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P ropensäurederivate
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Propensäurederivaten.
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Es wurde gefunden, daß man neue Propensäurederivate der Formel
worin und Y gleich oder verschieden sind und für gegebenenfalls substituiertes Alkoxycarbonyl,
Aryloxycarbonyl, Cyano, Alkylsulfonyl oder Arylsulfonyl stehen, Z Sauerscoff oder
Schwefel bedeutet, m für die Zahlen 2, 3 oder 4 und n für die Zahlen 3, 4 oder 5
steht, und
R für einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder
Arylrest oder Arylsulfonylrest steht, der gegebenenfalls durch Halogen, Nitro, Trifluormethyl
oder die Gruppe worin
X, Y, Z, m und n die oben angegebene Bedeutung haben, substituiert sein kann, erhält,
wenn man Verbindungen mit einer aktiven Methylengruppe der Formel
worin X und Y die oben angegebene Bedeutung haben, zuerst mit einem Diazabicycloalken
der Formel
worin m und n die oben angegebene Bedeutung haben,
und dann mit
einer Verbindung der Formel R1 - N = C = Z (IV) worin Z die oben angegebene Bedeutung
hat und R1 für einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Arylrest oder Arylsulfonylrest
steht, der gegebenenfalls durch Halogen, Nitro, Trifluormethyl oder die Gruppe -
N = C = Zß worin Z die oben angegebene Bedeutung hat, substituiert sein kann, in
Gegenwart eines inerten Lösungsmittels im Temperaturbereich von -20 bis 1000C umsetzt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann anhand der folgenden Reaktionsgleichung
erläutert werden:
Alkylreste (R und R ) können geradkettig oder verzweigte aliphatische Reste mit
1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl,
Pentyl, Isopentyl, Hexyl und Isohexyl, bevorzugt Methyl und Äthyl sein.
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Arylreste (R und R1) können aromatische carbocyclische Reste mit 5
bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Phenyl, Naphthyl und Diphenyl, bevorzugt Phenyl sein.
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Alkoxycarbonylreste (X und Y) können solche mit einem geradkettigen
oder verzweigten C1 - C6 -Alkylrest sein, wie Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl, Propoxycarbonyl,
Isopropo
Aycarbonyl, Butoxycarbonyl ,Isobutoxycarbonyl , Pentoxycarbonyl,
Isopentoxycarbonyl, Hexoxycarbonyl und Isohexoxycarbonyl, bevorzugt Methoxycarbonyl
und Äthoxycarbonyl.
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Aryloxycarbonylgruppen (X und Y) können solche mit einem aromatischen
carbocyclischen Rest mit 5 bis 18 RohlenstoCfatomen, wie Phenoxycarbonyl, Napthoxycarbonyl
und Phenylphenoxycarbonyl,bevorzugt Phenoxycarbonyl, sein.
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Alkylsulfonylgruppen (X -und Y) können solche mit einem geradkettigen
oder verzweigten aliphatischen Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methylsulfonyl,
Äthylsulfonyl, Propylsulfonyl, Isopropylsulfonyl, Butylsulfonyl, Isobutylsulfonyl,
Pentylsulfonyl, Isopentylsulfonyl, Hexylsulfonyl und Isohexylsulfonyl, bevorzugt
Methylsulfonyl und Äthylsulfonyl, sein.
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Arylsulfonylgruppen (X und Y) können solche mit einem aromatischen
carbocyclischen Rest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Phenylsulfonyl, Napthylsulfonyl
und Diphenylsulfonyl, bevorzugt Phenylsulfonyl, sein.
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Halogene können Fluor, Chlor, Brom oder Jod, bevorzugt Fluor und Chlor,
sein.
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Die Reste (X, Y, R und R1) können selbstverständlich falls möglich,
durch alle in der organischen Chemie üblichen Reste, die unter den Reaktionsbedingungen
nicht verändert werden, ein oder mehrfach substituiert sein. Als Substituenten seien
beispielsweise die Halogene, bevorzugt Chlor und Fluor,C1 bis C4 Alkyl-, Aryl-,
C1-C6 Alkoxy- und Aryloxyreste, Nitro, Cyan und Trifluormethyl genannt.
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Verbindungen mit einer aktiven Methylengruppe der Formel (II) sind
bekannt und können nach bekannten Methoden hergestellt werden (A Text Book of Practical
Organic Chemistry, Longmans London, Seite 428 (1957)).
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Bevorzugte Verbindungen mit einer aktiven Methylengruppe sind Verbindungen
der Formel
worin X' und Y' gleich oder verschieden sein können und Cyan, Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl,
Phenylsulfonyl bedeuten.
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Beispielsweise seien die folgenden Verbindungen mit einer aktiven
Methylengruppe genannt: Cyanessigsäureester, wie Cyanessigsäuremethylester, Cyanessigsäureäthylester,
Cyanessigsäureisopropylester und Cyanessigsäurehexylester, Cyanessigsäurearylester,
wie Cyanessigsäurephenylester und Cyanessigsäure-p-chlorphenylester, Malonsäuredinitril
Diarylsulfonylmethane, wie Diphenylsulfonylmethan und 4,4'-Dichlor-diphenylsulfonylmethan,
Arylsulfonylcyanomethane, wie Phenylsulfonylcyanomethan und p-Chlorphenylsulfonylcyanomethan.
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Diazabicyloalkene der Formel (III) sind bekannt und können nach bekannten
Methoden hergestellt werden (Synthesis 1972, 5"2).
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Bevorzugte Diazabicycloalkene sind Verbindungen der Formel
worin O für die Zahl 3 und p für die Zahl 3 oder 5 steht.
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Beispielsweise seien die folgenden Diazabicycloalkene genannt: 1 ,5-Diazabicyclo
2.3.OJnon-5-en, 1,8-Diazabicyclo-[5.4.0.] undec-7-en, 1,5-Diazabicyclo[4.4.0]dec-5-en,
1,8-Diazabicyclo[5.3.0]dec-7-en.
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Die Verbindungen der Formel (IV)sind bekannt und können nach bekannten
Methoden hergestellt werden (Houben-Wey.l; Methoden der organischen Chemie, G.Thieme-Verlag,
Stuttgart, Band VIII, Seite 119 (1952)).
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Bevorzugte Verbindungen die unter die Formel (IV) fallen sind Isocyanate
der Formel 2'-N=C=O (VII) und Senföle der Formel R11-N=C=S (VIII)
worin
R ein Alkylrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls durch Fluor, Chlor,
Trifluormethyl, Nitro oder Isocyanat substituierter Phenylrest oder ein gegebenenfalls
durch Methyl substituierter Phenylsulfonylrest bedeutet.
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Beispielsweise seien folgende Verbindungen der Formel (IV) genannt:
Hexylisocyanat, Phenylisocyanat, p-Chlor-phenylisocyanat, m-Chlor-phenylisocyanat,
p-Fluor-phenylisocyanat, p-Trifluormethyl-Phenylisocyanat, p-Nitro-phenylisocyanat,
p-Methylphenylsulfonylisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, 1, 6-Hexamethylendiisocyanat.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels
durchgeführt. Inerte Lösungsmittel sind beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe
wie Benzol und Toluol, Nitrile, wie Acetonitril oder Propionitril, Äther, wie Tetrahydrofuran,
Dioxan und Äthylenglykoldimethyläther, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon
oder Hexamethylphosphorsäuretriamid. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische
der Lösungsmittel zu verwenden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Temperaturbereich von -20 und
+1000C, vorzugsweise von -100C und +800C, durchgeführt.
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Im a'lgemeinen setzt man 1 Mol einer Verbindung mit einer aktiven
Methylengruppe mit 2 bis 2,2 Mol eines Diazobicycloalkens und anschließend mit 1
bis 1,1 Mol einer Verbindung der Formel (IV) ein. Für den Fall, daß der Rest R durch
die Gruppe
worin X,Y,Z;m und n die oben angegebene Bedeutung haben, substituiert ist, setzt
man 0,5 bis 0,6 Mol einer Verbindung der Formel (IV), in der R1 durch die Gruppe
- N = C = Z, in der Z die oben angegebene Bedeutung hat, substituiert ist, ein.
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Die Reaktionszeit ist von der Reaktionstemperatur abhängig und liegt
im allgemeinen zwischen 10 Minuten und einer Stunde.
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Es ist möglich, daß erfindungsgemäße Verfahren bei Unterdruck, Normaldruck
oder Überdruck durchzuführen. Im allgemeinen wird das erfindungsgemäße Verfahren
unter Normaldruck ausgeführt.
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Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich,
Folgeprodukte der Verbindung der Formel (II) und (IV) mit Verbindungen der Formel
(III) umzusetzen.
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Als Folgeprodukte der Verbindungen der Formel (II) und (IV) seien
beispielsweise Verbindungen der Formel
worin Z, X und Y die oben genannte Bedeutung haben und R2 für einen geradkettigen
oder verzweigten Alkyl- oder Arylrest oder Arylsulfonylrest steht, der gegebenenfalls
durch Halogen, Nitro, Trifluormethyl oder die Gruppe
worin Z die oben angegebene Bedeutung hat, substituiert sein kann, genannt.
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Verbindungen der Formel (VIII) sind bekannt und können nach bekannten
Methoden hergestellt werden (Liebigs Ann. Chem. 562, 205, (1949)).
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Beispielsweise seien die folgenden Verbindungen der Formel (VIII)
genannt: Phenylcarbamoyl-cyanessigsäuremethylester, Phenylcarbamoylmalonsäuredinitril,
(4-Chlorphenyl)carbamoyl-cyanessigsäuremethylester, (4-Trifluormethyl)carbamoyl-malonsäuredinitril,
(4-Nitrophenyl) carbamoyl-cyanessigsäureäthylester, Tolylsulfonylcarbamoyl-malonsäuredinitril,
(1,4-Phenylen-bis-carbamoyl)-bis-cyanessigsäuremethylester, (1,4-Phenylen-bis-carbamoyl)-bis-malonsäuredinitril.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise wie folgt durchgeführt
werden: Die Verbindung mit der aktiven Methylengruppe wird in dem inerten Lösungsmittel
gelöst und vorzugsweise bei Zimmertemperal- mit dem Diazobicycloalken versetzt.
Im allgemeinen ist es ausreichend 3 bis 10 Vol.-Teiie des Lösungsmittels,bezogen
auf 1 Gew.-Teil der Verbindung,mit der aktiven Methylengruppe zu verwenden. Anschließend
gibt man vorzugsweise bei niedriger Temperatur die Verbindung der Formel (IV) zu.
Da die Reaktion im allgemeinen exotherm verläuft, arbeitet man zweckmäßigerweise
unter starker Kühlung.
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Nach Beendigung der Reaktion wird das Lösungsmittel abdestilliert,
der Rückstand mit Wasser versetzt und dann das Reaktionsprodukt in üblicher Weise
aufgearbeitet. Im allgemeinen ist es ausreichend,5 bis 20 Vol.-Teile Wasser bezogen
auf 1 Gew.-Teil der Verbindung mit der aktiven Methylengruppe zu verwenden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden neue Propensäurederivate
der Formel
worin X und Y gleich oder verschieden sind und für gegebenenfalls substituiertes
C1 bis C6 Alkoxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Cyano, C1 bis C6-Alkylsulfonyl oder Arylsulfonyl
stehen, Z Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, m für die Zahlen 2, 3 oder 4 und n
für die Zahlen 3, 4 oder 5 steht, und R für einen geradkettigen oder verzweigten
C1 bis C6-Alkyl- oder Arylrest oder Arylsulfonylrest steht, der gegebenenfalls durch
Halogene,Nitro, Trifluormethyl oder die Gruppe
worin X, Y, Z, m und n die oben angegebene Bedeutung haben, substituiert sein kann,
hergestellt.
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Beispielsweise seien die folgenden Propensäuren qenannt:
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(phenylamino)-propensäuremethylester
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)thio]-3-(phenylamino)-propensäuremethylester
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(phenylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(4-chlorphenylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(3-chlorphenylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(tolylsulfonylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonan-5-yl)oxy]-3-(tolylsulfonylamino)-propensäureäthylester
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(4-fluorphenylamino)-propensäuremethylester
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(4-trifluormethylphenylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(4-nitrophenylamino)-propensäuremethylester
2-Cyano-3-[(1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonan-5-yl)oxy]-3-(4-nitrophenylamino)-propensäuremethylester
2-Phenylsulfonyl-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy] -3-(phenylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(methylamino)-propensäuremethylester
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(methylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonan-5-yl)oxy]-3-(hexylamino)-propensäurenitril
2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(phenhylamino)-propensäurehexylester
3,3'-(1,4-Phenylendiimino)bis-2-cyano-3-[(1,8-diazebicyclo
t5.4.0gundecan-7-yl)oxy-propensäuremethylester 3,3'-(1,4-Phenylendiimino)bis-2-cyano-3-[(1,8-diazabicyclo
[5.4.O]undecan-7-yl]oxy]-propensäurenitril 3,3'-(1,6-Hexamethylendiimino)bis-2-cyano-3-[(1,5-diazabicyclo
[4,3-O]nonan-5-yl)oxy]-propensäurephenylester Die erfindungsgemäßen Propensäuren
haben eine mikrobizide Wirkung. Besonders hervorzuheben sei die fungizide Wirkung
z.B. gegen Botrytis cinerea.
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Beispiel 1
2-Cyano-3-[(1,8.diazabicyclo[5.4.O]undecan-7-yl)oxy]-3-(phenylamino)-propensäuremethylester
29,7 Gewichtsteile Cyanessigsäuremethylester werden in 120 Volumteilen wasserfreiem
Dimethylformamid gelöst, bei + 10 bis + 20°C mit einem Gemisch von 100,2 Gewichtsteilen
1,8-DiazabicycloA.4.0Jundec-7-en und 30 Volumteilen des gleichen Lösungsmittels
und anschließend bei 100C mit 39,3 Gewichtsteilen Phenylisocyanat und 100 Volumteilen
des gleichen Lösungsmittels versetzt.Man rührt das Reaktionsgemisch 15 Minuten bei
600C, entfernt anschließend das Lösungsmittel im Vakuum und verreibt den Rückstand
mit 500 Volumteilen Wasser. Das Kristallisat wird abgesaugt, getrocknet und aus
Äthanol umgelöst. Man erhält 27,0 Gewichtsteile 2-Cyano-3-[(1,8-diazabicyclo)[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-3-(phenylamino)-propansäure-methylester
vom Schmelzpunkt 141 - 1430C.
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Ausbeute 73 % der Theorie.
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Beispiel 2 bis 18 Man setzt 1 Mol einer Verbindung mit einer aktiven
Methylengruppe mit 2 bis 2,2 Mol eines Diazobicycloalkens und anschließend mit 1
bis 1,1 Mol eines Isocyanates bzw. Senföls um.
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Zur Isolierung der Reaktionsprodukte entfernt man das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck und versetzt den verbleibenden Rückstand, wahlweise unter
Zusatz von soviel Essigsäure wie
dem Überschuß an Diazabicycloalken
entspricht, mit Wasser.
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Die Propensäurederivate nach dem erfindungsgemäßen Verfahren fallen
kristallin an und können durch Umkristallisation gereinigt werden.
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Die einzelnen Umsetzungen mit den Schmelzpunkten der Reaktionsprodukte
und den Ausbeuten sind in Tabelle 1 angeführt:
T a b e l l e 1
Hergestellte Verbindungen Verbindungen der allgemeinen Formel I
| Beispiel- X Y Z n m R Fp in °C Ausbeute in % |
| Nr. der Theorie |
| 1 CN CO2CH3 O 5 3 # 141-143 73 |
| 2 CN CO2CH3 S 5 3 # 94- 95 74 |
| 3 CN CN O 5 3 # 131-132 83 |
| 4 CN CN O 5 3 #-Cl 131-132 83 |
| 5 CN CN O 5 3 # 128-129 82 |
| \ |
| Cl |
| 6 CN CN O 5 3 SO2-#-CH3 114-116 63 |
T a b e l l e 1 (Fortsetzung) Hergestellte Verbindungen der allgemeinen
Formel I
| Beispiel- X Y Z n m R Fp in °C Ausbeute in % |
| Nr. der Theorie |
| 7 CN CO2CH3 O 5 3 #-Cl 131-132 78 |
| 8 CN CO2CH3 O 5 3 # 131-132 70 |
| \ |
| Cl |
| 9 CN CO2CH3 O 5 3 #-F 133-134 76 |
| 10 CN CO2CH3 O 5 3 #-CF3 113-114 71 |
| 11 CN CN O 5 3 #-CF3 126-128 78 |
| 12 CN CN O 5 3 #-F 135-136 75 |
| 13 CN CO2CH3 O 5 3 #-NO2 149-151 78 |
T a b e l l e 1 (Fortsetzung)
| Beispiel- X Y Z n m R Fp in °C Ausbeute in % |
| Nr. der Theorie |
| 14 CN CN O 5 3 #-NO2 128-130 68 |
| 15 CN SO2-# O 5 3 # 133-134 91 |
| 16 CN CN S 5 3 CH3 72-74 71 |
| 17 CN CN O 5 3 CH3 123-124 43 |
| 18 CN CN O 5 3 #-Cl 119-121 77 |
Beispiel 19 2-Cyano-3-g(1,8-diazabicycloz5.4.0Sundecan-7-yl)oxy/-3-
(phenylamino) propensäuremethylester 21,8 Gewichtsteile 2-Cyano-3-hydroxy-3-(phenylamino)propensäuremethylester
werden in 30 Volumteilen Dimethylformamid gelöst und bei 10-20°C mit 16,7 Gewichtsteilen
1,8-Diazabicyclo-[5.4.O]undec-7-en und 10 Volumteilen desselben Lösungsmittels versetzt.
Man rührt das Reaktionsgemisch 15 Minuten bei 600C, kühlt auf Raumtemperatur ab,
gießt den Ansatz in 300 Volumteilen Wasser, trennt 43.s Kristallisat ab und erhält
27,9 Gew.-Teile (75 % der Theorie; Schmelzpunkt 142-1430C Beispiel 20
8,3'-(1,4-Phenylendiimino)bis-2-cyano-3-S1,8-diazabicyclo-[ 5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-propensäure-methylester.
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29,7 Gewichtsteile Cyanessigsäuremethylester werden in 120 Volurateilen
wasserfreiem Dimethylformamid bei +10 bis +200C mit 100,2 Gewichtsteilen 1 ,8-Diazabicyclo£5
.4 .O.7undec-7-en versetzt. Man läßt in das Reaktionsgemisch eine Lösung von 25,1
Gewichtsteilen 1,4-Phenylendiisocyanat in 90 Volumteilen Dimethylformamid zufließen,
rührt anschließend 15 Minuten bei 25 und 15 Minuten bei 75 - 80°C. Man läßt den
Ansatz abkühlen, gießt ihn in 1500 Volumteilen Wasser und saugt das Kristallisat
ab. Ausbeute 67 % der Theorie, Schmelzpunkt 216-218°C (Zersetzung).
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Beispiel 21 3,3'-[1.4-Phenylendiimino)bis-2-cyano-3-[(1,8-diazabicyclo
[5.4.0]undecan-7-yl)oxy]-propensäurenitril.
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Ersetzt man den Cyanessigsäuremethylester in Beispiel 20 durch 19,8
Gew.-Teile Malodinitril erhält man in analoger Weise in 70 %iger Ausbeute (Schmelzpunkt
206-208°C) 3,3'-[1,4-Phenylendiimino)bis-2-cyano-3[(1,8-diazabicyclo [5.4.0]undean-7-yl)oxy]-propensäurenitril.