DD144260A1 - Verfahren zur herstellung von 2-substituierten ethansulfonylcarbonyl-verbindungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-subGtituiertan Ethansulfonylcarbonsäurederivaten und -ketonen der allgemeinen Formel R - CK2 " CH2 “ SO2 - CH2 ™ CO - R’ worin R = S-Alkyl, S-Aryl, -NHRf OH, -OR oder CH-acide Reste und R* NK-AlkylP ΝΗ-Aryl, N(Alkvlj2, OH, OK, Alkyl oder Aryl sein können und von Verbindungen der allgemeinen Formel ^CO —. R* R” - C(OH) = C"' ^SO2 - ch2 ~ ch2 R in der R und R' die obige Bedeutung haben und R*’* = Alkyl oder Aryl sein kann. Die obigen Verbindungen sind als Zwischenprodukte in der organischen Chemie von Interesse oder können gegebenenfalls selbst praktische Bedeutung erlangen; Das Ziel der Erfindung ist es, diese zura, großen Teil neuen Verbindungen aus technisch verfügbaren Ausgangsverbindungen je nach Wahl des Reaktionspartners und der Bedingungen relativ einfach herzustellen, Das erfindungsgemäße. Verfahren beruht auf einer Reaktion zwischen 5.6-Dihydro~1.4- oxathiin-4.4-dioxiden und nucleophilen Reagenzien in einem basischen Milieu. Dabei kann je nach, gewünschtem Reaktionsverlauf in einem polaren protischen oder in einem anderen Lösungsmittel, z.B, Benzol, gearbeitet werden. Durch Ringspaltung und Folgereaktionen werden die oben genannten Verbindungen meistens in guten Ausbeuten erhalten.

Description

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Beschreibung der Erfindung

Titel der Erfindung: Verfahren zur Herstellung von 2-sub-

stituierten Ethansulfonyl-carbonyl- ' Verbindungen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

'Die Erfindung ist zur Synthese von zum groiSen Teil neuen 2-substituierten Ethan-1-sulfonyl-carbonsäure-derivaten und -ketonen anzuwenden, die z.B. als Zwischenprodukte in der organischen Chemie eingesetzt werden oder ggf. selbst praktische Bedeutung erlangen können.

Charakteristik der bekannten Lösungen; Es sind bereits einige Vertreter der oben genannten Verbindungsklasse bekannt. So ist beispielsweise 2-Nitroethansul~ fonyl-essigsäuremethylester ausgehend von Thiodiglykolsäure erhalten worden. Eine andere bereits bekannte Verbindung dieser Art ist 2-Hydroxyethansulfonyl-essigsäure, die durch Spaltung von Ethylen-bis-sulfon-essigsäure mit verdünnter Natronlauge synthetisiert werden kann.

Die Synthesen dieser Verbindungen sind vielfach aufgrund der Kompliziertheit der Rohstoffe oder der-umständlichen Verfahrenswege technisch schwer zu realisieren.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, 2-substituierte Ethansulfonylcarbonsäure-derivateauf einfache Weise und aus technisch , verfügbaren Ausgangsstoffen herzustellen. Durch Verwendung einer zugänglichen Rohstoffbasis sollen neue Vertreter der genannten Verbindungsgruppe erschlossen v/erden.

Wesen und Merlanale der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synthese von zum großen Teil neuen 2-substituierten Ethan-1-sulfonylcarbonsäure-derivaten und -ketonen der aligemeinen Formai

R- CH₉ - CH₉ - SO₉ - CH - C - R' ^d .· * I H

R" O

worin R = S-Alkyl, S-Aryl, -NHR₅ -NR₂, -OH, OR oder CH-acide Verbindungen wie Aldehyde, Ketone, ß-Diketone, ß-Ketonsäure-derivate, ß-Dicarbonsäure-derivate u.a. und

R^f = NH - Alkyl, -NH-Aryl, -N(Alkyl)₂, OH, OR,Alkyl, AJryl-

sein können und

.R" κ H oder CH₀CO bedeuten, v/obei in letzterem Falle, die'Verbindung auch in der tautomeren Enolform vorliegen kann.

Diese Verbindungen können in vielen Fällen überraschend glatt durch die Umsetzung von 5.6-Dihydro-1*4~oxathiin-4.4-dioxiden mit nucleophilen Reagenzien erhalten werden (siehe Formalbild in der Anlage), Dabei wird vorzugsweise in alkoholischer oder alkoholisch-wäßriger Lösung gearbeitet. Es ist aber teilweise auch möglich, andere polare und unpolare Lösungsmittel zu verwenden. Hierdurch kann ggf. der Verlauf . der Reaktion beeinflußt werden.

Entsprechend dem Reaktionspartner kann die Reaktion unter Kühlen, bei Raumtemperatur oder in der Siedehitze durchgeführt werden. Dabei ist es notwendig, ein basisches Milieu einzuhalten, was durch die Anwendung von anorganischen oder organischen Basen (z.B. Alkalihydroxide oder tertiäre Amine) erreicht wird. Auch die unterschiedliche B^sizität kann den Verlauf der Umsetzung beeinflussen. Die Gegenwart basischer Katalysatoren ist naturgemäß nicht erforderlich, wenn die Basizität des Reaktionspartners für die Umsetzung ausreicht, wie es z. B* bei Aminen der Fall ist.

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Der bemerkenswerte Reaktionsverlauf, durch den eine Vielzahl bisher nicht beschriebener Verbindungen zugänglich wird, läßt sich möglicherweise dadurch erklären, daß durch die Ba-• se die Ablösung eines Protons aus dem 5,6-Dihydro-1.4-oxathiin-4.4-dioxid erfolgt. Als mesomere Grenzstruktur des entstandenen Carbanions resultiert'ein Vinylsulfon, das dann als außerordentlich reaktionsfähige Verbindung den nucleophilen Reaktionspartner addiert.

Das entstehende Additionsprodukt ist unter diesen Bedingungen meistens nicht stabil und unterliegt Polgereaktionen (Säurespaltung, Ketonspaltung) unter Bildung des 2-substit.uierten Ethansulfonyl-essigsäure-derivates bzw. des entsprechenden Ethansulfonylacetons. .

Dieser Re; Dihydro-2-

,ktionsverlauf ist insofern überraschend, als 5,6-methyl-1. 4-oxathiin-3-carbonsäureanilid unter den

angegebenen Bedingungen - z.B. mit Mercaptanen in Gegenwart von Alkalihydroxid nicht - und mit Aminen nach einem anderen Mechanismus unter Bildung von 2-Hydrcxyethylthio-ß-aminocrotonsäureaniliden reagiert.

Die für die Synthese notv/endigen Ausgangsprodukte sind technisch zugänglich und werden auf dem Markt gehandelt. So findet beispielsweise das 5. ö-Dihydro^-methyl^-carboxanilido-1,4-oxathiin-4.4-dioxid als fungizides Pflanzenschutzmittel Verwendung. Zu bemerken ist, daß die Umsetzungen mit CH-aciden Verbindungen wegen der großen Zahl von unter, diesen Bedingungen möglichen riebenreaktionen generell mit ungünstigeren Ergebnissen verlaufen, Jedoch unter bestimmten Voraussetzungen durchaus zu definierten Verbindungen führen. Die Schwierigkeiten treten auch bei den Reaktionen auf, bei de- nen Ausgangsprodukte verwendet worden, die im Oxathiinring an Stelle der Ämidfunktion die reaktionsfähigeren Carboxy- bzw, Carbethoxygruppen enthalten. Die in den Ausführungsbeispielen genannten Ausbeuten sind nicht optimiert, so daß es durchaus möglich ist, sie zu erhöhen. Die angeführten Verbindungen wurden durch Elementaranalysen, IR-Spektrsn, z.T. auch durch Ivlassenspektren und I*^TMR-Spektren identifiziert.

2-(p-Chlorphenylthio)-ethansulfonyl-acetaniiid 26,8 g (0,1 rnol) 5. 6~Dihydro-2~methyl~3~carboxanilido~1, 4-oxathiin~4*4-diöxid(1) wurden in 100 ml Ethanol in Gegenwart von 2 g KOIi mit 29 g (0,2 mol) p~Chlorthiophenol 2,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt« Nach den Abkühlen fielen weiße, glänzende Kristalle aus, die abgesaugt, getrocknet

• und aus Ethanol umkristallisert wurden* Ausbeute: 28,5 g (77,2 % d.Th.), F.: 155-156,5 ⁰C (C₂H₅OH)

Beispiel^ -

2~(n~0cylthio)-ethansulfonyl-acetanilid nach Vorschrift Ί bei Einsatz von n-Octylmercaptan Ausbeute: 28,1 g (76 % d.Th.), F.: 119-120,5 ⁰C (C₂H_r0H)

2-(LIorpholino)-ethansulJLonyl-acetanilid 26,8 g (0,1 mol) 1 wurden mit 17,4 g (0,2 mol) Liorpholin in 150 ml Ethanol 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das Gemisch wurde in V/asser gegossen. Der Rückstand wurde nochmals mit Y/asser gewaschene !lach der kristallisation wurde abgetrennt und aus Methanol umkristallisiert,-Ausbeute: 16,8 g (54 % d.Th.), P.: 132-133 °G (CgHpOH)

2~Hydr oxy ethansulf onyl--ac et anilid

• 26,8 g (0,1 rnol) 1 wurden mit 2 g KOH in 100 ml Ethanol uriter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen setzte sich eine zähe Masse ab, die mit Wasser gewaschen wurde. !Jach dem Pestwerden wurde aus Ethanol umkristallisiert.

Ausbeute; 2O₅3 g (83,5 % d.Th.), P. >^f 153-.157 ⁰O (C₂II₅OH)

Bis-2-(ethansulfonyl-acetanilido')~raalonsäure-ethylester~- amid "

Zu einer Lösung aus 5,7 g (0,05 rnol) Cyanessigsäureethyl-, ester, 2'5 ml Methanol und 0,5 g KOII "wurde eine gesättigte Lösung von 0,05 mol 1 in Methanol gegeben.

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Es wurde-1 Stunde unter Rühren und Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Gemisch in Eiswasser gegossen. Der sich nach einiger Zeit bildende Niederschlag wurde abgesaugt und umkristallisiert

Ausbeute : 10,3 g (71 % d.Th.) · F.: 158-166 ⁰C (C₂H₅OPI)

2-(p-Chlorphenylthio)-ethansulfonyl-aceton 9,6 g (0,05 mol) 5,6-Dihydro-2-methyl~3-carboxy-1.4-oxathiih-4.4-diozid wurden mit 14,5 g (0,1 mol) p-Chlorthiophencl und 3,8 S (0,07 mol) KOH in 50 ml "Ethanol 2,5 Stunden unter Rühren und Rückfluß erhitzt. Aus dem Reaktionsgemisch fielen 'Kristalle aus, die durch Umkristallisation aus Ethanol gereinigt wurden. · · Ausbeute:3,4 g (23 % d.Th.) P._s 75-76 ⁰C

Beispiel 7

Kaliumsalz der 2-(p-Chlorphenylthio)-ethansulfonyl-essigsäu-

11 g (0,05 mol) 5.6-Dihydro~2-inethyl-3-carbethoxy-1.4-oxathiin-4.4-dioxid,_i 2,8 g (0,05 mol) KOH, 14,5 g (0,1 mol) p-Chlorthiophenol und 50'ml Ethanol wurden 2,5 Stunden er- · hitzt. Nach dem Abkühlen fielen aus dem Gemisch weiße glänzende Kristalle aus. Anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Aus dem Rückstand wurde durch Umkristallisa-. tion aus CoHcOH weiteres Salz isoliert.

Ausbeute; 5,9 g (31,5 % d.Th.) P._: 165-170 ⁰C

2-(2^!-(p-Chlorphenylthio)-ethansulfonyl.)-3-hydroxycrotonsäüreethylester

11g (0,05 mol) 5,6-Dihydro-2-methyl-3-carbethoxy-.1.4~oxathiin-4.4-dioxid, 7₅3 g (0,05 mol) p-Chloi-thiophenol, 2 ml Triethylamin Lind 50 ml Benzol wurden 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Der Rückstand kristallisierte nach längerem Stehen und wurde aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 10 g (55 % d.Th.) F..: 95-98 ⁰C

Claims (2)

1, Verfahren zur Herstellung von 2~substituierten Ethan-1~ sulfonylcarbonylverbindungen der allgemeinen Formel

R - CHo ·- CHp - SO₉ - CH₉ -C-R' ·

^ά - H
•0

in der R = S-Alkyl, -S-Aryl, -KH-Alkyl, -N(Alkyl)₂, ein N-haltiger Heterocyclus, OH, OR oder-C-H-acide Verbindüngen wie z.B. Ketone, Aldehyde, ß-Dik'etone, ßlCe to säurederivate, ß-Dicarbons.äurederivate, Cyanessigsäurederivate und R' = OH, -O-Alkyl, -O-Aryl, -HH-Aryl, -N-(Alkyl)p, Alkyl oder Aryl bedeuten, und Verbindungen der allgemeinen Formel

R - CH₂ - CH₂ - SO₂ - C - C - R'

Il Il

» co .

R" OH

in der R und R' die obige Bedeutung haben und R" = Alkyl- oder Arylgruppen sein können, dadurch gekennzeichnet, daß ein 5. 6-"Dihydro-1.4-oxathiin~4.4-dioxid ^er allgemeinen Formel ' .

R"

in der R" = H, Alkyl oder.Aryl und Rt - OH, O-Alkyl, 0-Ar'yl, NH-Alkyl, NH-Aryl- oder N(Alkyl)₂ sein können mit nucleophilen Substanzen wie z.B.' Mercaptanen, iuninen, Alkoholen, C-H™aciden Verbindungen (Ketone, Aldehyde, ß-JDiketone, ß-Ketosäurederivate, ß-Dicarbonsäurederivaten, Cyanessigsaurederivate u.a.)'umgesetzt wird.

Punkt 1, ' '

2, Verfahren nach jtrrnprutrtr"?·, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in basischem Milieu, durchgeführt wird.