DE1162841B

DE1162841B - Verfahren zur Herstellung von Dihydro-1, 3, 5-dithiazinverbindungen

Info

Publication number: DE1162841B
Application number: DED37789A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Manfred Beck; Dipl-Chem Dr Hans Wagner
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1961-12-29
Filing date: 1961-12-29
Publication date: 1964-02-13
Also published as: NL286047A; CH421967A; BE626704A; US3281417A; GB953519A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 07 d

Deutsche Kl.: 12 ρ-4/01

Nummer: 1 162 841

Aktenzeichen: D 37789 IV d /12 ρ

Anmeldetag: 29. Dezember 1961

Auslegetag: 13. Februar 1964

Es ist bekannt, daß man Dihydro-l,3,5-dithiazinverbindungen der allgemeinen Formel

CH₂

S
CH₂

herstellen kann, indem man Formaldehyd mit einem primären Amin und mindestens 2 Mol Schwefelwasserstoff je Mol des Amins in einem sauren oder neutralen Medium umsetzt. Außerdem lassen sich Dihydro-l,3,5-dithiazine durch Umsetzung von N-Methylenaminen mit Schwefelwasserstoff in alkoholisch-wäßrigen Lösungen herstellen. Neben den Dithiazinen entstehen bei dieser Arbeitsweise auch am Stickstoff substituierte Thiazetidine und Thiadiazine, so daß die Ausbeute verhältnismäßig niedrig ist und in der Regel verunreinigte Endprodukte erhalten werden.

Es wurde nun gefunden, daß man Dihydro-l,3,5-dithiazinverbindungen der allgemeinen Formel

CH,,

Verfahren zur Herstellung von
Dihydro-l,3,5-dithiazinverbindungen

Anmelder:
5

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Manfred Beck, Litzelstetten,
Dipl.-Chem. Dr. Hans Wagner, Konstanz

CH₂

'Ν'

leicht und einfach herstellen kann, wenn man Formaldehyd oder Formaldehyd liefernde Stoffe und ein primäres Amin der allgemeinen Formel H₂NR mit Schwefelwasserstoff umsetzt, wobei man dafür sorgt, daß man in einem alkalischen Medium arbeitet oder den Schwefelwasserstoff durch ein Alkalihydrogensulfid ersetzt. In den obigen Formeln bedeutet R einen Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder einen über eines seiner Ringkohlenstoffatome gebundenen heterocyclischen Rest, der auch durch eine oder mehrere Hydroxyl-, Hydroxyalkyl- und/oder Carboxylgruppen substituiert sein kann.

Als Formaldehyd liefernde Stoffe im Sinne der Erfindung können auch niedere Polymere des Formaldehyds, z. B. Paraformaldehyd, verwendet werden.

Man setzt die Ausgangsstoffe in Gegenwart von Wasser und/oder niederen aliphatischen Alkoholen, z. B. Methanol, um.

Die Umsetzung erfolgt bei Zimmertemperatur, kann aber auch bei höheren oder tieferen Temperaturen durchgeführt werden. Zweckmäßig ist es, einen Überschuß an Formaldehyd und Alkalihydrogensulfid oder Schwefelwasserstoff zu verwenden. Bei den meisten Umsetzungen ist es ohne Bedeutung, in welcher Reihenfolge die Ausgangsstoffe zusammengegeben werden; daher können Schwierigkeiten, die durch schlechte Löslichkeit der Ausgangs- oder Endprodukte entstehen, leicht vermieden werden.

Beispiel 1

Zu 600 ml wäßriger 35%iger Formaldehydlösung werden 120 ml 25,8°/_oig^e wäßrige Methylaminlösung bei Raumtemperatur zugegeben. Die klare Lösung wird anschließend bei 20°C in eine Lösung von 140 g 95%igem Natriumhydrogensulfid in 200 ml Wasser zugetropft. Nach einiger Zeit beginnt das Reaktionsprodukt auszukristallisieren. Man rührt 24 Stunden nach, kühlt auf 5°C ab und saugt die Kristalle von N-Methyl-dihydro-l,3,5-dithiazin ab.

Ausbeute: 123 g (92,5% der Theorie),
F. 62 bis 64° C.

Das schon sehr reine Produkt läßt sich aus Methanol—Wasser zu einem Produkt mit dem Schmelzpunkt von 65 bis 66° C Umkristallisieren.

Beispiel 2

Arbeitet man unter gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1, jedoch bei einer Temperatur von 50° C, so erhält man praktisch gleiche Ausbeuten.

Beispiel 3

60 g Glycin werden in 450 ml 30°/₀igeiri wäßrigem Formaldehyd gelöst. Bei 2O⁰C werden 100 g Natrium-

409 508/431

hydrogensulfid (95%igX gelöst in 200 ml Wasser, zugetropft. Man läßt 5 Stunden nachreagieren, wobei die Temperatur bis auf 30° C ansteigt. Hiernach fügt man so viel Wasser zu, bis das ausgefallene Natriumsalz in Lösung gegangen ist (etwa 400 ml), filtriert von der Trübe ab und fällt die Säure mit 110 ml konzentrierter Salzsäure, wobei sich in der Lösung ein pH-Wert von 4,0 einstellt.

Nach Kühlen auf +5°C werden die Kristalle abgesaugt und im Vakuum getrocknet.

Man erhält 178 g Dihydro-l,3,5-dithiazinessigsäure (100% der Theorie). Die Verbindung läßt sich aus Methanol Umkristallisieren. Nach Aufarbeitung der Mutterlauge erhält man 165 g des Produktes (92,2 % der Theorie, F. 169 bis 17O⁰C.

Beispiel 4

Zu einer Lösung von 260 g Na₂S · 9 H₂O (92% ig) in 200 ml Wasser werden 78 ml konzentrierte Salzsäure unter Kühlen zugetropft. In die entstandene Natriumhydrogensulfid-Lösung wurde bei 2O⁰C eine Lösung von 37,5 g Glycin in 225 ml 30%igem Formaldehyd zugetropft. Man läßt 20 Stunden bei Raumtemperatur stehen, filtriert von einer Trübe ab und versetzt die Lösung unter Kühlen mit 67 ml konzentrierte Salzsäure. Nach Abkühlen im Eisschrank wird abgesaugt und getrocknet.

Man erhält nach Umkristallisation 63,5 g (71,0% der Theorie) Dihydro-1,3,5-dithiazinoessigsäure, F. 169 170⁰C.

Beispiel 5

90 g Paraformaldehyd werden in 300 ml Methanol unter Zusatz von 40 ml 50%iger Natronlauge in Lösung gebracht und mit 37,5 g Glycin versetzt.

Die erhaltene Lösung wird zu einer Auflösung von 60 g Natriumhydrogensulfid in 80 ml Wasser bei 20° C zugetropft. Man läßt 12 Stunden unter Rühren nachreagieren, saugt das ausgefallene Natiiumsalz ab, löst in 350 ml Wasser und fällt mit konzentrierter Salzsäure. Nach Abkühlen auf 5°C wird abgesaugt. Ausbeute: 41,5 g Dihydro-l^S-dithiazinoessigsäure.

Beispiel 6

In eine Lösung von 60 g Natriumhydrogensulfid wird unter Kühlen auf 2O⁰C eine Lösung von 44,5 g d,l-«-Alanin in 150 ml 30%igem Formaldehyd und 150 ml Wasser zugetropft. Dann wird ¹I₂ Stunde auf 50⁰C erwärmt. Nach Abkühlen wird filtriert, mit konzentrierter Salzsäure auf pH 4,0 eingestellt und auf 4° C abgekühlt. Der Niederschlag wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhält 78,5 g eines Rohproduktes von d,l-«-(Dihydro-l,3,5-dithiazino)-propionsäure.

Umkristallisiert aus Methanol werden 58,8 g Substanz (F. 147°C) erhalten. Ausbeute: 61,0% der Theorie.

Beispiel 7

Bei 20⁰C wird zu einer Lösung von 60 g Natriumhydrogensulfid in 100 ml Wasser eine Lösung von 44,5 g ^-Alanin in 300 ml 30%igem Formaldehyd zugetropft. Nach 4 Stunden Rühren wird mit 100 ml Wasser versetzt, filtriert und bei Zimmertemperatur mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 4,0 eingestellt. Das ausgefallene Produkt wird abfiltriert, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhält 81 g der rohen ß-(Dihydro-l,3,5-dithiazino)-propionsäure.

Nach Umkristallisation aus Methanol erhält man 57,7 g Reinprodukt (F. 131 °C). Ausbeute: 59,6% der Theorie.

Beispiel 8

120 g Natriumhydrogensulfid werden in 120 ml

ίο Wasser gelöst. Zu der Lösung läßt man eine Mischung von 61 g Äthanolamin mit 600 ml 30%igem Formaldehyd bei 2O⁰C zulaufen. Im Verlauf einiger Stunden scheidet sich ein schweres graues öl ab, das in Essigester aufgenommen wird. Nach Trocknen der Essigesterlösung wird Chlorwasserstoff eingeleitet und das ausgefallene Hydrochlorid des Dihydro-l,3,5-dithiazinoäthanols abgesaugt und im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 144,5 g (72°/₀ der Theorie). Die Substanz läßt sich aus Methanol und wenig Wasser Umkristallisieren und hat dann einen Schmelzpunkt von 179⁰C. Durch Zersetzen des Hydrochlorids, Extraktion mit Methylenchlorid, Waschen mit Wasser, Trocknen und Eindampfen der organischen Phase läßt sich die freie Base in kristalliner Form gewinnen.

a₅ F. 49⁰C.)

Beispiel 9

60 g Natriumhydrogensulfid werden in 60 ml Wasser gelöst. Zu dieser Lösung läßt man ein Gemisch aus 52,5 g d,I-Serin, 300 ml 30%igem Formaldehyd und so viel 2n-Natronlauge, daß vollständige Lösung eintritt, zulaufen. Nach einiger Zeit tritt die Abscheidung des Na-Salzes des d,l-a-(Dihydro-l,3,5-dithiazino)-serins ein. Man rührt 5 Stunden und versetzt mit Wasser bis zur vollständigen Lösung. Die Lösung wird mit konzentrierter Salzsäure auf ph 4 eingestellt und die ausgefällte Säure nach Abkühlen auf 4°C abgesaugt, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhält 71,0 g (68 % der Theorie), F. 154 bis 55° C.

Beispiel 10

Zu einer Lösung von 60 g Natriumhydrogensulfid in 100 ml Wasser werden bei 15°C 220 ml 30%iger

♦5 Formaldehyd gegeben und sofort anschließend eine Aufschlämmung von 54,5 g p-Aminophenol in 200 ml Wasser zugetropft. Nach etwa 1 Stunde Rühren steigt die Temperatur auf etwa 32° C. Man rührt insgesamt 6 Stunden, kühlt auf O⁰C ab und saugt das Dihydrat

So des Na-Salzes von p-(Dihydro-l,3,5-dithiazino)-phenol ab. Man erhält 110 g fast farblose Substanz (81,2% der Theorie). Nach Auflösen in Wasser und Fällen mit Essigsäure erhält man das freie p-(Dihydro-1,3,5-dithiazino)-phenol.

Beispiel 11

Zu einer Lösung von 60 g Natriumhydrogensulfid in 100 ml Wasser werden unter Kühlen ein Gemisch aus 68,5 g o-Aminobenzoesäure, 200 ml Wasser, 30 ml 50%iger NaOH und 150 ml 30%igem Formaldehyd zugetropft. Nach 4 Stunden Nachreaktion wird mit aktiver Kohle geklärt und die o-(Dihydrol,3,5-dithiazino)-benzoesäure mit konzentrierter SaIzsäure gefällt. Das nach Absaugen erhaltene Feuchtprodukt wird aus Äthanol umkristallisiert. Es werden 63 g (52,3 % der Theorie) einer hellgelben Substanz vom Schmelzpunkt 163° C erhalten.

Beispiel 12

140 g 95%iges Natriumhydrogensulfid werden in 150 ml Wasser gelöst. Zu dieser Lösung läßt man eine Mischung aus 600 ml 30%igem Formaldehyd und 105 ml Äthylamin (50%ig) bei 5O⁰C zutropfen. Nach 12 Stunden Rühren bei Raumtemperatur nimmt man die ölige Base in Methylenchlorid auf, wäscht zweimal mit Wasser, trocknet und fällt mit isopropanolischer Salzsäure 142 g N-Äthyl-dihydro-1,3,5-dithiazino-hydrochlorid.

Aus Methanol umkristallisiert werden 121 g (65,3% der Theorie) erhalten. (F. 201⁰C.)

Beispiel 13

140 g 95%iges Natriumhydrogensulfid werden in 150 ml Wasser gelöst. Zu dieser Lösung läßt man bei 50°C ein Gemisch aus 93 ml 70%igem Isopropylamin und 600 ml 30%iger Formaldehydlösung zutropfen. Nach 12 Stunden Rühren wird das ausgeschiedene Öl in Methylenchlorid aufgenommen, zweimal mit Wasser gewaschen und das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand erstarrt kristallin.

Man erhält 132 g N-Isopropyl-dihydro-l^^-dithiazin vom Schmelzpunkt 42° C.

Ausbeute: 81% der Theorie.

Beispiel 14

130 g Natriumhydrogensulfid (etwa 93% ig) werden in 150 ml Wasser gelöst und zu dieser Lösung bei einer Temperatur von 15 bis 20⁰C 260 ml Formaldehydlösung (40%ig) zugetropft. Man läßt ¹I₂ Stunde nachreagieren (Temperatur: 10 bis 20⁰C) und fügt dann rasch 94 g (1 Mol) 2-Aminopyridin gelöst in 100 ml Wasser zu. Die Temperatur steigt allmählich von 15 auf 26⁰C, und es beginnt sich ein schweres Öl abzuscheiden. Man läßt über Nacht stehen, trennt den halbfesten Kuchen von der wäßrigen Phase ab, wäscht mit Wasser und trocknet.

Es werden 185 g rohes N-(«-Pyridyl)-dihydro-1,3,5-dithiazin erhalten entsprechend 93,5% der Theorie. Die Substanz wird aus Xylol umkristallisiert und besitzt dann einen Schmelzpunkt von 128 bis 129°C.

C₈H₁₀N₂S₂; Molekulargewicht = 198.

Berechnet S 32,3%, N 14,1%;

gefunden S 32,0%, N 13,9%.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Dihydro-l,3,5-dithiazinverbindungen der allgemeinen Formel

/CH_2x
S S

CHo

CH₂

'N'

wobei R ein Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder ein über eines seiner Ringkohlenstoffatome gebundener heterocyclischer Rest ist, der auch durch eine oder mehrere Hydroxyl-, Hydroxylalkyl- und/oder Carboxylgruppen substituiert sein kann, durch Umsetzen von Formaldehyd oder Formaldehyd liefernden Stoffen und einem primären Amin der allgemeinen Formel H₂NR mit Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Wasser und/oder einem niederen aliphatischen Alkohol,dadurch gekennzeichnet,daß man in einem alkalischen Medium arbeitet oder den Schwefelwasserstoff durch ein Alkalihydrogensulfid ersetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Journal of the Chemical Society«, 1950, S. 208

bis 210; 1953, S.143 bis 145, 4089 und 4090; 1957,

S. 9/10;
»Beilsteins Handbuch der organischen Chemie«,
2. Ergänzungswerk, Bd. 27, S. 524.

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