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':Procédé de fabrication de dialkyleater-amides de l'acide orthoformique."
La présente invention est relative à un procédé spécial de fabrication de dialkyleater-amides de l'acide orthoformique dont une grande partie ne sont pas encore connus jusqu'à présent.
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Il est connu que l'on obtient le diethylester-diméthylamide de l'acide orthoformique en faisant réagir la diméthylamide sur du borofluorure de triéthyloxonium et en traitant par un alcoolate le sel d'oxonium obtenu de la diméthylform-
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amide. Ce procédé préaente, cependant, un certain nombre d'inconvénients; il est limité aux composée formylés d' amines aeoondairea; les sale d'oxonium employée comme matièrea de départ aont difficilement accesaiblea et la synthèse se fait en deux étapes.
La demanderesse vient de trouver que l'on obtient d'une manière simple et avec de bons rendenents tout généralement des idalkylester-amides de l'acide orthoformique, ai l'on fait réagir des sels d'amidinium répondant à la formule générale:
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dans laquelle R et R' représentent isolément des restes aliphatiques éventuellement substitues, des restes cyclo- aliphatiques éventuellement substitués ou des restes aromatiques éventuellement substitués ou pris ensemble représentent un pont alkylène oontenant jusqu'à5 atomes de carbone, dont un groupe méthylénique peut être rem- placé par un atome d'oxygène, d'azote ou de soufre, X désigne l'anion d'un aoide minéral et n est un nombre égal à 0 ou 1, avec l'alcoolate d'un alcool aliphatique inférieur, er. présence d'un alcool aliphatique inférieur.
La réaction conforme à l'invention doit être considérée comme nettement surprenante car l'on sait que les sels de formamidinium tétra- substitués (n=0),employés oomme produits de départ dont des composés stables, qui par exemple ne s'hydrolysent pas avec de l'eau. On ne connaît pas non plus de réactions chimiques
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de nea sel dA to11n1, i*û esQHllwe clux-ai réagissent en se décaApaaarit, Z1 n'était donc u1'.11 à prévoir que les aela de fo:r.oidin1ua ,6'h'..ubeU '\U" 8e décomposeraient au moyen d'un traitement par Un .1Qoolate en présence d'un alcool pour donner dwe d1alyl..\.ramides de l'acide orthoformique, Leva aela d'aaiua-assp'ap- én;
lidène-amnonium (u=1 employés en outre OQ<Mae produita de départ ne sont pas encore connue à ce jour, En oonaè- quence, on ne pouvait donc faire aucune prédiction quant
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à leur réaction possible avec dea aloQQlatea en prèaenot d' alcool. On peut avant tout lea considérer comme produite analogues aux soja d'amidinium.
Dans ce cas auaai le déroulement de la réaction eat surpreant, compte tenu dea oonai- dérations qui précèdent, Lorsque, dana le procède conforme à l'invention, on utilise
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le chlorure de têtraméthyl-tormam1dini, le méthy.a de sodium et l'alcool méthylique comme produita de départ, la marche de la réaotion peut être représentée par le schéma de formules:
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Dans le cas des sels d' amino-azaprop-énylidéxe-ammoni,ura, la scission peut avoir lieu en divers points de la molécule comme on peut le constater en comparant l'équation suivante, qui se rapporte à l'emploi de chlorure de
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N,N,N' ,N'-tétraméthyl-3-amino-2-azaprop-2-ène-1-ylidine- ammonium, de méthylate de sodium et d'alcool méthylique comme matières de départ:
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Comme le diméthylester-amide de l'acide orthoformique (I) a un point d'ébullition sensiblement supérieur à celui du diméthylester-diméthylamide de l'acide orthoformique (II), on peut aisément séparer l'une de l'autre ces deux substances par distillation fractionnée.
Comme matières de départ entrent en ligne de compte pour la réaction suivant l'invention les sels d'amidinium répon- dant à la formule indiquée plus haut ; et R' représentent de préférence des restes aliphatiques inférieurs, oycloaliphatiques et aromatiques. Les sels d'amidinium peuvent @
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en outre porter comme substituants des restes aliphatiques inférieurs et des restes alooxy, ainsi que des atomes d' halogène, notamment des atomes de chlore ou de brome. Les sels d'amidinium peuvent aussi renfermer des substituants hétérocycliques, tels que morpholine, thiomorpholine, pipéridine et pyrrolidine.
Dans la formule générale indiquée plus haut, X représente notamment un anion des acides minéraux suivants : acide chlorhydrique, acide bromhydrique, acide iodhydrique, acide chlorique et acide iodique, acide perchlorique et acide sulfurique.
Comme exemples spécifiques des sels d'amidinium, on mentionnera les suivants: chlorure de 3-diméthylamino-2-azaprop-
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2-énylidène-1-diméthylammonium, chlorure de 3-méthylphényl- amino-2-azaprop-2-énylidène-1-méthylphénylammonium, chlorure de N,N,N',N'-tétraméthylformamidinium, chlorure de N,N,N',N'-
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tétraéthylformamidinium, chlorure de N,N,N=,N'-bis-tétramé- thylène-formamidinium, chlorure de N,N,N',N'-bis-pentaméthy- lène-formamidinium et chlorure de N,N,N' ,N'-bis-(3-oxapenta- méthylène)-formamidinium.
On ne connaît d'après la littérature que quelques-uns des sels de formamidinium employés comme produits de départ.
Les produits inconnus jusqu'ici peuvent être préparés d' une manière simple selon la méthode de 0. Piocher et autret
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(Journal ftir praktieohe Ohemie, 109, 84 (1925) et Z. Arnold (Czch. in Ohem. Liaty, 52,468 (1958)).
Les composée d'amino-azaprop-énylidène-ammonium qui entrent également en considération comme produit de départ ne sont pas encore connus jusqu'à présent. On les obtient d'une manière simple en faisant réagir 1 mole de chlorure de cyanuryle avec au moins 6 moles d'une N-formylamine secondaire, éventuellement en présence d'un solvant inerte, à une température comprise entre 0 et 180 C. Comme N-formylamines entrent en ligne de compte, selon le substituant considéré, des composés N-formylée par exemple de diméthylamine, de méthyl-
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benzylamine et d'éthyloyelohexylamine.
Des solvants inertes appropriés sont des hydrocarbures halogénés tels que le chlorure d'éthylène. 3 moles d'anhydride carbonique sont scindées au cours de la réaction et on obtient des sels d'amidinium répondant à la formule générale indiquée plus haut, dans laquelle n = 1 (voir au sujet de ce procédé de préparation la demande de brevet français no. 847 082 déposée par la demanderesse le 16 décembre 1960 pour "Procédé de préparation d'halogénures de (3-amino-2-aza-
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2-propénylidène-i)-ammonium tétrasubstituée sur N,N'" (brevet belge 598 229 du 16 décembre 1960 . ' Comme alcoolates s'emploient de préférence les alcoolates de métaux alcalins, en particulier les alcoolates de sodium et de potassium d'alcools aliphatiques inférieurs.
Des exemples de tels alcoolates sont par suite les alcoolat*
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alcalins du méthanol, de l'éthanol, du propanol, de l'isopropanol et du butanol.
Comme alcools on utilise les mêmes alcools qui servent à la préparation dea alooolates.
Comme solvants on prend également les mêmes alcools qui forment les alcoolates. On utilise dono l'alcool en excédent, la quantité excédentaire agissant comme solvant. La réaction suivant l'invention s'effectue avantageusement à une température entre-40 et +50 C, en particulier entre 10 et 35 C. Tous les alcools ont un point d'ébullition supérieur à +50 C. On utilise 1 mole d'alcoolate et au moins 1 mole d'alcool pour 1 mole de sel d'amidinium. L'alcool peut être employé comme solvant, et dans ce cas un excès de 1 à 10 moles est généralement suffisant.
Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention on introduit d'avance une solution de l'alcoolate dans l'alcool, que l'on prépare avantageusement en faisant dissoudre la quantité requise du métal alcalin dans l'aloool, et on ajoute alors le sel d'amidinium. Mais on peut aussi procéder de manière inverse.
Le mélange qui en résulte est ensuite traité d'une manière connue en elle-même. Il s'est révélé particulièrement avantageux de séparer d'abord les sels minéraux par filtration
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exemple 1 Or introuduti à la température ambiante 136,5 parties de
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chlorure de ,W,H'.N'-tétraméthylormamidin1um dans une solution de 23 parties de sodium méthylique dans 670 parties en volume d'alcool éthylique anhydre. Après avoir abandonné le mélange au repos pendant 16 heures, on filtre à la trompe pour séparer le chlorure de sodium qui a précipité, et on sépare l'alcool éthylique par distillation à l'aide d'une colonne bien efficace. Le diéthylester-diméthylamide d' acide orthoformique qui reste, bout sous pression normale à 133,5 C.
Le rendement s'élève à 100 - 110 parties, soit 68 - 75% de la théorie.
Exemple 2 Lorsque, dans l'exemple 1, on utilise au lieu de la solution déthylate de sodium dans l'alcool éthylique, une solution de 23 parties de sodium dans 670 parties en volume de méthanol aec, on obtient avec le même rendement en %
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le diméthylester-diméthylamide d'acide orthoformique bouillant sous pression normale à 107 - 108 C.
Exemple 3 Dans une solution de 6 parties de sodium métallique dans 150 parties en volume d'alcool méthylique, on introduit à
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20C 55 parties de chlorure de N,N,N',N'-bis-(3-oxapenta-
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méthylène)-formamidinium. Après avoir laissé reposer la solution pendant 16 heures à la température ambiante, on sépare par succion le chlorure de sodium qui a précipité (14 parties = 90% de la théorie) et on distille le filtrat pour en séparer 1 'excès d'alcool méthylique. Le résidu fournit lors de la distillation fractionnée, 17 parties de morpholine (77,5 %) bouillant sous 14 mm/Hg à 35 - 40 C,
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et 22 parties de diméthylester-t3-oxapentamétbylène)-amide d'acide orthoformique (55 %), bouillant sous 11 mm/Hg à 76,5-78 C.
On obtient le chlorure de N,N,N',N'-bis-(3-oxapentaméthy- lène)-formamidinium avec un rendement de 90 % en faisant réagir à 150 C 115 parties de N-formylmorpholine avec le 3-oxapentaméthylène-amide d'acide chloroformique (point d'ébullition 110 C sous 10 mm/Hg, obtenu à partir de Nméthylmorpholine avec du phosgène dans du benzène bouillant).
Après lavage avec l'acétone, le produit présente un point de fusion de 173 C.
Exemple 4 On met en suspension 100 parties d'iodure de N,N'-diméthylN,N'-diphénylformamidinium dans 150 parties en volume de méthanol et on introduit la suspension goutte à goutte dans une solution de 6,9 parties de sodium métallique dans 100 parties en volume de méthanol. Après avoir abandonné la solution au repos pendant 24 heures, on la débarrasse de
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l'excès de méthanol sous le vide de la trompe à eau, on délaie le résidu avec 200 parties en volume d'éther et on sépare par succion 42 parties d'iodure de sodium (87,5 %).
Après avoir éliminé l'éther par distillation, il reste 75 parties d'une huile dont on peut séparer par distillation 30 parties de N-méthylaniline et 43 parties de diméthyleaterméthylphénylamide d'acide orthoformique bouillant sous 15 mm/Hg à 123 C.
Exemple 5 On dissout 92 parties de sodium dans 1600 parties en volume de méthanol. Dans cette solution on introduit 654 parties de chlorure de diméthylamino-2-azaprop-2-énylidène-1-diméthylammonium et on abandonne le mélange au repos pendant 48 heures. Le chlorure de sodium qui a précipité est alors séparé sur le filtre à succion, et le méthanol et les fractions facilement volatiles du mélange réactionnel sont séparés par distillation sous 70 mm/Hg et à 50 C de tem- pérature de bain ; résidu qui subsiste est fractionné entre 1 et 2 mm/Hg. On obtient ainsi 250 parties du diméthylester-diméthylaminométhylénylamide d'acide orthoformique répondant à la formule (CH3)2N-CH=N-CH (OCH3)2 qui passent entre 50 et 70 C.
Après une nouvelle distillation, on obtient 200 parties ayant un point d'ébullition de 96 à 97 C sous 14 mm/Hg.
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': A method of manufacturing dialkyleater-amides of orthoformic acid. "
The present invention relates to a special process for the manufacture of dialkyleater-amides of orthoformic acid, a large part of which is not yet known until now.
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It is known that the diethyl ester-dimethylamide of orthoformic acid is obtained by reacting the dimethylamide with triethyloxonium borofluoride and by treating the oxonium salt obtained from dimethylform- with an alcoholate.
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amide. This process has, however, a number of drawbacks; it is limited to formyl compounds of aeoondairea amines; the oxonium salts used as a starting material are hardly weakened and the synthesis is done in two stages.
The Applicant has just found that in a simple manner and with good yields, quite generally, idalkyl ester-amides of orthoformic acid are obtained, with amidinium salts corresponding to the general formula being reacted:
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in which R and R 'represent in isolation optionally substituted aliphatic radicals, optionally substituted cycloaliphatic radicals or optionally substituted aromatic radicals or taken together represent an alkylene bridge o containing up to 5 carbon atoms, of which a methylene group may be substituted placed by an oxygen, nitrogen or sulfur atom, X denotes the anion of a mineral aid and n is a number equal to 0 or 1, with the alkoxide of a lower aliphatic alcohol, er. presence of a lower aliphatic alcohol.
The reaction in accordance with the invention must be regarded as clearly surprising since it is known that the tetra-substituted formamidinium salts (n = 0), used as starting products, including stable compounds, which, for example, do not hydrolyze. with water. No chemical reactions are known either.
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de nea sel dA to11n1, i * û esQHllwe clux-ai react by decaApaaarit, Z1 was therefore u1'.11 to predict only the aela of fo: r.oidin1ua, 6'h '.. ubeU' \ U " 8e would decompose by means of treatment with Un. 1Qoolate in the presence of an alcohol to give dwe d1alyl .. \. Branches of orthoformic acid, Leva aela d'aaiua-assp'apén;
lidene-amnonium (u = 1 additionally employed OQ <Mae starting product are not yet known to date. Therefore, no prediction could be made as to
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to their possible reaction with aloQQlatea in alcohol prep. It can primarily be regarded as a soy-like product of amidinium.
In this case, the course of the reaction is surprising, taking into account the foregoing oonai- tions. When, in the procedure according to the invention, one uses
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tetramethyl-tormam1dini chloride, sodium methyla and methyl alcohol as the starting product, the reaction process can be represented by the diagram of formulas:
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In the case of the salts of amino-azaprop-enylidex-ammoni, ura, the cleavage can take place at various points of the molecule as can be seen by comparing the following equation, which relates to the use of chloride of
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N, N, N ', N'-tetramethyl-3-amino-2-azaprop-2-en-1-ylidin-ammonium, sodium methoxide and methyl alcohol as starting materials:
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Since orthoformic acid dimethyl ester-amide (I) has a significantly higher boiling point than orthoformic acid dimethyl ester-dimethylamide (II), these two substances can easily be separated from each other. by fractional distillation.
Suitable starting materials for the reaction according to the invention are the amidinium salts corresponding to the formula given above; and R 'preferably represent lower aliphatic, oycloaliphatic and aromatic radicals. Amidinium salts can @
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in addition, as substituents, lower aliphatic and alooxy radicals, as well as halogen atoms, especially chlorine or bromine atoms, are used. Amidinium salts can also contain heterocyclic substituents, such as morpholine, thiomorpholine, piperidine and pyrrolidine.
In the general formula indicated above, X represents in particular an anion of the following mineral acids: hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, chloric acid and iodic acid, perchloric acid and sulfuric acid.
As specific examples of the amidinium salts, the following may be mentioned: 3-dimethylamino-2-azaprop- chloride
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2-enylidene-1-dimethylammonium, 3-methylphenyl-amino-2-azaprop-2-enylidene-1-methylphenylammonium chloride, N, N, N ', N'-tetramethylformamidinium chloride, N, N, N' chloride ,NOT'-
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tetraethylformamidinium, N, N, N =, N'-bis-tetramethylene-formamidinium chloride, N, N, N ', N'-bis-pentamethylen-formamidinium chloride and N, N, N' chloride , N'-bis- (3-oxapentamethylene) -formamidinium.
Only a few of the formamidinium salts used as starting materials are known from the literature.
The hitherto unknown products can be prepared in a simple way according to the method of 0. Piocher et al.
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(Journal ftir praktieohe Ohemie, 109, 84 (1925) and Z. Arnold (Czch. In Ohem. Liaty, 52,468 (1958)).
The amino-azaprop-enylidene-ammonium compounds which also come into consideration as starting material are not yet known so far. They are obtained in a simple manner by reacting 1 mole of cyanuryl chloride with at least 6 moles of a secondary N-formylamine, optionally in the presence of an inert solvent, at a temperature between 0 and 180 C. As N-formylamines are taken into account, depending on the substituent considered, N-formyl compounds, for example dimethylamine, methyl-
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benzylamine and ethyloyelohexylamine.
Suitable inert solvents are halogenated hydrocarbons such as ethylene chloride. 3 moles of carbon dioxide are split during the reaction and amidinium salts are obtained corresponding to the general formula indicated above, in which n = 1 (see about this preparation process French patent application no. 847,082 filed by the Applicant on December 16, 1960 for "Process for the preparation of (3-amino-2-aza-) halides.
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2-propenylidene-i) -ammonium tetrasubstituted on N, N '"(Belgian patent 598 229 of December 16, 1960. As alcoholates are preferably used alkali metal alcoholates, in particular sodium and potassium alcoholates of lower aliphatic alcohols.
Examples of such alcoholates are therefore the alcoholates *
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alkalis of methanol, ethanol, propanol, isopropanol and butanol.
As alcohols, the same alcohols are used which are used in the preparation of alooolates.
As solvents we also take the same alcohols which form the alcoholates. The excess alcohol is then used, the excess amount acting as a solvent. The reaction according to the invention is advantageously carried out at a temperature between -40 and +50 ° C., in particular between 10 and 35 C. All alcohols have a boiling point greater than +50 C. 1 mole of alcoholate and at least 1 mole of alcohol per 1 mole of amidinium salt. Alcohol can be used as a solvent, and in this case an excess of 1 to 10 moles is generally sufficient.
To carry out the process according to the invention, a solution of the alcoholate in the alcohol is introduced in advance, which is advantageously prepared by dissolving the required quantity of the alkali metal in the alcohol, and one adds then the amidinium salt. But we can also proceed in reverse.
The resulting mixture is then processed in a manner known per se. It has been found to be particularly advantageous to first separate the inorganic salts by filtration.
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example 1 Gold introuduti at room temperature 136.5 parts of
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, W, H'.N'-tetramethylormamidin1um chloride in a solution of 23 parts of methyl sodium in 670 parts by volume of anhydrous ethyl alcohol. After leaving the mixture to stand for 16 hours, filtered with suction to separate the sodium chloride which has precipitated, and the ethyl alcohol is distilled off using a very efficient column. The remaining orthoformic acid diethyl ester-dimethylamide boils under normal pressure at 133.5 C.
The yield is 100 - 110 parts, or 68 - 75% of theory.
Example 2 When, in Example 1, instead of the solution of sodium ethoxide in ethyl alcohol, a solution of 23 parts of sodium in 670 parts by volume of methanol aec is used, one obtains with the same yield in%
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orthoformic acid dimethyl ester-dimethylamide boiling under normal pressure at 107 - 108 C.
Example 3 In a solution of 6 parts of metallic sodium in 150 parts by volume of methyl alcohol, is introduced to
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20C 55 parts of N, N, N ', N'-bis- (3-oxapenta- chloride)
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methylene) -formamidinium. After allowing the solution to stand for 16 hours at room temperature, the sodium chloride which precipitated (14 parts = 90% of theory) was removed with suction and the filtrate was distilled to remove the excess methyl alcohol from it. . The residue provides during fractional distillation 17 parts of morpholine (77.5%) boiling under 14 mm / Hg at 35 - 40 C,
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and 22 parts of orthoformic acid dimethyl ester-t3-oxapentametbylene) -amide (55%), boiling under 11 mm / Hg at 76.5-78 C.
N, N, N ', N'-bis- (3-oxapentamethylen) -formamidinium chloride is obtained in a yield of 90% by reacting at 150 C 115 parts of N-formylmorpholine with 3-oxapentamethylene- chloroformic acid amide (boiling point 110 C under 10 mm / Hg, obtained from N-methylmorpholine with phosgene in boiling benzene).
After washing with acetone, the product has a melting point of 173 C.
Example 4 100 parts of N, N'-dimethylN, N'-diphenylformamidinium iodide are suspended in 150 parts by volume of methanol and the suspension is introduced dropwise into a solution of 6.9 parts of metallic sodium in 100 parts by volume of methanol. After leaving the solution to stand for 24 hours, it is freed from
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excess methanol in a water pump vacuum, the residue is stirred with 200 parts by volume of ether and 42 parts of sodium iodide (87.5%) are removed by suction.
After having removed the ether by distillation, 75 parts of an oil remain, from which 30 parts of N-methylaniline and 43 parts of orthoformic acid dimethyleatermethylphenylamide boiling under 15 mm / Hg at 123 C. can be distilled off.
Example 5 92 parts of sodium are dissolved in 1600 parts by volume of methanol. Into this solution are introduced 654 parts of dimethylamino-2-azaprop-2-enylidene-1-dimethylammonium chloride and the mixture is left to stand for 48 hours. The sodium chloride which has precipitated is then separated on the suction filter, and the methanol and the easily volatile fractions of the reaction mixture are separated by distillation at 70 mm / Hg and at 50 ° C. bath temperature; residue which remains is fractionated between 1 and 2 mm / Hg. 250 parts of the orthoformic acid dimethyl ester-dimethylaminomethylenylamide corresponding to the formula (CH3) 2N-CH = N-CH (OCH3) 2 are thus obtained, which pass between 50 and 70 C.
After further distillation, 200 parts are obtained having a boiling point of 96 to 97 C at 14 mm / Hg.