Kurze Originalmitteilungen

Eine einfache Synthese fiir N-Acyliinino-l,3-dithiolane und neue Ethylen-bis(N-acyliinino-dithiokohlensiiure- monoester)

Monika Richter, Wolfgang Richter

P&dagogische Hochschule ,,N. K. Krupskaja", Sektion Biologic/ Chemie, Halle (Saale), DDR-4006

In Fortsetzung der Untersuchungen zum Alkylierungsverhalten der Dithiocarboxylierungsprodukte von Amiden 1, die bislang zu symmetrisch und unsymmetrisch substituierten Imino- dithiokohlensaare-S, %-diestern [l] umgesetzt wurden, gelang die Darstellung von Imino- 1,3-dithiolanen 3 und Ethylen-bis(N- acyliminoditliioestern) 4 mit Dihalogenalkanen.

1 A

vom Keten-S, S-acetalanion rnit dielcktrophilen Agenzien, wie Dibromethan, wird unter Bildung von 2-Acylmethyliden-l,3- dihetero-Ringen mehrfach berichtet [3, 41. Belrannt sind aueh Umsetzungen von Mayer und Mitarb. { 5 ] zu Dithiolanen auf der Basis der Aminolyse von 2-Methylthio- 1,3-dithiolancarbeniumiodiden und von Ried und Erle [GI auf der Basis von Carbimidoylchloriden mit Ethan-1 ,2-dithiol. Bestatigung findet die Struktur der Dithiolane 3 im IR-Spektrum rnit typischen Banden der CH,-Ringgruppen bei 2925, 2850, 1470 em-l und im Bereich yon 720 bis 790 cm-l. AuDerdem fehlt die Amidschwingung, so daO eine offenkettige ethylenverbruckte Struktur nicht moglich ist. Die Signale fiir die CH,-Protonen liegen im Bereich von 3,50 bis 3,60 ppm des 'H-NMR-Spektrums. Da die Dianionen A auch stufenweise rnit Alkylierungsmittel umgesetzt werden konnen, besteht prinzipiell die Moglichkeit, durch Zugabe von Methyliodid die N-Acylaminodithiokohlen- skure-S-monoestcr 2 zu erhalten, die im zweiten Reaktionsschritt gezielt uber die tautomere SH-Struktur 2 rnit Dibromethan im Basensystem Dimethylformamid/Natriumhydrid zu bis jetzt u. W. nicht beschriebenen Ethylen-bis(N-acyliminodithiokohlensaure-S - methylestern) 4 umgesetzt wurden. Beispielsweise wurden so 2-Chlor-benzamid 1 a und 2-Brom- benzamid l b zu 4 umgesetzt, und weitere Verbindungen sind erhPltlich [7]. I m IR-Spektrum ist fur 4 die Dreibandenschwingung der SCH3- Gruppe um 1300 em-' neben den ebenfalls typischen Banden der S-CH,-Gruppe bei 2950, 2 850 und 1470 em-l charakteristisch. Auch durch die 'H-NMR-Spektren werden die Verbindungen 3 mit Signalen fur SCH,-Protonen als Singulett um 2,5 ppm urid fur CH,-Protonen um 3,5 ppm bestatigt. Die Synthesen zu 3 und 4 sind Ausdruck fiir die Reaktionsvielfalt der Thiocarboxylierungsprodukte von Amiden.

11 L

Zur Darstellung von 3 wurden die Dithiolatanionen A mit aquimo- larer Menge Dibromethan in Dimethylformamid bei Raumtem- peratur umgesetzt. Voranssetzung fur die Umsetzung zu 3 ist, da13 die eingesetzten Amido 1 uber cine hinreichende Reaktivitat gegeniiber Heterocumulenen verfugen, was beispielsweise auch mit Benzothiazol-3-yl-amid 1 a und 2-Chlor-benzamid 1 b noch moglich ist. Uber weitere Umsetzungen z u potentiellen Wirkstoffen 3 haben wir kurzlich berichtet [2] . Bei der Synthese von 3 werden die durch Thiocarboxylierung cingcfuhrten Schwefelatome in den neuen Heterocyclus eingebaut, was ein praparativ vorteilhafter Zugang fur diese Stoffklasse ist. tfber aunloge Umsetzungen, ausgehend

E x p e r i m e n t e l l e s Beispiel

2-(N-Acyl)-imino-l, 3-dithiolane 3: 0,Ol rnol Carbonsaureamid 1 wird in 30 ml absolutem Dimethylformamid bei -10°C bis - 20°C unter Riihren portionsweise mit 0,02 bis 0,03 rnol Natrium- hydrid versetzt. Nach 30 min Ruhren werden unter Kuhlung 0,02 mol Schwefelkohlenstoff, nach weiteren 30 min 0,015 rnol Dibromethan zugetropft. Die Reaktionsmischung wird 3-4 h bei Raumtemperatur geriihrt und dann zu 300 ml Eiswasser ge- geben. Anfallende Kristalle werden abgesaugt und aus Ethanol umkristallisiert.

Ethylen-bis(N-acyliminodithiokoh1ensaure-S-methylester) 4 : 0,02 rnol Dithiokohlensauremonomethylester 2 werden in 50 ml absolutem Dimethylformamid gelost und bei - 10°C portionswcise mit 0,04 rnol Natriumhydrid versetzt. Nach 30 min Riihren wird unter Kiihlung 0,Ol rnol Dibromcthan, gelost in 20 ml absolutem Dimethylformamid, zugetropft. Nach 4 h Riihren bei Raumtem- peratur wird dioReaktionsmischung auf 400 mlEiswasser gegossen. Der anfallende Feststoff wird abgesaugt und aus Ethanol umkri- stallisiert.

Tabelle 1

Ver- R Summenformel Schmp./"C Ausbeutel 'H-NMR (Standard TMS) in bindung (Molmassc) yo d. Th. CDCl,, S/ppm

2-( N-Acyl)imino-l,3-dithiolane 3 iind Ethylen-bis(N-acyliminodithiokohlensLure-S-methy1ester) 4

-CH,-(-IH) SCH,(GH)

Benzothiazol- C,,H,N,OS, 181-183 47 3,61 -

2-Br-CC,H, C,,H,BrNOS, 133-135 GO 3,53 -

3a

3 b 2-yl (280,3)

(302,l)

(314,4) 4a 2-CI-C6H4 C,,Hl,C12N202S4 136-138 53 3,18 2,61

4 b 2-Br-C,H4 C,,H,,Br,N,O,S, 140-142 40 (606,3)

3.49 "55

L i t e r a t u r

[l] Richter, M.; Richter, W.: Wiss. Z. Pad. Hochschule ,,N. K. Krupskaja" Halle; a) XXIV M2/8 (1986) 1 7 ; b) XXII 2 (1984) 33

[2] DD-WP COT D 307 304/1 (1987); Richter, M.; Richter, W.; Weise, B.

[3] Augustin, M.; Schmidt, W.; Rudorf, W.-D.: Z. Chem. 17 (1977) 209

[4] Schroth, W.: Wiss. Z. Martin-Luther-Univ. Halle-Wittenbcrg, math.-naturwiss. R. X X X 8 1 M, H. 4, 44

[5] Mayer, R.; Schhfer, K.: J. prakt. Chem. 26 (1964) 279 [6] Ried, W.; Erle, H.-E.: Chem. Ber. 119 (198%) 475 [7] DD-WP C07 C 307 891/3 (1987); Richter, W.; Richter, M.;

Pallas, M.; Weise, B.

eingegangen a m 11. April 1988 ZCM 9371

3,6-Bis(acylamino) -3H, 6H-isothiazolo (4,3- c) (1,2) -isothiazole; Darstellung und Eigenschaften

Hans Ulrich Kibbel, Christine Knebusch

Wilhelm-Pieck-Universitat Rostock, Sektion Chemie, Rostock, DDR-2500

Die Synthese von 3-Acylaminoisothiazolen bzw. 3-Acylamino- 1,2-benzoisothiazolen, die als Ausgangsprodukte fur potentiell biologisch aktive Substanzen von Interesse sind, gelingt durch Umsetzung der entsprechenden 3-Acylimino-1,2-dithiole mit Hydroxylamin bzw. Ammoniak [l. 21. Unter vergleichbaren Reak- tionsbedingungen konnten nun auch die aus Natriumcyanodithio- formiat NaSC(S)CN .3DMF in einfacher Weise zuganglichen 3,6-Bis(acylimino)-3H, 6H-dithiolo[4,3-c] [I, 2ldithiole (1) [3, 41

mit Hydroxylamin in die entsprechenden 3,6-Bis(acylamino)- 3H, GH-isothiazolo[4,3-c] [1, 2]isothiazole (2) uberfiihrt werden (Tab. 1). Als Losungsmittel bewahrten sich dabei besonders Al- kohole bzw. Pyridin fur die schwerer loslichen Verbindungen l (R = CH,, Aryl). Die Darstellung der Isothiazoloisothiazole 2 gelingt auchdurchUmsetzung der Dithiolodithiolel mit Ammoniak in Alkoholen als Losungsmittel. Diese Verfahrensweise ist fur schwerer loslichel wenigergeeignetund fuhrt insgesamt zu schlech- teren Ausbeuten. Wahrend bei Einsatz von Hydroxylamin Schwe- fel entsteht, verlaufen die Reaktionen mit Ammoniak nach einem anderen Mechanismus unter Bildung von Schwefelwasserstoff. Die farblosen bis schwach gelben Isothiazoloisothiazole 2 zersetzen sich oberhalb 250°C ohne vorheriges Schmelzen. Eine Ausnahme bildet die Verbindung 2h, die wahrscheinlich wegen der groBen aliphatischen Reste R ohne Zersetzung bei 238°C schmilzt. Das Losungsverhalten der Verbindungen 2 wird wesentlich von der Art der Substituenten R beeinfluBt. Fur R = Aryl bzw. niedere Alkylgruppen losen sich die Produkte nur in aprotisch dipolaren Losungsmitteln, wie DMF oder DMSO, ausreichend. Die Los- lichkeit in Alkoholen bzw. Ketonen nimmt aber fur R = Alkyl mit wachsender Molmasse der Alkylgruppen deutlich zu. Die Verbindungen des Typs 2 losen sich in konzentrierter Schwefel- saure und sind durch Zusatz von Wasser unverandert wieder fall- bar. Kristalline Salze lieBen sich durch Umsetzung von 2 mit star- ken Mineralsauren trotz weitgehender Variation der Reaktions- bedingungen nicht darstellen. Die Entacylierung der lsothia- zoloisothiazole 2 fuhrt zum 3, G-Diamino-isothiazolo[4,3-c][1,2] isothiazol (3). Die Lage charakteristischer IR-Banden der Verbindungen 2 (vgl. Tab. 1) entspricht den Erwartungen. Im Gegensatz zu den Aus- gangsprodukten 1 [3,4], in denen nichtbindende Wechselwirkun- gen zwischen der Carbonylgruppe und den Schwefelatomen des Dithiolrings zu einer starken Verschiebung der C=O-Valenz- schwingung zu niedrigeren Wellenzahlen fuhren, finden sich fur 2 die entsprechenden Banden in dem fur Saureamide charakteristi- schen Bereich. Zahl und Lage der N -H-Valenzschwingungen deuten darauf hin, daB in der KBr-Verreibung noch intermole- kulare Wasserstoffbrucken vorliegen. Fur die Verbindungen 2 mit R = Alkyl tritt in den lH-NMR-Spektren (DMSO-d6) das Signal des N-H-Protons um 11,5 ppm auf. Der Verlauf der massenspektrometrischen Fragmentierung der Verbindungen 2 ist abhangig von der Art der Substituenten R.

Tabelle 1 Daten zur Darstellung der Isothiazoloisothiazole 2

Verb. 2 R5) Summenformel/ Ausbeute/ Charakterist. IR-Banden Molmasso Yob) vjcm-' (KBr)

a CH, C8H8N402S2 69 3275,3205, 3080,1698, 1578

3 275, 3 205, 30S0,1705,1580 256,304

284,356 57 b CZH, C10H12N402S2

C n-C3H, C12H16N402S2 50 3 13,408

3280, 3205,3075,1710,1585

d i-C,H, C1ZH16N402S2 77 3 275,3 210,3075,1700,1575

e n-C,H, C14H20N402S2 51 3285, 3210, 3080,1735, 1585 312,408

340,460 f

h

i-C,H, C14H20N402S2 30 340,460 C20H32N402S2 71

C2LlH32N*02S2 47 421,616

484,616

3270, 3210, 3080, 1698,1580

3275, 3210, 3080,1710,1590

3270, 3205, 3080,1700,1555

i C6H5CH=CH C2ZH14PI'402S2 10 3270,3210, 3OG5, 1685,1585

j C6H5 C18H12N402S2 20 3250, 3195, 3070, 1685, 1570

I, 4-CH3 - CSH4 C?.0H16N402S2 20 3255,3200,3075, 1680,1555

430,492 (C=C: 1635)

380,436

408,488

a) Die durch Elementaranalyse ermittelten C, H, N, S-Werte entsprechen im Rahmen der Fehlergrenzen don berechneten Werten; b, beaogen auf Umsetzungen mit NH,OH . HCI