CH647758A5 - Fluormethylthioessigsaeure-verbindungen. - Google Patents

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CH647758A5
CH647758A5 CH8257/81A CH825781A CH647758A5 CH 647758 A5 CH647758 A5 CH 647758A5 CH 8257/81 A CH8257/81 A CH 8257/81A CH 825781 A CH825781 A CH 825781A CH 647758 A5 CH647758 A5 CH 647758A5
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Teruji Tsuji
Hisao Sato
Yoshio Hamashima
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Shionogi & Co
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Fluor-methylthioessigsäure-Verbindungen, welche geeignet sind als Zwischenprodukte für die Herstellung nützlicher Verbindungen wie z.B. von organischen Lösungsmitteln, von Medikamenten oder Agrochemikalien, inkl. antibakteriell wirksamer Penicilline und Cephalosporine. Nach chemischer Nomenklatur werden die erfindungsgemässen Verbindungen definiert als Monofluormethylthioessigsäure oder Difluor-methylthioessigsäure, bzw. deren funktionelle Derivate an der Carboxygruppe.
Die Verbindungen können z.B. durch Reaktion von Mo-nofluormethylhalogenid oder Difluormethylhalogenid mit einem Thioglycolat-Ester in Gegenwart einer Base erhalten werden.
Penicilline oder Cephalosporine mit dem Acylrest der genannten Carbonsäuren weisen im Vergleich zu bekannten Verbindungen grössere antibakterielle Aktivität auf.
Trifluormethylthioessigsäure ist bekannt als Acylquelle für die Seitenkette eines synthetischen Cephalosporins, beschrieben in GB-PS 1 393 348, das Endprodukt gelangte jedoch bis heute nicht auf den Markt. Die Säure wurde hergestellt durch Kondensieren eines Trifluormethyl-Mercaptid-Salzes mit Iodessigsäure bei Zimmertemperatur während mehrerer Tage.
Eine Alkylthioessigsäure stellte die Acyl-Quelle für die Seitenkette von einigen synthetischen Cephalosporinen dar, beschrieben in US-PS 3 297 692. Diese Säure wird hergestellt durch die Reaktion eines Alkanthiols mit Halogenessigsäure, vorzugsweise in Esterform.
Die neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden dargestellt durch die Formeln
FCH2SCH2COOH oder F2CHSCH2COOH,
oder funktionelle Carboxy-Derivate davon.
Repräsentative funktionelle Carboxy-Derivate sind die Salze, Ester, Amide, Halogenide, Anhydride und ähnliche.
Bevorzugte funktionelle Carboxy-Derivate sind Salze mit Leichtmetallen, z.B. Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze; Alkylester, z.B. Cj-Cg-, insbesondere Cx-C4-Alkyl oder -Cycloalkylester, welche gegebenenfalls substituiert sind; Aralkylester, z.B. monocyclische oder dicyclische Aralkylester, gegebenenfalls substituiert; Arylester, z.B. mono-oder dicyclische Arylester, welche gegebenenfalls substituiert sind; Thiolester, z.B. Q-Q-Alkylthiolester oder monocyclische Arylthiolester, welche gegebenenfalls substituiert sind; Amide, z.B. Q-Cg-Alkylamide oder monocyclische oder dicyclische Arylamide, welche gegebenenfalls substituiert sind und umfassen insbesondere Hydrazide, Semicarbazide und Thiosemicarbazide; Halogenide, z.B. Chloride oder Bromide, oder Anhydride z.B. symmetrische oder gemischte Anhydride mit Ci-C6-Alkansäuren oder C2-C8-Alkoxyameisen-säure. Die genannten gegebenenfalls vorhandenen Substi-tuenten können Halogen, C1-C4-Alkoxy, Oxo, Nitro, Cj-C4-Alkyl, C1-C4-Alkanoyl oder C2-C6-Carbalkoxy sein. Die genannte Arylgruppe kann ebenfalls eine 5- oder 6gliedrige heterocyclische Gruppe mit bis zu 4 Heteroato-men wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel sein.
Unter den genannten Derivaten werden Salze von Leichtmetallen, Alkylester, Aralkylester, Anhydride und Halogenide bevorzugt.
Die erfindungsgemässen Verbindungen werden z.B. hergestellt durch Behandeln der entsprechenden Thioglycolsäu-re oder deren Derivat an der Carboxygruppe mit einem Mo-nofluormethylhalogenid oder einem Difluormethylhalogenid in Gegenwart einer Base.
Der genannte Ester, vorzugsweise Cj-Cg-Alkylester, ein monocyclischer Aralkylester, ein dicyclischer Aralkylester, ein Arylester oder ein Alkylamid. Stärker bevorzugte Ester sind Cx-Cg-Alkylester und monocyclische oder dicyclische Aralkylester.
Die Base ist vorzugsweise z.B. ein Alkalimetall, ein Alkalimetallhydrid, ein Alkalimetallhydroxid, ein Alkalimetallalkoxid, ein Alkalimetallphenoxid, ein C3-C12-tertiäres oder -quaternäres Amin oder eine ähnliche Base.
Das gasförmige Monofluormethylhalogenid oder Difluormethylhalogenid kann in der Weise in das Reaktionsgemisch eingeleitet werden, dass entweder das Gewicht desselben oder die Durchflussrate des Gasstroms gemessen wird. Das Reagens kann jedoch auch vorgängig in einem Lösungsmittel aufgelöst werden und dann zugegeben werden, wodurch eine genauere Dosierung möglich ist. Üblicherweise wird die Thioglycolsäure-Verbindung mit 1-5, vorzugsweise 1-2 Äquivalenten des Halogenids behandelt.
Die Reaktion ist exotherm und kann unter Abkühlen oder unter mildem Erwärmen erfolgen. Die Reaktion verläuft glatt durch Umwandlung der Mercaptogruppe der Thioglycolsäure oder deren Derivat in eine intermediäre Mercaptidgruppe. Die Gegenwart einer Base ist zu diesem Zweck notwendig.
Die Reaktion wird vorzugsweise bie — 20 ° bis 100 °C, insbesondere bei 0 °-70 °C durchgeführt, wobei die Reaktionszeit üblicherweise ca. 0,5-30 h, und im allgemeinen 1-5 h beträgt.
Die Reaktion wird vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel durchgeführt um das als Ausgangsprodukt verwendete Salz und das Reagens aufzulösen, z.B. ein im Handel erhältliches Lösungsmittel wie ein Alkohol, Äther, Amid, Sulfoxid, Nitrokohlenwasserstoff, Nitrii oder ähnliche oder Gemische davon. Nicht polare Lösungsmittel, z.B. im Handel erhältliche Kohlenwasserstoffe oder Halogenkohlenwasserstoffe können ebenfalls verwendet werden um das Ausgangsprodukt wahlweise aufzulösen.
Nach beendigter Reaktion wird das verwendete Lösungmittel, nicht umgesetzte Ausgangsprodukte, Reagensien und Nebenprodukte in herkömmlicher Weise aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt, z.B. durch Neutralisieren, Konzentrieren, Extrahieren, Destillieren, Waschen usw. und das erhaltene Rohprodukt kann in herkömmlicher Weise aufgearbeitet werden, z.B. durch Trocknen, Destillation, Chromatographie, Umkristallisation bei tiefer Temperatur usw.
Bevorzugte Ausgangsprodukte sind Alkylester und Aralkylester. Derivate die bei den gewählten Reaktionsbedingun-gen instabil sind, z.B. Säurehalogenide oder -Anhydride eignen sich weniger.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Thio-glycolat in einem Alkohol, einem Amid oder Äther aufgelöst, (3 bis 8 Gewichtsteile), das Alkalimetall, Alkalimetallhydrid oder Alkalimetallalkoxid (1 bis 1,5 Äquivalente) wird zur Bildung des Mercaptids zugegeben und dann wird Mo-nofluorchlormethan oder Difluorchlormethan entweder als gasförmiges Reagens durch das Reaktionsgemisch geleitet oder als Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel zugege-
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ben, worauf die Umsetzung bei 10-40 °C während 1-10 h erfolgt.
Auf diese Weise hergestellte Fluormethylthioessigsäure-ester und ihre Derivate können anschliessend in herkömmlicher Art und Weise in andere Derivate umgewandelt werden. So kann z.B. ein Alkylester mit einer wässerigen Base, z.B. wässerigem Alkali bei etwa Zimmertemperatur oder unter Erwärmen zu einem Carboxylat-Salz hydrolysiert, werden; das Carboxylatsalz kann mit einer starken Säure, z.B. Mineralsäure oder Sulfonsäure zur entsprechenden freien Carbonsäure neutralisiert werden. Die Carbonsäure liefert mit einer Base ein Salz. Die Verwendung eines Halogenie-rungsmittels, z.B. Thionylhalogenid, Oxalylhalogenid, Phos-phoroxyhalogenid, oder Phosphorhalogenid in Gegenwart eines Säurefängers, z.B. Pyridin, Picolin, Triäthylamin, usw., vorzugsweise unter Abkühlen liefert ein Säurehalogenid der Carbonsäure. Ein Alkohol oder Amin zusammen mit dem genannten Säurehalogenid liefert einen Ester oder ein Amid. Anhydride der genannten Carbonsäuren mit einer Alkansäure, Sulfonsäure oder Mineralsäure können ebenfalls in herkömmlicher Weise erhalten werden. Alkalimetall- oder Erdalkalimetall-Salze können durch Neutralisieren der freien Säure oder durch Kationenaustausch hergestellt werden.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind nützlich als Zwischenprodukte für die Synthese verschiedener Produkte, z. B. von Medikamenten oder Agrochemikalien oder von Lösungsmitteln. Die genannten Säuren und Ester können z.B. verwendet werden als Lösungsmittel für organische Reaktionen, da sie geeignet sind zur Bildung von stabilen Lösungen verschiedenster Verbindungen. Ferner kann ein erfindungsgemässes Säurehalogenid, hergestellt über z.B. Ester, Carbonsäure-Salz und freie Carbonsäure mit 6-Ami-nopenicillansäure oder 7-Aminocephalosporansäure oder deren 3-Heterothiomethyl-Derivaten oder 1-Oxadethia-Analogen und zusammen mit einer Base, z. B. Triäthylamin oder Picolin zu einer wirksamen antibakteriellen Verbindung umgesetzt werden, d.h. der entsprechenden Penicillin- oder Cephalosporin-Verbindung. Solche Penicilline oder Cephalosporine können bei Patienten, welche an bakteriellen Infektionen leiden, in täglichen Dosen von 1-2 Gramm durch Injektion in drei Einzeldosen verabreicht werden. Ferner kann der Acyl-Teil der erfindungsgemässen Verbindung zur Modifikation der Struktur in verschiedensten pharmakologisch wirksamen Verbindungen oder anderen Verbindungen verwendet werden.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorligende Erfindung näher erläutern. Die dabei angegebenen Äquivalente entsprechen molaren Äquivalenten. Zum Trocknen von Lösungen wird normalerweise Magnesiumsulfat verwendet und üblicherweise wird im Vakuum eingeengt.
Beispiel 1 (Difluormethylthioessigsäure-Ester)
a) R = CH3 HSCH2COOR F2CHC1. F2CHSCH2COOR
Zu einer Lösung von 1,1 Äquivalenten Natrium in 3,2 Gewichtsteilen Methanol wird Methylthioglycolat gegeben und das Gemisch wird bei 5-30 °C während 10 bis 30 min zur Bildung des entsprechenden Natriummercaptids gerührt. Zu dieser Lösung werden 2 Mol Äquivalente Difluorchlor-methan eingeleitet. Nach 4 h bei 30 °C wird das Gemisch mit Salzsäure neutralisiert und im Vakuum eingeengt, wobei das rohe Methyl-Difluormethylthioacetat erhalten wird. Dieses kann durch Destillation weiter gereinigt werden.
Ausbeute: 51%.
Kp29 78°C.
NMR: 5™^ 7,051 (JHF = 56 Hz), b) R = C2H5 ppm HF
Eine Lösung von 1,1 Äquivalent Natrium in 5,2 Gewichtsteilen Äthanol wird mit Äthylthioglycolat gemischt und das erhaltene Gemisch wird bei 5-30 °C während 10 bis 30 min gerührt, wobei das entsprechende Natriummercaptid gebildet wird. Zu dieser Lösung werden ca. 2 Mol Äquivalente gasförmiges Difluorchlormethan geleitet. Nach 3 h bei 25-50 °C wird das Gemisch mit Salzsäure neutralisiert und im Vakuum eingeengt, wobei das rohe Äthyl-Difluorme-thylthioacetat erhalten wird. Dieses kann durch Destillation weiter gereinigt werden.
Ausbeute: 66%.
Kp35 88-91 °C.
NMR: 8^3 7,051 (JHF = 56 Hz).
Derselbe Ester kann hergestellt werden unter Verwendung von 1,2 Mol Äquivalent von Natriumäthoxid in 5,0 Gewichtsteilen N,N-dimethylformamid bei 13 °C während 5 h, gefolgt von Stehenlassen über Nacht bei Zimmertemperatur, wobei dasselbe Produkt nach Destillation erhalten wird.
Ausbeute: 57%. Kp3 47-49 °C.
Derselbe Ester kann ebenfalls hergestellt werden unter Verwendung von 1,2 Mol Äquivalenten Natriumäthoxid in 6,3 Gewichtsteilen Dimethoxyäthan während 4 h bei 10 °C, wobei Äthyl-Difluormethylthioacetat erhalten wird.
Ausbeute 67% Kp3 42-47 °C.
Beispiel 2
(Monofluormethylthioessigsäure)
pnu pi
HSCH2COOR 2 . FCH2SCH2COOR
a) R=C2H5
Zu einer Lösung von 1 Mol Äquivalenten Natriumäthoxid in 4,9 Gewichtsteilen N,N-dimethylformamid wird Äthylthioglycolat zugegeben und das Gemisch bei 5-30 °C während 10-30 min gerührt, wobei das entsprechende Natriummercaptid erhalten wird. Zu dieser Lösung werden 2 Mol Äquivalente Fluorchlormethan geleitet, worauf nach Stehenlassen während 1 h bei 20-37 °C das Reaktionsgemisch mit Salzsäure neutralisiert und im Vakuum eingeengt wird. Das erhaltene rohe Äthyl-fluor-methylthio-acetat wird durch Destillation gereinigt.
Ausbeute: 49%.
Kp19 86 °C.
NMR: 5^ 5,58 d (JHF = 52 Hz).
b) R = CH(C6H5)2
Zu einer Lösung von 1 Mol Äquivalenten Natriumhydrid in 4,7 Gewichtsteilen Dimethylformamid wird Diphe-nylmethylthioglycolat gegeben und das Gemisch wird bei 5 °C bis 30 °C während 10 bis 30 min gerührt, wobei das entsprechende Natriummercaptid erhalten wird. Zu dieser Lösung werden 2 Mol Äquivalente Fluorchlormethan geleitet, worauf nach einer Stunde bei 20 °C das Gemisch mit Salzsäure neutralisiert und im Vakuum eingeengt wird, wobei das rohe Diphenylmethyl-monofluormethylthioacetat erhalten wird.
Ausbeute: 87%.
NMR: S^C'3 5,48 d (JHF = 51 Hz).
Beispiel 3 (Freie Säure)
IC OT-T
f2chsch2cooc2h5 ^^f2chsch2cooh
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Eine Lösung von 1,12 Äquivalenten Äthyl-Difluorme-thylthioacetat in wässeriger 25%iger Kaliumhydroxid-Lösung wird bei Zimmertemperatur während 2 bis 3 h gerührt. Das Reaktionsgemisch, enthaltend das entsprechende Kaliumsalz als wässerige Lösung wird mit Äther überschichtet, mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1 bis 2 gebracht und mit Natriumchlorid gesättigt. Die abgetrennte Ätherphase wird mit Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt. Das Produkt wird während einiger Zeit im Vakuum gehalten um flüchtige Verunreinigungen zu entfernen, worauf die Fluormethylthioessigsäure erhalten wurde.
Ausbeute: 97%.
NMR: 5d<3 6,951 (J = 56 Hz) 1 H, 3,6s2H, 10, 55slH
ppm
Beispiel 4 (Säurehalogenid)
f,chsch2cooh pcl
-F,CHSCH,COCl
IR: v
.film
1800 cm
Beispiel 5 (Ester)
F,CHSCH,COCl
ROH
F,CHSCH,COOR
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Zu einer gerührten und mit Eis gekühlten Lösung von 1,2 Äquivalenten t-Butanol und 1,3 Äquivalenten Pyridin in 5 Gewichtsteilen Dichlormethan wurde tropfenweise Difluor-methylthioacetylchlorid gegeben und das Gemisch während 4 h gerührt. Dann wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingeengt. Die verbleibende Flüssigkeit wurde destilliert und ergab t-Butyl-difluormethylthioacetat in Form eines Öls.
Ausbeute: 48,6%
NMR: öSD3 6,931 (JHF = 54 Hz).
Zu einer Lösung von 15 Gewichtsteilen Difluormethyl-thioessigsäure in Äther wird unter Abkühlen mit Eis 1 Äquivalent Phosphorpentachlorid gegeben und das Gemisch wird bei 5 bis 15 °C während 2 h gerührt. Das Gemisch wird anschliessend zur Trockne eingeengt, in 9 Gewichtsteilen Tetrachlorkohlenstoff gelöst und im Vakuum zur Entfernung des Phosphoroxychlorids eingedampft. Die verbleibende Flüssigkeit wird im Vakuum destilliert und ergab Difluor-methylthioacetylchlorid.
Ausbeute: 93,2%
Kp13 42-50 °C farbloses Öl.
IR: v
,film ppm
1730 cm"
15
b) R = p-Methoxybenzyl
Zu einer gerührten und mit Eis gekühlten Lösung von 1,2 Äquivalenten p-Methoxybenzyl-Alkohol in 5 Gewichtsteilen Dichlormethan wurde tropfenweise Difluormethylthioace-tylchlorid gegeben und das Gemisch während 4 h gerührt. Das Gemisch wurde anschliessend mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingeengt. Die verbleibende Flüssigkeit wurde destilliert und ergab p-Methoxybenzyl-difluormethyl-thioacetat in Form eines Öls.
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30
IR: v c)R=C2H5OC2H4
Ausbeute: 80,4%
NMR: 8™a> 6,851 (JHF = 56 Hz).
.film
1738 cm"
Zu einer gerührten und mit Eis gekühlten Lösung von 1,2 Äquivalenten 2-Äthoxyäthanol und 1,3 Äquivalenten Pyridin in 5 Gewichtsteilen Dichlormethan wurde tropfenweise Difluormethylthioacetylchlorid gegeben. Nach Rühren wäh-35 rend 4 h wurde das Gemisch mit Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Die verbleibende Lösung wurde destilliert und ergab 2-Äthoxyäthyl-difluormethylthioace-tat in Form eines Öls.
Ausbeute: 60%.
NMR: 8°cmD'3
ppm
7,01 (JHF = 56 Hz).
a) R—1—C4Hg
IR: v film
1738 cm"
Beispiel 6 (Thiolester)
F2CHSCH2C0C1
H il
î' Il
3
f F2CHSCH2COS-
Zu einer gerührten und mit Eis gekühlten Lösung von Natrium-l-Methyl-5-tetrazolylmercaptid in 10 Gewichtsteilen Wasser wurden tropfenweise 0,83 Äquivalente Difluormethylthioacetylchlorid gegeben. Nach 3 h wurde das Gemisch mit Dichlormethan extrahiert. Die Extraktionslösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wurde auf Silikagel chromatogra-
phiert und ergab 5-Difluormethylthioacetyl-thio-l-methylte-trazol.
Ausbeute: 70% NMR: 5cdc'3
ppm
6,95 t (JHF = 55 Hz).
IR: v
.film
1718,1750 cm"
5
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Beispiel 7 (Amid)
F2CHSCH2C0C1 ^S-Amid a) Amin=Morpholin
Zu einer Lösung von 2,5 Äquivalenten Morpholin in 5 Gewichtsteilen Dichlormethan wurde tropfenweise und unter Abkühlen mit Eis Difluormethylthioacetylchlorid gegeben und das Gemisch anschliessend während 3 h stehen gelassen, mit Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingeengt. Das zurückbleibende Öl war 4-(Difluor-methylthioacetyl)-morpholin.
Ausbeute: 39,5%
NMR: 5®ci3 6,93 t (JHF = 56 Hz).
IR:vmTx 1640 cm"1.
b)Amin= Anilin
Zu einer gerührten Lösung von 2,5 Äquivalenten Anilin in 5 Gewichtsteilen Dichlormethan wurde tropfenweise Difluormethylthioacetylchlorid unter Abkühlen mit Eis zugegeben und das Gemisch wurde dann während 3 h stehen gelassen. Anschliessend wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingeengt. Das erhaltene Öl war Difluormethyl-thioacetoanilid.
Ausbeute: 88,8%, SMP. 58-61°C.
NMR: 5ppmCl3 6'88 1 (JHF = 56 Hz>-IR: v™c'3 1688 cm-1.
c) Amin=6-APA
Zu einer gerührten mit Eis gekühlten Lösung von 1,1 Äquivalenten 6-Aminopenicillansäure in 3,5 Äquivalenten wässeriger Natriumhydrogencarbonatlösung wurde tropfenweise eine Lösung von Difluormethylthioacetylchlorid in Äther (5 Gewichtsteile) gegeben und das erhaltene Gemisch wurde während 40 min gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Äthylacetat gewaschen, mit Salzsäure auf pH 2 angesäuert und mit Äthylacetat extrahiert. Die Extraktionslösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingeengt und ergab 6-(Difluormethylthioacetamido)-penicillansäure.
Ausbeute: 66%
NMR: 5™f0CD> 7,03 t (JHF = 57 Hz), 5,32 q (J = 7,2; 4 Hz), 5,27 d(J = 4 HZ) 2 H, 4,37slH, 3,68s2H, l,58s3H, l,65s3H.
Beispiel 8 (Anhydrid)
r2chsch2c0c1 rcoqh f2chsch2co-o-ocr
R = Isobutyl
Zu einer gerührten Lösung von 1,4 Äquivalenten Triäthylamin und 1,3 Äquivalenten Isovaleriansäure in 5 Gewichtsteilen Tetrahydrofuran wurde tropfenweise Difluormethylthioacetylchlorid bei — 30 °c zugegeben und das erhaltene Gemisch wurde während 1 h stehen gelassen. Nach Entfernen der ausgeschiedenen Kristalle durch Filtrieren wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum eingeengt und ergab Difluormethylthioessigsäure-Isovaleriansäure-Anhy-drid.
Ausbeute: 83,6%.
NMR: «gO. 6,921 (JHF = 56 Hz).
IR:vm« 1820,1750 cm-1.
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Claims (2)

647758 PATENTANSPRÜCHE
1. Monofluormethylthioessigsäure und Difluormethyl-thioessigsäure, sowie deren funktionellen Derivate an der Carboxygruppe.
2. Verbindung nach Anspruch 1 in Form eines Salzes, eines Esters, eines Amids, eines Halogenids oder eines Anhydrids.
CH8257/81A 1980-12-26 1981-12-23 Fluormethylthioessigsaeure-verbindungen. CH647758A5 (de)

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