Verfahren zur Herstellung von neuen heterocyclischen Stickstoffverbindungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N-Acylderivaten von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(polyhalomethyl)-imidazolinen oder deren Tautomeren. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der Formel
EMI1.1
in welcher Z, Zt, Z2 und ZS Wasserstoff- oder Fluor atome sind, cder Alkalimetallsalze solcher Verbindungen acyliert.
Die Verbindungen der Formeln (Ia) und (Ib) haben ausgesprochen saure Eigenschaften. Beispielsweise tauschen sich die N-ständigen Wasserstoffatome schnell mit Deuterium aus, wenn D2O zu einer Acetonlösung der Verbindung gegeben wird, nachgewiesen durch das Verschwinden der NH-Absorptionsbande im kernmagnetischen Resonanzspektrum. Der Austausch der N-ständigen Wasserstoffatome gegeneinander erfolgt so schnell, dass nur eine einzige Absorptionsbande bei 250C aus diesen Protonen im kernmagnetischen Resonanzspek trum festgestellt wird.
Da die Verbindungen der Formeln (Ia) und (Ib) saure Eigenschaften haben, können sie Salze mit Basen bilden. Die Salze der beiden Tautomeren sind identisch.
Beispielsweise ist 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-imidazolidin eine schwache Säure. Die Verbindung kann mit einer starken Base, z.B. Tetramethylammoniumhydroxyd, in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel, wie Pyridin, titriert werden, wobei ein scharfer Endpunkt erhalten wird. Das bei dieser Titration gebildete Salz kann durch die folgenden Resonanzstrukturen dargestellt werden:
EMI1.2
4 -Acetylimino 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl) - imid- azolidin (R = H, X = CHsCO- und sämtliche Z-Reste sind F) ist eine stärkere Säure.
Die Verbindung kann in Wasser mit Natriumhydroxyd titriert werden, wobei ein Salz gebildet wird, das durch die folgenden Resonanzstrukturen dargestellt werden kann:
EMI2.1
EMI2.2
Die als Ausgangsstoffe dienenden Verbindungen der Formeln (la) und (Ib) können mittels des in der britischen Patentschrift beschriebenen Verfahrens hergestellt werden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen -Verbindungen haben überraschende pharmakologische Wirkungen, die bei der Behandlung von neurotischen und psychischen Störungen therapeutisch wertvoll sind. Sie sind zentral dämpfende Mittel, die den Skelettmuskeltonus verringern. Dies ist eine erwünschte Eigenschaft für die Behandlung von Hypertonie und Hyperkinese. Diese Eigenschaft ist ferner wertvoll, da sie Entspannung bei der allgemeinen Anästhesie hervorruft.
Bevorzugte Verbindungen der Formeln (Ia) und (Ib) entsprechen den Formeln:
EMI2.3
Die vorstehend genannten Verbindungen sind als solche bevorzugte pharmakologische Mittel und dienen zusätzlich als Vorstufen für andere Verbindungen, die nach üblichen bekannten chemischen Verfahren hergestellt werden.
Die Herstellung der Verbindungen der Formeln (Ia) und (Ib) kann durch folgendes Schema dargestellt wer
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Die polyfluormethyläthylamino - substituierte Zwischenverbindung kann isoliert werden.
Wenn mehr als zwei Reste Z in der Reaktionszone verschieden sein sollen, muss natürlich mehr als ein Imin im Reaktionsgemisch verwendet werden, wobei mehr als ein Produkt erhalten wird. Ferner verlangt natürlich die Stöchiometrie der Zwischenverbindung, dass 3 Mol des Imins mit 1 Mol des anorganischen Cyanids reagieren, jedoch sind die Mengenverhältnisse der Reaktionsteilnehmer im Reaktionsgemisch verhältnismässig unwichtig ausser für die Einsparung oder Erhaltung von Material.
Die Reihenfolge der Vermischung der Reaktionsteilnehmer ist nicht wesentlich.
Das Verfahren zur Herstellng der Verbindungen (Ia) und (Ib), wird vorzugsweise in einem inerten Reaktionsmedium durchgeführt, z.B. in Dimethylformamid, Dimethylsulfoxyd, flüssigen Nitrilen, z.B. Acetonitril und Benzonitril, Glykoläthern, z. B. Dimethyläthern von Äthylen und in Diäthylenglykolen.
Die Reaktion ist exotherm, und die Zugabe des Imins zum Alkalicyanid oder des Cyanids zum Imin wird so reguliert, dass die Reaktionstemperatur im Bereich von etwa -4O0C bis etwa 1000C bleibt. Vorzugsweise wird die Temperatur im unteren Teil dieses möglichen Bereichs gehalten, um die Bildung von Nebenprodukten weitestgehend auszuschalten. Das Reaktionsgemisch wird nach erfolgtem Zusatz der Reaktionsteilnehmer mit einer verdünnten wässrigen Lösung einer Mineralsäure, z.B.
10%Der Salzsäure, angesäuert. Im Falle der Verwendung von Hexafluorisopropylidenimin als Iminreaktionskomponente wird hierbei 4-[l -Amino-2,2,2-trifluor- - I - (trifluormethyl)äthylaminol -2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin erhalten. Diese Zwischenverbindung wird in konzentrierter Schwefelsäure gelöst und einige Minuten, z.B. 10 Minuten, bei einer Temperatur von etwa 100-1500C gehalten. Nach Abkühlung auf 200C wird die Lösung auf zerstossenes Eis gegossen, worauf festes 4-Imino -2,2,5.5-tetrakis(trifluormethyl)-imidazoli- din ausgefällt wird. Dieses Produkt wird in üblicher Weise isoliert und gereinigt.
Die Imine der Formel
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die als Ausgangsmaterialien beim vorstehend beschriebenen Verfahren verwendet werden, können in verschiedener Weise hergestellt werden. Halogenfluorisopropylidenimin kaml nach den Verfahren hergestellt werden, die in der USA-Patentschrift 3 226 439 der Anmelderin u. in J. Org. Chem. 30, 1938 (1965) beschrieben sind. Die Imine in denen Z oder Z1 oder beide Wasserstoff sind, können nach einer Modifikation des Verfahrens von Zeifman und Mitarbeitern, Akad. nauk S.S.S.R. Doklady, 153, 1334 (1963) zur Herstellung von Hexafluorisopropylidenimin erhalten werden.
Beim Verfahren zur Herstellung von Pentafluorisopropylidenimin wird zuerst Pentafluoraceton mit Phenylisocyanat bei etwa 2000C in Gegenwart einer katalytischen Menge eines Triarylphosphinoxyds unter Bildung von - N-Phenylpentafluorisopropylidenimin umgesetzt, das dann mit Ammoniak behandelt wird, wobei N-Phenyl-2,2-diamino-pentafluorpropan gebildet wird. Dieses Produkt, das vor der nächsten und letzten Stufe nicht isoliert oder gereinigt werden muss, wird dann mit Phosphorpentoxyd umgesetzt, wodurch es Anilin unter Bildung von Pentafluorisopropylidenimin abspaltet.
Geeignete Acylierungsmittel sind Acylhalogenide und -anhydride oder substituierte Acylhalogenide und -anhydride und Ketene. Im besonderen Fall, in dem als Acylierungsmittel Oxalylchlorid verwendet wird, werden 4 -Isocyanat-2,2,5,5-tetrakis(polyfluormethyl) 3-imidazoline gebildet, und diese Isocyanate können mit Alkoholen zu Carbamaten weiter umgesetzt werden.
Beispiel I A. Herstellung von 4-[ 1 -Amino-2,2,2-trifluor- 1 -(trifluor- methyl)äthylamino] -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) -3 imidazolin
R = H; X = -C(CF3)2NH2; sämtliche Reste Z = F)
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Bei - l00C wurden 20 ml Hexafluorisopropylidenimin (etwa 30,8 g, 0,187 Mol) langsam in eine gerührte Suspension von 3,06 g (0.0625 Mol) pulverförmigem Natriumcyanid in 50 ml Dimethylsulfoxyd destilliert. Eine exotherme Reaktion setzte ein. Die Zugabe des Imins wurde so geregelt, dass die Temperatur des Reaktionsgemisches nicht über 650C stieg. Nach erfolgter Zugabe, die etwa 20 Minuten erforderte, wurde das Reaktionsgemisch homogen. Das Gemisch wurde auf 200C gekühlt und dann in 500 ml Wasser gegossen, das 100 ml 10%ige Salzsäure enthielt.
Das sich bildende öl wurde durch Dekantieren der wässrigen Phase abgetrennt. Nach Zugabe von 500 ml frischem Wasser wurden das öl und das Wasser kräftig geschüttelt. Das öl erstarrte. Der Feststoff wurde auf einem Filter abgetrennt und trocken gepresst und dann in einem Vakuum-Exsiccator über Phosphorpentoxyd getrocknet. Hierbei wurden 24,1 g (74% der Theorie) 4-[ 1 -Amino-2,2,2-trifluor- 1 -(trifluor- methyl) - äthylamino] 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl) - 3 - -imidazolin als hydrophober weisser Feststoff vom Smp.
45-460C erhalten wurden. Eine Probe wurde zur Analyse aus Pentan umkristallisiert. Das Fl9-NMR-Spektrum in CDC13 zeigte zwei Septetts (J = 5,0 Hz) zentriert bei 72,8 und 77,9 ppm aus Trichlorfluormethan, das als innerer Standard diente, und ein Singlett bei 79,8 ppm, sämtlich von gleicher Fläche. Das Protonenspektrum in CDC13 zeigte zwei sehr breite Singletts bei 5,55 und 3,57 ppm (jedes Fläche 1) und ein breites Singlett bei 3,08 ppm (Fläche 2) aus Tetramethylsilan, das als innerer Standard diente. Das Infrarotspektrum zeigte eine Bande bei 5,97 u.
Analyse für C1oH4Fl8N4:
Berechnet: C 23,00 H 0,77 F 65,49
Gefunden: C 23,21 H 0,91 F 65,23 B. Herstellung von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-imidazolidin
R = X = H: sämtliche Reste Z = F
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Gemäss Teil A hergestelltes 4-[1 -Amino-2,2,2-trifluor- - 1 - (trifluormethyl) - äthylaminoj 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin in einer Menge von 47,1 g wurde in 100 ml konzentrierter Schwefelsäure gelöst. Die Lö sung wurde unter Rühren langsam auf 1500C erhitzt und 10 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Während des Erhitzens schäumte die Lösung. Die Lösung wurde dann auf 200C gekühlt und auf 1 Liter zerstossenes Eis gegossen.
Der weisse Feststoff, der sich bildete, wurde nach dem Schmelzen des Eises auf einem Filter abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Durch Umkristallisation aus einem Alkohol-Wasser-Gemisch (1: 2) wurden 31,5 g (Ausbeute 98%) 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor methy])-imidazolin in Form von langen, farblosen Nadeln vom Schmelzpunkt 158-1 590C erhalten.
Beispiel 2 Herstellung von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- -imidazolin R = X = H; sämtliche Reste Z = F
Beschrieben wird die Entfernung des Polyfluormethyläthylaminosubstituenten aus der Zwischenverbin
Die Wirksamkeit dieser Verbindung, 4-Imino-2,2,5,5- -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin, als Muskelrelaxans ist daran erkennbar, dass sie den Aufrichtungsreflex bei Mäusen (Domino und Mitarbeiter, J. Pharmacol, Exptl.
Therap., 105, 486-497 (1952)] und die Dezerebrationsstarre bei Katzen beseitigt [Goodman, L., Bull. New.
England Med. Center 5, 97-100 (1943)]. Die Verbindung hat die 10- bis 60fache Aktivität von Chlordiazepoxyd, einem weitgehend für die Behandlung von Störungen der Skelettmuskulatur angewendeten Mittel. Ausserdem hat sie einen therapeutischen Quotienten von 12 beim Mäuse -Relaxationstest im Vergleich zu 6,5 für Chlordiazepoxyd.
Beispiel 3 4-Imino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluormethyl)imi- dazolidin R= X = H;Z =Z2 = F;Z1 =Z3 = H
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dung, d.h. Stufe 2 des Verfahrens, durch Erhitzen des Reaktionsgemisches der ersten Stufe während der Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation bei Normaldruck.
Hexafluorisopropylidenimin (25 g, 0,15 Mol) wurde langsam in eine gerührte Suspension von 10 g (0,2 Mol) Natriumcyanid in 50 ml Acetonitril destilliert. Eine exotherme Reaktion setzte ein. Die Temperatur des Gemisches wurde durch Kühlen unter 350C gehalten. Nach erfolgter Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, worauf 50 ml Wasser zugesetzt wurden. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zugabe einer geringen Salzsäuremenge auf 7 eingestellt.
Die organische Schicht wurde abgetrennt, zweimal mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Flüssigkeit wurde bei Normaldruck abdestilliert und der feste Rückstand zweimal aus Benzol unter Verwendung von Entfärberkohle umkristallisiert. Hierbei wurden 4,1 g (15% der Theorie) 4-Imino -2,2,5,5-tetrakis-(trifluormethyl)-imidazolin als farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 159-1 600C erhalten. Das Protonen-NMR-Spektrumin Dimethylsulfoxyd enthielt ein breites Singlett bei + 7,2 ppm (Fläche 2) und ein scharfes Singlett bei + 6,06 ppm (Fläche 1). Das 15F-Resonanz- spektrum in Aceton enthielt ein Paar Septetts (J = 4,7 Hz) bei 71,5 und 76,5 ppm aus Trichlorfluormethan, das als innerer Standard verwendet wurde.
Das Infrarotspektrum enthielt Banden bei 2,85, 2,9, 2,96, 3,04, 3,10, 3,16, 5,9 und 6,2 ,. Die sehr starke Bande bei 5,9 ihr zeigt, dass das 4-Iminotautomere in grösserer Menge vorhanden ist.
Analyse für C;H3F12N3:
Berechnet: C 23,55 H 0,85 F 63,85 N 11,77
Gefunden: C 23,77 H 1,35 F 64,05 N 12,05
Eine Lösung von 24,1 g (0,163 Mol) Pentafluorisopropylidenimin (hergestellt auf die nachstehend beschriebene Weise) in 50 ml Dimethylformamid wurde auf OOC gekühlt, worauf 4,9 g (0,1 Mol) pulverförmiges Natriumcyanid portionsweise innerhalb von 30 Minuten zugesetzt wurden. Durch Küh!ung wurde darauf geachtet, dass die Temperatur nicht über 50C stieg. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden bei 250C gerührt und dann in 200 ml 1Ocr,ige Salzsäure gegossen.
Das öl, das sich abschied, nämlich rohes 4-[1 -Amino-2,2-difluor- 1 -(trifluormethyl) äthylamino] -2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluormethyl) -3-imidazolin, wurde mit 200 ml Wasser gewaschen und dann in 25 ml 20SCiger rauchender Schwefelsäure gelöst.
Die Schwefelsäurelösung wurde auf 1500C erhitzt, gekühlt und über 25 g Eis gegossen. Der sich bildende Feststoff wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
Durch Sublimation bei 100C (10 mm Hg) wurden 2,9 g eines weissen kristallinen Pulvers vom Schmelzpunkt 118-1195 C erhalten (geschlossene Kapillare, Produkt A).
Das Filtrat wurde weiter mit 200 ml Wasser verdünnt und mit 50einem wässrigem Kaliumhydroxyd leicht basisch gemacht. Die sich bildende Fällung wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen, an der Luft getrocknet und bei 1000C (10 mm Hg) sublimiert. Hierbei wurden 5,79 g 4-Imino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluor- methyl)(imidazalidin als weisses kristallines Pulver vom Schmelzpunkt 142-1440C erhalten (geschlossene Kapillare, Produkt B). Das 19F-Resonanzspektrum des Produkts B in Aceton zeigte, dass es sich um ein Gemisch von zwei Isomeren handelte, von denen das eine überwog.
Der CF3-Bereich zeigte ein komplexes Multiplett bei +72,8 ppm (3F) und komplexe Multipletts in einem Verhältnis von etwa 1: 2 bei 77,1 und 77,7 ppm (beide zusammen 3F); der CF2H-Bereich zeigte zwei Dubletts (J = 54 Hz), die in komplexe Multipletts weiter aufgespalten waren, die bei + 127,0 und + 131,0 ppm zentriert waren. Das H-Resonanzspektrum zeigte zwei Tripletts (J = 54 Hz) mit Schultern, die bei X 3,56 und X 3,98 (jedes 1 H) zentriert waren, eine breite Absorption bei w 5,12 (1 H) und eine sehr breite Absorption bei - 3,0 (2H). Das lnfrarotabsorptionsspektrum zeigte eine Bande bei 5,91 tt für C = N.
Analyse für CTHsF1oN3
Berechnet: C 26,18 H 1,57 F 59,17 N 13,08
Gefunden: C 26,49 H 1,45 F 59,15 N 12,92
Das als Ausgangsmaterial verwendete Pentafluorisopropylidenimin kann wie folgt hergestellt werden: Phenylisocyanat wird mit Pentafluoraceton in Gegenwart von Triphenylphosphinoxyd bei 2000C zu N-Phenylpentafluorisopropylidenimin umgesetzt. Dieses Produkt wird zuerst mit Ammoniak und dann mit Phosphorpentoxyd umgesetzt, wobei das gewünschte Pentafluorisopropylidenimin erhalten wird.
Beispiel 4 3-Methyl- und 3-Methyl-4-methyliminoderivate von 4 -Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin R = CH,; X = H und -CH3; sämtliche Reste Z = F
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Eine Lösung von 10,0 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 20 ml Dimethylsulfat wurde schnell zum Sieden erhitzt (etwa 1880C). Zum heissen Reaktionsgemisch wurden 50 ml Wasser getropft, um das überschüssige Dimethylsulfat zu zersetzen. Die erhaltene Lösung wurde dann gekühlt und mit etwa 135 ml 10%igem wässrigem Natriumhydroxyd neutralisiert. Der sich abscheidende weisse Feststoff wurde abfiltriert, gut mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Hierbei wurden 9,42 g eines rohen Gemisches von methylierten Derivaten erhalten.
Die gaschromatographische Analyse in einer Säule, die mit Schamotte gefüllt war, die bei 95-C mit dem Erdölfett aApiezon L imprägniert worden war, zeigte, dass das Gemisch aus 73% des Dimethylderivats (zweite eluierte Komponente) und 23% des Monomethylderivats (erste eluierte Komponente) bestand.
Die beiden Verbindungen wurden durch fraktionierte mkristaliisation aus Pentan getrennt. Der Verlauf der Umkristallisationen wurde durch Gaschromatographie verfolgt, und jede Komponente wurde umkristallisiert, bis ihre Reinheit höher als 99% war.
Als Komponente mit der geringsten Löslichkeit wurde reines 4-Imino-3-methyl-2,2,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin (die ursprüngliche, 23% ausmachende Komponente) in Form von farblosen Nadeln vom Schmelzpunkt 121-1220C (geschlossene Kapillare) erhalten. Das lnfrarotspektrum zeigte eine Bande bei 5,95 u für C = N.
Das 2"F-Resonanzspektrum in Aceton zeigte ein Septett (J = 4,6 Hz), das bei 73,6 ppm zentriert war, und ein Multiplett bei 75,4 ppm in CCI3F als innerer Standard.
Das 1H-Resonanzspektrum in (CD3)2CO zeigte ein Septett (JHF = 0,85 Hz) bei 3,12 ppm (Fläche 3) und zwei breite Absorptionen bei 8,1 u. 5,95 ppm (beide Fläche 1).
Analyse für C8HsF12N3
Berechnet: C 25,89 H 1,36 F 61,43 N 11,32
Gefunden: C 25,92 H 1,54 F 60,73 N 11,92
Reines 3- Methyl -4- methylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin wurde als löslichste Komponente (die ursprüngliche Komponente von 73%) in Form eines weissen kristallinen Pulvers vom Schmelzpunkt 48490C erhalten. Das Infrarotspektrum zeigte eine Bande bei 5,92 Z für C = N. Das 19F-Resonanzspektrum in Aceton zeigte ein Septettpaar (J = 46 Hz) bei 73,6 und 75,4 ppm aus CCI3F als innerer Standard. Das 1H-Resonanzspektrum in (CD,)-CO zeigte Singletts bei 3,33 und 3,02 ppm (beide Fläche 3) und eine breite Absorption bei 6,25 ppm (Fläche 1) aus (CH3)4Si als innerer Standard.
Analyse für C0H7F13N3:
Berechnet: C 28,06 H 1,83 F 59,20 N 10,91
Gefunden: C 28,30 H 1,89 F 58,51 N 10,65
Beispiel 5 3-Äthyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazoli- din R = -C.H!i; X = H; sämtliche Reste Z = F
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Ein Gemisch von 5,0 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis-(trifluormethyl)imidazolin und 10 ml Diäthylsulfat wurde 5 Minuten zum Sieden erhitzt (etwa 200oC). Zum heissen Reaktionsgemisch wurde vorsichtig Wasser gegeben, um das überschüssige Diäthylsulfat zu zersetzten. Nach Zugabe von 1,0 g Aktivkohle wurde das Gemisch filtriert. Das Filtrat wurde mit 10%dem wässrigem Natriumhydroxyd neutralisiert und der ausgefällte Feststoff abfiltriert und aus Pentan umkristallisiert.
Hierbei wurden 2,48 g 3-Äthyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-imidazolidin in Form von farblosen Nadeln vom Schmelzpunkt 113-1 140C (geschlossene Kapillare) erhalten. Das Infrarotspektrum enthielt eine Bande bei 5,96 't.
Das 1'F-Resonanzspektrum in Aceton zeigte zwei Sep tetts (J = 4,6 Hz) bei 73,7 und 75,4 ppm zentriert aus CCI3F, das als innerer Standard diente. Das 'H-Resonanzspektrum zeigte zwei breite Absorptionen bei 6,30 und 7,75 ppm (beide Fläche 1), ein Quartett (J = 7 Hz) bei 3,54 ppm zentriert (Fläche 2) und ein Triplett (J = 7 Hz) bei 1,15 ppm zentriert (Fläche 3) aus (CH4)4Si; das als innerer Standard diente.
Analyse für C9HTF12N3:
Berechnet: C 28,06 H 1,83 F 59,20 N 10,91
Gefunden: C 28,40 H 2,16 F 58,96 N 11,16
Beispiel 6 4-Dimethylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imid- azolin
R = X = -CH3; sämtliche Reste Z = F phie analysiert. Die beiden Hauptkomponenten ausschliesslich der Lösungsmittel wurden aus den austretenden Gasen mit Hilfe einer mit flüssigem Stickstoff gefüllten Falle isoliert. Die Verbindung, die zuerst an einer Siliconsäule eluiert wurde, was 3-Methyl-4-methylimino -2,2,5.5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin (etwa 1 g wurde isoliert).
Die an zweiter Stelle eluierte Verbindung (isoliert 0,8 g) vom Schmelzpunkt 30-330C wurde nach den folgenden Analysenwerten als 4-Dimethylamino-2,2, 5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin identifiziert: 'H- Resonanzspektrum: scharfe Linie für (CH)2N bei 3,19 ppm und NH bei 6,05 ppm; l9F-Resonanzspektrum: Septettpaar (J = 4 Hz) bei +69,4 und +7,78 ppm aus FCCIS als innerer Standard bei 56,4 MHz. Infrarotspektrum: im Ring C = N bei 6,12 u und scharfe Linie für NH bei 2,88 u.
Analyse für Cl,H,NsFl2 (385,17):
Berechnet: C 28,06 H 1,83 F 59,20 N 10,91
Gefunden: C 28,51 H 2,28 F 59,33 N 10,85
Beispiel 7 A. 3-Äthyl-4-äthylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- -imidazolidin und ( B. 4-Äthylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorlnethyl)-3-imid azolin
A. R = -C2H > ; X = -C2H3; sämtliche Reste Z = F
B. R = H; X = -C2H5; sämtliche Reste Z = F
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In einen 80 ml-Autoklaven, der mit der korrosionsbeständigen Legierung der Handelsbezeichnung ( < Hastelloy ausgekleidet war, wurden 10,0 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluormethyl)-imidazolidin und 30 ml Dimethylsulfat (überschuss) gegeben und 8 Stunden bei 2000C gehalten.
Der Autoklav wurde auf OOC gekühlt und abgeblasen. Überschüssiges Dimethylsulfat im gewonnenen dunklen Rückstand (44 g) wurde beim Siedepunkt zersetzt, indem 10 ml Wasser innerhalb von 0,5 Stunden unter Rückfluss zugetropft wurden. Das Gemisch wurde gekühlt und mit verdünnter Natriumhydroxydlösung neutralisiert. Durch Extraktion mit Äther und anschliessendes Waschen mit Wasser, Trocknen über Magnesiumsulfat und Eindampfen der Ätherextrakte wurde ein weisser Halbfeststoff erhalten. Der Halbfeststoff wurde in einem heissen Äther-Pentan-Gemisch gelöst, gekühlt u. filtriert.
Das Filtrat wurde durch präparative Gaschromatogra
Eine Lösung von 20,0 g 4-lmino-2,2,5,5-tetrakis(tri- fluormethyl)imidazolidin in 50 ml Diäthylsulfat wurde
75 Minuten am Rückfluss erhitzt. Zum heissen Reak tionsgemisch wurden vorsichtig 20 ml Wasser gegeben, um etwaiges überschüssiges Diäthylsulfat zu zersetzen.
Das schwarze Reaktionsgemisch wurde mit 300 ml Was ser verdünnt und mit 6n-Natriumhydroxyd neutralisiert.
Die organische Phase wurde durch Wasserdampfdestil lation (Gesamtvolumen 100 ml) und anschliessende Ex traktion des Destillats mit Äther abgetrennt. Durch Ein engung wurden 23,8 g eines Gemisches aus Feststoff und öl erhalten. Die ganze Probe wurde erneut mit 40 ml
Diäthylsulfat am Rückfluss behandelt und in der vorste hend beschriebenen Weise isoliert, wobei 21,5 g eines öls erhalten wurden. Die gaschromatographische Analyse ergab, dass das öl aus 56% eines Stoffs mit einer Reten tionszeit von 10,9 Minuten, 33% eines Stoffs mit einer Retentionszeit von 12,6 Minuten, 7% 3-Äthyl-4-imino '.',5.5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin und 2% nicht umgesetztem Ausgangsmaterial bestand.
Durch präparative Gaschromatographie wurden reine Proben der beiden Hauptkomponenten erhalten. Die zuerst eluierte Verbindung (A) war 3-Äthyl-4-äthylimino- 1 5 5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin, das als öl vom Brechungsindex nx,23 von 1,3624 isoliert wurde.
Durch Destillation mit einer Kurzwegkolonne wurde eine Analysenprobe erhalten: H1-kernmagnetisches Resonanzspektrum 6,7 z - Gew. 5, Multiplett von ungefähr zwei Quartetts mit einem weiteren überlagernden Peak und 9,0 Gew. 6, zwei überlagernde Tripletts mit Schwerpunkten bei 9,01 (J = 7,5 Hz) und 9,03 (J = 6,0 Hz).
In CDCI wurde der 6,7-Peak durch Zugabe von Trifluoressigsäure und Deuterium (zweiphasig) zu einem reinen Quartett (Gew. 4) und der 9,0-Peak zu einem Triplett (Gew. 6) verändert. Das Massenspektrum zeigte einen Peak der ursprünglichen Probe (parent peak) bei nile 413.
Infrarotspektrum: 3480 (NH) und 1705 cm-l (C = N).
Analyse für C@@H11F12N3:
Berechnet: C 32,0 H 2,7 F 55,2 N 10,2
Gefunden: C 32,0 H 2,8 F 55,7 N 10,3
55,7
Die an zweiter Stelle eluierte Verbindung war 4 -Äthylamino-2,2.5.5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin.
das als öl vom Brechungsindex ND23 von 1,3541 isoliert wurde. Eine Analysenprobe wurde durch Destillation mit einer Kurzwegkolonne erhalten. Hl-Resonanzspektrum: 5,12 r Gew. 1, breites Triplett; 6,6 T - Gew. 3, Multiplett, das sich als ungefähres Quartett erwies, das in Dubletts mit einem überlagernden Triplett gespalten war, und 8.08 - Gew. 3, Triplett (J = 7,2 Hz). Die Zugabe von Trifluoressigsäure und Deuteriumoxyd in (:DCI3 hatte zur Folge, dass das Spektrum sich zu einem Quartett (Gew. 2) bei 6,6 W und einem Triplett (Gew. 3) bei 8 i zusammen mit einem scharfen DOH-Austauschpeak vereinfachte.
Das Massenspektrum zeigte einen Peak der ursprünglichen Probe bei nile 385 und den Basis-Peak bei m/e 316 (parent-CF3+).
Analyse für C.,H,F,2Ns:
Berechnet: C 28,1 H 1,8 F 59,2 N 10,9
Gefunden: C 28,0 H 2,2 F 58,7 N 11,2
59,0
Beispiel 8 3-Äthyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin R = -C.H,: X = -CH:.; sämtliche Reste Z = F
Eine Lösung von 5,0 g 3-Äthyl-4-imino-2,2,5.5-tetra kis(trifluormethyl) inidazolidin in 5 ml Dimethylsulfat wurde 2 Minuten am Rückfluss erhitzt und im heissen Zustand mit 1 nil Wasser behandelt, um das überschüssi ge Dimethylsulfat zu zersetzen. Nach Zugabe von weiteren 15 ml Wasser wurde das Gemisch mit 6n-Natrium hydroxyd neutralisiert.
Die organische Phase wurde durch Extraktion mit Äther (3 X 10 ml) und Einengung abgetrennt. Das erhaltene gelbe öl (5.3 g) wurde durch präparative Gaschromatoantphie in zwei Hauptverbindungen getrennt. Die gr(ssere Komponente (76'7c) war 3-Äthyl --T - methylimino 2.2.5,5-tetn"kis( trifluormethyl)imidazoli- din, das als öl isoliert wurde. Hlkernmagnetisches Resonanzspektrum:
: 6,6 - 6,9 T - Gew.-6, Multiplett, das aus einem Quartett (J = 7 Hz) bei 6,68 T, einem scharfen Singlett bei 6,88 9 und einer breiten NH-Linie mit Schwerpunkt bei 6,62 C bestand, und 9,03 T - Gew. 3, Triplett (J = 7 Hz). Das Massenspektrum enthielt einen Peak der ursprünglichen Probe bei m/e 399 mit einem Basis-Peak bei m/e 302 (parent -CF, und C!H;).
Infrarotanalyse: 3520 (NH) und 1710 cm-' (C = N).
Analyse für C10H9F12N3:
Berechnet: C 30,1 H 2,3 F 57,1 N 10,5
Gefunden: C 30,8 H 2,5 F 57,0 N 10,6
30,7 2,6 57,1 10,2
Die zweite grössere Komponente (15%) erwies sich als identisch mit 4-Dimethylamino-2,2,5,5-tetrakis(tri- fl uormethyl)-3-imidazolin.
Beispiel 9 4-Äthylimino-3 -methyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin R = -CH5; X = -C2H5; sämtliche Reste Z = F
Eine Lösung von 5,0 g 3-Methyl-4-imino-2,2,5,5-tetra kis(trifluormethyl)imidazolidin in 12,5 ml Diäthylsulfat wurde 15 Minuten am Rückfluss erhitzt. Das schwarze Gemisch wurde im heissen Zustand vorsichtig mit 5 ml Wasser behandelt, um das überschüssige Diäthylsulfat zu zersetzen. Nach Zugabe von weiteren 30 ml Wasser wurde das Gemisch mit 6n-Natriumhydroxyd neutralisiert. Ein Tropfen eines Schaumverhütungsmittels auf Siliconbasis wurde zugesetzt und das Gemisch destilliert, bis 20 ml Destillat aufgefangen waren. Die organische Phase (4,2 ml) wurde in Äther (20 ml und 2 X 10 ml) extrahiert.
Die Ätherextrakte wurden über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt, wobei 5,5 g eines öl erhalten wurden. Das rohe Gemisch wurde der präparativen Gaschromatographie unterworfen (Butandiosuccinat bei 750C), wobei ein öl, das mit 4-Äthyl imino - 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin identisch war, und 1,81 g eines öls erhalten wurde, das aus 4 -Äthylimino - 3 - methyl -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin vom Brechungsindex nn 1,3615 bestand.
Diese Material hatte ein sehr ähnliches Infrarotspektrum wie das 3-tthyl-4-methyliminoisomere. Die Massenspektren waren jedoch sehr verschieden, wobei das 4 -Athylimino-3-methylisomere den Parz der ursprünglichen Probe bei m/e 399 und seinen Basis-Peak bei m/e 384 (parent-CH,+) enthielt.
Analyse für C10H9F12N3:
Berechnet: C 30,1 H 2,3 F 57,1 N 10,5
Gefunden: C 30,5 H 2,5 F 57,0 N 10,3
30,8 2,6 57,0
Wenn die in Beispiel 4 - 9 beschriebenen Versuche wiederholt werden, wobei jedoch die hierbei verwendeten Dimethyl- und Diäthylsulfate durch entsprechende Dialkylsulfate bzw. Alkylsp-toluolsulfonate ersetzt werden. in denen die Alkylreste bis zu 15 C-Atome enthalten, können die folgenden Alkylderivate von 4-Imino-2,2, 5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidinen oder ihren Tau Isomeren erhalten werden: 3-Butyl-4-imino-2.2,5,5,-terakis(trifluormethyl)imidazo- lidin 4-Dioctylamino-2,2.5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imid- azolin 3-Decyl-4-decylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imid- azolidin und 3 -Dodecyl-4-imino-2,2,5,5-etrakis(trifl uormethyl) -imid- azolidin.
Ebenso können bei einer Wiederholung der in den Beispielen 4 - 9 beschriebenen Versuche, wobei die jeweiligen 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazo- lidine durch entsprechende Imidazolidine mit Difluormethylgruppen an Stelle der Trifluormethylgruppen ersetzt und ähnliche Alkylierungsmittel verwendet werden, die folgende Derivate erhalten werden: 4-n-Propylamino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluor- methyl)-3-imidazolin 3-Butyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis(difluormethyl)imidazoli- din und 4-n-Hexyl-2,2,5,5-tetrakis(difluormethyl)imidazolidin.
Die Alkylierung der Alkalisalze von 4-Imino-2,2,5,5 -tetrakis(polyfluoralkyl)imidazolidinen mit Halogeniden als Alkylierungsmittel ist in den Beispielen 10-13 beschrieben.
Beispiel 10 4-Benzylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imid- azolin R = H; X = -CH2C6H5; sämtliche Reste Z = F
Beispiel 11 4-(Allylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imid- azolin R = H; X = -CH2CH=CH2; sämtliche Reste Z = F
Diese Verbindung, die bei 870C/25 mm Hg siedete, wurde auf die in Beispiel 10 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch 3,0 g 3-Brompropen an Stelle des Benzylbromids verwendet wurden. Das H'-kernmagneti- sche Resonanzspektrum zeigt eine komplexe Absorption bei T 3,7 - 5,1 für -CH=CH2 und eine Absorption für NH, eine Dreipeak-Absorption bei n 5,9 für eine CH2 Gruppe durch NH und -CH = aufgespalten, und eine Absorption für NH bei t 6,4.
Das I9F-kernmagnetische Resonanzspektrum zeigt ein Paar Septetts bei 72,8 und 78,0 ppm aus CFCI3. Das Massenspektrum zeigt ein Parent-Ion (43%) bei m/e 397 mit dem Basis-Peak bei m/e 41 (CH2=CHCH2-).
Analyse für C1oHTN3Fo2
Berechnet: C 30,24 H 1,78 F 57,40 N 10,58
Gefunden: C 30,19 H 2,16 F 56,87 N 10,42
EMI9.1
Eine Lösung von 7 g (0,02 Mol) 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 10 ml 1,2-Dimethoxy äthan wurde bei einer Temperatur unter 100C zu 1 g 54%igem. Natriumhydrid in Mineralöl (0,02 Mol) in 50 ml 1,2-Dimethoxyäthan gegeben. Die Suspension wurde 2 Stunden unter Rühren am Rückfluss erhitzt, gekühlt und mit 4,0 g (0,023 Mol) Benzylbromid bei einer Temperatur unter 100C versetzt. Das Gemisch wurde 22 Stunden am Rückfluss erhitzt (gelbe Fällung), gekühlt und zur Entfernung des Natriumbromids filtriert. Durch Destillation des Filtrats in einer Drehbandkolonne wurden 6,3 g (70%) 4-Benzylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin als farblose Flüssigkeit vom Siedepunkt 1 200C/ 10 mm Hg erhalten.
Das H1-kernmagnetische Resonanzspektrum zeigte NH bei T 2,35 und C 3,85, aromatisches-H bei 2,68 und ein Dublett (J = 6) für -CH2-, aufgespalten durch NH. Das 19F-Resonanzspek- trum zeigte ein Paar Septetts (J = 5) bei 72,7 und 78,1 ppm in CFCl3. Das Massenspektrum zeigte ein Parent Ion bei m/e 447, das 42% des Basis-Peaks bei m/e 91 (CH2CfiHs+) ausmachte.
Analyse für C14H9N3F12:
Berechnet: C 37,60 H 2,03 F 51,10 N 9,40
Gefunden: C 37,59 H 2,13 F 50,87 N 9,42
Beispiel 12 4-Methylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imid- azolin
R = H; X = -CH3; sämtliche Reste Z = F
A. Diese Verbindung wurde zusammen mit anderen alkylierten Produkten in einer Ausbeute von 40% bei einer Reaktion isoliert, die auf die in Beispiel 10 be schriebene Weise durchgeführt wurde, wobei jedoch
3,5 g Methyljodid an Stelle des Benzylbromids verwen det wurden.
B. Dieses Material wurde ebenfalls durch Reduktion von 4 - Isocyanat - 2,2,5,5tetrakis(trifluormethyl)-3-imid- azolin hergestellt. Zu 0,70 g (0,0184 Mol) Lithiumalumi niumhydrid in 100 ml Äther wurden 6,15 g (0,0159 Mol) des Isocyanats in 20 ml Äther tropfenweise bei einer
Temperatur unter 1 OOC gegeben. Das Gemisch wurde
24 Stunden bei 250C gerührt u. dann mit 200 ml 50/vier
Salzsäure bei einer Temperatur unter 100C zersetzt. Die
Schichten wurden getrennt und die wässrige Schicht mit Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherschichten wurden mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat ge trocknet.
Der Äther wurde abdestilliert und der Rück stand bei vermindertem Druck destilliert, wobei 2,3 g (38%) 4- Methylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3- -imidazolin als farblose Flüssigkeit vom Siedepunkt 750C/10 mm Hg erhalten wurden. Das H1-kernmagnetische Resonanzspektrum zeigte ein Dublett (J = 5,9) bei b 6,90 für CH3, aufgespalten durch NH, und Singletts bei 5 5,05 und 6,50 für NH-Absorption. Das Massenspektrum zeigte einen Basis-Peak bei m/e 302 (parent -CF3) und stimmte mit der Struktur überein.
Analyse für C8HsF,2N3:
Berechnet: C 25,89 H 1,36 N 11,32 F 61,43
Gefunden: C 25,88 H 1,51 N 11,16 F 60,89
Beispiel 13 4-Dimethylaminoäthylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyi)3-imidazolin R = H; X = CH2CH2N(CH3)2; sämtliche Reste Z = F
Das Natriumsalz von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin wurde auf die in Beispiel 10 be4-Cyclohexylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3 -imidazolin 4-(2-Chloräthylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3 - -imidazolin 4-(2-Methoxyäthylamino) -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- -3-imidazolin 4-(2-Cyclohexenylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- -3-imidazolin.
Die Alkylierung der ursprünglichen Verbindungen mit Formaldehyd zu Hydroxymethyl- und Hydroxymethoxymethylderivaten wird in den Beispielen 14 und 15 beschrieben.
Beispiel 14 4-Hydroxymethylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- -3-imidazolin R = H; X = CH2OH; sämtliche Reste Z = F
EMI10.1
schriebene Weise hergestellt Ein weiteres Äquivalent (1 g) von 54%igem Natriumhydrid-Mineralöl und 4,85 g ,3-Dimethylaminoäthylbromidhydrobromid wurden nacheinander bei einer Temperatur unter 100C zugesetzt. Das Gemisch wurde 24 Stunden am Rückfluss erhitzt und filtriert. Das Filtrat wurde destilliert, wobei 5,0 g (58%) 4- Dimethylaminoäthylamino -2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin als farblose Flüssigkeit vom Siedepunkt 80-850C/7 mm Hg erhalten wurden. Diese Verbindung erstarrte zu einem weissen Feststoff vom Smp.
47 - 530C, wenn sie stehen gelassen wurde. Eine durch das Hydrochlorid gereinigte Probe hatte einen Schmelzpunkt von 58-61 0C. Das H'-Resonanzspektrum der freien Base zeigte NH-Banden bei N 3,4 und 3,9, Tripletts bei 6,5 (J = 6, weiter aufgespalten) und bei T 7,46 für die NCH,CH,N-Gruppe und ein Singlett bei n 7,78 für die N(CH3)2-Gruppe. Das tbF-Resonanzspektrum zeigte ein Paar Septetts (J = 5) bei 75.5 und 78,6 ppm aus CFCIs.
Das Massenspektrum zeigte einen Peak der ursprünglichen Probe bei m/e 428 mit einem Basis-Peak bei m/e 58 [(CH3)2NcH2+].
Analyse für CllH,2N,Fl2:
Berechnet: C 30,85 H 2,83 F 53,24 N 13,08
Gefunden: C 30,37 H 2,63 F 53,40 N 13,94
Wenn die in den Beispielen 10-13 beschriebenen Versuche wiederholt werden, wobei jedoch die dort verwendeten Alkyllierungsmittel durch entsprechende Hydrocarbylhalogenide oder substituierte Hydrocarbylhalogenide ersetzt werden, können die folgenden Derivate von 4- Imino - 2,2,5,5- tetrakis(polyfluormethyl)imidazolidinen (oder ihren Tautomeren) hergestellt werden: 4-Propargylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3- -imidazolin
Ein Gemisch von 10 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin und 50 ml 37%igem wässrigem Formaldehyd wurde zum Sieden erhitzt.
Die erhaltene klare Lösung wurde auf OOC gekühlt, mit 200 ml kaltem Wasser verdünnt und mit 100 ml 10%igem Natriumhydroxyd stark basisch gemacht. Die sich bildende weisse Fällung wurde abfiltriert und aus einem Gemisch von Äther und Pentan (10: 90) umkristallisiert. Hierbei wurden 6,1 g 4-Hydroxymethylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- methyl)-3-imidazolin als weisses kristallines Pulver vom Schmelzpunkt 90-920C erhalten. Das Infrarotspektrum zeigte eine Bande bei 6,00 St für C=N und eine starke Bande bei 6,44 !L für NH-Biegung.
Das 19F-Resonanz- spektrum in Aceton zeigte zwei Septetts (J = 4,8) mit Schwerpunkten bei 72,1 und 77,1 ppm aus CFCI3. Das H1-kernmagnetische Resonanzspektrum in (CDs)2CO zeigte ein sehr breites Signal bei r 2,3 (NH), ein Singlett bei T 3,9 (NH) und ein Dublett (J = 5,4), das ein breiteres Signal (3H) bei X 4,97 für CH20H überlagerte.
Analyse für C8H5F12N3O:
Berechnet: C 24,82 H 1,31 F 58,89 N 10,86
Gefunden: C 25,37 H 1,47 F 58,57 N 11,25
Beispiel 15 4-(Hydroxymethoxymethylamino) -2,2,5,5-tetrakis(tri fluormethyl)-3.imidazolin R = H; X = -CH2OCH3OH; sämtliche Reste Z = F
EMI11.1
Eine 10 g Probe von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis-(trifluormethyl)imidazolidin wurde in 50 ml siedendem 37%igem wässrigem Formaldehyd gelöst. Die erhaltene Lösung wurde gekühlt und mit 100 ml Wasser verdünnt. Das sich abscheidende öl wurde mehrmals mit Wasser gewaschen, bis es erstarrte. Durch Umkristallisation des Feststoffs aus einem Äther-Pentan-Gemisch wurden 8,7 g 4 -(Hydroxymethoxymethylamino) -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 106-1080C erhalten.
Das Infrarotspektrum zeigte eine Bande bei 6,00 u für C=N und eine starke Bande bei 6,44 u für NH-Beugung. Das 13F-Resonanzspektrum in Aceton zeigte zwei Septetts (J = 4,8) mit Schwerpunkten bei 72,3 und 77,2 ppm aus CFCI3. Das H'-Resonanzspektrum in (CD3)2CO zeigte ein breites Signal bei t 2,13 (NH), ein Singlett bei T 3,72 (NH), ein Triplett (J = 7,5) bei n 4,57 (OH), ein Dublett (J = 6) bei T 4,92 (NCH,O) und ein Dublett (J = 7,5) bei T 5,15 (OCH2O).
Analyse für Cs)HTF12N302:
Berechnet: C 25,91 H 1,69 F 54,65 N 10,07
Gefunden: C 25,88 H 1,51 F 54,56 N 9,89
Wenn die in den Beispielen 14 und 15 beschriebenen Versuche mit 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(polyfluormethyl)- imidazolidinen wiederholt werden, die Difluormethylgruppen an Stelle der Trifluormethylgruppen in den dort verwendeten Imidazolidinen enthalten, können die folgenden Verbindungen hergestellt werden: 4-Hydroxymethylamino-2,2,5,5-tetrakis(difluormethyl)-3 -imidazolin 4-Hydroxymethylamino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(tri- fluormethyl)-3-imidazolin 4-(Hydroxymethoxymethylamino)-2,2,5,5-tetrakis(difluor- methyl)-3-imidazolin.
Die Dialkylaminomethylderivate der ursprünglichen Verbindungen (d.h. Verbindungen, in denen X und R in der allgemeinen Formel für H stehen) können durch Kon- densation von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(polyfluormethyl) imidazolidinen mit Formaldehyd unnd Ammoniak, einem primären oder einem sekundären Amin nach der bekannten Mannich-Reaktion hergestellt werden. Diese Reaktionen können durchgeführt werden, indem man einfach ein Gemisch erwärmt, das das 4-Iminoimidazolidin, das Amin und den Formaldehyd (oder eine Formaldehydvorstufe, z.B. Paraformaldehyd) in Wasser oder einem Alkohol als Lösungsmittel, z.B. Äthanol oder Isoamylalkohol, enthält. Dieses Verfahren wird in den Beispielen 16, 18,
19, 20 und 23 beschriebcn.
Die Herstellung von Salzen dieser Dialkylaminoderivate mit anorganischen Säuren und mit Alkylhalogeniden wird in den Beispielen 17. 21 und 22 beschrieben.
Beispiel 16 4-(N-Pyrrolidylmethylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-3-imidazolin R = H; X = N-Pyrrolidylmethyl; sämtliche Reste Z = F
EMI11.2
EMI11.3
Zu einer heissen Lösung (90CC) von 10 g 4-Imino -2.2.5.5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 50 ml 37Sc- einem Formaldehyd (wässrige Lösung) wurden 10 ml Pyrrolidin gegeben. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde gekühlt. Der sich abscheidende Feststoff wurde abfiltriert, mit WasSer gewaschen und getrocknet. Durch Umkristallisation aus Pentan wurden 9,6 ff 4-(Pyrrolidylmethyl amino) - 2,2.5.5 - tetrakis(trifluormethyl) -3-imidazolin als farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 127 - 128 C erhalten.
Das H2-KMR-Spektrum in (CD,),CO zeigte ein breites Signal bei w 2,73 (NH), ein breites Singlett bei n 3,90 (NH), ein Singlett bei T 5,45 (N-CH2-N) und Multipletts bei T 7,3 (%H) und T 8,3 (4H). Das l9F-Resonanzspektrum zeigte zwei Septetts (J = 4,8) mit Schwerpunkten bei 71,0 und 77,2 ppm aus CFCI3.
Analyse für C12H2F12N4:
Berechnet: C 32,74 H 2,75 F 51,79 N 12,73
Gefunden: C 32,58 H 3,02 F 52,30 N 12,75
Beispiel 17 4-(N-Pyrrolidylmethylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-3-imidazolinhydrochlorid
EMI12.1
Eine Lösung von 3,0 g 4-(N-Pyrrolidylmethylamino) -2.2.5.5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin in 50 ml Äther wurde mit trockenem Chlorwasserstoffgas gesättigt. Die sich bildende weisse Fällung wurde abfiltriert und mit Äther gewaschen. Hierbei wurden 3,1 g des Hy droehlorids als weisses kristallines Pulver vom Schmelz punkt 123-126dC erhalten.
Analyse für C,2H,3Fl2NçCl:
Berechnet: Cl 7,44
Gefunden: Cl 7,00
Beispiel 18 4-(N-Piperidylmethylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-3-imidazolin R = H; X = N-Piperidiylmethyl; sämtliche Reste Z = F
EMI12.2
EMI12.3
Zu einer heissen Lösung (900C)von 10 g 4-Imino -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 50 ml 37%igem Formaldehyd (wässrige Lösung) wurden 10 ml Piperidin gegeben. Das Reaktoinsgemisch wurde gekühlt, mit 100 ml Wasser versetzt und über Nacht stehen gelassen, wobei das sich abscheidende öl erstarrte. Der Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus Pentan umkristallisiert. Hierbei wurden 8,9 g 4-(N-Piperidylmethylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) -3- imid- azolin als farblose Prismen vom Schmelzpunkt 87-880C erhalten.
Das H'-kernmagnetische Resonanzspektrum in (CD3)2CO zeigte ein breites Signal bei X 2,83 (NH), ein breites Singlett bei T 3,92, ein Dublett (J = 6) bei X 5,57 (N-CH3-N) und Multipletts bei n7,4 (4H) und z 8,55 (6H).
Das l9F-Resonanzspektrum zeigte zwei Septetts (J = 4,8) mit Schwerpunkten bei 71,8 und 77,1 ppm aus CFCI3.
Analyse für C13H14F12N4:
Berechnet: C 34,37 H 3,11 F 50,19 N 12,33
Gefunden: C 34,00 H 3,31 F 50,01 N 12,34
Beispiel 19 4-(N-Morpholinylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl).
-3-imidazolin R = H; X = N-Morpholinylmethyl; sämtliche Reste Z=F
EMI13.1
Zu einer Lösung von 10 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 50 ml 37%igem Formaldehyd (wässrige Lösung) wurden 10 ml Morpholin gegeben.
Nach Zugabe von 100 ml Wasser wurde das Gemisch gekühlt. Das sich abscheidende öl erstarrte nach 20stündiger Abkühlung. Der Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus einem Pentan-Äther-Gemisch umkristallisiert. Hierbei wurden 3,3 g 4-(N-Morpholinyl methylamino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) -3 - imidazolin als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 139-1400C erhalten. Das H1-Resonanzspektrum in (CD3)2CO zeigte ein breites Signal bei ç 2,57 (NH), ein Singlett bei T 3,80 (NH), ein Lublett (J = 6) bei T 5,54 (NCH2N) und Multipletts bei T 6,38 (4H) und T 7,38 (4H).
Das l9F-Resonanzspektrum zeigte zwei Septetts (J = 4,8) bei 71,0 und 77,1 ppm aus CFCI3.
Analyse für Cl2H12Fl2NlO:
Berechnet: C 31,59 H 2,65 F 49,97 N 12,28
Gefunden: C 31,22 H 2,74 F 49,89 N 12,12
Beispiel 20 4-Dimethylaminomethylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin R = H; X = Dimethylaminomethyl: sämtliche Reste Z=F
EMI13.2
Eine 10 g-Probe von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin wurde in 50 ml siedendem 37%igem Formaldehyd (wässrige Lösung) gelöst. Die Lösung wur dz unter Rühren auf 250C gekühlt, worauf 10 ml Dimethylamin innerhalb von 10 Minuten in die Lösung destilliert wurden. Der sich bildende Feststoff wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
Durch Umkristallisation aus Pentan wurden 9,3 g 4-Dimethylaminomethylamino - 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl) - 3- imidazolin als farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 113 - 1 140C erhalten. Das Hl-kernmagnetische Resonanzspektrum in (CD3)2CO zeigte eine breite Absorption bei T 2,76 (NH), ein Singlett bei r 3,87 (NH), ein Dublett (J = 5) bei x5,60 (NCH2N) und ein Singlett bei T 7,70 (2CH3). Das lt'F-Resonanzspektrum zeigte zwei Septetts (J = 4,8) bei 72,2 und 77,2 ppm aus CFCln.
Analyse für CloH1oFl2N4
Berechnet: C 29,00 H 2,44 F 55,04 N 13,57
Gefunden: C 29,04 H 2,28 F 54,74 N 12,94
Beispiel 21 4-Dimethylaminomethylamino-2,2.5,5 tetrakis(trifluorme- thyl)-3-imidazolinhydrochlorid
EMI14.1
Eine Lösung von 2,5 g 4-Dimethylaminomethylamino -2,2,5,5 - tetrakis(trifluormethyl) - 3-imidazolin in 50 ml Äther wurde mit trockenem Chlorwasserstoffgas gesät tigt. Die sich bildende weisse Fällung wurde abfiltriert und mit Äther gewaschen. Hierbei wurden 2,4 g des Hydrochlorids als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 160-165 C erhalten.
Analyse für CioHllFl2N4Cl:
Berechnet: Cl 7,87
Gefunden: Cl 7,24
Beispiel 22 4-(N-Methylpyrrolidiniummethylamino)-2,2,5,5-tetrakis- -(trifluormethyl)-3-imidazolinjodid
EMI14.2
EMI14.3
Zu einer Lösung von 5,0 g 4-(Pyrrolidylmethylamino) -2,2 5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin in 25 ml Äther wurden 25 ml Methyljodid gegeben. Die Lösung wurde 3 Stunden bei 25 C stehen gelassen. Der sich während dieser Zeit abscheidende Feststoff wurde abfiltriert und mit Äther gewaschen. Der Feststoff (5,85 g) wurde in Aceton gelöst und durch Zusatz von Äther fraktioniert gefällt: Die erste Fraktion enthielt kein Fluor und wurde verworfen.
Als letzte Fraktion wurde 3,0 g 4 - (N - Methylpyrrolidiniumlnethylamino) -2,2,5,5-tetrakis- -(trifluormetllyl)-3-imidazolin vom Schmelzpunkt 190 193-C erhalten. Das H'-kernmagnetische Resonanzspektrum in (CD ) .CO zeigte ein breites Signal bei T 1,15 (NH), ein Singlett bei # 3,34 (NH), ein Dublett (J = 5,5) bei X 4,60 (NCH2N), ein Multiplett bei # 6,0 (4H), ein Singlett bei T 6,61 (CHg) und ein Multiplett bei r 7,62 (4H).
Das 10F-Resonanzspektrum zeigte ein Paar Septetts (J = 4,7) bei 70,9 und 76,8 ppm aus CFCls.
Analyse für C19H15F12N4J:
Ber.: C 26,82 H 2,60 F 39,16 J 21,80 N 9,62
Gef.: C 27,01 H 2,87 F 38,73 J 22,13 N 9,25
Beispiel 23 4-(N-Pyrrolidylmethylamino)-2,5-bis(difluormethyl)-2,5 -bis(trifluormethyl)-3-imidazolin R = H; X = N-Pyrrolidylmethyl, Z=Z3=H; Z1=Z2=F
EMI14.4
EMI15.1
In 5 ml heissem 37%igem wässrigem Formaldehyd wurden 2,0 g 4-Imino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluormethyl)-imidazolidin gelöst. Die Lösung wurde gekühlt und mit 2 ml Pyrrolidin gemischt. Nach Zusatz von 100 ml Wasser wurde der sich abscheidende Feststoff abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
Durch Umkristallisation aus Pentan wurden 1,15 g 4-(N-Pyrrolidyl methylamino) -2,5' - bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluorme- thyl)-3-imidazolin als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 97-990C erhalten. Das H'-kernmagnetische Resonanzspektrum in fCD.)lCO zeigte ein Triplett (J = 54) bei X 3,54 (2H), ein breites Signal bei S 3,06 (NH), ein Singlett bei 9 3,95, ein Dublett (J = 4,5) bei W 5,54 und Multipletts bei r 7,34 (4H) und W (4H). Das @@ F- -KMR-Spektrum zeigte Multipletts bei 73,9 (3F), 77,8 (3F), 126,2 (2F) und 131,6 ppm (2F).
Analyse für CroH"FloN4:
Berechnet: C 35,65 H 3,49 F 47,00 N 13,86
Gefunden: C 35,76 H 3,53 F 46,90 N 13,53
Beispiel 24 4-Acetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin R = H; X = -COCH3; sämtliche Reste Z = F
EMI15.2
Eine Lösung von 5,0 g (0,014 Mol) 4-Imino-2,2,5,5 -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 25 ml Acetylchlorid wurde 20 Stunden am Rückfluss erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde dann gekühlt und in 300 ml kaltes Wasser gegossen, um das überschüssige Acetylchlorid zu zersetzen. Der sich bildende Feststoff wurde abfiltriert und an der Luft getrocknet. Hierbei wurden 5,32 g (Ausbeute 95%) rohes 4-Acetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin als weisses Pulver erhalten.
Durch Umkristallisation aus einem Alkohol-Wasser Gemisch wurden farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 154 bis 1550C (geschlossene Kapillare) erhalten. Das Infrarotspektrum enthielt Banden bei 5,79, 6,00 und 6,61 u.
Das t9F-kernmagnetische Resonanzspektrum in Azeton zeigte zwei Septetts (J = 4,6 Hz) mit Schwerpunkten bei 71,7 und 76,5 ppm aus CClsF, das als innerer Standard verwendet wurde. Das Hl-Resonanzspektrum in (CD3)..- -CO zeigte ein scharfes Singlett bei 2,37 ppm (Fläche 3) und zwei breite Absorptionen bei 6,54 und 9,20 ppm (beide Fläche 1) aus (CH,),Si, das als innerer Standard verwendet wurde. Das Ultraviolettspektrum hat eine Bande bei Bs,tlOl 223 mit (± = 13500) mit einer Schulter bei etwa 265 mu, die die Anwesenheit einer tautomeren Form in äthanoiischer Lösung anzeigt.
Analyse für C9H@F12N3O:
Berechnet: C 27,08 H 1,26 F 57,12 N 10,53
Gefunden: C 27,52 H 1,41 F 58,14 N 11,30
Beispiel 25 Tetramethylammoniumsalz von 4-Acetylimino-2,2,5,5- -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin
EMI15.3
Eine 106Xcige wässrige Natriumhydroxydlösung wurde tropfenweise zu einer Suspension von 5,0 g 4-Acetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 25 ml
Wasser bis zur vollständigen Auflösung gegeben. Die Lö sung wurde filtriert und das Filtrat mit einer Lösung von
5,0 g Tetramethylammoniumchlorid in 10 ml Wasser ge mischt. Die Fällung, die sich bei Abkühlung auf 0 > C bildete, wurde abfiltriert und dann aus einem Gemisch von Alkohol und Äther umkristallisiert.
Hierbei wurden 4.1 g des Tetramethylammoniumsalzes als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 225-227GC erhalten. Das Infrarotspektrum zeigte eine starke Absorption bei 6,44 .
.Analyse für Cl H";FI2N.lO:
Berechnet: C 33,06 H 3,42 F 48,28 N 11,86
Gefunden: C 33,43 H 3,69 F 47,74 N 11,55
Beispiel 26 4-Chloracetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)irnid azolidin R = H: X = -COCH2CI; sämtliche Reste Z = F
EMI16.1
Eine 5,0 g-Probe von 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- methyl)imidazolidin und 25 ml (Überschuss) Chloracetylchlorid wurden drei Tage am Rückfluss erhitzt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde in Eiswasser gegossen (unter Verwendung von Pentan zur Erleichterung der Überführung), und ein Feststoff (4 g) wurde durch Abnutschen abgetrennt.
Der Feststoff wurde aus einem Äther-Pentan-Gemisch umkristallisiert, wobei 1,87 g 4 -Chloracetylimino -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazo- lidin vom Schmelzpunkt 143-1440C erhalten wurden.
Durch Eindampfen der Mutterlauge wurden weitere 1.98 g Produkt erhalten. Das Massenspektrum zeigte einen Peak der ursprünglichen Probe bei m/e 433 und die erwartete Fragmentierung. Das H -kernmagnetische Resonanzspektrum zeigte Banden bei 4,62 ppm (-CH5-), 6,6 ppm (-NH- im Ring) und 9,6 ppm (-NHCO) aus (CH)lSi, das als innerer Standard verwendet wurde. Das 'rjF-kernmagnetische Resonanzspektrum ergab ein charakteristisches Septettpaar (J = 5 Hz) bei +72,2 und 77,5 ppm aus FCCl3 als äusseren Standard bei 56,4 MHz.
Analyse für Ct,HsN30F1oCl (432,60):
Ber.: C 24,88 H 0,93 N 9,73 F 52,6 Cl 8,20
Gef.: C 25,03 H 1,07 N 9,48 F 53,04 Cl 8,75
Beispiel 27 4-Benzoylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imid- azolidin
0 | H = -C-CfiHs; R = H; sämtliche Reste Z = F
EMI16.2
Eine 1,00 g-Probe von 4-lmino-2,2,5,5-tetrakis(tri- fluormethyl)imidazolidin, 0,410 g Benzoylchlorid (1 Äquivalent) und 15 ml Diäthylenglycoldimethyläther (Digly insel wurden 3 Tage am Rückflus erhitzt (der grösste Teil des Chlorwasserstoffs wurde innerhalb weniger Minuten abgegeben). Das Reaktionsgemisch wurde auf Eis gegossen, mit Wasser verdünnt und mit Äther extrahiert.
Die vereinigten Ätherextrakte wurden mit Wasser gewaschen und iiber Magnesiumsulfat getrocknet. Durch Abdampfen des Äthers wurden (),85 g eines Feststoffs erhalten, der aus Äthanol-Wasser umkristallisiert wurde, wobei 0,60 g 4-Benzoylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)imidazolidin in Form von weissen Kristallen vom Schmelzpunkt 157,5 bis 159 C erhalten wurden. Das iN1assenspektrum zeigte einen Peak der ursprünglichen Probe bei m/e 461 und den Basis-Peak bei mle 105 für (COC3H5)+. Das H1-kernmagnetische Resonanzspektrum stimmte mit der angenommenen Struktur überein, und das '9F-Resonanzspektrum zeigte zwei Multipletts bei 72,5 und 77,6 ppm aus FCCl5, das als äusserer Standard diente, bei 56,4 MHz.
Das Ultraviolettspektrum zeigte Banden bei i*",ax245 (= 12.700), 263 (11,100) ml.
Analyse für C1EHTN3OF,2 (461,22):
Berechnet: C 36,45 H 1,53 N 9,12 F 49,50
Gefunden: C 36,67 H 1,59 N 9,49 F 49,85
Beispiel 28 4-Acetylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin R = -CH5; X = -COCH3; sämtliche Reste Z = F
EMI16.3
Ein Gemisch von 2,0 g (0,0054 Mol) 4-Imino-3-me thyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin und 5 ml Acetylchlorid wurde 30 Stunden am Rückfluss erhitzt und dann gekühlt und auf Eis gegossen. Der sich bildende Feststoff wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus Alkohol-Wasser umkristallisiert. Hierbei wurden 1,85 g (83%) 4-Acetylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis(tri- fluormethyl)imidazolidin als farblose Kristalle vom Smp.
137-1 390C erhalten. Das 19F-kernmagnetische Resonanzspektrum in CD3CN zeigte ein Septett (J = 4,2 Hz) bei 73,1 ppm und ein Multiplett bei 75,1 ppm aus CCI3F, das als innerer Standard verwendet wurde. Das H1-kernmagnetische Resonanzspektrum in CD3C > N zeigte ein Singlett (Fläche 3) bei 2,17 ppm, ein Singlett (Fläche 1, NH) bei 2,33 ppm und ein Septett (JHF = 1Hz) (Fläche 3) mit Schwerpunkt bei 3,02 ppm unteres Feld aus (CH3)4Si, das als innerer Standard verwendet wurde. Das Ultraviolettspektrum zeigte B;A,e;'x"an ' 217 u (z = 8300). Das Infrarotspektrum zeigte Banden bei 5,75 u und 6,00 u.
Analyse für C1oH7F12N3O
Berechnet: C 29,07 H 1,71 F 55,18 N 10,17
Gefunden: C 29,37 H 2,01 F 54,92 N 10,22
Beispiel 29 Herstellung von 4-(p-Chlorbenzoylimino)-2;.2,5,5-tetrakis- (trifluormethyl)imidazolidin R = H; X = -COC;H.s-CI-p; sämtliche Reste Z = F
EMI17.1
Eine Lösung, die 5,0 g (14,0 Millimol) 4-Imino-2,2,5,5 -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin u. 2,5 g (14,3 Millimol) p-Chlorbenzoylchlorid in 50 ml Diäthylenglykoldimethyläther enthielt, wurde unter Stickstoff am Rückfluss erhitzt, bis kein Chlorwasserstoff mehr nachgewiesen wurde, wenn der Kühleraustritt in Silbernitratlösung gehalten wurde. Hierzu waren 15 Stunden erforderlich.
Die gekühlte Reaktionslösung wurde in 150 ml Wasser gegossen und der erhaltene Feststoff abfiltriert, in Methanol gelöst und mit Wasser ausgefällt. Das filtrierte Produkt wurde in 75 ml Diäthyläther gelöst und mit 5 ml 5%igem Natriumbicarbonat extrahiert. Die Ätherschicht wurde mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und dann filtriert. Durch Umkristallisation aus einem Gemisch von Äther und Petrol äther (3:1), Filtration und Trocknen in einem Vakuum Wärmeschrank bei 600C für eine Dauer von 12 Stunden wurden 3,3 g 4-(p-Chlorbenzoylimino)-2,2,5,5-tetrakis(tri- fluormethyl)imidazolidin in Form von weissen Kristallen vom Schmelzpunkt 139-1400C erhalten.
Analyse für Cl4H6CIFl2N3O:
Ber.: C 33,93 H 1,22 Cl 7,15 F 46,06 N 8,48
Gef.: C 34,29 H 1,52 Cl 7,85 F 45,33 N 8,44
Molekulargewicht 495,57
Das Massenspektrum enthielt den Peak für die ursprüngliche Probe bei 495 m/e. Das 19F-kernmagnetische Resonanzspektrum in Deuteroaceton mit (CH),Si als inneren Standard und FCCl3als äusseren Standard enthielt vier breite Banden von gleicher Intensität mit Schwerpunkten bei 73,3, 74,5, 79,1 und 79,5 ppm. Das Protonen Resonanzspektrum enthielt eine breite Linie bei 6,8 ppm [H-N-(1)].
Das A2B2-Muster für Aromaten hatte einen Schwerpunkt bei 7,78 ppm und der A2-Teil bei 7,55 ppm (J = 8,5 Hz) (2H). Der B,-Teil hatte den Schwerpunkt bei 8,05 ppm (J = 8,5 Hz) und war durch (NH) verzerrt, wodurch eine breite Bande von 7,8 - 10,15 ppm (3H) erhalten wurde. Bei Zusatz von Trifluoressigsäure wurde das hohe Feld (NH) verschoben und erschien als scharfes Singlett bei 6,72 ppm. Das niedrige Feld (NH) wurde entfernt, und die Aromaten ergaben ein typisches A2B2- Muster mit Schwerpunkt bei 7,78 ppm (J = 8,5 Hz) (4H).
Das Ultraviolettspektrum in Acetonitril zeigte eine Bande bei À\aX = 250 my (E = 19330), und in Äthanol enthielt das Spektrum zwei Banden bei Xlxiax 253, 270 mu.
Beispiel 30 Herstellung von 4-(2,4-Dichlorbenzylimino)-2,2,5,5-tetra kis(trifluormethyl)imidazolidin R = H; X = -COC6H5Cl2-2,4; sämtliche Reste Z = F
EMI17.2
Der in Beispiel 29 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass 3,0 g (14,3 Millimol) 2.4-Dichlorbenzoylchlorid an Stelle von p-Chlorbenzoylchlorid verwendet wurden und das Reaktionsgemisch 40 Stunden an Rückfluss erhitzt wurde. Hierbei wurden 4.5 g 4-(2.4-Vichlorbenzoylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- niethyl)imidazolidin als weisse Nadeln vom Schmelzpunkt 153,4-153,80C erhalten.
Analyse für C1 4H5Cl2F12N3O:
Ber.: C 31,72 H 0,95 Cl 13,38 F 43,02 N 7,93
Gef.: C 32,40 H 1,16 Cl 14,00 F 42,23 N 7,79
Molekulargewicht 530,02.
Das Massenspektrum enthielt den Peak der ursprünglichen bei 529 m/e, bezogen auf das häufigste C1S-Ion.
Das l!'F-KMR-Spektrum in Deuteroaceton mit (CH.)lSi als innerer Standard und mit FCCI3 als äusserer Standard enthielt zwei breite Banden von gleicher Intensität mit Schwerpunkten bei 73,2 und 78,7 ppm. Das Protonen KMR-Spektrum enthielt ein Singlett bei 6,56 ppm [H-N -(1)], ein für ein ABC-Muster für Aromaten typisches Multiplett mit Schwerpunkt bei 7,5 ppm (3H) und eine breite Bande bei 10,1 ppm (NH), die mit Trifluoressigsäure austauschte. Das Ultraviolettspektrum in Aceto nitril zeigte eine Bande bei ) #max = 216 mln. (± = 23400).
Beispiel 31 Herstellung von 4-(p-Methoxybenzoylimino)-2,2,5,5-tetra kis(t trifluormethyl)imidazolidin R = H; X = -COC@H4OCH3-p; sämtliche Reste Z = F Schwerpunkt bei 6,7 ppm [H-N-(I)]. Das A2B-Muster für Aromaten wurde durch das niedrige Feld (nah) verzerrt, das bei 7,25 bis 9,3 ppm (= 11) verzerrt erschien und den B2-Teil enthielt, der als breite Bande mit Schwerpunkt bei 8,0 ppm erschien. Der A2-Teil hatte den Schwerpunkt bei 7,04 ppm (J = 9 Hz) (211). Bei Zusatz von Trifluoressigsäure wurde das hohe Feld (NH) verschoben und erschien als scharfes Inglett bei 5,65 ppm.
Das niedrige Feld (NH) wurde entfernt, und die Aromaten ergaben ein typisches A < B,-Muster mit Schwerpunkt bei 7,5 ppm (J = 9 Hz) (4H). Das Ultraviolettspektrum in Acetonitril zeigte Banden bei Amin = 220 mit (e = 16800); #nixa = 278 nt (e = 17100).
Beispiel 32 4-(Crotonylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imid- azolidin R = 11, X = -COCH=CHCH3; sämtliche Reste Z = F (mit Isomeren und Tautomeren)
Der in Beispiel 29 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass 7,0 g (19,6 Millimol) 4 -Iimino-2,2,5,5 - tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin verwendet wurden und das p-Chlorbenzoyl durch 2,0 g (20,0 Millimol) Crotonyjchlorid ersetzt wurde und das Reaktionsgemisch 63 Stunden am Rückflusskühler erhitzt wurde.
Durch fraktionierte Umkristallisation von 4,8 g des festen Produkts aus Chloroform wurden cis- und trans-Isomere und 0,7 g eines cis-trans-Gemisches von 4-(Crotonylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazo-
EMI18.1
Der in Beispiel 29 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass 2,5 g (14,3 Millimol) p -Methoxybenzoylchlorid an Stelle von p-Chlorbenzoylchlorid verwendet und das Reaktionsgemisch 24 Stunden am Rückfluss erhitzt wurde. Als Produkt wurden 2.5 g 4-(p -Methoxybenzoylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- methyl)imidazolidin als weisse Kristalle vom Schmelzpunkt 122,8 - l24,20C erhalten.
Analyse für C13H@F12N3O2 (Molgew. 491.16):
Berechnet: C 36,76 H 1,85 F 46,54 N 8,56
Gefunden: C 37,05 H 1,89 F 45,20 N 8,80
Das Massenspektrum enthielt den Peak der ursprünglichen Probe bei 491 m/e. Das 19F-KMR-Spektrum. das auf die in Beispiel 30 beschriebene Weise aufgenommen wurde, enthielt vier breite Linien: zwei Linien von glei- cher Intensität mit Schwerpunkt bei 72,1 und 77,3 ppm und zwei Linien von gleicher Intensität mit Schwerpunkten bei 73,8 und 78,4 ppm. Das Verhältnis der low field setoy zur high field set betrug etwa 5 : 4.
Das Protonen-KMR-Spektrum enthielt ein scharfes Singlett bei 3,9 ppm (CH,O) und eine breite Linie mit lidin als weisse Kristalle vom Schmelzpunkt 208,8 213,80C erhalten.
Analyse für C11H@F12N3O:
Berechnet: C 31,08 H 1,66 F 53,64 N 9,89
Gefunden: C 30,86 H 1,73 F 53,13 N 9,68* * für cis/trans-Gemisch
Die Infrarot-, Protonen- und Fluor-KMR-Spektren brachten übereinstimmende Ergebnisse.
Beispiel 33 4-(Heptanoylimino)-2,2,55-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin (und Tautomere) R = H; X == -CO(CH )sCHg sämtliche Reste Z = F
Der in Beispiel 32 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass 3 g (20 Millimol) n -Heptanoylchlorid an Stelle des Crotonylchlorids verwendet wurden. Durch Umkristallisation von 5.5 g des festen Produkts aus Chloroform wurden 1,6 ra 4-(Heptanoylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin als weisse Nadeln vom Schmelzpunkt 87,5-88.00C erhalten.
Analyse für C14Hl5Fl2N3O:
Berechnet: C 35,85 H 3,22 F 48,82 N 8,96
Gefunden: C 35,49 H 3,13 F 48,06 N 8,69
Die Ergebnisse der Infrarot-, Protonen- und Fluor -NMR-Spektren waren übereinstimmend.
Beispiel 34 4-(Dichloracetylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin (und Tautomere) R = 11; X = COCHCl2; sämtliche Reste Z = F
Der in Beispiel 32 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass 25 ml Dichloracetylchlorid an Stelle des Crotonylchlorids verwendet wurden.
Durch Umkristallisation von 6 g des festen Produkts aus Äther-Pentan wurde 1 g 4-(Dichloracetylimino)-2,2,5,5- -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin als weisse Kristalle.
vom Schmelzpunkt 100,2 bis 101,20C (geschlossene Kapillare) erhalten.
Analyse für CoH3Fj2CI2NsO
Ber.: C 23,10 H 0,64 Cl 15,15 F 48,72 N 8,98
Gef.: C 22,95 H 0,63 Cl 14,91 F 47,71 N 8,95
Molekulargewicht 468,06.
Das Massenspektrum enthielt den Peak der ursprüng lichen Probe bei 467 m/e, bezogen auf das häufigste C135-Ion.
Die Infrarot-, Ultraviolett- und KMR-Spektren stimm ten überein und zeigten Tautomere an.
Beispiel 35 4-(2,4-Dichlorphenoxyacetylimino)-2,2,5,5-tetrakis(tri- fluormethyl)imidazolidin (und Tautomere)
R = H; X = COCH2OC6H3Cl-2,4; sämtliche Reste
Z=F
Der in Beispiel 29 beschriebene Versuch wurde wie derholt mit der Ausnahme, dass 3,5 g (14,6 Millimol)
2,4-Dichlor-phenoxyacetylchlorid an Stelle des p-Chlor benzoylchlorids verwendet und das Reaktionsgemisch 24
Stunden am Rückflusskühler erhitzt wurde. Hierbei wurden 2,0 g 4-(2,4-Dichlorphenoxyacetyl)-2,2,5,5-etrakis(tri- fluormethyl)imidazolidin in Form von weissen Kristallen vom Schmelzpunkt 197-197,90C erhalten.
Analyse für C16H,Cl2Fl2N302 (Molgew. 560,051):
Berechnet: C 32,17 H 1,26 F 40,72 N 7,50
Gefunden: C 32,36 H 1,32 F 39,69 N 7,02
Das Massenspektrum enthielt den Peak der ursprünglichen Probe bei 559 m/e, bezogen auf das häufigste Cl35-Ion. Die Infrarot- und NMR-Spektren stimmten ümerein. Das Ultraviollettspektrum zeigte Tautomerisierung an.
Auf die in den Beispielen 24 und 26 bis 35 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung entsprechender Säurechloride an Stelle der dort verwendeten speziellen Säurechloride können die folgenden Acylderivate von 4 - Imino -2,2,5,5 - tetrakis(polyfluormethyl)imidazolidinen hergestellt werden: 4-Propionylimino-2,2,5,5-tetrakis(difluormethyl)-imid azolidin 4-Octanoylimino-3 methyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-imidazolidin 4-Undecanoylimino -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imid - azolidin 4-Trifluoracetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) imidazolidin 4-(3-Chlorbutyryl)imino-2,2,5,5-tetrakis(difluormethyl)- imidazolodin 4-(2-Brompropionyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)imidazolidin <RTI
ID=19.16> 4-Methoxyacetylimino-2,5-bis(difluormethyl) -2,5-bis(tri- fluormethyl)imidazolidin 4-Butoxyacetylimino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(tri- fluormethyl)imidazolidin 4(p-Äthoxypropionyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme thyl)imidazolidin 4-Naphthoylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl).imid- azolidin 4-(p-Fluorbenzoyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin 4-(2,4,6-Trichlorbenzoyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- methyl)imidazolidin 4-(p-Brombenzoyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) imidazolidin 4-(2,4Diäthylbenzoyl)imino-2,2,5,5.tetrakis(trifluorme- thyl)imidazolidin 4-Cumoylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazo- lidin <RTI
ID=19.25> 4-(p-Methoxybenzoyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme.
thyl)imidazolidin 4-(p-Butoxybenzoyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) - imidazolidin.
Wenn amino- oder alkylsubstituierte Aminoacylderivate gewünscht werden, können sie wie folgt hergestellt werden: Zuerst wird das 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(polyfluormethyl)imidazolidin mit einem Nitroacylchlorid zum entsprechenden 4 - Nitroacylimino - 2,2,5,5-tetrakis(polyfluormethyl)imidazolidin umgesetzt. Dieses Nitroacylderivat kann dann durch Behandlung mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierkatalysators, wie Platin, zum Aminoacylimino - 2,2,5,5 - tetrakis(polyfluormethyl)imidazolidin reduziert werden. Das Alkyl- und Dialkylaminoacylimidazolidin kann hergestellt werden durch Alkylierung von 4-Aminoacylimino-2,2,5,5-tetrakis(polyfluorme- thyl)imidazolidin mit Alkylierungsmitteln, die Alkylkomponenten mit 1-4 C-Atomen enthalten, z.B. Dimethylsulfat.
Die folgenden Aminoacylderivate von 4-Imino -2,2,5,5-tetrakis(polyfluormethyl)imidazolidin können in dieser Weise hergestellt werden: 4-(Aminoacetylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin 4-(a-Aminopropionyl)imino -2.2.5,5-tetrakis(d ifluorme- thyl)imidazolidin 4-Butylaminoacetylimino -2,2,5,5-tetrakjs (difluormethyl)- imidazolidin 4-[,oc-(Dipropylamino)propionyl]imino-2,2,5,5-tetrakis- (trifluormethyl)imidazolidin 4-(p-Aminobenzoyl)imino-2,5-bis(difluormethyl) -2,5-tri fluormethyl)imidazolidin 4-(p-Butylaminobenzoyl)imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- methyl)imidazolidin 4-(p-Diäthylaminobenzoyl)imino-2,5-bis(difluormethyl)- -2,5-bis(trifluormethyl)imidazolidin.
Beispiel 36 4-(Carbäthoxyimino) -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin R = H; X = COO-CH3CH3, sämtliche Reste Z = F
EMI20.1
EMI20.2
Eine Lösung von 5,0 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin in 20 ml Äthylenglykoldimethyl äther wurde innerhalb von 30 Minuten zu 4,0 ml Oxolylchlorid (Überschuss) in 20 ml Äthylenglykoldimethyl- äther gegeben (gelbe Farbe). Nach erfolgtem Zusatz zeigte das Infrarotspektrum des Reaktionsgemisches keine Banden im Isocyanatbereich.
Nachdem 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt worden war, erschien eine schwache Bande bei 4,41 it im Infrarotspektrum, ein Zeichen für die Bildung von 4-Isocyanat-2,2,5,5-tetra kis(trifluormethyl)-3-imidazolin. Nach halbstündigem Erhitzen am Rückfluss war die gelbe Farbe vollständig verschwunden, und das Infrarotspektrum zeigte nun eine starke Isocyanatbande bei 4,41 . Nach weiterem Erhitzen für 15 Minuten am Rückflusskühler wurden 10 ml absolutes Äthanol zugesetzt (die Infrarotanalyse zeigte keine Isocyanatbande, ein Zeichen, dass das Isocyanat mit Äthanol reagiert hatte).
Durch Eindampfen des Äthylenglykold imethyläthers und des überschüssigen Äthanols unter vermindertem Druck wurde ein weisser Halbfeststoff erhalten, aus dem durch Waschen mit Pentan 4,82 g eines weissen Feststoffs vom Schmelzpunkt 70-l200C erhalten wurden.
Der mit Pentan gewaschene Feststoff, würde aus Äther-Pentan umkristallisiert, wobei 0,86 g Carbäthoxyimin als weisser Feststoff vom Schmelzpunkt 122-1240C erhalten wurden. Das H1-KMR-Spektrum zeigte ein CH3-Triplett (J = 7,0) bei 1,27 ppm und ein CH2-Quartett (J = 7,0) bei 4,23 ppm und NH-Banden bei 6,48 ppm u. 9,22 ppm unteres Feld aus (CH3)4Si als inneren Standard.
Analyse für C1oHTNsO2Fl2
Berechnet: C 27,99 H 1,64 N 9,80 F 53,1
Gefunden: C 28,25 H 1,95 N 9,87 F 53,24
Molekulargewicht 429,18.
Das 4- Isocyanat 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl) -3 -imidazolin, das bei dem in Beispiel 36 beschriebenen Versuch als Zwischenverbindung gebildet wird, kann gegebenenfalls isoliert werden, indem die erste Stufe des Verfahrens dieses Beispiels wie folgt durchgeführt wird:
EMI20.3
Im wesentlichen wasserfreie Bedingungen wurden aufrecht erhalten. Ein Dreihalskolben, der am Fuss einer zur Fraktionierung verwendeten Drehbandkolonne befestigt wurde, war mit einem Magnetrührer, Stickstoffeintritt u.
Tropftrichter versehen. Die Apparatur wurde mit der Flamme getrocknet und gekühlt. In den Kolben wurden unter Stickstoffüberdruck 15 ml Oxalylchlorid und 75 ml wasserfreier Diäthyläther eingeführt. Dann wurde eine Lösung von 30 g 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin in 100 ml Äther innerhalb von 30 Minuten unter kräftigem Rühren zugesetzt. Nachdem weitere 20 Minuten gerührt worden war, wurde der Äther mit mässiger Geschwindigkeit abdestilliert und der Rückstand bei 75 mm Hg destilliert. Das Produkt, 25,7 g 4-Isocya nat-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin vom Siedepunkt 780C (75 mm Hg) wurde in ofengetrockneten Phiolen aufgefanden (da es mit feuchter Luft reagiert).
Das H1-KMR-Spektrum zeigt ein Singlett (breit) bei 3,6 ppm. Das 19F-NMR-Spektrum zeigte zwei Septetts (J = 5) bei +73,2 und +78,0 ppm aus FCCI3, das als äusserer Standard verwendet wurde, bei 56,7 M.
Analyse für C8HN3OF14 (383,12):
Berechnet: C 25,08 H 0,26 N 10,96
Gefunden: C 25,58 H 0,77 N 11,51
Wenn andere Alkohole an Stelle von Äthanol zur Umsetzung mit dem als Zwischenverbindung gebildeten Isocyanat bei dem in Beispiel 36 beschriebenen Versuch verwendet werden, können die folgenden Carbalkoxyiminoimidazolidine hergestellt werden: 4-Carbocyclohexoxyimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)imidazolidin 4-Carbobutoxyimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormetnyl)-imid- azolidin.
Beispiel 37 4-(Carbomethoxyimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- imidazolidin R = H; X = -COOCH2; sämtliche Reste Z = F
EMI21.1
25 ml (Überschuss) Methanol wurden bei Raumtemperatur mit einer Lösung yon 6,2 g 4-Isocyanat-2,2,5,5 -tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin in 100 ml Äther gemischt. Durch Eindampfen; des Reaktionsgemisches zur Trockene wurden 6,98 g eines weissen Feststoffs vom Schmelzpunkt 1 16-1200C erhalten. Durch Umkristallisation einer Hälfte dieses Materials aus Methanol-Wasser wurden 2,56 g (76%) des Urethanprodukts vom Schmelzpunkt 125-1290C erhalten. Dieses Material zeigte im Ultraviolettspektrum oberhalb von 210 mj keine Absorption.
Das H1-KMR-Spektrum zeigte -OCH2-Absorp- tion bei T 6,20 und NH-Banden bei X 3,5 und C 0,2. Das 19F-KMR-Spektrum zeigte zwei Septetts (J = 5) bei 72,1 und 75,6 ppm aus FCCI3, das als äusserer Standard diente.
Analyse für CsH2N2O2F1 (415,15):
Berechnet: C 26,04 11 1,21 N 10,13 F 54,92
Gefunden: C 26,30 H 1,39 N 10,44 F 53,65
Beispiel 38 4-(2-Dimethylaminoäthoxycarbonylimina) -2,2,5,5-tetra- kis(trifluormethyl)imidazolidin R = H; X = COOCH2CH2N(CH3)2; sämtliche Reste Z=F
EMI21.2
und/oder Tautomeres
Bei Raumtemperatur wurden 6,2 g 4-Isocyanat-2,2,5,5 -tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazolin zu einer Lösung von 1,44 g (1 Äquivalent) Dimethylaminoäthanol in 100 ml Äther gegeben. Eine exotherme Reaktion fand statt, und in wenigen Minuten bildete sich ein weisser Niederschlag.
Der Feststoff wurde abgetrennt und mit Äther gewaschen. Das Produkt wog 4,74 g (62 ,go) und hatte einen Schmelzpunkt von 136-1410C. Das H-KMR-Spektrum zeigte NH-Banden bei C 1,0 und 4,48, -OCH,- bei . 5,6 und -CH2N bei X 6,6, die ein A2B2-Muster (J = 6) bildeten, und -N(CH3)2 bei C 7,1. Das 10F-KMR-Spektrum zeigte zwei Septetts (J = 5) bei 71,7 und 76,9 ppm für FCCl3 als inneren Standard. Das Ultraviollettspektrum zeigte ) ax 252 ml (k = 27,2 in CH3CN und 11,7 in Äthanol), ein Zeichen für ein tautomeres Gemisch. Das Hydrochlorid wurde hergestellt und erwies sich als wasserlöslich.
Analyse für C12Hl2N402Fl2:
Berechnet: C 30,52 H 2,56 N 11,87 F 48,4
Gefunden: C 30,92 H 2,82 N 12,14 F 48,91
Beispiel 39 4-Isocyanato-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3-imidazo- lin, Cholesterin-Addukt R = H; X = COCC2TH4s; sämtliche Reste Z = F
EMI22.1
EMI22.2
In eine Lösung von 7,7 g trockenem Cholesterin in 70 ml Äthylenglykoldimethyläther wurden 7 g frisch hergestelltes 4- Isocyanat 2,2,5,5- tetrakis(trifluormethyl)-3 -imidazolidin destilliert. Der Rückstand wurde unter vermindertem Druck abgedampft. Sublimation des Rückstandes ergab 11,3 g (77%) des Addukts vom Schmelzpunkt 169-1720C. Das 1" > F-KMR-Spektrum zeigte zwei Multipletts bei 71,8 und 77,1 ppm aus FCCI3 als äusseren Standard.
Analyse für C:-,H47NF1.O (769,76):
Berechnet: C 54,61 H 6,14 N 6,26 F 29,6
Gefunden: C 55,58 H 6,25 N 5,54 F 28,13
Viele gemäss der Erfindung hergestellte Imidazolidine und 3-Imidazoline sind stabil, wenn sie Metallflächen, wie Eisen, Stahl, nichtrostenden Stahl. Nickel und Kupfer selbst bei erhöhten Temperaturen berühren und können daher für Zwecke verwendet werden, bei denen längerer Kontakt mit diesen Metallen in Frage kommt. Beispiele hierfür ist die Anwendung als Wärmeaustauschmedien und hydraulische Flüssigkeiten. die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.
Die Stabilität dieser Tmidazolidine wird durch die folgenden Versuche ver inschaulicht:
Beispiel A
Eine 0,5 g-Probe 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- thyl)-imidazolidin wurde mit einem Eisendraht und einem Kupferdraht in einem Glasrohr eingeschlossen und 44 Stunden bei 2250C gehalten. Weder in der Flüssigkeit noch an den Metalldrähten wurde während dieser Zeit eine Veränderung festgestellt.
Beispiel B
Eine 0,5 g-Probe von 3-Methyl-4-methylimino-2,2,5,5 -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin wurde mit einem Eisendraht und einem Kupferdraht in einem Glasrohr verschlossen und 20 Stunden bei 2250C gehalten. Weder in der Flüssigkeit noch an den Metalldrähten wurde während dieser Zeit eine Veränderung festgestellt.
Beispiel C
In einem Glasrohr wurden 0,5 g 4-Acetylimino-2,2, 5,5-tetrakis(trifluormethyl)-imidazolidin mit einem Kupferdraht verschlossen und 20 Stunden bei 2250C gehalten. Während dieser Zeit wurde weder in der Flüssigkeit noch am Kupferdraht eine Veränderung festgestellt.
Alle gemäss der Erfindung hergestellten Verbindungen sind wertvolle modifizierende Mittel für Polymere.
Zu den Modifikationen gehören die Senkung der Verformungstemperaturen oder -drucke oder die Plastifizierung der Polymeren. Die Modifikation von Polymethylmethacrylat wird durch den folgenden Versuch veranschaulicht:
Beispiel D
Die folgenden Produkte wurden hergestellt: a) Ein Gemisch von 0,5 g Polymethylmethacrylat und
0,1 g 4-Imino-2,2.5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazo- lidin.
b) Ein Gemisch von 0,5 g Polymethylmethacrylat und
0,1 g 4-Acetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl) imidazolidin.
c) Ein Gemisch von 0,5 g Polymethylmethacrylat und
0,1 g 3-Methyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- methyl)imidazolidin.
d) Ein Gemisch von 0,5 g Polymethylmethacrylat und
0,1 g 4-Benzylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3- -imidazolin.
e) 0,5 g Polymethylmethacrylat ohne Zusatzstoffe.
Runde Folien wurden aus einer kompakten Anhäufung jedes Gemisches bei 1500C, einem Stempeldruck von 2270 kg und einer Pressdauer von 10 Sekunden gepresst. Die einzelnen Folien hatten folgende Abmessungen: Ausgangsgemische Dicke, mm Durchmesser, cm
Gemisch a) 2,23 12,7
Gemisch b) 0,28 4,76
Gemisch c) 0,29 4,45
Gemisch d) 0,22 5,4
Die aus dem Produkt e) gepresste Folie hatte eine Dicke von 0,47 mm und einen Durchmesser von nur 3,5 cm und war an den Kanten nur unvollständig zusammenschmolzen.
Diese Versuche zeigen, dass die Verformungstemperaturen oder -drucke für Polymethylmethacrylat durch Zusatz der gemäss der Erfindung hergestellten Imidazoli- dine gesenkt werden.
Eine ausgezeichnete Methode zum Nachweis der Wirksamkeit von Verbinilungen als Muskelrelaxans ist der 300 Inclined Screen Test (Siebtest) von L.O. Randall und Mitarbeitern [J. Pharm. Exp. Therap., 129, 163 (1960)]. Bei diesem Test wird die orale Dosis bestimmt, bei der 50 /c der Versuchstiere (Mäuse) auf einem Drahtsieb, das im Winkel von 300 zur Horizontalen geneigt ist, von den Füssen fallen. Diese Dosis wird als paraly- sierende Dosis " oder PD5"-Wert bezeichnet. Bei diesem Test zeigen niedrige PD "-Werte hohe Wirksamkeit an.
Eine weitere ausgezeichnete Methode zum Nachweis der Wirksamkeit als Muskelrelaxans ist der Wire Lift Test (Drahttest). Die Vorderfüsse von weissen Mäusen werden auf einen schlaffen Draht gelegt, der in einer Höhe von etwa 30 cm über einer flachen Oberfläche gespannt ist. Normale Tiere ergreifen den Draht und heben ihre Hinterfüsse auf den Draht. wo sie ihr Gleichgewicht halten. Die Unfähigkeit, die Hinterbeine auf den Draht zu heben, gilt als positives Ansprechen und wird als Mass für die Muskelerschlaffung angesehen. Bei diesem Test wird die orale Dosis bestimmt, bei der 50ChC der Versuchstiere (Mäuse) unfähig werden, ihre Hinterbeine auf den Draht zu heben. Dies wird als die effektive Dosis" > ) oder ED."-Wert bezeichnet.
Die < (Dosis-Respon- se--Beziehungen werden nach der Methode von L.C.
Miller und M.L.Tainter, Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 57, 261-264 (1944), bestimmt.
Die ED.,"- und EDt,"-Werte fiir repräsentative erfindungsgemässe Verbindungen sind in der folgenden Tabelle genannt.
Ergebnisse von Versucnen zur Ermittlung der Wirksamkeit als Muskelrelaxans Produkt von Verbindung Siebtest PDso Drahttest ED5o Beispiel Nr. (mg/kg) (mg/kg)
1-B, 2 4-Imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imid- 10,6 + 0,9 7,0 + 0,51 azolidin
3 4-Imino-2,5-bis(difluormethyl)-2,5-bis(trifluor- 17,3 + 1,3 10,0 # 0,83 methyl)imidazolidin
4 4-Imino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- 20,5 + 1.7 13,0 i 1,3 imidazolidin
4 3-Methyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- 30,0 + 3,3 19,5 + 2,3 methyl)imidazolidin
5 3-Äthyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- 17,0 + 1,4 12,3 # 1,0 imidazolidin
7 <RTI
ID=23.29> 3-Äthyl-4-äthylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- 57,0 + 14,0 30,0 + 3,9 methyl)imidazolidin
7 4-Äthylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3- 17,5 t 2,4 8,3 + 0,75 -imidazolin
8 3 -Äthyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- 30,0 + 3,3 methyl)imidazolidin
9 4-Äthylimino-3--methyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- 22,0 + 1,6 methyl)imidazolidin Produkt von Verbindung Siebtest PD5o Drahttest ED5o Beispiel Nr.
(mg/kg) (mg/kg) 10 4-Benzylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3- 45,0 + 7,6 30,0 i 5,4 -imidazolin 11 4-Allylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)-3- 41,0 i 4,8 28,0 + 3,0 -imidazolin 12 4-Methylamino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- 18,8 + 1,3 10,8 + 0,86 -3-imidazolin 14 4-Hydroxymethylamino-2,2.5,5-tetrakis(trifluor- 13,2 + 1,6 5,6 + 0,85 methyl)-3 -imidazolin 15 4-(Hydroxymethoxymethylamino)-2,2,5,5-tetrakis- 16,0 + 1,3 7,6 + 1,0 (trifluormethyl)-3-imidazolin 17 4-(N-Pyrrolidylmethylamino)-2,2,5,5-tetrakis(tri 18,8 + 1,7 10,5 + 0,7 fluormethyl)-3.imidazolinhydrochlorid 20 <RTI
ID=24.13> 4-Dimethylaminomethylamino-2,2,5,5-tetrakis- 22,0 + 1,8 10,0 + 1,1 (trifluormethyl)-3-imidazolin 21 4-Dimethylaminomethylamino-2,2,5,5-tetrakis- 19,2 + 1,2 7,5 + 1,2 (trifluormethyl)-3-imidazolinhydrochlorid 24 4-Acetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)- 24,0 + 1,9 13,4 + 1,1 imidazolidin 25 Tetramethylammoniumsalz von 4-Acetylimino- 16,0 + 1,6 8,8 i 1,03 -2,2,5,5-tetrakis(trifluormethyl)imidazolidin 26 4-Chloracetylimino-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- 16,5 + 1,4 9,8 t 0,77 thyl)imidazolidin 27 4-Acetylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- 24,0 + 2,5 15,0 + 0,85 methyl)imidazolidin 33 4-(
Heptanoylimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- 28,5 + 2,9 10,0 + 0,6 thyl)-imidazolidin 36 4-Carbäthoxyimino).2,2,5,5-tetrakis(trifluorme- 14,5 + 1,4 10,2 + 0,87 thyl)imidazolidin 37 4-Carbomethoxyimino)-2,2,5,5-tetrakis(trifluor- 17,0 + 1,0 11,5 + 1,1 methyl)imidazolidin 38 4-(2-Dimethylaminoäthoxycarbonylimino)-2,2,5,5- 33,5 + 3,2 19,2 + 1,9 -tetrakis(trifluormethyl)imidazolidinhydrochlorid
Für die pharmazeutische Anwendung können die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen und ihre Salze, oral, parenteral oder in anderer Weise verabfolgt werden. Man kann sie mit nicht-toxischen Täger- und Hilfsstoffen in verschiedene Zubereitungsformen einarbeiten.
Process for the preparation of new heterocyclic nitrogen compounds
The invention relates to a process for the preparation of N-acyl derivatives of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (polyhalomethyl) imidazolines or their tautomers. The method of the invention is characterized in that one compounds of the formula
EMI1.1
in which Z, Zt, Z2 and ZS are hydrogen or fluorine atoms, the alkali metal salts of such compounds are acylated.
The compounds of the formulas (Ia) and (Ib) have extremely acidic properties. For example, the hydrogen atoms in the N position quickly exchange with deuterium when D2O is added to an acetone solution of the compound, as evidenced by the disappearance of the NH absorption band in the nuclear magnetic resonance spectrum. The exchange of the N hydrogen atoms against each other takes place so quickly that only a single absorption band at 250C from these protons is detected in the nuclear magnetic resonance spectrum.
Since the compounds of the formulas (Ia) and (Ib) have acidic properties, they can form salts with bases. The salts of the two tautomers are identical.
For example, 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine is a weak acid. The compound can be treated with a strong base, e.g. Tetramethylammonium hydroxide, can be titrated in a non-aqueous solvent such as pyridine to give a sharp end point. The salt formed during this titration can be represented by the following resonance structures:
EMI1.2
4 -acetylimino 2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine (R = H, X = CHsCO- and all Z radicals are F) is a stronger acid.
The compound can be titrated in water with sodium hydroxide to form a salt that can be represented by the following resonance structures:
EMI2.1
EMI2.2
The compounds of the formulas (Ia) and (Ib) used as starting materials can be prepared by means of the process described in the British patent.
The compounds obtainable by the process according to the invention have surprising pharmacological effects which are therapeutically valuable in the treatment of neurotic and psychological disorders. They are central depressants that decrease skeletal muscle tone. This is a desirable property for the treatment of hypertension and hyperkinesis. This property is also valuable as it induces relaxation in general anesthesia.
Preferred compounds of the formulas (Ia) and (Ib) correspond to the formulas:
EMI2.3
The above-mentioned compounds are as such preferred pharmacological agents and additionally serve as precursors for other compounds which are prepared by conventionally known chemical processes.
The preparation of the compounds of the formulas (Ia) and (Ib) can be represented by the following scheme
EMI3.1
The polyfluoromethylethylamino-substituted intermediate can be isolated.
If more than two Z radicals are to be different in the reaction zone, more than one imine must of course be used in the reaction mixture, with more than one product being obtained. Furthermore, of course, the stoichiometry of the intermediate compound requires that 3 moles of the imine react with 1 mole of the inorganic cyanide, but the proportions of the reactants in the reaction mixture are relatively unimportant except for saving or preserving material.
The order in which the reactants are mixed is not essential.
The process for the preparation of compounds (Ia) and (Ib) is preferably carried out in an inert reaction medium, e.g. in dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, liquid nitriles, e.g. Acetonitrile and benzonitrile, glycol ethers, e.g. B. Dimethyl ethers of ethylene and in diethylene glycols.
The reaction is exothermic and the addition of the imine to the alkali metal cyanide or of the cyanide to the imine is regulated in such a way that the reaction temperature remains in the range from about -400C to about 1000C. The temperature is preferably kept in the lower part of this possible range in order to largely eliminate the formation of by-products. After the reactants have been added, the reaction mixture is treated with a dilute aqueous solution of a mineral acid, e.g.
10% of hydrochloric acid, acidified. If hexafluoroisopropylidenimine is used as the imine reaction component, 4- [l -amino-2,2,2-trifluoro- - I - (trifluoromethyl) ethylaminol -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline is obtained . This intermediate is dissolved in concentrated sulfuric acid and left for a few minutes, e.g. 10 minutes, held at a temperature of about 100-1500C. After cooling to 200 ° C., the solution is poured onto crushed ice, whereupon solid 4-imino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine is precipitated. This product is isolated and purified in the usual way.
The imines of the formula
EMI3.2
used as starting materials in the above-described process can be prepared in various ways. Halofluoroisopropylidenimine can be prepared by the methods described in US Pat. No. 3,226,439 by the applicant and in J. Org. Chem. 30, 1938 (1965). The imines in which Z or Z1 or both are hydrogen can be prepared by a modification of the method of Zeifman et al., Akad. Nauk S.S.S.R. Doklady, 153, 1334 (1963) for the preparation of hexafluoroisopropylidenimine.
In the process for the preparation of pentafluoroisopropylidenimine, pentafluoroacetone is first reacted with phenyl isocyanate at about 2000C in the presence of a catalytic amount of a triarylphosphine oxide to form - N-phenylpentafluoroisopropylidenimine, which is then treated with ammonia to form N-phenyl-2,2-diamino-pentafluoropropane becomes. This product, which does not have to be isolated or purified before the next and last stage, is then reacted with phosphorus pentoxide, whereby it splits off aniline with the formation of pentafluoroisopropylidenimine.
Suitable acylating agents are acyl halides and anhydrides or substituted acyl halides and anhydrides and ketenes. In the special case in which oxalyl chloride is used as the acylating agent, 4-isocyanate-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) 3-imidazolines are formed, and these isocyanates can be further reacted with alcohols to form carbamates.
Example I A. Preparation of 4- [1-amino-2,2,2-trifluoro-1 - (trifluoromethyl) ethylamino] -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3 imidazoline
R = H; X = -C (CF3) 2NH2; all remainders Z = F)
EMI4.1
At −100 ° C., 20 ml of hexafluoroisopropylidenimine (about 30.8 g, 0.187 mol) were slowly distilled into a stirred suspension of 3.06 g (0.0625 mol) of powdered sodium cyanide in 50 ml of dimethyl sulfoxide. An exothermic reaction began. The addition of the imine was regulated so that the temperature of the reaction mixture did not rise above 650.degree. After the addition, which took about 20 minutes, the reaction mixture became homogeneous. The mixture was cooled to 200 ° C. and then poured into 500 ml of water containing 100 ml of 10% hydrochloric acid.
The oil which formed was separated off by decanting the aqueous phase. After adding 500 ml of fresh water, the oil and the water were shaken vigorously. The oil froze. The solid was separated on a filter and pressed dry and then dried over phosphorus pentoxide in a vacuum desiccator. Here, 24.1 g (74% of theory) 4- [1-amino-2,2,2-trifluoro- 1 - (trifluoromethyl) - ethylamino] 2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - 3 - -imidazoline as a hydrophobic white solid of melting point.
45-460C were obtained. A sample was recrystallized from pentane for analysis. The FI9-NMR spectrum in CDC13 showed two septets (J = 5.0 Hz) centered at 72.8 and 77.9 ppm from trichlorofluoromethane, which served as an internal standard, and one singlet at 79.8 ppm, all of the same Surface. The proton spectrum in CDC13 showed two very broad singlets at 5.55 and 3.57 ppm (each area 1) and one broad singlet at 3.08 ppm (area 2) from tetramethylsilane, which served as the internal standard. The infrared spectrum showed a band at 5.97 u.
Analysis for C1oH4Fl8N4:
Calculated: C 23.00 H 0.77 F 65.49
Found: C 23.21 H 0.91 F 65.23 B. Preparation of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine
R = X = H: all Z = F radicals
EMI4.2
4- [1-amino-2,2,2-trifluoro- - 1 - (trifluoromethyl) - ethylaminoj 2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline prepared according to Part A in an amount of 47.1 g was dissolved in 100 ml of concentrated sulfuric acid. The solution was slowly heated to 1500 ° C. while stirring and held at this temperature for 10 minutes. The solution foamed during the heating. The solution was then cooled to 200 ° C. and poured onto 1 liter of crushed ice.
The white solid that formed was separated on a filter after the ice had melted and washed with water. Recrystallization from an alcohol-water mixture (1: 2) gave 31.5 g (98% yield) of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoro methy]) imidazoline in the form of long, colorless Needles with a melting point of 158-1,590C were obtained.
Example 2 Preparation of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - -imidazoline R = X = H; all residues Z = F
The removal of the polyfluoromethylethylamino substituent from the intermediate is described
The effectiveness of this compound, 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine, as a muscle relaxant can be seen from the fact that it stimulates the righting reflex in mice (Domino et al., J. Pharmacol, Exptl.
Therap., 105, 486-497 (1952)] and the elimination of rigorous decerebration in cats [Goodman, L., Bull. New.
England Med. Center 5, 97-100 (1943)]. The compound has 10 to 60 times the activity of chlordiazepoxide, an agent widely used in the treatment of musculoskeletal disorders. It also has a therapeutic quotient of 12 in the mouse relaxation test compared to 6.5 for chlordiazepoxide.
Example 3 4-Imino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) imidazolidine R = X = H; Z = Z2 = F; Z1 = Z3 = H
EMI5.1
manure, i.e. Step 2 of the process by heating the reaction mixture of the first step while removing the solvent by distillation at normal pressure.
Hexafluoroisopropylidenimine (25 g, 0.15 mol) was slowly distilled into a stirred suspension of 10 g (0.2 mol) of sodium cyanide in 50 ml of acetonitrile. An exothermic reaction began. The temperature of the mixture was kept below 350C by cooling. After the addition, the reaction mixture was stirred for 30 minutes at room temperature, after which 50 ml of water were added. The pH of the solution was adjusted to 7 by adding a small amount of hydrochloric acid.
The organic layer was separated, washed twice with water and dried with anhydrous magnesium sulfate. The liquid was distilled off at normal pressure and the solid residue was recrystallized twice from benzene using decolorizing charcoal. 4.1 g (15% of theory) of 4-imino -2,2,5,5-tetrakis- (trifluoromethyl) -imidazoline were obtained as colorless needles with a melting point of 159-1600 ° C. The proton NMR spectrum in dimethyl sulfoxide contained a broad singlet at + 7.2 ppm (area 2) and a sharp singlet at + 6.06 ppm (area 1). The 15F resonance spectrum in acetone contained a pair of septets (J = 4.7 Hz) at 71.5 and 76.5 ppm from trichlorofluoromethane, which was used as an internal standard.
The infrared spectrum contained bands at 2.85, 2.9, 2.96, 3.04, 3.10, 3.16, 5.9 and 6.2. The very strong band at 5.9 shows that the 4-iminotautomer is present in larger quantities.
Analysis for C; H3F12N3:
Calculated: C 23.55 H 0.85 F 63.85 N 11.77
Found: C 23.77 H 1.35 F 64.05 N 12.05
A solution of 24.1 g (0.163 mol) of pentafluoroisopropylidenimine (prepared in the manner described below) in 50 ml of dimethylformamide was cooled to OOC and 4.9 g (0.1 mol) of powdered sodium cyanide were added in portions over 30 minutes. By cooling, it was ensured that the temperature did not rise above 50C. The reaction mixture was stirred for 2 hours at 250 ° C. and then poured into 200 ml of 10C hydrochloric acid.
The oil that parted, namely crude 4- [1-amino-2,2-difluoro- 1 - (trifluoromethyl) ethylamino] -2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) -3- imidazoline, was washed with 200 ml of water and then dissolved in 25 ml of 20% fuming sulfuric acid.
The sulfuric acid solution was heated to 1500C, cooled and poured over 25 g of ice. The solid which formed was filtered off and washed with water.
Sublimation at 100 ° C. (10 mm Hg) gave 2.9 g of a white crystalline powder with a melting point of 118-1195 ° C. (closed capillary, product A).
The filtrate was further diluted with 200 ml of water and made slightly basic with 50% aqueous potassium hydroxide. The precipitate that formed was filtered off, washed with water, air-dried and sublimed at 1000 ° C. (10 mm Hg). This gave 5.79 g of 4-imino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) (imidazalidine as a white crystalline powder with a melting point of 142-1440 ° C. (closed capillary, product B) 19F resonance spectrum of product B in acetone showed that it was a mixture of two isomers, one of which was predominant.
The CF3 area showed a complex multiplet at +72.8 ppm (3F) and complex multiplets in a ratio of about 1: 2 at 77.1 and 77.7 ppm (both together 3F); the CF2H region showed two doublets (J = 54 Hz) that were further split into complex multiplets centered at + 127.0 and + 131.0 ppm. The H resonance spectrum showed two triplets (J = 54 Hz) with shoulders centered at X 3.56 and X 3.98 (each 1 H), one broad absorption at w 5.12 (1 H) and one very broad absorption at -3.0 (2H). The infrared absorption spectrum showed a band at 5.91 tt for C = N.
Analysis for CTHsF1oN3
Calculated: C 26.18 H 1.57 F 59.17 N 13.08
Found: C 26.49 H 1.45 F 59.15 N 12.92
The pentafluoroisopropylidenimine used as starting material can be prepared as follows: Phenyl isocyanate is reacted with pentafluoroacetone in the presence of triphenylphosphine oxide at 2000C to form N-phenylpentafluoroisopropylidenimine. This product is reacted first with ammonia and then with phosphorus pentoxide to give the desired pentafluoroisopropylidenimine.
Example 4 3-methyl and 3-methyl-4-methylimino derivatives of 4 -imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = CH,; X = H and -CH3; all residues Z = F
EMI6.1
A solution of 10.0 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 20 ml of dimethyl sulfate was heated rapidly to the boil (about 180 ° C.). 50 ml of water were added dropwise to the hot reaction mixture in order to decompose the excess dimethyl sulfate. The resulting solution was then cooled and neutralized with about 135 ml of 10% aqueous sodium hydroxide. The white solid which separated out was filtered off, washed thoroughly with water and air-dried. This gave 9.42 g of a crude mixture of methylated derivatives.
Gas chromatographic analysis in a column filled with chamotte that had been impregnated with the petroleum fat aApiezon L at 95-C showed that the mixture of 73% of the dimethyl derivative (second eluted component) and 23% of the monomethyl derivative (first eluted Component) existed.
The two compounds were separated by fractional crystallization from pentane. The progress of the recrystallizations was followed by gas chromatography and each component was recrystallized until its purity was higher than 99%.
The component with the lowest solubility was pure 4-imino-3-methyl-2,2,5-tetrakis (trifluoromethyl) - imidazolidine (the original, 23% component) in the form of colorless needles with a melting point of 121-1220C (closed capillary ) receive. The infrared spectrum showed a band at 5.95 u for C = N.
The 2 "F resonance spectrum in acetone showed a septet (J = 4.6 Hz) centered at 73.6 ppm and a multiplet at 75.4 ppm in CCI3F as an internal standard.
The 1H resonance spectrum in (CD3) 2CO showed a septet (JHF = 0.85 Hz) at 3.12 ppm (area 3) and two broad absorptions at 8.1 u. 5.95 ppm (both area 1).
Analysis for C8HsF12N3
Calculated: C 25.89 H 1.36 F 61.43 N 11.32
Found: C 25.92 H 1.54 F 60.73 N 11.92
Pure 3-methyl -4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was obtained as the most soluble component (the original component of 73%) in the form of a white crystalline powder with a melting point of 48490C. The infrared spectrum showed a band at 5.92 Z for C = N. The 19F resonance spectrum in acetone showed a pair of septets (J = 46 Hz) at 73.6 and 75.4 ppm from CCI3F as the internal standard. The 1H resonance spectrum in (CD,) - CO showed singlets at 3.33 and 3.02 ppm (both area 3) and a broad absorption at 6.25 ppm (area 1) from (CH3) 4Si as internal standard.
Analysis for C0H7F13N3:
Calculated: C 28.06 H 1.83 F 59.20 N 10.91
Found: C 28.30 H 1.89 F 58.51 N 10.65
Example 5 3-Ethyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = -C.H! I; X = H; all residues Z = F
EMI6.2
A mixture of 5.0 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis- (trifluoromethyl) imidazoline and 10 ml of diethyl sulfate was heated to the boil for 5 minutes (about 200 ° C.). Water was carefully added to the hot reaction mixture in order to decompose the excess diethyl sulfate. After adding 1.0 g of activated charcoal, the mixture was filtered. The filtrate was neutralized with 10% aqueous sodium hydroxide and the precipitated solid was filtered off and recrystallized from pentane.
This gave 2.48 g of 3-ethyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in the form of colorless needles with a melting point of 113-1 140 ° C. (closed capillary). The infrared spectrum contained a band at 5.96 't.
The 1'F resonance spectrum in acetone showed two septets (J = 4.6 Hz) at 73.7 and 75.4 ppm centered from CCI3F, which served as an internal standard. The 'H resonance spectrum showed two broad absorptions at 6.30 and 7.75 ppm (both area 1), a quartet (J = 7 Hz) centered at 3.54 ppm (area 2) and a triplet (J = 7 Hz ) centered at 1.15 ppm (area 3) from (CH4) 4Si; that served as an internal standard.
Analysis for C9HTF12N3:
Calculated: C 28.06 H 1.83 F 59.20 N 10.91
Found: C 28.40 H 2.16 F 58.96 N 11.16
Example 6 4-Dimethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline
R = X = -CH3; all residues Z = F phie analyzed. The two main components, excluding the solvent, were isolated from the escaping gases using a trap filled with liquid nitrogen. The compound, which was first eluted on a silicone column, gave 3-methyl-4-methylimino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine (about 1 g was isolated).
The compound eluted second (0.8 g isolated) with a melting point of 30-330 ° C. was identified as 4-dimethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline according to the following analytical values: 'H resonance spectrum : sharp line for (CH) 2N at 3.19 ppm and NH at 6.05 ppm; 19F resonance spectrum: septet pair (J = 4 Hz) at +69.4 and +7.78 ppm from FCCIS as internal standard at 56.4 MHz. Infrared spectrum: in the ring C = N at 6.12 u and sharp line for NH at 2.88 u.
Analysis for Cl, H, NsFl2 (385.17):
Calculated: C 28.06 H 1.83 F 59.20 N 10.91
Found: C 28.51 H 2.28 F 59.33 N 10.85
Example 7 A. 3-Ethyl-4-ethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and (B. 4-ethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- imid azoline
A. R = -C2H>; X = -C2H3; all residues Z = F
B. R = H; X = -C2H5; all residues Z = F
EMI7.1
10.0 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and 30 ml of dimethyl sulfate (excess) were placed in an 80 ml autoclave, which was lined with the corrosion-resistant alloy of the trade name (<Hastelloy) given and held at 2000C for 8 hours.
The autoclave was cooled to OOC and vented. Excess dimethyl sulfate in the dark residue obtained (44 g) was decomposed at the boiling point by adding 10 ml of water dropwise under reflux over the course of 0.5 hours. The mixture was cooled and neutralized with dilute sodium hydroxide solution. A white semi-solid was obtained by extraction with ether and subsequent washing with water, drying over magnesium sulphate and evaporation of the ether extracts. The semi-solid was dissolved in a hot ether-pentane mixture, cooled and. filtered.
The filtrate was determined by preparative gas chromatography
A solution of 20.0 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 50 ml of diethyl sulfate was
Heated to reflux for 75 minutes. 20 ml of water were carefully added to the hot reaction mixture in order to decompose any excess diethyl sulfate.
The black reaction mixture was diluted with 300 ml of water and neutralized with 6N sodium hydroxide.
The organic phase was separated by steam distillation (total volume 100 ml) and subsequent extraction of the distillate with ether. Concentration gave 23.8 g of a mixture of solid and oil. The whole sample was again with 40 ml
Treated diethyl sulfate under reflux and isolated in the manner described above, 21.5 g of an oil were obtained. The gas chromatographic analysis showed that the oil consists of 56% of a substance with a retention time of 10.9 minutes, 33% of a substance with a retention time of 12.6 minutes, 7% 3-ethyl-4-imino '.', 5.5 -tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and 2% unreacted starting material.
Pure samples of the two main components were obtained by preparative gas chromatography. The first eluted compound (A) was 3-ethyl-4-ethylimino-1 5 5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine, which was isolated as an oil with a refractive index nx, 23 of 1.3624.
An analytical sample was obtained by distillation with a short path column: H1 nuclear magnetic resonance spectrum 6.7 z - wt. 5, multiplet of approximately two quartets with a further overlapping peak and 9.0 wt. 6, two overlapping triplets with focal points at 9.01 (J = 7.5 Hz) and 9.03 (J = 6.0 Hz).
In CDCI, the 6.7 peak was changed to a pure quartet (weight 4) and the 9.0 peak to a triplet (weight 6) by the addition of trifluoroacetic acid and deuterium (two-phase). The mass spectrum showed a peak of the original sample (parent peak) at nile 413.
Infrared spectrum: 3480 (NH) and 1705 cm-l (C = N).
Analysis for C @@ H11F12N3:
Calculated: C 32.0 H 2.7 F 55.2 N 10.2
Found: C 32.0 H 2.8 F 55.7 N 10.3
55.7
The second eluted compound was 4-ethylamino-2,2.5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline.
which was isolated as an oil of refractive index ND23 of 1.3541. An analytical sample was obtained by distillation with a short path column. HI resonance spectrum: 5.12 r wt. 1, broad triplet; 6.6 T - wt. 3, multiplet which turned out to be an approximate quartet split into doublets with an overlying triplet, and 8.08 - wt. 3, triplet (J = 7.2 Hz). The addition of trifluoroacetic acid and deuterium oxide in (: DCI3 had the consequence that the spectrum was simplified to a quartet (wt. 2) at 6.6 W and a triplet (wt. 3) at 8 i together with a sharp DOH exchange peak .
The mass spectrum showed a peak of the original sample at nile 385 and the base peak at m / e 316 (parent-CF3 +).
Analysis for C., H, F, 2Ns:
Calculated: C 28.1 H 1.8 F 59.2 N 10.9
Found: C 28.0 H 2.2 F 58.7 N 11.2
59.0
Example 8 3-Ethyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine R = -C.H,: X = -CH:.; all residues Z = F
A solution of 5.0 g of 3-ethyl-4-imino-2,2,5,5-tetra kis (trifluoromethyl) inidazolidine in 5 ml of dimethyl sulfate was refluxed for 2 minutes and treated with 1 nil of water while hot to remove the excess to decompose ge dimethyl sulfate. After adding a further 15 ml of water, the mixture was neutralized with 6N sodium hydroxide.
The organic phase was separated by extraction with ether (3 × 10 ml) and concentration. The yellow oil obtained (5.3 g) was separated into two main compounds by preparative gas chromatography. The larger component (76'7c) was 3-ethyl - T - methylimino 2.2.5,5-tetn "kis (trifluoromethyl) imidazolidine, which was isolated as an oil. Nuclear magnetic resonance spectrum:
: 6.6 - 6.9 T - weight-6, multiplet consisting of a quartet (J = 7 Hz) at 6.68 T, a sharp singlet at 6.88 9 and a broad NH line with a focus at 6.62 C, and 9.03 T - wt. 3, triplet (J = 7 Hz). The mass spectrum contained a peak of the original sample at m / e 399 with a base peak at m / e 302 (parent -CF, and C! H;).
Infrared analysis: 3520 (NH) and 1710 cm- '(C = N).
Analysis for C10H9F12N3:
Calculated: C 30.1 H 2.3 F 57.1 N 10.5
Found: C 30.8 H 2.5 F 57.0 N 10.6
30.7 2.6 57.1 10.2
The second major component (15%) was found to be identical to 4-dimethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline.
Example 9 4-Ethylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine R = -CH5; X = -C2H5; all residues Z = F
A solution of 5.0 g of 3-methyl-4-imino-2,2,5,5-tetra kis (trifluoromethyl) imidazolidine in 12.5 ml of diethyl sulfate was refluxed for 15 minutes. While the black mixture was hot, it was carefully treated with 5 ml of water in order to decompose the excess diethyl sulfate. After adding a further 30 ml of water, the mixture was neutralized with 6N sodium hydroxide. A drop of silicone antifoam was added and the mixture distilled until 20 ml of distillate was collected. The organic phase (4.2 ml) was extracted into ether (20 ml and 2 X 10 ml).
The ether extracts were dried over magnesium sulfate and concentrated, 5.5 g of an oil being obtained. The crude mixture was subjected to preparative gas chromatography (butanediosuccinate at 750C), an oil which was identical to 4-ethyl imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline, and 1.81 g of one Oil was obtained which consisted of 4-ethylimino-3-methyl -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine with a refractive index nn 1.3615.
This material had an infrared spectrum very similar to that of the 3-tthyl-4-methylimino isomer. The mass spectra were very different, however, with the 4-ethylimino-3-methyl isomer containing the Parz of the original sample at m / e 399 and its base peak at m / e 384 (parent-CH, +).
Analysis for C10H9F12N3:
Calculated: C 30.1 H 2.3 F 57.1 N 10.5
Found: C 30.5 H 2.5 F 57.0 N 10.3
30.8 2.6 57.0
If the experiments described in Examples 4-9 are repeated, but the dimethyl and diethyl sulfates used here are replaced by corresponding dialkyl sulfates or alkyl p-toluene sulfonates. in which the alkyl radicals contain up to 15 carbon atoms, the following alkyl derivatives of 4-imino-2,2, 5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidines or their tau isomers can be obtained: 3-butyl-4-imino-2.2 , 5,5, -terakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4-dioctylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline 3-decyl-4-decylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and 3-dodecyl-4-imino-2,2,5,5-etrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine.
Likewise, when the experiments described in Examples 4-9 are repeated, the respective 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidines are replaced by corresponding imidazolidines with difluoromethyl groups instead of the trifluoromethyl groups and similar alkylating agents are used, the following derivatives are obtained: 4-n-propylamino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) -3-imidazoline 3-butyl-4-imino-2,2, 5,5-tetrakis (difluoromethyl) imidazolidine and 4-n-hexyl-2,2,5,5-tetrakis (difluoromethyl) imidazolidine.
The alkylation of the alkali salts of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoroalkyl) imidazolidines with halides as alkylating agents is described in Examples 10-13.
Example 10 4-Benzylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = -CH2C6H5; all residues Z = F
Example 11 4- (Allylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = -CH2CH = CH2; all residues Z = F
This compound, which boiled at 870 ° C./25 mm Hg, was prepared in the manner described in Example 10, but using 3.0 g of 3-bromopropene in place of the benzyl bromide. The H'-nuclear magnetic resonance spectrum shows a complex absorption at T 3.7-5.1 for -CH = CH2 and an absorption for NH, a three-peak absorption at n 5.9 for a CH2 group by NH and -CH = split, and an absorption for NH at t 6.4.
The 19F nuclear magnetic resonance spectrum shows a pair of septets at 72.8 and 78.0 ppm from CFCl3. The mass spectrum shows a parent ion (43%) at m / e 397 with the base peak at m / e 41 (CH2 = CHCH2-).
Analysis for C1oHTN3Fo2
Calculated: C 30.24 H 1.78 F 57.40 N 10.58
Found: C 30.19 H 2.16 F 56.87 N 10.42
EMI9.1
A solution of 7 g (0.02 mol) of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 10 ml of 1,2-dimethoxy ethane was at a temperature below 100C to 1 g of 54%. Sodium hydride in mineral oil (0.02 mol) is added to 50 ml of 1,2-dimethoxyethane. The suspension was refluxed with stirring for 2 hours, cooled and 4.0 g (0.023 mol) of benzyl bromide were added at a temperature below 100 ° C. The mixture was refluxed for 22 hours (yellow precipitate), cooled and filtered to remove the sodium bromide. By distilling the filtrate in a spinning band column, 6.3 g (70%) of 4-benzylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline were obtained as a colorless liquid with a boiling point of 1,200 ° C./10 mm Hg.
The H1 nuclear magnetic resonance spectrum showed NH at T 2.35 and C 3.85, aromatic-H at 2.68 and a doublet (J = 6) for -CH2-, split by NH. The 19F resonance spectrum showed a pair of septets (J = 5) at 72.7 and 78.1 ppm in CFCl3. The mass spectrum showed a parent ion at m / e 447 which accounted for 42% of the base peak at m / e 91 (CH2CfiHs +).
Analysis for C14H9N3F12:
Calculated: C 37.60 H 2.03 F 51.10 N 9.40
Found: C 37.59 H 2.13 F 50.87 N 9.42
Example 12 4-Methylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline
R = H; X = -CH3; all residues Z = F
A. This compound was isolated along with other alkylated products in 40% yield in a reaction which was carried out in the manner described in Example 10, but with
3.5 g of methyl iodide were used in place of the benzyl bromide.
B. This material was also prepared by reducing 4-isocyanate-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imid-azoline. To 0.70 g (0.0184 mol) of lithium aluminum hydride in 100 ml of ether were 6.15 g (0.0159 mol) of the isocyanate in 20 ml of ether dropwise at a
Temperature given below 1 OOC. The mixture became
Stirred for 24 hours at 250C u. then with 200 ml 50/4
Hydrochloric acid decomposes at a temperature below 100C. The
Layers were separated and the aqueous layer extracted with ether. The combined ether layers were washed with water and dried over magnesium sulfate.
The ether was distilled off and the residue was distilled under reduced pressure, with 2.3 g (38%) of 4- methylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- -imidazoline as a colorless liquid with a boiling point of 750C / 10 mm Hg were obtained. The H1 nuclear magnetic resonance spectrum showed a doublet (J = 5.9) at b 6.90 for CH3 split by NH, and singlets at 5 5.05 and 6.50 for NH absorption. The mass spectrum showed a base peak at m / e 302 (parent -CF3) and was consistent with the structure.
Analysis for C8HsF, 2N3:
Calculated: C 25.89 H 1.36 N 11.32 F 61.43
Found: C 25.88 H 1.51 N 11.16 F 60.89
Example 13 4-Dimethylaminoethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) 3-imidazoline R = H; X = CH2CH2N (CH3) 2; all residues Z = F
The sodium salt of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline was based on the 4-cyclohexylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline 4 - (2-chloroethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3 - -imidazoline 4- (2-methoxyethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline 4 - (2-Cyclohexenylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline.
The alkylation of the original compounds with formaldehyde to give hydroxymethyl and hydroxymethoxymethyl derivatives is described in Examples 14 and 15.
Example 14 4-Hydroxymethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = CH2OH; all residues Z = F
EMI10.1
prepared in the manner described. Another equivalent (1 g) of 54% sodium hydride mineral oil and 4.85 g of 3-dimethylaminoethyl bromide hydrobromide were added successively at a temperature below 100 ° C. The mixture was refluxed for 24 hours and filtered. The filtrate was distilled, 5.0 g (58%) of 4-dimethylaminoethylamino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline being obtained as a colorless liquid with a boiling point of 80-850C / 7 mm Hg. This compound solidified to a white solid with a melting point.
47-530C if left standing. A sample purified by the hydrochloride had a melting point of 58-61 ° C. The H 'resonance spectrum of the free base showed NH bands at N 3.4 and 3.9, triplets at 6.5 (J = 6, further split) and at T 7.46 for the NCH, CH, N group and a singlet at n 7.78 for the N (CH3) 2 group. The tbF resonance spectrum showed a pair of septets (J = 5) at 75.5 and 78.6 ppm from CFCIs.
The mass spectrum showed a peak of the original sample at m / e 428 with a base peak at m / e 58 [(CH3) 2NcH2 +].
Analysis for CllH, 2N, Fl2:
Calculated: C 30.85 H 2.83 F 53.24 N 13.08
Found: C 30.37 H 2.63 F 53.40 N 13.94
If the experiments described in Examples 10-13 are repeated, but the alkylating agents used there are replaced by appropriate hydrocarbyl halides or substituted hydrocarbyl halides, the following derivatives of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidines can be used (or their tautomers) are prepared: 4-propargylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- -imidazoline
A mixture of 10 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and 50 ml of 37% aqueous formaldehyde was heated to the boil.
The resulting clear solution was cooled to OOC, diluted with 200 ml of cold water and made strongly basic with 100 ml of 10% sodium hydroxide. The white precipitate that formed was filtered off and recrystallized from a mixture of ether and pentane (10:90). This gave 6.1 g of 4-hydroxymethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline as a white crystalline powder with a melting point of 90-920C. The infrared spectrum showed a band at 6.00 St for C = N and a strong band at 6.44! L for NH bending.
The 19F resonance spectrum in acetone showed two septets (J = 4.8) with focal points at 72.1 and 77.1 ppm from CFCl3. The H1 nuclear magnetic resonance spectrum in (CDs) 2CO showed a very broad signal at r 2.3 (NH), a singlet at T 3.9 (NH) and a doublet (J = 5.4), which gave a broader signal ( 3H) superimposed at X 4.97 for CH20H.
Analysis for C8H5F12N3O:
Calculated: C 24.82 H 1.31 F 58.89 N 10.86
Found: C 25.37 H 1.47 F 58.57 N 11.25
Example 15 4- (hydroxymethoxymethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3.imidazoline R = H; X = -CH2OCH3OH; all residues Z = F
EMI11.1
A 10 g sample of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was dissolved in 50 ml of boiling 37% aqueous formaldehyde. The resulting solution was cooled and diluted with 100 ml of water. The oil which separated out was washed several times with water until it solidified. Recrystallization of the solid from an ether-pentane mixture gave 8.7 g of 4 - (hydroxymethoxymethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline as colorless crystals with a melting point of 106-1080C.
The infrared spectrum showed a band at 6.00 u for C = N and a strong band at 6.44 u for NH diffraction. The 13F resonance spectrum in acetone showed two septets (J = 4.8) with focal points at 72.3 and 77.2 ppm from CFCl3. The H 'resonance spectrum in (CD3) 2CO showed a broad signal at t 2.13 (NH), a singlet at T 3.72 (NH), a triplet (J = 7.5) at n 4.57 (OH ), one doublet (J = 6) at T 4.92 (NCH, O) and one doublet (J = 7.5) at T 5.15 (OCH2O).
Analysis for Cs) HTF12N302:
Calculated: C 25.91 H 1.69 F 54.65 N 10.07
Found: C 25.88 H 1.51 F 54.56 N 9.89
If the experiments described in Examples 14 and 15 with 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) -imidazolidines are repeated, which contain difluoromethyl groups instead of the trifluoromethyl groups in the imidazolidines used there, the following compounds can be prepared 4-hydroxymethylamino-2,2,5,5-tetrakis (difluoromethyl) -3-imidazoline 4-hydroxymethylamino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) -3-imidazoline 4 - (Hydroxymethoxymethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (difluoromethyl) -3-imidazoline.
The dialkylaminomethyl derivatives of the original compounds (ie compounds in which X and R in the general formula are H) can be obtained by condensation of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidines with formaldehyde and ammonia, a primary or a secondary amine can be prepared by the known Mannich reaction. These reactions can be carried out by simply heating a mixture containing the 4-iminoimidazolidine, the amine and the formaldehyde (or a formaldehyde precursor, e.g. paraformaldehyde) in water or an alcohol solvent e.g. Contains ethanol or isoamyl alcohol. This procedure is used in Examples 16, 18,
19, 20 and 23.
The preparation of salts of these dialkylamino derivatives with inorganic acids and with alkyl halides is described in Examples 17, 21 and 22.
Example 16 4- (N-pyrrolidylmethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = N-pyrrolidylmethyl; all residues Z = F
EMI11.2
EMI11.3
10 ml of pyrrolidine were added to a hot solution (90CC) of 10 g of 4-imino -2.2.5.5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 50 ml of 37Sc- a formaldehyde (aqueous solution). The resulting reaction mixture was cooled. The solid which separated out was filtered off, washed with water and dried. Recrystallization from pentane gave 9.6 ff 4- (pyrrolidylmethyl amino) - 2,2.5.5 - tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline as colorless needles with a melting point of 127-128 ° C.
The H2-KMR spectrum in (CD,), CO showed a broad signal at w 2.73 (NH), a broad singlet at n 3.90 (NH), a singlet at T 5.45 (N-CH2- N) and multiplets at T 7.3 (% H) and T 8.3 (4H). The 19F resonance spectrum showed two septets (J = 4.8) with emphases at 71.0 and 77.2 ppm from CFCI3.
Analysis for C12H2F12N4:
Calculated: C 32.74 H 2.75 F 51.79 N 12.73
Found: C 32.58 H 3.02 F 52.30 N 12.75
Example 17 4- (N-pyrrolidylmethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline hydrochloride
EMI12.1
A solution of 3.0 g of 4- (N-pyrrolidylmethylamino) -2.2.5.5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline in 50 ml of ether was saturated with dry hydrogen chloride gas. The white precipitate that formed was filtered off and washed with ether. This gave 3.1 g of the hydrochloride as a white crystalline powder with a melting point of 123-126dC.
Analysis for C, 2H, 3Fl2NçCl:
Calculated: Cl 7.44
Found: Cl 7.00
Example 18 4- (N-piperidylmethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = N-piperidiylmethyl; all residues Z = F
EMI12.2
EMI12.3
10 ml of piperidine were added to a hot solution (900C) of 10 g of 4-imino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 50 ml of 37% formaldehyde (aqueous solution). The reaction mixture was cooled, 100 ml of water were added and the mixture was left to stand overnight, during which the oil which separated out solidified. The solid was filtered off, washed with water and recrystallized from pentane. This gave 8.9 g of 4- (N-piperidylmethylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- imidazoline as colorless prisms with a melting point of 87-880C.
The H'-nuclear magnetic resonance spectrum in (CD3) 2CO showed a broad signal at X 2.83 (NH), a broad singlet at T 3.92, a doublet (J = 6) at X 5.57 (N-CH3- N) and multiplets at n 7.4 (4H) and z 8.55 (6H).
The 19F resonance spectrum showed two septets (J = 4.8) with focal points at 71.8 and 77.1 ppm from CFCI3.
Analysis for C13H14F12N4:
Calculated: C 34.37 H 3.11 F 50.19 N 12.33
Found: C 34.00 H 3.31 F 50.01 N 12.34
Example 19 4- (N-Morpholinylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl).
-3-imidazoline R = H; X = N-morpholinylmethyl; all residues Z = F
EMI13.1
10 ml of morpholine were added to a solution of 10 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 50 ml of 37% formaldehyde (aqueous solution).
After adding 100 ml of water, the mixture was cooled. The oil which separated out solidified after cooling for 20 hours. The solid was filtered off, washed with water and recrystallized from a pentane-ether mixture. 3.3 g of 4- (N-morpholinyl methylamino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3 - imidazoline were obtained as colorless crystals with a melting point of 139-1400C. The H1 resonance spectrum in (CD3) 2CO showed a broad signal at ç 2.57 (NH), a singlet at T 3.80 (NH), a lublet (J = 6) at T 5.54 (NCH2N) and multiplets at T 6.38 (4H) and T 7.38 (4H).
The 19F resonance spectrum showed two septets (J = 4.8) at 71.0 and 77.1 ppm from CFCl3.
Analysis for Cl2H12Fl2NlO:
Calculated: C 31.59 H 2.65 F 49.97 N 12.28
Found: C 31.22 H 2.74 F 49.89 N 12.12
Example 20 4-Dimethylaminomethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = dimethylaminomethyl: all Z = F radicals
EMI13.2
A 10 g sample of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was dissolved in 50 ml of boiling 37% formaldehyde (aqueous solution). The solution was cooled to 250 ° C. with stirring, whereupon 10 ml of dimethylamine were distilled into the solution within 10 minutes. The solid which formed was filtered off and washed with water.
Recrystallization from pentane gave 9.3 g of 4-dimethylaminomethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline as colorless needles with a melting point of 113-1 140 ° C. The Hl nuclear magnetic resonance spectrum in (CD3) 2CO showed a broad absorption at T 2.76 (NH), a singlet at r 3.87 (NH), a doublet (J = 5) at x5.60 (NCH2N) and a Singlet at T 7.70 (2CH3). The lt'F resonance spectrum showed two septets (J = 4.8) at 72.2 and 77.2 ppm from CFCln.
Analysis for CloH1oFl2N4
Calculated: C 29.00 H 2.44 F 55.04 N 13.57
Found: C 29.04 H 2.28 F 54.74 N 12.94
Example 21 4-Dimethylaminomethylamino-2,2.5,5 tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline hydrochloride
EMI14.1
A solution of 2.5 g of 4-dimethylaminomethylamino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline in 50 ml of ether was saturated with dry hydrogen chloride gas. The white precipitate that formed was filtered off and washed with ether. 2.4 g of the hydrochloride were obtained as colorless crystals with a melting point of 160-165 ° C.
Analysis for CioHllFl2N4Cl:
Calculated: Cl 7.87
Found: Cl 7.24
Example 22 4- (N-methylpyrrolidiniummethylamino) -2,2,5,5-tetrakis- - (trifluoromethyl) -3-imidazoline iodide
EMI14.2
EMI14.3
25 ml of methyl iodide were added to a solution of 5.0 g of 4- (pyrrolidylmethylamino) -2,2 5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline in 25 ml of ether. The solution was left to stand at 25 ° C. for 3 hours. The solid which separated out during this time was filtered off and washed with ether. The solid (5.85 g) was dissolved in acetone and fractionally precipitated by adding ether: the first fraction contained no fluorine and was discarded.
The last fraction obtained was 3.0 g of 4 - (N-methylpyrrolidinium / methylamino) -2,2,5,5-tetrakis- (trifluoromethyl) -3-imidazoline with a melting point of 190.193 ° C. The H 'nuclear magnetic resonance spectrum in (CD) .CO showed a broad signal at T 1.15 (NH), a singlet at # 3.34 (NH), a doublet (J = 5.5) at X 4.60 (NCH2N), one multiplet at # 6.0 (4H), one singlet at T 6.61 (CHg) and one multiplet at r 7.62 (4H).
The 10F resonance spectrum showed a pair of septets (J = 4.7) at 70.9 and 76.8 ppm from CFCls.
Analysis for C19H15F12N4J:
Calc .: C 26.82 H 2.60 F 39.16 J 21.80 N 9.62
Found: C 27.01 H 2.87 F 38.73 J 22.13 N 9.25
Example 23 4- (N-Pyrrolidylmethylamino) -2,5-bis (difluoromethyl) -2,5 -bis (trifluoromethyl) -3-imidazoline R = H; X = N-pyrrolidylmethyl, Z = Z3 = H; Z1 = Z2 = F
EMI14.4
EMI15.1
2.0 g of 4-imino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) imidazolidine were dissolved in 5 ml of hot 37% strength aqueous formaldehyde. The solution was cooled and mixed with 2 ml of pyrrolidine. After adding 100 ml of water, the solid which separated out was filtered off and washed with water.
Recrystallization from pentane gave 1.15 g of 4- (N-pyrrolidyl methylamino) -2,5 '- bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) -3-imidazoline as colorless crystals with a melting point of 97-990C receive. The H 'nuclear magnetic resonance spectrum in fCD.) ICO showed a triplet (J = 54) at X 3.54 (2H), a broad signal at S 3.06 (NH), a singlet at 9 3.95, a doublet (J = 4.5) at W 5.54 and multiplets at r 7.34 (4H) and W (4H). The @@ F -KMR spectrum showed multiplets at 73.9 (3F), 77.8 (3F), 126.2 (2F) and 131.6 ppm (2F).
Analysis for CroH "FloN4:
Calculated: C 35.65 H 3.49 F 47.00 N 13.86
Found: C 35.76 H 3.53 F 46.90 N 13.53
Example 24 4-Acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = H; X = -COCH3; all residues Z = F
EMI15.2
A solution of 5.0 g (0.014 mol) of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 25 ml of acetyl chloride was refluxed for 20 hours. The reaction mixture was then cooled and poured into 300 ml of cold water to decompose the excess acetyl chloride. The solid that formed was filtered off and air dried. This gave 5.32 g (yield 95%) of crude 4-acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine as a white powder.
Colorless needles with a melting point of 154 to 1550 ° C. (closed capillary) were obtained by recrystallization from an alcohol-water mixture. The infrared spectrum contained bands at 5.79, 6.00 and 6.61 u.
The t9F nuclear magnetic resonance spectrum in acetone showed two septets (J = 4.6 Hz) with emphases at 71.7 and 76.5 ppm from CClsF, which was used as an internal standard. The Hl resonance spectrum in (CD3) ..- -CO showed a sharp singlet at 2.37 ppm (area 3) and two broad absorptions at 6.54 and 9.20 ppm (both area 1) from (CH,), Si, which was used as an internal standard. The ultraviolet spectrum has a band at Bs, t101 223 with (± = 13500) with a shoulder at about 265 mu, which indicates the presence of a tautomeric form in ethanolic solution.
Analysis for C9H @ F12N3O:
Calculated: C 27.08 H 1.26 F 57.12 N 10.53
Found: C 27.52 H 1.41 F 58.14 N 11.30
Example 25 Tetramethylammonium salt of 4-acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine
EMI15.3
A 106Xc aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to a suspension of 5.0 g of 4-acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 25 ml
Given water until completely dissolved. The solution was filtered and the filtrate with a solution of
5.0 g of tetramethylammonium chloride mixed in 10 ml of water. The precipitate which formed on cooling to 0> C was filtered off and then recrystallized from a mixture of alcohol and ether.
4.1 g of the tetramethylammonium salt were obtained as colorless crystals with a melting point of 225-227GC. The infrared spectrum showed a strong absorption at 6.44.
"Analysis for Cl H"; FI2N.lO:
Calculated: C 33.06 H 3.42 F 48.28 N 11.86
Found: C 33.43 H 3.69 F 47.74 N 11.55
Example 26 4-Chloroacetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = H: X = -COCH2Cl; all residues Z = F
EMI16.1
A 5.0 g sample of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and 25 ml (excess) chloroacetyl chloride were refluxed for three days. The resulting reaction mixture was poured into ice water (using pentane to facilitate transfer) and a solid (4 g) was separated by suction filtration.
The solid was recrystallized from an ether-pentane mixture, 1.87 g of 4-chloroacetylimino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine having a melting point of 143-1440C.
Evaporation of the mother liquor gave a further 1.98 g of product. The mass spectrum showed a peak of the original sample at m / e 433 and the expected fragmentation. The H nuclear magnetic resonance spectrum showed bands at 4.62 ppm (-CH5-), 6.6 ppm (-NH- in the ring) and 9.6 ppm (-NHCO) from (CH) lSi, which was used as an internal standard . The 'rjF nuclear magnetic resonance spectrum revealed a characteristic pair of septets (J = 5 Hz) at +72.2 and 77.5 ppm from FCCl3 as the external standard at 56.4 MHz.
Analysis for Ct, HsN30F1oCl (432.60):
Calc .: C 24.88 H 0.93 N 9.73 F 52.6 Cl 8.20
Found: C 25.03 H 1.07 N 9.48 F 53.04 Cl 8.75
Example 27 4-Benzoylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine
0 | H = -C-CfiHs; R = H; all residues Z = F
EMI16.2
A 1.00 g sample of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine, 0.410 g benzoyl chloride (1 equivalent) and 15 ml diethylene glycol dimethyl ether (Digly island were refluxed for 3 days (the Most of the hydrogen chloride was given off within a few minutes. The reaction mixture was poured onto ice, diluted with water and extracted with ether.
The combined ether extracts were washed with water and dried over magnesium sulfate. Evaporation of the ether gave 85 g of a solid which was recrystallized from ethanol-water, 0.60 g of 4-benzoylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in the form of white Crystals having a melting point of 157.5 to 159 C were obtained. The mass spectrum showed a peak of the original sample at m / e 461 and the base peak at mle 105 for (COC3H5) +. The H1 nuclear magnetic resonance spectrum was consistent with the assumed structure, and the '9F resonance spectrum showed two multiplets at 72.5 and 77.6 ppm from FCCl5, which served as an external standard, at 56.4 MHz.
The ultraviolet spectrum showed bands at i * ", ax245 (= 12,700), 263 (11,100) ml.
Analysis for C1EHTN3OF, 2 (461,22):
Calculated: C 36.45 H 1.53 N 9.12 F 49.50
Found: C 36.67 H 1.59 N 9.49 F 49.85
Example 28 4-Acetylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine R = -CH5; X = -COCH3; all residues Z = F
EMI16.3
A mixture of 2.0 g (0.0054 mol) of 4-imino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and 5 ml of acetyl chloride was refluxed for 30 hours and then cooled and heated Poured ice. The solid which formed was filtered off, washed with water and recrystallized from alcohol-water. 1.85 g (83%) of 4-acetylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine were obtained as colorless crystals of mp.
137-1 390C obtained. The 19F nuclear magnetic resonance spectrum in CD3CN showed a septet (J = 4.2 Hz) at 73.1 ppm and a multiplet at 75.1 ppm from CCI3F, which was used as an internal standard. The H1 nuclear magnetic resonance spectrum in CD3C> N showed a singlet (area 3) at 2.17 ppm, a singlet (area 1, NH) at 2.33 ppm and a septet (JHF = 1Hz) (area 3) with a focus at 3.02 ppm lower panel of (CH3) 4Si used as an internal standard. The ultraviolet spectrum showed B; A, e; 'x "at' 217 u (z = 8300). The infrared spectrum showed bands at 5.75 u and 6.00 u.
Analysis for C1oH7F12N3O
Calculated: C 29.07 H 1.71 F 55.18 N 10.17
Found: C 29.37 H 2.01 F 54.92 N 10.22
Example 29 Preparation of 4- (p-chlorobenzoylimino) -2; .2,5,5-tetrakis- (trifluoromethyl) imidazolidine R = H; X = -COC; H.s-CI-p; all residues Z = F
EMI17.1
A solution containing 5.0 g (14.0 millimoles) of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine and the like. Containing 2.5 g (14.3 millimoles) of p-chlorobenzoyl chloride in 50 ml of diethylene glycol dimethyl ether, the mixture was refluxed under nitrogen until no more hydrogen chloride was detected when the condenser outlet was kept in silver nitrate solution. This took 15 hours.
The cooled reaction solution was poured into 150 ml of water and the solid obtained was filtered off, dissolved in methanol and precipitated with water. The filtered product was dissolved in 75 ml of diethyl ether and extracted with 5 ml of 5% sodium bicarbonate. The ether layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate and then filtered. By recrystallization from a mixture of ether and petroleum ether (3: 1), filtration and drying in a vacuum oven at 600C for a period of 12 hours, 3.3 g of 4- (p-chlorobenzoylimino) -2,2,5, 5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was obtained in the form of white crystals with a melting point of 139-1400C.
Analysis for Cl4H6CIFl2N3O:
Calculated: C 33.93 H 1.22 Cl 7.15 F 46.06 N 8.48
Found: C 34.29 H 1.52 Cl 7.85 F 45.33 N 8.44
Molecular weight 495.57
The mass spectrum contained the peak for the original sample at 495 m / e. The 19F nuclear magnetic resonance spectrum in deuteroacetone with (CH), Si as the internal standard and FCCl3 as the external standard contained four broad bands of equal intensity with emphases at 73.3, 74.5, 79.1 and 79.5 ppm. The proton resonance spectrum contained a broad line at 6.8 ppm [H-N- (1)].
The A2B2 pattern for aromatics had a focus at 7.78 ppm and the A2 part at 7.55 ppm (J = 8.5 Hz) (2H). The B, part had the center of gravity at 8.05 ppm (J = 8.5 Hz) and was distorted by (NH), giving a broad band of 7.8-10.15 ppm (3H). When trifluoroacetic acid was added, the high field (NH) was shifted and appeared as a sharp singlet at 6.72 ppm. The low field (NH) was removed and the aromatics gave a typical A2B2 pattern with emphasis at 7.78 ppm (J = 8.5 Hz) (4H).
The ultraviolet spectrum in acetonitrile showed one band at À \ aX = 250 my (E = 19330), and in ethanol the spectrum contained two bands at Xlxiax 253, 270 mu.
Example 30 Preparation of 4- (2,4-dichlorobenzylimino) -2,2,5,5-tetra kis (trifluoromethyl) imidazolidine R = H; X = -COC6H5Cl2-2.4; all residues Z = F
EMI17.2
The experiment described in Example 29 was repeated with the exception that 3.0 g (14.3 millimoles) of 2,4-dichlorobenzoyl chloride were used in place of p-chlorobenzoyl chloride and the reaction mixture was refluxed for 40 hours. This gave 4.5 g of 4- (2.4-Vichlorbenzoylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoroniethyl) imidazolidine as white needles with a melting point of 153.4-153.80 ° C.
Analysis for C1 4H5Cl2F12N3O:
Calc .: C 31.72 H 0.95 Cl 13.38 F 43.02 N 7.93
Found: C 32.40 H 1.16 Cl 14.00 F 42.23 N 7.79
Molecular weight 530.02.
The mass spectrum contained the peak of the original at 529 m / e, based on the most abundant C1S ion.
The l 'F-KMR spectrum in deuteroacetone with (CH.) ISi as the internal standard and with FCCI3 as the external standard contained two broad bands of the same intensity with emphasis at 73.2 and 78.7 ppm. The proton KMR spectrum contained a singlet at 6.56 ppm [HN - (1)], a multiplet typical of an ABC pattern for aromatics with a focus at 7.5 ppm (3H) and a broad band at 10.1 ppm (NH), which exchanged with trifluoroacetic acid. The ultraviolet spectrum in acetonitrile showed a band at) #max = 216 mln. (± = 23400).
Example 31 Preparation of 4- (p-Methoxybenzoylimino) -2,2,5,5-tetra kis (t trifluoromethyl) imidazolidine R = H; X = -COC @ H4OCH3-p; all residues Z = F focus at 6.7 ppm [H-N- (I)]. The A2B pattern for aromatics was distorted by the low field (near) which appeared distorted at 7.25 to 9.3 ppm (= 11) and contained the B2 part, the broad band with a focus at 8.0 ppm appeared. The A2 part had the focus at 7.04 ppm (J = 9 Hz) (211). When trifluoroacetic acid was added, the high field (NH) was shifted and appeared as a sharp inglet at 5.65 ppm.
The low field (NH) was removed and the aromatics gave a typical A <B, pattern with emphasis at 7.5 ppm (J = 9 Hz) (4H). The ultraviolet spectrum in acetonitrile showed bands at amine = 220 with (e = 16800); #nixa = 278 nt (e = 17100).
Example 32 4- (Crotonylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = 11, X = -COCH = CHCH3; all radicals Z = F (with isomers and tautomers)
The experiment described in Example 29 was repeated with the exception that 7.0 g (19.6 millimoles) of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine were used and the p-chlorobenzoyl was replaced by 2, 0 g (20.0 millimoles) of crotonyj chloride was replaced and the reaction mixture was refluxed for 63 hours.
Fractional recrystallization of 4.8 g of the solid product from chloroform gave cis and trans isomers and 0.7 g of a cis-trans mixture of 4- (crotonylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazo-
EMI18.1
The experiment described in Example 29 was repeated with the exception that 2.5 g (14.3 millimoles) of p-methoxybenzoyl chloride were used instead of p-chlorobenzoyl chloride and the reaction mixture was refluxed for 24 hours. The product obtained was 2.5 g of 4- (p -methoxybenzoylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine as white crystals with a melting point of 122.8-124.20C.
Analysis for C13H @ F12N3O2 (molar weight 491.16):
Calculated: C 36.76 H 1.85 F 46.54 N 8.56
Found: C 37.05 H 1.89 F 45.20 N 8.80
The mass spectrum contained the peak of the original sample at 491 m / e. The 19F KMR spectrum. recorded in the manner described in Example 30 contained four broad lines: two lines of equal intensity with emphasis at 72.1 and 77.3 ppm and two lines of equal intensity with emphasis at 73.8 and 78.4 ppm. The ratio of the low field set to the high field set was about 5: 4.
The proton CMR spectrum contained a sharp singlet at 3.9 ppm (CH, O) and a broad line with lidine obtained as white crystals with a melting point of 208.8-213.80C.
Analysis for C11H @ F12N3O:
Calculated: C 31.08 H 1.66 F 53.64 N 9.89
Found: C 30.86 H 1.73 F 53.13 N 9.68 * * for cis / trans mixture
The infrared, proton and fluorine CMR spectra gave consistent results.
Example 33 4- (Heptanoylimino) -2,2,55-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine (and tautomers) R = H; X == -CO (CH) sCHg all radicals Z = F
The experiment described in Example 32 was repeated with the exception that 3 g (20 millimoles) of n-heptanoyl chloride were used in place of the crotonyl chloride. Recrystallization of 5.5 g of the solid product from chloroform gave 1.6 ra 4- (heptanoylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine as white needles with a melting point of 87.5-88.00C.
Analysis for C14Hl5Fl2N3O:
Calculated: C 35.85 H 3.22 F 48.82 N 8.96
Found: C 35.49 H 3.13 F 48.06 N 8.69
The results of the infrared, proton and fluorine NMR spectra were consistent.
Example 34 4- (dichloroacetylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine (and tautomers) R = 11; X = COCHCl2; all residues Z = F
The experiment described in Example 32 was repeated with the exception that 25 ml of dichloroacetyl chloride were used in place of the crotonyl chloride.
Recrystallization of 6 g of the solid product from ether-pentane gave 1 g of 4- (dichloroacetylimino) -2,2,5,5- -tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine as white crystals.
obtained from melting point 100.2 to 101.20C (closed capillary).
Analysis for CoH3Fj2CI2NsO
Calc .: C 23.10 H 0.64 Cl 15.15 F 48.72 N 8.98
Found: C 22.95 H 0.63 Cl 14.91 F 47.71 N 8.95
Molecular weight 468.06.
The mass spectrum contained the peak of the original sample at 467 m / e, based on the most common C135 ion.
The infrared, ultraviolet and CMR spectra were consistent and indicated tautomers.
Example 35 4- (2,4-dichlorophenoxyacetylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine (and tautomers)
R = H; X = COCH2OC6H3Cl-2.4; all leftovers
Z = F
The experiment described in Example 29 was repeated with the exception that 3.5 g (14.6 millimoles)
2,4-dichloro-phenoxyacetyl chloride is used instead of p-chloro benzoyl chloride and the reaction mixture 24
Was heated on the reflux condenser for hours. This gave 2.0 g of 4- (2,4-dichlorophenoxyacetyl) -2,2,5,5-etrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in the form of white crystals with a melting point of 197-197.90C.
Analysis for C16H, Cl2Fl2N302 (molar weight 560.051):
Calculated: C 32.17 H 1.26 F 40.72 N 7.50
Found: C 32.36 H 1.32 F 39.69 N 7.02
The mass spectrum contained the peak of the original sample at 559 m / e, based on the most abundant Cl35 ion. The infrared and NMR spectra agreed. The ultraviolet spectrum indicated tautomerization.
The following acyl derivatives of 4 - imino -2,2,5,5 - tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidines can be prepared in the manner described in Examples 24 and 26 to 35, but using appropriate acid chlorides instead of the special acid chlorides used there: 4-propionylimino-2,2,5,5-tetrakis (difluoromethyl) -imidazolidine 4-octanoylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine 4-undecanoylimino -2,2, 5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imide - azolidine 4-trifluoroacetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4- (3-chlorobutyryl) imino-2,2,5,5-tetrakis (difluoromethyl) - imidazolodine 4- (2-bromopropionyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine <RTI
ID = 19.16> 4-methoxyacetylimino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) imidazolidine 4-butoxyacetylimino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl ) imidazolidine 4 (p-ethoxypropionyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4-naphthoylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) .imidazolidine 4- (p-fluorobenzoyl ) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - imidazolidine 4- (2,4,6-trichlorobenzoyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4- (p- Bromobenzoyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4- (2,4-diethylbenzoyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4-cumoylimino-2,2,5 , 5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine <RTI
ID = 19.25> 4- (p-methoxybenzoyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluorme.
thyl) imidazolidine 4- (p-butoxybenzoyl) imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine.
If amino- or alkyl-substituted aminoacyl derivatives are desired, they can be prepared as follows: First, the 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidine is converted with a nitroacyl chloride to the corresponding 4-nitroacylimino-2,2,5 , 5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidine implemented. This nitroacyl derivative can then be reduced to the aminoacylimino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidine by treatment with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst such as platinum. The alkyl- and dialkylaminoacylimidazolidine can be prepared by alkylating 4-aminoacylimino-2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidine with alkylating agents which contain alkyl components with 1-4 C atoms, e.g. Dimethyl sulfate.
The following aminoacyl derivatives of 4-imino -2,2,5,5-tetrakis (polyfluoromethyl) imidazolidine can be prepared in this way: 4- (Aminoacetylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4- ( α-aminopropionyl) imino -2.2.5,5-tetrakis (difluoromethyl) imidazolidine 4-butylaminoacetylimino -2,2,5,5-tetrakis (difluoromethyl) - imidazolidine 4 - [, oc- (dipropylamino) propionyl] imino -2,2,5,5-tetrakis- (trifluoromethyl) imidazolidine 4- (p-aminobenzoyl) imino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-trifluoromethyl) imidazolidine 4- (p-butylaminobenzoyl) imino- 2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4- (p-diethylaminobenzoyl) imino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoromethyl) imidazolidine.
Example 36 4- (Carbethoxyimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = H; X = COO-CH3CH3, all Z = F
EMI20.1
EMI20.2
A solution of 5.0 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 20 ml of ethylene glycol dimethyl ether was added to 4.0 ml of oxolyl chloride (excess) in 20 ml of ethylene glycol dimethyl ether within 30 minutes (yellow COLOUR). After the addition, the infrared spectrum of the reaction mixture showed no bands in the isocyanate range.
After stirring for 20 minutes at room temperature, a faint band appeared at 4.41 it in the infrared spectrum, an indication of the formation of 4-isocyanate-2,2,5,5-tetra kis (trifluoromethyl) -3-imidazoline. After refluxing for half an hour, the yellow color had completely disappeared and the infrared spectrum now showed a strong isocyanate band at 4.41. After further heating for 15 minutes on the reflux condenser, 10 ml of absolute ethanol were added (the infrared analysis showed no isocyanate band, a sign that the isocyanate had reacted with ethanol).
Evaporation of the ethylene glycol methyl ether and the excess ethanol under reduced pressure gave a white semi-solid, from which 4.82 g of a white solid with a melting point of 70-120 ° C. were obtained by washing with pentane.
The solid, washed with pentane, was recrystallized from ether-pentane, 0.86 g of carbethoxyimine being obtained as a white solid with a melting point of 122-1240C. The H1-KMR spectrum showed a CH3 triplet (J = 7.0) at 1.27 ppm and a CH2 quartet (J = 7.0) at 4.23 ppm and NH bands at 6.48 ppm u . 9.22 ppm lower panel from (CH3) 4Si as internal standard.
Analysis for C1oHTNsO2Fl2
Calculated: C 27.99 H 1.64 N 9.80 F 53.1
Found: C 28.25 H 1.95 N 9.87 F 53.24
Molecular weight 429.18.
The 4-isocyanate 2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline formed as an intermediate in the experiment described in Example 36 can optionally be isolated by carrying out the first step of the procedure of this example as follows becomes:
EMI20.3
Essentially anhydrous conditions were maintained. A three-necked flask which was attached to the foot of a spinning band column used for fractionation was equipped with a magnetic stirrer, nitrogen inlet and the like.
Provide dropping funnel. The apparatus was flame dried and cooled. 15 ml of oxalyl chloride and 75 ml of anhydrous diethyl ether were introduced into the flask under positive pressure of nitrogen. Then a solution of 30 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine in 100 ml of ether was added over the course of 30 minutes with vigorous stirring. After stirring for a further 20 minutes, the ether was distilled off at a moderate rate and the residue was distilled at 75 mm Hg. The product, 25.7 g of 4-Isocya nat-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline, boiling point 780 ° C. (75 mm Hg), was found in oven-dried vials (as it reacts with moist air).
The H1 CMR spectrum shows a singlet (broad) at 3.6 ppm. The 19F-NMR spectrum showed two septets (J = 5) at +73.2 and +78.0 ppm from FCCI3, which was used as an external standard, at 56.7 M.
Analysis for C8HN3OF14 (383.12):
Calculated: C 25.08 H 0.26 N 10.96
Found: C 25.58 H 0.77 N 11.51
If other alcohols are used instead of ethanol for reaction with the isocyanate formed as an intermediate compound in the experiment described in Example 36, the following carbalkoxyiminoimidazolidines can be prepared: 4-Carbocyclohexoxyimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 4-carbobutoxyimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine.
Example 37 4- (Carbomethoxyimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -imidazolidine R = H; X = -COOCH2; all residues Z = F
EMI21.1
25 ml (excess) of methanol were mixed at room temperature with a solution of 6.2 g of 4-isocyanate-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline in 100 ml of ether. By evaporation; of the reaction mixture to dryness, 6.98 g of a white solid with a melting point of 116-1200 ° C. were obtained. Recrystallization of one half of this material from methanol-water gave 2.56 g (76%) of the urethane product, melting point 125-1290C. This material showed no absorption in the ultraviolet spectrum above 210 mj.
The H1-KMR spectrum showed -OCH2 absorption at T 6.20 and NH bands at X 3.5 and C 0.2. The 19F-CMR spectrum showed two septets (J = 5) at 72.1 and 75.6 ppm from FCCI3, which served as an external standard.
Analysis for CsH2N2O2F1 (415.15):
Calculated: C 26.04 11 1.21 N 10.13 F 54.92
Found: C 26.30 H 1.39 N 10.44 F 53.65
Example 38 4- (2-Dimethylaminoethoxycarbonylimina) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine R = H; X = COOCH2CH2N (CH3) 2; all residues Z = F
EMI21.2
and / or tautomeres
6.2 g of 4-isocyanate-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline were added at room temperature to a solution of 1.44 g (1 equivalent) of dimethylaminoethanol in 100 ml of ether. An exothermic reaction took place and a white precipitate formed in a few minutes.
The solid was separated off and washed with ether. The product weighed 4.74 g (62, go) and had a melting point of 136-1410C. The H-KMR spectrum showed NH bands at C 1.0 and 4.48, -OCH, - at. 5.6 and -CH2N at X 6.6 which formed an A2B2 pattern (J = 6) and -N (CH3) 2 at C 7.1. The 10F-KMR spectrum showed two septets (J = 5) at 71.7 and 76.9 ppm for FCCl3 as the internal standard. The ultraviolet spectrum showed a maximum of 252 ml (k = 27.2 in CH3CN and 11.7 in ethanol), a sign of a tautomeric mixture. The hydrochloride was made and was found to be water soluble.
Analysis for C12Hl2N402Fl2:
Calculated: C 30.52 H 2.56 N 11.87 F 48.4
Found: C 30.92 H 2.82 N 12.14 F 48.91
Example 39 4-Isocyanato-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazoline, cholesterol adduct R = H; X = COCC2TH4s; all residues Z = F
EMI22.1
EMI22.2
7 g of freshly prepared 4-isocyanate 2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-imidazolidine were distilled into a solution of 7.7 g of dry cholesterol in 70 ml of ethylene glycol dimethyl ether. The residue was evaporated under reduced pressure. Sublimation of the residue gave 11.3 g (77%) of the adduct with a melting point of 169-1720C. The 1 "> F-KMR spectrum showed two multiplets at 71.8 and 77.1 ppm from FCCI3 as the external standard.
Analysis for C: -, H47NF1.O (769.76):
Calculated: C 54.61 H 6.14 N 6.26 F 29.6
Found: C 55.58 H 6.25 N 5.54 F 28.13
Many imidazolidines and 3-imidazolines produced according to the invention are stable when they are metal surfaces such as iron, steel, stainless steel. Nickel and copper touch even at elevated temperatures and can therefore be used for purposes where prolonged contact with these metals is an option. Examples of this are applications as heat exchange media and hydraulic fluids. which are used at high temperatures.
The stability of these tmidazolidines is illustrated by the following experiments:
Example A
A 0.5 g sample of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was enclosed in a glass tube with an iron wire and a copper wire and kept at 2250 ° C. for 44 hours. No change was found in either the liquid or the metal wires during this time.
Example B.
A 0.5 g sample of 3-methyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was sealed in a glass tube with an iron wire and a copper wire and kept at 2250 ° C. for 20 hours. No change was found in either the liquid or the metal wires during this time.
Example C
In a glass tube, 0.5 g of 4-acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine was sealed with a copper wire and kept at 2250 ° C. for 20 hours. During this time, no change was found in either the liquid or the copper wire.
All compounds prepared according to the invention are valuable modifying agents for polymers.
The modifications include lowering the deformation temperatures or pressures or plasticizing the polymers. The modification of polymethyl methacrylate is illustrated by the following experiment:
Example D
The following products were made: a) A mixture of 0.5 g of polymethyl methacrylate and
0.1 g of 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine.
b) A mixture of 0.5 g of polymethyl methacrylate and
0.1 g of 4-acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine.
c) A mixture of 0.5 g of polymethyl methacrylate and
0.1 g of 3-methyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine.
d) A mixture of 0.5 g of polymethyl methacrylate and
0.1 g of 4-benzylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- imidazoline.
e) 0.5 g of polymethyl methacrylate without additives.
Round foils were pressed from a compact pile of each mixture at 1500C, a ram pressure of 2270 kg and a pressing time of 10 seconds. The individual films had the following dimensions: starting mixture thickness, mm diameter, cm
Mixture a) 2.23 12.7
Mixture b) 0.28 4.76
Mixture c) 0.29 4.45
Mixture d) 0.22 5.4
The film pressed from product e) had a thickness of 0.47 mm and a diameter of only 3.5 cm and was only incompletely melted together at the edges.
These experiments show that the deformation temperatures or pressures for polymethyl methacrylate are lowered by adding the imidazolidines produced according to the invention.
An excellent method for demonstrating the effectiveness of compounds as muscle relaxants is the L.O. 300 Inclined Screen Test. Randall et al [J. Pharm. Exp. Therap., 129, 163 (1960)]. In this test, the oral dose is determined at which 50 / c of the test animals (mice) fall from their feet on a wire sieve that is inclined at an angle of 300 to the horizontal. This dose is referred to as the analyzing dose "or PD5" value. In this test, low PD "values indicate high effectiveness.
Another excellent method of demonstrating effectiveness as a muscle relaxant is the Wire Lift Test. The front feet of white mice are placed on a slack wire stretched about 30 cm above a flat surface. Normal animals grab the wire and lift their hind feet onto the wire. where they keep their balance. The inability to lift the hind legs onto the wire is considered a positive response and is considered a measure of muscle relaxation. This test determines the oral dose at which 50ChC the test animals (mice) become unable to lift their hind legs onto the wire. This is known as the effective dose ">) or ED." Value.
The <(dose-response relationships are determined according to the method of L.C.
Miller and M.L.Tainter, Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 57, 261-264 (1944).
The ED., "- and EDt," values for representative compounds according to the invention are given in the table below.
Results of tests to determine the effectiveness as a muscle relaxant Product of compound Siebtest PDso Wire test ED5o Example No. (mg / kg) (mg / kg)
1-B, 2 4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imide-10.6 + 0.9 7.0 + 0.51 azolidine
3 4-Imino-2,5-bis (difluoromethyl) -2,5-bis (trifluoro-17.3 + 1.3 10.0 # 0.83 methyl) imidazolidine
4 4-Imino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - 20.5 + 1.7 13.0 i 1.3 imidazolidine
4 3-methyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoro-30.0 + 3.3 19.5 + 2.3 methyl) imidazolidine
5 3-Ethyl-4-imino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - 17.0 + 1.4 12.3 # 1.0 imidazolidine
7 <RTI
ID = 23.29> 3-ethyl-4-ethylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoro-57.0 + 14.0 30.0 + 3.9 methyl) imidazolidine
7 4-Ethylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3-17.5 t 2.4 8.3 + 0.75 -imidazoline
8 3 -ethyl-4-methylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoro-30.0 + 3.3 methyl) imidazolidine
9 4-Ethylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluoro-22.0 + 1,6 methyl) imidazolidine product of compound Siebtest PD5o Wire test ED5o Example No.
(mg / kg) (mg / kg) 10 4-Benzylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- 45.0 + 7.6 30.0 i 5.4 -imidazoline 11 4-Allylamino -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) -3- 41.0 i 4.8 28.0 + 3.0 -imidazoline 12 4-methylamino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - 18.8 + 1.3 10.8 + 0.86 -3-imidazoline 14 4-hydroxymethylamino-2,2.5,5-tetrakis (trifluoro-13.2 + 1.6 5.6 + 0.85 methyl) - 3 -imidazoline 15 4- (hydroxymethoxymethylamino) -2,2,5,5-tetrakis- 16.0 + 1.3 7.6 + 1.0 (trifluoromethyl) -3-imidazoline 17 4- (N-pyrrolidylmethylamino) - 2,2,5,5-tetrakis (tri 18.8 + 1.7 10.5 + 0.7 fluoromethyl) -3.imidazoline hydrochloride 20 <RTI
ID = 24.13> 4-dimethylaminomethylamino-2,2,5,5-tetrakis- 22.0 + 1.8 10.0 + 1.1 (trifluoromethyl) -3-imidazoline 21 4-dimethylaminomethylamino-2,2,5, 5-tetrakis-19.2 + 1.2 7.5 + 1.2 (trifluoromethyl) -3-imidazoline hydrochloride 24 4-acetylimino-2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) - 24.0 + 1.9 13.4 + 1.1 imidazolidine 25 tetramethylammonium salt of 4-acetylimino-16.0 + 1.6 8.8 i 1.03 -2,2,5,5-tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine 26 4-chloroacetylimino-2, 2,5,5-tetrakis (trifluor- 16.5 + 1.4 9.8 t 0.77 thyl) imidazolidine 27 4-acetylimino-3-methyl-2,2,5,5-tetrakis (trifluor- 24, 0 + 2.5 15.0 + 0.85 methyl) imidazolidine 33 4- (
Heptanoylimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluorme-28.5 + 2.9 10.0 + 0.6 thyl) -imidazolidine 36 4-carbethoxyimino) .2,2,5,5-tetrakis (trifluorme - 14.5 + 1.4 10.2 + 0.87 thyl) imidazolidine 37 4-carbomethoxyimino) -2,2,5,5-tetrakis (trifluoro-17.0 + 1.0 11.5 + 1.1 methyl) imidazolidine 38 4- (2-dimethylaminoethoxycarbonylimino) -2,2,5,5- 33.5 + 3.2 19.2 + 1.9 -tetrakis (trifluoromethyl) imidazolidine hydrochloride
For pharmaceutical use, the compounds prepared according to the invention and their salts can be administered orally, parenterally or in some other way. They can be incorporated into various forms of preparation with non-toxic carriers and auxiliaries.