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Beschreibung zu der Patentanmeldung der
betreffend BENZOXAZOLINTION-2-KARBON-3-SÄUREESTER UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureester
und auf das Verfahren zu deren Herstellung. Die genannten Verbindungen werden durch
die allgemeine Fomel
dargestellt, worin X 11, Halogen, Alkyl, Alkoxy und K Alkyl, Alkenyl, Aryl oder
substituiertes Aryl bedeuten, Die genannten Verbindungen sind neu,d.h. in der Literatur
nicht Deschrieben. Sie stellen kristalline Stoffe dar, die wasserunlöslich sind,
sich aber in organischen Lösungsmitteln, besonders in Azeton, und Dimethylformamid
ziemlich gut
lösen lassen.
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Die Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureester sind ziemlich beständige
Verbindungen, die während einer längeren Zeit an der Luft ohne Zersetzung aufbewahrt
werden können. Infolge der Hydrolyse der Verbindungen init der Alkalilauge werden
die Ausgangsbenzoxazolintione gebildet.
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Die Benzoxazolintion-2--karbon-3-säureester werden nach einem Verfahren
erhalten, welches erfindungsgemäß in der Umsetzung von benzoxazolintionen-2 der
allgeueinen Formel
woring X H, Halogen,Alkyl bzw. Alkoxy bedeutet mit Chlorkohlensäureestern der allgemeinen
Formel ClCOOR besteht, worin R Alkyl, Alkenyl, Aryl,bzw.substituiertes Aryl bedeutet.
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Die Reaktion wird bei einer Temperatur von -5°C bis +100C in Gegenwarteines
Chlorwa3serstoffakzeptors durchgeführt.
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Als Ausgangsbenzoxazolintione können folgende Verbindungen in die
Reaktion eingeführt werden: Benzoxazolintion, 5-Chlorbenzoxazolintion, 6-Chlorbenzoxazolintion,
5-Methylbenzoxazolintion,
6-Brombenzoxazolintion, 6-Methylbenzoxazolintion, 6-Methoxybenzoxazolintion u.a.
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Erfindungsgemäß werden in der erfindungsgemäßen Umsetzu@ Chlorkohlensäureester
verwendet, wie z.B.: Methylchlorkarbonat, Äthylchlorkarbonat, Propylchlorkarbonat,
Isopropylchlorkarbonat, Butylchlorkarbonat, Allylchlorkarbonat, Phenylchlorkarbonat,
o-Chlorphenylchlorkarbonat, o-Tolylchlorkarbonat m- oder p-Tolylchlorkarbonat u.a.
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Als Akzeptor für Chlorwasserstoff können organische und anorganische
Basen, z.B. tertiäre Amine, wie Triäthylamin, Trimethylamin, Diäthylanilin, Dimethylanilin,
Pyridin oder Alkalihydroxide, z.B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid verwendet
werden.
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Je nach dem verwendbaren Säureakzeptor wird das Verfahren im Medium
eines organischen Lösungsmittels oder im Wasser durchgeführt. So ist die Reaktion
im Falle des Triäthylamins in polaren organischen Lösungsmittel,
z.B.
in Azeton durchzuführen. Wenn als Akzeptor NaOH verwendet wird, so kann als Lösungsmittel
Wasser benutzt werden.
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Es wurde festgestellt, daß die Natur des Lösungsmittels einen bedeutenden
Einfluß auf die Ausbeute an Endprodukt ausübt, die bein; Übergang vom polaren zum
unpolaren organischen Lösungsmittel und zum Wasser herabgesetzt wird. Die Durchführung
der Reaktion im unpolaren organischen Lösungsittel, z.B. in Toluol, wird in bedeutendem
Maße von der Bildung von Nebonprodukten und im Wasser - von der Eydrolyse der sich
bildenden Verbindungen begleitet; infolgedessen werden aus der Reaktionsmasse wesentliche
Mengen von Ausgangs-Benzoxazolintion-2 isoliert.
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Noch eine wichtigere Bedeutung hat die Temperatur, bei welcher die
Reaktion diiichgeführt wird, Es wurde festgestellt, daß die Erhöhung der Temperatur
über 150C, besonders im lomen-t der Zugabe von Reagenzien, zu einer bedeutenden
Senkung der Ausbeute an Endprodukt führt. Deswegen ist es wünschenswert, die Reaktion
im Temperaturbereich von -5 bis +100 durchzuführen.
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Das Verhältnis von Ausgangsreagenzien und die Reihenfolge der Zugabe
üben keinen wesentlichen Einfluß auf die Rihhtung der Reaktion und die Ausbeute
an Endprodukt aus.
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In der Regel werden in die Reaktion äquimolekulare Mengen von entsprechendem
Benzoxazolintion-2, Säureakzeptor
stoffs und von Chlorkohlensäureester
eingeführt. Jedoch ist ein kleiner Überschuß an letzteren, besonders in dem Falle
zulässig, wenn das Chlorkarbonat einen niedrigeren Siedepunkt hat. Gewöhnlich werden
zur jenzoxazolintion-2-lösung der Chlorkohlensäureester und dann unter Kühlung der
Akzeptor zugegeben. Es ist auch die umgekehrte Variante möglich.
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wenn zur Lösung von Benzoxazolintion und Akzeptor der Chlorkohlensäureester
hinzufügt wird.
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Die Isolierung des Endproduktes aus dem Reaktionsgemisch und dessen
Reinigung kann nan nach verschiedenen Verfahren durchführen. So wird, z.B. aus der
Reaktionsmasse das Lösungsmittel unter erniedrigtem Druck partiellabgetrieben, der
Rückstand in die wäßrige Salzsäurelösung bei 0° ausgeges sen, der Niederschlag abfiltriert,
aufeinanderfolgend mit Wasser, 2%iger Natronlauge, Wasser gewaschen, getrocknet
und aus einem entsprechenden Lösungsmittel, z.B. Het;an, Alkohol, Azeton oder deren
Gemischen kristallisiert. In der anderen Variante wird die Reaktionsmasse mit Wasser
verdünnt und das Produkt mit Toluol extrahiert. Die Toluollösung wird mit verdünnter
Alkalilösung, Wasser gewaschen, über Magnesium-oder Natriumsulfat getrocknet, filtriert
und das Lösungsmittel wird partiell abgetrieben. Bei der Abkühlung fällt der Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureester
aus. Dieses Verfahren, welches gleichzeitig die Extraktion, das auswaschen und die
Xristallisation
vereinigt, ist für die Isolierung von aromatischen Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureestern
von hohem Reinheitsgrad besonders wirksam.
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Es ist erfgem.festgestellt worden,daß eines der besten Verfahre zur
Entfernung der Beimischungen des nicht umgesetzten Benzoxazolintions-2 aus dem Endprodukt
die Bearbeitung der Reaktionslösung nach Abklingen der Reaktion mit Triäthylamin
in einer Menge von 10-20%, bezogen auf das entsprechende Ausgangsbenzoxazolintion,
ist. Unter diesen Bedingungen bildet das nicht umgesetzte Benzoxazolintion mit Triäthylamin
ein gut wasserlösliches Salz. Deswegen wird bei nachfolgender Verdünnung der Reaktionsmasse
mit Wasser praktisch das reine Endprodukt niedergeschlagen. Bei solch einem Reinigungsverfahren
wird die mögliche Alkalihydrolyse der Benzoxazolintion--2-kaibon-3-säureester ausgeschlossen,
was zur Erhöhung der Ausbeute beiträgt.
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Wenn die Reaktion in Gegenwart von NaOII im Wasser durchgeführt wird,
bildet das Produkt sofort den Niederschlag, der nach den Angaben der Dünnschichtchromatographie
und der Elementaranalyse mit dem Äusgangsbenzoxazolintion bedeutend verunreinigt
ist. Die Reinigung kann man nach einem der oben genannten Verfahren durchführen.
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Die Individualität und der Reinheitsgrad der erhaltenen Benzoxazolintion-2-karbon-3/säureester
wurde durch Angaben
der chromatographischen und Elementaranalyse
bestätigt. Die Cbromatographie wurde im Systeit von Hexan : Azeton im Verhältnis
von 4:1 bis 10:1 auf Plättchen von 3 x 4 cm in der befestigten Silikagel schicht
durchgeführt.
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Auf solche Weise verläuft die Reaktion der Benzoxazolintione mit
Chlorkohlensäureestern unter erfindungsgemäßen Bedingungen nach folgendem Schema:
die Bedeutungen für X und R sind dieselben, wie früher gezeigt wurde.
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Die Struktur der synthetisierten Verbindungen wurde nach v erschie
den en physikalis ch-chem is chen 1 etho den bectätigt. So werden die IR-Spektren
der Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureester, welche mit dem Spektrum der Vergleichsverbindung
von N-Methylbenzoxazolintion.
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identisch sind, durch eine intensive Absorptiortsballde der C = S
- Bindung im Bereich von 13O0 cm 1 und der Flächenschwingungen #CH mit einer Frequenz
von 1483 cm-1 gekennzeichnet.
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Es wurde erfgem. gefunden, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen
zienilich effektiv sind sowohl gegen einzelne als auch gegen den Komplex einiger
Arten von Pilz erkrankungen von grünen Pflanzen, u.z. gegen echten Gurkenmehltau
(Erysiphe cichoracearum D.C.) gegen falschen Lehltau oder Kartoffelkrautfeule (Phytophthora
infestans D.B.) gegen Puccinia gramins f tritici Erikss et Henn von Weizen; gegen
Flexkenkrankheiten - Helminthosphorium turcicum Pass von Mais, Piricularia oryzae
i3r. et Cav von Reis; gegen Botrytis cinerea Pers von ^eintrauben, sowie gegen Sporen
von phytopathogenen filzen - Alternaria solani, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum,
Verticillium dahliae. Dem Wirkungsgrad gegen einige der genannten Krankheiten nach
stehen viele erfindungsgemäße Verbindungen den bekannten Fungiziden nicht nach und
können ein kommerzielles Interesse darstellen.
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Praktisch wird das Verfahren zur Herstellung von Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureestern
folgenderweise verwirklicht.
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In einen Lit dem Rückflußkühler, Rührwerk und Thermometer versehenen
Rundkolben werden äquirolekulare Mengen von entsprechendem,in Azeton gelöstem Benzoxazolintion
und Chlorkohlensäureester ein<,etragen. Zur erhaltenen Lösung wird tropfenweise
unter Rühren eine berechnete Menge von Triäthylamin bei einer '2eperatur von -5
bis +1000 zugegeben (die Abkühlung mit dem Trockeneis-Azeton-Gemisch). Schon
bei
der Zugabe von Reagenzien fällt der Niederschlag aus. Die Reastionsmasse wird bei
einer Temperatur von -5 bis +10° während 4 Stunden, nachher bei 200C während 2 Stunden
geruhrt und für 16 Stunden stehengelassen. Nachher gibt man ins Reaktionsgemisch
noch eine kleine Menge von Triäthylamin hinzu, ruhrt 20 minuten und gießt ins kalte
Wasser aus. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, einige Male mit Wasser
gewaschen, getrocKnet und nachher mit Heptan gewaschen.
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Es wird das praktisch reine Produkt erhalten, Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren wurde eine Reihe der Verbindungen der oben angeführten Formel erhalten,
z.B.: 6-Chlorbenzoxazolintion-6-Karbon-3-säureäthylester, 6-Chlorbenzoxazolintion-6-Karbon-3-säuremethylester,
6-Chlorbenzoxazolintion-6-Karbon-3-säurebutylester.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Ausgangsreagenzien
sind leicht zugänglich. Die Benzoxazolintione werden bei der Kondensation von entsprechenden
substituierten O-Aminophenolen mit Kaliumxanthogenat leicht gebildet
Die Chlorkarbonate werden aus aliphatischen Alkoholen oder Phenolen und Phosgen
erhalten im erster Fa@@@ ver@@dt t die Reaktion ohne Chlorwasserstoffakzeptor im
zweiten Fah wird die Reaktion in Gegenwert von Diäthylanilin durchgeführt.
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Die unten angeführten Beispiele veranschaulichen die gegebene Erfindung.
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Beispiel 1.
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Zur Lösung von 317 g (0,02 Mol) 6-Chlorbenzoxazolintion und 2,28
g (0,02 Mol) Äthylchlorkarbonat in 60 ml Azeton werden tropfenweise 2,2 g (0,02
Mol) Triäthylamin bei einer Temperatur von -5 bis -10°C zugegeben. Die Reaktionsmasse
wird 4 Stunden Bei eienr Temperatur von 5-10°C, während 2 Stunden bei 20°C gerührt
und für 12 Stunden stehengelassen. Nachher werden in die Reaktionsmasse 0,3 g Triäthylamin
zugegeben, während 20 Minuten gerülirt und ins Eiswasser gegossen. Der Niederschlag
wird abfiltriert, einige Male mit Wasser gewaschen, getrocknet und mit Heptan gewaschen.
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Man erhält 4,8 g (93% der Theorie 6-Chlorbenzoxazolintion-2-karbon-3-säureäthylester
von 134-5° Schmp. (Heptan): Gefunden in %: C 46,63, 46,70; H 3,75, 3,67; Cl 13,95,
13,82; N 5,33, 5,49; S 12,35, 12,36 C10H8ClNO3S.
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Berechnet in %: C 46,61; H 3,13; Cl 13,76; N 5,44; S 12,44.
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Beispiel 2.
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Zur Lösung von O,04 tol Benzoxazolintion und 0,042 Mol Isopropylchlorkarbonat
in 150 ml trockenem Azeton werden tropfenweise 0,04 Mol Triäthylamin bei einer Temperatur
von 500 zugegeben. Die Reaktionsmasse wird während einer Stunde
bei
50C, dann während 4 Stunden bei 2000 gerührt und nachher ins Eiswasser gegossen.
Der Niederschlag wird abfiltriert und in Toluol gelöst. Die Toluollösung wird mit
verdünnter Salzsäure, Wasser, 2%iger NaOH-Lösung, Wasser ausgewaschen und mit wasserfreiem
MgSO4 getrocknet. Das Lösungsmfttel wird teilweise unter Vakuum abgetrieben. Bei
der Abkühlung fallen aus der Lösung 5,19 g (54,7% der Theorie) Benzoxazolintion-2-karbon-3-säureisopropylester
von 96-97° Schmp. (Heptan) aus.
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Gefunden in %; N 6,07, 6,17; S 13,57, 13,10; C11H11NO3S.
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Berechnet in %: N 5,90; S 13,51.
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Beispiel 3.
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Analog dem Beispiel 2 wird aus 4,23 g (0,028 Mol) Benzoxazolintion,
4,86 g (0,028 Mol) Phenylchlorkarbonat und 2,03 g (0,02d Mol) Triäthylamin in 100
ml Azeton Benzoxazolin-2-karbon-3-säurephenylester vom 152°C Schmp. (Toluol) erhalten.
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Die Ausbeute beträgt 89,60% der Theorie.
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Gefunden in %: C 61,91, H 3,2, 3,60; N 5,20, 5,16; S 11,68, 11,96;
C14H9NO3S. Berechnet in %: C 61,98; H 3,34: N 5,16; S 11,2.
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Beispiel 4.
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Analog dem Beispiel 3 wird aus 7,43 g (0,04 Mol) 6-Chlorbenzoxazolintion,
7,5 g (0,042 Mol) meta-Kresylchlorkarbonat und 4,4 g (0,04 Mol) Triäthylamin in
150 ml Azeton 10,91 g
(86,5% der Theorie) Benzoxazolintion-2-karbon-3-säure-metakresylester
von 162-163°C Schmp. (Heptan) erhalten.
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Gefunden in %: Cl 11,53, 11i27; N 4,40, 4,31; s 9,46, 9,53; C15H10ClNO3S.
Berechnet in %: Cl 11,09; N 4,38; s 10,03.
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Beispiel 5.
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Zur Lösung von 5,57 g (0,03 Mol) 6-Chlorbenzoxazolintion in 31,5
ml 1n-NaOH wird tropfenweise 3,62 g (0,03 MOl) Allylchlorkarbonat bei einer Temperatur
von 5-10°C zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird während 20 Minuten bei 500, dann
während einer Stwide bei 200C gerührt. Der Niederschlags wird abfiltriert, mit Wasser
gewaschen, man erhalt 2,35 g (29% der Theorie) 6-Chlorbenzoxazolinition-2-karbon-3-säureallylester
von 108-8,5° Schmp. (CH30H).
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Gefunden in %: N 5,50, 5,60; Cl 13,30, 13,00; C11H8ClNO3S. Berechnet
in %: N 5,19; Cl 13,14.
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Analog den angeführten Beispielen sind Benzoxazolinion-2-karbon-3-säui'eester
synthetisiert worden, deren Eigenschaften in der an Textende beigelegten Tabelle
dargestellt wind.
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Beispiel 6.
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Dieses Beispiel veranschaulicht die fungizide Wirksamkeit der erfindungsgemäßen
in der Tabelle 1 aufgezählten Verbindungen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2
angeführt, wo die Inhibition der Erkrankung im Vergleich zur Kontrolle in % gezeigt
ist. Die Verbindungen wurden in einer Lonzentration von 0,1% geprüft.
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NN der Erkrankungsarten Verbin-Erypsiphe ci- Phytophtho- Puccinia
Helmintho- Piriculadungen choracearum ra infestans graminis f sporium ria orynach
D.C. von D.B. von tritici turcicum zae Br.
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der Ta-Gurken Kartoffeln Erikass,et Pass von et Cav# belle 1 Henn
von Mais von Reis Weisen 1 - 66 -2 80 48 - -3 100 81 100 100 4 100 72 -5 100 75
100 - 100 6 - 48 100 - 100 7 - - 100 - 84 9 80 - - - -11 100 14 - - 100 16 - - 75
- 64 20 76 70 - 100 -Vergleich Dichlon 100 Vergleich Zineb - 75-100 85-95 100 Vergleich
Kitazin -
In der Kontrolle beträgt die Entwicklung von Erysiphe
cichoracearum D.C. von Gurken 100%; von Phytophthora infestans D.B. von Kartoffeln
90%; von Helminthosphorium turcicum Pass von Mais 100%; von Puccinia graminis f
tritici Eriksas. et Henn von Weizen - 20 Uredopusteln pro ein Blatt; von Piricularia
oryzae Br. et Cav von Feis - 25-50 Flecken pro eine Pflanze.
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NN X R Ausbeu- Schmp. °C Gefunden, % te % (Lösungs-C H Cl Br N S mittel)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 H CH3 57,4 141-1,5 - - - - 7,00 15,65 (CH3OH) 6,90 15,60
2 H C2H5 43,8 92 6.15 14,42 (DH3OH) - - - - 6,10 14,14 3 6-Cl C2H5 93,0 134-5 46,63
3,75 13,95 - 5,33 12,35 (CH3OH) 46,70 3,67 13,82 5.49 12.36 4 6-Cl C3H7 - 96-97
13,18 5,25 12,34 (Benzol) 13,08 5,18 12,44 5 H i-C3H7 54,7 96-97 6,07 13,57 (Heptan)
6,17 13,10 6 6-cl i-C3H7 49 112-2,5 12,89 5,03 11,41 (Heptan) 12,78 5,14 11,95 7
6-Br i-C3H7 55 119-120 25,57 4,49 10.32 (Isooktan) 25,54 4,29 10.09 8 H H=C4H9 47,7
64-65 5,50 12,38 (Toluol) 5,71 12,13 9 6-Cl H=C4H9 41,9 62-63 12,18 4,84 11,38 (Toluol)
12,42 4,62 11,40
Tabelle 1 Berechnet, % Bruttoformel C H Cl Br
N S 12 13 14 15 16 17 18 1 C9H7NO3S - - - - 6,69 15,35 2 C10H9NO3S - - - - 6,27
14,36 3 C10H8ClNO3S 46,61 3,13. 13,76 - 5,44 12,44 4 C11H10ClNO3S - - 13,05 - 5,15
11,80 5 C11H11NO3S 5,90 13,51 6 C11H10ClNO3S 13,05 5,15 11,80 7 C11H10BrNO3S 25,27
4,43 10,14 8 C12H13NO3S 5,57 12,76 9 C12H12ClNO3S 12,42 4,90 11,22
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 5-Cl C4H9 50,1 102-103 12,19 4,80 (Heptan) 12,25 4,90 11 6-Br
C4H9 39,7 94-95 (Heptan) 24,92 4,10 12 H C6H5 89,6 152-153 (Toluol) 61,91 3,28 5,20
3,60 5,16 13 6-Cl C6H5 87,7 182-183 54,46 2,58 11,52 - 4,73 (Toluol) 54,71 2,82
11,60 4,57 14 H m-CH3C6H4 65,6 111-112 4,66 (Toluol) 4,85 15 6-Cl m-CH3C6H4 86,5
162-163 4,40 (Heptan) 11,53 4,31 11,27 16 6-Br m-CH3C6H4 46,3 160-160,5 22,18 3,89
(Toluol) 22,34 3,65 17 5-CH3 m-CH3C6H4 38 123-124 (Toluol) 18 H o-ClC6H4 45,5 134-135
11,74 4,40 (Toluol) 11,65 4,38 19 6-CH3O o-ClC6H4 163 (Heptan) 20 H CH2=CH-CH2 75-76
6,00 (Heptan) 5,84 21 6-Cl CH2=CH-CH2 29,00 108-108,5 13,30 5,50 (CH3OH) 13,00 5,60
22 6-Cl CH3 70 167-169 14,89 5,81 15,25 5,78
Tabelle 1 (Fortsetzung)
11 12 13 14 15 16 17 18 10 C12H12ClNO3S 12,42 4,90 11 9,21 C12H12BrNO3S 24,20 4,24
9,71 9,48 12 11,68 C14H9NO3S 61,98 3,34 5,16 11,82 11,96 13 10,35 C14II8ClNO3S 55,00
2,64 11,60 4,58 10,49 10,51 14 11,46 C15H11NO3S 4,91 11,24 11,15 15 9,46 C15H10ClNO3S
11,09 4,38 10,03 9,53 16 8,19 C15H10BrNO3S 21,94 3,85 8,80 17 C16H13N°3S 4,68 18
C14H8ClNO3S 55,00 2,64 11,60 - 4j58 10,49 19 9.51 C15H10ClNO3S 9,58 9,35 20 13,74
C11R9NO3S 5,95 13,63 14,03 21 C11H8ClNO3S 13,14 5.19 22 13,14 C9H6ClNO3S 14,55 5,75
13,16 13,30