379

Polare Bindu ngssysteme

30817.5

Isolierung des Produktes der abgewandelten LB-Reaktion

500 mg Androst-3,5-dien in 500 ml (!) Chloroform mit 250 ml (!) abgewandeltem LiebermunnReagens versetzen. Reaktionszeit 7 h. Nach Zugabe von Eiswasser schligt blaugriine Farbe nach Gelb um.Chloroformphase mit Wasser und Natriumhydrogencarbonat neutral waschen. Nach Trocknen uber Kieselgel chromatographieren; FlieOmittel: Petrolather/Benzol (1 : 1). Die erste eluierte gelbe Fraktion auffangen, i. Vak. einengen, Ruckstand in Chloroform losen und uber Sephadex LH 20 chromatographieren. FlieOmittel: Chloroform/Xthanol (9 : 5). An Hand der W-Spektren und der Farbreaktion der einzelnen Eluate mit Dichloressigsaure erfolgt die Auftrennung der gelben Substanz in zwei Fraktionen. Die Molekukrgewichte wurden ms bestimmt.

Anschrift: Prof. Dr. C.H. Brieskorn, D 8700 Wiirzburg, Am Hubland

[ Ph 432 ]

R. Neidlein und R. Bottler')

Darstellung und Reaktionsverhalten polarer Bindungssysteme 11. Aus dem Institut fk Pharmazeutische Chemie und Lebensmittelchemie der Universitit Mar-

burg/L. und dem Pharmazeutisch-chemischen Institut der Universitit Karlsuhe (TH) - jetzt der Universitit Heidelberg. (Eingegangen am 13. September 1974)

Es wird die Synthese neuer acylierter Alkylmercaptc4midchloride 4a, 4b beschrieben, als Derivate die Substanzen 8a, 8b und die Sulfoniumsalze 1 l a - I Id, deren Struktur durch Abbaureaktionen und spektroskopische Untersuchungen gesichert werden konnte. Synthesis and Reactivity of Polarized Bindingsystems.,

?he synthesis of new acylated alkyl-mercapto-imidochlorides4% 4 b is described, and the derive tives &, 8b and the sulfonium salts l l a - l l d were prepared; the structure of l l a could be determined by reactions and by spectroscopical measurements.

In wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff reagieren N-(C-Chlor-S-chlormercaptomethylen-).arylamide2 mit elektrophilen Metallhalogeniden, beispielsweise Antimonpentachlorid, zu N-Acyl-S-chlormercaptonitriliumsalzen 1:3) R*-NgC-S-H'] I01

Xo

1 R' = C 1

1 Dissertation Marburg/L. 1968. 2 R. Neidlein und W. Haussmann, Arch. Pharmaz. 300, 609 (1967). 3 R. Neidlein und R. Bottler, Arch. Pharmaz. (im Druck).

380

Neidlein und Bottler

Arch. Pharmaz

Die Alkyl-mercapto-C-chlor-methy1en-carbons;iureamide 4 waren durch Spaltungsreaktion von N(Bis-athyl-mercapto-methylen-)-carbonsaureamiden2 mit Sulfurylchlorid (3) zuganglich: ~

~

-.

+ so2c12 2 ~

R-$-N=c:~~ 5 "lH5 101 4

H3Lf-CYC2H5

2

+

C2HsSC1

+ SO2

3 a: H = C6H5b: R = p-CH,-CcH,-

Diese bisher nicht beschriebenen Verbindungen 4 konnten jedoch nicht dadurch erhalten werden, daB in N-Dichlormethylen-aryl-amiden 1 Chloratom durch eine Alkyl-mercapto-gruppe substituiert wurde; Untersuchungen aus friiherer Zeit4) hatten gezeigt, daB trotz Variation der Versuchsbedingungen stets beide CI-Atome unter Bildung von N-(Bis-alkyl-mercapto-methylen-)-carbonsaureamiden2 ersetzt worden waren. Wurde daher 2 mit der aquivalenten Menge Sulfurychlorid unter Eiskuhlung in wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff zur Reaktion gebracht, so konnte nach Entfemung des Lijsungsmittels und der Nebenprodukte destillativ oder chromatographisch 4 isoliert werden. Als Reaktionsmechanismus der Spaltungsreaktion durfte nachfolgender angenommen werden: r

a

B

Y 2

i

6

s-Cl 101

I*

4 R. Neidlein und W. Haussmann, Chem. Ber. 99, 239 (1966).

381

P o k e Bindungssysteme

308f 75

Von N-(Bk-athyl-mercapto-)-methylen-arylamiden2 lassen sich die mesomeren Grenzformeln a-7 angeben, wobei bei der Spaltung das Chloranion des ,,Sulfurylchloridkomplexes" an dem positivierten C-Atom angreifen konnte. Aus dem moglicherweise gebildeten nergangeustand 6 sollte sich unter Eliminierung einer anionischen C2HS-S-Gruppe das C-Aethyl-mercapto-C-chlor-methylen-benzamid (4) bilden; gleichzeitig durfte der Zerfall des Zwischenprodukts 7 unter Bildung der entsprechenden Alkyl-sulfenylchloride und Schwefeldioxid erfolgen. Es konnte bei allen Spaltungsreaktionen dieser Art sowohl Aethylsulfenylchlorid als auch Schwefeldioxid nachgewiesen werden. Die Verbindungen 4a und 4b sind gelblich gefarbte Oele, sie zeigten in ihren IRSpektren die charakteristischen Absorptionsbanden: 4a/4b: VC=O 1686, 1698; v - ~ = 1626 ~ - cm-* (Film). Die Struktur von 4 wurde au5erdem gesichert durch Umsetzung der Verbindungen 4a sowie 4b mit 2 Mol Anilin. wobei erwartungsgema5 die C-Aethylmercapto-C-anilino-methylen-arylamide 8a und 8b entstanden.

SbCIS

9.) R = H9b) R CH3-

R ' 0 S - N SC-SC 0 pH5

I

SbCleO

lo'

1

10.) R = H

382

Neidlein und Bottler

Arch. Pharmaz.

Das aus 9a und Antimonpentachlorid erhaltene Produkt loa - eine grau-gelbe, stark hygroskopische Substanz vom Schmp. 71-73" (Zers.) - deutete auf ein Nitriliumsalz 1 hin; auch die elementaranalytischen Ergebnisse - Sb sowie C1 Gehalt - wiesen in die angenommene Richtung. Im IR-Spektrum dieses Produktes loa war jedoch im Bereich 2320-2222 cm4 die charakteristische - N g C Absorptionsbande nicht vorhanden. Da bei allen von uns bisher dargestellten Nitriliumsalzen in deren IR-Spektren diese charakteristische Absorptionsbande aufgetreten war, muf3te es sich in diesem Falle um ein Additionsprodukt des Antimonpentachlorids an 9a handeln, mijglicherweise am Schwefelatom der Aethylmercapto-gruppe der Struktur loa. Nun versuchten wir, nach der Methode von H. Meenvein und Mitarb.5)6) aus den Antimonpentachlorid-Addukten durch Zugabe von cr - halogenierten Carbondureestern Sulfoniumsalze zu gewinnen. Wurden die Addukte 10von Antimonpentachlorid an 9a sowie 9 b in wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff mit iiberschussigem crChloressigsaure-athylester bzw. Chlorameisenaure-athylester k u a e Zeit auf 45" erhitzt, so konnten die Sulfoniumsalze 1la-1 I d kristallin erhalten werden; sie waren in kleine Ampullen abgefullt, mehrere Wochen im Kuhlschrank unverandert haltbar. Die in Paraffin suspendierten Sulfoniumsalze 1la-1 I d hatten in ihren IR-Spektren folgende in Tab. 1 zusammengefassten charakteristischen Absorptionsbanden: Tab. 1 : IR-Spektren der Sulfoniurn-hexachloro-antimonate11 (Film,crn-l)).

Subst.

v-c=o

l).C=N.

1 la) llb) llc) 1 Id)

1789, 1709 1789,1712 1695 1672

1595 1597 1577 1580

Zur weiteren Sicherung der Struktur der Sulfoniumsalze 1la-1 I d wurde die Substanz 1l a in wassriger G s u n g

5 H. Meerwein, P. Laasch, R. Mersch und J. Spille, Chem. Ber. 89, 209 (1956). 6 H. Meerwein, K.-F. Zenner und R. Gipp, Liebigs Ann. Chem. 688, 67 (1965).

30817.5

Polare Bindungssysterne

383

I S Min. auf 90-100" erhitzt. Nach Abfiltrieren der Antimondure schieden sich aus dem Wasser beim Abkiihlen farblose Kristalle aus, die sich identisch erwiesen mit dem bereits von Wheeler und Mitarb.') beschriebenen N-Benzoyl-thiocarbamiddure-athylester (12); eine Vergleichsprobe wurde aus Benzoyl-isocyanat und Aethylmercaptan hergestellt. Die IR-Spektren der auf zwei verschiedenen Wegen erhaltenen Verbindung 12 waren vollig identisch. Falls die Alkyliemng bzw. Acylierung am Stickstoffatom stattgefunden hatte, waren bei dieser Spaltungsreaktion entweder Benzamid oder N-Benzoyl-amino-essig&iure-athylester erhalten worden. Dem Verband der Chemischen Industrie - Fonds der Chemie - sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, danken wir sehr fur die Forderung der Untersuchungen, den Farbenfabriken Bayer AG f~ die Bereitstellung von Chemikalien.

Beschreibung der Versuche:

e

Allg. Versuchsbedingungen und Bestimmung von Sb und U vgL3) C-Aethyl-rnercapto-C-chloro-rnethylen-benzarnid (41)

25,3 g (100 mMol) 21 werden in 50 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff gelost. Hierzu tropft man rasch unter Riihren und Kuhlen durch Eis 13,s g (100 mMol) frisch destilliertes Sulfurylchlorid - gelost in 10 ml Tetrachlorkohlenstoff. AnschlieBend wird 2 Std. bei Raumtemp. geriihrt, wobei sich die gelbe Losung durch entstandenes Schwefelchlorid rotlich f&bt. Nach Entfernen des Losungsmittels hinterbleibt eine gelbe, leicht olige Fliissigkeit. Sdp.o,os 119-121'; Ausbeute: 19,7 g = 87 % d. Th. Die Rektifikation kann auch iiber ,,AlzOJ-neutral" SC erfolgen. CloHloCINOS (227,7); Ber.: C 52,57 H 4,33 N 6,15 S 14,08; Gef.: C 52,81 H 4 3 7 N $93 S 14,26.

C-Aethylrnercapto-C-chloro-rnethylen-ptoluolylarnid (4b) Aus 21,4 g (80 mMol) 2b und 10,8 g (80 mMol) Sulfurylchlorid analog 4 e Sdp.: 115-118'; Ausbeute: 18,s g = 82 % d. Th. CloH&lNOS (241,7); Ber.: C 54,66 H 5,Ol N 5,80; Gef.: C 54,50 H 5,09 N 5,52. C-Aethyl-rnercapto-C-anilino-methylen-benzarnid (81)

2,27 g (10 d o l ) 40 werden in 20 ml wasserfreiem Benzol gelost. Hieau tropft man unter Riihren und Kiihlen mit Eis 1.9 g (20 mMol) frisch destilliertes Anilin. Nach beendeter Reaktion wird noch kurze Zeit geriihrt und die Losung eingedampft. Das zuriickbleibende d l erstarrt bald zu einer histallinen Masse, die aus wasserfreiem Methanol umkristallisiert wird. Gelbliche Nadeln. Schmp. 85-86'; Ausbeute: 2,s g = 88 % d. Th. (284,4); C~~H~~N Z O S Ber.: C 67,56 H 5,67 N 9,85; Gef.: C 67,48 H 5,92 N 9,15. 7 H.L. Wheeler und T.B. Johnson,J. Amer. chem. SOC.24, 214 (1924).

384

Neidlein und Bottler

Arch. Pharmaz.

C-Aethylmercapto-C-anilino-methylen-ptoluoylamid (8b) Aus 2.41 g (10 mMol) 4b und 1,9 g (20 mMol) Anilin analog 8 2 Umkristallisation aus wasserfreiem Methanol, gelbliche Nadeln. Schmp. 81-82'; Ausbeute: 2,8 g = 94 % d. Th. C17H18 N,O S (298,4); Ber.: C 68,42 H 6,08 N 9,39 S 10.75; Cef.: C 68,17 H 5,90 N 9,02 S 11,13.

C-Chlor-N-benzoyCimino-S-athyl-S-athoxycarbonyl-methyl-sulfoniumhexachloro--antimonot (1 la) 2,27 g (10 mMol) 9a werden in 10 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff gelost. Dam tropft man unter Ruhren bei -10' eine Losung von 2,99 g (10 mMol) Antimonpentachlorid in 5 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff innerhalb von 15 Min.; das Kaltebad wird entfernt und 1,83 g (15 mMol) Chloressigsiureathylester in 5 ml Tetrachlorkohlenstoff in etwa 15 Min. zugetropft. Man riihrt 30 Min. bei Raumtemp. in trockener Stickstoffatmosphiire und aschlieaend 90 Min. in einem auf 4S0 erwiirmten Paraffinbad. Nach Abkiihlung dunkler Niederschlag, wird vom Losungsmittel unter feuchtigkeitsausschliefiendenBedingungen getrennt und aus Methylenchlorid/Petrolather umkristallisiert. Schmp. 104-105'; Ausbeute: 2.2 g = 35 % d. Th. C14H17Cl7N03S Sb (649,3); Ber.: Sb 18,75 C1 38,22; Gef.: Sb 18,94 und 19,09 C1 37,98.

Spaltung von 1 la in wassrigem Milieu zu N-Benzoyl-thiocarbamidsiiure-Sathylester (12) Das Sulfoniumsalz l l a wird in 100 ml Wasser unter Riihren 15 Min. auf 90-100' erhitzt. Aus dem heillen Filtrat scheidet sich beim Abkuhlen N-Benzoyl-thiocarbamidaure-S-athylester (12) in farblosen, flockigen Kristallen ab. Schmp. 105-107' (Lit.: 105-107°)7).

C-Chlor-Nbenzoyl-imino-S-athyI-S-athoxycarbonyl-~lfonium-hexachloro-antimonat ( 11b) Aus 2,27 g (10 mMol) 91,2,99 g (10 mMol) Antimonpentachlorid und 1,62 g (15 mMol) Chlorameisensaureathylester analog 1la. Grau-weilles, schwach hygroskopisches Kristallpulver. Schmp. 114-116'; Ausbeute: 2,l g = 32 % d. Th. C13H15C17N03SSb (635,3); Ber.: Sb 19,17; Gef.: Sb 19,87 und 19.25.

C-Chlor-N-toluoyl-imino-S-dthyl-Siithoxycarbonyl-methyl-sulfoniumhexachloro-antimonat ( 1lc) Aus 2,41 g (10 mMol) 9b, 2,99 g (10 mMol) Antimonpentachlorid und 1,83 g (15 mMol) Chloressigsiureathylester analog 1In; doch wird nach halbstdg. Riihren bei Raumtemp. die Mischung nu? 15 Min. im Paraffinbad auf 45' erwkmt. Hellgelbes, schwach hygroskopisches Kristalk pulver. Schmp. 116-1 17' (Zers.); Ausbeute: 2.0 g = 30 % d. Th. C~~H~~CIT SbN(663,3); O ~ S Ber.: Sb 18,36 C1 37,42; Gef.: Sb 17,57 und 17,64 C1 37,66 und 36,58.

C-Chlor-N-toluoyl-imino-S-uthoxy-carbonyl-sulfonium-hexachlorantimonat ( 1Id) Aus 2,41 g (10 mMol) 9b, 2,99 g (10 mMol) Antimonpentachlorid und 1,62 g (15 mMol) Chlorameisenaureathylester analog 1la; doch wird nach halbstdg. Riihren bei Raumtemp. die Mischung nur 15 Min. im Paraffinbad auf 45' erwkmt. Gelbes, schwach hygroskopisches Kristallpulver. Schmp. 108-109' (Zers.); Ausbeute: 2,2 g = 34 % d. Th. C ~ ~ H ~ ~ C ~Sb~(649,3); N O J Ber.: S Sb 18,75; Gef.: Sb 18,39 und 18,51.

Anschrift: Prof. Dr. R. Neidlein, 69 Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 364.

[Ph 4921