DE2118960A1

DE2118960A1 - 2 Hydroxy 3,5,6 tnchlorbenzylamine, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2118960A1
Application number: DE19712118960
Authority: DE
Inventors: David Irwin Copes Joseph Paul Easton Pa Randall (V St A )
Original assignee: GAF Corp , New York, N Y (V St A)
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1971-04-20
Publication date: 1971-11-04
Also published as: CA930362A; CH558328A; JPS5112615B1; US3781359A; GB1347382A; FR2092075B1; FR2092075A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue 2-Hydroxy-3,5,6-trichlorbenzylamine, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Diese neuen erfindungsgemassen Verbindungen sind als schmierende Öl-Additive und auch als chemische Zwischenprodukte sehr brauchbar; ferner haben sie eine Einwirkung auf Enzym-Systeme.

Die neuen erfindungsgemassen Verbindungen besitzen folgende-Strukturformel:

(D

-2-

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•in der R₁ und Rg Wasserstoff, einen Kohlenwasserstoff rest oder einen substituierten Kohlenwasserstoffrest, sowie zusammen genommen mit einem Stickstoffatom einen heterocyclischen Ring und auch Salze hiervon, bedeuten.

Beispielhafte Reste, die von den Symbolen R₁ und Rp dargestellt werden, sind Wasserstoff oder die folgenden Reste: (a)'Alkylreste und substituierte Alkylreste mit 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, die entweder geradkettig oder verzweigt gebaut sind, z.B. den Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, n-Pentyl-, n-Hexyl-, Nonyl-, Decyl- und Dodecyl-Rest.

(b) Cycloalkylreste mit 3 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen, wie den Cyclopropyl-, Cyelobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- und Gyclooctyl-Rest.

(c) Arylreste und substituierte Arylreste mit etwa 6 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen, z.B» den Phenyl-, ο-, m- und p-Xylyl-, (Folyl-Rest, wobei der Phenylrest mit einem oder mehreren Alkylresten mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder anderen Gruppen, wie Chlor, der Nitro-, 1-Naphthyl- oder 2-Haphthyl-Gruppe substituiert sein kann. .

(d) Aralkylreste, wie den Benzyl-, Phenäthyl-Rest.

(e) die Gruppe ^Ri »sie

\_R

bedeutet den Rest einer sekundären Amiabase, wie beispielsweise von Dialkylaminen, wie Dirnethylamin, Diäthylamin, und ferner heterocyclische Gruppen, die aus &, und R^ zusammen mit einem Stickstoffatom, an das sie geknüpft sind, gebildet sind; einschliesslich "alkylsubstituierter Derivate, bei denen der Alkylrest 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatome beinhaltet; ein-■schliesslieh A^iridin, Pyrrolidinon, Pyrrolidin, Morpholin, Piperidin»

Die Erfindnng bezieht sich ferner auf die Herstellung der Verbindungen der oben aufgeführten Formel I, wobei mit der Reaktion

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des 2,4,5-Triehlorph.enols mit Formamiden oder N-Monoalkylformamiden plus Formaldehyd und seinen Vorstufen-Verbindungen begonnen wird, wie weiter unten beschrieben ist.

Die erfindungsgemässen Verbindungen* sind durch eine polyfunktionelle amphotere Natur charakterisiert, da sie reaktive Stellen sowohl im Aminrest als auch im Phenolrest besitzen. Diese reaktiven Stellen nehmen an verschiedenen Reaktionen teil, so gilt dies für den Phenolrest bezüglich einer Ester- und Ätherbildung und auch bezüglich einer Salzbildung, Acylierungsreaktionen mit substituierten Benzolsulfonylchloriden und Oxydation. Der Aminrest kann naturgemäss sich an all den Reaktionen beteiligen, zu denen ein solcher Rest an sich fähig ist.

Die erfindungsgemässen Verbindungen sind sehr brauchbar als chemische Zwischenprodukte und insbesondere, da man sie mit gewissen Anthrachinonfarbstoff-Zwischenprodukten kondensieren kann, als Farbstoff-Zwischenprodukte für solche Farbstoffe, die gegenüber synthetischen Fasern Substantiv wirken. Ferner beeinflussen die erfindungsgemässen Verbindungen, wie überraschend festgestellt wurde, verschiedene Enzym-Systeme und besitzen direkt oder über eine weitere Synthese sehr gute Anwendungszwecke als Agrikultürchemikalien und als Pharmazeutika, sowie als pharmazeutische Zwischenprodukte.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Stoffe wird nach dem folgenden Reaktionsschema bezüglich der Herstellung von primären oder sekundären Aminen des Typs (a), (b), (c) und (d) durchgeführt.

(I) OR R₁

• Il /^x I¹

H-C-N +HCHO OH ^ HOCH-N-CHO

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Il

Cl

HOCH -N-CHO +

² ■ ei

OH

Cl

(3)

Cl

Ή+

CH N

ι 2

OE ■21

HCOH

Die bevorzugte Ausfüimingsform gemäss der die Verbindungen der vorgenannten Formel-gewonnen werden ₉. bestellt dsriai. ilsss'man
Formaldehyd oder eine Formaldehyd liefernde Verstufö, wie beispielsxireise para-JforsialdeJiyd ₉ ia situ mit; Por^anid -ödsr H-monosubstituiertea SOraiaEiideK der Formel

CIIi

in der- R₁ die oben angegebene Bedeutung (siehe bitte Formel jl) besitzt, umsetzt» Anschliessend gibt fflan 2,4·,,fi-Sriclilor-plienol
in seliger Losung Liizssu (siehe bitte "Gleichung 2)* Si-a Heaktanten werden im wesentlichen ±ώ äqnisiolaren Helges ^i&g'Seaäst, v/enngleicli auch Yeri-älL'unisss Affiid/Aldehyd/«?h.»iiGl *v;;i 1=-1,3·3.^ΐ=355°3,

lassen. (Siehe bitte Gleichung 5·) Die Ausbeuten belaufen sich von etwa 60 bis etwa 90 % der Theorie. Eine Variation dieser Reaktion besteht darin, dass man das Formaldehyd oder die Formaldehyd-Vorstufen-Verbindung allmählich zu einer Lösung des Phenols und des oben beschriebenen Formamide hinzugibt, wobei man noch bessere Ausbeuten erhält. ·.

Das Produkt dieses Verfahrens besteht im sauren Salz des Amins; das freie Amin kann dadurch erhalten werden, dass man die wässrige Lösung auf einen pH-Wert im Bereich von etwa 7>5 einstellt, wobei man eine geeignete Base, wie Natriumhydroxyd, verwendet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Verbindungen, die oben unter (e) genannt sind, sowie auch diejenigen, bei denen R-, und Rp Wasserstoff darstellt, durch Eliminierung des Ammoniaks in· der Reaktion zwischen dem entsprechenden Diamin oder cyclischen Amin und 2-Hydroxy-3₅5j6-trichlorbenzylamin, wie dies beispielhaft in Gleichung 4 dargestellt'ist, hergestellt. Diese Reaktion verläuft leicht und angenehm zwischen Zimmertemperatur und einer !Temperatur von etwa 150⁰O. Bei diesem . Verfahren dient das Amin als basischer Katalysator für die " Reaktion. · .

Während man an sich jedes N-monosubstituierte Formamid, das in den Umfang der Formel (II) fällt, bei diesem Verfahren einsetzen kann, so bestehen die bevorzugten Amidreaktanten doch aus N-Methylformamid oder N-lthylformamid. Die N-heterocycIisehen Derivate werden vorzugsweise in der Weise hergestellt, wie sie in den folgenden Beispielen IV und V beschrieben ist. Diese Synthese wird gemäss Reaktion 4 unter Verwendung des Produkts des Beispiels I und eines sekundären Amins mit sich anschliessender Herstellungsweise des gewünschten tertiären Amins einschliesslich des cyclischen N-Heteroamins gemäss (e) gewonnen, wobei man als Zwischenprodukt das freie Aminprodukt der Reaktion (3) benutzt, und R₁ Wasserstoff bedeutet, wie in folgender Gleichung wiedergegeben ist;

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(4)

+ HN

+NH,

Wie bereits erwähnt wurde, besitzen diese erfindungsgemässen Produkte ein Beeinflussungsvermögen-bezüglich Enzym-Systemen; so besitzt das 2-Hydroxy-3,5,6-Trichlorbenzylamin (siehe bitte das weiter unten folgende Beispiel I) eine diuretische Wirkung, wie dies durch Versuche an Hunden bewiesen wurde. Die exakte Natur dieser physiologischen Systeme, die hier vorliegen, ist noch nicht geklärt.

Im allgemeinen besitzen die erfindungsgemässen Verbindungen infolge ihrer amphoteren Natur eine sehr grosse pH-Stabilität in wässrigen und ähnlichen Systemen; sie sind daher überdies sehr brauchbar als Puffermittel sowohl in chemischen als auch in physiologischen Systemen.

Zusätzlich zu ihren internen Eigenschaften besitzen die erfindungsgemässen Verbindungen auch eine intramolekulare Assoziationsfähigkeit und sind deshalb zur Veränderung der Viskosität einer Vielzahl von Flüssigkeiten sehr gut geeignet. Als Ergebnis der Einwirkung der erfindungsgemässen Verbindungen auf die Viskosität von Flüssigkeiten ist festzustellen, dass die erfindungsgemässen Flüssigkeiten insbesondere als Additive für Schmieröle geeignet sind.

Ferner sind die erfindungsgemässen Produkte auch Substantiv bezüglich Metallen und auch daher in der Lage, die Schmierwirkung von Schmieröl-Kompositionen unter extremen Drucken zu verbessern. Dies ist besonders wichtig, da das Molekül selbst keine Metalle enthält und diese Additive in Gestalt der neuen erfindungsgemässen Verbindungen nach der Verbrennung keine Asche zurücklassen.

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Die ganze Klasse der erfindungsgemässen Verbindungen "besitzt ferner eine gute Stabilität bei hohen Temperaturen; diese neuen Verbindungen sind daher auch als Modifizierungsmittel der physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, die bei ungewöhnlich hohen Temperaturen eingesetzt werden und die besonderen Belastungen ausgesetzt sind, geeignet, beispielsweise in BcJJrölen oder in dem Inneren von Verbrennungsmaschinen.

Die Einzelheiten des Wesens vorliegender Erfindung .werden in den folgenden nicht begrenzenden Beispielen weiterhin erläutert. Diese Beispiele zeigen auch einige bevorzugte Yerfahrens -.eisen zur Herstellung gewisser erfindungsgemässer Verbindungen.

Beispiel I:

Herstellung von 2-Hydroxy-3,5,6-trichlc»rber;i~yl3iain.

19714- S (1 Gramm Mol) an 2,4,5-TriehIorphenol wird in $6Q g 100 %iger Schwefelsäure aufgelöst, fcei Sins erreiaperatur mit einem 10 %igen überschuss, nämlich mit 86 g an Ιϊ-Hethylolformamid (N-Hydroxymethylformamid) ungtsetst, welch letztere Verbindung man ihrerseits durch Umcetiung von 35 S para-Formaldehyd mit 49,5 S Formamid in Anwesenheit* von 1 g liatriumhydroxyd als Katalysator gewonnen hat,.

Die vorgenannte Reaktion verläuft über einen ¹Cl -Formamicio-3,4,6-trichlor-o-Kresol-Mechanismus. Han ktiün las Zwischenprodukt in diesem Stadium isolieren. Während die üuflösurg in Wasser und das Kochen am Rückfluss das Sulfa"cs&Ia dieser Verbindung ergibt, besteht eine bevorzugte Ausiiüirungsfovm in der Isolierung des Zwischenprodukts und der im folgenden geschilderten Hydrolyse:

Die ReaktionsmischuDg wird auf Si^ _ ^^^- * ■:■: 1"~όώ. die Ausfällung der vorgenannten ForniaiiiiQO-Yt^... Lr;^.^ ;-iviirkt viii. Diese Ausfällung wii-ü' mit Wasser £iif._tu.w... »u;.. ^: iann lc'.c-ht mittels 2 Liter ein«^ konstant ei % c".c ^ '<?-. Z" f^.ci^i yäft..r.£.rn Ghlorwasserstofflömiiig hydrol.y^.3 er;, --ak-ovI ^--i .-Vis Eydr- -ilorid

dieser Verbindung erhält« Die Einstellung des jH-^sr-ts auf mittels wässriger Natriumhydroxydlösung ergibt; die ax'findungsgemässe Verbindung in Gestalt des freien Amins in "70 ?&iger Ausbeute in Gestalt von ein wenig in Wasser löslichem, schwach weissem Feststoff eines Schmelzpunkts von 192 bis ^

In Gestalt des Natriumsalses besitzt diese Verbindung unter - anderem Infrarotabsorpticnsbandea bei 3&10, 16J0, IJ-S? und 87O₅ sowie 74-2 /a.

Beispiel II:

32,4- g (0,55 Mol) an N-Mefcfcylformamid wurden mit 1.5,8 g (0,5 ψ Mol) 95 %igem para-Formaldehyd vermischt. Sodann gab man eine Spur, nämlich 2 Körner, all Hatriianhydroxyd hirüzii vmd erwärmte leicht= 33ie Mischung wimle klar, wodurch angedeutet ist, dass sich N-Methyl-N-methylolforsianiia gebildet hatte» Biese Mischung itfurde sodann in kleinen Anteilen unter Kühlen zu einer- Lösung von 99 g (0,5 Mol) an 2«A,5-!richlorphenoI in 950 g 100 %iger Schwefelsäure hinzugegeben. Pie* entstandene Mischur-f goss man dann auf 3 Liter an aer-kleiüe^tem Eis. Der sich ergebende weissliche ÜTiedersclilag x«nirde mit Wasser gewaschen, das sodann dekantiert wurde, hierauf abfiltriert und getr-c-ofe-et.; man erhielt hierdurch das Zwiscä.®Kp3?odukt IT-(2-

Diese Yerbindung wu wässriger Ghlorwass kocht. Anschliessen Zugabe iron 20 %igem "„ von 7₅S eingestellt, benzylamin ausgefällt

dsisn" 3 Stunden mit 1 ^Ιϊθϊ^ 25 ^iger fsaure bei 109°ö am -^krluss gee abfiltriexPt; und das Pil'bra't aurch

s^d auf eiasn pH-V/ert

äi®

=9

I ·Ί

der Abänderung, dass man diesmal anstelle des Methylformamids eine äquivalente Menge an N-Äthylformamid einsetzte. Man erhielt das Produkt N-Äthyl-2-hydroxy-3,5,6-trichlorbenzylamin.

Beispiel IV:

17 g an 2-Hydroxy-3,5,6-trichlorbenzylamin (siehe bitte Beispiel I) wurden 8 Stunden lang mit 100 ml Morpholin bei einer Temperatur von etwa 128⁰G am Rückfluss gekocht. Während dieser Zeit entstand aus dem System Ammoniakgas. Sodann liess man das Produkt abkühlen und gab 150 ml Wasser hinzu. Es drängte sich ein öl ab, das bald in Kristallform überging. Ein Teil hiervon wurde aus Äthanol umkristallisiert, wodurch man einen Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 120 bis 122⁰C erhielt; dieses Produkt besteht aus <*. -Morpholino-J^jö-trichlor-o-kresol oder N-(2-Hydroxy-3,5,6-trichlorbenzyl)morpholin. Unter Zugrundelegung der Bruttoformel O₁₁H₁₂CIvNO₂ ergeben sich folgende Analysenwerte: Berechnet N 4,7 ^; Cl 35,9 %; Gefunden N 4,55 %\ Cl 35,7 %.

Beispiel V:

17 g 2-Hydroxy-3,5,6-trichlorbenzylamin (gemäss Beispiel I) wurde zusammen mit 100 ml Diathylamin in einen Autoklaven gegeben und sodann 8 Stunden auf etwa 150⁰C erhitzt. Das entstandene Produkt wurde durch Evaporierung der niedrig siedenden Anteile und durch zweimaliges Umkristallisieren des Rückstandes aus Äthanol isoliert.Es bestand aus N-N-Diäthyl-2-hydroxy-3|5,6-trichlorbenzylamin der Formel:

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Claims

Patentansprüche

2Ί18960

I.)/ 2-Hydroxy-3,5,6-trichlorbenzylamin der Formel:

CH₂-N
I

Cl

Cl

in der R₁ und R₂ Wasserstoff, einen Kohlenwasserstoffrest, einen substituierten Kohlenwasserstoffrest oder zusammen genommen mit einem an sie gebundenen Stickstoffatom einen heterocyclischen Ring bedeuten, sowie das Salz dieser Verbindung.
2.) 2-Hydroxy-3^5l6-trichlorbenzylamin.
3.) N-Methyl-2-hydroxy-3,5»6-trichlorbenzylamin.
4.) N-Äthyl-2-hydroxy-3,5 ₅ 6-trichlorbenzylamin.
-Morpholino^i^iö-trichlor-o-Kresol
6.) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen und ihren Salzen der Formel

in welcher H₁ und R₂ Wasserstoff, einen Kohlenwasserstoff-

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rest, einen substituierten Kohlenwasserstoffrest oder zusammen mit einem. Stickstoffatom einen heterocyclischen Ring darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Formamid der Formel

O R

I! Z*¹

H-C-N

in welcher R, Wasserstoff, einen Kohlenwasserstoffrest oder einen substituierten KohXeii'vspeiF.tv.ffrest, mit Formaldehyd cder einer Formald^hycL-Vorsi\ife und 2,>,5-Trichlorphenol in saurem Medium rinip^t^t iir?.ö, dann die entstandene Amido-Zwischenvex":;:;'tdu*..^ ■' '-·ι Arnia rr/drolysiert,
7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurcli gv.L^i i^eiahr-Et, dass man in Schwefelsäure aufgelöst*-? 2 ^."--T: ichlorpher^ol mit N-Methyiolformamid uissetst «;*& ^,uaguiii diö lornasido-Zwischenverbindung: zum lain hydrclj^i^ri..
8.) Verfahren zur Herstellung der YerbinauMgen fieö Anspruchs 1, in welcher IotilzI R. und 2_O '.oiiii^ ".-."■.•.sssi'stcff darstellen, ic'urüii geke-inzs.-'-cbi^i«, dac* njaii 2~1ϊγάζo>ocy-3,5i6-!Ericlilorb8nsylanii2i, da£ ^c:-·^·»' /r^p::ach 7 hei gestellt wurde _% mit einem sekunderen

erhitzt und dsx- Reaktionsprodukt
9.) Verfahren zur ZerstelltVrig d«i-."· Y^._^>:"-ir.i..-'-_i^_i λ^_α .ins"ruchs 1, in welciier i-^r-ώΐ H₁ iuid Γ : - -..■:..·■: .-if le:? St »kstoffatom eir\;-' L· "qtcoj:Ii^-L'- "^■':;_i ."c¹::::^: li_^ae Verbindunc,'' t-^1':i.-, ₄ άε.!.^Γ^'' ,_;.r1._ .-..■.■ „;-,.i :„ „^..., iL.a das gemäss ÄTSs^ruc^ 7 &r·',:£«>.. i. L--<s '-■ "-^;"·./:;:;·^:^«- ₅"' ,6

O p Λ ε. /

trichlorbenzylamin mit dem heterocyclischen Amin der Formel

Λ ■. '

H-N

so lange erhitzt, bis sich kein Ammoniak mehr entwickelt,

und sodann das heterocyclischeOC 3,4-,6-Trichlorortho-

kresol oder das heterocyclische trichlortoluol isoliert.

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