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Verfahren zur Herstellung von cyclisch substituierten Tetrazolen Die
Herstellung von cyclischen Iminoäthern (vgl. die deutschen Patentschriften 448 447,
53I 403, 532 969 und 521 870) und die Darstellung von Tetrazolen aus
diesen ist bereits bekannt. Die Herstellung von cyclischen Im-inoäthern ist aber
ziemlich umständlich; auch sind die Ausbeuten unbefriedigend.
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Gemäß ;dem Verfahren der Erfindung werden cyclisch substituierte Tetrazole
bergestellt, indem man cyclische Iminothioäther durch Einwirkung von -Stickstoffwasserstoffsäure
bzw. von Aziden oder durch Einwirkung von Hydrazin und nachfolgende Behandlung mit
Nitrosierungsmitteln in die cyclisch substituierten Tetrazole überführt. Es ist
zweckmäßig, die Iniinothioäther in Form der freien Base mit Stickstoffwasserstoffsäure
zur Reaktion zu bringen. Es ist ferner vorteilhaft, die Umsetzung in einem organischen
Lösungsmittel auszuführen. Man kann aber auch so verfahren, daß man ein Iminoth@ioäthersalz
mit einem Alkaliazid oder Ammoniumazid umsetzt.
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Da die als Ausgangsstoffe im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung
verwendeten cyclischen Iminothioäther, welche bis jetzt unbekannt waren, in vorteilhafterer
Weise hergestellt werden können, als die Iminoäther und die Ausbeuten, welche bei
ihrer Darstellung erzielt werden kännen, ausgezeichnet sind, überdies die cyclischen
Iininothioäther stabile Verbindungen sind, bedeutet die Ge-,#vinnung von Tetrazolen
aus diesen Ausgangsstoffen einen wesentlichen Fortschritt.
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Die weiteren Einzelheiten des Verfahrens sowie auch Anweisungen für
die Abtrennung des Reaktionsproduktes sind in den nachstehenden Beispielen zu finden.
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i. Man übergießt 1,57 g (o,oi Aol) des in i, 2-Stellung ungesättigten
2-Äthylmerkaptohexamethylenimins mit 22 cin3 (o.oi5 Mol) einer 3 volumprozentigen
Chloroformlösung
der Stickstoffwasserstoffsäure. Nach 42stündigem
Stehen erwärmt man die Lösung unter Rückfluß auf dein Wasserbad auf 4o°, dann ,hält
man die Lösung während einer Stunde bei 4o°, eine weitere Stunde lang bei 65°, zuletzt
während einer Stunde bei 70° auf dein Wasserbad. Man destilliert das Losuuigsinittgl
ab und befreit den Rückstand im Vakuum bei ungefähr i mm Druck vom Lösungsmittel;
man erhält 1,6- zähflüssiges 01, das, eingeimpft, sofort kristallisiert.
Zum Zweck einer allfälligen Reinigung kann man das praktisch in theoretischer Ausbeute
erhaltene Pentainethylentetrazol imHochvakutun destillieren. Man kann übrigens für
die Reinigung des Produktes auch die Bereitung des Sublimatdoppelsalzes oder irgendeine
der schon bekannten. Methoden anwenden. Für die LJmkristallisierung hat sich Äther
als geeignetes Lösungsmittel erwiesen.
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Die Umsetzung gemäß dein Beispiel wird durch das nachfolgende Formelbild
veranschaulicht:
Analog der im obigen Beispiel angegebenen Arbeitsweise: kann man: aus Cyclopentano.noxim
bereitetem Iminothioäther das Tetramethvlentetra,zol herstellen. In gleicher Weise
gewinnt man, ausgehend vom Iininothioäthylätlier, erhalten aus 2-Methylcyclohexanonoxim,
das entsprechende, ungefähr um 30° schmelzende 2-Methylpentamethylentetrazol und
ausgehend vom 2-Äthylthio-5-methyl-J i, 2-hexamethylenünin das ungefähr um 4.5'
schmelzende 5-Methy lpentamethy lentetrazol.
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2. Verwendet man bei der Herstellung des Tetrazols ein Azid, so ist
es zweckmäßig, bei der Umsetzung ein Salz des Imins, z. B. das salzsaure Salz, zu
verwenden: In diesem Falle verfährt man beispielsweise wie folgt: Man leitet in
eine Lösung, bestehend aus einem Gewichtsteil 2 - Äthylmerkaptohexainethylen.imin
und 2o bis 25 Gewichtsteilen Chloroform, ungefähr 0,225 Gewichtsteile Salzsäureg
as ein und gibt nach. der Beendigung des Einleitens 1,15 Gewichtsteile feinkörniges
Natriumazid in Anteilen innerhalb 15 bis 2o Minuten unter Rühren hinzu. Man rührt
noch ungefähr 11/2 bis 2 Stunden und läßt dann 4o bis 45 Stunden stehen. Nach dem
Stehen erwärmt man das Reaktionsgemisch unter Rückfluß auf dein Wasserbad innerhalb
3 bis d. Stunden stufenweise auf o°. Bei der weiteren Aufarbeitung des Reaktionsgemisches
verfährt man gleich wie im vorangehenden Beispiel.
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3. Man läßt zu einem Gemisch aus 45 g Hydrazinhydrat 2 ccin abs. Alkohol
und 1,8 g Eisessig unter Kühlen eine Lösung von 3,i g 2-Äthylthio-Ai,2-liexamethvleniin:in
in 2 ccm abs. Alkohol hinzufließen. Man beobachtet Merkaptanbildung. Man hält das
Genisch während 4 Stunden bei 6o°, dann destilliert man das Merkaptan und teilweise
auch den Alkohol im Vakuum ab. Hiernach versetzt man mit 6 ccm Alkohol und gibt
eine Lösung von 2,5 g Natriumnitrit in 5 ccin Wasser und i6 ccm 2o°/bige Schwefelsäure
hinzu. Nach eintägigem Stehen engt man die rote, kongosaure Lösung auf dem Wasserbad
ein, versetzt dann mit 43%iger Natronlauge bis zur alkalischen Reaktion und verdampft
zur Trockne. Der erhaltene Kristallbrei wird mit Chloroform ausgezogen, die Chloroformlösung
filtriert, zur Trockne verdampft und der Rückstand. im Vakuum vom anhaftenden Lösungsmittel
befreit. Den öligen Rückstand nimmt man in io ccm Wasser auf, säuert die Lösung
mit 6 ccm io°/oiger Schwefelsäure an und gibt ioo ccin kalt gesättigte Subliniatlösung
hinzu. Nach 3 Stunden Stehen nutscht man ab und wäscht mit Wasser. Der Schmelzpunkt
des erhaltenen Subliinatdoppelsalzes des Pentamethylentetrazols liegt uni 176 bis
178°.
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Im nachfolgenden wird die Darstellung der bis jetzt unbekannten Ausgangsstoffe
eingehend geschildert.
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Die cyclischen Iinitiotliioäther kann man bequem herstellen, indem
man cyclische Ketoxirne oder deren Ester, z. B. die Sulfosäure-oder Schwefelsäureester,
in Gegenwart von 1-Zerkaptanen der Beckinannschen Umlagerung unterwirft.
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Die Arylsulfosäureester der cyclischen Ketoxime kann -man aus dem
Ketoxirn und Arvlsulfochlorid herstellen, indem man als Mittel zur Bindung der Säure
zweckmäßig so viel Pyridin verwendet, daß das Anderthalbfache der berechneten Menge
nicht überschritten wird.
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Als cyclisches Ketoxim verwendet man zweckmäßig Cyclohexanonoxim;
man unterwirft vorteilhaft die Benzolsulfo- oder Toluolsulfoester der cyclischen
ketoxiine der Beckmannschen Umlagerung. Als Merkaptan verwendet man zweckmäßig Ätliylmerkaptan.
Man
.bereitet z. B. das in i, 2-Stellung ungesättigte 2-Äthylm-erkaptahexamethylenimin
wie folgt: Man löst 22,6g Cyclohexanonoxint in 5o cm-' trockenem Chloroform. Unter
kräftigem Rühren läßt man zu dieser Lösung, zwischen-2o° und- io° während 11/2Stunden
eine Lösung von 37 g Benzolsulfochlorid in 30 cm' trockenem Chloroform und
2o cmg trockenem Pyridin zutropfen. Man rührt die Lösung noch während weiterer 21/2
Stunden bei -io° bis --,o° und läßt dann die kalt gehaltene Lösung unter Rühren
während 35 Minuten zu einer auf q.5° C gehaltenen, Lösung von 4.o cm" Äthylmerkaptan
und 30 cm'-' trockenem Chloroform zutropfen (Rückflußküh.ler). Nachher kocht
m;an das Gemisch während 2 Stunden auf dem Wasserbad bei 70° C, dampft dann auf
dem Wasserbad auf ein Volumen von ungefähr 12c> cin3 ein und gibt unter Eiskühlung
ungefähr 130 cm" 2o°/aige Kalilauge zu. lfan trennt die beiden Schichten
und zieht die wäßrige Schicht noch mit Chloroform aus, wäscht die vereinigten Chloroformlösungen
mit wenig Wasser, trocknet mit. Kaliumcarbonat und filtriert. Man dampft das Lösungsmittel
bei 5o mm H.g Druck ab und fraktioniert das zurückgebliebene Öl im Vakuum. Bei 16
mm Hg Druck gehen zwischen 97 bis 101' 26 bis 28 g des in i, 2-Stellung ungesättigten
2-Äthylmerkaptohexamethyleni.mins (C, H1o:N S # C2 H,) über; das Produkt ist eine
farblose, unangenehm riechende Flüssigkeit.
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Diese f.orang°ehende Umsetzung wird durch das nachstehende Formelbild
veranschaulicht:
Geht man anstatt vom Cyclohexanon@oxim Zoom 2-Methylcyclohexanonoxim aus, so erhält
man den entsprechenden I,minoth!ioäthyläther, welcher im Vakuum bei 14 mm H:g Druck
um 114 bis i1,6° siedet. Ausgehend vorn q.-Methylcy clohex-anonoxi,m .erhält man
das :2 Äthylthio-5-methyl-A i, 2-hexamethylenimin, welches im Vakuum bei 14 mm H-
Druck um 122 bis 12.1.° siedet.
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Ähnlich verfährt man, wenn man anstatt Benzolsulfochlorid Toluolsulfochlorid
verwendet. Man kann aber auch den nach bekannter 3"T,ethode mit Chlorsulfonsäure
herstellbaren Schwefelsäurehalbester des Cyclohexanonoxims verwenden. Man kann ferner
auch so verfahren, daß man das Cyclohexanonoxim selbst in Gegenwart von Merkaptan
der Einwirl<:ung von Stoffen, die die Beckmannsche Umlagerung bewirken, z. B.
Benzolsulfochlorid, Phosphoroxychlorid usw., unterwirft. Für die Herstellung der
als Ausgangsstoffe im Rahmen-des vorliegenden Verfahrens verwendeten cyclischen
Iminothioäther wird in dieser Erfindung kein Schutz beansprucht.