Verfahren zur Herstellung von Thiosemicarbazonen. Es ist bekannt, dass Salze des Hydrazins, wie etwa das Hydrazinsulfat, mit einem Rho- danid unter Bildung des einfachen Additions salzes, also von Hydrazinrhodanid, reagieren können und dass dieses sich in wässerigem Medium durch innermolekulare Umlagerung in Thiosemicarbazid umwandeln kann, wie es die folgenden Gleichungen ausdrücken:
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Es ist zu beachten, dass diese Reaktion ge wöhnlich nicht vollständig verläuft, sondern mir zur Ausbildung eines Gleichgewichtes führt, und ferner, dass auch die Isothioeyan- wasserstoffsäure mit normaler Rhodanwasser- stoffsäure im Gleichgewicht steht.
Auch die innermolekulare Umlagerung des Hydrazin- rhodanides führt nur. zu einem Gleichgewicht zwischen dieser Verbindung und dem ge wünschten Thiosemicarbazid. Es ist offensicht lich, dass diese zwar bisher wohl beste be kannte Methode zur Gewinnung von Thiosemi- carbazid alle den Gleichgewichtsreaktionen an haftenden Nachteile aufweist, besonders den Nachteil einer schlechten Ausnützung der Ausgangsstoffe.
Dieser Umstand und der hohe Preis des Hydrazins als Ausgangsmaterial be dingen einen noch höheren Preis des Thiosemi- carbazides.
Es ist auch bekannt, dass sich Thiosemi- carbazid mit einfachen aliphatisehen Betonen zu Thiosemcarbazonen umsetzen lässt. Der Vorgang kann wie folgt dargestellt werden:
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wobei R eine niedrige Alkylgruppe darstellt. Bisher wurden aromatische Thiosemicarba- zone durch direkte Reaktion der aromatischen Aldehyde mit Thiosemicarbazid gewonnen, doch hat dieses Verfahren den Nachteil, dass als Ausgangsmaterial des sehr teure Thiosemi- earbazid verwendet werden muss.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, aromatische Thio- semicarbazone, und zwar besonders die sub stituierten, durch eine Stufenreaktion zu ge winnen: ein Hydrazinsalz und ein Rhodanid werden zu einer wässerigen Lösung von Hydra- zinrhodanid umgesetzt, welches nach inner- molekularer Umlagerung nach Reaktion a) und Abtrennung der Nebenprodukte mit einem einfachen Beton mit niedrigem Molekular gewicht, etwa mit Aceton,
zur Reaktion ge bracht wird. Das Reaktionsprodukt, z. B. Acetonthiosemicarbazon, wird von den Neben- prodiikten befreit und mit einem aromatischen Aldehyd zum gewünschten Endprodukt um gesetzt.
Die sich dabei abspielenden Vorgänge können durch die folgenden Gleichungen dar gestellt werden, wobei als einfaches Beton das Aceton und als aromatischer Aldehyd Benz aldehA angenommen wird
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Diese Herstellungsart aromatischer Thio- semicarbazone hat den Nachteil, dass mehrere Zwischenprodukte erzeugt lind isoliert wer den müssen, was die Verfahrenskosten erhöht, ohne dass dadurch die Ausbeute, der Wert oder die Reinheit des Endproduktes günstig beeinflusst würden. Dem Fachmann ist es aber klar,
dass der Versuch einer Vereinfachung des Verfahrens durch Verzicht auf die Bein herstellung der Zwischenprodukte infolge der vielen möglichen Nebenreaktionen mit grosser Wahrscheinlichkeit zu einer Verschwendung des teuren Ausgangsstoffes führen müsste und wohl auch neue, dem geschilderten Verfahren nicht anhaftende Schwierigkeiten mit sich bringen würde, so dass auf diesem Wege eben falls keine befriedigende, womöglich in einem Schritt verlaufende Herstellung von Thiosemi- earbazonen möglich ist.
,Die Erfindung betrifft nun ein Verfah ren zur Synthese aromatischer Thiosemicarba- zone, das gegenüber den beschriebenen Ver fahren den Vorteil hat, dass verschiedene der bisher als umvermeidlich oder doch als wich tig angesehenen kostspieligen Prozesse ver mieden werden, indem keine Zwischenpro dukte isoliert werden müssen.
Gegenüber einem Teil der bekannten Ver fahren sind auch die Ausgangsstoffe in ge ringerer Zahl nötig, was eine Verbilligung be deutet. Zudem ist der Reinheitsgrad der er findungsgemäss erhaltenen Thiosemicarbazone dem der nach den bekannten Verfahren her gestellten wenigstens vergleichbar.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Her stellung von Thiosemicarbazonen aromatischer Aldehyde durch Umsetzung von Hydrazin bzw. einem Salz desselben mit einer Rhodanid- Ionen liefernden Verbindung, Umlagerung des gebildeten Hydrazinrhodanides und Konden sation mit einem aromatischen Aldehyd ist da durch gekennzeichnet, dass, man den aroma tischen Aldehyd bei einer zwischen Zimmer temperatur und dem Siedepunkt des Reak tionsgemisches liegenden Temperatur -unter Zusatz einer Säure direkt auf eine durch Umsetzung des Hydrazins bzw.
des Hydra zinsalzes mit der Rhodenidionen liefernden Verbindung in Gegenwart von Wasser berei tete Lösung zur Einwirkung bringt.
Vorzugsweise vermischt man eine heisse Hydrazinsalzlösung, z. B. einer Hydrazinsul- fatlösung, mit einer Rhodanidlösung, vorzugs weise der Lösung eines Alkalirhodanides, wie Kaliumrhodanid. In manchen Fällen entsteht dabei als Nebenprodukt; ein schwerlösliches Salz, das nach erfolgter Abkühlung der Mi schung durch Dekantieren und Filtrieren ent fernt werden kann. Man kann aber auch auf die Abtrennung des unlöslichen Salzes verzich ten.
Als Säure setzt man vorzugsweise wässerige Essigsäure zu, der allenfalls noch ein niedri ger aliphatischer Alkohol, etwa Äthanol, zu gesetzt werden kann. Das günstigste Tempera turgebiet für die Umsetzung mit dem Aldehyd liegt ungefähr zwischen 80 und 100 C. Das Verfahren eignet sich besonders zur Synthese von Thiosemicarbazonen von durch reaktions fähige Gruppen kernsubstituierten aromati schen Aldehyden.
Als solche Substituenten kommen in Frage: Amino, Nitro, Alkyl, Aral- kyl, Alkoxy, Arylalkoxy, Aryl, Acyloxy, Halo gen, Sulfo, Sulionamido, einschliesslich N- Acyl-sulfonamido, und dergleichen.
Alle Mengenangaben erfolgen in den nach stehenden Beispielen in Gewichtsteilen, alle Temperaturangaben in Grad C.
Beispiel <I>1:</I> Etwa 24,1 Teile p-Oxy-benzaldehyd, 50 Teile Eisessig und 100 Teile Äthanol werden in ein mit Rückflussvorrichtung versehenes Reaktionsgefäss gebracht, zur Erzielung einer homogenen Verteilung gerührt und auf 80 bis 85 erwärmt. Eine Lösung von 36 Teilen Hydrazinrhodanid in etwa 60 Teilen Wasser wird zugefügt und die Temperatur der ge- legentlich durchgerührten Reaktionsmischung etwa 21/4 Stunden bei 80-85 gehalten.
Beim anschliessenden Abkühlen auf 10 scheidet sich das Reaktionsprodükt als gelbe, kristalline Masse aus. Es wird abfiltriert, mit etwa 60' Teilen Äthanol gewaschen und bei 60 ge trocknet.
Das erhaltene Produkt, p-Oxy-ben- zalthiosemicarbazon, hat einen Schmelzpunkt von etwa 228-233 und ist nach dem Um kristallisieren aus Äthanol analysenrein, wie die folgenden Analysenwerte zeigen:
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Berechnet <SEP> für <SEP> C8H90N3S: <SEP> <B>N21,57</B> <SEP> /a; <SEP> S16,41/9,
<tb> gefunden: <SEP> N <SEP> 21,05 <SEP> %; <SEP> S16,711/o.
Die Hydrazinrhodanidlösimg wurde wie folgt hergestellt: Etwa 48,5 Teile Kalium- rhodanid werden mit etwa 42,5 Teilen Hydra- zindisulfat in 60 Teilen Wasser reagieren ge lassen. Es empfiehlt sich, die Mischung zur Erleichterung des vollständigen Lösens der Reaktionsteilnehmer und zum Beschleunigen der Reaktion auf etwa 95 zu erwärmen. Nach der Umsetzung wird auf 10 abgekühlt und das ausgeschiedene Kaliumsulfat durch De kantieren oder Filtrieren entfernt.
<I>Beispiel 2:</I> Etwa 32,6 Teile p-Acetylamino-benzal- dehyd und ungefähr 95 Teile Essigsäure wer den in einem Gefäss auf etwa 75 erhitzt und hierauf eine Lösung von 36 Teilen Hydrazin- rhodanid in 60 Teilen Wasser zugefügt, die wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt worden ist. Nun wird die Temperatur der Reaktions mischung auf etwa 85 erhöht, wodurch der beim Zusatz des Hydrazinrhodanids entstan dene, dicke, gelbe Brei allmählich dünnflüssi- ger wird. Die erhöhte Temperatur wird noch eine Stunde aufrechterhalten, dann wird auf 10 abgekühlt.
Das Reaktionsprodukt, p-Acetyl- amino-benzalthiosemicarbazon, scheidet sich dabei aus. Es wird abgetrennt und mit etwa 100 Teilen Methanol gewaschen, wodurch man etwa 38,5 Teile eines hellgelben Stoffes er hält, der unter Zersetzung bei etwa 234-236 schmilzt. Durch Umkristallisieren aus Äthanol können farblose Kristalle erhalten werden, welche folgende Zusammensetzung zeigen:
EMI0004.0006
Berechnet <SEP> für <SEP> CioHi20N4S <SEP> : <SEP> N <SEP> 23,71%; <SEP> S13,571/o,
<tb> gefunden: <SEP> N <SEP> 23,000/a; <SEP> S <SEP> 13,65%.
Beispiel <I>3:</I> Das Reaktionsgefäss wird mit ungefähr 32,6 Teilen p-Acetylamino-benzaldehyd -Lind etwa 157 Teilen Essigsäure beschickt, die Mi schung auf 100 gebracht und hierauf etwa 80 Teile einer wässerigen Ilydrazinrhodanid- lösung zugefügt.
Diese wird hergestellt, indem man etwa 485 Teile Kaliumrhodanid mit 425 Teilen Hydrazinsulfat (95 % ig) in einem Liter Wasser vermischt, die Mischung auf 95 er wärmt, hierauf auf 10 abkühlt und das aus- geschiedene Kaliumsulfat abtrennt. Die Re aktionsmischung wird etwas mehr als eine Stunde bei 90-100 gehalten und dann auf etwa 10 abgekühlt, wodurch das Reaktions produkt, p-Acetylamino-benzalthiosemicarba- zon,
zum Ausscheiden gebracht wird. Durch Abfiltrieren, Auswaschen mit Wasser und Trocknen im Vakuum bei etwa 60 erhält man ungefähr 40,5 Teile reines Produkt. <I>Beispiel 4:</I> Ungefähr 28,5 Teile p-Dimethylamino-benz- aldehyd und etwa 157 Teile Essigsäure wer den in einem Gefäss auf etwa 100 erhitzt und dann etwa 95 Teile einer nach Beispiel 3 bereiteten Hydrazinrhodanidlösung zugesetzt. Nach etwas mehr als einstündigem Erhitzen der Mischung auf 90-100 wird diese auf Zimmertemperatur abgekühlt, wodurch sich ein hellrötlicher Bodensatz bildet, der zur Gewinnung des Reaktionsproduktes abfiltriert wird.
Der Filterrückstand wird mit etwa 200 Teilen Methanol und 500 Teilen Wasser ge waschen, wodurch etwa 41,2 Teile p-Dimethyl- amino-benzalthiosemicarbazon erhalten wer den, das bei etwa 211-214 schmilzt und nahezu rein ist, wie folgender Vergleich zeigt:
EMI0004.0033
Berechnet <SEP> für <SEP> CieHi4N4S: <SEP> N <SEP> 25,200/0; <SEP> S <SEP> 14,41/o,
<tb> gefunden: <SEP> N <SEP> 24,55 <SEP> %; <SEP> S14,9%.
<I>Beispiel 5:</I> Etwa 4,0 Teile p-Nitro-benzaldehyd und 26,5 Teile Essigsäure werden auf etwa 100 erhitzt, dann 25 Teile einer nach Beispiel 3 hergestellten Hydrazinrhodanidlösiuig zuge fügt, bei etwa 100 während ungefähr einer Stunde reagieren gelassen, zur Ausscheidung des Reaktionsproduktes abgekühlt, dieses ab filtriert und mit Methanol und anschliessend mit Wasser gewaschen. Etwa 4,7 Teile gelbes p-Nitro-benzalthiosemicarbazon werden auf diese Weise erhalten.
Das Produkt schmilzt etwa bei 247-249 , das nach Umkristallisieren aus etwa 12 Teilen Formamid erhaltene, rei nere Produkt bei 254-255 unter Zersetzung.