169526. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-amino-5-alkil-1,3,4-tiadiazolok előállítására

169526 A II általános képletű tioszemikarbazidok kereskedelmileg kaphatók, vagy R1 -N=C=S általános képletű izotiocianátok és fenil-hidrazin reagáltatása útján állíthatók elő. Ilyen jellemző tioszemikarbazidok a tioszemikarbazid, 4-metil-3-tioszemikar- 5 bazid, 4-etil-3-tioszemikarbazid, 4-propil-3-tioszemikarbazid, 4-izopropil-3-tioszemikarbazid, 4-butil-3--tioszenúkarbazid vagy 4-terc-butil-3-tiöszemikarbazid. Kénsavat vagy polifoszforsavat egyedül alkalmaz- 10 ható eljárások l-acil-4-alkil-tioszemikarbazidoknak 2-amino-5-alkil-l ,3,4-tiadiazol-vegyületekké történő ciklodehidrogénezésére ismertek a szakirodalomban (lásd a 2 799 683 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmat). A találmány szerint 15 15—35 súly% kénsavat és 65—85 súly% polifoszforsavat tartalmazó vegyes ásványi savas közeget használunk a ciklodehidrogénezéshez és ezzel a 2-amino-5-alkil-l,3,4-tiadiazol-vegyületek kitermelése magasabb lesz, mint bármelyik sav egyedüli használata 20 esetében. Ha például 2-terc-butil-5-metil-amino-l,3,4-tiadiazolt piválsavból és 4-metil-3-tioszemikarbazidból állítunk elő, a ciklodehidrogénezést tömény kénsavas közegben, 105 C° hőmérsékleten hajtva végre, a 25 termék kitermelése körülbelül 70%. Ha azonos körülmények között polifoszforsavat használunk, a kitermelés körülbelül 80%. A 2-terc-butil-5-metil-amino-l,3,4-tiadiazol kitermelése legalább 90%, ha kénsav/polifoszforsav elegyet használunk. 30 A savkeverék előnyösen 20—33% kénsavból és 67-80% polifoszforsavból áll. Különösen előnyös a 25% kénsavat és 75% polifszforsavat tartalmazó savkeverék, amellyel maximális kitermelés érhető el. Más savarányok is alkalmazhatók, de kevésbé 35 gazdaságosak. Ha a polifoszforsav-tartalom a 80%-ot meghaladja, a kitermelés csökkenni kezd, bár még mindig magasabb, mint polifoszforsav vagy kénsav egyedüli alkalmazása esetében. A használt savak kereskedelmi minőségűek és a 40 polifoszforsav 82-86% foszfor-pentaoxidot tartalmazó közönséges polifoszforsav. A savakat alaposan elkeverjük egymással a reagensek hozzáadása előtt. A polifoszforsav nagyon viszkózus és a savak összeöntés után hajlamosak a szétválásra. Ha ezt nem 45 akadályozzuk meg, a kialakuló rétegek a reagensek bomlását vagy a kevésbé tiszta termék alacsonyabb kitermelését eredményezik. A savkeverék mennyisége nem kritikus, de elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a ciklodehidrogénezés hőmérsék- 50 létén keverhető elegyet kapjunk. Előnyösen a tioszemikarbazid-reagenst adjuk először a hideg savkeverékhez, majd a megfelelő alifás sav ekvimolekuláris mennyiségét ezután adjuk hozzá. Ha a hozzáadás részletekben történik, a reagen- 55 seket előnyösen ekvomdekuláris mennyiségű alikvotok formájában adagoljuk. Kezdetben a savkeverék hőmérsékletét 10-20 C°-on tartjuk a reagensek hozzáadása alatt, hogy a tioszemikarbazid bomlását elkerüljük. Hűtés 60 esetében - a ciklodehidrogénezés előtt - az alifás sav és a tioszemikarbazid acil-tioszemikarbazid in situ képződése mellett reagál, amely magasabb hőmérsékleten tiadiazollá ciklodehidrogéneződik. A ciklodehidrogénezés teljessé tétele céljából a 65 reakcióelegyet 100-120 C°-ra melegítjük. Az előnyben részesített ciklodehidrogénezési hőmérséklet 105-110 C°, amelyen a tiadiazol-képződés körülbelül 3 óra alatt megy végbe. A melegítés időtartama fordítva arányos a hőmérséklettel. 100 C° alatti hőmérsékletek szokásosan nem gazdaságos, hossszú reakcióidőt igényelnek, bár a reakció ezéken az alacsonyabb hőmérsékleteken is végbemegy. A ciklodehidrogénezés befejeződése után - előnyösen 105 C°-on - a reakcióelegyet vízzel hígítjuk, a hőmérsékletet csökkentjük és a savat közömbösítve amino-tiadiazol szabad bázist kapunk Bármilyen alkálifém-hidroxid - mint nátrium- vagy kálium-hidroxid - alkalmas a 6,8-7,3 pH beállítására, amelynél a szabad bázis kicsapódik. Ammónium-hidroxidot ugyancsak használhatunk. Az oldhatatlan amino-tiadiazol-terméket általában szokásos szűrési eljárásokkal nyerjük ki. A termék azonban valamely szerves fázisba - előnyösen aromás szénhidrogén-oldószerbe - is extrahálható, ami kényelmessé teszi a további kémiai műveletekét. A ciklodehidrogénezés befejezése után például vizet és — előnyösen - tuololt adunk a reakcióelegyhez. Az elegyet semlegesítjük és az amino-tiadiazol szabad bázist a toluolrétegbe extraháljuk. A rétegeket elválasztjuk és a terméket tartalmazó toluololdatot azeotrópusan szárítjuk. Hozzáadjuk a megfelelő izocianátot és az elegyet 1-2 óráig körülbelül 85-90 C°-on melegítve 1 -(5-alkil-tiadiazolil)-l ,3-dialkil-karbamidot kapunk, mely herbicidként használható. Aromás szénhidrogén-oldószer alatt benzolt és alkilezett származékait értjük, így toluolt, o-klór-toluolt és etil-benzolt, valamint különböző xilolokat, mint o-, m- és p-xilolt. A találmány szerinti eljárást végrehajtva a 25% kénsavat és 75% polifoszforsavat tartalmazó, előnyben részesített elegyet körülbelül 10 C°-ra hűtjük. A hideg savkeverékhez hozzáadjuk a megfelelő tioszemikarbazidot, majd a kívánt, ekvimolekuláris mennyiségű alifás savat, miközben a savkeverék hőmérsékletét körülbelül 10-20 C° között tartjuk. A reagensek hozzáadása után a hőmérséklet emelkedik és a reakciólegyet mintegy 3 óráig körülbelül 105 C°-on tartjuk a ciklodehidrogénezés végbemenetének biztosítása céljából. Vizet és szénhidrogén-oldószert adunk hozzá és a reakcióelegyet 28% ammónium-hidroxiddal semlegesítjük, a végső pH 6,8-7,3. A rétegeket elválasztjuk és a 2-alkil-amino-5-alkil-l ,3,4-tiadiazol szabad bázist azeotróposan szárítjuk. A találmány szerinti előállított jellemző 2-amino-5-alkil-l ,3,4-tiadiazol-vegyületek a következők: 2-amin-5-izopropil-l ,3,4;tiadiazol 2-metil-amino-5-izopropil-l,3,4-tiadiazol 2-amino-5-szek-butil-l ,3,4-tiadiazol 5-szek-butil-2-metil-amino-l ,3,4-tiadiazol 2-amino-5-terc-butil-l,3,4-tiadiazol 5-terc-butil-2-metil-amino-l ,3,4-tiadiazol 2-amino-5-terc-pentil-1,3,4-tiadiazol 2-metil-amino-5-terc-pentil-l ,3,4-tiadiazol 2-amino-5-(l -etil-propil)-l ,3,4-tiadiazol 5-(l -etil-propü)-2-metil-amino-l ,3,4-tiadiazol 2-amino-5-(l- etil-butil)-l ,3,4-tiadiazol