Über die Oxydationsprodukte von Thiocarbonsäureamiden, VII. Oxydationsreaktionen an Thioamiden der...

74 W. WALTER und K.-D. BODE Bd. 660

Uber die Oxydationsprodukte von Thocarbonsaureamiden, VII 1)

OXYDATIONSREAKTIONEN A N THIOAMIDEN D E R OXALSXURE

von WOLFGANG WALTER und KLAUS-DIETER BODE

Aus dem Chemischen Staatsinstitut, Institut fur Organische Chemie, der Universitat Hamburg

Eingegangen am 22. Juni 1962

Bei der Oxydation von Dithio-oxamid rnit H 2 0 2 unter milden Bedingungen entstehen drei Thioamid-S-oxyde, von denen eines isoliert und als Dithio-oxamid- bis-S-oxyd erkannt wurde. Ein weiteres, das Monothio-oxamid-S-oxyd, wurde durch Oxydation von Monothio-oxamid erhalten und identifiziert. N-Substitu- ierte Dithio-oxamide reagieren rnit H202 unter oxydativer Eliminierung des Schwefels zu den entsprechenden Oxamiden; nur im Falle des N.N'-Bis-carboxymethyl- (V) und des N.N'-Bis-hydroxyathyl-dithio-oxamids (VI) konnen S-Oxyde als Zwischenstufen nachgewiesen werden. In substituierte Monothio- oxamide tritt nur dann Sauerstoff ein, wenn eine primare Thioamidgruppe vor- liegt. In den Carbathoxythioformamiden wird die Thioamidgruppe unabhangig davon, ob sie primar, sekundar oder tertiar isr, zur Thioamid-S-oxyd-Gruppe oxydiert ; das Carblthoxythioformamid-S-oxycl und das N.N-Dimethyl-carb-

athoxy-thioformamid-S-oxyd werden isoliert.

In der V. Mitteilung 2) war der papierchromatographische Nachweis von drei Ver- bindungen envahnt worden, die bei der Oxydation von Dithio-oxamid mit H202

entstehen, sowohl rnit Jod/Azid als auch rnit FeC13 reagieren 3) , und daherals Thioamid- S-oxyde angesprochen werden konnten. Sie werden hier rnit I, I1 und I11 bezeichnet.

Durch Anwendung eines grof3en uberschusses von Perhydrol auf das in 0.2-proz. Losung in Pyridin/Methanol/Chloroform vorliegende Dithio-oxamid konnte das Oxydqfionsprodukf II (R, = 0.75 in PA) *) jetzt zum ausschlieBlichen Reaktions- prodqkt gemacht werden; es fie1 in 68-proz. Ausbeute als orangegelbe Nadeln analysenrein an. Irn Gegensatz zur aukrordentlichen Schwerloslichkeit in organischen Losungsrnitteln ist I1 in Alkalien loslich und kann aus dieser Losung durch sofortigen Zusatz von Sauren bei teilweiser Zersetzung wieder ausgefallt werden. I1 zersetzt sich auch bei Raumtemperatur in wenigen Tagen unter Dunkelfarbung. Die Elementar-

* ) RT = Laufstrecke auf dem Papierchromatogramm bez. auf Thioacetamid (RF = I ) in

1 ) VI. Mitteilung: W. WALTER, J. Voss, J. CURTS cnd H. PAWELZIK, Liebigs Ann. Chem.

2) W. WALTER und J. CURTS, Liebigs Ann. Chem. 649, 88 (1961). 3) W. WALTER, Liebigs Ann. Chem. 633, 35 (1960).

FlieBmittel PA = Pyridin/Isoamylalkohol/Wasser (35 : 35 : 30).

660, 60 (1962), voranstehend.

1962 Oxydationsprodukte von Thiocarbonsaureamiden, VII 75

analyse ergab, daB I1 bei seiner Bildung 2 Sauerstoffatome aufgenommen hatte. Durch Schwefelwasserstoff lieB es sich zum Dithio-oxamid zurikkreduzieren. Diese Beob- achtungen sowie die positive FeC13-Reaktion (olivgriin) erlauben es, I1 als Dithio- oxamid-bis-S-oxyd zu formulieren :

Die Einfiihrung weiteren Sauerstoffs in I1 gelang nicht. Unter oxydativer Eliminie- rung des Schwefels bildete sich als einziges fanbares Oxydationsprodukt Oxamid; auch papierchromatographisch konnten weitere Reaktionsprodukte nicht nachgewiesen werden.

Auf Grund der friiheren Erfahrungen2) lag es nahe, das Oxydationsprodukt I als Monothio-oxamid-S-oxyd anzusprechen. Da die Isolierung von I aus dem Oxydations- ansatz des Dithio-oxamides nicht gelang, stelften wir es aus Monothio-oxamid dar.

Monothio-oxamid ist erstmals von W E D D I G E ~ ) aus Carbathoxythioformamid mit Sithanol. Ammoniak erhalten worden. Bei der Nacharbeitung konnten wir die Darstellung des Carb- athoxythioformamids (IV) aus Cyanameisensaureathylester und H2S nicht reproduzieren; I V wurde daher nach REISSERTS) dargestellt. Die Umsetzung mit Ammoniak in k h a n o l lieferte das Monothio-oxamid in 68-proz. Ausbeute. Der Schmelzpunkt (179- 181") stimmte rnit dem von WELCHER und Mitarbeiterns) angegebenen uberein, die das Monothio-oxamid aus Cyan- formamid und Ammoniumsulfid darstellten.

Die Oxydation des Monothio-oxamids gelang mit H202 in Dimethylformamid, wobei das Monorhio-oxamid-S-oxyd (I) als gelbes Kristallisat in 66-proz. Ausbeute analysenrein anfiel :

H2N.C.C.NHz H20b HzN.C--- C.NH2 I II I1 /I /I s o so 0

I ist stabiler als das Dithio-oxamid-bis-S-oxyd (II), zersetzt sich jedoch ebenfalls bei Raumternperatur unter HzS-Abspaltung. Es gibt mit FeC13 eine tiefblaue Farbung, die beim Verdiinnen rnit Dimethylformamid in Purpurrot umschlagt. Das Monothio- oxamid-S-oxyd (R, = 0.68 in PA) wurde papierchromatographisch rnit dem aus Dithio-oxamid erhaltenen Oxydationsprodukt I identifiziert.

Das Oxydationsprodukt III ist nach seinem papierchromatographischen Verhalten (R, = 0.92 in PA; FeC13-Reaktion rotbraun) und unseren Erfahrungenz) bei Oxyda- tionen an bifunktionellen Thioamiden sehr wahrscheinlich das Dithio-oxamid-mono- S-oxyd.

4, A. WEDDIGE, J. prakt. Chem. [2] 10, 193 (1874), und zwar S. 196. 5 ) A. REISSERT, Ber. dtsch. chem. Ges. 37. 3708 (1904), und zwar S. 3721. 6 ) R. P. WELCHER, M. E. CASTELLION und V. P. W Y S ~ R A C H , J . Amer. chem. SOC. 81, 2541

(1959).


Die Fahigkeit substituierter Dithio-oxarnide zur Bildung von Thioamid-S-oxyden ist nach unseren bisherigen Untersuchungen begrenzt. Wie Tabelle 1 zeigt, erhalt man bei der Oxydation von N.N-Bis-carboxyrnethyl-dithio-oxamid (V) und von N.N'- Bis-hydroxyathyl-dithio-oxarnid (VI) in Dirnethylforrnarnid noch rnit FeC13 olivgriin reagierende Verbindungen, also wahrscheinlich Bis-S-oxyde, die bei den hoheren Homologen in der Reihe der Dicarbonsauredithioarnide als einzige Oxydationspro- dukte isoliert worden sind2). Nimrnt man die Oxydation von V und VI in Methanol vor, so lassen sich mit FeCI3 reagierende Verbindungen nicht rnehr nachweisen, sondern man findet, wie bei den iibrigen in Tab. 1 aufgefiihrten Verbindungen, nur das Amid als Ergebnis der vollstandigen oxydativen Elirninierung der Schwefelatorne.

Tabelle 1. Oxydationsergebnisse an substituierten Dithio-oxamiden ~ -_

Oxydations-

S-Oxyd Amid Dithio-oxamid Forrnel Losungsmittel ergebnis

Grund korper H2N. CS . CS . NH2 N.N'-Bis-carboxy- ( .CS . N H .CH2.C02H)?

N. N'-Bis-hydroxy-

N.N'-Dimethyl- ( .CS . N H .CH3)2

N.N'-Dicyclohexyl- ( ,CS .NH , C ~ H I 1)2 N.N'-Dibenzyl- ( .CS.NH .CHz.C6H5)2 N.N'-Diphenyl- ( .CS. NH 'C6H5)2 N.N-Bis-carb- ( .CS , NH .CH2 .CO?CzHj)z

methyl- (V) ( .CS. NH .CH2 .CH20H)2

ithyl- (VI)

N. N'-Diathyl- ( , CS . N H . C2H5)2

athoxymethyl- *) DMF = Dimethylformamid.

CH~OHICHCI~IPY D M F *)

CH3OH D M F CHjOH DMF, CH3OH DMF, Dioxan DMF, Pyridin DMF, Pyridin DMF, Dioxan D M F

- 3 t + +

-

+ + + + + + +

-

-

-

-

-

-

-

._

keine Reaktion

Der Diathylester des N.N'-Bis-carboxyrnethyl-dithio-oxarnids, den wir dargestellt hatten, urn Schwierigkeiten bei der Isolierung der Oxydationsprodukte von V und VI zu umgehen, laBt sich bis zu einer Temperatur von 90" nicht oxydieren.

Zur Darstellung der in Tabelle 2 aufgefuhrten substituierten Monothio-oxarnide gingen wir wie folgt vor: NS-Methyl-monothio-oxarnid7) (VII), H2N. CO. CS . NHCH3, wurde durch Urnamidierung von Monothio-oxamid dargestellts). Dieses Verfahren war schon auf Dithio-oxamide angewandt wordens) und zeigt erneut die grokre Reaktionsfahigkeit der Thioarnidgruppe gegeniiber der Amidgruppe. Diese bleibt

7) Zur Nomenklatur vgl. B. MILLIGAN und J. M. SWAN, J. chem. SOC. [London] 1959,

8) 0. WALLACH, Liebigs Ann. Chern. 262,354 (1891), und zwar S. 358; H. M. WOODBURN, 2969; 1961, 1194.

W. PLATEK und E. L. GRAMINSKI, J. org. Chemistry 23, 319 (1958).


unter den Reaktionsbedingungen verschont, so daI3 sich No-Methyl-monothio-oxamid (VIII) nicht aus Monothio-oxarnid darstellen 1aDt; es wurde durch Aminolyse von Carbathoxythioforrnamid5) erhalten :

Das offenbar bisher unbekannte NS.NS-Dimethyl-monothio-oxamid H2N .CO. CS . N(CH& (IX) wurde durch Schwefelung des N.N-Dimethyl-oxamids mit P4S10 in Pyridin9) dargestellt. Interessant an dieser Reaktion ist, daD eine primare neben einer tertiaren Arnidgruppe nur teilweise in die Thioarnidgruppe umgewandelt wird. Aus diesem Grunde wurde das Isomere, das No.NO-Dimethyl-monothio-oxamid 0, durch Thiolyse aus N.N-Dirnethyl-cyanformamid 10) dargestellt :

(CH,)2N.C.CN + H2S - (CH3)2N*C.C.NH2

ii &!I x NS-Cyclohexyl-NO-phenyl-monothio-oxarnid wurde nach MILLIGAN und SWAN 7) ge- wonnen.

Tabelle 2. Oxydationsergebnisse an substituierten Monothio-oxamiden _______- . - - _ - _ _ _ - -

Monothio-oxarnid Losungsmittel Oxydationsergebnis S-Oxyd (Schmp.) Amid

Grundkorper DMF, CH3OH +(I, 173-174") - T Ns-Methyl- (Vl1) DMF, CHJOH -

No-Methyl- (VIII) CH3OH +(144-14S0) -

No.No-Dimethy1- (X) CH3OH + (124 - 125") - No.Ns-Dipheny1- DMF, CH,OH/CHCI, -

Ns-Cyclohexyl-No-pheny l- CH3CN -

Die beiden Monothio-oxamid-Derivute, die S-Oxyde ergeben (Tab. 2), l i ekn sich leicht schon in Methanol oxydieren. Ihre S-Oxyde farben sich, wie das Monothio- oxarnid-S-oxyd, rnit FeCl3 tiefblau; die Farbung schlagt beim Verdiinnen rnit Di- rnethylforrnarnid in Purpurrot urn. Die Oxydationsergebnisse am NS-Cyclohexyl-No- phenyl-monothio-oxarnid sowie am No.NS-Diphenyl-rnonothio-oxamid bestatigen die bei den Dithio-oxamiden gemachten Erfahrungen. Allerdings erforderte die erste dieser Verbindungen zur oxydativen Elirninierung des Schwefels Temperaturen urn 90". Sterische Griinde konnen dafiir nicht verantwortlich gernacht werden, da die Oxydation des N.N'-Dicyclohexyl-dithio-oxamids wesentlich leichter zum entsprechenden Amid fiihrt.

+ + +

- N S. N s- Dimet hyl- ( I X) CH3OH

9) E. KLINGSBERG und D. PAPA, J. Amer. chem. SOC. 73,4988 (1951). 10) H. M. ATKINSON, J. chem. SOC. [London] 105, 1290 (1914).

I8 W. WALTER und K.-D. BODE Bd. 660

Die bei der Oxydation der Dithio- und der Monothio-oxarnide gernachte Erfahrung, daD nur aus primaren Thioamiden die entsprechenden S-Oxyde gebildet werden, steht im Gegensatz zu den bei anderen Thioamiden gemachten Bwbachtungen. Offenbar bewirkt die in den Oxalsaure-Derivaten vorliegende C-Acyl-Struktur eine ahnliche Reaktionshernmung, wie sie bei N-acylierten Thioamiden beobachtet

Diese Oberlegung fiihrte zur Untersuchung einer dritten Reihe von Oxalsaure- Derivaten, den Carbarhoxythioformamiden (XI), in denen an die Stelle der bisherigen Amidgruppe eine Estergruppe getreten ist. Die Untersuchungen wurden beschrankt

auf das Anfangsglied der Reihe (XI: R, R' = H), sowie auf das \N.C.C.0c2H5 N-Methyl- und das N.N-Dimethyl-Derivat. Zu ihrer Darstellung

gingen wir vom Oxalsaurediathylester aus, der mit den entsprechenden Arninen mono-aminolysiert und darauf rnit P&o

geschwefelt wurde. Das bisher nicht beschriebene N-Methyl-carbathoxythioformamid ist ein braunes 0 1 (Sdp.12 136 - 138"), das N.N-Dimethyl-carbathoxythioforrnamid bildet hellgelbe Kristalle (Schmp. 45 -47") von angenehmem Geruch.

Die Oxydation des Carbathoxythioformamids mit H202 in Methanol fiihrte in 73-proz. Ausbeute zum S-Oxyd (zitronengelbe Blattchen vom Schmp. 92.5 -93.5"), das, wie die Ausgangssubstanz, gut kristallisiert und bemerkenswert stabil ist. Mit FeC13 ergibt das S-Oxyd Blaufarbung, was zusarnmen mit der Elernentaranalyse die Struktur sichert. Von den Oxydationsprodukten der Methylderivate konnte das N-Methyl-carbathoxythioformamid-S-oxyd nur papierchromatographisch nachgewiesen werden. Das N.N-Dimethyl-carbathoxythioformamid-S-oxyd, zunachst als zitronengelbes 0 1 von erfrischendem, esterartigem Geruch erhalten, kristallisierte in g rokn rhombischen Kristallen vom Schmp. 46 -47".

Auf Grund der vorliegenden Bwbachtungen lassen sich die untersuchten Verbin- dungen in zwei Gruppen einteilen: 1) Mono- und Dithio-oxamide lassen sich, im Gegensatz zu den normalen Thioamiden, dann nicht zu Thioamid-S-oxyden oxydieren, wenn die Amidgruppe einen Substituenten ohne weitere Funktion tragt. 2) Vertreter dieser Gruppe, die sich von der ersten dadurch unterscheiden, daD in ihnen die Amid- bzw. eine Thioamidgruppe durch die Estergruppe ersetzt ist, verhalten sich bei der Oxydation ihrer N-Alkyl-Derivate wie normale Thioamide.

wird11. 12).

R" 8 8 XI

Wir danken dem FONDS DER CHEMISCHEN INDUSTRIE herzlich fur die Unterstiitzung dieser Arbeit.

1 1 ) W. WALTER, Liebigs Ann. Chem. 633, 49 (1960). 12) W. WALTER, J . CURTS und H. PAWELZIK, Liebigs Ann. Chem. 643, 29 (1961).


B E S C H R E I B U N G D E R V E R S U C H E

Die Schmetzpunkfe wurden auf einem I(OFLER-HeiZ!iSCh bestimmt und nicht korrigiert.

Papierchromatographische Unterstrchungen: Sie wurden mit Papier 602 h : p (SCHLEICHER & SCHULL) durchgefuhrt. Als FlieBmittel dienten PA = Pyridin/Isoamylalkohol/Wasser (35 : 35 : 30) sowie n-Butanol/Eisessig/Wasser (70 : 7 : 33). Es wurde absteigend chromatogra- phiert. Zurn Nachweis wurden Jod-kid-Reagenz 13). verd. FeC13-Losung sowie die in der folgenden Tabelle aufgefuhrten Metall-Ionen verwendet.

Verhalren von Dirhio-oxamiden Regen Metallsalze:

Dithio-oxamid Fe3@ CoZ@ Ni2b13a) CU2@ Pbze -_____. - _-_____- - .-_____ _____

Grundkorper rotbraun braun blauviolett dk1.-griin - N. "-Dimethyl- - - purpur dkl.-griin -

N.N'-Diathyl- - - purpur griin - N. N'-Dibenzyl- - - gelbgrun braun - N.N'-Dicyclohexyl- hellbraun - gel bgrun braungrun -

N.N'-Bis-carboxy- rotbraun - gelblich dkl.-braun *) hellgelb methyl-

N.N'-Bis-hydroxy- rosa **) braun rotviolett grun - Lthyl-

* I wird spater hellgrun. * * I hat einen blaugrunen Rand.

Oxydation von Dithio-oxamid Nachweis der Oxydationsprodukte I - III : 100 mg Dirhio-oxamid wurden in 5 ml Dimethyl-

formamid gelost und rnit 0.5 ml Perhydrul (MERCK) versetzt. Eine Probe der Losung ergab auf dem Papier rnit FeC13-Losung langsam eine tiefblaue Farbung. Das Papierchromatogramm der bald zu einem schwarzen Gelee erstarrenden Reaktionslosung zeigte rnit PA als FlieDmittel drei Flecke: I (RT = 0.68, mit FeC13 blau), I1 (RT = 0.75, rnit FeCI3 olivgrun), 111 (RT = 0.92, rnit FeCI3 rotbraun). Dirhio-oxamid-bis-S-oxyd (11). - Die Losung von 2 g Dirhio-uxamid in 50 mi Pyridin

wurde mit 130- 140 ml Methanol und 900 ml Chloroform verdunnt. Nach Zugabe von 32 ml Perhydrol in 40 rnl Methanol wurde auf - 12 bis - 14" gekuhlt (Tiefkuhlschrank). Nach 30 Min. begann sich I1 in orangegelben, langen Nadeln abzuscheiden. Nach 2-3 Tagen wurde das Kristallisat rnit absol. Ather gewaschen. Ausbeute 1.73 g (68%); Zen.-P. 156- 158" (3 Sek. nach Aufstreuen auf die KoFLER-Heizbank) ; FeC13-Reaktion olivgrun.

CzH4N202S~ (136.2) Ber. C 15.78 H 2.65 N 18.41 S 42.14 Gef. 16.17 2.77 18.22 41.55

Aus der hellgelben Mutterlauge wurden nach Einengen auf etwa 50 m10.43 g (30%) Oxamid erhalten.

13) E. CHARGAFF, C. LEVINE und C. GREEN, J. biol. Chemistry 175, 67 (1948). 13a) vgl. R. N. HURD und G. DE LA MATER, J. Amer. chem. SOC. 82,4454 (1960).


Reduktion mif Schwefelwusserstofl: In die Losung von 100 mg II in 30 ml Dimethylsulfoxyd wurde H2S eingeleitet. In Abstanden von einigen Minuten wurden Proben zur Papierchromato- graphie entnommen. Das Chromatogramm zeigte bis zu der nach 5 Min. entnommenen Probe auBer I1 lediglich einen rnit Jod-Azid-Reagenz markierbaren Fleck, der rnit der Front lief. Nach etwa 10 Min. farbte sich die Losung rot; rnit verd. NiS04-Losung erhielt man, nach Vertreiben des H2S, auf dem Papier die fur Dithio-oxumid charakteristische violette Farbung (vgl. s. 79).

Weireroxydution rnit Wusserstojperoxyd; 40 mg If in 10 ml Dimethylformamid blieben nach Zugabe von 0.1 ml Perhydrol einige Stunden bei Raumtemperatur stehen, wobei die gelbe Farbe der Losung langsam verschwand. Alle 15 Min. wurden Proben zur papierchromatographischen Priifung entnommen. Nach 90 Min. lieBen sich rnit FeC13 nur noch Spuren von I1 nachweisen; andere anfarbbare Substanzen traten nicht auf. AuDer einigen mg Oxurnid (Sublimat.-P. 360") wurden keine Oxydationsprodukte gefaBt. In NazCO3-Losung verlief die Reaktion wesentlich schneller.

Oxydation von substituierten Dithio-oxamiden

I ) N.N-Eis-hydroxyiithyl-dithio-oxumid ( VI): 210 mg VI wurden in 3 ml Dimethylformamid gelost und mit 1 ml Perhydrol versetzt. Die Temperatur der Losung stieg dabei auf etwa 37". Eine Probe ergab rnit FeCI3-Losung eine olivgriine Farbung. Der Versuch, das entstandene S-Oxyd durch unpolare Losungsmittel zu fallen, mi0lang. Nach 90 Min. triibte sich die Losung unter Schwefel-Abscheidung. - Papierchromatogrumm (in PA als FlieOmittel) : Thio- amid V1 (RF = 0.90, rnit FeC13 rosa), S-Oxyd (RF = 0.59, rnit FeCI3 olivgriin).

2) N.N-Eis-carboxymethyl-difhio-oxamid ( V ) : 240 mg V wurden in 10 ml Dimethylform- amid mit 1 ml Perhydrol versetzt, wobei die Temperatur um etwa 10" anstieg. Eine olivgriine Farbung rnit FeCJ3 trat haufig erst nach einigen Stunden auf und ging in GrUnblau Uber. Versuche, das Reaktionsprodukt rnit Wasser, Chloroform oder Benzol zu fallen, miBlangen. - Papierchromntogramm (n-Butanol/Eisessig/Wasser als FlieOmittel) : Thioamid V (RP = 0.77, mit FeCI3 rotbraun), S-Oxyd (RF = 0.59, rnit FeCI3 olivgriin).

3) N.N-Dimethyl-dithio-oxumid; Zur Losung von 150 mg Thioumid in 2-4 ml Dimethyl- formamid wurden 0.5-2 ml Perhydrol gegeben, wobei sie sich auf etwa 40" erwarmte. Nach 10 Min. kristallisierte die Ausgangssubstanz wieder aus. Nach 24 Stdn. war der Ansatz ent- farbt, er reagierte stark sauer und hatte Schwefel abgeschieden. Eindampfen des Filtrates ergab 100 mg farbloses N.N-Dimefhyl-oxumid, das aus heiBem Wasser umkristallisiert wurde; Schmp. 216" (Lit. 14) 210-217"). Auch in den folgenden Losungsmitteln fiihrte die Oxydation unter Eliminierung des Schwefels zum NN-Dimethyl-oxamid: Dioxan, Tetrahydrofuran, Pyridin/Methanol/Chloroform, Acetonitril und Methanol.

4) Unter den gleichen Reaktionsbedingungen wurden die in der folgenden Tabelle aufgefuhrten Dithio-oxamid-Derivate *) oxydiert :

*) Fur ihre oberlassung sei den MALLINCKRODT CHEMICAL WORKS, St. Louis/U.S.A.

14) 0. WALLACH und A. BOHRINCER, Liebigs Ann. Chem. 184, 51 (1877). gedankt.

1962 Oxydationsprodukte von Thiocarbonsaureamiden, VI I 81

Dithio-oxamid

N. N'-Diathyl- 8)

N.N'-Dibenzyl- 20)

N. N'-Dicyclohexyl- 2 0 )

N.N'-Diphenyl- 5 )

N. N'-Bis-hydroxyathyl- 8)

N. N'-Bis-carboxymethyl-

- _ _ _ _ _ - . LBsungsmittel

- . - . - - - - - - - . - . ._ -

DMF, THF, Dioxan

DMF, THF, Pyridin, CH3OH

DMF, THF, Dioxan, Pyridin, CH,OH

DMF, THF, Dioxan

CH3OH

CH3OH

Schmp. des Amids - - -. - - - - - - -

176-178"

2 1 8 - 2 19" (aus Athanol)

(aus Eisessig) 270' (aus Athanol)

(aus Benzol) 170' (aus Methanol) 248' (Zers.) (aus DMF/Wasser)

246 - 247'

Lit.-Schmp. ~ - -. . - - - - - 175 - 179' 15)

219'8)

273' 16)

245 - 247' 17)

170--171°18)

250' (Zers.) 19)

5 ) N.N-Bis-carbafhoxymerhyt-dithio-oxamid; I .5 g Thioamid wurden in 30 ml Dimethyl- formamid gelost und mit 4 ml Perhydrol versetzt. Es trat nur eine geringfiigige Temperatur- erhohung der Losung ein. Eine Probe zeigte mit FeCI3 keine Farbung. Die Losung wurde 30 Min. lang zunschst auf 50-60", d a m auf 80-90" erwarmt. Im Papierchromatogramm lie0 sich rnit Jod-Azid-Reagenz nur die Ausgangssubstanz nachweisen. Nach mehreren Tagen hatte sich ein Teil des Ausgangsproduktes wieder ausgeschieden.

Carbarhoxyrhioformamid. - Entsprechend den Angaben von RsIsseRT5) wurden aus 50 g Carbuthoxyformamid4) und 22.8 g feingepulvertem Phosphorpentasulfid 33 g ( 5 8 %) gelbe Blattchen erhalten, die nach zweimaligem Umkristallisieren aus Athanol bei 58 -60" (Lit.5) 63 -64") schmolzen.

Monothio-oxamid. - Nach den Angaben von WEDDICE*') erhielten wir aus 1 3 . 3 g Carb- ufhoxythiojormamid und 1.7 g NH3 in 30 ml Ithanol. Losung 7 g (68%) zitronengelbe Kri- stalle (aus heinem Athanol) vom Schmp. 179- 181" (Lit,6) 179-181").

Monorhio-oxamid-S-oxyd. - Zur Losung von I .2 g Monorhio-oxamid in 15 ml Dimethyl- formamid wurden 9 ml Perhydrol in 3 Portionen gegeben, wobei die Temperatur durch Wasserkiihlung bei etwa 40" gehalten wurde. Nach etwa 7 Min. begann das S-Oxyd auszu- kristallisieren. Die Losung wurde 30 Min. spater im Kiihlschrank weiter abgekiihlt. Nach 4 Stdn. wurden die gelben Kristalle 2mal mit Methanol und dann mit absol. Ather gewaschen. Schmp. 173- 174" (Zers., nach raschem Erhitzen auf dem KoFLER-Heiztisch); Ausbeute 920 mg (66%). FeCI3-Reaktion tiefblau; nach Verdiinnung mit Dimethylformamid purpur rot.

CzH4NzOzS (120.1) Ber. C 19.99 H 3.36 N 23.32 S 26.69 Gef. 20.05 3.42 23.48 26.32

No-Merhyl-monorhio-oxamid (VIII). - Analog Lit. 21) wurden in die Losung von 10 g Carbufhoxyrhioformamid in 20 ml Methanol 2.5 g Mefhytamin eingeleitet. Im Kiihlschrank

15) 0. WALLACH, Liebigs Ann. Chem. 214, 257 (1882), und zwar S. 268. 16) M. GRUNFELD, Ann. Chimie [lo] 20, 304 (1933): und zwar S. 360.

IE) A. P. PHILLIPS, J . Amer. chem. SOC. 73, 5557 (1951). l9) W. KERP und K. UNGER, Rer. dtsch. chem. Ges. 30, 579 (1897). 20) R. N. HURD, G. DE LA MATER, G. C. MCELHENY, R. J. TURNER und V. H. WALLING-

21) A. WEDDIGE, J. prakt. Chem. (21 9, 132 (1874).

A. W. HOFMANN, Liebigs Ann. Chem. 142, 121 (1867).

FORD, J. org. Chemistry 26, 3980 (1961).

Liebigs AM. Chem. Bd. 660 6


schied sich ein gelbes Kristallisat ab, das nach 2 Stdn. aus Methanol umkristallisiert wurde. Gelbe Prismen vom Schmp. 139 - 140"; Ausbeute 5.6 g (63 %).

C3H6N20S (1 18.2) Ber. C 30.49 H 5.12 N 23.70 S 27.13 Gef. 30.20 5.13 23.22 26.80

No-Merhyl-monofhio-oxamid-S-oxyd. - 0.5 g VIII wurden in 10 ml Methanol gelost und nach Zusatz von 1 ml Perhydrol etwa 30 Min. bei 40-50" gehalten. Darauf wurde die Losung in das gleiche Volumen gesattigter NaC1-Losung gegossen und 3mal rnit je 30 ml Chloroform ausgeschuttelt. Die vereinigten Extrakte wurden rnit Wasser ausgeschuttelt und 2 Stdn. uber NazS04 getrocknet. Nach dem Eindampfen i. Vak. blieben 400 mg Oxydationsprodukt zu- ruck, das rnit FeCI3 Blaufarbung ergab. Nach Umkristallisieren aus Essigester wurden 370 mg (30%) reines No-Methyl-monothio-oxamid-S-oxyd vom Schmp. 144- 145" erhalten.

C3HsN202S (134.2) Ber. C 26.85 H 4.51 N 20.88 S 23.89 Gef. 26.65 4.55 20.51 24.09

NS-Merhyl-monorhio-oxamid (VII). - Nach den Angaben von WELCHER und Mitarbeitern6) wurden aus 2.15 g Monofhio-oxamid und 1 .5 g Merhylamin-hydrochlorid 400 mg ( I 6 %) VII in gelben Kristallen vorn Schmp. 120--121" (aus Essigester) [Lit.6) 121"] erhalten. Oxydarion: Die Losung von 100 mg VII in 1 ml Dimethylformamid wurde tropfenweise rnit 0.9 ml Perhydrol versetzt. Sie trubte sich sofort unter Entfarbung. Weder durch Tupfeln noch auf dem Papierchromatogramm lieR sich rnit FeCI3 ein S-Oxyd nachweisen. Durch Einengen der Losung erhielt man N-Methyl-oxamid, das nach Umkristallisation aus 50-prOz. Athanol bei 226" (Lit. 14) 227-229") schmolz. No.No-Dimethyl-monorhio-oxamid-S-oxyd. - 5 g No.No-Dimethyl-monothio-oxamid~~)

(X) wurden in 50 ml Methanol gelost und rnit 5 ml Perhydrol versetzt, wobei die Ternperatur auf 40' anstieg. Nach 30 Min. wurde die Reaktion durch EingieBen der Losung in 50 ml gesattigte NaC1-Losung beendet ; dabei trat teilweise Zersetzung unter Schwefel-Abscheidung ein. Auf der Schuttelmaschine wurde die waRrige Losung so lange rnit Chloroform ausgeschuttelt, bis kein S-Oxyd mehr nachzuweisen war; dabei darf die Farbe der Losung jedoch nicht in Rot umschlagen *). Die vereinigten Extrakte wurden uber Na2S04 getrocknet und i. Vak. eingedampft. Der Ruckstand (3.7 g) wurde aus Methanoi/Benzol umkristallisiert. Schwachgelbe Prismen vom Schmp. 124-125"; Ausbeute 2.2 g (39%). FeCI3-Reaktion blau; nach Ver- dunnen rnit Dimethylformamid purpurrot.


NS.NS-Dimethyl-monorhio-oxamid (IX). - 58 g N.N-Dimethyl-oxamid wurden in 400 ml trockenem Pyridin gelost und rnit 42.2 g Phosphorpentasulfid 1 Stde. unter RuckRuB gekocht. Dann wurde das Filtrat i. Vak. eingedarnpft. Der sirupose Ruckstand wurde in 400 ml Athanol aufgenommen und mit Aktivkohle gekocht. Aus dem eingeengten Filtrat schieden sich gelb- braune Kristalle ab, die aus Essigester, dann aus Chloroform umkristallisiert wurden. Farblose Nadeln vom Schmp. 145.5-146.5"; Ausbeute I4 g (25%).


* ) Aus einem solchen Ansatz wurden 3.9 g rotliche Substanz erhalten, die auch durch mehrfaches Umkristallisieren aus verschiedenen Losungsmitteln nicht farbstofffrei erhalten werden konnte.

1962 Oxydationsprodukte von Thiocarbonsaureamiden, VI I 83

Oxydarion: 1.5 g IX wurden in 30 ml Methanol gelost und rnit 2.0 ml Perhydrol versetzt. Nach 7 Min. schlug die schwach gelbe Farbe plotzlich in Rot um; nach 10 Min. fie1 Schwefel aus. Der Ansatz wurde in gesattigte NaCl-Losung gegossen und mehrfach rnit Chloroform ausgeschiittelt. Nach dem Eindampfen des getrockneten Chloroformextraktes wurden 65 mg dunkel- rote Kristalle erhalten, die sich nach Umkristallisation aus Benzol als Ausgangssubstanz (Schmp. 145.5", Mischprobe) erwiesen. - Bei der entspr. Oxydation in Dimethylformamid und in Wasser wurden die gleichen Beobachtungen gemacht; dagegen trat die Rotfarbung in Tetrahydrofuran nicht ein. Aus den eingeengten Reaktionslosungen wurde teils Ausgangs- substanz, teils N.N-Dimethyl-oxamid erhalten, das nach Umkristallisation aus Benzol bei 104" (Lit. 22) 104") schmolz. NS-Cyclohexyl-No-phenyI-monothio-oxamid. - Nach MILLIGAN und SWAN 7) erhielten wir

aus 10 g Natrium-phenylcarbamoyl-methylrhiosulJat (dargestellt aus w-Chlor-acetanilid und Na2S203 nach Lit. 23)) und 6 ml Cyclohexylamin 5.4 g ( 5 3 %) des Thiooxamids. Schwach gelbe Nadeln vom Schmp. 130" (Lit.?) 130"). Oxydarion: Je 100 mg NS-Cyclohexyl-N o-phenyl-monothio-oxamid wurden a) in 2 ml Dimethyl- formamid und b) in 2 ml Acetonitril gelost. Nach Zugabe von je 0.5 ml Perhydrol wurde einige Minuten auf 90" erwarmt. Entnommene Proben ergaben keine positive FeCl3-Reakrion. Nach einigen Tagen trat Entfarbung ein. In beiden Fallen kristallisierte N-Cyclohexyl-N- phenyl-oxamid in langen Nadeln vom Schmp. 208-209" (Lit. 22) 209") aus.

Oxydarion von N S . No-Diphenyl-monothio-oxamid24): Die Losung von 224 mg des Thio- amidss) in 10 ml Dimethylformamid wurde rnit 1 ml Perhydrol versetzt. Weder durch Tiipfeln noch papierchromatographisch IieD sich mit FeCI, oder rnit Jod-hid-Reagenz ein Oxydations- produkt nachweisen. Nach einigen Tagen schieden sich aus der Losung farblose Blattchen von N.N-Diphenyl-oxamid ab, die aus Benzol umkristallisiert wurden; Schmp. 246" (Lit. 17)

245 -247"). - Die Oxydation in khan01 oder in Chloroform/Methanol fiihrte zum gleichen Erpebnis. Carbarhoxythioformamid-S-oxyd. - Die Losung von 5 g Carbarhoxythioformamid (XI :

R , R' = H) in 50 ml Chloroform + 40 ml Methanol wurde rnit 12 ml Perhydrol in kleinen Portionen versetzt. Durch Kuhlung wurde die Temperatur bei 40" gehalten. Nach 35 Min. begann sich die Losung durch Schwe/el-Ausscheidung zu triiben. Sie wurde in 60ml Wasser gegossen, die organische Phase abgetrennt und 2mal rnit je 25 ml Wasser gewaschen. Die vereinigten Waschwasser schiittelte man mehrfach rnit je 10 ml Chloroform aus, bis eine Probe mit FeCls keine Blaufarbung mehr ergab. Die vereinigten Extrakte wurden iiber N a ~ S 0 4 getrocknet und i. Vak. eingedampft. Das rotbraune 81 kristallisierte beim Erkalten. Zitronen- gelbe Kristalle vom Schmp. 92.5-93.5" (2mal aus Benzol); Ausbeute 4.1 g (73%).

CdH7N03S (149.2) Ber. C 32.21 H 4.73 N 9.39 S 21.50 Gef. 32.66 4.87 9.25 21.76

N-Methyl-carbathoxythioformamid. - 13 g N- Methyl-carbarhoxyformamid wurden in 130 ml wasserfreiem Pyridin gelost und rnit 5 g Phosphorpenrasulfid 1 Stde. unter RiickfluD

22) A. P. N. FRANCHIMONT und H. A. ROUFFAER, Recueil Trav. chim. Pays-Bas 13, 331

23) U. WEISS und S. SOKOL, J. Amer. chem. SOC. 72, 1687 (1950). 24) G. FRERICHS und E. WILDT, Liebigs Ann. Chem. 360, 105 (1908).

(1 894).

6.


gekocht. Man filtrierte die heiBe Losung, dampfte das Filtrat i.Vak. ein, nahm den siruposen Riickstand in Athanol auf und kochte mit Aktivkohle. Nach Abdestillieren des Athanols wurde bei 136- 138"/1 I Torr destilliert. Ausbeute 3.1 g (21 %) braunes 01.

C5H9N02S (147.2) Ber. C40.80 H 6.16 N 9.52 S 21.78 Gef. 40.75 6.08 9.65 21.64

Oxydation: Die Losung von 1 g des voranstehenden Thioumids in 10 rnl Chloroform wurde mit 5 ml Methanol verdiinnt, mit 1 ml Perhydrol versetzt und 2 Stdn. bei 38-40' gehalten. Dann wurde in 10 ml gesittigte NaCI-Losung gegossen, die organische Phase abgezogen und 2maI mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen iiber Na2S04 wurde das Losungsmittel i. Vak. abgezogen. Es blieb 1 g gelbes 0 1 zuriick, das mit FeCI3 BlauPArbung ergab, die nach dem Verdiinnen mit Dimethylformamid in Purpurrot umschlug. Durch Umlosen aus Petrol- ItherlEssigester (Tiefkiihlschrank) wurden 600 mg schwach gelbe Kristalle vom Schmp. 32 bis 34" erhalten, die sich jedoch nicht in analysenreinen Zustand iiberfiihren lieBen. - Papier- chromarogruphie (in FlieBmittel PA): Thioamid (RF = 0.90), S-Oxyd (RF -= 0.53).

N . N- Dimerhyl-carbathoxythioformamid. - 72.5 g N . N- Dimerhyl-curbathoxyformamid wurden in 500 ml trocknem Pyridin gelost und mit 42 g Phosphorpentasulfid I Stde. unter RuckfluB gekocht. Es wurde auf l / 3 des Volumens eingeengt und unter krlftigem Riihren in 1 I Wasser gegossen. Das ausgeschiedene Reaktionsprodukt wurde abgesaugt und das Filtrat mehrfach mit Chloroform ausgeschiittelt. Der nach Abdestillieren des Chloroforms erhaltene braune Riickstand wurde zusammen mit dem Hauptprodukt in Athanol gelost und mit Aktiv- kohle gekocht. Aus dem eingeengten Filtrat schieden sich 34 g (42%) schwach gelbe Kristalle vom Schmp. 46-47" ab.

C6HIlN02S (161.2) Ber. C 44.47 H 6.83 N 8.69 S 19.84 Gef. 44.32 6.62 8.54 19.85

N . N-Dimethyl-carbathoxyrhioformamid-S-oxyd. - Eine Losung von 5 g N.N-Dimethyl- carbarhoxyrhioformamid in 50 rnl Methanol wurde nach Zusatz von 17.5 ml Perhydrol auf 40-50" erwirmt. Nach 20 Min. begann Schwefel auszufallen; die Reaktion wurde daher durch EingieBen in 50 ml gesittigte NaCI-Losung beendet. Es wurde mit Chloroform ausgeschiittelt, bis eine Probe der waBrigen Losung nur noch schwach mit FeCI, reagierte. Der Chloroformextrakt wurde 1 ma1 mit Wasser gewaschen und iiber Na2SO4 getrocknet. Nach dem Eindampfen i. Vak. wurde das gelbe, erfrischend esterartig riechende 01 in Methanol aufgenommen. Aus dem Filtrat wurde das Losungsmittel abdestilliert : 4.6 g (84 %) zitronengelbe, rhombische Kristalle vom Schmp. 46 -47" und rotbrauner FeCI3-Reaktion. Wegen der auBerordentlich hohen Loslichkeit gelang es bisher nicht, das S-Oxyd ganz analysenrein zu erhalten. Wahrscheinlich liegt jedoch eine Molekiilverbitfdioig aus dem Thioamid und seinem S-Oxyd vor.

C12H2205N~S~ (338.5) Ber. C 42.57 H 6.48 N 8.30 S 18.97 Gef. 42.23 6.87 8.08 18.40

Über die Oxydationsprodukte von Thiocarbonsäureamiden, VII. Oxydationsreaktionen an Thioamiden der...

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