DE873840C - Verfahren zur Herstellung von Benzoesaeure-p-sulfonamid - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von B.enzoesäure-p Sulfonamid Es ist bekannt, daß organische Verbindungen, die in einer aliphatischen Kette, vornehmlich am Ende derselben, einwertige oder zweiwertige Substituenten enthalten, beispielsweise Merkaptane, Alkylhalogenide Alkohole, Ketone oder Thioketone, durch die sogenannte '4V illgerodt-Reaktion bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit wäßriger Polyammoniumsulfidlösung oder wäßriger Ammoniaklösung und Schwefel in Carbonsäureamide und Carbonsäuren übergeführt werden können (vgl. hierzu: Adams vOrganic Reactions«, Bd. III, M. Carmack und M. A. Spielman, mThe Willgerodt Reaction«, S. 83 bis 1o7). Mit Hilfe der Willgerodt-Reaktion können also endständige oder mittelständige aliphatische Halogenidgruppen in Carbonsäureamidgruppen übergeführt werden, deren Kohlenstoffgerüst der jeweiligen-Ausgangsverbindung entspricht. Beispielsweise liefern primäre Halogenide bessere Ausbeuten als sekundäre, und: diese wieder bessere Ausbeuten als tertiäre Halogenide. Die Länge der Kohlenstoffkette, an der die Halogenatome stehen, kann in gewissen Grenzen schwanken. Bei längeren araliphatischen Seitenketten und dann insbesondere bei höhermolekularen Halogeniden ist es jedoch vorteilhaft, wenn das Halogenatom endständig ist.
• Wenn man zur Gewinnung eines für die Willgerodt-Reaktion geeigneten Ausgangsmaterials Seitenketten Methylgruppen an aromatischen Kernen chloriert, dann tritt das Chlor entsprechend der von Martin und Fuchs für eine dreistufige Chlorierungsreaktion in der Gasphase berechneten Verteilung in die Seitenkette ein (vgl. Zeitschrift für Elektrochemie, Bd. 27 [192z1, S. 15o).
• Es wurde festgestellt, daß sich bei der in fester Phase durchgeführten Chlorierung von p-toluolsulfonsaurem Natrium neben dem benzylchlorid-p-sulfonsauren Natrium gleichzeitig auch das benzalchlorid-p-sulfonsaure Natrium und -das benzotrichlorid-p-sulfonsaure Natrium bilden, während ein Teil des p-toluolsulfonsauren Natriums unangegriffen bleibt. Die statistische Verteilung des Chlors ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich, die in Abhängigkeit von der aufgenommenen Chlormenge die Zusammensetzung des entstandenen Chlorierungsgemisches angibt.

  Gewiehtsprozent

  Gewichts- C H3 - C H= C1 C H CIZ C C13

  Prozent

  Chlor 0

  \

  I I @ I

  .iu3NNa $o3Na $ p 3Na $ugNa

  i

  o Zoo - - -

  2 87 12 z -

  ° 4 76 22 3 -

  6 66 29 5 -

  8 -57 35 8

  1o 48 40 il i_

  12 40 42 16 , 2

  14 32 43 21 4.

  16 25 43 26 6

  18 18 42 32 8

  20 13 39 37 11

  22 9 34 42 15

  24 6 28 43 ; 21

  26 4 22 44 30

  28 3 I 16 42 ! 39

  30 2 1 io 38 50

  Im Gegensatz zur bisher vertretenen Auffassung ist chloriertes p-tolüolsulfosaures Natrium, das in der Seitenkette stöchiometrisch nur ein Grammatom Chlor . enthält, nicht einheitliches benzylchlofid-p-sulfonsaures Natrium, sondern ein Gemisch von 43- Gewichtsprozent benzylchlorid-p-sulfonsaurem Natiümi, 24 Gewichts-Prozent benzalchlorid-p-sulfonsaurem Natrium und 5 Gewichtsprozent benzotrichlorid-p-sulfonsaurem Natrium. - .
• Die nach Maßgabe der Tabellenwerte in bestimmter Zusammensetzung gewonnenen Chlorierungsgemische lassen sich mit Phosphorpentachlorid in die entsprechenden Sulfochloridgemische überführen. Hierbei wurde gefunden, daß derartige Gemische unabhängig von den darin enthaltenen verschiedenartigen Chlorierungsstufen mit Hilfe der Willgerodt-Reaktion in das Ammoniumsalz des Benzoesäure-p-sulfonamid übergeführt werden können. Die Umsetzung verläuft hierbei nach folzendem Schema: Auf diese Weise erfolgt in einer Reaktion einerseits die Oxydation der chlorierten Seitenkette nach der Methode von Willgerodt und gleichzeitig mit dem im Reaktionsmedium vorhandenen Ammoniak die Umsetzung des Sulfochlorides zum Sulfonamid. Die verschiedenen Chlorierungsstufen verursachen hierbei keine Schwierigkeit. Das durch Eindampfung von Wasser, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und etwa vorhandenen Lösungsmitteln befreite Reaktionsprodukt scheidet bei der Ansäuerung in guter Ausbeute und großer Reinheit Benzoesäure-p-sulfonamid aus. Diese Säure ist ein Ausgangsstoff für zahlreiche wichtige pharmazeutische Chemikalien und Desinfektionsmittel, von denen die Metallsalze des am Stickstoffatom chlorierten Benzoesäure-p-sulfonamids (Halazone) besonders zu erwähnen sind.
• Beispiel i In einem Glaskolben wurden i2o g seitenkettenchloriertes Natriumsalz der p-Toluolsulfosäure, das 1,o8 Grammatome Chlor pro Grammol der Säure enthielt, mit 109,4 g Phosphorpentachlorid vermischt. Unter starker Wärmeentwicklung verflüssigte sich der Inhalt des Kolbens in kurzer Zeit. Nach Beendigung der lebhaften Reaktion erhitzte man noch i Stunde auf dem Wasserbad, um das entstandene Phosphoroxychlorid dann unter einem Vakuum von ioomm Hg abzudestillieren. Es verblieb hierbei eine zähe, trübe Flüssigkeit, die im Vakuum bei 9 mm Hg destilliert wurde und eine zwischen 145 bis 172 übergehende Fraktion ergab. Innerhalb von 2 Stunden erstarrte diese Fraktion vollständig und lieferte 109,4 g Sulfochloridgemisch. Durch Feinfraktionierung ließ sich das p-Toluolsulfochlorid so weitgehend abtrennen, daß sich go,6 g Sulfochloridgemisch mit einem Chlorgehalt von 33,15 Gewichtsprozent Cl ergaben.
• Dieses Sulfochlorierungsgemisch wurde mit 5ooccm wäßriger Ammoniumhydrosulfidlösung,13o g Schwefel und Zoo ccm Dioxan 6 Stunden bei 175° in einem aus Spezialstahl bestehenden Autoklaven erhitzt. Die Temperätur wurde auf -#- i° konstant gehalten. Die Ammoniumhydrosulfidlösung enthielt je Liter 14,8 Mol N H, und 0,47 Mol H2 S. An Stelle von Dioxan konnten zur Verdünnung auch andere organische Lösungsmittel, beispielsweise Pyridin, verwendet werden.
• Nach dem Erkalten wurde der Autoklav geöffnet und das Reaktionsprodukt in Form einer rotgelben Lösung entnommen. Sie wurde auf dem Wasserbade zur Trockene eingedampft und mit heißem Wasser und etwas Aktivkohle wieder aufgenommen. Das klare Filtrat wurde sodann mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, wobei das in Wasser schwer lösliche Benzoesäure-p-sulfonamid unmittelbar ausfiel. Nach dem Abfiltrieren, Waschen und Trocknen erhielt man 53,8 g Benzoesäure-p-sulfonamid in einer Ausbeute von 680/, der Theorie. Das Produkt zeigte bei beginnender Zersetzung einen Schmelzpunkt von 28o°. Beispiel 2 In gleicher Weise wie im Beispiel i wurden 8o g Sulfochloridgemisch mit einem Gesamtchlorgehalt von 337o Gewichtsprozent Cl hergestellt und mit i20 g pulverisiertem Schwefel, 18o ccm Dioxan und 550 ccm wäßrigem Ammoniak 6 Stunden in einem Stahlautoklav erhitzt. Das Dioxan diente als organisches Lösungsmittel. Die wäßrige Ammoniaklösung besaß eine Dichte D?O° von 0,895.
• Das Umsetzungsprodukt wurde in der aus Beispiel i ersichtlichen Weise aufgearbeitet. Hierbei ergaben sich in 8o°/Qiger theoretischer Ausbeute 55 g Benzoesäure-p-sulfonamid. Ihr Schmelzpunkt wurde zu 283° (beginnende Zersetzung) bestimmt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: x. Verfahren zur Herstellung von Benzoesäurep-sulfonamid, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Seitenkettenchlorierung von p-toluolsulfonsaurem Natrium erhaltenes, benzylchlorid-p-sulfonsaures Natrium, benzalchlorid-p-sulfonsaures Natrium und benzotrichlorid-p-sulfonsaures Natrium enthaltendes Chlorierungsgemisch mit Phosphorpentachlorid in ein analoges Sulfochloridgemisch umgewandelt und dieses mit wäßriger Polyammoniumsulfidlösung oder mit wäßriger Ammoniaklösung und Schwefel bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur nach Willgerodt in das Ammoniumsalz des Benzoesäure-p-sulfonamids übergeführt wird, aus dem man durch Ansäuerung die freie Säure isoliert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung mit organischen Lösungsmitteln, insbesondere mit Pyridin oder Dioxan, verdünnt wird.