DE2123256A1 - Makrocyclische Imine, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung als Komplexbildner - Google Patents

Description

PATE NTAN WXlTF

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 3.5-1971 Kl/Ax/Hz

E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware 193Q8 (U.S.A.).

und Verwendung als Komplexbildner

Die Erfindung "betrifft makrοcyclische Ringverbindungen, die Kohlenstoff- und Heteroatome, z.B. Stickstoff- und Sauerstoffatome, enthalten.

MakroeyeIisehe Verbindungen, die 14 bis etwa 28 Kohlenstoff-, Schwefel- und Sauerstoffatome als Hingatome enthalten, sind bekannt. Sie eignen sich bekanntlich zur Herstellung von komplexbildenden Verbindungen, die gewisse Metallionen enthalten, wodurch Reaktionen mit diesen Verbindungen in Medien, die sonst für diesen Zweck ungeeignet sind, stattfinden können. Das Komplexbildungsvermögen von makrocyclischen Verbindungen ist nicht mit allen Metallionen gleichmäßig, aber selektiv und kann daher nicht mit Gewißheit vor der tatsächlichen Erprobung vorausgesagt werden. Daher wird die Verwendbarkeit der bekannten makrocyclischen komplexbildenden Verbindungen durch die Löslichkeit, das Komplexbildungsvermögen und die makrocyclische Ringkonfiguration begrenzt.

Gegenstand der Erfindung sind gewisse makrocyclische Imine, die durch wenigstens einen makrocyclischen Ring

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aus Kohlenstoff- und Heteroatomen bei insgesamt 14- bis 60 Ringatomen gekennzeichnet sind, wobei wenigstens ein Heteroatom ein Stickstoffatom und die übrigen Heteroatome Sauerstoffatome sind, jedes Heteroatom im Ring von den benachbarten Heteroatomen durch Glieder von zwei oder drei C-Atomen getrennt und der makrocyclische Ring mit 1 bis k carbocyclischen Ringen aus der Gruppe a) Phenylen, naphthalin, Phenanthralen, Anthralen und b) gesättigte Analoge von (a) verschmolzen ist. Unter die Erfindung fallen ebenfalls Substitutionsderivate der vorstehend genannten makroeyeIisehen Imine, die Substituenten aus der Gruppe Halogen, Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Azo, C₁C₂^-Alkenyl, ^C6""^C/l2"^Ary1' ⁰O-Gi g-Aralkyl, C₆-C₁ ^Cycloalkyl, C₁-G₂-Alkoxy, Alkaryl, Acyl, Cyan, Nitro, Nitroso, Carboxy, SuIfο usw. enthalten.

Molekülmodelle der repräsentativen Verbindungen gemäß der Erfindung haben Konfigurationen, die an eine "Krone" (crown), "Laterne" (lantern) oder "Muschel" (clam) erinnern. Demgemäß werden hier die monomakroeyeIisehen Imine als "Kronen"-Verbindungen, die bicyclischen makrocyclischen Imine als "Laternen"-Verbindungen und die überbrückten makrocyclischen Imine als "Muschel"-Verbindungen bezeichnet. Komplexe dieser Verbindungen mit ionischen Metallen werden als Kronen-, Laternen- bzw. Muschelkomplexe bezeichnet. Die Kronen-, Laternen- und Muschelverbindungen gemäß der Erfindung werden nachstehend mit dem Sammelbegriff "Kronenverbindungen¹¹ bezeichnet.

Grundsätzlich haben die makrocyclischen Imine die Struktur ^-£ (RW)_a - C^C₂ - (WR)_b - W |~^ (I)

Hierin ist W ein Heteroatom oder eine Heterogruppe, die im Hahmen der Erfindung unabhängig eine Iminogruppe (z.B. -N- oder -NH-) oder ein Sauerstoffatom ist, wobei

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wenigstens ein Stickstoffatom im makrocyclischen Ring vorhanden ist; R ist ein Alkylenrest, d.h. -OHo-CHp- oder -CHp-CHp-CHo-, χ eine ganze Zahl von wenigstens 1, und a und b stehen unabhängig für O oder eine positive ganze Zahl, -C,-C_n- für einen carbocyclischen Ring wie Phenylen, naphthalin, Phenanthralen, Anthralen usw. oder deren gesättigte Analoge, z.B. Cyclohexylen, und C^ und Co für vicinale Kohlenstoffatome im carbocyclischen Ring (nachstehend als verschmolzener carbocyclischer Ring bezeichnet). Mit anderen Worten, die Kronenverbindungen gemäß der Erfindung enthalten einen makrocyclischen Ring, der mit 1 bis 4- anderen aromatischen oder alicyclischen Ringen kondensiert ist ("fused rings"). Die konden- ^: sierten Ringe können gleich oder verschieden und . Arylenringe (z.B. Phenylen) oder deren (vollständig gesättigte) Perhydroanaloge (z.B. Cyclohexylen) oder deren substituierte Derivate sein, die als Substituenten eine oder mehrere oder eine Kombination der Gruppen Halogen, Nitro, Amino, Azo, Alkyl, Aryl, Aralkyl, Acyl, Alkoxy, Cyan, Hydroxy, Carboxy, Chlorearbonyl, Carbalkoxy und Sulfo oder beliebige andere Substituenten, die durch die bekannten Reaktionen der organischen Chemie verfügbar sind, enthalten. Diese Gruppen ergeben eine Kronenverbindung mit zusätzlicher Funktionalität und der damit verbundenen Reaktionsfähigkeit und Einsatzmöglichkeit, ohne ihre Brauchbarkeit als Komplexbildungsmittel zu vermindern.

Wenigstens zwei Verfahren sind für die Synthetisierung dieser substituierten Kronenverbindungen verfügbar, in denen ein oder mehrere Substituenten an einen oder mehrere verschmolzene Ringe gebunden sind. Bei einem dieser Verfahren wird eine vicinale dihydroxyaromatische Verbindung, die eine oder mehrere Substituentengruppen enthält, mit einem diprimären α,^-Alkylendihalogenid oder einer anderen Verbindung umgesetzt. In diesem Fall müssen die Substituentengruppe oder -gruppen und die reaktionsfähige

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Iminogruppe oder die reaktionsfähigen Iminogruppen im allgemeinen annehmbar beständig gegenüber den starken Alkalien und anderen Reaktionsteilnehmern sein, die zur Beschleunigung der gewünschten Ringschlußreaktion erforderlich sind. Mit anderen Worten, es ist zu beachten, daß eine Imin- oder Substituentengruppe reaktionsfähig ist und geeigneten Schutz während der Synthese nach allgemein bekannten chemischen Gesetzen erfordert. Die Standardverfahren zum Schutz dieser reaktionsfähigen Gruppen sind allgemein bekannt, und zahlreiche Beispiele werden in dieser Beschreibung gebracht. Nach einem anderen Verfahren erfolgt eine Anlagerung der Substituentengruppe nach der Bildung der Kronenverbindung* Typische Verfahren zur Synthetisierung ähnlicher substituierter Kronenverbindungen werden in der französischen Patentschrift 1 440 716 und in der belgischen Patentschrift 705 450 beschrieben.

Gemäß der Formel (I) sind die Kronenverbindungen Zusammenlagerungen von drei charakteristischen Struktureinheiten, nämlich Heteroatomen, Alkylenresten und zweiwertigen carbocyclischen Ringen. Die Heteroatome sind zweiwertiger Sauerstoff (-0-) und dreiwertiger Stickstoff (-N-), die in der Formel (I) durch W bezeichnet sind. Die zweiwertigen Alkylenreste sind 1,2-Dimethylen (d.h. Äthylen) und 1,3-Trimethylen, die in der Formel (I) durch R bezeichnet sind. Die zweiwertigen carbocyclischen Ringreste sind in der Formel (I) mit -Cm-C?"" bezeichnet.

Die Alkylenreste, Iminogruppen und Singe können mit Gruppen, die die Stabilität der Kronenverbindung nicht beeinträchtigen, substituiert sein. Geeignete Substituenten werden auf der Basis der chemischen Natur der Einheit am Anknüpfungspunkt, der chemischenNatur der Kronenverbindung und des-zur Herstellung der Kronenverbindung angewandten chemischen Verfahrens bestimmt. Beispielsweise sind auf Grund der Tatsache, daß Sauerstoff zweiwertig

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ist, keine Substituenten an einem Sauerstoffatom im makrocyclischen Ring möglich, wenn beide Valenzen zur Bildung des Ringes ausgenutzt werden. Ebenso kann bei Verwendung von zwei ßtickstoffvalenzen zur Bildung eines makrocyclischen Rings die dritte Valenz durch Wasserstoff oder durch Substituenten, von denen bekannt ist, daß sie sich zum Ersatz von Wasserstoff an einem sekundären Amin eignen, besetzt werden.

Zu den geeigneten Substituenten am Stickstoff gehören beispielsweise Reste wie Alkylreste, Arylreste, Alkarylreste, Acylreste und Nitrosogruppen. Als Alkylreste kommen beispielsweise Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, Alkoxyalkyl usw. bis zu den verschiedenen Isomeren von Dodecyl in Frage. Als Arylreste (einschließlich der Substituenten enthaltenden Arylreste) kommen Phenyl, ToIyI, Butylphenyl, Naphthyl, Chlorphenyl, Nitrophenyl, Carboxyphenyl usw. in Frage. Geeignete Alkarylreste sind beispielsweise Benzyl, Phenyl, Äthyl, Naphthylbutyl und Chlorbenzyl. Als Acylreste (einschließlich der weiten Gruppe von Resten, die durch Entfernung des Halogenatoms von einem Acylhalogenid erhalten werden) kommen Acetyl,

0 0 _R

(-G-CHj, Sulfonyl (-CO₉-R), Carbamoyl (-C-NCf ),

o ei ^R

Benzoyl (-C-^oy) und Chlorbenzoyl (-C-/Qf; ), wobei R ein Alkylrest, Arylrest usw. ist, und die Nitrosogruppe (-N=O) in Frage.

Geeignete Substituenten für die Alkylenreste sind beispielsweise Alkyl, Aryl, Alkaryl und Aralkyl, wie sie oben genannt wurden. Bekanntlich verlaufen Kondensationsreaktionen, die zum Aufbau des makrocyclischen Ringsystems dienen, weniger zufriedenstellend, wenn tertiäre Derivate der Alkylenrestvorstufen (z.B. Tosyl oder Chlor) verwendet werden. Es treten Nebenreaktionen auf, und die Ausbeuten werden verringert. Aus diesem Grund wird es

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bevorzugt, daß ein zweiwertiger Alkylenrest nur einen Substituenten und nicht mehr als einen Substituenten pro Kohlenstoffatom außer Wasserstoff trägt.

Geeignete Substituenten für die Hinge sind beispielsweise Halogen, Nitro, Nitroso, Amino, Azo, C^-G^-Alkyl, C₁-C^- Alkenyl, C₅-O₁₂-Aryl, C₇-G₁₆-Aralkyl, C₆-G₁₂-CyCIoalkyl, , Gyan, Hydroxy, Carboxy und SuIfο.

Zusätzlich können die Substituenten eine Kette von Kohlenstoff- und Heteroatomen sein, z.B. in dem Fall, in dem ein Stickstoffatom oder Atome in einem Ring an eine andere Kette von Kohlenstoff- und Heteroatomen, z,B. eine durch den eingeklammerten Teil der Formel (I) gekennzeichnete Kette, gebunden sind. Wenn diese Kette von Kohlenstoff- und Heteroatomen an den getrennten Enden an zwei Stickstoffatome in dem einen markocyclischen Ring gebunden ist, wird ein bicyclischer Ring oder eine "Laternenverbindung" gebildet. Wenn diese Kette von Kohlenstoff- und Heteroatomen an den getrennten Enden der Kette an zwei Stickstoffatome in verschiedenen makrocyclisehen Ringen gebunden ist, entsteht eine überbrückte Verbindung oder "Muschelverbindung". Diese Verbindungen werden durch die folgenden Formeln veranschaulicht:

C)

(O

C₂

G)

(II) Hierin haben R, ff, a, b und -C₁-Cg- die oben genannten Bedeutungen, und Z ist ein bifunktioneller organischer Rest, z.3. Alkylen, eine Kette von Kohlenstoff- und Heteroatomen, wie sie durch den eingeklammerten Teil der Formel (I) gekennzeichnet ist, oder eine Gruppe der Formel ^V/R> mit der oben genannten Bedeutung.

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(I) CD

^b (in)

G) (D

Hierin haben R, W, -Cj-C₂-, a und b die oben genannten Bedeutungen; W_x. ist ein dreiwertiges Stickstoffatom, Z^ eine Brücke, die aus einem vorstehend als Z definierten bifunktionellen organischen Rest besteht, oder eine Polymerkette. -77RW- in diesen Formeln sind aliphatische Reste mit Heteroatomen an beiden Enden, z.B. -NH-R-NH-,

-NH-R-O-, -N-R-NH-, -N-R-N- und -N-R-O-, worin R für -(CH₂)₂-, -(0H₂)₅-, -(CH₂)₂-NH-(CH₂)₂-, -(CH₂)₂-NH-(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-, -(CH₂)-N-(CH₂)₂-, -(CH₂)₂-N-(CH₂)-N-(CH₂)₂-,-(CH₂)₂-N-(CH₂)₂-0-(CH₂)₂- und höhere Mitglieder dieser Reihe einschließlich der entsprechenden aliphatischen Reste steht, in denen einer oder mehrere der Reste -(CH₂)₂- durch -(CH₂)^- ersetzt sind.

Der Ausdruck "Ringatom" bezeichnet ein Atom in der Kette, z.B. ^fD^O_a-C>i-C2~(^vffi)~-'^Zx» ^eines makrocyclischen Ringes, es sei denn, der Ausdruck wird speziell für einen anderen Ring, z.B. einen carbocyclischen Ring, gebraucht.

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Repräsentative Strukturen der Verbindungen gemäß der Erfindung sind nachstehend dargestellt:

■ Γ\

O NH O

O NH O

^Eine "18-Krone¹¹ ("18 Crown")

NH O

(V) Eine "22-Krone" ("22 Crown")

UV

η h

O MH O

(VI) Eine "24-Krone" ("24 Crown")

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N O

ο ο

(VII) Eine "14-Krone" ("14 Crown")

Γ\ Γ\

0 KH

⁰O⁰

(VIII) Eine "18-Krone" (»18 Crown")

(IX) Eine "Laternen-

verbindung" ("Lantern Compound")

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ο ο

(X) Eine "MuschelverMndung" ("Clam Compound")

Lr

(XI) Eine "15-Zrone¹¹ ("15 )

O NH

(XII) Eine "15-Krone" ("15 Crown")

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Das Zeichen bezeichnet einen Äthylenrest

das Zeichen | J einen Trimethylenrest ₂₂₂^, während fOj o-Phenylen bedeutet. Das Zeichen fs } steht für o-Cyclohexylen. Die vorste-

hend genannten Verbindungen IV, V, VI, VII und XI enthalten 18, 22, 24, 14 und 15 C-Atome und Heteroatome in den makrocyclischen Ringen und werden hier als "18-Krone", "22-Krone", "24-Krone¹¹, "14-Krone" bzw. "15-Krone" nach der Zahl der Atome in den makrocyclischen Ringen bezeichnet. Die Verbindung IX enthält 22 Atome in bicyclischen Ringen und wird als "Laternenverbindung" bezeichnet. Die Verbindung X enthält 56 Atome in zwei makrocyclischen Ringen, die durch eine Polymethylenbrücke verknüpft sind, und wird als "Lluschelverbindung" bezeichnet. Zahlreiche Variationen dieser Konfigurationen ergeben sich für den Fachmann ohne weiteres aus diesen Beispielen. Die makrocyclischen Kronen-, Laternen- und Kuschelverbindungen gemäß der Erfindung können mit unterschiedlicher Zahl und Folge von Kohlenstoffatomen, Heteroatonen und carbocyclischen Ringen hergestellt werden.

Zur Begünstigung der Komplexbildung sollten die Heteroatome im makrocyclischen Ring durch Glieder von nicht mehr als drei Ringkohlenstoffatomen oder nicht v/eniger als ein 2-Kohlenstoffatom getrennt sein. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die Ringheteroatome von benachbarten Ringheteroatomen durch zwei Ringkohlenstoffatome getrennt sind, z.B. -CH₂GH₂-. Makrocyclische Imine mit 14 bis 30 Ringatomen enthalten 4 bis 10 Heteroatome, wobei wenigstens 1 Heteroatom ein Stickstoffatom ist. Kronenverbindungen können hergestellt werden, in denen alle Heteroatome Stickstoffatome sind, aber für die allgemeine Anwendbarkeit als Komplexbildungsmittel und unter Berücksichtigung der Herstellungskosten werden Iminkronenverbindungen mit wenigstens zwei Stickstoff-

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atomen und wenigstens zwei Sauerstoffatomen im makrocyclischen Ring bevorzugt.

Carbocyclische Kerne oder Ringe, die vicinal zu einem makrocyclischen Ring in den Iminkronenverbindungen verschmolzen sind, werden aus der Gruppe ausgewählt, die aus monocyclischen und polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen der Benzoreihe, die aus 1 bis 3 verschmolzenen Ringen bestehen (Benzol, Naphthalin, Anthracen und Phenanthren), und den analogen Ferhydroverbindungen besteht. Die Ringe können als R-substituiert, d.h. als

R—ΡΊ dargestellt werden, worin R für ein Wasser stoff atom,

ein Halogenatom, eine Nitrogruppe, Nitro so gruppe, Aiainogruppe, Azogruppe, einen Cj-C^-Alkylrest, einen Cj-C^- Alkenylrest, einen Cg-C^p-Arylrest, einen C^-C^g-Aralkylrest, einen CL-CL-Alkoxyrest, eine Cyangruppe, Hydroxylgruppe, Carboxylgruppe, Sulfogruppe u.dergl. steht, und sie können an beliebige der vier verfügbaren Ringstellungen gebunden sein. Vorausgesetzt, daß die Substituentengruppe mit den zur Bildung der neuen Iminkronenverbindungen gemäß der Erfindung verwendeten Reaktionsteilnehmern beständig ist, kann die Gruppe in den vicinal difunktionellen Verbindungen vorhanden sein, die als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der Kronenverbindungen bevorzugt werden. In anderen Fällen kann der Substituent nach der Bildung des makrocyclischen Ringes durch übliche chemische Reaktion, z.B. durch Azokupplung einer Aminoverbindung unter Einführung der Azogruppe eingeführt werden. Es ist ferner möglich, die Substituenten durch chemische Umsetzung anderer Substituenten zu bilden; beispielsweise können Nitrogruppen zu Aminogruppen reduziert werden.

Im allgemeinen können makrocyclische Ringverbindungen durch eine Reihe von aufeinanderfolgenden und alternativen Kondensationsreaktionen hergestellt werden. Die jeweilige

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Aufeinanderfolge von Reaktionen wird so zusammengestellt, daß die Verbindung der gewünschten Größe und Konfiguration gebildet wird. Zahlreiche Beispiele dieser Reaktionen und bestimmte Aufeinanderfolgen werden nachstehend beschrieben.

Ein allgemeines Syntheseverfahren für die Herstellung der Stickstoffkronenverbindungen besteht aus einer Reihe von stufenweise durchgeführten Kondensationen, bei denen aliphatische (oder cycloaliphatische) Tosylate oder aliphatische Halogenide mit Aminen (die ein verfügbares Wasserstoffatom enthalten) oder Phenolen oder, was weniger bevorzugt wird, mit Alkoholen reagieren. Gegebenenfalls können auch Thiophenole oder Mercaptane verwendet werden. Die Anordnung von Heteroatomen in der herzustellenden Kronenverbindung bestimmt die gewählte Reihenfolge von Kondensationsreaktionen. Repräsentative Reihenfolgen werden hier beschrieben. In allen Fällen erfolgt eine weitgehende Ausschaltung von unerwünschten Nebenreaktionen durch Verwendung von schützenden Gruppen, die reaktionsfähige Stellen, die mit den gewünschten Reaktionen konkurrieren können, inaktivieren. Bei Reaktionsteilnehmern,

Halogen die Stickstoffatome enthalten., werden beta-3tellungen zu /

«ff III '

oder Tosyl, z.B. -IT-9-G-CI oder -17-9-9-Tosyl, vorzugsweise vermieden. Repräsentative schützende Gruppen für Aminogruppen und Hydroxylgruppen sind Benzylreste, Tetrahydropyranylreste, Methoxymethylreste, Tritylreste und tert.-Butylcarbobenzoxyreste. Literaturstellen, in denen andere schützende Gruppen genannt sind, werden nachstehend angegeben«

Die Kondensationen werden in inerten Lösungsmitteln, die vorzugsweise im Bereich von 100 bis 160⁰C sieden, durchgeführt. Repräsentative Klassen bilden aromatische Kohlen-Wasserstoffe, z.B. Xylol, Glyme und Alkohole. Die Wahl der Reaktionsteilnehmer kann einen Einfluß auf die Wahl der Lösungsmittel haben. Beispielsweise werden Alkohole nicht gleichzeitig als Lösungsmittel und Reaktionsteilnehmer verwendet.

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Iminokronenverbindungen, in denen ein Stickstoffatom neben einem carbocyclischen Ring steht, werden aus o-Aminophenol, o-Phenylendiamin oder ihren gesättigten Analogen durch eine der folgenden Kondensationen als primäre Stufe synthetisiert: -η

RX

+ 2 RX

HX

+ 2 HX

Hierin ist B eine schützende Gruppe, und RX ist ein Alkylhalogenid oder Tosylat. RX kann eine Verbindung sein, die eine Krone in einer Stufe bilden würde, z.B.

worin Ts eine Tosylatgruppe ist,

WV/

oder RX kann eine Verbindung sein, die eine kurze aliphatische Kette an die Krone, deren Bildung einsetzt, anlagert, z.B.

Br

Iminokronen, in denen ein Stickstoffatom in einer anderen Stellung als angrenzend an einen carbocyclischen Ring vorhanden ist, können aus Zwischenprodukten beispielsweise der folgenden Formeln oder aus anderen in geeigneter Weise geschützten Verbindungen hergestellt werden:

+ 2 B-NH

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OTS

Hierin hat B die oben genannte Bedeutung. Auch hier wird unter den gleichen allgemeinen Bedingungen gearbeitet, die vorstehend beschrieben wurden. Der Fachmann ist in der Lage, Reaktionsfolgen für Synthesen der verschiedensten Iminokronenverbindungen durch geeigneten Schutz von Hydroxyl- und Aminogruppen in Verbindung mit stufenweisen Kondensationen aufzustellen.

Kronenverbindungen, die wenigstens einen carbocyclischen verschmolzenen Kern oder Ring (z.B. eine Benzogruppe) enthalten, können aus Reaktionsteilnehmern, die einen Benzolring enthalten, an den Hydroxylgruppen oder Aminogruppen unabhängig in Nachbarstellung stehen (z.B. Oatechin, o-Aminophenol, 1,2-Phenylendiamin), aufgebaut werden. Y/enn eine Kronenverbindung nit einem einzelnen carbocyclischen verschmolzenen Ring gewünscht wird, wird eine überbrückende Gruppe aus einer der vicinalen Gruppen aufgebaut und mit der anderen vicinalen Gruppe verknüpft, oder eine vollständige überbrückende Gruppe wird zunächst mit einer und dann mit der anderen vicinalen Gruppe verknüpft. Y/enn eine Kronenverbindung mit zwei carbocyclischen verschmolzenen Kernen gewünscht wird, stehen mehrere allgemeine Verfahren zur Verfügung. Bei einem dieser Verfahren wird eine überbrückende Gruppe an eine vicinale Gruppe an einem Benzolring gebunden (oder aus dieser Gruppe aufgebaut). Dann werden zwei dieser Verbindungen codimerisiert, wobei jede Verbindung eine überbrückende Gruppe liefert, die die freie vicinale Gruppe der anderen unter Bildung des makrocyclischen Ringes verbindet. Bei einem anderen Verfahren wird ein Paar von Benzolringen

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überbrückt. Dann werden die Enden einer überbrückenden Gruppe an die freien vicinalen Gruppen (eine an jedem Hing) unter Bildung des makrocyclischen Ringes gebunden. Wenn eine Kronenverbindung mit mehr als zwei carbocyclischen verschmolzenen Ringen gewünscht wird, erfolgt die Überbrückung der benötigten Benzolringe in linearer V/ei se unter Bildung eines Polymeren, das endständige, je eine freie vicinale Gruppe tragende Benzolringe enthält. Eine überbrückende Gruppe wird dann an diese freien vicinalen Gruppen unter 3ildung des makrocycIisehen Rings gebunden.

Nähere Einzelheiten werden nachstehend gegeben. Es ist offensichtlich für den Fachmann, daß die Zahl und Stellung der Exngstickstoffatome die Wahl eines Verfahrens zur Herstellung einer bestimmten Verbindung beeinflussen. Es ist ferner offensichtlich, daß klassische organische chemische Verfahren gelegentlich angewandt werden müssen, um eine oder mehrere vorhandene funktionelle Gruppen, z.B. eine Gruppe eines Paares von vicinalen Aminogruppen oder eine Gruppe eines Paares von vicinalen Hydroxylgruppen, zu schützen. Verfahren zum Schutz von funktionellen Gruppen sind in "Advances in Organic Chemistry", Band III, Interscience Publishers, New York 1965, Seite 159-190» insbesondere Seite 191-294, gut zusammengestellt und beschrieben.

In einer oder mehreren Stufen der Synthese der makrocyclischen Imine gemäß der Erfindung kann eine Kettenverlängerungsreaktion erforderlich sein. Durch Umsetzung von Äthylenoxyd mit einer Verbindung (R), die eine Hydroxylgruppe oder !>NH-Gruppe enthält, wird (-C^-CILj-O)—H, worin n=1,2,..., angelagert. Durch analoge Umsetzung von Oxacyclobutan wird ^OHp-CHo-CHo-O}· -H angelagert· Stickstoffatome können durch Umwandlung einer Hydroxylgruppe

0
in das Tosylat (Ts) (-S-S-ZoY-CH^), Verdrängung des

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Tosylatrs mit einer Benzyl amino gruppe und Spaltung der Benzylgruppe durch Hydrierung (Hp) mit Palladium auf Kohle als Katalysator (Pd/C) bei 70°C und 21 atü eingeführt werden, z.B.

0

(XIII)

/7\
R-OH+TSC1 ->R-O-S-(( ) ) -CH₃

I!

H₂

R-NH-CH₂-C/) > R-NH₂

(Pd/c)

Vor der Spaltung kann das Zwischenprodukt mit endständiger Benzylaminogruppe mit Cl-CH₂-GH₂-OH ( / \ ) oder Br-CH₂-CH₂~0H( / \ ) weiter umgesetzt werden, z.B.

R-NH-CH₂-QJ=^R-N-CH₂-(J) > wobei -CH₂-CH₂-OH angelagert

- - CH₂-CH₂-OH

wird, und eine der vorstehend beschriebenen Reaktionen kann wiederholt werden. Die endständige Hydroxylgruppe kann in ihr Tosylat umgewandelt werden, um die Einführung einer zweiten Benzylaminogruppe zu ermöglichen« Beispielsweise können Ketten von -4- NH-CH₂-CH₂}--Gruppen angelagert werden. Als Alternative kann die endständige Hydroxylgruppe mit einem Oxyd wie bei der oben genannten ersten Reaktion umgesetzt werden, wobei ein Glied wie -CHp-CH₂-O-gebildet wird. Bei Verwendung von 3-Chlorpropanol an Stelle von Äthylenchlorhydrin entstehen Gruppen der Formel 4NH-CH₂-CH₂-GH₂^ aus der Tosylat/Benzylamin-Folge. Der Abstand zwischen den Heteroatomen kann also durch Wahl des geeigneten Äthers und des geeigneten Alkohols bei jeder Kettenverlängerung eingestellt werden.

Zur Bildung eines verschmolzenen carbocyclischen Rings, der an zwei Stickstoffatome gebunden ist, z.B. -N-G^-G₂-N-, kann eine Kronenverbindung aus einem 1,2-Diamin, z.B. 1,2-Phenylendiamin, hergestellt werden. Zweckmäßig ist

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die Blockierung (Schutz) einer der Aminogruppen durch Umsetzung dieser Gruppe mit Carbobenzyloxychlorid, z.B.

C₁-C-O-CH₂-

i das weitgehend in der Peptidsynthese

verwendet wird, wobei die folgende Zwischenverbindung erhalten wird:

Die Carbobenzyloxygruppe wird, falls gewünscht, durch milde katalytisch« Hydrierung entfernt. Wenn eine Aminogruppe frei und eine Aminogruppe blockiert ist, kann die freie Aminogruppe zum Aufbau der gewünschten Brücke verwendet werden. Beispielsweise kann

NHB

, worin B ein Carbobenzyloxyrest ist, mit

Ditosylat von N-Benzylidiäthanolamin ( TsO-CH₂-CH₂ reagieren, wobei

NHB

NH-CH₂-CH₂N-CH₂-CH₂-Nh

CH₂-

gebildet wird. Wenn die Carbobenzyloxygruppen durch die" vorstehend genannte milde Hydrierung selektiv entfernt worden cind, sind die freigesetzten Ring-NHo-Gruppen bereit für die Umsetzung eines weiteren Moleküls des gleichen Ditosylats unter Bildung von

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Die Benzylreste können durch Hydrierung in der oben beschriebenen Weise entfernt werden.

Bei einer weiteren Variation findet folgende Reaktion statt:

NHB

2 I O I + (GlCH₂GH₂>-₂0 *

HW

W⁰V/

(XIV)

Anschließend freigesetzte Aminogruppen können mit einer anderen überbrückenden Verbindung, wie endständiges Cl-CH₂-CH₂-O-, z.B. (ClCH₂CH₂O-CH₂CH₂)₂N-CH₂-/q^\ umgesetzt werden, um den Ring zu vollenden, z.B.

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Es ist möglich, einen Benzolring zu verwenden, der eine Aminogruppe und eine inaktive N-Gruppe, die nicht geschützt zu werden braucht, enthält. Die folgenden Reaktionsfolgen veranschaulichen, wie o-Nitro-N-methylanilin verwendet wird:

CHo

Y-⁵ NH

•N0>

—r

PH

T₈Cl

NOr

CH.

NO,

V^0Ts

Überschuß

(^)-CH₂-

NHc

CH t 3

γ_/^Νν_/^{0Η TsC1}

9% ^CH2

CH₂

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Diese Zwischenverbindung wird codimerisiert (in Lösung unter Verwendung von Xylol als Lösungsmittel mit tertiärem Amin zur Neutralisation der als Nebenprodukt gebildeten SuIfonsäure und Erhitzen am Rückfluß), wobei die folgenden Verbindungen erhalten werden:

und

N-CH₂-

Die Benzylgruppen können gegebenenfalls unter Bildung von -NH gespalten werden, und die gewünschte Kronenverbindung wird nach bekannten Verfahren vom Nebenprodukt isoliert.

Zur Bildung eines carbocyclischen verschmolzenen Ringes, der sowohl an N als auch 0 gebunden ist, z.B. -o-Cyj-Cp-N-N-, wird o-Aminophenol als Ausgangsverbindung bevorzugt. Die Umsetzung von o-Aminophenol mit einer überbrückenden Verbindung wie Bis(ß-chloräthyläther)

ergibt eine Zwischenverbindung,

z.B.

die intramolekular zu den folgenden Ringverbindungen eyeIisiert werden kann:

und

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An Stelle der Codimerisierung kann die Zwischenverbindung mit weiterem o-Aminophenol zum folgenden überbrückten

Bisphenol umgesetzt werden: ^.—. .

ι/ ^ _Λ/ \ H

* k

OH HO

Die verbleibende Brücke wird durch Umsetzung mit Bis-(ß-chloräthyl)äther in Gegenwart einer Base vollendet, wobei die folgende Verbindung erhalten wird:

Natürlich können die verschiedensten Ätherdichloride, z.B.

OCH₂CH₂Cl
an Stelle von Bis(ß-chloräthyl)äther verwendet werden.

Zur Bildung eines carbocyclischen verschmolzenen Ringes, der nur an Sauerstoff gebunden ist, z.B. -0-C^-C₂-O-, wird Catechin als Ausgangsverbindung bevorzugt. Die Hydroxylgruppen können gleichzeitig an den Brückenbildungsstufen nach den oben beschriebenen allgemeinen Verfahren teilnehmen, z.B.

OH

OH

Ζ-Λ'

OTs

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im Überschuß

EH-

-LO

r\

Ov ,NH-CH₂-Of

CH,

CH,

OT

v_y

verdünnen

(XVII)

Die ersten drei Stufen dieser Reaktion XVI können zur Anlagerung weiterer (GH₂OH₂-N-CH₂)-Gruppen wiederholt werden, z.B.

CH

CH₂

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Wenn von 1 ^-Cyclohexylenglykol abgeleitetes

OT*

ίί

O OTs

in der Cyclisierungsstufe der Reaktion XVII verwendet wird, ist einer der verschmolzenen carbocyclischen Ringe gesättigt: IgI , während der andere aromatisch Γ (^ | ist, z.B.

Die Reaktionsteilnehmer werden für die Cyclisierungsstufe bei niedriger Konzentration (etwa 0,02-inolar oder weniger) gehalten, um eine Polymerisation der Reaktionsteilnehmer zu vermeiden.

Eine einstufige Cyclisierung kann stattfinden bei Umsetzung von Cyclohexanditosylat mit einem Glykol, das eine blokkierte Aminogruppe enthält, in Gegenwart eines Kaliumsalzes (z.B. Kalium-tert.-butylat) und anschließende Behandlung mit.verdünnter Säure zur Entfernung von z.B.

K⁺(O-t-Eu)

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Γ\

(XVIII)

Ein molarer Anteil des Glykole und ein 2-molarer Anteil der Base werden getrennt und gleichzeitig zu einem molaren Anteil des Ditosylats in Tetrahydrofuran (THP) gegeben. Nach der Reaktion wird die gewünschte Kronenverbindung nach bekannten Verfahren von den Nebenprodukten isoliert.

Zur Bindung einer oder mehrerer Ithylenoxyreste an einen Benzolring, der vicinale Hydroxylgruppen enthält, z.B.

-OH

wird eine aromatische vicinale Dihydroxyverbindung mit einem aliphatischen primären Halogenid, das wenigstens eine endständige Gruppe der Formel Cl-CH₂-OHg-O- enthält, in Gegenwart wenigstens eines Äquivalents einer starken Base, vorzugsweise Natriumhydroxyd, für jede phenolische Hydroxylgruppe umgesetzt. Falls erforderlich, kann eine Hydroxylgruppe vor der vorstehend beschriebenen Reaktion

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mit einer Carbobenzyloxygruppe blockiert werden, wobei die folgende Zwischenverbindung erhalten wird:

0
,0-G-O-CH₂-(J)

OH

Die Carbobenzyloxygruppe wird, falls gewünscht, durch katalytisch^ Hydrierung (Pd/C) entfernt. Als Blockierungsini ttel eignen sich auch Dihydropyran, Benzyl- oder oc-Chlonnethylmethyläther (in Gegenwart einer starken Base). Die phenolische Hydroxylgruppe wird durch Behandlung nit einer Säure oder im Falle von Benzyl durch Hydrierung regeneriert.

Makrocyclische Imine mit gesättigten verschmolzenen carbocyclischen Gruppen können durch Hydrierung der entsprechenden Makrocyclen, die verschmolzene Benzolringe enthalten, hergestellt werden. Wie bereits erwähnt, können sie auch durch überbrückung von vicinal disubstituierten gesättigten carbocyclischen Verbindungen, z.B. 1,2-Gyclohexylenglykol oder 1,2-Cyclohexylendiamin, unter Verwendung von cyclischen Ithern, Tosyichlorid und Benzylamin nach den Methoden, die vorstehend in Verbindung mit ihren aromatischen Analogen beschrieben wurden, hergestellt werden.

Auf Grund der Trifunktionalität des Stickstoffs können die Kronenverbindungen gemäß der Erfindung makrocyclische Ringe enthalten, die über ein Paar von N-Atonien in einer bicyclischen Struktur verschmolzen sind (z.B. die Verbindung X). Die bicyclische Struktur kann betrachtet werden als zwei Stickstoffatome, die durch drei Ketten von Kohlenstoff- und Heteroatomen verbunden sind. Diese bicyclischen Verbindungen werden als "Laternenverbindungen" (Lantern Compounds) bezeichnet. Die Erfindung umfaßt öioyclische Kronenverbindungen, in denen wenigstens ein verschroolsener carbocycIischer Substituent vorhanden ist.

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Jeder heterocyclische Ring enthält vorzugsweise wenigstens 18 Atome. Diese Verbindungen können Ring-N-Atome zusätzlich zu dem Paar enthalten, das den verschmolzenen heterocyclischen Ringen gemeinsam ist. Ringsauerstoffatome können ebenfalls vorhanden sein. Benachbarte Heteroatome in den Ringen sind durch zwei oder drei Kohlenstoffatome getrennt. Natürlich kann jeder der heterocyclischen Ringe die gleiche Aufeinanderfolge und Zahl von Atomen enthalten, oder jeder kann in der Aufeinanderfolge und/oder Zahl der Atome verschieden sein.

Wenn nur zwei Stickstoffatome vorhanden sind, kann die Laternenverbindung durch Umsetzung einer Diiminokronenverbindung mit n-Butyllithium und anschließende Umsetzung des erhaltenen Dilithiumsalzes mit einem diprimären Dihalogenid oder Ditosylat hergestellt werden. Laternenverbindungen, die verschmolzene aromatische Carboxylringe enthalten, können durch Umsetzung einer Kronenverbindung, die aromatische Carboxylringe und zwei -NH-Gruppen in ungefähr gegenüberliegenden Stellungen im makrocyclischen Ring enthält, mit einen Ditosylat, das einen verschmolzenen aromatischen carbocyclischen Ring enthält, in Gegenwart von Lithiumbutyl hergestellt werden, z.B.

OTs

+ .2 BuLi-

°w^0T£

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Eine repräsentative Reaktionsfolge ist in Beispiel 6
beschrieben. Es ist auch möglich, eine Acylierungsreaktion durchzuführen, z.B.

CH₂ -

C-Cl

CH₂ - 9,-⁽ O

CH₃

Die Reaktion wird bei hoher Verdünnung durchgeführt, und die Reduktion der Acylreste vollendet die Synthese.

Kronenverbindungen, die ein unsubstituiertes Ringstickstoff atom enthalten, können durch eine zweiwertige Gruppe, die Alkylenreste und Heteroatome enthält, zu "Muschelverbindungen" (S.Verbindung X) verknüpft werden. Die Bildung der Muschelverbindung kann nach der n-Butyllithiumreaktion erfolgen. Dieser Prozeß besteht im wesentlichen aus der Umsetzung einer Iminokronenverbindung mit
η-Butyllithium zu einem Dilithiumsalz und anschließende
Umsetzung des Dilithiumsalzes mit diprimärem Dihalogenid oder Ditosylat zu einer Muschelverbindung und Isolierung

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der letzteren. Dieses neue Verfahren ist ein allgemeines Verfahren zur Alkylierung einer Imingruppe, die nach bisher bekannten Verfahren nicht alkyliert werden kann, z.B. Iminogruppen in einer HeteroVerbindung. Das allgemeine Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man das Imin mit n-Butyllithium zu einem Lithiumsalz umsetzt, dann das Lithiumsalz mit einem primären Alkylhalogenid oder einem primären Alkyltosylat zum alkylierten Imin umsetzt und das alkylierte Imin isoliert.

Außer den zu verbindenden oder zu überbrückenden Stickstoffatomen können auch andere Ringstickstoffatome in den Kronenverbindungen vorhanden sein. Schützende Gruppen können verwendet werden, um diese Stickstoffatome während der Synthese abzuschirmen. Die verbindende Kette oder überbrückende Gruppe kann ein Alkylenrest sein, in dem wahlweise ein oder mehrere Kettenkohlenstoffatome durch Heteroatome, z.B. 0, N oder S, oder durch einen Arylenrest, z.B. Phenylen, ersetzt sind. Die Brücke in der Muschelverbindung kann eine Länge von 1 bis 20 Atome oder eine noch größere Länge haben. Eine bevorzugte Klasse von Muschelverbindungen enthält eine Brücke, die von einem Polymeren, das ein Molekulargewicht bis etwa 5000 hat, abgeleitet ist. Zahlreiche Kombinationen von überbrückenden Ketten ergeben sich aus dieser Beschreibung für den Fachmann. Die Brücke kann eine Kette von Kohlenstoff- und Heteroatomen sein, wie sie durch den eingeklammerten Teil der Formel (I) definiert ist. Vorzugsweise sind nicht mehr als zwei Heteroatome in der Brücke benachbart, und die Gesamtzahl der Kohlenstoff- und Heteroatome beträgt vorzugsweise 1 bis etwa 40. Eine bevorzugte Klasse von Muschelverbindungen enthält eine Kohlenstoff-Heteroatom- Brücke, die im wesentlichen eine Alkylenbrücke ist, d.h. die Mehrzahl der Kettenatome sind Kohlenstoffatome.

Der überbrückende Prozeß kann durch Umsetzung einer Iminokronenverbindung (die eine -NH-Gruppe oder

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-N-Gruppe enthält) mit einem entsprechenden difunktionellen Reaktionsteilnehmer durchgeführt werden. Beispiel 5 veranschaulicht die Umwandlung einer Iminokronenverbindung in ihr Lithiumsalz mit n-3utyllithium und die Umsetzung dieses Salzes mit einem diprimären &>-Alkylendihalogenid zu einer "Muschel" als ditertiäres Amin. Durch direkte Umsetzung einer Iminokronenverbindung mit einem Diacylhalogenid, z.B. Adipoylchlorid 0 0

Il Il

^^ wird eine Muschel als ditertiäres Amid

gebildet. Phosgen bildet eine Muschel als Harnstoff (Thiophosgen ergibt den Thioharnstoff). Die Brücke kann in situ durch Umsetzung von Alkylenoxyden, z.B. Athylen- und Propylenoxyd, mit einer Iminokronenverbindung aufgebaut werden. Die direkte Umsetzung einer Iminokronenverbindung mit einem Diisocyanat ergibt eine Muschel als Harnstoff. Typische Diisocyanate sind 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 2,4~Toluoldiisocyanat und das Produkt der Reaktion eines Überschusses von 2,4-Toluoldiisocyanat mit Polypropylenätherglykol.

Im allgemeinen werden uie makrocyclischen Imine in einem Lösungsmittel in Gegenwart eines basischen Reagenz hergestellt. Zur Erzielung guter Ergebnisse ist es zweckmäßig, daß das Lösungsmittel das basische Reagenz sowie die eingesetzten Hydroxy-, Amino-, Halogenid- oder Tosylatreaktanten löst. Als Lösungsmittelsysteme eignen sich beispielsweise Gemische von Wasser und Butylalkohol, niedere Alkylätherderivate von Äthylenglykol, Dioxan, Alkohole, Gemische von Äthera und Alkoholen und wasserfreie Glyme oder wasserfreies Benzol. Die Lösungsmittelmenge kann nach Zweckmäßigkeitserwägungen für die Jeweilige Gruppe von Reaktionsteilnehmern gewählt werden.

Als basisches Reagenz für die Durchführung der Substitutionsreaktion eignen sich Hydroxyde von Metallen der

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der Gruppe IA, wobei Natriumhydroxyd bevorzugt wird. An Stelle der anorganischen Basen können quaternäre Ammoniumhydroxyde, z.B. Tetramethylammoniumhydroxyd oder Tetraäthylainmoniumhydroxyd, verwendet werden.

Die Reaktion kann in einem weiten Temperaturbereich durchgeführt werden. Zur vereinfachten Durchführung des Verfahrens werden Temperaturen von etwa 90 bis 160°C bevorzugt. Die Reaktionszeit ist verschieden in Abhängigkeit von der Temperatur und anderen Faktoren. Unter sonst gleichen Bedingungen ist die Reaktionszeit um so kurzer, je höher die Temperatur ist. Im allgemeinen liegt die Reaktionszeit zwischen etwa 6 und 24 Stunden. Die geeignetste Zeit und die geeignetste Temperatur für eine bestimmte Kombination von Reaktioncteilnehmern kann durch Routineversuche bestimmt werden.

Die als Produkt gebildeten Kronenverbindungen können nach üblichen Verfahren isoliert und gewonnen werden, z.B. durch Einengung des Reaktionsgemisches oder durch mechanische Abtrennung von unlöslichem (oder ausgefälltem) Produkt. Die Kronenverbindungen werden von Verunreinigungen, z.B. geradkettigen Reaktionsteilnehmern, durch Umkristallisation aus organischen Flüssigkeiten, z.B. Alkoholen, Chloroform, Äthanol, Benzol und Heptan, befreit.

Carbocyclische Kerne oder Ringe, die im makrccyclischen Ring verschmolzen sind, können aromatisch oder gesättigt sein. Im allgemeinen sind Komplexe, die mit gesättigten Kronenverbindungen gebildet werden, löslicher und beständiger in aliphatischen Lösungsmitteln als die mit aromatischen Kronenverbindungen gebildeten Komplexe. Andererseits bringt die Anwesenheit aromatischer Ringe in der Kronenverbindung gewisse Vorteile mit sich. Beispielsweise kann die Komplexbildung mit aromatischen Kronenverbindungen durch handelsübliche UV-Spektrophotometer verfolgt werden. Die vollständig gesättigten Kronenver-

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bindungen absorbieren nicht innerhalb der Grenzen dieser Instrumente. Durch geeignete Wahl der Reaktionsteilnehmer oder durch Teilhydrierung aromatischer Kronenverbindung unter Bildung von Verbindungen, mit denen sowohl aromatischer als auch gesättigte Hinge verschmolzen sind, können Kompromißverbindungen, die die Vorteile jedes Typs aufweisen, hergestellt werden.

Verschiedene Verfahren zur Einfügung gesättigter carbocyclischer Ringe in die Kronenverbindungen ergeben sich für den Fachmann aus dieser Beschreibung. BeJ spielsweise kann 1,2-Diaminocyclohexan unmittelbar mit dem Dihalogenid unter Bildung eines makrocycIisehen Rings, mit dem Cyclohexan verschmolzen ist, umgesetzt werden. Auch hier können gesättigte Verbindungen, z.B. 1,2-Bis(ß-chloräthoxy)-cyclohexan, mit einem offenkettigen Reaktionsteilnehmer mit Aminogruppen an beiden Enden zu einer gesättigten Iminkronenverbindung umgesetzt werden.

Aromatische Kronenverbindungen können durch katalytische Hydrierung vollständig oder teilweise gesättigt werden. Die Hydriertemperatur beträgt zweckmäßig 60 bis 120⁰C. Die Drücke können zwischen 35 und 14-0 atü liegen. Im allgemeinen ist eine Zeit von 3 bis 20 Stunden erforderlich. Diese Werte sind natürlich nicht entscheidend wichtig. Eine gewisse Spaltung des makrocycIisehen Ringes findet statt und führt zur Bildung von Nebenprodukten zusätzlich zum gewünschten Hydrierprodukt. Diese Produkte können getrennt werden, und das gewünschte Hydrierprodukt kann nach üblichen physikalischen Verfahren, z.B. durch fraktionierende Kristallisation u.dergl. aus Lösungsmitteln wie Alkohol, Chloroform, 2-Äthoxyäthanolbenzol und Heptan, oder durch chromatographische Abtrennung isoliert werden. Wenn das gewünschte Produkt keine aktiven Wasserstoffgruppen enthält, kann das Reaktionsprodukt mit Verbindungen, z.B. organischen Isocyanaten, die mit Hydroxyverbindungen leicht reagieren, zur Erleichterung der Abtren-

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nung der Produkte umgesetzt werden.

Die Aminokronenverbindungen gemäß der Erfindung können mit ionischen Metallverbindungen, z.B. solchen, die Kobalt(II), Natrium, Kalium, Gold und Silber als Kationen enthalten, neue Komplexe bilden. Die Komplexe scheinen durch Ion-Dipol-Wechselwirkung zwischen dem Kation der Metallverbindung und den um den makrocyclisehen Ring angeordneten, negativ geladenen Heteroatomen gebildet zu werden. Demgemäß spielt das Kation der Metallverbindung eine größere Rolle bei der Komplexbildung, während ihr Anion eine verhältnismäßig geringe Rolle spielt.

Die Herstellung kristalliner Komplexe ist möglich durch Auflösen der Kronenverbindung und Metallverbindung in einem Lösungsmittel, das beide löst und später durch Abdampfen vom gebildeten Komplex, gewöhnlich unter vermindertem Druck, entfernt v/ird. Komplexe können auch hergestellt werden durch Auflösen der Kronenverbindung und der Metallverbindung in einer minimalen Menge eines heißen Lösungsmittels, das beide löst, Ausfällung des gebildeten Komplexes durch Kühlung und mechanische Abtrennung, z.B. durch Filtration oder Zentrifugieren. Ss ist auch möglich, die Kronenverbindung mit der Metallverbindung in einem Lösungsmittel zu lösen, in dem nur die letztere leicht löslich ist, wobei die Kronenverbindung in einen kristallinen Komplex umgewandelt wird, ohne daß das System je eine klare Lösung wird. Der Komplex wird dann durch Filtration isoliert. V/eitere Methoden der Komplexbildung ergeben sich für den Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung.

Im allgemeinen vermögen gemäß der Erfindung hergestellte ausgewählte Komplexe komplexgebundene Metallverbindungen in Medien, in denen sie normalerweise unlöslich sind, löslich zu machen. Allein aus dieser Fähigkeit ergeben sich zahlreiche Anwendungen der Erfindung in der Technik.

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Beispielsweise kann der in Benzol lösliche Kaliumhydrox3^rdkomplex verwendet werden, um die anionische Polynerisation von Acrylnitril oder Pivalolacton auszulösen, wobei als Produkt ein Polymeres mit endständigen Hydroxylgruppen gebildet wird. Er kann auch als löslicher Säureakzeptor in nicht protonischen Systmen verwendet werden.

Die Kronenverbindungen eignen sich zur Abtrennung gelöstem Salze. Das Salz , das einen Kronenkonplex zu bilden vermag, kann anschließend durch ein nicht mischbares Lösungsmittel, das die vorhandenen nicht komplexierten Salze lösen kann, extrahiert werden. Beispielsweise können wasserlösliche Salze, die Kronenkomplexe bilden, von Salzen, die keine Kronenkomplexe bilden, abgetrennt werden. Ein in Wasser unlösliches Lösungsmittel für den Komplex wird für die Extraktion verwendet. Beispielsweise bildet 2,3-(4^l-Methylbenzo)-1,4-diamino-7,10~13,16-tetraoxacyclooctadeca-2-en mit dem tlagnesiumion keinen Komplex. Somit können Silbersalze von Magnesiumsalzen nach diesem Verfahren abgetrennt werden.

Die Kronenverbindungen gemäß der. Erfindung können auch als Farbstoffzv/xschenprodukte durch Anlagerung eines aktiven Wasserstoff enthaltenden Substituenten, z.B. OH- und Amino, an den aromatischen Ring nach üblichen Verfahren und anschließende Kupplung der Verbindung mit einer Diazoverbindung nach bekannten Verfahren verwendet werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Hierbei beziehen sich die Teile, Mengenverhältnisse und Prozentsätze auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.

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Beispiel 1

Herstellung von ?,3-Benzo-1-qza-4,7,10,13-tetraoxacyclopontadeca-2-en oder "1-Aza-2, 3-benzo-1 5-Krone-5"

H
\

In einen 1 1-Rundkolben, der mit einem Thermometer, einem wassergekühlten Rückflußkühler und einem Rührer versehen ist und ständig unter Stickstoff als Schutzgasatmosphäre gehalten wird, werden 17j1 g (0,157 g-Mol) o-Arainophenol, 36,6 g (0,157 g-Mol) 1,1i-Dichlor-3,6,9-trioxaundecan und 250 ml n-Butanol bei 25°C gegeben. Nachdem das gebildete Gemisch 18 Stunden unter Rühren bei einer Blasentemperatur von 121⁰G am Rückfluß erhitzt worden ist, wird es auf 67°C gekühlt. Dann wird eine Lösung von 12,6 g (0,315 g-Mol) Natriumhydroxyd in loo ml Wasser zugesetzt. Das erhaltene Geraisch wird 10 Stunden unter Rühren bei einer Blasentemperatur von 101⁰G am Rückfluß erhitzt.

Die Kronenverbindung wird wie folgt isoliert: Die in der beschriebenen Weise erhaltene warme Reaktionsmasse wird filtriert. Das Piltrat wird von flüchtigen Bestandteilen befreit, indem es in einem dampfbeheizten rotierenden Vakuumverdampfer auf 100⁰C bei 0,2 mm Hg erhitzt wird. Der aus etwa 42 g eines braunen viskosen Öls bestehende Rückstand wird in 200 ml Chloroform gelöst. Die Lösung wird zweimal mit je 100 ml 5$igem wässrigen Natriumhydroxyd gewaschen, über 20 g wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und in einem rotierenden Vakuumverdampfer bei 100⁰C und 0,2 mm Hg eingeengt. Der aus 35,2 g eines braunen viskosen Öls bestehende Rückstand wird in einem dampfbe-

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heizten rotierenden Vakuumverdampfer bei 100 C und 0,2 mm Hg destilliert. Das aus etwa 10,3 g Flüssigkeit bestehende Destillat erstarrt zu weißen Kristallen, die aus der gewünschten Verbindung bestehen. Durch Umkristallisation der Kronenverbindung aus n-Heptan werden glänzende weiße Kristalle vom Schmelzpunkt 100-101 C erhaltene

Das Infrarotspektrum (IR) zeigt eine scharfe Infrarotbande bei 2,98 α auiBer den breiten Ätherbanden. Das kernmagnetische Resonanzspektrum (NMR) stimmt mit der angegebenen Struktur überein. NMR ist eine Standard-Analysenmethode. Sie wird ausführlich in Applications of Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy in Organic Chemistry von Jackman und Sternhill, Pergamon Press New York, 2.Auflage, 1969, und Nuclear Magnetic Resonance Application to Organic Chemistry von Roberts, McGraw-Hill Book Company, New York 1959, beschrieben.,

Elementaranalyse:

H N Molekulargewicht

B. Herstellung des N-Nitrosoderivats von 2,3-Benzo-1-aza-4t 7,10_t 13-tetraoxazacyclopentadeca--2-en

3,2 g (0,012 g-Mol) 2,3-Benzo-1-aza-4,7,10,13-tetraoxacyclopentadeca-2-en, 0,825 g (0,012 g-Mol) Natriumnitrit, 5 ml konzentrierte Salzsäure und 100 g Eis werden gemischt und 15 Minuten stehen gelassene Das überschüssige Natriumnitrit wird mit Natriumsulfamid zerstörte Die organische Phase wird zweimal mit je 150 ml Diäthyläther extrahierte Die erhaltene Ätherlösung wird über Magnesiumsulfat getrocknet und in einem beheizten rotierenden Vakuumverdampfer bei 40⁰C und 0,2 mm Hg eingeengt. Der Rückstand (2,5 g) ist das oben genannte gewünschte N-Nitrosoderivat«

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	Gefunden	7	Berechnet für
		9	C14H211IO4
62,	5,		62,9
7,	9,		7,9
		5,2
		267
, 62,
, 7,
5,1
272

Durch Umkristallisation aus n-Heptan über Aktivkohle ("Darco", Hersteller Atlas Powder Comp₀) werden weiße faserförmige Kristalle vom Schmelzpunkt 95 bis 96⁰C erhalten»

Elementaranalyse j Gefunden Berechnet für

G₁₄H₂₀N₂O₅

C 56,8, 56,9 56,7

H 6,6, 6,7 6,8

N 9,4 9,5

Co Herstellung von 2,3-(3'-Nitrosobenzo)-1-aza-4,7,10,13-tetraoxacyoloioentadeca-2-en

1 g N-Nitrosoderivat von 2,3-Benzo-1-aza-4,7,10,13-tetraoxacyclopentadeca-2-en wird durch Behandlung mit 10 ml kalter konzentrierter Salzsäure zum 3'-Nitrosoderivat isomerisiert. Die erhaltene purpurbraune Lösung wird mit konzentriertem wässrigem Ammoniumhydroxyd neutralisiert. Die Kronenverbindung wird in Diäthyläther aufgenommen und wird gewonnen, nachdem die gebildete Lösung über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet worden ist. Sie wird in einem Rotationsverdampfer unter Vakuum eingeengt. Die gewünschte 3'-Nitrosobenzokronenverbindung ist ein gelbgrüner Peststoff (0,5 g) mit folgenden Analysenwerten:

Elementaranalyse:	2,	Gefunden	.4-	Berechnet für
	-en		,2	C14H20N2O5
C .	59,1, 59		.-- 56,7
H	7,0, 7		6,8
N	7,3	10,13,	9,5
	Beispiel 2
Herstellung von	3-Eenzo-1-aza-4,7,	16-pentaoxa-
cyclooctadeca-2-

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20, 7 g (0,12 g-Mol) o-Aminophenol, 52,2 g (0,19 g-Mol) 1 ,H-Dichlor-3,6,8,12-tetraoxatetradecan und 250 ml n-Butanol werden bei 25°C in den Reaktor gegeben und darin 7 Stunden bei einer Blasentemperatur von 121⁰C unter Stickstoff unter gutem Rühren am Rückfluß erhitzt. Dann wird die Temperatur durch Kühlung auf 70⁰C gesenkt. Nach Zusatz einer Lösung von 15,3 g (0,383 g-Mol) Natriumhydroxyd in 16 ml Wasser wird das erhaltene Gemisch 15 Stunden bei einer Blasentemperatur von 105-101⁰C am Rückfluß erhitzt.

Das warme Reaktionsgemisch wird filtriert. Das Filtrat wird von flüchtigen Bestandteilen durch Erhitzen in einem dampfbeheizten Rotationsverdampfer bei 100 C und etwa 0,2 mm Hg befreit. Der aus 60,9 g eines viskosen dunkelbraunen Öls bestehende Rückstand wird mit 400 ml n-Heptan extrahiert. Durch Einengung der Heptanlösung werden 12,6 g einer orangefarbenen Flüssigkeit erhalten, die in einem dampfbeheizten Rotationsverdampfer bei 0,2 mm Hg destilliert wird. Das aus 9,3 g eines blaßgelben Öls bestehende Destillat ist die gewünschte Verbindung, die nach der Reinigung die folgenden Analysenwerte ergibt:

Elementaranalyse:

H N Molekulargewicht

Gefunden	,	59,	9	,6	Berechnet für
	5	8,	1	,0	C16H25NO5
59,	3,			61,8
8,	31		8,0
		4,5
	311
,5
,0

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Beispiel 3

A. Herstellung von 5,6,14,15-Dibenzo-4,7,10,13,16-pentaoxa-i-azacycloocta-5 .14-dien

In einen 3 1-Rundkolben aus Glas, der mit Rührer, Kühler und Zugabetrichter versehen ist, werden 78 g (0,027 g-Mol) Bis/2-(o-hydroxyphenoxyäthyl7äther, 1700 ml n-Butanol und eine Lösung von 33,Og (0,84 g-Mol) Natriumhydroxyd in 100 ml Wasser gegeben. Das Gemisch wird unter Rühren am Rückfluß erhitzt, wobei 50 g (0,27 g-Mol) 2,2'-Dichlordiäthylaminhydrochlorid zugesetzt werden. Das erhaltene Gemisch wird 2 Tage am Rückfluß erhitzt, dann gekühlt und filtriert. Durch Einengung durch Vakuumdestillation des Filtrats wird ein fester Rückstand erhalten, der in heißem Benzol gelöst und filtriert wird. Durch Abdampfen des Benzols wird die gewünschte Verbindung erhalten. Durch Umkristallisation aus Dioxan wird eine theoretische Ausbeute von 22-/Ö erzielt. Eine Probe dieses Produkts schmilzt nach Umkristallisation aus Toluol bei 152-153 C und zeigt die folgenden Analysenwerte, die der obigen Formel entsprechen:

Elementaranalyse:

C H N

Gefunden	Berechnet für
	O22H29NO5
66,9	68,85
6,9	6,96
4,1	3,90

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B. Herstellung des N-Äthylderivats von 5_T6.14.15—DLbenzo-4,7,10,13,i6-pentaoxa-1-azacycloocta-5,14-dien

In einen 30 ml-Zylinder aus nichtrostendem Stahl werden 1 g (0,003 g-Mol) 5,6,14,15-Dibenzo-4,7,10,13,16-pentaoxa-1-azacycloocta-5,14-dien, 15 ml Benzol, 0,24 ml Äthyljodid und 1,5 ml (0,003 g-Mol) wässriges 2n-Natriumhydroxyd gegeben. Der' Zylinder wird dann verschlossen, 16 Stunden bei 100⁰C gehalten, gekühlt und geöffnet. Die Benzolschicht im Zylinder wird von der wässrigen Natriumhydroxydschicht entfernt, in Gegenwart von etwa 1 g Entfärberkohle "Darco" gekocht und heiß filtriert. Hierbei werden weiße Kristalle des N-Äthylderivats der Kronenverbindung ausgefällt« Der Schmelzpunkt beträgt 130-132⁰C. Elementaranalyse; Gefunden: Berechnet für

	68,2,	(	67,7	322H291TO5
C	7,5,	7,8	68,2
H	3,6,	3,7	7,5
N	3,6

Co Herstellung des N-Octylderivats von 5,6,14,15-dibenzo-4.7,10,13,la-pentaoxa-i-azacyclooeta-S.14-dien

In einen im Wärmeschrank getrockneten 500 ml-Rundkolben aus Glas, der mit Kühler, Zugabetrichter und Rührer versehen ist, werden nacheinander 6,3 ml (0,01 g-Mol) einer 15/uigen Lösung von n-Butyllithium in Hexan (im Handel von Foote Chemical erhältlich), 20 ml des Dimethyläthers von Diäthylenglykol und eine Lösung von 3,6 g (0,01 g-Mol) 5,6,14,15-Dibenzo-4,7,10,13,16-pentaoxa-i-azacycloocta-5,14-dien in Dimethyläther von Diäthylenglykol gegeben« Das Gemisch wird auf 110⁰C erhitzt und 2 Stunden bei 110⁰C gehalten. Eine Lösung von 2 g (0,01 g-Mol) n-Octylbromid in 150 ml wasserfreiem Dimethyläther von Diäthylenglykol wird langsam zugesetzt. Das erhaltene G-eraisch wird dann 16 Stunden am Rüekfluß erhitzt» Durch Abkühlung wird ein Peststoff ausgefällt. Der Feststoff wird nach Zugabe von 20 ml Methanol abfiltriert. Das Piltrat wird zur

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Trockene eingedampft, wobei das rohe N-Octylderivat erhalten wird. Dieses Produkt wird aus einer neutralen Woelm-Aluminiumoxydsäule mit Benzol eluiert, wobei mehrere Fraktionen abgenommen werden, die vereinigt und eingeengt werden. Durch Umkristallisation des erhaltenen Rückstandes aus Äthanol werden 1,6g (Ausbeute 34$ der Theorie) des gewünschten N-Octylderivats erhalten. Dieses Produkt schmilzt bei 109-110⁰C und zeigt die folgenden Analysenwerte:

Elementaranalyse: Gefunden

Berechnet für	3
71,	6
8,	9
2,

C 71,5, 71,8

H 8,6, 8,7

N 2,9, 2,9

Das kernmagnetische Resonanzspektrum ergibt die folgenden Werte, die mit der gezeigten Struktur übereinstimmen: T(3,1,s), T(5,85,m), T(6,75,t), T(7,35,t), T(8,65,s).

D. N-Acetylderivat von 5,6,14>15-Dibenzo-4,7,10,13,1S- pentaoxa-1-azacycloocta-5,14-dien

In einen 250 ml-Rundkolben aus Glas, der mit Rührer, Thermometer und Kühler versehen ist, werden 100 ml Toluol, 1 g (0,002 g-Mol) 5,6,14,15-Dibenzo-4,7,10,13,i6-pentaoxa-1-azacycloocta-5,14-dien, 0,2 ml (0,004 g-Mol) Pyridin und 0,2 ml (0,004 g-Mol) Acetylchlorid gegeben. Das Gemisch wird 1,5 Stunden am Rückfluß erhitzt, dann gekühlt und mit 50 ml Wasser verdünnt. Die organischen und wässrigen Schichten werden abgetrennt. Die organische Schicht wird eingeengt, wobei das gewünschte N-Acetylderivat erhalten wird. Durch Umkristallisation dieses Produkts aus Benzol werden weiße Kristalle vom Schmelzpunkt 198°C erhalten.

Elementaranalyse: Gefunden Berechnet für

O₂₂H₂₇NO₆

C 66,1 65,8

H 7,1 6,7

N 5,4' 3,5 109852/1928

Beispiel 4
AoHerstellung von o-Bis/2~-(p-toluolsulfonyl)äthoxy_7benzol

In einen 2 1-Rundkolben aus Glas, der mit Rührer, Kühler und Thermometer versehen ist, werden 104 ml (1,3 g-Mol) Pyridin und 32,6 g (9,16 g-Mol) o-Bis/2"-(hydroxy)äthoxvjbenzol, das OjO'-Bis/^-hydroxyathylJ^-derivat von Catechin, gegeben. Das Gemisch wird unter Rühren auf O⁰C gekühlt, worauf 68 g (0,35 g-Mol) p-Toluolsulfonylchlorid so zugesetzt werden, daß die Temperatur 15°C nicht übersteigt. Anschließend wird drei weitere Stunden gerührt. Eine gekühlte Lösung von 210 ml konzentrierter Salzsäure in 470 ml V/asser wird tropfenweise in den Kolben gegeben. Das feste Ditosylat, o-Bis/2-(p-toluolsulfonyl)äthoxy_7-benzol, wird abfiltriert und an der Luft getrocknet. Es schmilzt bei 95 bis 96⁰C.

B.Herstellung von o-Bis/2-(F-benzylaminoJathox^benzol

10,7 g (0,10 g-Mol) Benzylamin werden zu einer Lösung von 5 g (0,01 g-Mol) des in der oben beschriebenen Weise hergestellten Ditosylats in 100 ml Xylol gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 16 Stunden unter Rühren am Rückfluß erhitzt. Es wird gekühlt, wobei ein unerwünschtes weißes faserförmiges Nebenprodukt ausgefällt wird, das abfiltriert wird. Durch Einengung des Filtrats unter vermindertem Druck wird fast reines o-Bis/2-(li-benzylamino)äthoxy_7-benzol erhalten. Das Diamin kann ohne weitere Reinigung verwendet werden.

C. Herstellung des N.N'-Dibenzylderivats von 5,6,14,15-Dibenzo-4,7»13,16-tetraoxa-1.10-diazacycloocta-5,14-dien

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8 g (0,02 g-Mol) des in der oben beschriebenen Weise hergestellten Diamine, 200 ml Xylol, 10,2 g (0,02 g-Mol) o-Bis/2"-(p-toluolsulfonyl)äthoxy_7benzol und 5,7 g (0,04 g-Mol) Tri-n-propylamin werden in einem 500 ml-Rundkolben aus Glas 16 Stunden am Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend gekühlt. Die Lösung wird von einem teerigen Rückstand dekantiert und durch Abdampfen des Xylols eingeengt, wobei das rohe Produkt erhalten wird. Die Verunreinigungen werden durch Extraktion mit siedendem Methanol entfernt, wobei das ungelöste gewünschte Produkt vom Schmelzpunkt 176⁰O zurückbleibt. Die nachstehende NMR-Analyse stimmt mit der vorstehenden Struktur überein:

T(2,7,m), T(3,2,s), r(5,9,t), T(6,2,s), r(6,85,t). Diese Verbindung wird ohne weitere Reinigung verwendet.

D. Herstellung von 5,6,14-, 15-Dibenzo-4,7,13,16-tetraoxa-1.1O-diazacycloocta-5,14-dien

4 g des in der oben beschriebenen Weise hergestellten N,N'-Dibenzylderivats von 5,6,14,15-Dibenzo-4,7,13,16-tetraoxa-1,IO-dicycloocta-5,14-dien werden in 300 ml Tetrahydrofuran gelöst. Nach Zusatz von 1 g Palladiumkohle als

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Katalysator wird das Gemisch 6 Stunden bei 50 C und 7 atü hydrierte Die Feststoffe werden vom Hydrierungsgemisch abfiltriert. Das Tetrahydrofuran wird abgedampft. Der rohe Rückstand wird durch Erhitzen am Rückfluß mit Methanol gereinigt, v/obei die Kronenverbindung gelöst wirdo Das Produkt wird durch Abdampfen des Methanols und Umkristallisation aus Toluol in einer Menge von 2,1 g (Ausbeute 80)ö der Theorie) in Form von weißen Kristallen vom Schmelzpunkt 175-176⁰C erhalten.

Elementaranalyse t

H N

Gefunden Berechnet für ^C20^H26^N2°4

66,8
7,4
7,8

67,0 7,3 7,8

NMR: r(3,15,a), r(5,9,t), r(6,9,t), T(7,55,s)

Beispiel 5

Herstellung von N,N'-Decamethylenbis/iT, 6,14,15-dibenzo-4«7.10.13.1a-pentaoxa-i-azacycloocta-S114-dien

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In einen trockenen 250 ml-Dreihalsrundkolben aus Glas, der mit Rührer, Kühler und Zugabetrichter versehen ist, werden unter Stickstoff 100 ml wasserfreier Dimethyläther von Diäthylenglykol und 1,8 g (0,005 g-Mol) 5,6,14,15- Di¹DeHZo-A-, 7,10,13,1 6-pentaoxa-1-aaacycloocta-5,14-dien gegeben* Das Gemisch wird erhitzt. Nach Auflösung der Kronenverbindung werden 3 ml (0,005 g-Mol) einer 15$igen Lösung von n-Butyllithium in Hexan zugesetzt. Nach Beginn des Rückflusses des erhaltenen Gemisches wird eine Lösung von 0,75 g (0,0025 g-Mol) 1,10-Dibromdecan in 10 ml des Dimethyläthers von Diäthylenglykol zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird 16 Stunden unter Rühren am Rückfluß erhitzt.

Der Reaktor wird dann auf Raumtemperatur gekühlt. Um etwaiges nicht umgesetztes n-Butyllithium zu verbrauchen, werden 25 ml Methanol zugesetzt. Das Gemisch wird filtriert. Durch Abdampfen der Lösungsmittel vom Filtrat wird ein Rückstand erhalten, der in Chloroform gelöst, filtriert und eingeengt wird. Der Rückstand wird in Chloroform gelöst und an einer Säule von basischem Aluminiumoxyd (Woelm) chromatographiert. Die Chlorofornifraktionen enthalten Kristalle, die nach Umkristallisation bei 122 bis 124⁰C schmelzen. Durch Umkristallisation aus Toluol werden Kristalle erhalten, die ein NMR-Spektrum aufweisen, das mit der erwarteten Struktur der oben genannten "Muschelverbindung" identisch ist und'die folgenden Analysenwerte ergibts

Elementaranalyse:

C H N

Gefunden	5	Berechnet	Ίο	für
	9	C50H68°	09	N2
70,	26	70,	95
7,	7,	27
3,	3,

Eine 0,0001-molare Lösung der "Muschelverbindung" in Äthanol wird hergestellt. Metallionen Na und Cs werden dieser Lösung als Salze zugesetzt. Das Ultraviolettspek-

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trum dieser Lösungen zeigt, daß eine geringe Menge des Na⁺, aber kein Cs⁺ durch die"Muschelverbindung" kornplexiert worden ist.

Beispiel 6 - "Laternenverbindung"

Herstellung von 5,6,14,15,22,23-Tribenzo-4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo/8,8,8_7-hexacosa-5,14,22-trien

In einen trockenen 2 1-Rundkolben aus Glas, der mit Rührer, Kühler und Zugabetrichter versehen ist, werden 3,58 g (0,01 g-Mol) der gemäß Teil A von Beispiel 3 hergestellten Kronenverbindung 5,6,14,15-Dibenzo-4,7,1O₅ ^,lo-pentaoxa-i-azacycloocta-S,14-dien und 1 1 des wasser· freien Dimethyläthers von Diäthylenglykol unter Stickstoff gegeben. Das Gemisch wird bis zur Auflösung der Kronenverbindung erhitzt. Dann werden 12,5 ml einer 155°igen Lösung von n-Butyllithium in Hexan zugesetzt,, Das Gemisch wird am Rückfluß erhitzt, wobei 5,1 g (0,01 g-Mol) der Ditosylats von Bis-/2-o-hydroxyphenoxyäthyl7äther aus dem Zugabetrichter langsam eingeführt werden. Anschließend wird 2 Tage am Rückfluß erhitzt.

Nach Abkühlung des Gemisches wird ein aliquoter Teil von 5 ml Methanol zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wird filtriert und das Filtrat in einem Vakuum-Rotationsverdarapfer eingeengt. Das als Rückstand verbleibende braune viskose Material wird in etwa 30 ml Chloroform gegeben. Die erhaltene Lösung wird mit Wasser extrahiert, getrocknet und

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eingeengt, wobei eine weitere viskose Flüssigkeit erhalten wird. Dieser Rückstand wird an einer Säule von "basischem Aluminiumoxyd (Woelm) (Volumen 75 ml) unter Verwendung von Chloroform als Lösungsmittel chromatographiert, Die" ersten beiden eluierten Fraktionen enthalten eine geringe Menge Ausgangsmaterial und anderer Komponenten. Diese Fraktionen werden vereinigt und erneut an einer anderen Säule von basischem Aluminiumoxyd (Woelm) chromatographiert, wobei mit Benzol eluiert wird. Das durch Einengung der Eluate erhaltene gelbe Öl wird in etwa 400 ml Hexan gekocht. Die erhaltene Hexanlösung wird dekantiert und auf ein Volumen von 50 ml eingeengt. Weiße Kristalle der "Laternenverbindung" werden ausgefällt und abfiltriert. Die "Laternenverbindung" schmilzt bei 108 bis 113⁰C. Ihr NMR-Spektrum stimmt mit der obigen Struktur überein.

Elementaranalyse:

Gefunden	9	Berechnet für	2
	9	C3OH36°6	9
68,	3	69,	4
6,	6,
5,	5,

C H N

Die oben beschriebenen Kronenverbindungen können zur Herstellung neuer Komplexe mit verträglichen Kationen von Metallverbindungen verwendet werden. Besonders bemerkenswert sind die mit ionischen Alkaliverbindungen und ionischen Erdalkaliverbindungen gebildeten Komplexe. Auch Magnesium- und Berylliumionen bilden in der gleichen Weise Komplexe dieser Art.

Die Komplexe sind von elektrostatischem Charakter und keine Koordinationskomplexe. Jedes Kation komplexiert mit der Kronenverbindung ohne Rücksicht auf die Wertigkeit des Kations. Das Kation kann anorganisch oder organisch sein. Die verschiedensten organischen und anorganischen Anionen können mit dem Kation in den Kronenkomplexen assoziiert werden. Wenn mehr als ein Kation mit jedem

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Anion assoziiert wird, enthält der Komplex so viele Moleküle der Kronenverbindung, wie Kationen vorhanden sind_o Es wird angenommen, daß in den Kronenkomplexen das Kation in der Mitte des makrocyclischen Iminringes liegt.,

Im allgemeinen hängt die Fähigkeit zur Bildung von Komplexen mit Alkali- und Erdalkalisalzen hauptsächlich von der Größe des makrocyclischen Iminringes ab. Bei einem Ring von 14 C-Atornen, in dem die vorhandenen Sauerstoffstoff- und Stickstoffatome abwechselnd durch 2 und j3 C-Atome getrennt sind, werden Komplexe sit Li^ und Na-⁵ gebildet. Bei makrocyclischen Iminen mit 5 Sauerstoff- und Stickstoffatomen im Ring, die durch fünf Ketten von 2 C-Atomen verknüpft sind, werden Komplexe mit Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺, Sr⁺⁺ und Ba gebildete Bei makrocyclischen Verbindungen mit sechs oder mehr Sauerstoff- und Stickstoffatomen im Ring, die durch sechs Ketten von zwei C-Atomen verbunden sind, werden Komplexe mit Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Cu⁺, Ag⁺, Au⁺, .NH₄ ⁺, RNH₅ ⁺, Ca⁺⁺, Sr⁺⁺, Hg⁺, Hg⁺⁺, Tl⁺, Pb⁺⁺, Ce⁺⁺⁺ u.dgl. gebildete

In Komplexen von Alkaliverbindungen u.dgl. beeinträchtigen Substituenten im hier beschriebenen makrocyclischen Iminring nicht wesentlich die Bildung der Kronenkomplexe, Die Substituenten beeinflussen jedoch erheblich die Eigenschaften, insbesondere die Löslichkeitseigenschaften der gebildeten Komplexe. Im allgemeinen bilden die durch Hydrierung der aromatischen Kronenverbindungen hergestellten gesättigten Kronenverbindungen Komplexe, die löslicher und beständiger sind als Komplexe, die mit der entsprechenden aromatischen Verbindung gebildet werden. In gewissen Fällen sind die Komplexe in organischen Lösungsmitteln löslicher als die Kronenverbindungen selbst.

Die Komplexe der makrocyclischen Imine mit Alkali- oder Erdalkaliverbindungen können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Bei einem dieser Verfahren werden 1 Mol einer Iminkronenverbindung und 1 Mol der Metallver-

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bindung in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, das später aus dem gebildeten Komplex, gewöhnlich unter Vakuum, abgedampft wird.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   Makrocyclische Imine, gekennzeichnet durch wenigstens einen makrocyclischen Ring von Kohlenstoff- und Heteroatomen bei insgesamt 14 "bis 60 Ringatomen, wobei wenigstens ein Heteroatom ein Stickstoffatom ist und die übrigen Heteroatome Sauerstoffatome sind, jedes Heteroatom im Ring von den benachbarten Heteroatomen durch Glieder von 2 oder 3 C-Atomen getrennt und der makrocyclische Ring mit 1 bis 4 carbocyclischen Ringen aus der Gruppe

   a) Phenylen, Naphthalin, Phenanthralen, Anthralen und

   b) gesättigte Analoge von(a)

   verschmolzen ist und die makrocyclischen Imine wahlweise Substituenten aus der Gruppe Halogen, Y/asserstoff, Hydroxy, Amino, Azo, Cj-C^-Alkenyl, C^-C-p-Aryl, ^7~^16~ Aralkyl, Cg-C₁^Cycloalkyl, C₁-C₂-AIkOXy, C₇-C₁₆-AIkaryl, Acyl, Cyan, Nitro, Nitroso, Carboxy und Sulfo enthalten, sowie Komplexen dieser Imine mit Metallkationen.
2. 2) Imine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 2 Stickstoffatome im Ring, die durch j5 Atome, die unabhängig voneinander Stickstoff oder Sauerstoff sind, verbunden sind und die von benachbarten Heteroatomen durch 2 oder J> Kohlenstoff atome getrennt sind.
3. 3) Imine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei makrocyclische Ringe aus Kohlenstoff- und Heteroatomen mit wenigstens einem Stickstoffatom in jedem makrocyclischen

   . Ring, wobei das Stickstoffatom des einen Rings mit dem des anderen Rings durch eine Brücke aus Kohlenstoff und/ oder Heteroatomen verbunden ist, die vorzugsweise aus 0 bis 20 Kohlenstoffatomen und 0 bis 20 Heteroatomen besteht, wobei die Zahl der Brückenatome wenigstens 1 ist und die Brücke keine benachbarten Heteroatome enthält.

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   BAD ORfGlNAL
4. 4) Verfahren zur Alkylierung von Iminen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Imin-Kronen-Verbindung mit einer Imingruppe mit n-Butyllithium zu einem Lithiumsalz umsetzt, dann das Lithiumsalz mit einem primären Alkylhalogenid, wie einem alkylen diprimären Dihalogenid oder einem primären Alkyltosylat, wie einem alkyldiprimären Ditosylat zu alkyliertem Imin umsetzt und das alkylierte Imin, wie eine Laternen- oder Muschelverbindung, isoliert.
5. 5) Verwendung von Iminen nach Ansprüchen 1 bis 3 zur Bildung von Komplexverbindungen mit Metallkationen, vorzugsweise von Komplexen mit den Kationen von Natrium, Kalium, Silber, Barium, Strontium, Calcium, Rubidium, Lithium, Caesium, Kupfer, Gold, Quecksilber, Thallium, Blei, Cer, Ammonium und kohlenwasserstoffsubstituiertes Ammonium.

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