DE935129C

DE935129C - Process for the production of N-substituted sultams

Info

Publication number: DE935129C
Application number: DER11776A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Feichtinger; Hans Dr Tummes
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1953-05-29
Filing date: 1953-05-29
Publication date: 1955-11-10

Description

Verfahren zur Herstellung von N-substituierten Sultamen Die Erfindung betrifft die Herstellung von neuen organischen Verbindungen der allgemeinen Formel: In dieser Formel ist R eine aliphatische, gerad- oder #,-erz`veigte, gesätti.'te 3 bis .1 Kohlenstoff- enthaltend(- Kohlenwasserstoffbrücke, X eine - GIL,-iirupp@ oder Teil eines Acylrestes, z. E. -S (@ und - t'. - O, und R' ein omanischer Rest o@ l@-4r ein Wasserstoffatom. Es wurde gefunden, daß sich Verbindungen der oben angegebenen Zusammensetzung, die man zweckmäßig als N-substituierte Sultame bezeichnet, leicht darstellen lassen, wenn man entweder Sultame der Zusammensetzung in der R eine aliphatische, geradkettige oder verzweigte, gesättigte Kohlenwasserstoffbrücke von 3 bis 4 CAtomen darstellt, oder deren Alkalisalze, wie N atriumbutansultam, mit organischen Halogenverbindungen, wie Alkyl-, Aralkyl-, aliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren- oder Sulfonsäurehalogeniden, umsetzt.Process for the preparation of N-substituted sultams The invention relates to the manufacture of new organic compounds of the general formula: In this formula, R is an aliphatic, straight or #, - curved, saturated 3 to .1 carbon containing (- hydrocarbon bridge, X a - GIL, -iirupp @ or part of an acyl radical, e.g. E. -S (@ and - t '. - O, and R' an Omani remainder o @ l @ -4r is a hydrogen atom. It has been found that compounds of the composition given above, which are appropriately referred to as N-substituted sultams, can easily be prepared if either sultams of the composition are used in which R is an aliphatic, straight-chain or branched, saturated hydrocarbon bridge of 3 to 4 carbon atoms, or its alkali metal salts, such as n atrium butanesultam, with organic halogen compounds, such as alkyl, aralkyl, aliphatic or aromatic carboxylic acid or sulfonic acid halides, are reacted.

Diese Reaktionen verlaufen nach der folgenden allgemeinen Formel: Hierin haben R', X und R die oben angegebene Bedeutung, während mit M ein Alkalimetall oder Wasserstoff und mit Hlg ein Halogenatom bezeichnet ist.These reactions proceed according to the following general formula: Here, R ', X and R have the meaning given above, while M denotes an alkali metal or hydrogen and Hlg denotes a halogen atom.

Die als Ausgangsmaterial erforderlichen Sultame können aus aliphatischen Aminen dadurch hergestellt «-erden, daß man die Amine mit Chlorwasserstoff zunächst in Aminhydrochloride überführt. Die Aminhydrochloride werden zweckmäßig unter Belichtung mit Schwefeldioxyd und Chlor enthaltenden Gasgemischen behandelt. Hierbei entstehen unter Abspaltung von Chlorwasserstoff Aminosulfochloridhydrochloride. Mit Basen lassen sich die Aminosulfochloridhydrochloride in Sultame überführen.The sultams required as starting material can be selected from aliphatic Amines are produced by first treating the amines with hydrogen chloride converted into amine hydrochloride. The amine hydrochlorides are expediently exposed to light treated with gas mixtures containing sulfur dioxide and chlorine. Here arise with elimination of hydrogen chloride aminosulfochloride hydrochloride. With bases the aminosulfochloride hydrochloride can be converted into sultame.

Andere Darstellungsverfahren für Sultame sind die thermische Cyclisierung von chlorierten, aliphatischen Sulfonamiden (Helberger, Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 562, [r949], S. 33) und die Ammoniakbehandlung von co-Oxyalkansulfonamiden (Asinger, deutsche Patentschrift 740 82q.).Other methods of preparing sultame are thermal cyclization of chlorinated, aliphatic sulfonamides (Helberger, Liebigs Annalen der Chemie, Vol. 562, [r949], p. 33) and the ammonia treatment of co-oxyalkanesulfonamides (Asinger, German patent 740 82q.).

Aus der Gruppe der Sultame seien folgende Beispiele genannt y-Propansultam (I), 8-Methyl-y-propansultam (II), f-Methyl-y-propansultam (III) und 8-Butansultam Da die Sulfimidgruppe in den Sultamen keinen basischen Charakter besitzt, ist die Reaktionsfähigkeit mit organischen Halogenverbindungen so stark herabgesetzt, daß für die Darstellung dieser N-substituierten Sultame eine direkte Umsetzung im allgemeinen nicht zum Ziele führt. Die Umsetzung erfolgt indessen wesentlich leichter, wenn man die Reaktion über die Alkaliverbindungen der Sultame oder in einem alkalischen Medium durchführt, Je nach der Reaktionsfähigkeit der organischen Halogenverbindungen kann dabei in verschiedener Weise gearbeitet werden.From the group of sultams the following examples may be mentioned γ-propanesultam (I), 8-methyl-γ-propanesultam (II), f-methyl-γ-propanesultam (III) and 8-butanesultam Since the sulfimide group in the sultams has no basic character, the reactivity with organic halogen compounds is so greatly reduced that a direct conversion generally does not lead to the aim for the preparation of these N-substituted sultams. However, the reaction is much easier if the reaction is carried out via the alkali metal compounds of the sultams or in an alkaline medium. Depending on the reactivity of the organic halogen compounds, different methods can be used.

Am vorteilhaftesten ist es, wenn als Ausgangsstoff für die Umsetzung das Alkalisalz der Sultame vorliegt. Die Alkalisultame können durch Einwirkung von Alkalimetall, Alkalialkoholaten oder Alkalihydroxyden auf Sultam-Lösungen in folgender Weise hergestellt werden a) Einwirkung einer äquimolekularen Menge Alkalimetall auf eine Lösung der Sultame in einem inerten Lösungsmittel, wie Benzol oder Äther; b) Einwirkung einer äquimolekularen Menge einer alkoholischen Alkalialkoholat-Lösung auf eine alkoholische Lösung der Sultame; c) Einwirkung einer äquimolekularen Menge Alkalihydroxyd auf eine alkoholische Lösung der Sultame. Die unter a) angegebene Darstellung erfolgt zweckmäßig bei Temperaturen von 30 bis 8o° unter Rühren. Die dabei erhaltenen Suspensionen des Alkalisultams in den organischen Lösungsmitteln können direkt für die weitere Umsetzung verwendet werden. Durch Verdampfen oder Absaugen des Lösungsmittels werden die Alkalisultame in fester Form erhalten.It is most advantageous if the alkali metal salt of the sultame is present as the starting material for the reaction. The alkali sultams can be prepared by the action of alkali metal, alkali alcoholates or alkali hydroxides on sultam solutions in the following manner a) action of an equimolecular amount of alkali metal on a solution of the sultams in an inert solvent such as benzene or ether; b) action of an equimolecular amount of an alcoholic alkali metal alcoholate solution on an alcoholic solution of the sultams; c) Action of an equimolecular amount of alkali hydroxide on an alcoholic solution of the sultams. The representation given under a) is expediently carried out at temperatures of 30 to 80 ° with stirring. The resulting suspensions of the alkali metal sultam in the organic solvents can be used directly for the further reaction. The alkali results are obtained in solid form by evaporation or suction of the solvent.

Bei den unter b) und c) angegebenen Methoden erfolgt die Bildung der Alkalisultame durch einfaches Zusammengeben der Reaktionsteilnehmer bei Zimmertemperatur. Durch Eindampfen der alkoholischen Lösung bis zur Trockene wird das Alkalisultam in fester Form erhalten.In the methods specified under b) and c), the formation of the takes place Alkali results by simply combining the reactants at room temperature. The alkali sultam is obtained by evaporation of the alcoholic solution to dryness received in solid form.

Für die Darstellung dieser Alkalisultame werden vorzugsweise Natrium oder Kalium in metallischer Form oder als Alkoholat und Hydroxyd verwendet. Die Alkalisultame sind farblose, feste Salze, die in Wasser und Alkoholen leicht löslich, in anderen organischen Lösungsmitteln jedoch nicht löslich sind.Sodium is preferred for the preparation of these alkali ultams or potassium is used in metallic form or as alcoholate and hydroxide. the Alkali sultams are colorless, solid salts that are easily soluble in water and alcohols, however, they are not soluble in other organic solvents.

Die Umsetzung der Alkalisultame mit organischen Halogenverbindungen kann mit oder ohne Verdünnungsmittel erfolgen. Bei Verwendung von Verdünnungsmitteln wird das Alkalisultam in einem organischen Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol oder Äther, suspendiert und unter Rühren, gegebenenfalls unter Erwärmung, mit einer äquimolekularen Menge der umzusetzenden Halogenverbindung vermischt. Die Menge des Verdünnungsmittels kann in weiten Grenzen schwanken, jedoch ist vorteilhaft so viel davon zu verwenden, daß die entstehenden N-substituierten Sultame von dem Verdünnungsmittel gelöst werden und nur das gebildete Alkalihalogenid ungelöst bleibt. Im allgemeinen genügt es, wenn man auf x Teil Allkalisultam die fünf- bis zehnfache Menge Verdünnungsmittel verwendet.The implementation of the alkali results with organic halogen compounds can be done with or without a diluent. When using thinners is the alkali sultam in an organic solvent such as benzene, or toluene Ether, suspended and with stirring, optionally with heating, with an equimolecular Amount of the halogen compound to be reacted mixed. The amount of diluent can vary within wide limits, but it is advantageous to use as much of it as possible that the resulting N-substituted sultams are dissolved from the diluent and only the alkali halide formed remains undissolved. In general it is sufficient if you add five to ten times the amount of diluent to x part of Allkalisultam used.

Die Temperatur der Umsetzung richtet sich nach der Reaktionsfähigkeit der organischen Halogenverbindung. Bei Carbonsäurehalogeniden verläuft die Reaktion schon in der Kälte. Bei aromatischen Sulfochloriden ist für die Umsetzung eine mehrstündige Erhitzung auf 5o bis 8o° erforderlich. Die Alkylhalogenide, von denen vorzugsweise die reaktionsfähigeren Jodide verwendet werden, erfordern für die Umsetzung mit den Alkalisultamen schärfere Bedingungen. Gegebenenfalls ist ein zo- bis 24stündiges Erhitzen auf zoo bis 25o° im Druckrohr notwendig. Da, Ende der Reaktion liil.@t sich daran erkennen, da13 das eingesetzte, stark basisch reagierende Alkalisultain verbraucht ist und die Reaktionsmischung auf Zusatz von Wasser nicht mehr alkalisch reagiert.The temperature of the reaction depends on the reactivity the organic halogen compound. In the case of carboxylic acid halides, the reaction takes place already in the cold. In the case of aromatic sulfochlorides, the reaction takes several hours Heating to 5o to 8o ° required. The alkyl halides, of which are preferred the more reactive iodides used require for reaction with the alkali ultamen stricter conditions. If necessary, a ten to twenty four hour period Heating to zoo to 25o ° in the pressure pipe is necessary. There, end of reaction It can be recognized by the fact that the strongly basic alkali sultaine used is used up and the reaction mixture is no longer alkaline when water is added reacted.

Die Isolierung der gebildeten N-substituierten Sultame erfolgt durch Eindampfen der filtrierten Reaktionsl@,sung. Der dabei erhaltene Eindampfriickstand liefert durch Umkristallisation aus wäßrigem Alkohol reine \-substituierte Sultame in kristalliner Form.The N-substituted sultams formed are isolated by Evaporation of the filtered reaction solution. The evaporation residue obtained yields pure \ -substituted sultams by recrystallization from aqueous alcohol in crystalline form.

Die Durchführun,- der Reaktion von Alkalisultam Lind @>rganischen Halogenverbindungen ohne Verdünnungsmittel empfiehlt sich besonders bei den reaktionsträ" en Alkylhalogeniden. Hierbei wird das _\Ik2ilisultam mit überschüssigem Alkylhalogenid mehrere Stunden auf ioo bis i5o'- erhitzt. Sehr einfach hestalt(rt sich dagegen die Umsetzung mit aromatischen "-#tilf,)chloriden, die durch einfaches Zusammenschmelzen mit äquimolekularen Mengen von Alkalisultamer,bei 5o bis i50- in wenigen Minuten durchführbar ist.The implementation - the reaction of Alkalisultam and organic Halogen compounds without a diluent are particularly recommended for the less reactive en alkyl halides. Here the _ \ Ik2ilisultam with excess alkyl halide heated to 100 to 150 'for several hours. It is very simple to oppose it the reaction with aromatic "- # tilf,) chlorides, which by simply melting together with equimolecular amounts of alkali sultamer, at 50 to 150- in a few minutes is feasible.

Einige N-acylierte Sultame rönnen auch ohne vorherig(- separate Bildung der Alkalisalze der Sultame hergestellt «-erden, indem (las Sultam in einem wäßrig-alkalischen Medium, vornehmlich in Natronlauge oder Kalilauge, gelöst und eine annähernd äquimolekulare Menge eines Säurechlorids zugegeben wird. Das Gemisch wird so lange gerührt, bis die Reaktionsmischung neutral reagiert. In den Fällen, wo das Eiure halozenid leicht hydrolysiert, arbeitet man zweckmäßig bei niedrigen Temperaturen.Some N-acylated sultams can also be used without prior (- separate formation of the alkaline salts of the sultams are produced by (read sultam in an aqueous-alkaline Medium, primarily dissolved in sodium hydroxide or potassium hydroxide, and an approximately equimolecular one Amount of an acid chloride is added. The mixture is stirred until the reaction mixture reacts neutrally. In those cases where the Eiure halozenid easily hydrolyzed, it is expedient to work at low temperatures.

Als organische Halogenverbindungen können für die Umsetzung alle aliphatischen und aromatischen Carbonsäure- und Sulfonsäurehalogenide, einschließlich ihrer substituierten Verbindungen, verwendet «erden. Von den Alkylhalogeniden sind nur reaktionsfähige Verbindungen geeignet, von denen als Beispiel llutlivljodicl, Äthyljodid und Benzylchlorid genannt seien.All aliphatic compounds can be used as organic halogen compounds for the reaction and aromatic carboxylic acid and sulfonic acid halides, including their substituted ones Connections, used «ground. Of the alkyl halides there are only reactive ones Compounds suitable, of which as an example llutlivljodicl, ethyl iodide and benzyl chloride may be mentioned.

Die `-substituierten Sultame können für pharmazeutische Zwecke und als Ausgangsstofte für organische Synthesen verwendet werden.The `-substituted sultams can be used for pharmaceutical purposes and can be used as starting materials for organic syntheses.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Sultame, bei denen die Kohlenstoffatome des Sultamringes gleichzeitig einem Naphthalinring angehören, mit üblichen _11kylierungs- bzw. Acylierungsmitteln zu behandeln (vgl. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 55 =i922], S.2146, und Liebigs Annalen der Chemie, Bd..Iii -igi6], S.203 und 2o4). Hierbei handelt es sich jedoch ausschließlich um die Verarbeitung von Naphthsultamen. Derartige Sultame liegen einer rein aromatischen Aminosulfonsäure zugrunde, deren Sulfo- und Aminogruppe unmittelbar an einem aromatischen Ring hängen. Die Nachbarschaft eines aromatischen Ringes vermindert die Alkalität der Aminogruppe so weit, daß die Aminosulfosäure in den --\7aphthsultamen einen völlig amphoteren Charakter besitzt. Außerdem sind die an einem Naphthalinring in peri-Stellung substituierten Sulfo-und Aminogruppen durch die Starrheit des aromatischen Ringes in einer Lage fixiert, welche die Spannung eines aus rein aliphatischen Ketten erzeugten @ultamringcs völlig; aufhebt. Bei den Naphthsultamen ist daher zwischen Sulfo- und Aminogruppe keine unzulässige Spannung und Neigung zur Ringsprengung vorhanden, so daß die Einführung von Substituenten in die Aminogruppe von Naphthsultamen keine Schwierigkeit bereitet.It has already been suggested that sultams involve the carbon atoms of the sultam ring belong to a naphthalene ring at the same time, with the usual _11kylierungs- or acylating agents (see reports of the German Chemical Society, Vol. 55 = 1922], p.2146, and Liebigs Annalen der Chemie, Vol. III -igi6], p.203 and 2o4). However, this only concerns the processing of naphthsultams. Such sultams are based on a purely aromatic aminosulfonic acid, whose Sulfo and amino groups hang directly on an aromatic ring. The neighborhood an aromatic ring reduces the alkalinity of the amino group so far that the aminosulfonic acid in the - \ 7aphthsultamen has a completely amphoteric character. In addition, the sulfo and sulfos substituted in the peri position on a naphthalene ring Amino groups fixed in one position by the rigidity of the aromatic ring, which completely relieves the tension of a @ultamringcs generated from purely aliphatic chains; cancels. In the naphthsultams there is therefore no between the sulfo and amino group Inadmissible tension and tendency to ring splitting exist, so that the introduction of substituents in the amino group of naphthsultams presents no difficulty.

Die Substitution von aliphatischen Sultamen am Stickstoffatom, d. h. von Sultamen, die aus unbeschwerten aliphatischen Ketten bestehen, wurde bisher noch nicht vorgeschlagen. Die Herstellung derartiger Verbindungen hat man bisher für unmöglich gehalten, weil die Spannung des Sultamringes in diesem Fall so groß ist, daß die erfindungsgemäß vorgenommenen Substitutionen eine Sprengung des Sultamringes befürchten lassen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch Sultame substituiert werden, die aus rein aliphatischen Gruppen von 3 bis 4 Kohlenstoffatomen aufgebaut sind. Hierbei ergeben sich substituierte Sultame, die erheblich leichter flüchtig sind als die vorbekannten Naphthsultame. Derartig leichtsiedende Sultam-Substitutionsprodukte waren bisher nicht bekannt. Sie besitzen beispielsweise, wie schon erwähnt, große Bedeutung als Ausgangsverbindungen für die Herstellung von Arzneimitteln, weil sie physiologisch unbedenklich sind, was bei den vorbekannten N aphthsultamen der vorhandenen Ringsysteme wegen nicht der Fall ist. Beispiel i Herstellung von N-(Benzoyl)-a-methyl-y-propansultam In eine Lösung von 3o g n-Butylamin und 300 cm3 Tetrachlorkohlenstoff wurde so lange HCl-Gas eingeleitet, bis die Lösung gegen Lackmus sauer reagierte und das Butylamin in n-Butylaminhydrochlorid übergeführt war. Anschließend wurde durch Begasung mit Schwefeldioxyd und Chlor im Volumverhältnis 1,3: i unter Belichtung mit einer Quecksilberdampflampe das n-Butylaminhydrochlorid bei 3o bis 4o sulfochloriert, wobei man die Reaktionsmischung kräftig umrührte. Nach 6 Stunden war die Sulfochlorierung beendet, und es hatte sich ein kristallines Reaktionsprodukt gebildet, das neben unverändertem n-Butylaminhydrochlorid große Mengen von Aminobutansulfochlorid-hydrochlorid und sehr wenig chloriertes Butylaminhydrochlorid enthielt. Das kristallinische Produkt wurde vom Tetrachlorkohlenstoff abgesaugt und mit 5o cm3 Chloroform gewaschen.The substitution of aliphatic sultams on the nitrogen atom, that is, of sultams that consist of carefree aliphatic chains, has not yet been proposed. The production of such compounds has hitherto been considered impossible because the tension of the sultam ring in this case is so great that the substitutions made according to the invention raise the fear of the sultam ring bursting. With the aid of the process according to the invention, sultams can also be substituted which are composed of purely aliphatic groups of 3 to 4 carbon atoms. This results in substituted sultams which are considerably more volatile than the previously known naphthsultams. Such low-boiling sultam substitution products were not previously known. For example, as already mentioned, they are of great importance as starting compounds for the production of pharmaceuticals because they are physiologically harmless, which is not the case with the previously known naphthsultams because of the existing ring systems. Example i Production of N- (benzoyl) -a-methyl-y-propanesultam HCl gas was introduced into a solution of 30 g of n-butylamine and 300 cm3 of carbon tetrachloride until the solution reacted acidic to litmus and the butylamine in n -Butylamine hydrochloride was transferred. The n-butylamine hydrochloride was then sulfochlorinated at 3o to 4o by gassing with sulfur dioxide and chlorine in a volume ratio of 1.3: i with exposure to a mercury vapor lamp, the reaction mixture being vigorously stirred. The sulfochlorination was complete after 6 hours and a crystalline reaction product had formed which, in addition to unchanged n-butylamine hydrochloride, contained large amounts of aminobutanesulfochloride hydrochloride and very little chlorinated butylamine hydrochloride. The crystalline product was filtered off with suction from the carbon tetrachloride and washed with 50 cm3 of chloroform.

Das auf diese Weise erhaltene Sulfochlorierungsgemisch des n-Butylaminhydrochlorids wurde in 250 cm3 Eiswasser gelöst und bei o° mit so viel g n-Natronlauge unter Rühren langsam versetzt, bis die Reaktionslösung gegenüber Lackmuspapier eine beständige alkalische Reaktion zeigte. Die Lösung ließ man noch 2 Stunden bei Zimmertemperatur stehen. Anschließend wurde sie mit wenig konzentrierter Salzsäure angesäuert und in einem Perforator mit Äther erschöpfend extrahiert. Den ätherischen Extrakt befreite man im Vakuum auf dem Wasserbade restlos von Äther und Feuchtigkeit. Hierbei verblieben 30 g eines farblosen Öles, aus dem sich allmählich quadratische Kristalle abschieden. `'ach 3 bis 5 Tagen wurden die Kristallausscheidungen abgetrennt. Sie beliefen sich auf etwa 5 g und bestanden aus reinem a-Butansultam (IV) von der Formel Der von den Kristallausscheidungen befreite flüssige Anteil_wog 25 g und war praktisch reines a-Methyly-propansultam (II) von der Formel Die Konstitution der Sultame (II) und (IV) ergab sich aus ihrer Verseifung mit konzentrierter Salzsäure, wobei i-Aminobutansulfonsäure-(3) bzw. z-Aminobutansulfonsäure-(4) entstanden.The sulfochlorination mixture of n-butylamine hydrochloride obtained in this way was dissolved in 250 cm3 of ice water and slowly added at 0 ° with enough g of n-sodium hydroxide solution with stirring until the reaction solution showed a constant alkaline reaction to litmus paper. The solution was left to stand at room temperature for a further 2 hours. It was then acidified with a little concentrated hydrochloric acid and extracted exhaustively with ether in a perforator. The ethereal extract is completely freed from ether and moisture in a vacuum on the water bath. This left 30 g of a colorless oil from which square crystals gradually separated out. After 3 to 5 days the crystal precipitates were separated off. They amounted to about 5 g and consisted of pure a-butanesultam (IV) of the formula The liquid portion freed from the crystal precipitates weighed 25 g and was practically pure α-methylpropanesultam (II) of the formula The constitution of the sultams (II) and (IV) resulted from their saponification with concentrated hydrochloric acid, i-aminobutanesulfonic acid- (3) and z-aminobutanesulfonic acid- (4) being formed.

Eine Lösung von 13,5 g a-Methyl-y-propansultam in ioo cm3 Benzol wurde mit 2,3 g Natrium versetzt und unter Rühren so lange auf 6o bis 7o' erwärmt, bis das Natrium restlos in Lösung gegangen war. Gleichzeitig damit schied sich ein voluminöser Niederschlag von a-142ethyl-y-propansultam-natrium ab. Die benzolische Suspension konnte sofort für weitere Umsetzungen mit reaktionsfähigen Halogenverbindungen verwendet werden.A solution of 13.5 g of α-methyl-γ-propanesultam in 100 cm3 of benzene was used treated with 2.3 g of sodium and heated to 6o to 7o 'with stirring until the sodium had completely gone into solution. Simultaneously with it, a more voluminous one was separated A-142ethyl-y-propanesultam-sodium precipitate. The benzene suspension could be used immediately for further reactions with reactive halogen compounds will.

Eine Dispersion von a 1'Vlethyl-y-propansultamnatrium, die man durch Einwirkung von 2,3 g Natrium auf eine Lösung von 13,5 g a-Methyl-y-propansultam in ioo cm3 absolutem Benzol erhielt, wurde unter Schütteln mit 14 g Benzoylchlorid versetzt. Nach i Stunde wurde der Niederschlag abgesaugt, das Filtrat eingedampft und der Rückstand zuerst mit wenig Äther und anschließend mit Wasser gut gewaschen. Nach dem Umkristallisieren des verbliebenen Rückstandes aus verdünntem Alkohol erhielt man 15,1 g N-(Benzoyl)-a-methyl-y-prc,pansultam, das einen Schmelzpunkt von ii8# besaß. Formel: C"H"0aNS, Molgewicht: 239,28. Berechnet: Gefunden: C = 55,02 % C = 55,02 0/0 H = 5,47% H = 5,57 0/0 0 = 20,07% 0 = 2o,6o0/0 N = 5,850/, N = 5,40% S - 13,40% S = 13,28 0/!0 Beispiel 2 Herstellung von N-(p-Toluolsulfonyl)-a-methyl-y-propansultam Es wurden 27 g cc-Methyl-y-propansultam in 200 cm3 n-Natronlauge gelöst und mit 38 g p-Toluolsulfochlorid bei 1o' 4 Stunden kräftig geschüttelt. Die Reaktionsmischung wurde abgesaugt und der erhaltene Niederschlag mehrmals mit Äther gewaschen. Durch Umkristallisieren aus Alkohol wurden 33 g N-(p-Toluolsulfonyl)-a-methyl-y-propansultam vom Schmelzpunkt 179' erhalten.A dispersion of a 1'Vlethyl-γ-propanesultam sodium, which was obtained by the action of 2.3 g of sodium on a solution of 13.5 g of a-methyl-γ-propanesultam in 100 cm 3 of absolute benzene, was shaken with 14 g Benzoyl chloride added. After 1 hour, the precipitate was filtered off with suction, the filtrate was evaporated and the residue was washed well, first with a little ether and then with water. After the remaining residue had been recrystallized from dilute alcohol, 15.1 g of N- (benzoyl) -a-methyl-y-prc, pansultam, which had a melting point of ii8 #, were obtained. Formula: C "H" 0aNS, Molecular Weight: 239.28. Calculated: Found: C = 55.02 % C = 55.02 0/0 H = 5.47% H = 5.57 0/0 0 = 20.07% 0 = 2o, 6o0 / 0 N = 5.850 /, N = 5.40% S - 13.40% S = 13.28 0 /! 0 Example 2 Preparation of N- (p-toluenesulfonyl) -a-methyl-γ-propanesultam 27 g of cc-methyl-γ-propanesultam were dissolved in 200 cm3 of sodium hydroxide solution and vigorously with 38 g of p-toluenesulfonyl chloride for 10 'for 4 hours shaken. The reaction mixture was filtered off with suction and the resulting precipitate was washed several times with ether. Recrystallization from alcohol gave 33 g of N- (p-toluenesulfonyl) -a-methyl-y-propanesultam with a melting point of 179 '.

Formel: C11 H15 0, N S2, Molge@#,-icht : 298,36. Berechnet: Gefunden: C = 4565 0/0 C = 45,57 0/0 H = 5j911/0 H = 5,20 0/0 Beispiel 3 Herstellung von N-(4-Acetamino-benzolsulfonyl-i)-a-methyl-y-propansultam Zu ioo cm3 einer methanolischen Lösung von 5,4 g Natriummethylat wurden 13,5 g a-Methyl-y-propansultam zugegeben, und die Reaktionslösung wurde anschließend auf dem Wasserbade zur Trockene eingedampft. Der Rückstand war ein farbloses festes Produkt und bestand aus praktisch reinem a-Methyly-propansultam-natrium.Formula: C11 H15 0, N S2, Molge @ #, - icht: 298.36. Calculated: Found: C = 4565 0/0 C = 45.57 0/0 H = 5j911 / 0 H = 5.20 0/0 Example 3 Preparation of N- (4-acetaminobenzenesulfonyl-i) -a-methyl-γ-propanesultam 13.5 g of α-methyl-γ-propanesultam were added to 100 cm3 of a methanolic solution of 5.4 g of sodium methylate, and the reaction solution was then evaporated to dryness on the water bath. The residue was a colorless solid product and consisted of practically pure sodium a-methylypropanesultam.

In einem mit Rührwerk versehenen Rundkolben wurden 24 g 4-Acetamino-benzolsulfonsäure-(i)-chlorid und 15,7 g Natrium-a-methyl-y-propansultam auf dem Wasserbade erwärmt, wobei unter Aufbrausen Reaktion eintrat. Die breiartige Reaktionsmischung wurde 1/2 Stunde bei ioo' gerührt und nach dem Abkühlen mehrere Male mit Äther digeriert. Anschließend wurde so lange mit Wasser gewaschen, bis das Waschwasser keine basische Reaktion mehr zeigte. Der dabei erhaltene Kristallbrei wurde aus verdünntem Alkohol umkristallisiert, und dabei wurden 25 g N-(4-Acetamino-benzolsulfonyl-i)-a-methyl-ypropansultam vom Schmelzpunkt 203' erhalten. Formel: C12H1005N,S., Molgewicht: 332,39 Berechnet: Gefunden: C = 43,35 % C = 43,56 0/0 H = 4,850/, H = 4,980/0 0 = 24,o80/, 0 = 2-3,79% N = 8,430/0 N = 8,310/0 S = 19,28 % S = i9,oi °%o Von dem erhaltenen N-(4 _'@cetamino-benzolsulfonyl-i)-a-methyl-y-propansultam wurden io g in ioo cm3 verdünnter Salzsäure (D = i,o8) i5 Minuten auf ioo' erhitzt, wobei nach dem Abkühlen 5,2 g N-(4-Amino-benzolsulfonyl-i)-a-methyl-y-propansultam in dünnen Blättchen ausfielen. Durch Umkristallisieren aus viel Wasser wurden sie in Nadeln vom Schmelzpunkt 153' erhalten.In a round-bottom flask equipped with a stirrer, 24 g of 4-acetaminobenzenesulfonic acid (i) chloride and 15.7 g of sodium a-methyl-γ-propanesultam were heated on the water bath, a reaction occurring with effervescence. The pasty reaction mixture was stirred at 100 'for 1/2 hour and, after cooling, digested several times with ether. It was then washed with water until the wash water no longer showed any basic reaction. The crystal slurry obtained was recrystallized from dilute alcohol, and 25 g of N- (4-acetaminobenzenesulfonyl-i) -a-methyl-ypropansultam with a melting point of 203 'were obtained. Formula: C12H1005N, S., Molecular Weight: 332.39 Calculated: Found: C = 43.35% C = 43.56 0/0 H = 4.850 /, H = 4.980 / 0 0 = 24, o80 /, 0 = 2-3.79% N = 8.430 / 0 N = 8.310 / 0 S = 19.28% S = i9, oi °% o Of the N- (4 _ '@ cetamino-benzenesulfonyl-i) -a-methyl-y-propanesultam obtained, 10 g in 100 cm 3 of dilute hydrochloric acid (D = 1, 08) were heated to 100' for 15 minutes, and after cooling 5.2 g of N- (4-Amino-benzenesulfonyl-i) -a-methyl-y-propanesultam precipitated in thin flakes. They were obtained in needles with a melting point of 153 'by recrystallization from a large amount of water.

Beispiel 4 Herstellung von N-Methyl-a-methyl-y-propansultam Es wurden 8 g Natrium-a-methyl-y-propansultam mit 14,2 g Methyljodid in 5o cm3 Alkohol 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt und anschließend im Vakuum auf dem Wasserbade eingedampft. Der flüssige Rückstand wurde in Wasser gelöst, die wäßrige Lösung mehrmals mit Petroläther geschüttelt und anschließend im Perforator mit Äther erschöpfend extrahiert. Beim Eindampfen des ätherischen Extraktes wurden 6 g eines viskosen Öles erhalten, dessen chemische Z@isammensetzung mit dem N-@-Iethvl- ,<-m@_thy-1-@@-propansultam übereinstimmte. F"rmel: C-HiiO=NS; 1lolgr-.icht: I@q,2I; l:r,@rhl@ngsiich-x ;r`D = I,4730. Berechnet: Gefunden: C = -to,@-to @f C = 40,I30/, H = 7,-t3 "i. H = 7,36 °,!o O = sI,.IS ,o O = -'-L561111 Durch Erhitzen mit h n-HCl im geschlossenen Rohr hei iao- über 16 Stunden wurde das \-llethyl- @<-meth@-1-;@-pr@pansu@tam zu i-1-Iethylamino-butan- sulfonsäure-13/ hvdroly-siert, wie die folgende Analyse des isolierten Reaktionsprodulztes ergab. l@ orniel : C" Hl , O\ S, llolge@@-iccht : I67,2. Berechnet: Gefunden: C; = 35,9,111o C = 35,I511/11 H = 7,780-" H = 7"'#I11/a O = 28,7I G " O = 2N,33 ".,@ 1,JS11o \ = 8,0c)11::11 S = Zc@,I@>ojo 5 = I5#95 Beispiel 5 Herstellung von t-Benzyl-c<-?nethyl-y-propansultam Es -c-urdert 8.- \ atrium-a-methy#1-y-propansultam in 511 ccm;; Alkohol gelöst und mit 12 g Benzylchlorid 1a Stunden auf i(i0-' erhitzt. Die Reaktionsmischung w-ur@le vorn ausgefallenen Natriumchlorid abfiltriert und im Vakuum auf dem Wasserbade eingedampft. Der erhalten,, flüssige Rückstand wurde zuerst mit Petr,-)läther und anschließend mit Wasser mehrere Male gewaschen. Die dabei zurückbleibende Flüssigkeit bestand weitgehend aus reinem N-Benzyl-amethy-1-"-propansultam, denn die hydrolytische Spaltung mit 6 n-HC1 bei i211' über 16 Stunden führte zu 7 g i-Benzy-l-amino-butansulfonsäure-(3), deren Analyse die folgenden Werte ergab: Formel : C11 H1, 03N 5, llolgew-icht :@@.3,I i. Berechnet: Gefunden: C = 5,I,agolo C = 5-1,o,0/. H = 7,99°l0 H = 6,99°,%r 0 = ,9,7401'o 0 = 3o,Ii11/o Beispiel Herstellung von N-(Acetyl)-<c-methyl-;x-propansultam In 20o em'I absolutem Äther wurden 20 g a-llethyl- ;,-propansultam suspendiert und unter Schütteln bei Zimmertemperatur portionsweise mit i11 g Acetyl- chlorid versetzt. Nach dem Filtrieren der Reaktions- li**#sun' wurde die ätherische Lösung auf dem Wasser- lade eingedampft und der ölige Rückstand bei ioo' im Wasserstrahlvakuum von Äther und überschüs- sigem Acety-lchlorid befreit. Das erhaltene flüssige Pr@-)(ltil@t w-o,17,5 g und war \-(Acetyl)-r_i,-methyl- ;"-pr,,pansultam vom Brechungsindex i22, = 114905. Das \-(Acetyl)-a-inethv1-1,-propansultam konnte durch Kochen mit Wasser zu Sultam und Essigsäure hvdrolvsiert werden.Example 4 Preparation of N-methyl-a-methyl-y-propanesultam 8 g of sodium-a-methyl-y-propanesultam were refluxed with 14.2 g of methyl iodide in 50 cm 3 of alcohol for 3 hours and then in vacuo on the water bath evaporated. The liquid residue was dissolved in water, the aqueous solution was shaken several times with petroleum ether and then extracted exhaustively with ether in a perforator. When the essential extract was evaporated, 6 g of a viscous oil were obtained chemical composition with the N - @ - Iethvl- , <- m @ _thy-1 - @@ - propansultam matched. Forme: C-HiiO = NS; lolgr-not: I @ q, 2I; l: r, @ rhl @ ngsi i- x ; r`D = I, 4730. Calculated: Found: C = -to, @ - to @f C = 40, I30 /, H = 7, -t3 "i. H = 7.36 °,! O O = sI, .IS, o O = -'- L561111 By heating with h n-HCl in a closed tube hot iao- over 16 hours the \ -llethyl- @ <- meth @ -1 -; @ - pr @ pansu @ tam to i-1-ethylamino-butane sulfonic acid-13 / hvdroly-siert, like the following analysis of the isolated reaction product resulted. l @ orniel: C "Hl, O \ S, llenue @@ - iccht: I67,2. Calculated: Found: C; = 35,9,111o C = 35,1511 / 11 H = 7.780- "H = 7"'# I11 / a O = 28.7I G "O = 2N, 33"., @ 1, JS11o \ = 8.0c) 11 :: 11 S = Zc @, I @> ojo 5 = I5 # 95 Example 5 Preparation of t-benzyl-c <- N-ethyl-y-propansultam It -c urdert 8.- \ atrium-a-methyl-y-# 1 propansultam in 511 cc ;; Dissolved alcohol and heated to 1 (10- 'for 1 hour with 12 g of benzyl chloride. The reaction mixture was filtered off from the precipitated sodium chloride and evaporated in vacuo on a water bath. The liquid residue obtained was first washed with petroleum ether and then washed with water several times. The remaining liquid consisted largely of pure N-benzyl-amethy-1 - "- propanesultam, because the hydrolytic cleavage with 6N-HCl at 1211 'over 16 hours led to 7 g of i-benzyl-1-aminobutanesulfonic acid- ( 3), the analysis of which resulted in the following values: Formula: C11 H1, 03N 5, oil weight: @@. 3, I i. Calculated: Found: C = 5, I, agolo C = 5-1, o, 0 /. H = 7.99 ° l0 H = 6.99 °,% r 0 =, 9.7401'o 0 = 3o, Ii11 / o example Production of N- (acetyl) - <c-methyl-; x-propanesultam 20 g of a-llethyl- ;, - propanesultam suspended and with shaking at Room temperature in portions with 11 g acetyl chloride added. After filtering the reaction li ** # sun 'became the essential solution on the water store evaporated and the oily residue at ioo ' in the water jet vacuum of ether and excess siges Acety-lchlorid freed. The obtained liquid Pr @ -) (ltil @ t wo, 17.5 g and was \ - (acetyl) -r_i, -methyl- ; "- pr ,, pansultam from the refractive index i22, = 114905. The \ - (acetyl) -a-inethv1-1, -propane sultam could be converted to sultam and acetic acid by boiling with water.

Beispiel 7 Herstellung von N-(p-Nitrobenzoyl)-b-butansultam Zu ioo cm" einer methanolischen Lösung von 5,6 g Kaliumhydroxyd wurden 13,5 g ö-Butansultam zugegeben. Die Lösung wurde anschließend im Vakuum bei ioo' scharf zur Trockene eingedampft. Der erhaltene feste Rückstand bestand aus b-Butansultamkalium.EXAMPLE 7 Preparation of N- (p-nitrobenzoyl) -b-butanesultam To 100 cm "of a methanolic solution of 5.6 g of potassium hydroxide were added 13.5 g of δ-butanesultam. The solution was then sharply to dryness in vacuo at 100% The solid residue obtained consisted of b-butanesultamotassium.

Eine Mischung von S g b-Butansultam-kalium und g g p-Nitrobenzoylchlorid wurde bei ioo- zusammengeschmolzen und 1,,1 Stunde unter Rühren auf dieser Temperatur gehalten. Anschließend wurde die erkaltete Schmelze mit Joo cm3 Äther digeriert und dann mit so viel Wasser gewaschen, bis das Waschwasser keine alkalische Reaktion mehr zeigte. Durch Umkristallisieren aus Alkohol erhielt man das N-(p-Nitrobenzoyl)-b-butansultam in Form von Nadeln, die einen Schmelzpunkt von 95' besaßen.A mixture of ½ g of b-butanesultam potassium and gg p-nitrobenzoyl chloride was melted together at 100 and kept at this temperature for 1.1 hours with stirring. The cooled melt was then digested with Joo cm3 of ether and then washed with enough water until the wash water no longer showed any alkaline reaction. Recrystallization from alcohol gave N- (p-nitrobenzoyl) -b-butanesultam in the form of needles which had a melting point of 95 ' .

Beispiel S Herstellung von N-(p-Toluolsulfonyl)-b-butansultam Wie im Beispiel 7 beschrieben, wurden 6,75 g b-Butansultam-kalium und g g p-Toluolsulfochlorid bei ä11 bis 10o' 311 ylinuten unter Rühren erwärmt, und die erhaltene Schmelze wurde zuerst mit 211 cm3 Äther und anschließend mit so viel Wasser gewaschen, bis das Waschwasser keine alkalische Reaktion mehr zeigte. Wenn der erhaltene Rückstand in wenig Methanol heiß gelöst wurde, dann schied sich beim Abkühlen auf - I11' das N-(p-Toluolsulfonyl-8-butansultam in Form von Nadeln aus, die einen Schmelzpunkt von i72' besaßen.EXAMPLE S Preparation of N- (p-toluenesulfonyl) -b-butanesultam As described in Example 7, 6.75 g of b-butanesultam-potassium and p-toluenesulfonyl chloride were heated at 11 to 10o 311 yln minutes with stirring, and the resulting Melt was first washed with 211 cm3 of ether and then with enough water until the wash water no longer showed any alkaline reaction. If the residue obtained was dissolved in a little hot methanol, then on cooling the N- (p-toluenesulfonyl-8-butanesultam separated out in the form of needles which had a melting point of 172 '.

Beispiel 9 Herstellung von N-(Acetyl)-y-propansultam Es wurden 311 g n-Propylamin in 30o cm3 Tetrachlorkohlenstoff gelöst und durch Einleiten von H Cl-Gas in das Propylaminhydrochlorid übergeführt. In der beim a-llethy 1-y-propansultam beschriebenen Weise wurde das n-Propy-laminhvdrochlorid durch Begasung mit Schwefeldioxyd und Chlor sulfochloriert. Nach #"o Stunden war die Reaktion beendet. Das gebildete feste Sulfochlorierungsprodukt wurde abgesaugt, mit Chloroform gewaschen und nach dem Auflösen in 200 cm? Eiswasser durch Schütteln mit g n-Natronlauge schwach alkalisch gemacht. Die Isolierung des y-Propansultams erfolgte wie beim -t-, -y-propansultarn durch Extraktion der ans "Uethyl gesäuerten Reaktionslösung mit Äther. Das y-Propansultam war eine ölige farblose Flüssigkeit, die nach der Verseifung mit konzentrierter Salzsäure reine I.-#minopropansulfonsäure-(3) ergab. Die Ausbeute belief sich auf 15 bis 211 g.Example 9 Preparation of N- (acetyl) -y-propanesultam. 311 g n-propylamine dissolved in 30o cm3 carbon tetrachloride and, by introducing H Cl gas converted into the propylamine hydrochloride. In the case of a-llethy 1-y-propansultam In the manner described, the n-Propy-laminhvdrochlorid was by fumigation with sulfur dioxide and chlorine sulfochlorinated. The reaction was over after # "o hours solid sulfochlorination product was filtered off with suction, washed with chloroform and after dissolving in 200 cm? Ice water becomes weakly alkaline by shaking with g n sodium hydroxide solution made. The isolation of the γ-propanesultam took place as with -t-, -y-propanesultam by extraction of the acidified reaction solution with ether. The γ-propane sultam was an oily colorless liquid that after saponification was concentrated with Hydrochloric acid gave pure I .- # minopropanesulfonic acid- (3). The yield was 15 to 211 g.

In eine methanolische Lösung, die durch Auflösung von 23,3 g Natrium in ioo cm3 absolutem Methanol hergestellt war, wurden bei Zimmertemperatur 12 g y-Propansultam eingetragen. Durch Eindampfen der Reaktionslösung im Vakuum bei ioo° erhielt man ein festes farbloses Produkt, das praktisch aus reinem y-Propansultam-natrium bestand.12 g of γ-propanesultam were added at room temperature to a methanolic solution which had been prepared by dissolving 23.3 g of sodium in 100 cm3 of absolute methanol. Evaporation of the reaction solution in vacuo at 100 ° gave a solid, colorless product which consisted practically of pure sodium γ-propanesultam.

Einer Suspension von io g y-Propansultam-natrium in ioo cm3 absolutem Äther wurden unter Schütteln 5 g Acetylchlorid portionsweise zugegeben. Nach 1/2 Stunde wurde filtriert. Die ätherische Lösung wurde auf dem Wasserbade eingedampft und im Vakuum von spurenweise vorhandenem Äther und Acetylchlorid befreit. Das erhaltene Produkt war eine ölige Flüssigkeit, die beim Kochen mit Wasser zu Essigsäure und y-Propansultam hydrolysiert werden konnte.A suspension of 10 g y-propanesultam sodium in 100 cm3 of absolute Ether, 5 g of acetyl chloride were added in portions with shaking. After 1/2 Hour was filtered. The ethereal solution was evaporated on the water bath and freed from traces of ether and acetyl chloride in a vacuum. The received The product was an oily liquid that turned into acetic acid and when boiled with water y-propanesultam could be hydrolyzed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the preparation of N-substituted sultams of the formula where R is an aliphatic ring bridge containing 3 to 4 carbon atoms, X is a - CH, - group or part of an acyl radical, e.g. B. the and R 'denotes an organic radical or hydrogen atom, characterized in that sultams of the composition where R has the meaning given above, are reacted in the form of their alkali metal salts or in the presence of strong alkalis, primarily sodium hydroxide or potassium hydroxide, with alkyl or aralkyl halides or with aliphatic or aromatic carboxylic acid or sulfonic acid halides.

2. The method according to claim i, characterized characterized that the alkali salts of the sultams in water or in an organic Liquid, such as benzene, ether or dioxane, dissolved or suspended with the specified Halogen compounds are implemented.

3. The method according to claim i, characterized in that that the alkali salts of the sultams without diluents with the halogen compounds indicated implemented.

4. The method according to claim i, characterized in that the sultams dissolved in water or an organic solvent in the presence of alkali hydroxides or alkali carbonates are reacted with the specified halogen compounds. Attracted publications, Reports of the German Chemical Society, Vol. 55 [19221, p. 2146; Liebigs Annalen der Chemie, Vol. 4ii [igi6], pp. 2 0 3 and 204.