sind wenigstens 2 Äquivalente Al-Zugabe eines nicht polaren Lösungsmittels, welches kohole, bezogen auf das Cyanamid, vorhanden; obmit dem an der Umsetzung teilnehmenden Alkanol wohl ein maximaler Anteil von Alkohol nicht entmischbar ist, ausfällt. scheidend ist, liegt der am stärksten bevorzugte

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Bereich für den Alkoholanteil bei 2 bis 10 Äquizeichnet, daß man die Umsetzung in Anwesenheit 15 valenten, z. B. bei etwa 7 Äquivalenten. Die bevorvon 2 bis 2,5 Äquivalenten Schwefelsäure durch- zugten Alkohole sind Äthanol oder stärker bevorzugt führt. Methanol, die O-Äthyl- bzw. O-Methyl-isoharnstoff-

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch hydrogensulfat ergeben.

gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in An- Die Umsetzung kann in Anwesenheit oder Abwesenheit von etwa 7 Äquivalenten der Alkohol- ao Wesenheit eines inerten Lösungsmittels durchgeführt komponente durchführt. werden, welches mit dem an der Reaktion teilnehmen-

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- den Alkohol mischbar ist, z. B. kann die Umsetzung durch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei in Anwesenheit eines cyclischen oder acyclischen einer Temperatur von 5 bis 15⁰C durchführt. Äthers, z. B. Diäthyläther, Diisopropyläther, Tetra-S.Verfahren nach Anspnich 1, dadurch gekenn- as hydrofuran oder Dioxan; eines niedrigmolekularen

zeichnet, daß man die Umsetzung in Anwesenheit Ketones, ζ. B. Aceton, Methyläthylketon oder Cycloeines nicht polaren Lösungsmittels, insbesondere hexanon; eines Nitrils, z. B. Acetonitril oder Proeines aliphatischen oder cyclischen Äthers oder pionitril; eines Esters, z. B. Methyl- oder Äthylacetat; eines niedrigmolekularen Ketons durchführt. eines Kohlenwasserstoffs, wie Benzol, Toluol, Hexan

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 30 oder Heptan; oder eines halogenierten Kohlenwasserzeichnet, daß man die Umsetzung in Anwesenheit Stoffs, wie Chloroform, Methylenchlorid oder Tetravon Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Aceton oder chlorkohlenstof, durchgeführt werden. Vorzugsweise Methyläthylketon durchführt. führt man jedoch die Umsetzung in Lösung in einem

Überschuß des an der Reaktion teilnehmenden Alko-35 hols, in Abwesenheit eines zusätzlichen inerten Lösungsmittels, durch.

Die Umsetzung wird vorzugsweise bei einer relativ

niedrigen Temperatur, z.B. bei —10 bis 20⁰C, vorzugsweise bei 5 bis 15°C, durchgeführt. Man beachte, 40 daß beim Zusammenmischen der Schwefelsäure und des Alkanols oder Aralkanols eine große Menge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Wärme abgegeben wird und daß Kühlung erforderlich der Hydrogensulfatsalze von O-Alkyl-isoharnstoffen. ist. Die Umsetzung des Cyanamides mit dem Gemisch O-Alkyl-isoharnstoffe und ihre Salze sind wichtige aus Schwefelsäure und Alkanol ist ebenfalls exotherm. Synthesereagenzien, da sie mit Aminen unter Bildung 45 Vorzugsweise mischt man daher die Schwefelsäure mit von Guanidinen reagieren und da viele Guanidine in einem Hauptteil des Alkanols unter Kühlung im Angroßem Maßstab hergestellt und verwendet werden, fangsstadium, und man kühlt dieses Gemisch vor der ist es wünschenswert, die Fabrikation der Isoharn- Umsetzung mit dem Cyanamid ab. Das letztere bestoffe so wirtschaftlich wie möglich zu gestalten. Die findet sich vorteilhafterweise ebenfalls in Lösung, ent-Sulfatsalze der obigen Isoharnstoffe sind in der Ver- 50 weder in einem Teil des an der Reaktion teilnehmenden gangenheit für die Herstellung von Guanidinen ver- Alkohols oder in einem inerten Lösungsmittel vom wendet worden; es wurde nun gefunden, daß die obigen obenerwähnten Typ. Damit sich die Wärme verteilen Isoharnstoffe in Form ihrer Hydrogensulfatsalze zu- kann, fügte man vorzugsweise die Lösung von Schwefriedenstellend als Ausgangsmaterialien im vorliegen- feisäure in Alkohol langsam unter Rühren und, falls den Herstellungsverfahren verwendet werden können, 55 nötig, unter Kühlung zur Cyanamidlösung hinzu. Die vorausgesetzt, der pH-Wert wird richtig eingestellt. Es letztere kann vor der Zugabe vorteilhafterweise niewurden auch Bedingungen aufgefunden, unter denen drige Temperatur besitzen, z. B. 0 bis 1O⁰C, und die derartige Hydrogensulfatsalze aus einfachen Aus- Temperatur wird vorzugsweise während der Zugabe gangsmaterialien in größerer Ausbeute als die früher niedrig gehalten, z. B. bei —5 bis +5°C. Die Umbeschriebenen Sulfate oder Hydrogensulfate hergestellt 60 setzung kann man dann bis zur Beendigung bei einer werden können. höheren Temperatur, z. B. bei etwa 5 bis 15°C, fort-

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstel- schreiten lassen.

lung von O-Alkyl-isoharnstoffhydrogensulfaten ge- Besonders angenehm ist, daß das gewünschte Hydro-

schaffen, wobei Cyanamid mil einem Alkanol in gensulfat in sehr hoher Ausbeute und in ausgezeich-Gegenwart von wenigstens 2 Äquivalenten Schwefel- 65 neter Reinheit ausgefällt werden kann, indem man säure, bezogen auf das Cyanamid, umgesetzt wird. einfach ein nicht polares Lösungsmittel, das mit dem

Dadurch, daß das Reaktionsmedium wenigstens an der Reaktion teilnehmenden Alkohol mischbar ist, Äquivalente Schwefelsäure enthält, ist es möglich, zugibt. Dieses nicht polare Lösungsmittel kann eines