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Zur Umsetzung sekundrer Amide mit Isocyanaten. Reaction of Secondary Amides with Isocyanates

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Umsetzung sek. Amide mit Isocyanaten
Zur Umsetzung sekundarer Amide rnit Isocyanaten
Reaction of Secondary Amides with Isocyanates
Harald G. Schweim
Institut fiir Pharmazeutische Chemie der UniversiCit, Bundesstr. 45, Zoo0 Hamburg 13
Eingegangen am 22. September 1988
Im Rahmen unserer Untersuchungen uber N-Acylharnstoffe als Isocyanatprtikursoren') interessierten uns Verbindungen der allgemeinen Struktur.
0 R20
It
I
II H
R'-C-N-C-N-R3
R2
+H
Diese sollten formal aus sekundhn Carbonamiden und
Isocyanaten zugtinglich sein. Wiihrend sich p r i m h Carbonamide problemlos mit Isocyanaten umsetzen2), gibt es fur
sekundh Amide in der Literatur nur wenige Einzelbeispiele3), wobei sich Lactame4). und - wie wir zeigen
konnten - s e k u n d b Formamide'), einsetzen lassen. Als Erk l h n g e n fur das Versagen der Reaktion wird ,,sterische
Hinderung" und ,,mangelnde Basizitlit" der eingesetzten
Amide416) angenommen. Bei Umsetzungsversuchen sekundiirer Amide mit Isocyanaten beobachtet Wiley4)nur Umsetzungen letzterer mit sich selbst. An einer ,,Instabilitlit der
Produkte" kann es nicht liegen, denn diese sind aus Carbodiimiden und Carbonsaure7)oder durch Acyliemng entspr.
Hamstoffe*)herstellbar und stabil.
Eine weitere Moglichkeit wiire, das Ausbleiben der Reaktion mit ,,unzureichender Reaktivitiit" der Isocyanate, z.B.
durch deren bekanntes Vorliegen als Assoziate'), zu erklaren.
Wir versuchten daher, die Umsetzung durch ,,in situ" erzeugte Isocyanate zu erreichen. Da die Reaktion rnit den
Amiden neutrales Reaktionsmilieu benotigt, sind die Hofmann- oder Lossen-Keaktion ungeeignet. Hingegen waren
wir duEh Verwendung
Carbonsgureaziden entsprechend der Curtius-Reaktion erfolgreicher.
Weil sich h i d e bekanntlich explosiv zersetzen konnen,
versuchten wir diese durch Einsatz der aus Isocyanaten und
Essigsaure herstellbaren gemischten Anhydride") zu ersetZen. b i d e r waren wir hiermit nur in wenigen Fiillen erfolgreich. Die Verbindungen wurden, soweit bekannt, mit den
auf anderen Wegen hergestellten7*')verglichen.
Zusammenfassend kann das Ergebnis nicht voll befriedigen. So waren zwar auf dem ,,Azidweg" einige Verbindungen erstmals zugtinglich, auch lieB sich N-Renzoyl-N,N'-diphenylhamstoff in 14% Ausbeute aus Benzoylazid und NPhenylbenzamid herstellen. Mit substituierten Benzamiden
versagt die Reaktion jedoch aus rnir nicht erkliirbaren
Griinden. Es werden nur Umsetzungsprodukteder Isocyanate rnit sich selbst, wie schon von Wiley4)beschrieben, isoliert.
In anderen F a e n verbessert sich die Ausbeute erheblich,
z.B. sind Derivate von Acetanilid mit Phenylisocyanat nach
4, durch 24 stdg. Erhitzen in Xylol in 17%, nach unserer
Methode in 57% Ausbeute zugtinglich. Bei Einsatz der gemischten Anhydride sind nur Verbindungen rnit aliphatischen Resten R' und R3 in schlechteren Ausbeuten als auf
dem Azidweg erhiiltlich. 1st R3 spemg, z.B. tertiiir Butyl-,
erfolgt keine Umsetzung.
Assoziatbildungen konnten daher am Versagen der Reaktion beteiligt sein, als alleiniger Grund scheiden sie aus.
ExPerimentellerTeil
SChP.: LinStr(imaPPaI'atUr, UnkOI'T.- IR-Spektren: Phillips sp 3-200
(KBr)- 'H-NMR. Varian EM 360 (60 MHz,TMS-Standard).- CHN-Analytik Carlo-Erba 1106 - Halogen: SchSnigertest.
Dorstellung der Addukte
II
R3-C
Allgemeine Arbeitsvorschrifen
n
h
u
+[R~-L]
II
0 0
+ A
\-
N-NZNI
'Azid w eg "
0II
H3C-C
R3-N-C
H II
0
It
\
0
/
0
I1
+
HN-C-R'
I
R2
+R3-N=C=0
H3CCOOH
'Anhydridweg'
Arch. P h r m . (weinheim) .322,125-126 (1989)
8 8
R3-N-C-N-C-R'
H
I
R2
A) Die Carbons~ureazidewurden nach Lit."' hergestellt.
B) Isocyanat - Carbonamidaddukte (,,Azidweg")
Jeweils 10mMol des sek. Carbonsaureamides werden in ca.50 ml absol.
Ether oder Toluol, je nach Zersetzungstemp. des eingesetzten Azids, suspendiert b m . geltlst Unter RUhren werden dann 11 mMol des betreffenden Carbonsaureazids in absol. etherischer oder toluolischer Usung zugetropft und bis zu einer schwach perlend sichtbaren Nz-Entwicklung unter
FeuchtigkeitsausschluE erwbnt. Zu starke Reaktion f t h t nur zu Nebenprodukten. Nach Ende der Gasentwicklung werden die ausfallenden Kristalle, ggf. nach Einengen, umkristallisiert oder sc gereinigt.
C) Isocyanat - Carbonamidaddukte (,,Anhydridweg")
10 mMol des Isocyanats werden rnit 10 mMol Essigslure und 15 mMol
OVCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim, 1989
0365-6233/89/0202-0125$02.50/0
126
Schweim
0 R20
Tabeue
Nr
II I
I1 ti
R'-C-N-C-N-R3
R'
R2
R3
Fonnel
(Molmasse)
(umkrist.)
Schmp.
Ausb.%
(Methode)
C
H
N
berJgef.
Br
IR'
'HNMR
Bem.
1
Ph
Ph
Ph
CmH16N202
316.4
125-6
Ether
14
(B)
8.8
8.9
1720
bek.
2
CH3
Ph
Ph
C15H14N202
254.3
90-8
Ether
56.9
(B;C)
11.2
11.0
1715
bek.
3
Br2CH-
Ph
Ph
ClsHl2BrzN202
412.1
109-15
Ethanol
47.6
(B)
6.8
6.6
4
CH3
Ph
3-NO2-Ph
C15H13N304
299.3
125-7
Ethanol
42.1
(B)
14.0
14.2
1735
11.4; s, lH(NH)
8.5-8.7; lH(N&Ph)
7.0-7.6; m, 8H(arom.)
1.9; S, 3H(CH3)
5
CH3
CH3
3-Na-Ph
C10H11N304
237.2
135-7
Ether
53.7
(B)
17.7
17.5
1715
11.3; s, lH(NH)
8.5-8.7; IH(N&Ph)
7.5-8.1; m, 3H(arom.)
3.3; S, 3H(N-CH3)
2.3; S, 3H(C-CH3)
6
Ph
CH3
3-Nq-Ph
C15H13N304
299.3
160-2
Ether
69.7
(B)
60.2
60.0
4.4
4.3
14.0
14.0
1710
10.7; s, lH(NH)
8.5-8.7 lH(NO2Ph)
7.3-7.7; m, 8H(arom.)
3.3; S, 3H(N-CH3)
7
CH3
CH3
Ph
CloHlzNzOz
192.1
93-5
Ether
48.1
(B;C)
62.5
62.4
6.3
6.4
14.6
14.3
1725
11.2; s, lH(NH)
7.1-7.6 5H(arom.)
3.3; S, 3H(N-CH3)
2.3; S, 3H(C-CH3)
8
Ph
Ph-CH2
Ph
C21H18N202
364.8
126-8
Essigester
38.2
(B)
69.1
69.3
4.7
4.8
7.7
7.7
1715
38.8
38.9
1715
= angeg.Amidbande
Acetanhvdrid in 50 ml absol. Toluol 1 h eeriihrt Dann werden 10 mMol
des sek. ;mi& in 50 mi absol. Toluol zugegeben und 1 h erhitzt. Aufarbeitung durch Einengen und Reinigung wie B).
3
4
5
6
7
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0 VCH VeriagsgescllschaftmbH. D-6940 Weinhcim. 1989 -Printed in the Federal Republic of Germany
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