DE2047465A1 - Neue Oxdiazole und Verfahren zu lh rer Herstellung - Google Patents

Neue Oxdiazole und Verfahren zu lh rer Herstellung

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DE2047465A1
DE2047465A1 DE19702047465 DE2047465A DE2047465A1 DE 2047465 A1 DE2047465 A1 DE 2047465A1 DE 19702047465 DE19702047465 DE 19702047465 DE 2047465 A DE2047465 A DE 2047465A DE 2047465 A1 DE2047465 A1 DE 2047465A1
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Hilmar Dr 6233 KeIk heim Sieber Axel Dr 6238 Hofheim Stahler Gerhard Dr 6230 Frankfurt/M Höchst Mildenberger
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Farbwerke Hoechst AG, vorm Meister Lucius & Bruning, 6000 Frankfurt
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    • C07D271/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two nitrogen atoms and one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D271/101,3,4-Oxadiazoles; Hydrogenated 1,3,4-oxadiazoles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6527Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07F9/653Five-membered rings
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Description

P A R B WERKE HOECHST AG • vormals Meistor Lucius & Brüning
Az.: Hoe 7o/P 188
Datum: 25. September I97O
Dr. KM/Brd
Neue Oxdiazole und Verfahren zu ihrer Herstellung
Gegenstand der Erfindung sind 2-Haiοgen-alkyl-1,3» ^- oxdiazole der allgemeinen Formel I
N- N
R1-C C
in der R einen einfach halogenierten Alkylrest mit 1-4 C-Atomen und Rp einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 - 17 C-Atomen, dessen Kette gegebenenfalls durch ein Sauerstoffatom unterbrochen sein kann, oder den Phenoxymethyl-, den Benzyl- oder den Styryl-Rest bedeuten.
Bevorzvigt sind solche Oxdiazole der allgemeinen Formel I, in der R. bromierte oder insbesondere chlorierte Methyl- oder Äthylgruppen bedeutet und in der R„ geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1-11 C-Atomen, insbesondere mit Λ -■ h C-Atomen oder den Xtlioxymothyl-, Phenoxymethyl-, Benzyl- oder Styryl-Rest bedeutet.
./2
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der 2-Halogen-alkyl-1,3>Ί—oxdiazole der allgemeinen Formel I
N N
' II Ii (ι)
er
in der R einen einfach halogenierten. Alkylrest mit 1 - h P C-Atomen und R_ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1-17 C-Atomen, dessen Kette gegebenenfalls durch ein Sauerstoffatom unterbrochen sein kann, oder den Phenoxymethyl-, den Benzyl- oder den Styryl-Rest bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man. Halogencarbonsäuren der-allgemeinen Formel II mit Carbonsäurehydraziden der allgemeinen Formel III, in denen R1 und R die oben angegebene Bedeutung haben, in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart von anorganischen Säurehalogeniden bei Temperaturen vom 60 - 150 C umsetzt.
Die Reaktion verläuft nach folgender Gleichung:
Λ ^O N N
R-_c + H2N-NH-C^ __* RJj \
(II) (III) (I)
Als Reaktionstemperaturen sind solche zwischen 80 C und 1^0 C bevorzugt; besonders günstig ist es, bei der Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels zu arbeiten.
Die Reaktionspartner Halogencarbonsäure und Carbonsäurehydrazid werden zweckmäßig in etwa äquimolaren Mengen eingesetzt. Das erfindungsgemäß eingesetzte anorganische Säurehaiogenid wird mindestens in der Menge zugegeben, die ausreicht, um das bei
2098U/1784 /3
der Kondensation abzuspaltende Yasser zu binden; ein Überschuß bis zu 30 Ί°> bezogen auf das abzuspaltende Wasser kann vorteilhaft wirken.
Die Menge des inerten Lösungsmittels richtet sich nach der Löslichkeit der organischen Reaktionspartner. Sie beträgt zweckmäßig zwischen 0,3 und 5 Litern, vorteilhaft zwischen 0,5 und 2 Litern, pro Mol eines organischen Reaktionspartners.
Zur Durchführung der Reaktion können alle Reaktionsteilnehiner zusammen vorgelegt und unter Rühren auf Reaktionstemperatur erhitzt werden. Es können aber auch Hydrazid und Halogencarbonsäure mit Lösungsmittel vorgelegt und das anorganische Säurehalogenid, gegebenenfalls auch im inerten Lösungsmittel gelöst, bei Reaktionstemperatur zugegeben werden. Diese Zugabe kann in einer Zeit zwischen 0,1 und 15 Stunden, vorteilhaft in 1 bis 5 Stunden geschehen. Das Ende der Reaktion gibt sich durch Aufhören der Halogenwasserstoff-Entwicklung zu erkennen; die gesamte Reaktionszeit kann zwischen 2 und 20 Stunden betragen.
Die Kondensation verläuft unter Wasserabspaltung. Das als Kondensationsmittel verwendete Säurehalogenid wird dabei in die betreffende anorganische Säure und Halogenwasserstoff zerlegt. Der Halogenwasserstoff entweicht aus der Reaktionsmischung gasförmig und wird, zweckmäßig über einen Rückfluß-Kühler, abgeleitet.
Als Ausgaifsstoffe kommen insbesondere die folgenden Halogencarbonsäuren der allgemeinen Formel II in Betracht: Chloressigsäure, 0C -Chlorpropionsäure, ^^--Chlor-n-Buttersäui'e·, ρΛ-Chlor-iso-Buttersäure, (X-Chlor-n-Valeriansäure, C\ -Chlor-iso-Valeriansäure.
Λ 209814/1784
Als Carbonsäurehydrazide der allgemeinen Formel 111 kommen insbesondere die folgenden in Betracht: Acethydrazid, Propionsäurehydrazid, n-Butterstiurehydrazid, iso-Buttersäurehydrazid, n-Valeriansäurehydrazid, iso-Valeriansäurehydrazid, Capronsäurehydrazid, Hexan-3-carbonsäurehydrazid, Caprylsäurehydrazid, Caprinsäurehydrazid, Lauransäurehydrazid, Palmitinsäurehydrazid und Stearinsäurehydrazid; weiterhin Methoxyessigsäurehydrazid, Äthoxyessigsäurehydrazid, Phenoxyessigsäurehydrazid, Zimtsäurehydrazid, Phenylessigsäurehydrazid und Phenylpropionsäurehydrazid.
Als Lösungsmittel können alle gegenüber den Reaktionspartnern inerten Lösungsmittel verwendet werden, z.B. niedere halogenierte, insbesondere chlorierte Aliphatenwie Trichloräthan, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff, weiterhin Aromaten wie Benzol oder substituierte Benzole wie Toluol, Xylol, Cumol, Chlorbenzol oder Dichlorbenzol . Bevorzugte Lösungsmittel sind Benzol, Toluol, Chlorbenzol und Xylol.
Als wasserbindende bzw. wasserabspaltende anorganische Säurehalogenide werden Phosphortrichlorid oder Phosphoroxychlorid fc bevorzugt; weiterhin sind auch Thionylchlorid, phosphorpentachlorid sowie entsprechende Bromverbindungen verwendbar.
Der chemische Verlauf des Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung ist überraschend. Man hätte erwarten können, daß das sehr reaktionsfähige Halogenatom der Halogencarbonsäure mit der stark basichen Aminogruppe der Carbonsäurehydrazide reagiert. Dies ist jedoch nicht oder nur in sehr untergeordnetem Maße der Fall, so daß die 2-Hälogenalkyl-1 , 3i ^+-oxdiazole nach diesem Verfahren in meist guter Ausbeute und hoher Reinheit gewonnen werden können. Überdies hat das Verfahren gemäß der Erfindung den Vorteil preisgünstiger Ausgangsmaterialien und relativ niedriger Reaktionstemperatxiren, so daß Zersetzungen und Nebenreaktioiien ve it/ruhend verniioden werden können.
2098U/178A
if
,*
Die neuen 2-IIalogx?nalkyl~1,3>4-oxdiazole sind wertvolle
Zwischenprodukte zur Herstellung von Schädlingsbekäinpfungsmitteln und Pharniazeutika. So können sie z.B. durch Umsetzung mit O, O-Diallcyl-di thiophosjjhorsäure oder mit deren Salzen der allgemeinen -Formel IV, worin X Wasserstoff, ein Alkalimetall oder das Aimnoniumradikal und worin Rz1. und Rt- Alkylreste mit 1 - h Kohlenstoffatomen bedeuten, in Dithiophosphorsäureester der allgemeinen Formel V, worin die Substituenten die vorstehend genannten Bedeutungen haben und η
für 1,2,3 oder k steht, umgesetzt werden. Diese Umsetzung wird durch folgendes Schema wiedergegeben:
S - N—N R^O S N—N
O S NN
M-S-X + HaI-(CH2Jn-I0X —>
RO
(IV) (Ia) (V)
Die so erhaltenen 0,O-Dialkyl-dithiophosphorsäureester
zeichnen sich insbesondere durch gute insektizide und
akarizide Eigenschaften aus (vgl. deutsche Patentanmeldung P 19 63 672.7).
20981 kl 1 78A
BelHp::.el Jn; 2-Chlormethyl-5-niethyl -1,3, Ί-oxdiazol
Eine Suspension von 7k g Acethydrazid in JfOO ml Toluol wird unter Rühren auf 60 C erhitzt und in einem Guß mit einer Lösung von 95 S Chloressigsäure in 300 ml Toluol und dann mit 55 g Phosphoroxychlorid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 5 Stunden unter Rückfluß gekocht, bia die Chlorwasserstoffentwicklung beendet ■ ist. Die organische Phase wird von dem harzigen Rückstand (aus abgeschiedener Phosphorsäure mit Nebenprodukten) dekantiert und nach Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck destilliert.
Man erhält: 95 S (C = 71 f> d. Th.) 2-Chlormethyl~5-methyl-1 ,3,4-oxdiazol Vom Kj>Q 1:52 - 55°
r H riiM o Mr n? ber· N 21,2 £ Cl 26,8 56 C4H5ClN2O MG 132 gef# N 2Uh £ cl z6fll ^
Beispiel 2; 2-Chlormethyl-5-äthyl-1,3,4-oxdiazol
In der in Beispiel 1 beschreibenen Weise werden aus 88 g Propionsäurehydrazid und 95 S Chloressigsäure in 700 ml Toluol durch Zusatz von 55 g Phosphoroxychlorid 102 g (69$ d. Th.) 2-Chlormethyl-5-äthyl-1,3,4-oxdiazol vom KpQ ^60 - 62° erhalten.
C5H7ClN2O MG M65
Beispiel 3; 2-Chlormethyl-5-propyl-1 ,3i '+-oxdiazol
Die Lösung von 91,8 g (0,9 Mol) Buttersäurehydrazid und 85,2 g (0,9 Mol) Chloressigaäure in 600 ml Toluol wird mit 82 g PC1„ versetzt und daim: 5 Stunden auf 100°C erwärmt. Das FiItrat der Reaktionslösung wird unter vermindertem Druck destilliert. Bei Kpn ^?7k- 76° werden 95 S (59 # d. Th.) 2-ChLormethyl-5-propyl-1,3,^-oxdiazol erhalten.
P H PlW O MP 160 ς C6H9ClN2O MG 160,5
2098U/1784
ber. N 17» 5 ι" Cl 22 ,1
gef. N 17, 1 * . Cl 21 ♦ 9
-7- %
Bei spie.Ί k: Z~cC -Chioräthyl-5-propyl-1 ,3,*J-oxdiazol
Eine Lösung von $1 g Buttersäurehydrazid und 55 S cC-Chlorpropionsäure in 5^0 ml Toluol wird bei 80 C mit 60 g Phosphoroxychlorid versetzt und 6 Stunden zum Sieden erhitzt, bis die Chlorwasserstoffentwicklung beendet ist. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels wird das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck destilliert.
Erhalten werden: 63 g (73 $ d. Th.) 2-<£chloräthyl-5-propyl 1,3,4-oxdiazol von Kp^ „183 - 85°
°»5
C H ClN 0 M 17l· ς her'* N 16'° ί C1 20'3 ί C7H11ClN2O M 17*,5 gef. N 16>2 ^ C1 20f1 £
Beispiel 5; 2-Chlormethyl 5-isopropyl-i,3,4-oxdiazol
183 g (1,8 Mol) iso-Buttersäurehydrazid werden zusammen mit 224 g (1,8 Mol) Chloressigsäure in 1,2 1 Benzol gelöst und 185 g Phosphortrichlorid dazugetropft. Nach 4 Stunden wird die benzolische Lösung dekantiert und fraktioniert destilliert.
Bei Kpn _= 75° gehen 220 g (76,5 # d. Th.) 2-Chlormethyl-5-isopropyl-1,3,4-oxdiazol über.
c η riw ο μ 1/in κ ber. ι N 17,5 $> Cl 22,2 # C5H9ClN2O M 160,5 gef#. N 17f2 ^ cl 21f9 ^
Beispiel 6: 2-Chlormethyl-5-butyl-1,3,4-oxdiazol
13^ S (1,16 Mol) n-Valeriansäurehydrazid, 1^5 g (1,16 Mol) Chloressigsäure und 120 g Phosphoroxychlorid geben analog Beispiel k 100 g 2-Chlormethyl-5~butyl-1,3,4-oxdiazol vom Kp0 2: 92°
r η πμ η Mr 17k κ ber.i N 16,0 ^ Cl 20,4 ^ C7H11ClN2O MG 17^,5 gef.:N15.9? Cl 20,0 ?
2098U/1784 " /8
-8-Beiapiel 7: 2-Chlormethyl-,5~isobutyl~1 , 3 , 4—oxdiazol
70 g (0,6 Mol) iso-Valeriansäux'ehydi'azid, 75 S (0»6 Mol) Chloressigs&ure und 600 ml Benzol werden auf 80 C erhitzt und 6O g Phosphortrichlorid dazugetropft. Nach 4 Stunden wird die Lösung mit Wasser gewaschen und fraktioniert destilliert.
Erhalten werden: 82 g (77 $ d. Th.) 2-Chlormethyl-5-isobutyl-1,3, 4-oxdiazol vom Kpn 1K;70 - 71°
o Mr ΐ7ίι ς ber.: N 16,O Cl 20,4 O MG 174,5
Beispiel 8; 2-Chlormethyl-5-iso-pentyl-1,3,4-oxdiazol
6Z g (0,476 Mol) Hexan-3-carbonsäurehydrazid werden zusammen »pit 59 g (0,476 Mol) Chloressigsäure und 54 g Phosphortrichlorid in Benzol unter Rückfluß erhitzt. Nach 6 Stunden wird filtriert, das Piltrat mit Wasser gewaschen und fraktioniert destilliert.
Brhalten werden: 25 g (28 <jo D. Th.) 2-Chlormethyl-5-iso-pentyl-1,3,4-oxdiazol vom Kpn Λ 97 - 98°
ΓΗ Γ3ΝΟ ΜΓ 188 ς ber': N 14'7^ C1 18·'8 C8H13ClN2O MG 188,5 gef#. N i4t2 C1 18|6
Beispiel 9: ^-Chlormethyl-S-n-heptyl-i,3,4-oxdiazol
216 g (1,37 Mol) Caprylsäurehydrazid, I70 g (i,37 Mol) Chloressigsäure, 62,5 S Phosphortrichlorid und 1,2 1 Toluol werden 8 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Auswaschen mit Wasser wird das Toluol abdestilliert und der Rückstand im Vakuum frakti oniert destilliert.
Erhalten werden: 95 g (31 # d. Th.) 2-Chlormethyl-5-n-heptyl-1,3,4-oxdiazol vom Kpn , 120 - 125°
' ber·: Ν 12»9 C1 1^i2+
MG 216,5
2098U/178A
/9
•ff -^t ·
-9-Beispiel 10: 2-Chlormethyl~5-undecyl-1,3»4-oxdiazol
107 g (0,5 Mol) Laurihsäurehydrazid, 47,2 g (0,5 Mol) Chloressigsäure, 55 g Phosphortrichlorid und 500 ml Benzol werden 8 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wird mit Wasser gewaschen und das Benzol abdestilliert· Als Rückstand bleiben112 g 2-Chlormethyl-5-undecyl-1,3,4-oxdiazol als farblose sirupöse Flüssigkeit.
r Ti riw η Mr ί>7Ρ κ ber.: N 10,3 Cl 13,0 C14H25C1NMG 2?2»5 gef.: N 10,7 Cl 12,8
Beispiel 11: 2-Chlormethyl-5-heptadecyl-1,3»4-oxdiazol
99,5 S (O,33 Mol) Stearinsäurehydrazid werden zusammen mit 3^ g (0,33 Mol) Chloressigsäure in 1,2 1 Toluol auf 80°C erwärmt. Nach Zusatz von 34 g Phosphortrichlorid wird das Reaktionsgemisch im Laufe einer Stunde bis zum Sieden der- Lösung erhitzt und im Sieden gehalten bis nach 5 Stunden die Chlorwasserstoffentwicklung beendet ist. Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur wird die Lösung mit Wasser gewaschen* Nach Abdestillieren des Toluole aus der abgeschiedenen organischen Phase bleiben 95 g (81 # d. Th.) S-Chlormethyl-S-heptadecyl-1,3,4-oxdiazol als zähflüssiges Öl zurück, das beim Anreiben kristallin erstarrt. Der Schmelzpunkt liegt bei 38 - 42°C.
Mr ίκΑ κ ber.: N 7,85 Cl 9·95 MG 356,5 gef.: N 7,3 Cl 9,5
/10
2098U/1784
Beispiel 12; 2~Chlorraetliyl-5-äthoxymethyl-1 , 3, 4-oxdinzol
220 g (1,87 Mol) Äthoxyessigsäurehydrazid, 23;4 g (1,88 Mol) Chloressigsäure und 1,2 1 Benzol werden unter Rückfluß mit 172 g Phosphortrich-lorid versetzt. Nach 5 Stunden wird die Lösung dekantiert und destilliert.
Man erhält: I58 g (48 # d. Th.) 2-Chlormethyl-5-äthoxymethyl-
1,3,4-oxd±azol vom Kpn ö 111°
υ,ο
0 M 176 K ber*: N 15'9 C1 20'2
Beispiel 1 3i 2-Chlormethyl-5"-phenoxyraethyl-1 , 3»4-oxdiazol
Das Gemisch von 83 g (0,5 Mol) Phenoxyessigsäurehydrazid, 800 ml Xylol, 47,2 g (0,5 Mol) Chloressigsäure und 27t5 g Phosphortrichlorid wird auf 8O0C erwärmt, Dazu werden weitere 27t5 Phosphortrichlorid getropft. Nach achtstündigem Erwärmen wird auf Zimmertemperatur abgekühlt, das auskristallisierte Produkt abgesaugt und mit Wasser gewaschen. Aus Benzol umkristallisiert erhält man farblose Nadeln vom Fp. 148 - 149°C.
Die Ausbeute beträgt 80 g (71,5 # d. Th.) 2-Chlormethyl-5-phenoxymethyl-1,3t^
μ ook κ ber.: Cl 15,8 N 12,5
M 224,5 gefs cl 153 N 12Λ
/11
2098U/1784
■ ■ . ■" -Jt* '
-11-Beispiel 1kja 2-Chlormethyl-5-styryl-1,3,4-oxdiazol
In das auf 70°C erwärmte Geraisch aus 81 g (O,5 Hol) Zimtsäure· hydrazid, 47,2 g (0,5 Mol) Chloressigsäure und 27»5 g Phosphortrichlorid werden unter Rühren langsam 27»5 S Phosphortrichlorid gegeben. Nach insgesamt sechsstündiger Reaktionszeit wird die benzolische Lösung von der phosphorigen Säure dekantiert. Aus der Benzollösung kristallisieren 50 g (45 # d. Th.) 2-Chlormethyl-5-styryl-1 ,3,4-oxdiazol in farblosen Nadeln vom Fp. 165 - 170°C aus.
r w ην π Mr PPO κ ber.: N 12,7 Cl 16,3 C11H9ClN2O MG 220,5 gef.: N 12,8 C116,2
Beispiel 15t 2-Chlonnethyl-5-benzyl-1,3,4-oxdiazol
150 S (1 Mol) Phenylessigeäurehydrazid und 9k,5 g (1 Mol) Chloressigsäure werden in 700 "ml Benzol zum Sieden erhitzt. Dazu werden 92 g (2/3 Mol) Phosphortrichlorid langsam zugetropft· Nach 8 Stunden ist die Chlorwasserstoffentwicklung beendet. Das Reaktionsgemisch wird filtriert und dae Piltrat fraktioniert destilliert.
Man erhält: 152 g (73 # d. Th.) 2-Chlormethyl-5-benzyl-1,3,4-oxdiazol vom Kpn -:148 - 151
υ, ι
C H ClN 0 MP 208 ber.: N 13,5 Cl 17,0
O10H9UlN2O MG 208 gefVj N 138 C1 158
/12
2098U/1784

Claims (2)

  1. ■*" I (C "~
    Patentansprüche :
    (ϊ)) 2-Halogenalkyl-i,, 3»4-oxdiazole der allgemeinen Formel I
    N N
    Il Β
    R1-C C-R_
    1 2
    k in der R1 -einen einfach halogenierten Alkylrest mit 1,2, ^ 3 oder h C-Atomen und R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1-17 C-Atomen, dessen Kette gegebenenfalls durch ein Sauerstoffatom unterbrochen sein kann, oder den ■ Phenoxymethyl-, den Benzyl- oder den Styryl-Rest bedeuten.
  2. 2) 2-Halogenalkyl-1,3,4-oxdiazole der allgemeinen Formel I in Anspruch 1, in der R1 Methyl oder Äthyl und wobei Halogen Chlor oder Brom, insbesondere Chlor bedeutet, und in der R geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1-11 C-Atomen, insbesondere mit 1, 2, 3 oder h C-Atomen oder den Äthoxymethyl-, Phenoxymethyl-, Benzyl- oder Styryl-Rest bedeutet.
    || 3) Verfahren zur Herstellung von 2-Halogenalkyl-1,3,^-oxdiazolen der allgemeinen Formel I
    N N
    Ii n
    in der R einen einfach halogenierten Alkylrest mit 1,2, 3 oder h C-Atomen und R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1-17 C-Atomen, dessen Kette gegebenenfalls durch ein Sciuerstoffatom unterbrochen sein kann, oder den Phenoxymethyl-, den Benzyl- oder den Styryl-Rest bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man Halogencarbonsäuren der allgemeinen Föriife!! II
    2098U/1784 /13
    R1-C (II)
    OH
    mit Carbonsäurehydraziden der allgemeinen Formel III
    HN NH C (Hl)
    in denen R1 und R_ die oben angegebene Bedeutung haben, in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart von anorganischen Säurehaiοgeniden bei Temperaturen von 60 - 150 Ö umsetzt.
    ORIGINAL INSPECTBO
    2098U/1784 .
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