DE1643492C3 - 1,3,5 Tnthiacyclohexane und deren Herstellung - Google Patents

Description

in der Y eine einfache Bindung oder eine — (CH₂)₅-Gruppe darstellt und R für den Fall, daß Y eine einfache Bindung ist, folgende Bedeutung hat: CH₃-, n-C_I4H_M-, C₆H₅-CH₂-, 1-Hydroxycyclooctyl(l)-, Hydroxy-diphenylmethyl- oder Äthoxycarbonyl- und, falls Y eine -(CH₂)₅-Gruppe ist, den 1,3,5-Trithiacyclohexyl(2)-rest bedeutet.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Trithiansalz der allgemeinen Formel

in der M Lithium, Natrium oder Kalium bezeichnet, mit einem Methyl-, n-Tetradecyl- oder Benzylhalogenid- oder -sulfonat, mit Cyclooctanon oder Benzophenon, einem Halogenameisensäureäthylester oder mit einem 1,5 Dihalogenpentan umsetzt.

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Die Erfindung betrifft neue 1,3,5-Trithiacyclohexane, die als Ausgangsstoffe zur Herstellung von Carbonylverbindungen verwendbar sind.

Aldehyde und Ketone sind eine wichtige Klasse von Carbonylverbindungen. Viele dieser Verbindungen werden als Zwischenprodukte in organischen Synthesen verwendet, und andere werden vielfach in der chemischen Industrie eingesetzt. Verschiedene Aldehyde und Ketone werden zur Herstellung von Geruchsstoffen verwendet; andere dienen als Geschmacksstoffe, Duftstoffe und Lösungsmittel. Gewisse 1,2- und 1,3-Diketone oder deren Derivate, z. B. Acetylaceton und Dimethylglyoxim, bilden beständige Chelatverbindungen mit verschiedenen Metallkationen und werden infolgedessen als analytische Reagenzien verwendet. Andere Verbindungen, welche Carbonylreste tragen, z. B. Keto- und Aldehydsäuren, Acetale, Alkohole und Ester, werden in weitem Umfang als Zwischenprodukte in organischen Synthesen eingesetzt.

In vielen Fällen sind Vertreter der genannten Carbonylverbindungen nur aus mehreren, unzusammenhängenden Ausgangsstoffen erhältlich und selbst dann nur mit Hilfe völlig verschiedener Reaktionstypen. Es gibt keine einzige leicht erhältliche Zwischenverbindung, welche einen leichten Zugang zu den Vertretern dieser verschiedenen Typen von Carbonylverbindungen gestatten würde.

Die erfindungsgemäßefi 1,3,5-Trithiacyclohexane hingegen bieten eine bequeme und neuartige Synthese-Methode zur Herstellung verschiedener Typen von Carbonylverbindungen. Es wurde nämlich gefunden, daß man dieses Ziel dadurch erreicht, daß man Salze des 1,3,5-Trithiacyclohexans (im folgenden mit 1,3,5-Trithian bezeichnet) herstellt und diese mit verschiedenen Typen von organischen Verbindungen zu 2-substituierten 1,3,5-Trithianen umsetzt. Bei der hydrolytischen Zersetzung liefern diese 2-substituierten 1,3,5-Trithiane Carbonylverbindungen. Die erfindungsgemäßen Ausgangsstoffe ermöglichen daher einen bequemen und vielseitigen Weg zur Herstellung von Carbonylverbindungen, welche sonst nur mit beträchtlichen Schwierigkeiten erhältlich wären.

Gegenstand der Erfindung sind somit neue 1,3.5-Trithiacyclohexane der allgemeinen Formel

/\
S S

S Y-R

in der Y eine einfache Bindung oder eine — (CHi)₅-Gruppe darstellt und R für den Fall, daß Y eine einfache Bindung ist, folgende Bedeutung hat: CH_r. n-C_I4H₂₉-, C₆H₅-CH₂-, l-HydroxycyclooctyKl)-, Hydroxy-diphenylmethyl- oder Athoxycarbonyl- und. Tails Y eine — (CH₂)₅-Gruppc ist, den 1,3,5-Trithiacyclohexyl(2)-rest bedeutet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Trithiansalz der allgemeinen Formel

S S

in der M Lithium, Natrium oder Kalium bezeichnet, mit einem Methyl-, n-Tetradecyl- oder Benzylhalogenid- oder -sulfonat, mit Cyclooctanon oder Benzophenon, einem Halogenameisensäureäthylester oder mit einem 1,5-Dihalogenpentan umsetzt.

Die hydrolytische Zersetzung dieser 2-substituierten Derivate der 1,3,5-Tritiiiane liefert die gewünschten Carbonylverbindungen.

1,3,5-Trithian kann aus Formaldehyd und H₂S hergestellt werden.

Es wurde gefunden, daß 1,3,5-Trithian in das Natrium-, Kalium- und Lithiumsalz umgewandelt werden kann, indem man es mit einer Base in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa —50 bis 0°C umsetzt. Die Umsetzung verläuft ohne Zweifel so, wie es in der folgenden Gleichung dargestellt ist:

50 bis 0⁰C

[ I- + MB

S S inert. Lösm.

M = Li, Na, K.

B = NH₂-, H-, Phenyl-, niedere Alkyl- oder niedere Alkoxygruppe.

Die Anwesenheit der Schwefelatome auf jeder Seite der Kohlenstoffatome verstärkt die Azidität der

IB) X-R^a-X —

(D

Hydrolyse

(2)

il

(C) R-¹-C-R⁴

Hydrolyse
(2)

anhängenden Wasserstoffatome und stabilisiert das tiehildete 1,3,5-Trithiancarbanion.

Zu den Basen, die sich für die Herstellung der

1,3,5-Trithiansalze als; brauchbar erwiesen haben, gehören die Amide, Hydride und niederen Alkoxide

und Alkylide von Natrium, Kalium und Lithium, obgleich die bevorzugten Basen η-Butyl- und Phenyl-

Lithium sind. Die Umsetzung kann in einem inerten Lösungsmittel durchgeführt werden, welches weder mit den Reaktionsteilnehmern reagiert noch in ir- |₀ nendwelcher Weise den Verlauf der Umsetzung stört.

Wenn die Natrium-, Kalium- und Lithiumamide verwendet werden, ist das bevorzugte Lösungsmittel flüssiges Ammoniak, während sich für die anderen Basen wasserfreie Äther als besonders brauchbare Lösungsmittel erwiesen haben.

Zu diesen Äthern gehören Tetrahydrofuran, Dimethyl- und LV.äthyläther, 1,2-Dimethoxyüthan und Diüthylenglycoidimethyläther. Obgleich andere Äther sowie andere inerte, nicht reagierende Lösungsmittel verwendet werden können, wird Tetrahydrofuran bevorzugt.

Für die meisten synthetischen Zwecke wird die

Verwendung von 1,3,5-Trithian!uhium bevorzugt. In

einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des 25 (D) HaI-CO-OR⁵ 1,3,5-Trithianlithiumsalzes wird eine äquivalente Menee einer Lösung aus n-Butyllithium im n-Hexan zu einer gerührten, feinverteilten Suspension des 1,3,5-Trithians in wasserfreiem Tetrahydrofuran gegeben, welche unter Stickstoff ^j nd bei einer Tempe- 30 ratur von -50⁰C gehalter wird Man läßt die Temperatur auf — 20⁰C ansteigen und rührt das Gemisch bei dieser Temperatur, bis das gesamte 1,3,5-Trithian reagiert. Etwa 2 bis 3 Stunden sind ausreichend, und man erhält gewöhnlich eine klare, farblose Lösung 35 des 1,3,5-Trithiansalzes. Das 1,3,5-Trithiansalz braucht nicht abgetrennt zu werden, sondern kann, was meist geschieht, direkt in situ mit den genannten Halogenoder Carbonylverbindungen zu den 2-substituieiten 1,3.5-Trithianen umgesetzt werden. Die hydrolytische 40 Zersetzung dieser letzteren Verbindungen ist ein bequemer Weg zur Erzielung verschiedener Carbonylverbindungen. Die Reaktionsmechanismen, an denen die 1.3.5-Trithiansalze, oder genauer die 1,3,5-Tri-

O = CH-R² —CH = O

R-¹

OH

O = CH-C

OH

O
C-OR⁵

Hydrolyse
(2)

= CH-COOR⁵

Li, K, Na.

NH₂, H, niederer Alkyl- oder Alkoxyrest, Phenylrest.

Alkylrest.

Alkylenrest.

R³, R⁴ = Alkyl- oder Phenylrest oder gemeinsam

Alkylenrest.
R⁵ = Alkylrest.

Die Reaktionsfolge A, Gleichung 1, erläutert die

uic !,j.j-inu.ii...«,^, v,_Uw ₆v...uuw _u.^ .,.._w ... Umsetzung des 1,3,5-Trithiancarbanions mit den

thiancarbanionen (da diese die reagierenden Ver- 45 Alkyl- und Arylalkylbromiden, -chloriden, -jodidcn

bindungen sind) teilnehmen, ähneln in auffallender und Arylsulfonaten. Die Umsetzung kann auch mit

Weise denen der Grignard-Reagenzien. In der Tat Verbindungen durchgeführt werden, welche zwei er-

ist es in vielen Fällen möglich, den Verlauf der Um- setzbare Gruppen enthalten, wie in Gleichung 1 von

setzung des Trithiancarbanions mit einer gegebenen Reaktionsfolge B gezeigt ist, z. B. mit Alkylendibro-

organischen Verbindung vorauszusagen, indem man 50 miden oder -dichloriden.

das Verhalten der letzteren Verbindung gegenüber Bei der Durchführung der in Gleichung 1 der

einem Grignard-Reagersz untersucht. Reaktionsfolgen A und B erläuterten Alkylierungs-

Nachstehend ist ein Reaktionsschema angegeben. reaktionen wird das 1,3,5-Trithiansalz hergestellt und

welches die erfindungsgemäßen Produkte und die in situ mit etwa einem Äquivalent der entsprechenden

durch hydrolytische Zersetzung dieser Produkte er- 55 Alkylierungsverbindung umgesetzt. Die Alkylierungs-

haltenen Carbonylverbindungen darstellt:
Umsetzung des Trithiansalzes mit:

(A) R'-X-(D

Hydrolyse
(2)

R¹CH = O

verbindung wird direkt zu der gerührten Salzlösung gegeben, welche eine Temperatur von etwa -50 bis 25⁰C hat, obgleich in den meisten Fällen eine Temperatur zwischen - 20 und 0° C bevorzugt wird.

Das Reaktionsgemisch wird mehrere Stunden unter Stickstoff gerührt, in Wasser gegossen und das Produkt mit Äther extrahiert. Nach dem Abtrennen des Äthers kann das substituierte 1,3,5-Trithian nach herkömmlichen Methoden, z. B. Kristallisation, Sublimation oder Destillation, gereinigt werden.

Die hydrolytische Spaltung der neuen 1,3,5-Trithian-derivate stellt eine bequeme Methode zur Bildung einer Vielzahl von Carbonylverbindungen dar.

Eine Untersuchung des obigen Reaktionsschemas läßt klar die Verbindungstypen erkennen, die hergestellt werden können. Zum Beispiel liefert die hydrolytische Zersetzung der bei der Umsetzung von 1,3,5-Trithiansalzen mit Alkyl- und Arylalkylbromiden, -jodiden und Arylsulfonaten erhaltenen Derivate Aldehyde.

Einige der bei der hydrolytischen Spaltung der 1,3,5-Trithianderivate angewandten Methoden sind bereits früher beschrieben und zur Hydrolyse von gem-Dialkylmerkaptalen angewandt worden.

Bei einer Ausfuhrungsform wird das Trithianderivat mit Quecksilber(II)-chlorid in einer wäßrigen Alkohollösung erhitzt, gewöhnlich auf Rückflußtemperatur. Wenn der entstehende Aldehyd eine säureempfindliche Gruppe enthält, wird gewöhnlich Quecksilber(II)-oxid dem Gemisch zugesetzt. Dieses Verfahren ist im wesentlichen dem ähnlich, das von J. E η g I i s h und P. H. Grisold in J. Am. Chem. Sie, 67, 2039 (1945), beschrieben worden ist. Nach mehrstündigem Erwärmen des 1,3,5-Trithianderivats mit Quecksilber(II)-chlorid wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt und das Produkt mit siedendem Äther oder Pentan extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt, gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei die gewünschte Carbonylverbindung erhalten wird. In solchen Fällen, in denen Quecksilber(II)-oxid verwendet worden ist, wird die Carbonylverbindung gewöhnlich als das entsprechende Dialkylacetal erhalten.

Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man das Trithianderivat mit überschüssigem Chlor oder Brom, vorzugsweise Brom, in wäßriger Essigsäure umsetzt, die eine geringe Menge Mineralsäure enthält. Nachdem die Umsetzung abgeschlossen ist, wird das Reaktionsgemisch mit Wasser verdünnt und das überschüssige Halogen mit Natriumsulfit zersetzt; danach wird das Produkt mit einem Lösungsmittel extrahiert. Diese Methode ist ähnlich der von W e y g a η d u.a. in Chem. Ber, 90, 1230 (1957), sowie 91, 1040 (1958), beschriebenen.

Die hydrolytische Zersetzung der 2-substituierten 1,3,5-Trithiane kann auch nach einem anderen Verfahren vorgenommen werden. Es wurde gefunden, daß N-Bromsuccinimid in wäßrigem Aceton bei etwa —10° C das 1,3,5-Trithianderivat leicht und in guter Ausbeute zu der entsprechenden Carbonylverbindung aufspaltet. Nach vollendeter Umsetzung wird das aus dem N-Bromsuccinimid gebildete überschüssige Brom mit Natriumsulfit zersetzt und das Carbonylprodukt durch Extraktion mit einem Lösungsmittel isoliert. Die hydrolytische Zersetzung der aus den Dihalogeniden erhaltenen Reaktionsprodukte nach irgendeiner der obengenannten Hydrolysemethoden ergibt Dialdehyde (Gleichung 2 von Reaktionsfolge B).

Das 1,3.5-Trithiancarbanion lagert sich auch an die Carbonyldoppelbindung von Aldehyden und Ketonen an (Gleichung 1 von Reaktionsfolge C); dieses Verhalten ist dem von Grignard-Reagenzien sehr ähnlich. Das Salz des 1,3,5-Trithians wird hergestellt und in situ mit 1 Äquivalent des gewünschten Aldehyds oder Ketons in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von —50 bis 25° C umgesetzt. In den meisten Fällen wird die Reaktion bei etwa -20⁰C durchgeführt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform dieser Umsetzung wird 1 Äquivalent des Ketons in Tetrahydro-ίΓΪΙπΠ

furan zu einer gerührten Tetrahydrofuranlösung des 1,3,5-TrithiansaIzes, die eine Temperatur von etwa -20⁰C hat, gegeben. Das Reaktionsgemisch wird mehrere Stunden etwa oberhalb dieser Temperatur gerührt, in Wasser gegossen und das Produkt mit Chloroform extrahiert. Nach Abtrennung des Chloroforms kann das Produkt nach herkömmlichen Methoden gereinigt werden.

In einigen Fällen kann nach dem Verdampfen des Chloroforms das Produkt von nicht umgesetztem Trithian dadurch abgetrennt werden, daß der Rückstand mit Äther extrahiert wird, wobei das gewünschte Produkt sich auflöst und auf diese Weise von dem unlöslichen 1,3,5-Trithian abgetrennt werden kann, ßei der Hydrolyse dieser substituierten 1,3,5-Trithiane werden u-Hydroxycarbonylverbindungen erhalten (Gleichung 2 von Reaktionsfolge C).

Bei der Umsetzung mit Hakigenameisensäureestern wird dieser im allgemeinen einci gerührten Lösung des 1,3,5-Trithiansalzes in einem inerten Lösungsmittel zugesetzt. Im Falle der Brom- und Chlorformiate wird ein Äquivalent des Esters zu einer Lösung gegeben, die etwa 2 Äquivalente des entsprechenden 1,3,5-Trithiansalzes enthält und eine Temperatur von etwa —50° C hat. Die Temperatur wird auf etwa 25⁰C gebracht, dann wird mehrere Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser verdünnt und mit Äther extrahiert. Der Überschuß, nicht umgesetztes 1,3,5-Trithian, wird abgetrennt, und die organischen Extrakte werden mit Kaliumhydroxid-Lösung und danach mit Wasser gewaschen und getrocknet. Beim Verdampfen des organischen Lösungsmittels hinterbleibt ein roher Rückstand, aus welchem das Produkt durch Extraktion mit heißem Äther abgetrennt wird. Nach Abtrennung des Äthers kann das Produkt durch Kristallisation oder Sublimation weiter gereinigt werden.

Präparat 1

Zu einer gerührten, feinverteilten Suspension aus 20 g 1,3,5-Trithian in 400 m! wasserfreiem Tetrahydrofuran, die eine Temperatur von —50°C hat und unter Stickstoff steht, wird in einem Schub die stöchiometrische Menge einer 1,5-Mol-Lösung von n-Butyllithium in Hexan gegeben und dann die Temperatur auf -2O⁰C gebracht. Nach etwa 2 Stunden hat sich das gesamte 1,3,5-Trithian gelöst, wobei eine klare farblose Lösung des Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian entstanden ist.

Die Umsetzung wird in gleicher Weise und mit gleich gutem Erfolg mit einer l,5molaren Lösung von Phenyllithium in η-Hexan wiederholt.

Präparat 2

Zu einer Suspension aus 0,02 Mol Natriumamid in 300 ml flüssigem Ammoniak werden in kleinen Portionen unter heftigem Rühren 0,15 Mol 1,3,5-Trithian gegeben, wobei eine Lösung des Natriumsalzes von 1,3,5-Trithian erhalten wird. In gleicher Weise werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt, wenn Natriumamid durch Kaliumamid oder Lithiumamid ersetzt wird.

Präparat 3

0,16 Mol feinverteiltes 1,3,5-Trithian werden in 400 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran suspendiert. Das Gemisch wird auf etwa -20⁰C gekühlt und dann 0,20 Mol Natriumhydrid unter Rühren zu-

'a
d
ir
it

gesetzt. Das entstandene Gemisch wird unterhalb O⁰C so lange gerührt, bis die Entwicklung von Wasserstoff aufgehört hat und das gesamte unlösliche 1,3,5-Trithian in das lösliche Natriumsalz umgewandelt ist.

In ähnlicher Weise werden bei Ersatz des Natriumhydrids durch Kaliumhydrid und Lithiumhydrid ähnliche Ergebnisse erhalten.

Präparat 4 _|0

Zu einer feinverteilten Suspension aus 1,3,5-Trithian in 400 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran, welche eine Temperatur von etwa -20" C hat und unter Stickstoff steht, wird die stöchiometrische Menge einer Tetrahydrofuranlösung von Kalium-tert.-Butoxid gegeben. Das Reaktionsgemisch wird unterhalb 0°C gerührt, bis das gesamte 1,3,5-Trithian sich gelöst und eine klare, farblose Lösung des Kaliumsalzes von 1,3,5-Trithian ergeben hat.

In ähnlicher Weise wird die Umsetzung mit gleichem Erfolg mit Natrium-tert.-Butoxid und Lithium-tert.-Buroxid wiederholt.

Allgemeines Verfahren zur Alkylierung

von 1,3,5-Trithiancarbanionen mit organischen

Bromiden, Jodiden, Chloriden und Arylsulfonaten

Eine Lösung des entsprechenden Lithium-1,3.5-trithiansalzes wird nach den Präparaten 1 bis 4 zubereitet. Zu der bei -20⁰C gerührten Lösung wird in einem Schub ein 10%iger Überschuß der stöchiometrischen Menge des entsprechenden organischen Reagenzes gegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei '■)- c" etwa 5 Stunden unter Stickstoff gerührt. Das Reaktionsgemisch wird dann in das Dreifache seines Volumens an Wasser geschüttet und das Produkt mit genügend Äther extrahiert, so daß etwa 70 ml Λ ι her auf 1 g erwartetes Produkt kommen. Das unlösliche Material besteht aus nicht umgesetztem •,3.5-Trithian. Die Ätherlösung wird über Natriumsulfat getrocknet. Das nach Verdampfen des Lösungsmittels erhaltene Rohprodukt wird dann durch I ^kristallisieren aus einem Lösungsmittel gereinigt.

Beispiel 1

Unter Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens werden 540 mg (3,55 mMol, 98%) rohes 2-Methyl-l,3,5-trit,hian aus der Umsetzung von 3,6 mMol des Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian, welches nach dem Verfahren gemäß Präparat I gebildet wurde, mit 4 Mol Methyljodid erhalten. Das Rohprodukt wird durch zweistündige Sublimation bei 65 bis 70⁰C und 0,40 bis 0,50 mm teilweise gereinigt. Die Ausbeute beträgt 507 mg (90%). Die Umkristallisation aus Pentan liefert feine Nadeln, Schmelzpunkt 86,0 bis 86,3°C.
Analyse für C₄H₈S₃:

Berechnet ... C 31,58, H 5,30, S 63,1 ί;

gefunden ... C 31,30, H 5,27, S 63,31.

Ähnliche Ergebnisse werden mit Methylchlorid, Methylbromid, Methyl-p-toluolsulfonat erhalten.

Beispiel 2

Unter Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens werden 3,4 g rohes 2-Benzyl-l,3,5-trithian, F. 82 bis 86⁰C, aus der Umsetzung von 14,5 mMol des Anions von 1,3,5-Trithian (hergestellt gemäß Präparat 1) mit 15,1 mMol Benzylbromid erhalten.

35 Vergleichbare Ergebnisse werden erhalten mit Benzyljodid, Benzylchlorid und Benzyl-p-toluolsulfonat.

Beispiel 3

Unter Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens werden 3,7 g (11 m Mol, 95 %) rohes 2-n-Tetradecyl-l,3,5-trithian aus der Umsetzung von 11,7 mMol des Carbanions von 1,3,5-Trithian, hergestellt gemäß Präparat 1, mit 11,6 mMol n-Tetradecylbromid erhalten.

Das Rohprodukt wird zu CCI₄ von 30⁰C gegeben. Das ungelöste 1,3,5-Trithian wird abfiltriert, und Methanol wird dem Filtrat zugesetzt. Die reine Verbindung scheidet sich in Form feiner Nadeln ab, F. 76,3 bis 76,6⁰C.

Analyse für Ci₇H₃₄S₃:

Berechnet ... C 61,05, H 10,25, S 28,70;
gefunden ... C 60,83, H 10,19, S 28,70.

Vergleichbare Ergebnisse werden mit n-Tetradecylchlorid und n-Tetradecyljodid erhalten.

Beispiel 4

Unter Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens werden 1,98 g (etwa 65%) rohes Pentamethylen-bis-i,3,5-trithian. F. 107 bis 110°C, aus der Umsetzung von 14,5 mMol 1,3,5-Trithiananion, hergestellt gemäß Präparat 1, mit 7,25 mMol 1,5-Dijodpentan erhalten.

Vergleichbare Ergebnisse werden mit 1,5-Dichlorpentan und 1,5-Dibrompentan erzielt.

Allgemeines Verfahren für die Umsetzung

des 1,3,5-Trithiancarbanions mit Aldehyden

und Ketonen

Eine Lösung des Alkalimetallsalzes von 1,3,5-Trithian wird in situ nach einem der Verfahren der Präparate 1 bis 4 hergestellt. Zu der bei -20° C gerührten Lösung des Salzes wird etwa die stöchiometrische Menge der Carbonylverbindung zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird unter Stickstoff bei etwa 0⁰C gerührt, bis die Umsetzung abgeschlossen ist.

Das Reaktionsgemisch wird dann in etwa das Dreifache seines Volumens an Wasser gegossen und das Produkt mit so viel Chloroform extrahiert, daß 50 ml Chloroform auf 1 g erwartetes Produkt kommen. Die Chloroformextrakte werden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, wobei das Rohprodukt erhalten wird, welches weiter gereinigt wird.

Beispiel 5

16,3 mMol des gemäß Präparat 1 hergestellten Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian und 16,4 mMol (2,07 g) Cyclooctanon werden bei -20⁰C 2 Stunden umgesetzt, danach bei 0⁰C 5 Stunden. Nach dem Verdampfen der Chloroformextrakte werden 3,99 g rohes Hl.S.S-TrithianJ-cyclooctanol erhalten, welches mit siedendem Äther extrahiert wird. Durch Filtrieren des heißen Äthers erhält man 0,32 g (13,5%) nicht umgesetztes 1,3,5-Trithian. Zu dem beim Verdampfen des Ätherfiltrats erhaltenen Rückstand (3,45 g, 80%) werden 100 ml siedendes Pentan gegeben. Zu dem siedenden Gemisch wird tropfenweise so viel Benzol gegeben, daß sich das Produkt gerade löst.

643

(ο

Beim Abkühlen der Lösung erhält man 2,62 g (61%) Büschel von feinen, kurzen Nadeln, F. 79,2 bis 79,7° C.

Analyse für C_nH₂₀OS₃:

Berechnet ... C 49,99, H 7,63, S 36,33; ,

gefunden ... C 50,01, H 7,52, S 36,28.

Beispiel 6

Nach der obigen allgemeinen Vorschrift werden 4,39 mMol des gemäß Präparat 1 hergestellten Lithiumsalzes von 1,3,5-Trithian mit 4,67 mMol Benzophenon in 8 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran 10 Minuten bei - 10° C und 2 Stunden bei 24° C umgesetzt, wobei 1,27 g rohes 2-Benzhydrol-l,3,5-trithian erhalten werden. Nach Extraktion des überschüssigen Bcnzophenons mit siedendem Pentan werden 1,21 g (86%) 2-Benzhydrol-l,3,5-trithian als farblose Kristalle erhalten. Die Verbindung kann durch Umkristallisieren aus Methanol weiter gereinigt werden, F. 181,5 bis 181,9°C.

Analyse für C₁₆H₁₆OS₃:

Berechnet ... C 60,00, H 5,04, S 29,97; gefunden ... C 60,04, H 5,02, S 29,96.

B e i s ρ i e 1 7

Zu 77,6 mMol des gemäß Präparat 1 hergestellten 1,3.5-Trithiancarbanions werden bei -50° C 31,3 mMol Äthylchloroformat gegeben. Man läßt die Temperatur auf 25° C ansteigen. Nach 6 Stunden wird das Gemisch in das Dreifache seines Volumens an Wasser gegossen und mit Äther extrahiert. Der Überschuß, nicht umgesetztes 1,3,5-Trithian, wird abgetrennt, und die vereinigten organischen Schichten (380 ml) werden mit 8% KOH und Wasser gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Beim Verdampfen des Äthers erhält man 4,55 g eines festen Materials, welches mit drei 30-ml-Portionen siedendem Äther extrahiert wird, 1,35 g 1,3,5-Trithian bleiben ungelöst, und 3,25 g Produkt werden nach Verdampfen des Äthers erhalten; F. 98,0 bis 100,3°C. Dieses Material wird einer fraktionierten Sublimation bei 70⁰C und 0,05 mm unterworfen. Zuerst sublimiert 1,3,5-Trithian. Das sublimierte Produkt wird aus Äthanol umkristallisiert und ergibt farblose Nadeln; F. 103,0 bis 103,6° C.

Analyse für C₆H₁₀O₂S₃:

Berechnet ... C 34,29, H 4,80, S 45,69;

gefunden ... C 34,15, H 4,74, S 45,68. _J0

Allgemeine Verfahren für die Hydrolyse der nach den Methoden der Beispiele 1 bis 7 erhaltenen 1,3,5-Trithianderivate

Methode A

55

10 mMol des 1,3,5-Trithianderivats werden gewöhnlich unter Rückfluß mit 25 mMol HgCl₂ und 20 mMol HgO in 100 ml 80 bis 95%igem wäßrigem niederem Alkanol, wie Methanol, unter heftigem Rühren etwa 3 bis 10 Stunden erhitzt. Wenn die Hydrolyse ein Keton oder Aldehyd ergibt, welches keine säureempfindliche Gruppe enthält, kann das HgO weggelassen werden. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck mit einem Rotationsverdampfer entfernt und der Rückstand mit mehreren Portionen heißem Äther oder Pentan extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt und nacheinander mit Wasser, konzentrierter Ammoniumacetatlösung oder gesättigter Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen der Extrakte über wasserfreiem Natriumsulfat wird das Lösungsmittel verdampft und das Produkt auf geeignete Weise (Destillation, Umwandlung in ein chemisches Derivat) gereinigt. Unter neutralen Bedingungen in Gegenwart von HgO (s. oben) werden in vielen Fällen Dialkylacetale oder -ketale an Stelle der entsprechenden freien Carbonylverbindungen erhalten.

Methode B

Eine Lösung von 1 mMol des 1,3,5-Trithianderivats in etwa 5 ml Aceton wird unter Rühren bei etwa — 10°C zu einer Lösung von 6 bis 9 mMol N-Bromsuccinimid in etwa 25 ml 97%igem wäßrigem Aceton gegeben. Innerhalb einer kurzen Zeit setzt die Reaktion ein, und die orangerote Farbe von Brom erscheint. Die Temperatur steigt auf 0°C oder leicht darüber. Nach mehreren Minuten werden etwa 10 ml einer halbgesättigten Lösung von Natriumsulfit zur Zersetzung des überschüssigen Broms zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird mit einem aus 15 ml Methylenchlorid/Pentan (1:1) und 10 ml einer halbgesättigten Natriumbicarbonatlösung bestehenden Gemisch gut geschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser und 10 ml einer gesättigten Salzlösung gewaschen und dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Beim Verdampfen des Lösungsmittels erhält man die gewünschte Carbonylverbindung, welche nach üblichen Verfahren weiter gereinigt werden kann.

Methode C

4 mMol des 1,3,5-Trithianderivats werden in 12 ml Eisessig gelöst. Zu dieser Lösung werden 4 ml Wasser und 1 ml konzentrierte Salzsäure gegeben. Das Gemisch wird auf einem Wasserbad auf 45 bis 50⁰C erwärmt, und eine Lösung aus 8 mMol Brom in 2 ml Eisessig wird unter heftigem Rühren mit einem Male zugesetzt. Weitere 2 bis 3 ml Wasser werden zugesetzt, und das Gemisch wird weitere 5 bis 6 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser verdünnt, und eine ausreichende Menge einer halbgesättigten Natriumsulfitlösung wird zur Zersetzung überschüssigen Broms zugesetzt.

Das Reaktionsgemisch wird mit einem 1 : 1-Gemisch aus Methylenchlorid und Pentan extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt und nacheinander mil Wasser gewaschen und schließlich über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet Durch Verdampfen des Lösungsmittels erhält man die gewünschte Carbonylverbindung, welche nach üblichen Methoden weitei gereinigt werden kann.

Die Umsetzung kann mit Chlor an Stelle vor Brom durchgeführt werden.

Folgende Beispiele seien angeführt:

1. Das gemäß Beispiel 3 hergestellte 2-Benzyl-1,3,5-Trithian wird nach der Methode A in Methano hydrolysiert Das Reaktionsgemisch wird 3'/₂ Stundei unter Rückfluß erhitzt, und es wird eine Ausbeuti von 63% (bezogen auf das Ausgangshalogenid) Phenyl acetaldehyd, isoliert als das 2,4-Dinitrophenylhydra zon, erhalten.

2. Das gemäß Beispiel 4 hergestellte 2-n-Tetradecyl 1,3,5-trithian wird nach der Methode A in Methano hydrolysiert. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stundei unter Rückfluß erhitzt Eine 80%ige Ausbeute (be

zogen auf das Ausgangshalogenid) des Diacetals von n-Pentadecanal wird erhalten. Dieses Acetal ergibt in 74%iger Ausbeute (bezogen auf das Ausgangshalogcnid^ das entsprechende 2,4-Dinitrophenylhydrazon.

3. Das gemäß Beispiel 5 hergestellte Pentamethylenbis-1,3,5-trithian wird nach der Methode A in Me-

thanol hydrolysiert. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die Carbonyl· verbindung wird als das Acetal von 1,7-Heptandia in 40%iger Ausbeute (bezogen auf das Ausgangs halogenid) isoliert. Die Carbonylverbindung ist durcr ihre Umwandlung in das entsprechende Disemicarb azon gekennzeichnet.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. 1,3,5 -Trithiacyclohexane der allgemeinen Formel S

/\
S S

S Y-R ό