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Verwendung bestimmter Thioäther als antimikrobielle und zytostatische
Mittel.
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Die vorliegende Erfindung betrifft neue Mittel zur Abtötung und Wachstumshemmung
von Mikroorganismen und zur Wachstumshemmung von Krebszellen. In pharmazeutischen
und kosmetischen Präparaten sowie im Pflanzen- und Holzschutz verwendet man zur
Wachstumshemmung und zur Abtötung von Mikroorganismen z.B. Phenole, Kresole, Derivate
der Ben -zoesäure, halogenierte aromatische Verbindungen, Chinolinderivate usw..
Detergentien aus dem Bereiche der Paraffinkettensalze und Invertseifen werden ebenfalls
zu diesen Zwecken benutzt. Alle'diese Verbindungen sind zwar aggressiv gegenüber
Mikroorganismen; cytotoxische Effekte solcher Verbindungen können aber auch gegenüber
gesundem menschlichen Gewebe auftreten. Daher ist es erwünscht, weitere Verbindungen
in die Hand zu bekommen, deren antimikrobielle Wirkung stärker differenziert werden
kann und deren cytotoxische Wirkungen allgemein auch gegenüber erkrankten menschlichen
und
tierischen Zellen ausgenützt werden können, ohne daß die gesunden Zellen geschädigt
werden.
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Es wurde nun gefunden, daß Thioäther der allgemeinen Formel R1 -
S - R2 , in welcher R1 ein höherer Alkylrest und R2 ein polarer, hydrophiler Rest
ist, bakteriostatische, fungistatische und ganz allgemein zytostatische Wirkungen
aufweisen und daher als antimikrobielle und zytostatische Mittel einge -setzt werden
können.
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Der Alkylrest Pl soll minde>e7.s 5 und höchstens 30 Kohlenstoffatome
aufweisen. Die Kohlenstoffkette kann normal oder verzweigt sein. Im letzteren Falle
können als seitenständige Reste, z.B. die Methyl-, thyl-, n-Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, n-Pentyl-Gruppe etc.
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vorliegen. Die Alkylreste -W1 können auch endständig oder seitenständig
zum Ring geschlossen sein, so daß sie z.B.
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auch den Benzyl-, Phenäthyl-, Phenylpropyl-, Cyclopentyl- und Cyclohexyl-Pest
enthalten können.
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Die andere an den Schwefel gebundene Komponente, der Rest R2 , besitzt
als polare Gruppe z.B. Carboxyl-, Amino-, Imino-, Hydroxyl-Gruppen, tertiäre und
quarternäre N-Atome, Sulfonsäure- und Phosphatreste. Für den Rest R2 kommen somit
in Frage: gesättigte oder ungesättigte aliphatische Carbonsäuren, Aminosäuren, Oxo-
und Hydroxyusäuren, cyclisch oder aliphatisch-cyclisch substituierte Carbon -säuren,
sowie
die entsprechenden Alkohole, Aldehyde und Ketone. Als Ringe können neben dem Phenyl-,
Cyclohexyl-, Cyclopentyl-Rest auch z.B. der Pyridin-, Pyrimidin-, Pyrrol-, Pyrrolidin-,
Furan-, Imidazol-, Thiazol-, Thiazolin-, Thiazolidin-, Oxdiazol-, Triazol-, Tetrazol-Ring
in dem Rest X2 enthalten sein.
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Zur Synthese der neuen Verbindungen kann man sich herkömmlicher Verfahren
bedienen. So kann man ein Alkylhalogenid mit dem Mercaptan oder Mercaptid der gewünschten
polaren Komponente umsetzen. Enthält diese, wie z.B.
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im Falle des Cysteins, eine reaktionsfähige Aminogruppe, so kann es
zur Ausbildung eines Thiazolidlnringes kommen.
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Hierzu ist es je«sch erforderlich, daß die Alkylkomponente als Oxo-Verbindung,
z.B. als Aldehyd, eingesetzt wird.
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Man kann auch die Alkyl-Komponente als Mercaptan oder Thioalkohol
anbienten und die polare Komponents als Halogenid einsetzen.
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Die dargestellten Alkylthioäther haben Tensid-Charakter. Sie setzen
die Oberflächenspannung des Wassers herab.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben, wie bereits erwähnt, fungistatische
Eigenschaften. Sie hemmen z.B. das Wachstum von pathogenen Dermatophyten. Ihre antibakteriellen
Eigenschaften erstrecken sich ebenfalls auf nicht-pathogene und auf pathogene Bakterien.
Einige der Alkylthioäther besitzen auch wachstumshemmende Eigenschaften gegenüber
Krebszellen.
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Typische Verbindungen der allgemeinen Formel R1 - S -R2, in welcher
R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben,
wurden auf ihre Wirksamkeit
gegenüber Aspergillus Niger, Escherichia Coli und Saccharomyces getestet. Das Untersuchungsverfahren
ist nachstehend beschrieben Untersuchungsverfahren: 100 ml sterilisierte, klare
Bouillon werden mit 1 Ose des Testorganismus geimpft und für 24 Stunden bei 37,5°C
bebrütet.
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Nach dieser Zeit werden 10 ml von dieser bebrüteten Bouillon entnommen
und in ein steriles Reagenzglas gegeben; man versetzt diese Bouillon dann mit 1
ml 10 zeiger Lösung der zu untersuchenden Substanz.
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Nach a) 30 sec. b) 1 min. c) 2 min. d) 3 min. e) 4 min.
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f) 5 min. g) 10 min. h) 15 min. i) 20 min.
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k) 25 min. 1) 30 min. m) 1 Std. n) 24 Std.
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entnimmt man von der bebrüteten Nährbouillon, die jetzt 1 % von der
zu untersuchenden Substanz enthält, eine Öse -Joll und überträgt diese jeweils in
ein Reagenzglas, welches 10 ml sterilisierte Bouillon enthält. Anschließend bebrütet
man diese insgesamt 48 Std. bei 37,5°C. Heobachtet wird jeweils nach 24 Std. und
48 Std.
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Wachstum ist erfolgt, wenn bei Verwendung der Testorganismen E. Coli
und Saccharomyces die Bouillon getrübt ist, und bei Aspergillus Niger in der Bouillon
weiße Flöckchen enthalten sind.
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Für E. Coli und Aspergillus Niger wurde Nährbouillon Merck Nr. 5443
und für Saccharomyces Malzextrakt-Bouillon Merck Nr. 5397 verwendet.
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Nachstehend sind die Versuchsergebnisse, die mit typischen Verbindungen
der vorliegenden Erfindung und typischen Mikroorganismen erhalten wurden, zusammengefaßt:
Testorganismus
Saccharomyces Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon Bebrü-Substanz tungs- 30 1 2
3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min. min. min. min. min. min. min.
min. Std. Std.
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2-N-Heptyl-mercaptoimidazol-hydrochlorid 24 Std. + + + + + + + + +
+ + + -48 Std. + + + + + + + + + + + + -2-N-Octyl-mercaptoimidazol-hydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. + + + + - - - - - - - - -2-N-Nonyl-mercaptoimidazol-hydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2 Decylmercaptoimidazol-hydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-(2 Äthylhexyl-mercaptoimidazol-hydrochlorid)
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -
Fortsetzung:
Testorganismus Saccharomyces Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon Bebrü-Substanz
tungs- 30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min. min. min. min.
min. min. min. min. Std. Std.
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2-(3,7-Dimethyl-octylmercaptoimidazolhydrochlorid) 24 Std. - - - -
- - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -Phenol 24 Std. + + + + + + - -
- - - - -48 Std. + + + + + + + + - - - - -ganz ganz schwach schwach HCl PH2 24 Std.
+ + + + + + + + + + + + + 48 Std. + + + + + + + + + + + + + + = Wachstum ; - = kein
Wachstum.
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Testorganismus Escherichia Coli Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon
Bebrü-Substanz tungs- 30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min.
min. min. min. min. min. min. min. Std. Std.
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2-N-heptyl-mercaptoimidazolhydrochlorid 24 Std. - - - - - - - - -
- - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-N-octylmercaptoimidazolhydrochlorid 24
Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-N-nonylmercaptoimidazolhydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-Decyl-mercaptoimidazolhydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-Äthyl-hexylmercapto-imidazolhydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-(3,7-Dimethyloctyl-mercapto
-imidazolhydrochlorid 24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - -
- - - -
Fortsetzung: Testorganismus Escherichia Coli Einwirkungszeit
auf beimpfte Bouillon Bebrütungs- 30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 Substanz zeit
sec. min. min. min. min. min. min. min. min. min. min. Std. Std.
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Phenol 24 Std. + + + + + - - - - - - - -48 Std. + + + + + - - - -
- - - -HCl PH 2 24 Std. + + + + + + + + + + + + + 48 Std. + + + + + + + + + + +
+ + + = Wachstum ; - = kein Wachstum.
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Testorganismus Aspergillus Niger Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon
Bebrü-Substanz tungs- 30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min.
min. min. min. min. min. min. min. Std. Std.
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2-N-heptyl-mercaptoimidazolhydrochlorid 24 Std. - - - - - - - - -
- - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-N-octyl-mercaptoimidazolhydrochlorid 24
Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-N-nonyl-mercaptoimidazolhydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-Decyl-mercaptoimidazolhydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2-Äthylhexyl-mercaptoimidazolhydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -2(3,7-Dimethyl-octyl-mercapto-hydrochlorid
24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -
Fortsetzung:
Testorganismus Aspergillus Niger Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon Bebrütungs-
30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 Substanz zeit sec. min. min. min. min. min. min.
min. min. min. min. Std. Std.
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Phenol 24 Std. + + - - - - - - - - - - -48 Std. + + - - - - - - -
- - - -HCl PH 2 24 Std. + - - - - - + - - + - + + 48 Std. + - - - - - + - - + -
+ + + = Wachstum ; - = kein Wachstum.
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Testorganismus Aspergillus Niger Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon
Bebrü-Substanz tungs- 30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min.
min. min. min. min. min. min. min. Std. Std.
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6-N-pentyl-mercaptopurin 24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std.
- - - - - - - - - - - - -6-N-hexyl-mercaptopurin 24 Std. - - - - - - - - + - - -
-48 Std. + - - + + + - - + + - + -S-heptyl-N-acetylcystein 24 Std. + + - + - - -
- - - - - -48 Std. + + - + - - - - - - - - -S-nonyl-N-acetylcystein 24 Std. + +
- - + - - - - - - - -48 Std. + + + - + + + + - + + - -S-decyl-N-acetylcystein 24
Std.
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48 Std.
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Phenol 24 Std. + + - - - - - - - - - - -48 Std. + + - - - - - - -
- - - -50 % Pro- 0,1 ml auf panol in 1 ml be-Wasser impfte 24 Std. + + + + + + +
+ + + + + + Bouillon 48 Std. + + + + + + + + + + + + +
Testorganismus
Saccharomyces Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon Bebrütungs- 30 1 2 3 4 5 10
15 20 25 30 1 24 Subsuanz zeit sec. min. min. min. min. min. min. min. min. min.
min. Std. Std.
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6 N-pentyl-mercaptopurin 24 Std. + + + + + + + + - - - - -48 Std.
+ + + + + + + + + + + + -6-N-hexyl-mercaptopurin 24 Std. + + + - - - - - - - - -
-48 Std. + + + - - - - - - - - - -S-heptyl-N-acetylcystein 24 Std. + + + - - - -
- - - - - -48 Std. + + + + + - + - + + - - -S-nonyl-N-acetylcystein 24 Std. + +
+ + + - - - - - - - -48 Std. + + + + + + + - + + + - -S-decyl-N-acetylcystein 24
Std.
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48 Std.
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Phenol 24 Std. + + + + + + - - - - - - -48 Std. + + + + + + + + -
- - - -50% Pro- 0,1 ml auf panol in 1 ml beimpf-Wasser te Bouillon 24 Std. + + +
+ + + + + + + + + + 48 Std. + + + + + + + + + + + + +
Testorganismus
Escherichia Coli Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon Bebrü-Substanz tungs- 30
1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min. min. min. min. min. min.
min. min. Std. Std.
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6-N-pentyl-mercaptopurin 24 Std. - - - - - - - - - - - - -48 Std.
- - - - - - - - - - - - -6-N-hexyl-mercapto-purin 24 Std. + + + + - - - - - - -
- -48 Std. + + + + - - - - - - - - -S-heptyl-N-acetylcystein 24 Std. - - - - - -
- - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -S-nonyl-N-acetylcystein 24 Std. -
- - - - - - - - - - - -48 Std. - - - - - - - - - - - - -S-decyl-N-acetylcystein
24 Std. + + + - - - - - - - - - -48 Std. + + + + - - - - - - - - -Phenol 24 Std.
+ + + + + - - - - - - - -48 Std. + + + + + - - - - - - - -50 % Pro- 0,1 ml panol
in auf 1 ml Wasser beimpfte Bouillon 24 Std. + + + + + + + + + + + + +
Fortsetzung:
Testorganismus Escherichia Coli Einwirkungszeit auf beimpfte Bouillon Bebrü-Substanz
tungs- 30 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 1 24 zeit sec. min. min. min. min. min. min.
min. min. min. min. Std. Std.
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50 % Pro- 0,1 ml panol in auf 1 ml Wasser beimpfte Bouillon 48 Std.
+ + + + + + + + + + + + +
Nachfolgend werden einige Beispiele für
die Herstellung von erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen der allgemeinen
Formel R1 - S - R2 beschrieben.
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Beispiel 1: rn l0-Undecylen-thioglykolsäure.
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Eine Lösung von 0,5 Mol Thioglykolsäure in 50-proz.
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Äthanol wird mit 0,5 Mol 2-n äthanol. NaOH versetzt. Danach gibt man
0,5 Mol n 10-Undecen-Brom-l hinzu und hält das Gemisch 8 Stdn. bei 500 unter ständigem
Rühren. Man engt im Vakuum ein, filtriert vom Natriumbromid ab und läßt in der Kälte
die Undecylen-thioglykolsäure auskristallisieren. Aus Alkohol/Aceton kann umkristallisiert
werden.
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Schmp. 550 .
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Beispiel 2: 2-n-Heptyl-thiazolidin-4-carbonsäure.
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Man löst 12,8 g n-Octylaldehyd in Äthanol und gibt die Lösung in
eine wässrig-äthanolische (1 : 1) Lösung von 15,7 g Cystein-hydrochlorid und 10
g Kaliumacetat. Man rührt 12 Stdn. bei 300, trennt die beim Abkühlen entstehenden
Kristalle ab und kristallisiert aus Äthanol um. Schmp. 159-1610 BeisPiel 3: 2-(Pyridin-4)-thiazolidon-4-carbonsäure.
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31,4 g Cystein-hydrochlorid und 20 g Kaliumacetat werden in Wasser
gelöst und 21,4 g Pyridin-4-aldehyd hinzugegeben.
Man rührt 5 Std.
bei Zimmertemperatur und läßt nach und nach Äthanol zufließen bis zum Auftreten
eines Niederschlages. Nach Beendigung der Niederschlagsbildung und Stehenlassen
im r2hlschrank wird aus Äthanol um -kristallisiert. Schmp. 164-166°.
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Beispiel 4: 5-(3,7-Dimethyl-octyl)-cystein-hydrochlorid.
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Man gibt 110 g Tetrahydrogeranylbromid in eine Lösung von 12,1 g
Cystein-hydrochlorid und 4 g NaOH in 400 ml Äthanol. Unter Durchleiten von Stickstoff
und ständigem Rühren bleibt die Mischung 24 Std. i>ei 300. Danach fil -triert
man ab, säuert mit Salzsäure an, destilliert den Äthanol i.V. ab und nimmt den Rückstand
im Eisessig auf.
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In Kühlschrank fallen Kristalle aus, die aus Äthanol/Essigester umkristallisiert
werden. Schmp. 191-193° .
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Beispiel 5: S-(3,7-Dimethyl-octyl)-N-acetyl-cystein.
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Von dem in Beispiel 4 erhaltenen Produkt löst man 15 g in 200 ml
Eisessig und gibt 5,1 g Essigsäureanhydrid hinzu. Man hält das Gemisch 2 Std. bei
1000, destilliert die Essigsäure i.V. ab und kristallisiert den öligen Rückstand
aus 50-proz. Essigsäure. Schmelzpunkt des S-Tetrahydrogeranyl-N-acetyl-cysteins
: 104-105°.
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Beispiel 6: 2-0leylmercapto-imidazol-hydrocblorid.
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Man löst 10 g (0,1 Mol) 2-Mercapto-imidazol in 100 ml Äthanol und
fügt eine Lösung von 0,1 Mol e 9-Octadecen-l-Brom hinzu. Das Gemisch hält man 12
Std. bei 500, destilliert den Äthanol ab, neutralisiert den Rückstand mit 20-proz.
KHCO3-Lö sung und extrahiert mit Äther. Der Xtherrückstand wird mit verd. Salzsäure
behandelt, das ausgefallene Reaktionsprodukt abgetrennt und aus Essigester/Petroläther
umkristallisiert. Schmp. 110-112° .
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Beispiel 7: 2-Cyclohexylmethylmercapto-imidazol-hydrochlorid.
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5 g Imidazolthion(2) und 8,9 g Cyclohexylmethyl -bromid werden in
100 ml Pyridin 4 Std. auf 800 erwärmt.
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Das Pyridin wird i.V. entfernt, der Rückstand mit 20-proz.
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K2C03-Lösung bis zur stark alkalischen Reaktion versetzt.
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Die festen Anteile werden abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Man
löst in verd. Salzsäure und engt im Vakuum ein. Die entstandenen Kristalle werden
aus Aceton/ther umkristallisiert. Schmp. 1440.
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Beispiel 8: 2-(p-Nitro-benzylmercapto)-imidazol-hydrochlorid.
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10 g 2-Mercapto-imidazol werden in 50 ml Pyridin gelöst, 16,4 g p-Nitro-benzylchlorid
werden zugesetzt, und nach 2 Std. wird i.V. zur Trockne eingedampft. Nach Um -kristallisieren
aus Äthanol erhält man Kristallen von Schmelzpunkt 164-165° .
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Beispiel 9: 2, 4-Dihydroxy-pyrimidinyl-5-methyl-mercapto-octan.
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Man stellt zunächst aus Uracil und Formaldehyd 5-Hydroxymethyl-uracil
dar. Von dieser Verbindung und vbn Octyl-mercapto-(l) werden äquimolare Mengen in
Äthanol gelöst und mit Salzsäure angesäuert. Man hält drei Std. bei 78° unter Rückfluß,
dampft mehrfach unter Zugabe von Wasser ein und kristallisiert den Rückstand aus
wässrigem Äthanol.
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Schmp. 2020 Beispiel 10: 5-Benzylmercapto-tetrazol-1,2,3,4.
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Benzylchlorid und Thiosemicarbazid werden im äquimolaren Verhältnis
in Äthanol gelöst und 5 Std. unter Rückfluß erhitzt. Der Alkohol wird im Vakuum
abdestilliert und der Rückstand in Wasser gelöst. Die wässrige Lösung des S-Benzyl-thiosemicarbazids
wird auf 00 abgekühlt und langsam mit der äquimolaren Menge Natriumnitrit versetzt.
Danach
gibt man Salzsäure bis zur schwach sauren Reaktion hinzu
und kristallisiert das ausgefallene Tetrazolderivat aus Wasser um. Schmp. 131-133°
.
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Beispiel II: 5-Cyclohexyl-methylmercapto-tetrazol-1,2,3,4 .
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Cyclohexylmethylbromid und Thiosemicarbazid werden im äquimolaren
Verhältnis in Äthanol gelöst und 6 Std. im siedenden Äthanol belassen. Der Ansatz
wird wie in Beispiel 10 breschrieben, weiter verarbeitet. Schmelzpunkt des Tetrazolderivates
: 140 - 141° .
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Beispiel 12: 2-(p-Nitrobenzylmercapto)-5-methyl-oxdiazol-1,3,4* Man
stellt nach den Angaben der Literatur zunächst aus Essigsäurehydrazid und Thiophosgen
das 2-Mercapto-5-methyl-oxdiazol-1,3,4 dar; Schmp. 780. Dann löst man äquimolare
Mengen dieser Verbindung und von p-Nitrobenzylchlorid in Äthanol. Man bringt die
Mischung zum Sieden und tropft langsam die berechnete Menge äthanol. KOH hinzu.
Nach 3 Std. wird abgekühlt und das ausgeschiedene KCl abfiltriert. Nach Abdestillieren
des Äthanols wird der Rückstand aus Dioxan/Essigester kristallisiert. Schmp. 152-1540
.