DE2452991A1

DE2452991A1 - Neue amidinverbindungen und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2452991A1
Application number: DE19742452991
Authority: DE
Inventors: Koji Aigami; Yoshiaki Inamoto
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1973-11-14
Filing date: 1974-11-08
Publication date: 1975-05-22
Also published as: US3932492A; JPS5077356A; CH594613A5; FR2250742B1; FR2250742A1; JPS5331154B2

Description

DR. KARL TH. HBGSL · DIPL.-ING. KLAUS DICKBL

2OOO Hamburg 50

Große Bergstraße 223 Postfach SO 06 62
Telefon: (040) 396295 Telegramm-Adressei Doellnerpatent

1_ J

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: Datum

H 2400 Dr.He/mk

j£AO SOAP CO.LTD.

1, 1~ chome, Nihonb ashi -Kay ab acho
Chuo-ku, Tokyo / Japan

NEUE AMIDINVEEBINDIJNGM
UND VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG.

Die folgende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung neuer Amidinverbindungen der allgemeinen Formel (I):

NH₉

ο In dieser Formel bedeutet R: cd

^ oder: R

Hier bedeutet R¹ Wasserstoff oder CH-,. Die Erfindung bezieht sich/auf die sauren Salze dieser Amidine. ...2 auch

H 2400 -2-

Verbindungen der Formel (I), die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind neue Verbindungen, die bisher in der Literatur nicht beschrieben sind. Diese Amidinverbindungen besitzen ein besonders breites mikrobentötendes Spektrum. Überraschenderweise besitzen sie lediglich eine geringe Giftigkeit gegenüber -Fischen, und daher lässt sich erwarten, daß sie für ver schiedenartige Zxirecke brauchbar sein werden. Die Amidin verbindungen sind auch wertvoll als Zwischenprodukte bei der Herstellung verschiedener'heterozyklischer Verbindun gen.

Nitrile	der	•	R	Formel	(II)	•	R -	GN
in der
	K J /1		Ty	oder	R

■-O0D-

bedeutet, wobei R¹ für Wasserstoff oder CEL· steht, die als Ausgangsverbindungen verwendet werden, lassen sich sehr leicht aus billigem Zyklopentadien,. Butadin, Isopren, Acrylnitril, usw. mit Hilfe einer Diels-Alder-Reaktion in technischem Maßstabe gewinnen. Dadurch sind die Amidinverbindungen der Formel (I) sehr vorteilhaft.

Ein Verfahren zum Synthetisieren -von. Nitrilen der Formel II ist in der Beschreibung der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. 4-9753/1973 beschrieben.

Nach gründlichen Forschungen über die Reaktionen von Nitrilen und über Verfahren zum Synthetisieren ihrer Derivate wurde gefunden, daß die Amidine durch Reaktion eines Nitrils der Formel (II) mit einem niederen Alkohol und einer Säure

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in der gleichen Weise wie im Pail von langkettigen aliphatischen Nitrilen und Reagierenlassen dieses Produkts mit Ammoniak oder durch Reaktion des Nitrils der Formel (II) mit einem Alkaliamid und Hydrolysieren des entstandenen Produktes, gewonnen werden können. Die Erfinder sind zu der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage dieser Feststellungen gelangt.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Her stellung von Amidinender Formel (I) und ihrer sauren Additionssalze in einfacher vorteilhafter Weise durch Reaktion eines Nitrils der Formel (II):

R-CN,

in der R die gleiche Bedeutung wie in der Formel (I) "besitzt, mit einem niedrigen Alkohol und einer Säure und anschließender Reaktion dieses Produkts mit Ammoniak oder durch Reaktion des Nitrils der Formel (II) mit einem Alkaliamid und an schließende Hydrolyse des erhaltenen Produkts.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden weiter unten angegeben. Die Reaktionsdurchführung ist sehr einfach. EinerMischung eines Nitrils 'der Formel (II) mit einem nie deren Alkohol setzt man eine Säure zu, während die Mischung von aussen gekühlt wird, wobei sich ein Iminoäther bildet. Als Säuren werden Wasserstoff-Halogenide, insbesondere Chlorwasserstoff meistens benutzt. Zusätzlich sind auch Schwefel säure, Sulfonsäure und dergleichen wirksam. Geeignete niedere Alkohole.sind Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol und sekundäres Butanol. Diese niederen^ Alkohole werden in stöchiometrischer Menge,berechnet auf das

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Nitril angewendet, um eine genügende Wirkung -zu erzielen. Es treten jedoch keine schädlichen Wirkungen ein, wenn ein Überschuss an niederem Alkohol verwendet wird. Die Ee ak tionstemperatur liegt innerhalb eines Gebiets von 0-100⁰G, vorzugsweise bei 0 bis 50⁰C. Dann wird der so erhaltene Iminoäther in einem niederen Alkohol der obengenannten Art gelöst und mit Ammoniak zur Reaktion gebracht. Die Temperatur dieser Reaktion liegt innerhalb eines Bereichs von 20 bis 100⁰C, vorzugsweise bei JO bis 60⁰C.

Amidine der Formel (I) lassen sich auch in einem Arbeitsgang unter Umgehung des als Zwischenprodukt hergestellten Iminoäthers in folgender Weise gewinnen. Das Nitril der Formel (II) wird mit einem Alkaliamid.wie Natriumamid oder Iialiumamid. in einem wasserfreien Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, Xylol, Anisol, Biphenyl oder flüssigem Ammoniak zur Reaktion gebracht, und das so erhaltene Produkt wird dann hydrolysiert. Die Reaktionstemperatur liegt dabei innerhalb der Größenordnung von -30 C bis 150⁰C, vorzugsweise bei 10° bis 80⁰C-

Die so erhaltenen Amidine lassen sich leicht durch Anionenaustausch oder durch einfache Neutralisation in üblicher Weise in die gewünschten Salze umwandeln. Die sauren Addi tionssalze des nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenen Amidins umfassen solche, die mit organischen oder anorganischen Säuren gebildet sind, wie Salze der Chlor wasserstoffsäure, der Schwefelsäure, der Thioschwefelsäure, Paratoluolsulfonsaure, Oxalsäure, der Zitronensäure und der Phosphorsäure.

Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Beispieüen

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-5—

erläutert werden,, um Ausführungsformen der Erfindung zu zeigen; dabei wird .ersichtlich, daß die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gewonnenen Verbindungen lediglich eine geringe Giftigkeit gegenüber Fischen, aber ein breites mikrobentötendes SBektrum besitzen.

Beispiel 1.

Zehn Gramm eines STi tr ils der Formel (II), in der R: darstellt, werden in 25 Gramm wasserfreiem Äthanol gelöst. Mit einer Geschwindigkeit von 50 car/min. lässt man 90 Minutenlang Chlorwasserstoff in die Lösung einströmen,wobei die Temperatur auf 5 C durch äussere Eiskühlung gehalten wird·. Hierauf wird der überschüssige Chlorwasserstoff und das Ithanol entfernt, wobei ein farbloses Pulver erhalten

3 ·■

wird. Dieses Pulver wird dann in 30 cm ■ Äthanol gelöst. Die Lösung wird auf 40⁰C erhitzt. In diese Lösung leitet man mit einer Geschwindigkeit von 50 cm^/Min. zwei Stundenlang gasförmiges Ammoniak ein. Hierauf wird das Äthanol unter vermindertem Druck abgetrieben, wobei man 10,2 Gramm des gewünschten AmidinhydroChlorids erhält.

Elementaranalyse:

Gefunden: Berechnet: Schmelzpunkt: Inf r aro t so ektr um:

C;55,8, H;7,3 C; 55.,65 . H;7,59

N;16,22

Cl;21,ο C1;2O,53

200 - 203 C unter Zersetzung.

(in Hujöl cm" ):

3220 (S), 3050 (S), %-H

1670 (S), %=C

I57O

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H 2400 " ' -6-

Beispiel 2.

400 Gramm eines Nitrils der Formel (II), in der R die Grup-

bedeutet, werden in 96 Gramm wasserfreiem Äthanol gelöst. Man leitet mit - einer Geschwindigkeit von 300 cnr/Min. vier Stundenlang Chlorwasserstoff in die Lösung ein, wobei die Temperatur auf 10⁰C durch äussere Eiskühlung gehalten wird.

Dann leitet man trockenen Stickstoff in die Lösung, um den überschüssigen Chlorwasserstoff aus dem Reaktionssystem zu entfernen. Dieser Reaktionsmischung setzt man 400 Gramm wasserfreies Äthanol zu und erhitzt die Mischung auf 50 C. Hun leitet man mit einer Geschwindigkeit von 500 cm /Min. drei Stundenlang gasförmiges Ammoniak in die Lösung ein. Der beim Kühlen entstehende Niederschlag wird durch Filtration gesammelt, das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingeengt. Dem Rohprodukt wird Äther zugesetzt, wobei man 260 Gramm des gewünschten AmidinhydroChlorids in !Form farbloser Kristalle erhält.

Elementaranalyse:

Gefunden:	C;70,	H;8,4	(S)	cmi· ) ;	N	;9,5	Cl	;11,4
Berechnet:	C;70.	H;8,87	(S)	„ 3O3O	N	;9,i3	Cl	;ii,55
Schmelzpunkt:	140 -	- 145⁰C
InfrarotSpektrum:	,5	.(Nujol,
	Λ5	3230	(S)	, %-H
	1680

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H 2400 -7-

6 Gramm eines Nitrils der Formel (II), in der E :
bedeutet, werden in 80 cm wasserfreiem Benzols gelöst.
Dieser Lösung werden 2 Gramm fein gepulvertes Natriumamid
langsam zugesetzt. Die Mischung'wird unter Rückfluß zehn
Stundenlang reagieren gelassen. Nach Beendigung der Reaktion wird die Reaktionsmischung tropfenweise einer 5°/olgen Lösung
von Schwefelsäure in Eiswasser unter Rühren zugesetzt. Dabei fallen farblose Kristalle aus. Die Kristalle werden durch
Filtration gesammelt, mit Wasser gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei man 3>1 Gramm des gewünschten Amidinsulfats erhält.

Elementaranalyse: ,

Gefunden: C;61,5 H;7,4 N;10,8 S;6,9 Berechnet: 'G-, 62,12 H;7,62 N; 11,15 S;6,38 Schmelzpunkt: 240 - 244⁰C Infrarotspektrum: (Nujol, cm" ):

3270 (S) , 3Ο3Ο (S) , "^N-H

1680 (S),

IO9O (VS), 1080 (VS), 1060 (VS), "⁰S=O

Beispiel 4.

10 Gramm des nach Beispiel 2. erhaltenen AmidinhydroChlorids

3 3

werden in 100 cnr Wasser gelöst. Dieser Lösung werden 25 cnr einer 10%igen wässerigen IM atriumsulfatlösung tropfenweise
unter Rühren bei Zimmertemperatur zugesetzt, wobei man
farblose Kristalle erhält. Die Kristalle werden durch

50 9 8 21/ 1 0 4 2

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Filtration gesammelt, mit Wasser gewaschen und unter ver minderten Druck getrocknet. Man erhält 9₅8 Gramm des ge wünschten Amidinsulfats. -

Element ar analj⁷ se :	C;67,	(m),	H;8,3 N	;8,4 S;4	,8
Gefunden:	C;67,	Gn),	H;8,52 Έ	;8,77 S-; 5	,02
Berechnet:	235 -	(vs,	⁰G unter	Zersetzung
Schmelzpunkt:			cm~ ) :
Infrarotspektrum	,3		3040 (m)
	,68	^VG=N
	- 237	br), S=	⁰
	(in ITu j öl,
Beispiel 5-	3280
	1680
1140

In der folgenden Tabelle 1. werden die minimalen Konzentrationen (FiIC) der einzelnen gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Verbindungen genannt, die das Wachstum von Bekterien und Schimmelpilzen verhindern. Die Minimalkonzentration wurde durch eine Reihe von Verdünnungsversuchen bestimmt .

Als Kulturmedium wurde Fleischbrühe für die Bakterien und ein Sabouraud-Agar für Schimmelpilze verwendet.

Tabelle 1:

509821/1Q42

labeile 1. :, Mikro'bentötende Wirkung

	Verbindungen	E.	coli	St.	aureus	B.subtilis	Pseu. aeruginosa	Asp	niger	Pen. citrinum	ppm
			ppm		ppm	ppm	ppm		ppm		- 140
ο CD	^CH3"-f Tl T ( T^C<NH₂	20	- 40	5	- 10	5-10	40 - 60	80	- 100	120 ·
821/
σ											- 140
		25	- 50	25	- 50	—	—	120	- 140	120 -

H 2400 -10-

Beispiel 6.

Die Tabelle 2. zeigt die Ergebnisse von Versuchen über die Giftigkeit der gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Verbindungen im Vergleich zu Benzalkoniumchlorid gegenüber Fischen. Die Versuche wurden nach dem Fabrikabwassertest verfahren entsprechend den japanischen Industrienormen JIS-fC-0102-1964 durchgeführt. Als Versuchsobjekte wurden Wakin-Goldfische benutzt.

Tabelle 2.: Giftigkeit gegenüber Fischen Verbindungen TLM

-cm

"■■"-■

Benzalkoniumchlorid 0,87

* TLM bedeutet eine Konzentration, bei der die Hälfte der Fische innerhalb 48 Stunden starben. Je höher die Zahl der ppm, umso geringer ist die Giftigkeit gegenüber Fischen.

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Claims

1. Verfahren zur Herstellung neuer Amidinverbin dungen der Formel (T):

E -

in der E:

»Cr.

oder die Gruppe E¹ :—JL- T ( Γ ( J

"bedeutet, worin E¹ für Wasserstoff oder CH-, steht', sowie deren sauren Salze, dadurch ge ■ kennzeichnet, daß ein Nitril der Formel (II)

E - CN,

in

in der E:

bedeutet, worin E¹ für Wasserstoff oder CH-, steht, mit einem Metallamid zur Eeaktion ge bracht und das Produkt hydrolysiert wird; oder daß man das Nitril mit einem niederen Alkohol ' und einer Säure unter wasserfreien Bedingungen reagieren lässt und das so erhaltene Produkt mit Ammoniak umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekenn zeichnet, daß das Metallamid ein Alkaliamid darstellt.

...12

5.0 9 8 2.1/TU 4 2

H 2400 -12-

3. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekenn zeichnet, daß der niedere Alkohol, der in stöchiometrischen Mengen, "berechnet auf das eingesetzte Nitril, oder im Überschuss verwendet wird, aus Methylalkohol, Äthylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol oder sekundären Butylalkohol besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekenn zeichnet, daß als Säure ein Wasserstoffhalogenid, Schwefelsäure oder eine Sulfonsäure verwendet wird.

5· Amidinverb indungen der allgemeinen IPormel:

in der E: M_n^ ) M^M^^^Tvi^V ^bedeutet > oder '.?.' : E¹ (T Il JLj, J wobei E¹: für H oder GH^ steht, sowie deren saure Additionssalze.

Amidinverbindungen und deren saure Additionssalze nach Anspruch 5-j dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der sauren Additionssalze
Chlorwasserstoff, Schwefelsäure, Thioschwefel säure, Paratoluolsulfonsäure, Oxalsäure,Zitro nensäure oder Phosphorsäure verwendet ist.

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