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Verfahren zur Herstellung von
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N-Alkylsulfonylphenylendiaminen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von N-Alkylsulfonyl-l , 3-phenylendiaminen.
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Es ist bekannt, N-Alkylsulfonyl-1,3-phenylendiamine als Diazo- und
Kupplungskomponenten für Azofarbstoffe zu verwenden (DE-OS 29 38 633, DE-OS 22 21
364) N-Alkylsulfonyl-1,3-phenylendiamine werden nach dem Stand der Technik durch
Acylierung der entsprechenden Nitroaniline und anschließende Reduktion der Nitrogruppe
hergestellt (DE-OS 24 49 101, US-PS 26 63 732), da direkte Acylierungen von 1,3-Phenylendiaminen
in Gegenwart säurebindender Verbindungen im allgemeinen schwer zu trennende Gemische
isomerer Produkte liefern.
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Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von isomerenfreien
N-Alkylsulfonylphenylendiaminen der allgemeinen Formel I
in der R1 Wasserstoff oder gegebenenfalls substituiertes cl -bis c6-Alkyl und R²
gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Alkenyl, Aralkyl oder Cycloalkyl oder einen
Rest der Formel
'bedeuten, in der R3 und R4 Alkylgruppen sind oder zusammen mit
dem Stickstoffatom einen gegebenenfalls durch ein Heteroatom unterbrochenen Fünf-
oder Sechsring bilden, das aadurch gekennzeichnet ist, daß man Verbindungen -der
allgemeinen Formel II
in der R1 die obengenannte Bedeutung hat, selektiv mit einem Sulfonylhalogenid der
Formel III Hal-SO2-R² III, in der R2 die obengenannte Bedeutung hat und Hal für
Fluor, Chlor oder Brom steht, in Gegenwart eines Erdalkalioxids oder -carbonats
bei einem pH-Wert von 3 bis 7 in Anwesenheit eines Verdünnungsmittels bei Temperaturen
von -20 bis +40 OC umsetzt.
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Als Alkylsubstituenten kommen für R1 bis R4 z. B. in Betracht: Methyl,
Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, tert.
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Butyl, n-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, tert. Amyl, Neopentyl, 2-Methylbutyl,
3-Methylbutyl, 3-Methyl-2-butyl, n-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methylpentyl,
3-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2,3-Dimethylbutyl, 4,4-Dimethylbutyl,
l-Fluorethyl, 2-Fluorethyl, 2-Fluorpropyl, 3-Fluorpropyl, 2-Fluorbutyl, 2-Fluor-2-methyl-
3=propyl,
Trifluormethyl, 2,2-Difluorethyl, 2 ,2,2-Trifluorethyl, 1-Chiormethyl, 1-Chlorethyl,
2-Chlorethyl, 1-Chlorpropyl, 3-Chlorpropyl, 1-Chlor-2-propyl, 2-Chorbutyl, 2-Chlor-3-methyl-3-propyl,
4-Chlorbutyl, 2,2,2-Trichlorethyl, 2Brommethyl, 3-Brompropyl, 4-Brombutyl, 2-Brom-2-methyl
3-propyl, 2,3-Dibrom-1-propyl, 2-Methoxyethyl, 2,2-Dimethoxyethyl, 1-Ethoxyethyl,
2-Phenoxyethyl, 2-Tolyloxyethyl, 3-Methoxypropyl, Methoxyisopropyl, 3-Methoxybutyl,
Ethoxy-tert -butyl, 2-Methylmercaptoethyl, 2-Methylsulfonylethyl, Methylsulfonyloxymethyl,
3-Ethylmercapto-propyl, 1 -Methylmercapto-2-butyl, Diethylamino-methyl, 2-Dimethylamino-ethyl,
20N-Phenylamino-ethyl, Piperidinomethyl, Morpholinomethyl, N-Methylaminosulfonyloxymethyl,
2-Cyanoç ethyl, 2-Acetoxyethyl, Carbomethoxy-methyl, 2-Carbomethoxym ethyl oder
2-Carbopropoxyethyl.
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R1 kann beispielsweise auch Wasserstoff bedeuten.
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Für R2 sind außerdem z. B. zu nennen: Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl,
1 -Methyl-cyclopentyl, 1-Methyl-cyclohexyl, 4-Ethoxy-cyclohexyl, 2-Chlor-cyclohexyl,
4-Brom-cyclohexyl, Benzyl, 2-Ethylphenyl, 4-Tolylmethyl, 2-Chlorbenzyl, 4-Chlorbenzyl,
3,5-Dichlorbenzyl, 3-Nitrobenzyl, 4-Methoxybenzyl, 4-Acetoxybenzyl, 4-(2'-Chloracetyl)
-benzyl, Benzoylmethyl, 4'-Chlor-benzoyls 2-ethyl, Propen-2-yl-l, Buten-2-yl-l,
3-Chlorbuten-l-yl-4, 2-Methylbuten-2-yl-l, 2-Methylbuten-1 -yl-3, Allyl, Methallyl,
Crotyl, 2-Ethylhexen-2-yl-1, Hexen-5-yl-1, Cyclohexen-2-yl-1, Dimethylamino, Diethylamino,
Methylethylamino, 2-Cyanoethyl-methylamino, Methyl-n-propylamino, Di-n-propylamino,
Di-isopropylamino, Di-n-butylamino, Di-n-hexylaminog Di-2-methoxyethylamino, N-Pyrrolidinyl,
N-Piperidinyl,
-Morpholinyl, N'-Methylpiperazinyl, N'-Isopropylpiperazinyl
oder N'-Butylpiperazinyl.
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Vorzugsweise steht R1 für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl, R2 für Methyl,
Ethyl, Di-C1- bis C4-alkylamino, Pyrrolidino, Piperidino, Morpholino oder N-Methylpiperizino,
R3 und R4 für Methyl oder Ethyl.
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Für Hal sind z. B. Fluor, Chlor und Brom zu nennen.
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Vorzugsweise steht Hal für Chlor.
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Als Base können Erdalkalioxide oder -carbonate eingesetzt werden.
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Vorzugsweise wird Calciumcarbonat verwendet.
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Als Verdünnungsmittel können beispielsweise Wasser, Aceton, ethanol,
Ethanol, Ethylenglykoldimethylether, N,N-Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon,
wäßrige Lösungen der genannten Verdünnungsmittel oder zweiphasige Systeme von Wasser
und Methyl-tert.-butylether, Diethylketon oder Essigester verwendet werden.
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Bevorzugte Verdünnungsmittel sind Wasser, Aceton und wäßrige Methanol-
oder Ethanol-Lösungen.
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Mesyliert man Verbindungen der Formel II in Gegenwart von Natronlauge
bei einem pH-Wert von 3,5 bis 4,5, wie in der DE-OS 29 38 633 zur selektiven Mesylierung
von 4-Chlor-1,3-phenylendiamin beschrieben, so erhält man nur eine Mischung
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zweier isomerer Sulfonamide im Verhältnis von 1 : 1; auch bei Verwendung von anderen
basischen Verbindungen, wie z. B.
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sek. Alkaliphosphaten und Alkalicarbonaten oder bei anderen pH-Bereichen
erhält man keine isomerenreinen Sulfonamide.
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überraschenderweise können jedoch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Sulfonamide der Formel I isomerenfrei in sehr guten Ausbeuten hergestellt werden,
wenn man als säurebindende Mittel Erdalkalioxide oder -carbonate einsetzt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Sulfonamide der Formel
I in einer Stufe einfacher und kostengünstiger als nach bekannten Verfahren hergestellt
und isoliert werden.
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Bei Verwendung von Wasser als Verdünnungsmittel können die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbinç dungen der Formel I ohne Zwischenisolierung
diazotiert werden, wodurch eine weitere Kosteneinsparung erzielt wird Für die Umsetzung
der Diamine der Formel II mit den Alkyl sulfonylhalogeniden der Formel III werden
beispielsweise molare Mengen im Verhältnis von 1 : 1 verwendet. Vorzugsweise wird
ein geringer überschuß von 10 - 40 Mol-% (bezogen auf die Diamine der Formel II)
Alkylsulfonylhalogenid eingesetzt. Das Erdalkalioxid oder -carbonat kann entweder
vorgelegt oder während der Reaktion zudosiert werden. Es werden mindestens molare
Mengen benötigt. Die. Umsetzung erfolgt beispielsweise bei einer Temperatur von
-20 bis +40 OC, insbesondere von -5 bis +10 OC und einem pH-Wert von 3 bis 79 vorzugsweise
von 4,5 bis 5,5.
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L d
Zweckmäßig wird das erfindungsgemäße Verfahren
so durchgeführt, daß man die Verbindung der Formel 11 und das Erdalkalioxid oder
-carbonat in einem Verdünnungsmittel vorlegt, den pH-Wert mit Kohlendioxid auf pH
= 6 - 7 einstellt, das Sulfonylhalogenid der Formel III in reiner oder in gelöster
Form bei -5 bis +10 OC in 1 bis 3 Stunden zudosiert und die Mischung 1 bis 5 Stunden
bei -5 bis +20 OC rührt. Der Verlauf der Kondensation läßt sich z. B. dünnschichtchromatographisch
verfolgen.
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Nach beendeter Reaktion kann der pH-Wert der Mischung z. B.
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durch Zugabe von Natronlauge oder Salzsäure verändert werden und man
erhält die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I durch Absaugen oder durch
Extraktion der Mischung als freie Basen oder beispielsweise als Hydrochloride.
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Weitere Einzelheiten können den Beispielen entnommen werden.
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Die Isomerenreinheit der Verbindungen der allgemeinen Formel I wurde
durch HPLC und durch NMR-Spektren bestätigt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung
von Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen R1 Wasserstoff, Methyl oder
Ethyl und R2 Methyl, Ethyl, Di-C1- bis 94-alkylamino, Pyrrolidino, Piperidino, Morpholino
oder N-Methylpiperazino bedeuten.
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Beispiel 1 9 36,6 Teile (Gew.-Teile) 1,3-Diamino-4-methylbenzol, 36
Teile Calciumcarbonat und 500 Teile Wasser werden mit Trockeneis auf pH = 6 - 7
gestellt. Bei 0 °C tropft man in 3 Stunden 40 Teile Methylsulfonylchlorid zu, rührt
noch ca. 3 Stunden bei 0 bis 20 OC nach, säuert die Mischung im Eisbad mit konz.
Salzsäure auf pH = 2 - 3 an und neutralisiert dann mit 50 %iger Natronlauge.Das
ausgefallene Produkt wird abgesaugt und getrocknet. Man erhält 52 Teile 2-Amino-1-methyl-4-
methylsulfonylamino -benzol vom Schmelzpunkt 14n - 141 OC.
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Beispiel 2 Verwendet man statt Methylsulfonylchlorid 60 Teile Methylsulfonylbromid
und arbeitet im übrigen analog Beispiel 1, so erhält man 48 Teile 2-Amino-1-methyl-4-
methylsulfonylamino -benzol vom Schmelzpunkt 140 - 141 OC.
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Beispiel 3 Setzt man statt 1,3-Diamino-4-methylbenzol 32,4 Teile 1,3-Phenylendiamin
mit 35 Teilen Methylsulfonylchlorid um und arbeitet im übrigen analog Beispiel 1,
so erhält man 47 Teile 1-Amino-3- methylsulfonylamino -benzol vom Schmelzpunkt 118
- 120 OC.
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Beispiel 4 36,6 Teile 1,3-Diamino-4-methylbenzol, 36 Teile Calciumcarbonat
und 500 Teile Wasser werden mit Trockeneis auf pH = 6 - 7 gestellt. Bei O C tropft
man in 3 Stunden 50 Teile Allylsulfonylchlorid zu, rührt noch ca. 3 Stunden bei
0 bis 20 CC nach, säuert die Mischung im Eisbad mit konz. Salzsäure auf pH = 2 bis
3 an und stellt sie dann mit 50 iger Natronlauge auf pH = 11 bis 12. Das ausgefallene
Produkt wird abgesaugt und getrocknet. Man erhält 59 Teile des Natriumsalzes des
2-Amino-l-methyl-4- allylsulfonylamino -benzols vom Schmelzpunkt > 300 OC Beispiel
5 32,4 Teile 1,3-Phenylendiamin in 500 Teilen Wasser werden mit konz. Salzsäure
auf pH = 4 bis 5 gestellt. Bei O CC tropft man in 3 Stunden 45 Teile N,N-Dimethylaminosulfonylchlorid
zu, wobei durch Zugabe von Calciumcarbonat der pH-Wert der Mischung bei 3 bis 4
gehalten wird, rührt noch ca. 3 Stunden bei 0 bis 20 CC nach, säuert die Mischung
im Eisbad mit konz. Salzsäure auf pH = 2 - 3 an und neutralisiert dann mit 50 %iger
Natronlauge.Das ausgefallene Produkt wird abgesaugt und getrocknet. Man erhält 54
Teile 1-Amino-3- (N' ,N'-dimethylsulfamoylamino) -benzol vom Schmelzpunkt 119 -
121 CC.