DE936395C

DE936395C - Process for the preparation of bisquaterner ammonium compounds

Info

Publication number: DE936395C
Application number: DEH11463A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Kaiser
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1952-02-17
Filing date: 1952-02-17
Publication date: 1955-12-15

Description

Verfahren zur Herstellung von bisquaternären Ammoniumverbindungen Es wurde gefunden, daß man zu wertvollen bisquaternären Ammoniumverbindungen kommt, wenn man Verbindungen der allgemeinen Formel Ql-Rl-CO-NH-R2-NH-CO-R3-Q, nach an sich bekannten Methoden der organischen Chemie herstellt. In dieser Formel bedeuten Q1 und Q2 quaternäre Ammoniumgruppen, R1 und R3 gegebenenfalls gleichartige alipathische Reste und R2 einen beliebigen organischen Rest, wobei die Summe der in den Resten R1, R2 und R3 enthaltenen Kohlenstoffatome q. bis 1q. und die Summe der in den beiden Gruppen Q1 und Q2 enthaltenen Kohlenstoffatome 6 bis 1q. beträgt. Die erfindungsgemäß erhaltenen Produkte sind allgemein physiologisch wirksam, viele von ihnen besitzen Curare-Wirkung.Process for the production of bisquaternary ammonium compounds It has been found that valuable bisquaternary ammonium compounds can be obtained if you have compounds of the general formula Ql-Rl-CO-NH-R2-NH-CO-R3-Q, according to an known methods of organic chemistry. In this formula mean Q1 and Q2 are quaternary ammonium groups, R1 and R3, if appropriate, aliphatic groups of the same type Radicals and R2 is any organic radical, where the sum of the radicals R1, R2 and R3 containing carbon atoms q. up to 1q. and the sum of in the two Groups Q1 and Q2 contain carbon atoms 6 to 1q. amounts to. According to the invention obtained products are generally physiologically active, many of them possess Curare effect.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen bisquaternären Verbindungen ist auf vielen Wegen möglich; als Beispiele seien folgende genannt; Ein Diamin wird mit einer Aminocarbonsäure oder mit einem reaktionsfähigen Derivat einer solchen zu dem entsprechenden Diamid umgesetzt, das zwei Aminogruppen enthält, die in an sich bekannter Weise quaternär gemacht werden. Als Carbonsäurederivate sind z. B. deren Anhydride oder Ester brauchbar, aber auch Salze von Aminocarbonsäuren mit Aminen sind zur Umsetzung mit anderen Aminen unter Amidbildung befähigt. Ein anderer Weg zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht darin, zunächst ein Diamid herzustellen, das in seinen Säureresten reaktionsfähige, in ein Amid umwandelbare Gruppen trägt. Dies kann z. B. durch Umsetzung von a-Halogencarbonsäurehalogeniden mit einem Diamin geschehen. Die reaktionsfähigen Gruppen werden dann in Aminogruppen übergeführt und quarternärgemacht. Ist die reaktionsfähige Gruppe ein Halogenatom und verwendet man als Amin ein tertiäres Amin, so kann die Einführung der Aminogruppe in die Verbindung und das Quaternärmachen dieser Gruppe in einem Arbeitsgang erfolgen.The preparation of the bisquaternary compounds according to the invention is possible in many ways; the following are mentioned as examples; A diamine becomes with an aminocarboxylic acid or with a reactive derivative of such reacted to the corresponding diamide, which contains two amino groups in an can be made quaternary in a known manner. As carboxylic acid derivatives are, for. B. their anhydrides or esters can be used, but also salts of aminocarboxylic acids with Amines are capable of reacting with other amines to form amides. Another The way to prepare the compounds according to the invention is firstly to use a To produce diamide, which is reactive in its acid residues and convertible into an amide Groups carries. This can e.g. B. by reacting a-halocarboxylic acid halides done with a diamine. The reactive groups then turn into amino groups transferred and made quaternary. If the reactive group is a halogen atom and if a tertiary amine is used as the amine, the introduction of the amino group can be carried out into the connection and quaternizing this group in one Operation.

Zum Quaternärmachen lassen sich die zu diesem Zweck üblichen Verbindungen, wie z. B. organische Verbindungen mit beweglichem Halogenatom, Schwefelsäureester oder Alkylenoxyde, verwenden.For quaternizing, the usual connections for this purpose, such as B. organic compounds with a mobile halogen atom, sulfuric acid ester or alkylene oxides.

Es ist zwar ein bistertiäres Amin bekannt, das man, ausgehend von p-Phenylendian-iin, durch Umsetzung mit Chloracetylchlorid undBehandeln des Umsetzungsproduktes mit Diäthylamin gewonnen hat. Die quaternäre Base dieses Amins ist jedoch nicht beschrieben. Das Amin selbst ist als Textilbehandlungsmittel vorgeschlagen. Daraus war jedoch nicht zu ersehen, daß man durch Umwandlung derartiger Amine in quaternäre Basen zu Produkten mit Curare-Wirkung kommen würde.A bistertiary amine is known which, starting from p-Phenylenedian-iine, by reaction with chloroacetyl chloride and treating the reaction product with diethylamine. However, the quaternary base of this amine is not described. The amine itself is suggested as a textile treatment agent. From it however, it could not be seen that by converting such amines into quaternary Bases would come to products with curare effects.

Es war weiterhin bekannt, substituierte Äthylendiamine mit Dicarbonsäureestern umzusetzen und die erhaltenen Dicarbonsäurediamide in die entsprechenden bisquaterären Verbindungen umzuwandeln (vgl. A. P. Philipps: »Science«, 112 (195o), S. 536, bzw. »Chemical Abstracts«, 1951, S.38o6i). Diese Verbindungen unterscheiden sich von den erfindungsgemäßen lediglich durch die umgekehrte Stellung der Carbonsäureamidgruppe. Nun ist es aber durch Veröffentlichungen des genannten Verfassers bekanntgeworden, daß derartige Verbindungen nicht curarewirksamsind (vgl. A. P. Philipp sund J. C. Castillo: »Journal of the American Chemical Society«, 73 (i951), S. 3949, unten rechts, und A. P. Philipps: »Chemisches Zentralblatt«, 1953, S. 3705/o6). Unter diesen Umständen ist es überraschend, daß die erfindungsgemäßen Produkte Curarewirksamkeit zeigen. Beispiel i 27 Gewichtsteile p-Phenylendiamin werden mit Zoo Gewichtsteilen Diäthylaminoessigsäurebutylester unter Durchleiten von Stickstoff auf igo bis 21o° erhitzt, bis kein Butanol mehr abdestilhert. Das als Kristallkuchen zurückbleibende Rohprodukt wird durch Umkristallisieren aus Benzol gereinigt, F = 151 bis 152°. 84 Gewichtsteile des so erhaltenen N, N'-Bisdiäthylaminoacetyl-p-phenylendiamins werden in 4oo Gewichtsteilen Benzol aufgeschlämmt und unter Rühren mit 75 Gewichtsteilen Jodmethyl versetzt. Nach einigem Rühren bei 4o° wird das bisquaternäre Ammoniumsalz abgesaugt, mit Methanol ausgekocht und aus Wasser umkristallisiert, F = 235°. Beispiel 2 27o Gewichtsteile frischdestilliertes m-Phenylendiamin werden in 62o Gewichtsteilen Dimethylanilin und 28oo Gewichtsteilen Äther gelöst. Zu der Lösung läßt man unter Rühren 55o Gewichtsteile Chloracetylchlorid bei 30° zutropfen. Beim Aufarbeiten erhält man das N, N'-Bis-chloracetyl-m-phenylendiamin schon ziemlich rein; nach Umkristallisieren aus Eisessig schmilzt es bei 214 bis 2i5°.It was also known, substituted ethylenediamines with dicarboxylic acid esters implement and the dicarboxylic acid diamides obtained in the corresponding bisquater To convert connections (cf. A. P. Philipps: "Science", 112 (195o), p. 536, resp. "Chemical Abstracts", 1951, p.38o6i). These connections are different from those according to the invention only by the reversed position of the carboxamide group. But now it has become known through publications by the named author, that such compounds are not curare-effective (cf. A. P. Philipp s and J. C. Castillo: Journal of the American Chemical Society, 73 (1951), p. 3949, below right, and A. P. Philipps: "Chemisches Zentralblatt", 1953, p. 3705 / o6). Under under these circumstances, it is surprising that the products according to the invention have curare efficacy demonstrate. Example i 27 parts by weight of p-phenylenediamine are mixed with zoo parts by weight Butyl diethylaminoacetate while passing nitrogen through to igo to 210 ° heated until no more butanol distils off. What remains as a crystal cake The crude product is purified by recrystallization from benzene, melting point 151 ° to 152 °. 84 parts by weight of the N, N'-bisdiethylaminoacetyl-p-phenylenediamine thus obtained are slurried in 400 parts by weight of benzene and with stirring with 75 parts by weight Iodomethyl added. After some stirring at 40 ° the bisquaternary ammonium salt becomes Sucked off, boiled with methanol and recrystallized from water, F = 235 °. example 2 27o parts by weight of freshly distilled m-phenylenediamine are converted into 62o parts by weight Dissolved dimethylaniline and 2,800 parts by weight of ether. To the solution one leaves under Stir 55o parts by weight of chloroacetyl chloride at 30.degree. When working up if the N, N'-bis-chloroacetyl-m-phenylenediamine is already fairly pure; after Recrystallizing from glacial acetic acid, it melts at 214-2i5 °.

287 Gewichtsteile des Diamids werden mit 6oo Gewichtsteilen einer 33 °/olgen alkoholischen Trimethylaminlösung bei ioo° im Druckgefäß zum bisquaternären Ammoniumsalz umgesetzt; welches in Wasser sehr leicht löslich ist. Durch Eindampfen der wäßrigen Lösung im Vakuum kann es als klares, hochviskoses Öl erhalten werden.287 parts by weight of the diamide with 600 parts by weight of a 33 ° / olgen alcoholic trimethylamine solution at 100 ° in the pressure vessel to the bisquaternary Ammonium salt reacted; which is very easily soluble in water. By evaporation the aqueous solution in vacuo it can be obtained as a clear, highly viscous oil.

Beispiel 3 6oo Gewichtsteile wasserfreies Äthylendiamin werden mit 375 Gewichtsteilen Diäthylaminoessigsäurebutylester unter Durchleiten von Stickstoff auf 16o bis 2o5° erhitzt, bis kein Butanol mehr abdestilliert. Nach dem Erkalten wird der Rückstand durch Absaugen von öligen Anteilen befreit und dann aus Benzin umkristallisiert; F = 89 bis gi°. 195,5 Gewichtsteile des so erhaltenen N, N'-Bis-(diäthylaminoacetyl)-äthylendiamin werden in 40o Gewichtsteilen Benzol gelöst; unter Rühren fügt man 227 Gewichtsteile Methyljodid hinzu und erwärmt einige Zeit auf 40°. Das bisquaternäre Ammoniumjodid wird nach dem Erkalten abgesaugt und aus Methanol umkristallisiert; F = 2io bis 2z1°. Beispiel 4 54 Gewichtsteile m-Phenylendiamin werden mit 16o Gewichtsteilen Dimethylaminoessigsäurebutylester unter Durchleiten von Stickstoff auf 2oo° erhitzt, bis die Abspaltung des Butanols beendet ist. Das dabei entstandene N, N'-Bis-(dimethylaminoacetyl)-m-phenylendiamin wird durch Destillation im Vakuum gereinigt (Kp = Zoo bis 220°/0,5 mm Hg) und so als hochviskoses Öl erhalten. 93 Gewichtsteile desselben werden in der 5fachen Menge Aceton gelöst und mit einer Lösung von 105 Gewichtsteilen Jodmethyl in der 5fachen Menge Aceton versetzt; die bei Zimmertemperatur im Verlauf von 2 Stunden ausgeschiedenen Kristalle werden abgesaugt und aus Wasser umkristallisiert. F = 246 bis 247° (Zersetzung). Beispiel 5 125 Gewichtsteile p-Xylylendiamin werden mit 55o Gewichtsteilen Dimethylaminoessigsäurebutylester unter Druck 16 Stunden auf 9,oo° erhitzt. Durch Abdestillieren des entstandenen Butanols und des überschüssigen Esters wird das N, N'-Bis-(dimethylaminoacetyl)-p-xylylendiamin als Kristallkuchen erhalten. Nach Umkristallisieren aus Xylol und dann aus Aceton schmilzt dasselbe bei 137 bis 139°. 69 Gewichtsteile davon werden mit 79 Gewichtsteilen Jodmethyl in Aceton umgesetzt. Das abgesaugte und bei ioo° getrocknete bisquaternäre Ammoniumjodid schmilzt unter Zersetzung bei 239 bis 24i°. Durch Umkristallisieren aus viel Methanol wird der Schmelzpunkt nicht erhöht.Example 3 600 parts by weight of anhydrous ethylenediamine are mixed with 375 parts by weight of butyl diethylaminoacetate while passing nitrogen through heated to 16o to 2o5 ° until no more butanol distills off. After cooling down the residue is freed from oily components by suction and then from gasoline recrystallized; F = 89 to gi °. 195.5 parts by weight of the N, N'-bis (diethylaminoacetyl) ethylenediamine thus obtained are dissolved in 40o parts by weight of benzene; 227 parts by weight are added with stirring Add methyl iodide and heat to 40 ° for some time. The bisquaternary ammonium iodide is filtered off with suction after cooling and recrystallized from methanol; F = 2io to 2z1 °. Example 4 54 parts by weight of m-phenylenediamine are mixed with 160 parts by weight Butyl dimethylaminoacetate heated to 2oo ° while passing nitrogen through, until the cleavage of the butanol has ended. The resulting N, N'-bis (dimethylaminoacetyl) -m-phenylenediamine is purified by distillation in vacuo (bp = zoo up to 220 ° / 0.5 mm Hg) and so on obtained as a highly viscous oil. 93 parts by weight of the same are in 5 times the amount Acetone and dissolved with a solution of 105 parts by weight of iodomethyl in 5 times Amount of acetone added; those excreted at room temperature over the course of 2 hours Crystals are suctioned off and recrystallized from water. F = 246 to 247 ° (decomposition). Example 5 125 parts by weight of p-xylylenediamine are mixed with 55o parts by weight of butyl dimethylaminoacetate heated under pressure to 9.0 ° for 16 hours. By distilling off the resulting Butanol and the excess ester becomes the N, N'-bis (dimethylaminoacetyl) -p-xylylenediamine obtained as a crystal cake. After recrystallization from xylene and then from acetone melts the same at 137 to 139 °. 69 parts by weight of this become 79 parts by weight Iodomethyl implemented in acetone. The bisquaternary which is suctioned off and dried at 100 ° Ammonium iodide melts with decomposition at 239 to 24i °. By recrystallization the melting point is not increased from a lot of methanol.

Beispiel 6 241 Gewichtsteile N, N'-Bis-(chloiacetyl)-tetramethylendiamin (v. Braun, »Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft«, Bd. 7o, S. 99q.) werden mit 3oo Gewichtsteilen Diäthylamin in 45o Gewichtsteilen trockenem Benzol einige Stunden bei 5o bis 65° gerührt. Nach Auswaschen des gebildeten Hydrochlorids mit Wasser wird das Benzol abdestilliert und der feste Rückstand aus Benzin umkristallisiert. Das so gewonnene N, N'-Bis-(diäthylaminoacetyl)-tetramethy lendiamin schmilzt bei 6o bis 6i,5°. ioo Gewichtsteile desselben werden mit ioo Gewichtsteilen JodmethylExample 6 241 parts by weight of N, N'-bis (chloiacetyl) tetramethylenediamine (von Braun, "Reports of the German Chemical Society", Vol. 7o, p. 99q.) with 300 parts by weight of diethylamine in 45o parts by weight of dry benzene some Stirred for hours at 5o to 65 °. After washing out the hydrochloride formed with Water, the benzene is distilled off and the solid residue is recrystallized from gasoline. The N, N'-bis (diethylaminoacetyl) -tetramethylenediamine thus obtained melts 6o to 6i, 5 °. 100 parts by weight of the same are mixed with 100 parts by weight of iodomethyl