DE910779C - Verfahren zur Darstellung von N-Sulfonylharnstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von N-Sulfonylharnstoffen Die am Stickstoff substituierten Harnstoffderivate von aromatischen Sulfonsäuren können im allgemeinen nicht auf dem einfachen Wege der Umsetzung von Harnstoffen mit Sulfonsäurechloriden gewonnen werden, wie die entsprechenden Harnstoffderivate der organischen Carbonsäuren. Beim Versuch einer solchen Umsetzung zwischen Harnstoff und Sulfonsäure= chlorid wird im Verlauf der Reaktion zwar Chlorwasserstoff abgespalten, jedoch entstehen dabei nicht die Sulfonylharnstoffe, sondern Sulfonsäuren neben Wasserabspaltungsprodukten des Harnstoffes bzw. deren Polymerisationsprodukte, z. B. Dicyandiamid.
• Es wurde gefunden, daB sich die gewünschten N-Sulfonylharnstoffe der Formel Aryl-S 02 N R1 - C O - N H - R2 (Aryl bedeutet einen unsubstituierten oder substituierten aromatischen Kern oder ein kondensiertes aromatisches System, R1 und R, bedeuten Wasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder Arylradikale) überraschenderweise leicht gewinnen lassen, wenn man von N-Sulfonylamiden der Formel Aryl-S02-NH-Rl der Einwirkung von Abkömmlingen der Cyansäure bzw. Isocyansäure der Formel (C 0 N) Ra bzw. der Einwirkung solcher Verbindungen ausgeht, die sich im Laufe der Reaktion in Cyansäure oder Isocyansäure umwandeln können oder diese Verbindungen abspalten, z. B. Nitroharnstoff, Harnstoff oder Urethan und ähnliche. Entsprechend der sauren Natur der Sulfonamide, die eine solche den Aminen vergleichbare Reaktion besonders überraschend erscheinen läBt, können auch die Salze der Cyansäure bzw. des Nitroharnstoffs angewendet werden, oder es können basische Verbindungen oder säurebindende Salze anwesend sein, wie z. B. Soda. In diesem Falle erhält man, sofern an dem der Sulfonylgruppe benachbarten Stickstoffatom noch ein Wasserstoffatom steht, sogleich die Salze der N-Sulfonylharnstoffe, die in wäßriger Lösung nahezu neutral reagieren.
• Die Reaktion spielt sich im Endergebnis nach den folgenden Gleichungen ab Aryl-S02-NH-Rl @- (CON)-R2 =Aryl-S02-NRl-CO-NH-R-Für den Fall, daß R1 =Wasserstoff ist und als Cyansäurederivat Kaliumcyanat angewendet wird, darf man z. B. folgende Reaktionsweise annehmen i. Aryl-S02-NH2 + KOCN =Aryl-S02-INTK-CO-NH2. Für Nitroharnstoffnatrium: 2. Aryl-S02-NH2+H2N-CO-NNa-N02 = Aryl-S02-NNa-CO-NH2 -f- N20 -f- H20. Für Urethan 3. Aryl-S02-NH2 + HJ-CO-O-Alkyl = Aryl - SO.- NH -CO - NH2 + Alkyl - OH. Für Harnstoff 4. Aryl- SO, -NH2 -E- H2N-CO-NH2 = Aryl - SO, - N (N H4) - C O - N H,. Für Isocyansäureester: 5. Aryl-S02-NH2+O=C=N-R2 =Aryl-S02-NH-CO-NH-R2. Die Reaktion vollzieht sich im allgemeinen am besten in der Wärme, z. B. bei Temperaturen von 6o bis ioo°.
• Soweit die entstehenden N-Sulfonylharnstoffe an dem der Sulfonylgruppe benachbarten Stickstoffatom noch Wasserstoff tragen, sind sie stark saure Verbindungen, die neutrale Alkalisalze geben und daher meist leicht in Soda löslich sind. Im anderen Falle sind sie neutrale Verbindungen.
• Die neuen Verbindungen sind zu technischen Zwecken und als Heilmittel verwendbar. Besonders wertvoll sind diejenigen Verbindungen, die an dem aromatischen Sulfonylkern in p-Stellung zur S02 Gruppe eine Aminogruppe besitzen und an dem der Sulfonylgruppe benachbarten N-Atomnoch ein Wasserstoffatom tragen. Sie stellen Heilmittel gegen Infektionskrankheiten dar. Die Aminogruppe kann entweder als acylierte Aminogruppe mit der Sulfonsäurekomponente eingeführt und nachträglich durch Verseifung freigelegt werden oder als Nitrogruppe, die nach Herstellung der Harnstoffverbindung zur Aminogruppe reduziert wird.
• Beispiel i 5o g Benzolsulfonamid und 28g Kaliumcyanat werden in 8o- bis go°/oigem Alkohol so lange zum Sieden erhitzt, bis eine Probe fast völlig wasserlöslich geworden ist. Es hat sich dann das Kaliumsalz des Benzolsulfonylharnstoffs gebildet, das man als solches aus Wasser, evtl. unter Zusatz von Kaliumcarbonat, zur Herabsetzung der Löslichkeit umkristallisieren kann. In Wasser gelöst und mit Eisessig angesäuert, fällt der freie Harnstoff aus, der nach dem Trocknen den F. = 17o bis 17i° hat. Ausbeute etwa go °/o. Beispiel 2 5o g p-Toluolsulfonamid und 25g Nitroharnstoffnatrium werden in 8o bis goo/oigem Alkohol bis zur Beendigung der Stickoxydentwicklung gelinde erhitzt. Nach dem Abdestillieren des Alkohols wird der Rückstand in reichlich Wasser aufgenommen, mit Soda neutralisiert und vom ungelösten Ausgangsmaterial abgesaugt. Aus dem Filtrat kristallisiert nach dem Ansäuern der p-Toluolsulfonyl-N-harnstoff in einer Ausbeute von etwa 8o o/0 aus. Der Rest kann als Ausgangsmaterial aus dem in alkalischer Lösung unlöslichen Anteil wiedergewonnen werden. Durch Vermehrung der Nitroharnstoffmenge kann die Ausbeute noch wesentlich gesteigert werden. Die ReiDigung des Toluolsulfonylharnstoffs erfolgt am besten durch Kristallisation des Kaliumsalzes aus wenig Wasser unter Zusatz von Kaliumcarbonat. Dieses kristallisiert in schönen Prismen und ergibt nach Lösen in Wasser und Fällen mit Essigsäure den freien Harnstoff vom F. = 184 bis i88° unter Zersetzung. Beispiel 3 50g Acetylsulfanilamid und 309 Kaliumcyanat werden in Zoo ccm Alkohol und 2o ccm Wasser einige Stunden erhitzt. Nach dem Erkalten wird das Reaktionsprodukt abgesaugt, das nach dem Trocknen 7o bis 719 wiegt. Es stellt das Kaliumsalz des p-Acetylsulfanilyl-harnstoffs dar, das somit in einer Rohausbeute von etwa Zoo °/o entstanden ist. Das Salz wird aus Wasser unter Zusatz von Kaliumcarbonat kristallisiert und bildet dann schöne lange Nadeln. Daraus entsteht mit Essigsäure der freie Harnstoff vom F. = 185 bis Z88° unter Zersetzung.
• Beispiel 4 In der gleichen guten Ausbeute erhält man den Acetylsulfanilyl-harnstoff, wenn man 50g Acetylsulfanilsäureamid, 5o g Nitroharnstoff und 30 g Soda in 8oo/oigem Alkohol 5 bis 6 Stunden zum Sieden erhitzt. Die Masse ist nach dem Abdampfen des Alkohols in Wasser fast restlos löslich und besteht aus dem Natriumsalz des obigen Harnstoffs.
• Beispiel 5 5 Teile Acetylsulfanilsäureamid, 3 Teile Harnstoff, 2 Teile Soda, 15 Teile Alkohol und 5 Teile Wasser werden auf dem Dampfbad erhitzt. Bald erscheinen im Kühler Sublimate von Ammoniumcarbonat bzw. -carbamat. Nach etwa io bis 12 Stunden ist die Umwandlung zu etwa 5o o/o vollzogen, kenntlich an dem wasserlöslich gewordenen Anteil. Weiteres Erhitzen bringt die Reaktion zu Ende. Man kann auch ein höhersiedendes Lösungsmittel, z. B. Butylalkohol, verwenden oder andere basische Verbindungen, z. B. Kaliumhydroxyd, Kaliumcarbonat, Natriumalkoholat oder ein tertiäres Amin, wodurch die Reaktion teilweise wesentlich beschleunigt werden kann.
• Ähnliche Resultate erhält man auch mit Urethanen, z. B. mit Äthylurethan, das etwas langsamer reagiert als Harnstoff.
• In allen Fällen erhält man den Acetylsulfanilylharnstoff vom F. = 185 bis z88° unter Zersetzung. Durch Verseifung mit Natronlauge oder konzentrierter Salzsäure erhält man daraus den p-Aminobenzolsulfonyl-N-harnstoff vom F. = 149 bis 15q.° unter Zersetzung.
• Beispiel 6 2o g Acetylsulfanilsäureamid und 129. Phenylisocyanat werden längere Zeit auf ioo° erhitzt. Das Reaktionsprodukt wird dann in Wasser aufgeschwemmt, heiß mit Sodalösung neutralisiert und nachdem Erkalten vom Unlöslichen abgesaugt. Essigsäure fällt aus dem Filtrat einen dicken, weißen Niederschlag des freien Harnstoffs, der am besten über das Kaliumsalz aus Wasser unter Zusatz von Kaliumcarbonat kristallisiert wird. Das Kaliumsalz bildet schöne Nadeln, aus denen mit Essigsäure der N-(Acetylsulfanilyl)-N'-phenyl-harnstoff in guter Ausbeute in Freiheit gesetzt wird. Andere Isocyansäureester lagern sich in gleicher Weise bzw. noch leichter an Sulfonamide an und bilden dabei N'-substituierte N-Sulfonylharnstoffe.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Darstellung von aromatischen N-Sulfonylharnstoffen der folgenden Formel: Aryl- SO, -NRi-CO-NH-R2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf primäre oder sekundäre aromatische Sulfonylamide der allgemeinen Formel Aryl-SOQ-NH-Rl Abkömmlinge der Cyansäure oder Isocyansäure der Formel (C ON) -R2 oder deren Salze bzw. solche Verbindungen oder ihre Salze einwirken läßt, aus denen während der Reaktion obige Cyansäure- oder Isocyansäureabkömmlinge als Zwischenprodukte entstehen können, wobei die Zeichen folgende Bedeutung haben: Aryl = unsubstituierter oder substituierter aromatischer Kern bzw. ein kondensiertes aromatisches Ringsystem, R, und R2 = Wasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder Aryl.