DE2832977A1

DE2832977A1 - Verfahren zur herstellung von thiolverbindungen

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Publication number: DE2832977A1
Application number: DE19782832977
Authority: DE
Inventors: Rolf Himmelreich
Original assignee: CF Spiess and Sohn GmbH and Co
Current assignee: CF Spiess and Sohn GmbH and Co
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2832977C2

Description

B e s c h r e i b u n g
Zur Herstellung von Thiolen sind verschiedene Verfahren bekannt.
So wird in der DE-PS 1 468 651 ein Verfahren beschrieben, bei dem Metallsalze der Trithiokohlensäuren mit Halogenverbindungen eingesetzt und die erhaltenen Thiokohlensäurcester zu Thiolen und Schwefelkohlenstoff zersetzt werden. Dieses Verfahren liefert recht gute Ausbeuten an rrhiolen, jedoch hat sich in der Praxis @ wiesen, daß der Umgang mit Schwefelkohlenstoff sehr schwierig ist. Insbesondere die Rückgewinnung des Schwefelkohlenstoffs erfordert einen großen technischen Aufwand. Bei der sauren Spaltung der Tricarbonate benötigt man in der Technik zum Auf fangen des ausgetriebenen Schwefelkohlenstoffs Rieseikolonnen mit Natronlauge an, da auch gewisse Mengen an Schwefelwasser toff entstehen, die gleichfalls absorbiert werden müssen. Trotz Kühlung dieser Kolonnen treten Verdunstungsverluste auf. Man hat im allgemeinen mit einem Verlust von 10 bis 20 % an Schwefelkohlenstoff zu rechnen, zumal auch durch Nebenreaktionen Verluste an Schwefelkohienstoff eintreten, z.B.: wenn das verwendete Natriumsulfid einen Überschuss an Alkali enthält, was man bei Durchführung des Verfahrens im technischen Maßstab meist nicht vollkommen verhindern kann.
Nach der Formel: 6 NaOH + 3 CS2 Na2CO3 + 2 Na2CS3 + 3 H20 entsteht Natriumcarbonat, das sich im Laufe der Zeit, bei ständiger Wiederverwendung des zurückgewonnenen Schwefelkohlenstoffs anreichert und beim Ansäuern der Trithiocarbonatlösungen im technischem Maßstab zu starken Schäumen führt, was zuriätzliche technische Aufwendungen erforderlich macht.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, ein Verfahren zur Herstellung von Thiolen zu entwickeln, daß diese Nacllteile nicht aufweist und insbesondere erlaubt, Thiole in guten Ausbeuten online Nebenreaktionen zu erhalten.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Thiolverbindungen gefunden, das dadurch gekennzeichnet, ist, daß man Halogenverbindungen mit stickstoffhaltigen heterocyclischen Thiolverbindugen unter Zusatz einer Base in heterocyclische Thiolverbindungen überführt und diese dann mit einer Verbindung der Formel MSI1 oder M2S, worin M Ammonium, Lithium oder Natriumbedeutet, in der Weise spaltet, daß die eingesetzte heterocyclische Thiolverbindung neben der gewünschten Thiolverbindung quantitativ zurückgewonnen wird und der Reaktion wieder zur Verfügung steht.
Der Reaktionsablauf ist aus folgendem Formelschema zu ersehen: Y steht in den abgebildeten Formeln für eine Kette, von 2 oder 3 beliebig substituierten Kohlenstoffatomen, die mit den Stickstoffatomen den Ring schließen, das Symbnl bedeutet eine Einfach- oder Doppelbindung und n entsprechend 1 oder 0.
Als Verbindung der Formel MSH oder M2S wird bevorzugt Natriumhydrogensulfid, in einigen Fällen auch Natriumsulfid verwendet.
Als besonders geeignet als heterocyclische Mercap;Loverbindungen haben sich solche erwiesen, die die Gruppierung enthalten, worin ...... und n die oben angegebene Bedeutung haben insbesondere 5-gliedrige Heterocyclen, wie gegebenenfalls substituierte, Imidazoline und 6-gliedrige Heterocyclen, wie gegebenenfalls substituierte Pyrimidine.
Von den in Frage kommenden heterocyclischen Komponenten sind N,N'-Ethylenisothioharnstoff (2-Mercapto-#²-imidazolin) und N,N'-Propylen-isothioharnstoff (2-mercapto-1,4,5,6-tetra-hydropyrimidin) besonders bevorzugt, da sie mit vielen Halogenverbindungen in alkalischer Lösung reagieren, und da sie in Wasser wenig löslich sind und nach beendeter Reaktion in kristalliner Form praktisch quantitativ wieder anfallen und zur weiteren Verfükgung stehen. Außerdem können auch Thiobarbitursäure, Thioparaban :äure, 2-Thio--uracil, 4 --Methyl-2--thiouracil und 4,6-Dimethyl-2-thio-pyrimidin als heterocyclische Verbindung Verwendung finden. Diese Auswahl soll jedoch keine Beschränkung der der Reaktion fähigen heterocyclischen Thiolverbindungen darstellen.
Der Reaktion zugänglich sind die meisten Halogenverbindungen der allgemeinen Formel X--R, lediglich gesättigte Halogenalkyle, sowie unsubstituierte und substituierte Halogenaryle reagieren nicht mit den stickstoffhaltigen heterocyclischen Mercaptoverbindungen. Dagegen sind alle substituierten Halogenalkyle der Reaktion zugänglich, ganz gleich wie sie am Kohlenstoff substituiert sind, z.B. durch Alkylgruppen mit 1 bis 18 C-Atomen, die einfach, zweifach oder dreifach durch --OH, -NH2, -COOH, -CONH2, -CN, COORa, worin Ra Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet, CO-NH-(CH2)n-COOH, worin n eine Zahl von 1 bis 6 bedeutet, CORb, worin Rb eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet, -C"C-Rc, worin Rc eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, oder gegebenenfalls durch Alkylgruppen mit 1 bis 2 C-Atolnen substituierte Arylreste, insbesondere Phenyl- und Naphthylgruppen bedeutet, substituiert sind.
In der oben angegebenen Fomel X - R kann R z.B.: folgende Reste bedeuten: ; Dabei soll die Auswahl der hier angegebenen Verbindungen keine Beschränkung bedeuten.
X kann tür Jod, Brom, Chlor und Fluor stehen.
Die Umsetzung der Halogenverbindugen mit den hetrocyclischen Mercaptoverbindungen wird in Gegenwart einer Base, wie Ammoniumhydrioxyd, Alkalimetallhydroxid, Erdalkalihydroxid, Alkoholaten von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen oder Aluminium, in einem protischen Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohol mit 1 bis 5 C-Atomen, oder deren Gemischen durchgeführt.
Das Verhältnis von Base zu Mercaptoverbindung beträqt etwa 1:1 is 1:2, bevorzugt 1:1.
Sie erfolgt beispielsweise unter Zusatz von etwa 1 Mol Alkalihydroxid pro Mol Mercaptoverbindung in wässriger und/oder alkoholischer Lösung praktisch quantitativ. Dabei kann man beliebig verfahren. Man kann z.B. die Mercaptoverbindug zu einer Lösung der Base geben und die Halogenverbindung vor dünnt oder unverdünnt zutropfen. Man kann aber auch die Lösung der Base zu einem Gemisch von Mercapto- und lIa]ogenverbindung geben, oder man kann auch direkt vom Metallsalz der heterocyclischen Mercaptoverbindung ausgehen. In den meisten Fällen läuft die Reaktion exotherm ab. In einigen Fällen muß jedoch erwärmt werden um eine quantitative Umsetzung zu erhalten.
Die bei dieser Umsetzung in erster Stufe entstehenden Thioverbindungen der allgemeinen Formel: lassen sich meistens leicht isolieren, da sie leicht zu kristallisieren sind. Sie können auch isoliert weiter verarbeitet werden, obwohl dies nicht notwendig ist.
Die in der ersten Reaktionsstufe erhaltenen Thioverbindungen werden olive Isolierung, oder nach Isolierung mit einer wäb"srigen Lösung einer Verbindung der Formel MHS oder M2 5 worin M die oben angegebene Bedeutung hat, bevorzugt mit einer wässrigen Natriumhydrogensulfidlösung behandelt. In einigen Fällen kann auch eine natriumsulfidlösung verwendet werden.
Die Spaltung kann bei Zimmer Temperatur durchgefürt werden, dauert dann über einige Tage. Besser und in fast allen Fällen ausreichend ist einstündiges Kochen am Rückflusskühler.
Mit unter ist ein längeres Kochen, bis 4 Stunden, zur quantitativen Spaltung erforderlich. Bei Verwendung von Natriumsulfid- oder Kaliumhydrogensulfidlösungen zur Spaltung kann unter Umständen infolge der größeren ! -alität dicser Substanzen durch Hydrolyse ein Gemisch der heterocyclischen Ausgangssubstanz und ihrer Hydroxyverbindung entstehen, was unerwünscht ist, da die Hydroxyverbindung nicht wieder zur Reaktion herangezogen werden kann.
Nach beendeter Spaltung wird die Mischung angekühlt und angesäuert. Dazu sind Mineralsäuren, wie z.B. Salzsäure oder Schwefelsäure geeignet. Beim Ansäuern fällt die ursprünglich eingesetz Le heterocyclische Mercaptoverbindung wieder kristallin aus und wurd durch Filtrieren, Absaugen oder Abschleudern isoliert. Diese Substanz kann sofort, ohne Trocknen oder Reinigen, wieder im nächsten Ansatz eingesetzt werden. Die wässrige Lösung wird mit einem geeigneten Lösung mittel, z.B. Ether, Essigester oder Benzol extrahiert und die Thiolverbindung aus dem Extrakt in bekannter Weise isoliert.
In einigen Fällen kristallisiert die Thiolverbindung zuammen mit der heterocyclischen Verbindung aus, dann gelingt die Abtrennung der Thiolverbindung nach Entfernen des Wassers mit Alkohol, Ether, Benzol, Chloroform oder Essigester durch Extraktion in der Kälte oder beim Erhitzen, da die verwendeten heterocyclischen Mercaptoverbindungen auch in diesen Lösungsmitteln wenig löslich sind, die Thiolverbindungen aber gut in wenigstens ei m der genannten Lösungsmittel.
Fs kann aber ich passieren, daß beim Ansäuern ein Brei anfällt, wenn die entstandene Thiolverbindung eine wasserkösliche Flüssigkleit ist Dann wird das Wasser, soweit möglich entwt-der druch Abdekantieren oder Abdestillieren, mit oder ohne Vakkum entfernt und der Brei mit Alkohol oder einem anderen Lösungsmittel vermischt, von der dabei entfallenden kristallinen heterocyclischen Mercaptoverbindung wird abflitriert oder abgesaugt, und im Filtrat befindet sich nunmehr die Thiolverbindung. Sie wird schli; ßlich in bekannter Weise isoliert.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liest darin, daß Nebenreaktionen, die sonst bei der Bildung von Thiolverbindungen oft auftreten, hier nicht vorkommen und daß die e Thiolverbindungen daher bei diesem Verfahren in beonders guten Ausbeuten erhalten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele im einzelnen näher erläutert.
Beispiel 1 S-2-carboxymethylmercapto-#²-imidazolin 80 g Natriumhydroxid wurden in 500 ml Wasser gelöst und 204 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff (2-Mercapto-#²-imidazolin) zugesetzt. Die Mischung wurde unter mechanischem Rühren zum Sieden erhitzt, wobei nach wenigen Minuten eine klare Lösung erhalten wurde. Zu dieser wurden 244,2 g Chloressigsäure 77,4%ig mit socher Geschwindigkeit zugetropft, daß die Mischung gerade von selber am Sieden blieb. Die jleizung war vorher abgestellt worden. Es wurde dann noch 30 min lang weiter gerührt. Dann wird die Mischung auf Zimmertemperatur abgekühlt und vom Niederschlag wurde abge ugt. Der Rückstand wurde im Exsiccator getrocknet. Es wurden 239,5 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 1460 C erhalten. Durch Einengen der Mutierlauge konnten noch weitere Mengen der Substanz erhalten weiden. Die reine Substanz, die durch mehrmaliges Umkristallisieren aus wenig Wasser erghalten wurde hat einen Fp. von 167°C und liegt als Monohydrat vor, wie die analytischen Werte zeigten: Ngef.= 15,49 %, Nber für das Monohydrat = 15,73 % S f = 17,93 % 5ber. für das Monohydrat = 17,92 % Beispiel 2 Thioglykolsäure aus S-2-Carboximethylmercapto-#²-imidazolin.
17,8 g S-2-Carboximathylmercapto-#²-imidazolin wurden mit der Lösung von 13,0 g Natriumsulfid 60 gig In 100 ml Wasser gelöst.
Die Mischung wurde im geschlossenem Gefäß bei Zimmertemperatur magnetisch gerührt. Durch jodometrische Titration wurde der Reaktionsverlauf verfolgt, wobei allerdings vor der Titration die Sulfidionen verkocht werden mußten. Die Tabelle 1 zeiqt die Bildung der Thioglykolsäure in Abhängigkeit von der Zeit: Tabelle 1

Zeit % Thioglykolsäure

(min) ~~ ~~ ~~~ ~~~~~

30 26,13

120 36,37

24o 48,74

320 58,48

1200 88,87

1440 90,47

1740 99,62

Beispiel 3 Thioglykolsäure, einstüfiges Verfahren.
40 g Natriumhydroxid wurden in 200 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 102 g N,N'-Ethylen-iosthioharnstoff und 122,1 g Chloiessigsäure 77,4 %ig gegeben. Dabei trat eine lebhafte exotherme Reaktion ein. Die Mischung wurde 30 min lang am Rückflußkühler mechanisch gerührt. Dann wurden 200 g einer 28,16 %igen Natriumhydrogensulfidlösung zugegeben. Unter fortgesetztem mechanischem Rühren wurde ein Stunde lang am Rückfluß auf dem m Infrarotheizbad zum Sieden erhitzt. Dann wurde die Mischung abgekühlt und mit 100 ml konz. Salzsäure versetzt.
Vom ausgefal]enem N,N'-Ethylen-isothioharnstoff wurde abgesaugt, und die Substanz wurde getrocknet, um festzustellen, wieviel wieder zurück erhalten wurde. Es waren 101 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff. Die wässrige Lösung wurde im Rotationsperforator mit Ether extrahiert. Aus der etherischen Lösung wurde der Ether abdesstilliert. Es wurden 104 g Rohsäure erhalten, aus der bei der Destillation im Vakuum an der Wasserstrahlpumpe 87,9 g reine Thioglykolsäure mit einem Siedebereich von 1o1 - 1o2°C bei 16 mbar erhalten wurden.
Die Ausbeute betrug 95,5 % der Theorie.
Beispiel 4 Thioglykolsäure aus Fluoressigsäure 50 g fluoressigsaures Natrium wurden in 150 ml Wasser gelöst.
D<jzu wurde 52 g N,N'-Ethylen isothioharnstoff nach und nach im Verlauf von 30 min zugegeben. Die Mischung wurde dabei mechanisch gerührt. Es wurde nun kurz zum Sieden erhitzt und dann noch 30 min lang weiter gerührt. Schließlich wurden 100 g g einer 28,52 %igen Natriumhydrogensulfidlösung zugegeben und eine Stunde lang am Rückfluß gekocht. Nach zum Abkühlen wurde mit 50 ml konz. Salzsäure versetzt und vom Niederschlag abgesaugt Nach Exiraktion mit Ether und Destillation wurden 27,2 g Thioglykolsäure erhalten, das sind 59,1 % der Theorie.
Beispiel 5 Thioglykolsäure aus Jedessigsäure.
Der Ansatz wurde dllrchgeführt wie in Beispiel 3 beschrieben.
Anstelle von Chloressigsäurc wurden jedoch 186 g Jodessigsäure eingesetzt. Es wurden 75,1 g Thioglykolsäure erhalten, das sind 81,6 % der Theorie.
Beispiel 6 Thioglykolessigsäure mit verschiedenen heterocyclischen Mercaptoverbindungen.
Die Umsetzung erfolgte jeweils wie in Beispiel 3 beschrieben, jedoch variierten die Hydrolysezeiten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt: Tabelle 2 Mercaptoverbindung Reaktionsdauer Ausbeute an zurückbehaltene mit NaSH Thioglykol- Mercaptover-(Stunden) säure (%) bindung (%) 2-Mercapto-#²-imidazolin 1 95,5 99 2-Mercapto-1,4,5,6-tetrahy- 1 94,2 100 dropyrimidin 2-thio-4,6-dimethyl-pyrimidin 3 93,8 100 2-Thio-uracil 1 81,5 100 4-Methyl-2-thio-uracil 2 79,3 98,o Th ioparabonsäure 3 51,6 84,3 Thiobarbitursäure 1 28,9 100 Beispiel 7 1-Amino-ethanol-(2)-hydrochlorid.
80 g Natriumhydroxid wurden in 300 ml Wasser gelöst und 102 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff zugesetzt. Unter machanischem Rühren wurde die Mischung erhitzt bis eine klare Lösung erhalten wurde. Die Mischung wurde auf 50°C abgekühlt und 116 g 2-Chlor-ethylammoniumchlorid zujegeben, lo Minuten auf 700 C erwärmt und dann noch Go min lang weiter gerührt. Dann wurden 220 g einer 28,16 %igen Natriumhydrogensulfidläösung zugegeben und eine Stunde lang am Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen wurden 210 ml konz. Salzsäure zugesetzt und vom N,N'-Ethylen-isotiohanrnstoff wurde abgesaugt.
Das Filtrat wurde im Vakuum im Rotationsverfahren eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ethanol extrahiert. Nach Abdestillieren des Ethanols wurden 84,5 g 1-Aminoethanol-(2)-hydrochlorid mit einem Fp. von 76 - 770C erhalten. Die Substanz ist sehr hygroskopisch. Die Ausboute betrug 74,4 % der Theorie.
Beispiel 8 Thioglykol 40 g Natriumhydroxid wurden in 8o ml Wasser gelöst. Dazu wurden 400 ml Ethanol und 1o2 g N,N'-Ethylen-iosthioharnstoff gegeben.
Unter mechanischem Rühren wurden 80,5 g Ethylenchlorhydrin zugetropft, wobei die Mischung lebhaft zu Sieden begann. Die Zutropf dauer betrug 1o min, dann wurde noch 30 min weiter gerührt.
Schließlich wurde nun eine Stunde lang am Rückfluß gekocht.
Nach dem Abkühlen wurde mit 100 ml konz. Salzsäure angesäuert bis auf einen PH- Wertvon 5-6. Vom Niederschlag wurde abgesaugt.
Das Filtrat wurde im Rotationsverdampfer im Vakuum fraktioniert destilliert. Dabei destillierte das Thioglkol bei 52 0C bei 16 mbar. Die Ausbeute betrug 72,3 g, das sind 92,69 % der Theorie.
Beispiel 9 DL-2-Mercapto-propionsäure.
Der Ansatz wurde wie in Beispiel 3 beschrieben ausgeführt. Es wurden lediglich anstelle der Chloressigsäure 108,5 g DL-2-Chlorpropionsäure eingesetzt. Es wurden 96,8 g einer farblosen Flüssigkeit mit einem Siedebereich von 95 bis 960C bei 16 mbar erhalten. Die Ausbeute betrug 91,32 % der Theorie.
Beispiel 1o -Mercapto-propionsäure.
Der Ansatz wurde wie in Beispiel 3 beschrieben durchgeführt, doch wurden anstelle der Chloressigsäure 1o8,5 g 3-Chlorpropionsäure eingesetzt. Es wurden 1o1,o g 3-Mercapto-propionsäure erhalten, das sind 95,28 % der Theorie. Die Substanz destillierte bei 114 - 1160C bei 16 mbar.
Beispiel 11 DL-Phen-mercapto-essigsäure Der Ansatz wurde wie in Beispiel 3, doch nur halb so groß, wie dort beschrieben, durchgeführt. Anstelle von Chloressigsäure wurden 85 g DL-Phenyl-chlor-essigsäure eingesetzt.
Die Extraktionsdauer mit Ether betrug 5 Stunden. Nach Abdestillieren des Ethers wurde er Rückstand aus Benzol umkristallisiert. Man erhielt 76,6 g DL---Phellyl-mercapto-lessigsäure mit einem Fp. von 6o0C. Die Ausbeute betrug 91,19 % der Theorie.
Beispiel 12 DL-Thio-äpfelsäure.
11 , 2 g Natriumhydroxid wurden in 56 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 28,5 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff gegeben. Die Mischung wurde unter mechanischem Rühren zum Sieden erhitzt und dann spatelspitzenweise im Verlauf von 10 Minuten 55 g DL-Brom-bernsteinsäure zugesetzt. Es wurde noch 30 Minuten lang weiter gerührt. Dann wurden 60 g einer 28,16 %igen Natriumhydrogensulfidlösung zugesetzt und eine Stunde lang am Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen wurde mit 28 ml konz.
Salzsäure angesäuert. Vom N,N'-Ethylen-isothioharnstoff wurde abgesaugt. Das Filtrat wurde im Rotationsperforator mit Essigsäureethylester extrahiert. Aus dem Extrakt wurde der Essigester abdestilliert. Der Rückstand wurde aus Benzol umkristallisiert. Es wurden 40,2 g DL-Thio-äpfelsäure mit einem Fp. von 147-1490C erhalten. Die Ausbeute betrug 95,71 % der Theorie.
Beispiel 13 DL-2-Mercapto-cyclohexanon.(1) 20 g Natriumhydroxid wurden in 200 ml Wasser gelöst und 51 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff zugegeben. Unter mechanischem Rühren wurde erwärmt bis eine klare Lösung entstanden war. Nach dem Abkühlen auf 50°C wurden 38,5 g DL-2-Brom-cyclohexanon- (1) so zugetropft, daß die Temperatur der lösung nicht iiber 60 C anstieg. Dannach wurden 65 g Natriumsulfid 60 %ig zugesetzt und 9o Minuten lang am Rückflußkühler zum Sieden erhitzt. Nach dem Erkalten wurde mit 100 ml konz. Salzsäure angesiuert. Vom Niederschlag wurde abgesaugt. Im Filtrat befanden ich 2 Phasen.
Das Filtrat wurde mit Ether ausgeschüttelt. Nach Abdestillieren des Ethers wurde die Lösung im Vakuum fraktioniert. Es wurden 51 g einer farblosen, öligen Flüssigkeit erhalten, die bei 950C bei 13,3 mbar destillierte. Die Ausbeute betrug 78,46 % der Theorie.
Beispiel 14 Benzylmercaptan Ein Gemisch von 40 g Natriumhydroxid, 300 ml Wasser, 102 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff und 127,5 g Benzylchlorid wurden 5 1/2 Stunden lang unter mechanischem Rühren am Riickflußkühlcr zum Sieden erhitzt. Dann wurden 200 g einer 28,16 %igen Natriumhydrogensulfidlösung zugesetzt und weitere 2 Stunden lang am Rückfluß gekocht. Nach dem Abaiihlen wurde mit 100 mg konz. Salzsäure angesäuert. Vom Niederschlag wurde abgesaugt. Im Filtrat befand sich eine ölige Phase, die abgetrennt wurde. Die wässrige Lösung wurde noch einmal mit Ether ausgeschüttelt.
Die vereinigten organischen Lösungen wurden über Natriumsulfat getreRknet. Der Ether wurde abdestilliert. Der Rückstand wurde an der Motorpumpe fraktioniert. Das Benzylmercaptan destillierte bei 790C bei 1,3 mbar. Die Ausbeute betrug 65,6 g. Das sind 52,9 % der Theorie.
Beispiel 15 Propargylmercaptan 20 g g Natriumhydroxid wurden in loo ml Wasser gelöst und dazu 51 g N,N1-Ethylen- @ sothioharnstoff gegeben. Die Mischung wurde unter mechanischem Rühren am Rückflußkühler zum Sieden erhitzt bis eine klare Lösung entstanden war. Dann wurde auf 250C abgekühlt und 59,6 g Propargylbromid zugetropft, wobei die Tomperatur nicht iiber 40°C ansteigen durfte. Es wurde dann noch eine Stunde lang weiter gerührt. Dann wurde mit 50 ml Wasser versetzt und 100 g einer 28,16 %igen Natriumhydrogensulfid -lösung zugetropft. Nach einiger Zeit stieg die Temperatur von 23 0C auf 30 C an, bei der sie unter Kühlung gehalten wurde. Die gesamte Spaltungsdauer betrug 8 Stunden. Unter starker Kühlung wurde dann mit 50 ml konz. Salzsäure neutralisiert. Die organische Phase wurde abgetrennt und 4 rnal mit je 100 ml Ether ausgeschüttelt. Die vereinigten etherischen Lösungen wurden iiber Natriumsulfat getrocknet. Der Ether wurde im Vakuum abdestilliert.
Der Rückstand wurde unter Kilhlung der Vorlage fraktioniert.
Es wurden 17 g einer farblosen Flüssigkeit erhalten mit einem Siederbereich von 33 - 34°C bei 126 mbar. Die Ausbeute betrug 47,2 % der Theorie. Die Substanz polymerisiert explosionsartig beim Erwärmen.
Beispiel 16 4-Mercapto-butanon-(2).
Der Ansatz wurde durchgeführt wie in Beispiel 3 beschrieben, anstelle von Chloressigsäure wurden jedoch 106,5 g 2-Chlorethyl--lnethyl-keton eingesetzt. Beim Ansäuern wurde ein pH-Bereich von 5 - 6 eingehalten. Die Mischung wurde dann im Vakuum bei 35 0C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ethanol extrahiert. Nach Abdestillieren des Ethanols und Fraktionieren des Rückstandes wurden 71,5 g 4-Mercapto-butanon-(2) mit einem Siedebereich v, 1 63 - 65 0C bei 20 mbar erhalten. Die Ausbeute betrug 68,75 % der Theorie.
Beispiel 17 Thioglycolsäureamid.
Der Ansatz anu-dev durchgeführte wie in Beispiel 3 beschrieben, anstelle von Chloressigsäure wurden jedoch 93,5 g Chloracetamid zugesetzt. Die Spaltungsdauer in Abänderung von Beispiel 3 90 M-nuten. Nach dem Absaugen des zurückgewonnenen N,N'-Ethylen--isothioharnstoffs wurde das Filtrat im Vakuum bei 350C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ethanol extrahiert.
Das Ethanol wurde abdestilliert. Es wurden 87,o g einer farblosen, kristallinen Substanz erhalten, die einen Fp. von 520C hatte. Die Ausbeute betrug 95,6 % der Theorie.
Beispiel 18 DL-Methyl-3-mercapto-prtopionitril.
20 g Natriumhydroxid wurden in 150 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 51 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff gegeben. Unter mechanischem Rühren wurde die Mischung zum Sieden erhitzt bis eine klare Lösung entstanden war. Dann wurden 74 g Dl-ß-Brom-isobuttersäurenitril zugesetzt und die Mischung 4 Stunden lang am Rückflußkühler zum Sieden erhitzt. Schließlich wurde abgekühlt, vom Niederschlag wurde abgesaugt und der Rückstand im Exsiccator getrocknet. Es wurden 52,5 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 154°C erhalten. die Substanz ist S-2(ß-Isobutyronitril)-mercapto-#²-imidazolin Die oben erhaltene Substanz wurde mit 15o ml Wasser versetzt und 62 g Natriumhydrogensulfidlösung 28,16 %ig zugegeben.
Unter mechanischem Rühren wurde eine Stunde lang am Rückflußkühler zum Sieden erhitzt. Danach wurde die Mischung abgekühlt und mit 31 ml konz. Salzsäure versetzt. Vom Niederschlag wurde abgesaugt und der Rückstand wurde mit Essigester ausgewaschen.
Aus dem Filtrat wurde der Essigester im Vakuum abdestilliert.
Das wässrige Filtrat wurde dann im Rotationsperforator mit Ether extrahiert. Nach Trocknen über Natriumsulfat und Abdestilliren des ethers wurden 30,6 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 95°C erhalten. Die Ausbeute betrug 6o, 6 % der Theorie.
Beispiel 19 N-Mercaptoacetyloglycin.
5,8 g Natriumhydroxid wurden in 29 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 14,8 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff gegeben und die Mischung am Rückflußkühler zum Sieden erhitzt bis eine klare Lösung entstanden war. Die Mischung wurde auf 50°C Chloracetylglycin und im Verlauf von 15 Minuten wurden 22,0 g Chloracetylglycin zugegeben. Dabei stieg die Temperatur bis auf 70°C an. Beim Abkühlen fiel ein Niederschlag aus, von dem abgesaugt wurde.
Beim Einegen der Mutterlaugekonnte weiteres S-2(N-Acetyl-gylcin)-mercapto-#²-imnidazolin erhalten werden, das eine farblose, kristalline Substanz ist. Die Ausbeute betrug 28,5 g. Beim Menge wurde mit 25 ml Wasser und 3c g einer 28,16 %igen Natriumhydrogensulfidlösung versetzt und eine Stunde lang am Rückeflußkühler gekocht. Nach dem Abkühlen wurde mit 15 ml konz. Salzsäure bis auf einen pH-Wert von 5 - 6 angesäuert.
Vom Niederschlag wurde abgesaugt. Das Filtrat wurde im Vakuum im Rotationsverdampfer bei 350C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ethanol extrahiert. Nach Abdestillieren des Ethanols verblieben 15,8 g einer farblosen, öligen Flüssigkeit, die nach ca. 3 Wochen kristallin erstarrte. Eine jodometrische Titration zeigte, daß die Flüssigkeit eine Reinheit von 97,5 % hatte. Die Ausbeute betrug 71,3 % der Theorie.
Beispiel 20 Thiobenzoesäure Der Ansatz wurde wie in Beispiel 3 beschrieben durchgeführt, <3och wurde anstelle der Chloressigsäure 140,5 g Benzoylchlorid eingesetzt. Nach dem Ansäuern wurde die wässrige Lösung abdekantiert. Das verbliebene Gemisch wurde mit eiskaltem Ethanol extrahiert. Aus der ethanolischen Lösung wurde das Ethanol abdestilliert und der Rückstand an der Motorpumpe faraktioniert. Es wurden 132 g eines gelblich gefärbten Öles mit einem Siedebereich von 88 - 89 °C bei 10 mbar erhalten, das bald kristallisierte und einen FP. von 24°C hat. Die Ausbeute betrug 85,7 % der Theorie.
Beispiel 21 #-Mercapto-acetophenon a.) 2-Benzoylmethyl-mercapto-#²-imidazolin 10 g Natriumhydroxid wurden in loo ml Wasser gelöst. Die Lösung wurde mit 25,5 g N,N'-Ethylen-isothioharnstoff versetzt und unter mechanischem Rühren zum Sieden erhitzt bis eine klare Lösung erhalten wurde. Es wurde dann auf 70°C abngekühlt und 40 g#-Chloracetophenonen im Verlauf von 20 Minuten zugetropft. Danach wurde noch eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. dann wurde die Mischung abgekühlt.
Die wässrige Lösung wurde abgetrennt und der Rückstand aus 700 ml Isopropanol unter Zusatz von Aktivkohle (5 g) umkristallisiert. Es wurden nach dem Trocknen im ExsiccaLor 43,8 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 223-225°C erhalten. Eine abalytische Unterschuchung ergab folgende Werte: Ngef = 11,67 % Nber für das Monohydrat = 11,72 % Sgef.= 13,o6 % Sber. für das Monohydrat = 13,39 % b.) Spaltung 61,8 g 2-Benzoylmethyl-mercapto-#²-imidazolin Monohydrat wurden mit 200 ml Ethanol versetzt. Unter mechanischem Rühren wurden dazu 75 g einer 28,16 5igen Natriumhydrogensulfidlösung gegeben. Die mIschung wurde am rückflußkühler 4 Stunden lang zum Sieden erhitzt. Danach wurde abgekühlt und 30 ml konz.
Salzsäure zWj etzt. Die Mischung wurde im Vakuum im Rotationsverdampfer bei 40°C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit 3(o ml Wasser versetzt. Vom N,N'-Ethylen-isothioharsntoff wurde abgesaugt. Das Filtrat wurde mit ether im Rotationsperforator extrahiert. die etherische Lösung wurde über Natriumsulfat getrocknet. Der Ether wurde abdestil]iert, und der Rückstand wurde an der Motorpumpe fraktioniert. Es wurden 25,5 g einer farblosen Flüssigkeit mit einem Siedebereich von 110 bis 112°C bei 4,7 mbar erhalten. Die Substabz zeigte eine Refraktion von nD20°= 1,5924. (Literarturangabe nD20°= 1,593). Die Ausbeute betrug 64,61 % der Theorie.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Thioverbindungen P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Thiolverbindungen, dadurch cjckcnnzeichnet, daß man Halogenverbindungen mit stickstoiffbaltigen heterocyclischen Thiolverbindungen unter Zusatz einer Base in heterocyclische Thioverbindungcn überführt und diese dann mit einer Verbindung der Formel MSII oder M2S, worin M Snmonium, Lithium oder Natrium bedeutet, in der Weise spaltet, daß die eingesetzte heterocyclische Thiolverbindung neben der gewünschten Thiolverbindung quantitativ zurückgewonnen wird und der Reaktion wieder zur Verfügung steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heterocyclischen Thiolverbindungen die Gruppierung enthalten, worin .... eine Einfachbindung oder eine Doppelbindung bedeutet und n entsprechend gleich 1 oder 0 ist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogenverbindungen Verbindungen des Fluors, Chlors, Broms oder Jods einsetzt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in wässrigenm, wässrig-alkoholischen oder alkoholischen Lösungen von Alkoholen mit 1 bis 5 arbeitet
5. Verfahren nach den Ansprtichen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß primeär heterocyclische Thioverbindungen en t 5 stehen.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die primär gebildeten Thioverbindungen mit Natriumhydrogensulfid oder Natriumsulfid in Thiolverbindungen und die eingesetzten Stickstoffhaltigen heterocyclischen Thiolverbindungen gespalten werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten heterocyclischen Thiolverbindungen quantitaitv zurückgewonnen werden und immer wieder zur Herstellung weiterer Thiolverbindungen aus IJaloyenverbindungen eingesetzten werden können.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halogenverbindungen der Formel R-X eingesetzt werden, worin R bedeutet: gegebenenfalls substituierte Alkyltest mit 1 bis 18 C-Atomen und Arylreste, die mit Alkylgruppen mit 1 bis 2 C-Atoinen substituiert sind, mit Ausnahme von gesättigten Alkylen und unsubstituierten und substituierten Arylenresten.