DE2832977C2

DE2832977C2 -

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Publication number: DE2832977C2
Application number: DE2832977A
Authority: DE
Inventors: Rolf 6718 Gruenstadt De Himmelreich
Original assignee: Cf Spiess & Sohn & Co 6719 Kleinkarlbach De GmbH
Current assignee: Cf Spiess & Sohn & Co 6719 Kleinkarlbach De GmbH
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1988-03-31
Also published as: DE2832977A1

Description

Zur Herstellung von Thiolen sind verschiedene Verfahren bekannt. So wird in der DE-PS 14 68 651 ein Verfahren beschrieben, bei dem Metallsalze der Trithiokohlensäure mit Halogenverbindungen umgesetzt und die erhaltenen Thiokohlensäureester zu Thiolen und Schwefelkohlenstoff zersetzt werden. Dieses Verfahren liefert recht gute Ausbeuten an Thiolen, jedoch hat sich in der Praxis erwiesen, 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 Auffangen des ausgetriebenen Schwefelkohlenstoffs Rieselkolonnen mit Natronlaugebeaufschlagung, da auch gewisse Mengen an Schwefelwasserstoff 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, namentlich auch durch Nebenreaktionen, 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 H₂O

entsteht Natriumcarbonat, das sich im Laufe der Zeit, bei ständiger Wiederverwendung des zurückgewonnenen Schwefelkohlenstoffs, anreichert und beim Ansäuern der Trithiocarbonatlösungen in technischem Maßstab zu starkem Schäumen führt, was zusätzliche technische Aufwendungen erforderlich macht.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, ein Verfahren zur Herstellung von Thiolen zu entwickeln, das diese Nachteile nicht aufweist und insbesondere erlaubt, Thiole in guten Ausbeuten ohne Nebenreaktionen zu erhalten.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Thiolverbindungen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Halogenverbindung der allgemeinen Formel R-X, in der X ein Halogenatom und R einen substituierten Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen über eine C₁- bis C₂- Alkylgruppe gebundenen Arylrest, oder eine der Gruppen -CH₂-C≡CH oder

bedeuten, mit einer heterocyclischen Thiolverbindung der allgemeinen Formel

worin eine Einfachbindung oder eine Doppelbindung bedeutet und n entsprechend gleich 1 oder 0 ist, und Y für eine Kette von 2 oder 3 beliebig substituierten Kohlenstoffatomen steht, unter Zusatz einer Base in einen heterocyclischen Thioläther

überführt und diesen mit einer Verbindung der Formel MSH oder M₂S, worin M Ammonium, Lithium oder Natrium bedeutet, in der Weise spaltet, daß die eingesetzte heterocyclische Thiolverbindung (I) neben der gewünschten Thiolverbindung quantitativ zurückgewonnen wird.

Im Rest R unsubstituierte Alkylhalogenide sowie Arylhalogenide, d. h. Verbindungen RX mit R in der Bedeutung substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, sind der Reaktion nicht zugänglich.

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 Symbol 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 Mercaptoverbindungen haben sich solche erwiesen, die die Gruppierung

enthalten, worin und n die oben angegebene Bedeutung haben, insbesondere 5gliedrige Heterocyclen, wie gegebenenfalls substituierte Imidazoline, und 6gliedrige Heterocyclen, wie gegebenenfalls substituierte Pyrimidine.

Von den in Frage kommenden heterocyclischen Komponenten sind N,N′-Ethylenisothioharnstoff (2-Mercapto-Δ²-imidazolin) und N,N′-Propylen-isothioharnstoff (2-Mercapto- 1,4,5,6-tetrahydropyrimidin) 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 Verfügung stehen. Außerdem können auch Thiobarbitursäure, Thioparabansäure, 2-Thio-uracil, 4-Methyl-2- thiouracil und 4,6-Dimethyl-2-thio-pyrimidin als heterocyclische Verbindung Verwendung finden.

Der Reaktion sind die meisten Halogenverbindungen der allgemeinen Formel X-R zugänglich; lediglich - wie oben bereits festgestellt - Alkylhalogenide sowie unsubstituierte und substituierte Arylhalogenide reagieren nicht mit den stickstoffhaltigen heterocyclischen Mercaptoverbindungen. Dagegen sind alle substituierten Alkylhalogenide der Reaktion zugänglich, ganz gleich, wie sie am Kohlenstoff substituiert sind, z. B. Alkylgruppen mit 1 bis 18 C-Atomen, die einfach, zweifach oder dreifach durch -OH, -NH₂, -COOH, -CONH₂, -CN, -COOR_a, worin R_a eine C₁- bis C₈-Alkylgruppe bedeutet,
-CO-NH(CH₂)_n-COOH,
worin n eine Zahl von 1 bis 6 bedeutet, oder -COR_b, worin R_b eine C₁- bis C₆-Alkylgruppe bedeutet, substituiert sind; R kann weiterhin die Propargylgruppe, d. h. -CH-C≡CH, die 2-Oxocyclohexylgruppe,

oder einen über eine C₁- bis C₂-Alkylgruppe gebundenen Aryl-, insbesondere Phenyl- oder Naphthylrest, bedeuten.

In der oben angegebenen Formel kann R z. B. folgende Reste bedeuten:

R= -CH₂-CH₂OH = -CH₂-CH₂NH₂ = -CH₂-C≡CH = -CH₂-COOH = -CH₂-CONH₂

= -CH₂-CH₂-COOH = -CH₂-CH₂-CH₂-CN = -CH₂-CO-COOH = -CH₂-CO-CH₂-COOC₂H₅ = -CH₂-CO-NH-CH₂-COOH

Xkann für Jod, Brom, Chlor und Fluor stehen.

Die Umsetzung der Halogenverbindungen mit den heterocyclischen Mercaptoverbindungen wird in Gegenwart einer Base, wie Ammoniumhydroxid, 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 beträgt etwa 1 : 1 bis 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 Mercaptoverbindung zu einer Lösung der Base geben und die Halogenverbindung verdünnt oder unverdünnt zutropfen. Man kann aber auch die Lösung der Base zu einem Gemisch von Mercapto- und Halogenverbindung 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 ohne Isolierung oder nach Isolierung mit einer wäßrigen Lösung einer Verbindung der Formel MHS oder M₂S, 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 Zimmertemperatur durchgeführt werden, dauert dann aber einige Tage. Besser und in fast allen Fällen ausreichend ist einstündiges Kochen am Rückflußkühler. Mitunter ist ein längeres Kochen, bis zu 4 Stunden, zur quantitativen Spaltung erforderlich. Bei Verwendung von Natriumsulfid- oder Kaliumhydrogensulfidlösungen zur Spaltung kann unter Umständen infolge der größeren Alkalität dieser 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 abgekühlt und angesäuert. Dazu sind Mineralsäuren, wie z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure, geeignet. Beim Ansäuern fällt die ursprünglich eingesetzte heterocyclische Mercaptoverbindung wieder kristallin aus und wird 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 Lösungsmittel, z. B. Ether, Essigester oder Benzol extrahiert und die Thiolverbindung aus dem Extrakt in bekannter Weise isoliert. In einigen Fällen kristallisiert die Thiolverbindung zusammen 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 einem der genannten Lösungsmittel.

Es kann aber auch passieren, daß beim Ansäuern ein Brei anfällt, wenn die entstandene Thiolverbindung eine wasserunlösliche Flüssigkeit ist. Dann wird das Wasser, soweit möglich, entweder durch Abdekantieren oder Abdestillieren mit oder ohne Vakuum entfernt und der Brei mit Alkohol oder einem anderen Lösungsmittel vermischt; von der dabei anfallenden kristallinen heterocyclischen Mercaptoverbindung wird abfiltriert oder abgesaugt, und im Filtrat befindet sich nunmehr die Thiolverbindung. Sie wird schließlich in bekannter Weise isoliert.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß Nebenreaktionen, die sonst bei der Bildung von Thiolverbindungen oft auftreten, hier nicht vorkommen und daß die Thiolverbindungen daher bei diesem Verfahren in besonders guten Ausbeuten erhalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele im einzelnen näher erläutert.

Beispiel 1 S-2-Carboxymethylmercapto-Δ²-imidazolin

80 g Natriumhydroxid wurden in 500 ml Wasser gelöst und 204 g N,N′-Ethylen-isothioharnstoff (2-Mercapto-Δ²-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 solcher Geschwindigkeit zugetropft, daß die Mischung gerade am Sieden blieb. Die Heizung war vorher abgestellt worden. Es wurde dann noch 30 min lang weiter gerührt. Dann wurde die Mischung auf Zimmertemperatur abgekühlt und vom Niederschlag wurde abgesaugt. Der Rückstand wurde im Exsiccator getrocknet. Es wurden 239,5 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 146°C erhalten. Durch Einengen der Mutterlauge konnten noch weitere Mengen der Substanz erhalten werden. Die reine Substanz, die durch mehrmaliges Umkristallisieren aus wenig Wasser erhalten wurde, hat einen Fp. von 167°C und liegt als Monohydrat vor, wie die analytischen Werte zeigten:

N_gef.= 15,49%, N_ber. für das Monohydrat = 15,73% S_gef.= 17,93%, S_ber. für das Monohydrat = 17,92%

Beispiel 2 Thioglykolsäure aus S-2-Carboxymethylmercapto-Δ²-imidazolin

17,8 g S-2-Carboxymethylmercapto-Δ²-imidazolin wurden in der Lösung von 13,0 g Natriumsulfid 60%ig in 100 ml Wasser gelöst. Die Mischung wurde im geschlossenen 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 zeigt die Bildung der Thioglykolsäure in Abhängigkeit von der Zeit:
Zeit% Thioglykolsäure (min)

3026,13 12036,37 24048,74 32058,48 120088,87 144090,47 174099,62

Beispiel 3 Thioglykolsäure, einstufiges Verfahren

40 g Natriumhydroxid wurden in 200 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 102 g N,N′-Ethylen-isothioharnstoff und 122,1 g Chloressigsäure 77,4%ig gegeben. Dabei trat eine lebhafte exotherme Reaktion ein. Die Mischung wurde 30 min unter Rückfluß mechanisch gerührt. Dann wurden 200 g einer 28,16%igen Natriumhydrogensulfidlösung zugegeben. Unter fortgesetztem mechanischem Rühren wurde eine Stunde unter Rückfluß auf dem Infrarotheizbad zum Sieden erhitzt. Dann wurde die Mischung abgekühlt und mit 100 ml konz. Salzsäure versetzt. Vom ausgefallenem N,N′-Ethylen-isothioharnstoff wurde abgesaugt, und die Substanz wurde getrocknet, um festzustellen, wieviel wieder zurückerhalten 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 abdestilliert. 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 101-102°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. Dazu wurden 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 gerührt. Schließlich wurden 100 g einer 28,52%igen Natriumhydrogensulfidlösung zugegeben und eine Stunde unter Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen wurde mit 50 ml konz. Salzsäure versetzt und vom Niederschlag abgesaugt. Nach Extraktion mit Ether und Destillation wurden 27,2 g Thioglykolsäure erhalten, das sind 59,1% der Theorie.

Beispiel 5 Thioglykolsäure aus Jodessigsäure

Der Ansatz wurde durchgeführt wie in Beispiel 3 beschrieben. Anstelle von Chloressigsäure 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

Beispiel 7 1-Amino-ethanthiol-(2)-hydrochlorid

80 g Natriumhydroxid wurden in 300 ml Wasser gelöst und 102 g N,N′- Ethylen-isothioharnstoff zugesetzt. Unter mechanischem Rühren wurde die Mischung erhitzt, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Die Mischung wurde auf 50°C abgekühlt und 116 g 2-Chlor-ethylammoniumchlorid zugegeben, 10 Minuten auf 70°C erwärmt und dann noch 60 min gerührt. Dann wurden 220 g einer 28,16%igen Natriumhydrogensulfidlösung zugegeben und eine Stunde unter Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen wurden 210 ml konz. Salzsäure zugesetzt und vom N,N′-Ethylen-isothioharnstoff 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-Aminoethanthiol-(2)-hydrochlorid mit einem Fp. von 76-77°C erhalten. Die Substanz ist sehr hygroskopisch. Die Ausbeute betrug 74,4% der Theorie.

Beispiel 8 Thioglykol

40 g Natriumhydroxid wurden in 80 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 400 ml Ethanol und 102 g N,N′-Ethylen-isothioharnstoff gegeben. Unter mechanischem Rühren wurden 80,5 g Ethylenchlorhydrid zugetropft, wobei die Mischung lebhaft zu sieden begann. Die Zutropfdauer betrug 10 min, dann wurde noch 30 min weiter gerührt. Schließlich wurde eine Stunde unter Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen wurde mit 100 ml konz. Salzsäure angesäuert bis auf einen pH-Wert von 5-6. Vom Niederschlag wurde abgesaugt. Das Filtrat wurde im Rotationsverdampfer im Vakuum fraktioniert destilliert. Dabei destillierte das Thioglykol bei 52°C 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 96°C bei 16 mbar erhalten. Die Ausbeute betrug 91,32% der Theorie.

Beispiel 10 3-Mercapto-propionsäure

Der Ansatz wurde wie in Beispiel 3 beschrieben durchgeführt, doch wurden anstelle der Chloressigsäure 108,5 g 3-Chlorpropionsäure eingesetzt. Es wurden 101,0 g 3-Mercapto-propionsäure erhalten, das sind 95,28% der Theorie. Die Substanz destillierte bei 114-116°C bei 16 mbar.

Beispiel 11 DL-Phenyl-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-chloressigsäure eingesetzt. Die Extraktionsdauer mit Ether betrug 5 Stunden. Nach Abdestillieren des Ethers wurde der Rückstand aus Benzol umkristallisiert. Man erhielt 76,6 g DL-Phenyl-mercapto-essigsäure mit einem Fp. von 60°C. 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 wurden 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 unter 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 147-149°C 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 88,5 g DL-2-Brom-cyclohexanon-(1) so zugetropft, daß die Temperatur der Lösung nicht über 60°C anstieg. Danach wurden 65 g Natriumsulfid (60%ig) zugesetzt und 90 Minuten unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Nach dem Erkalten wurde mit 100 ml konz. Salzsäure angesäuert. Vom Niederschlag wurde abgesaugt. Im Filtrat befanden sich 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 95°C 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 5½ Stunden unter mechanischem Rühren und Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wurden 200 g einer 28,16%igen Natriumhydrogensulfidlösung zugesetzt und weitere 2 Stunden unter Rückfluß gekocht. Nach dem Abkühlen 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 getrocknet. Der Ether wurde abdestilliert. Der Rückstand wurde an der Motorpumpe fraktioniert. Das Benzylmercaptan destillierte bei 79°C bei 1,3 mbar. Die Ausbeute betrug 65,6 g (52,9% der Theorie).

Beispiel 15 Propargylmercaptan

20 g Natriumhydroxid wurden in 100 ml Wasser gelöst und dazu 51 g N,N′-Ethylen-isothioharnstoff gegeben. Die Mischung wurde unter mechanischem Rühren und Rückfluß zum Sieden erhitzt, bis eine klare Lösung entstanden war. Dann wurde auf 25°C abgekühlt und 59,6 g Propargylbromid zugetropft, wobei die Temperatur nicht über 40°C ansteigen durfte. Es wurde dann noch eine Stunde gerührt. Dann wurde mit 50 ml Wasser versetzt und 100 g einer 28,16%igen Natriumhydrogensulfidlösung zugetropft. Nach einiger Zeit stieg die Temperatur von 23°C 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 4mal mit je 100 ml Ether ausgeschüttelt. Die vereinigten etherischen Lösungen wurden über Natriumsulfat getrocknet. Der Ether wurde im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wurde unter Kühlung der Vorlage fraktioniert. Es wurden 17 g einer farblosen Flüssigkeit erhalten mit einem Siedebereich von 33-34°C bei 126 mbar. Die Ausbeute betrug 47,2% der Theorie. Die Substanz polymerisierte 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- methyl-keton eingesetzt. Beim Ansäuern wurde ein pH-Bereich von 5-6 eingehalten. Die Mischung wurde dann im Vakuum bei 35°C 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 von 63-65°C bei 20 mbar erhalten. Die Ausbeute betrug 68,75% der Theorie.

Beispiel 17 Thioglykolsäureamid

Der Ansatz wurde durchgeführt wie in Beispiel 3 beschrieben, anstelle von Chloressigsäure wurden jedoch 93,5 g Chloracetamid zugesetzt. Die Spaltungsdauer betrug abweichend von Beispiel 3 90 Minuten. Nach dem Absaugen des zurückgewonnenen N,N′-Ethylen- isothioharnstoffs wurde das Filtrat im Vakuum bei 35°C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ethanol extrahiert. Das Ethanol wurde abdestilliert. Es wurden 87,0 g einer farblosen, kristallinen Substanz erhalten, die einen Fp. von 52°C hatte. Die Ausbeute betrug 95,6% der Theorie.

Beispiel 18 DL-Methyl-3-mercapto-propionitril

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-β-Brom-isobuttersäurenitril zugesetzt und die Mischung 4 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Schließlich wurde abgekühlt, vom Niederschlag 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-(β-Isobutyronitril)-mercapto-Δ²-imidazolin. Die oben erhaltene Substanz wurde mit 150 ml Wasser versetzt und 62 g Natriumhydrogensulfidlösung (28,16%ig) zugegeben. Unter mechanischem Rühren wurde eine Stunde unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Danach wurde die Mischung abgekühlt und mit 31 ml konz. Salzsäure versetzt. Vom Niederschlag wurde abgesaugt und der Rückstand 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 Natriumsufat und Abdestillieren des Ethers wurden 30,6 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 95°C erhalten. Die Ausbeute betrug 60,6% der Theorie.

Beispiel 19 N-Mercaptoacetyl-glycin

5,3 g Natriumhydroxid wurden in 29 ml Wasser gelöst. Dazu wurden 14,8 g N,N′-Ethylen-isothioharnstoff gegeben und die Mischung unter Rückfluß zum Sieden erhitzt, bis eine klare Lösung entstanden war. Die Mischung wurde auf 50°C abgekühlt 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 Einengen der Mutterlauge konnte weiteres S-2(N-Acetyl-glycin)- mercapto-Δ²-imidazolin erhalten werden, das eine farblose, kristalline Substanz ist. Die Ausbeute betrug 28,5 g. Diese Menge wurde mit 25 ml Wasser und 30 g einer 28,16%igen Natriumhydrogensulfidlösung versetzt und eine Stunde unter Rückfluß 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 35°C 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, doch wurden 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 fraktioniert. 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 hatte. Die Ausbeute betrug 95,7% der Theorie.

Beispiel 21 ω-Mercapto-acetophenon a) 2-Benzoylmethyl-mercapto-Δ²-imidazolin

10 g Natriumhydroxid wurden in 100 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 abgekühlt und 40 g ω-Chloracetophenon im Verlauf von 20 Minuten zugetropft. Danach wurde noch eine Stunde 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 Exsiccator 43,8 g einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Fp. von 223-225°C erhalten. Eine analytische Untersuchung ergab folgende Werte:

N_gef.= 11,67%, N_ber. für das Monohydrat = 11,72% S_gef.= 13,06%, S_ber. für das Monohydrat = 13,39%

b) Spaltung

61,8 g 2-Benzoylmethyl-mercapto-Δ²-imidazolin-Monohydrat wurden mit 200 ml Ethanol versetzt. Unter mechanischem Rühren wurden dazu 75 g einer 28,16%igen Natriumhydrogensulfidlösung gegeben. Die Mischung wurde unter Rückfluß 4 Stunden zum Sieden erhitzt. Danach wurde abgekühlt und 30 ml konz. Salzsäure zugesetzt. Die Mischung wurde im Vakuum im Rotationsverdampfer bei 40°C zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit 300 ml Wasser versetzt. Vom N,N′-Ethylen-isothioharnstoff wurde abgesaugt. Das Filtrat wurde mit Ether im Rotationsperforator extrahiert. Die etherische Lösung wurde über Natriumsulfat getrocknet. Der Ether wurde abdestilliert, 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 Substanz zeigte eine Refraktion von

Die Ausbeute betrug 64,61% der Theorie.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Thiolverbindungen aus Halogenverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Halogenverbindung der allgemeinen Formel R-X, in der X ein Halogenatom und R einen substituierten Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen über eine C₁-C₂-Alkylgruppe gebundenen Arylrest, oder eine der Gruppen -CH₂-C≡CH oder bedeuten, mit einer heterocyclischen Thiolverbindung der allgemeinen Formel worin eine Einfachbindung oder eine Doppelbindung bedeutet und n entsprechend gleich 1 oder 0 ist, und Y für eine Kette von 2 oder 3 beliebig substituierten Kohlenstoffatomen steht, unter Zusatz einer Base in einen heterocyclischen Thioäther überführt und diesen mit einer Verbindung der Formel MSH oder M₂S, worin M Ammonium, Lithium oder Natrium bedeutet, in der Weise spaltet, daß die eingesetzte heterocyclische Thiolverbindung (I) neben der gewünschten Thiolverbindung quantitativ zurückgewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Wasser als Lösungsmittel umsetzt.