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"Benzoxazol - 2 - yl - substituierte 1.3.4. - Thia - und -Oxadi azole"
Die Erfindung betrifft neue chemische Verbindungen der allgemeinen Formel
in der RIWasserstoff,. Halogen, eine niedere Alkyl-oder eine niedere Alkoxygruppe,
X Schwefel oder Sauerstoff und RII eine a- oder ß-Naphthyl-, eine Styryl- oder eine
Arylgruppe der Formel
in der R111, R und RV unabhängig voneinander für Wasserstoff, Halogen, eine Hydroxy-,
eine niedere Alkyl-, eine niedere oder höhere Alkoxy-, eine Phenyl-, eine gegebenenfalls
substituierte Phenyloxy- eine Alkoxycarbonyl- oder eine Carbonitrilgruppe stehen,
einen 5- oder 6-gliedrigen heteroaromatischen Rest, der gegebenenfalls durch eine
nichtchromophore Gruppe substituiert oder mit einem Benzolring kondensiert sein
kann, vorzugsweise Chinolin -2-yl oder die Benzoxazol-2-yl-gruppe oder eine Gruppe
der Formel
bedeuten, in der A für einen p-Phenylen-, Thien-2.5-ylen-oder 1.3.4-hiadiazol-2.5-ylenrest
steht und RVI die gleiche Bedeutung wie R hat.
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Benzoxazol-Derivate der Formel (1), in denen das Benzoxazol-System
in 2-Stellung direkt0 mit einem 1.3.4-Thiadiazol- bzw.
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1.3.4-Oxadiazol-Ring verbunden ist, sind bisher in der Literatur noch
nicht beschrieben worden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen in Lösung blaue
Fluoreszenz und sind als-optische Aufheller verwendbar.
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Die erfindungsgemäßen' Verbindungen sind auf folgende Weise herstellbar:
(In den folgenden Formeln haben R1 und R11 die oben angeführte Bedeutung; ALK ist
ein niederer Alkylrest, insbesondere eine Methylgruppe.) I. Benzoxazol-2-yl-substituierte
1.3.4-Thiadiazole a) Man kondensiert einen Thiocarbonsäure-O-alkylester der Formel
mit einem Carbonsäurehydrazid der Formel
zu einem ThioacylcarbonsSurehydrazid der Formel
welches anschließendn meist ohne Reinisolierung, zum 1. 3.4-Thiadiazol-Derivat
cyclisiert wird.
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Analog kann man auch einen Thiocarbonsäure-O-alkylester der Formel
mit einem Carbonsäurehydrazid der Formel
zu einem Thioacylhydrazid der Formel
umsetzen und nachfolgend zum 1.3.4-Thiadiazol-Derivat cyclisieren.
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Gelegentlich entsteht bei der Herstellung eines Zwischenproduktes
(6) bzw. (9) auch ein Hydrazidsäurealkylester der Formeln
der entweder vor der Cyclisierung als solcher oder nachher als
analoges 1.3.4-Oxadiazol-Derivat abgetrennt wird. Die vorzugsweise eingesetzten
Thiocarbonsäure-O-alkylester (4) werden aus den Carbimidsäurealkylester-hydrochloriden
der Formel
durch Reaktion mit Schwefelwasserstoff erhalten.
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b) Man kondensiert ein N-Thioacyl-phthalimid der Formel
mit einem Carbonsäurehydrazid der Formel (5) zu einem Thioacylcarbonsäurehydrazid
der Formel (6) oder ein Thioacylphthalimid der Formel
mit einem Carbonsäurehydrazid der Formel (8) zu einem analogen Thiacylcarbonsäurehydrazid
der Formel (9),
Wie unter a) werden die Zwischenverbindungen der
Formeln (6) bzw. (9), jedoch ohne Isolierung, zu den Thiadiazolen der Formel (1,
X=S) cyclisiert.
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Die N-ThioacylphthalX'mide (13) werden durch Umsetzung von Thioamiden
der Formeln
mit Phthaloylchlorid erhalten.
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c) Man erhitzt ein Diacylhydrazin der Formel
mit Phosphorpentasulfid und erhält direkt das 1.3.4-Thiadiazol-Derivat.
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Das Diacylhydrazin der Formel (17) wird durch Reaktion eines Carbonsäurehydrazids
der Formel (8) mit einem Säurechlorid der Formel
erhalten.
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II. Benzoxazol-2-yl-substituierte 1.3.4-Oxadiazole a) Man acyliert
wie unter I. c) ein Hydrazid der Formel (8) mit einem Säurechlorid der Formel (18)
und dehydratisiert das entstandene Diacylhydrazin der Formel (17) unter Ringschluß.
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b) Man cyclisiert einen Hydrazidsäureester der Formeln 10 bzw. (11)
unter Alkanolabspaltung.
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Beispiele fUr die nach der Herstellungsmethode I. a) einzusetzenden
Reagenzien sind: 1. Thiocarbonsäure-O-alkylester (4) bzw. (7): Benzoxazol-2-thiocarbonsäure-O-methylester
Benzoxazol-2-thiocarbonsäure-O-äthylester Benzoxazol-2-thiocarbonsäure-O-propylester
5-Methyl-benzoxazo}-2-thiocarbonsSure-O-methylester 6-Methyl-benzoxazol-2-thiocarbonsäure-O-methylester
5-tert. - Butyl-benzoxazol-2-thiocarbonsäur methylester 5-Chlor-benzoxazol-2-thiocarbonsSure-O-methylester
6-Chlor-benzoxazol-2-thiocarbonsSure-O-methylester 5-Methoxy-benzoxazol-2-thiocarbonsäure-O-meth
ster 6-Methoxy-benzoxazol-2-thiocarbonsäure-O-meth ster Thiobenzoesäure-O-methylester
4-Chlor-thiobenzoesäure-O-methyle
4-Methoxy-thiobenzoesäure-O-methylester
4-Methyl-thiobenzoesäure-O-methylester 4-tert. Butyl-thiobenzoesäure-O-methylester
Thioveratrinsäure-O-methylester Thiophen-2-thiocarbonsäure-O-methylester 4-(Benzoxazol-2-yl)-thiobenzoesäure-0-methylester
4-(5-Methylbenzoxazol-2-yl)-thiobenzoesäure-O-methylester 2. Carbonsäurehydrazide
(5) bzw. (8): Benzhydrazid 4-Toluylsäurehydrazid Li-tert. Butyl-benzhydrazid 4-Phenyl-benzhydrazid
p-Anissäurehydrazid 2-Phenoxy-benzhydrazid 4-Methylthio-benzhydrazid 4-Chlor-benzhydrazid
Valeriansäure-hydrazid 4-Cyan-benzhydrazid 4 -Hexyloxy-benzhydraz id 4-Decyloxy-benzhydrazid
3.5-Di-tert. butyl-4-hydroxy-benzhydrazid Piperonylsäurehydrazid a- und ß-Naphthoesäurehydrazid
Thiophen-2-carbonsäurehydrazid Chinaldinsäurehydrazid Benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
5-Methyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
6-Mothyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
5-Chlor-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid 5-Methoxy-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
6-Methoxy-benzoxazol-2-cArbonsäurehydrazid 5-tert. Butyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
Oxalsäuredihydrazid 4-(Benzoxazol-2-yl)-benzhydrazid 4-(5-Methyl-benzoxazol-2-yl)-benzhydrazid
4-(5-Chlor-benzoxazol-2-yl)-benzhydrazid 5-(Benzoxazol-2-yl)-thiophen-2-carbonsäurehydrazid
5- ( 5-Methyl-benzoxazol-2-yl ) -thiophen-2-carbonsäurehydrazid 5- (5-Chlor-benzoxazol-2-yl
) -thiophen-2- carbonsäurehydrazid.
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Als Beispiele für die nach der Methode I. b) einzusetzenden Reaktionspartner
sind zu nennen: 1. N-Thioacyl-phthalimide (13) bzw. (14): N-(Benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthlimid
N-(5-Methyl-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid N- (6-Methyl-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl
) -phthalimid N-(5-Chlor-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid N- (6-Chlor-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl
)-phthalimid N-(5-Methoxy-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid N-(6-Methoxy-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid
N-(5-tert.Butyl-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid N-Phenyl-thiocarbonyl-phthalimid
N-(4-Methoxy-phenyl-thiocarbonyl)-phthalimid N-(4-Chlor-phenyl-thiocarbonyl)-phthalim
N- ( a-Naphthyl-thiocarbonyl ) -phthalimid N-(ß-Naphthyl-thiocarbonyl)-phthalimid
N-(p-Diphenyl-thiocarbonyl)-phthalimid.
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N-(4-(Benzoxazol-2-yl)-phenyl-thiocarbonyl)-phthalimid N-(5-(Benzoxazol-2-yl)-thien-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid
2. Carbonsäurehydrazide wie unter I. a) Beispiele für die nach der Methode I. c)
verwendbaren Diacylhydrazine (17) sind: Nß-Benzoyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
Nß (p-Methoxy-benzoyl )-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid Nß (p-tert . Butyl-benzoyl)-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
Nß-(c-naphtoyl)-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid Nß-Cinnamoyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
Nß (p-Methoxy-benzoyl) -5-methyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid Nß (p-Hexyloxy-benzoyl)-5-chlor-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid
Als Beispiele für die nach der Methode II. a) verwendbaren Reaktionspartner sind
zu nennen: 1. Carbonsäurehydrazide (8) (siehe Methode I. a) 2. Carbonsäurechloride
(18): Benzoyl-, a - und ß-Naphthoyl-, Cinnamoyl-, p-und m-Toluoyl-, p-Anisoyl-,
p-Hexyloxy-benzoyl-, p-tert.Butyl-benzoyl-, p-Decyloxy-benzoyl-, p-Cyan-benzoyl-,
Piperoyl-, Veratroylchlorid, Thiophen-2-, 5-(Benzoxazol-2 -ylr-thiophen-2-carbonsäurechlorid,
p-(Benzoxazol-2-yl)-benzoyl-, p-(5-Methyl-benzoxazol-2-yl)-benzoyl-, p-(5-Chlor-benzoxazol-2-yl)-benzoylchlorid.
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Beispiele für die nach der Methode II. b) verwendbaren Hydrazidsäureester
(10) bzw. (11) sind: 1-(Benzoxazol-2-yl-methoxymethylen)-2-(ß-naphthoyl)-hydrazin
1- (5-Methyl-benzoxazol-2-yl-methoxymethylen) -2- (ß-naphtoyi) -hydrazin 1-(Benzoxazol-2-yl-methoxymethylen)-2-(2-phenoxy-benzoyl)
hydrazin 1- (Benzoxazol-2-yl-methoxymethylen)-2- veratroyl-hydrazin 1-(5-Chlor-benzoxazol-2-yl-methoxymethylen-2-veratroylhydrazin
Die Umsetzung der Thionester der Formeln (4) bzw. (7) mit den Hydraziden der Formeln
(5) bzw. (8) nach der Methode a) kann in einem aliphatischen Alkohol bei Temperaturen
zwischen 20 bis 1500C, vorzugsweise in siedendem Methanol, durchgeführt werden.
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Ein geringer Zusatz von schwachen Stickstoffbasen wie Pyridin kann
in manchen Fällen vorteilhaft sein. Die entstandenen Thioacylhydrazine der Formeln
(6) bzw. (9) können entweder unmittelbar nach dem Abdestillieren des Alkohols oder
nach Umkristallisieren aus einem geeigneten Lösungsmittel durch Erhitzen in einer
aliphatischen Carbonsäure bei Temperaturen zwischen 80 und 2000C, vorzugsweise in
siedendem Eisessig zu den 1.3.4-Thiadiazolen-Derivaten umgesetzt werden.
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Nach der Herstellungsweise Ib setzt man die N-Thioacylphthalimide
der Formeln (13) bzw. (14) mit den Hydraziden der Formeln (5) bzw. (8) mit Vorteil
in tert. aliphatischen oder cyclischen Carbonsäureamiden bei Temperaturen zwischen
50 und 2000C, vorzugsweise in Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon bei Temperarturen
zwischen 8n und 1500C, um.
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Ein 10-20%iger Zusatz von Lösungsmitteln, wie aromatischen Kohlenwasserstoffen
, aromatischen Halogenlcohlenwasserstoffen oder cyclischen Äthern erweist sich gelegentlich
als vorteilhaft. Besonders günstig sind Mischungen aus Dimethylformamid und Dioxan,
die 20-70 % Dioxan enthalten.
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Ohne Isolierung der Zwischenprodukte der Formeln (6) bzw.
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(9) wird durch anschließende Zugabe einer aromatischen Sulfonsäure,
vorzugsweise p-Toluolsulfonsäure, der Ring zu den Thiadiazolen der Formel (1, X=S)
geschlossen.
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Zur Herstellung der erforderlichen N-Thioacyl-phthalimide der Formeln
(13) bzw. (14) kann man die Thioamide der Formeln (15) bzw. (16) mit Phthaloylchlorid
in siedenden inerten organischen Lösungsmitteln, wie aliphatischen und aromatischen
Kohlenwasserstoffen, alkylierten oder halogenierten Benzolabkömmlingen, aliphatischen
oder Cyclischen äthern, vorzugsweise in Benzol, das 0-60% Dioxan enthält, umsetzen.
Bei der Darstellung der N-Thioacyl-phthalimide (14) kann außerdem in N-Methylpyrrolidon
oder Dimethylformamid und in Gegenwart einer stöchiometrischen Menge Pyridin bei
0-200C gearbeitet werden.
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Die nach der Herstellungsweise C) vorzunehmende Umsetzung derDiacylhydrazine
der Formel (17) mit Phosphorpentasulfid wird vorzugsweise in siedende Xylol durchgeführt.
Besonders günstig ist es, überschüssiges Phosphorpentasulfid zu verwenden und unter
Zusatz von 0,2 - 20 Vol.% Pyridin zu arbeiten. Nach einer Reaktionszeit von 1 -
10 Stdn. wird eine katalytische Menge (bei Pyridinzusatz etwas mehr als die
zur
Neutralisation dieser Base erforderliche Menge) p-Toluolsulfonsäure oder einer anderen
aromatischen Suloxonsäure zugesetzt, um die Thiadiazol-Bildung zu beschleunigen.
Zur Herstellung der Diacylhydrazine der Formel (17) werden die Hydrazine der Formel
(8) mit stöchiometrischen Mengen der Säurechloride der Formel (18) in einem hochsiedenden,
alkylierten oder chlorierten aromatischen Kohlenwasserstoff oder einem cyclischen
Äther, vorzugsweise in siedendem Toluol umgesetzt. Man kann auch eine stöchiometrische
Menge einer organischen Hilfsbase, vorzugsweise Pyridin, hinzufügen.
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Zur Herstellung der 1.3.4-Oxadiazol-Derivate nach der Methode II a
setzt man die Diacylhydrazine der Formel (17) mit überstöchiometrischen Mengen an
Thionylchlorid in siedenden, alkylierten oder chlorierten aromatischen Kohlenwasserstoffen,
vorzugsweise Toluol, um. Die Diacylhydrazine der Formel (17) können, wie bei der
Methode I c) beschrieben, gewonnen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn man nach der Umsetzung der Hydrazide
der Formel (8) mit den Säurechloriden der Forinel (18)- vorzugsweise-in-Chlorbenzol
oder o-Di-chlorbenzolohne Zwischenisolierung der Diacylhydrazine der Formel (17)
den Ring durch anschließende Thionylchlorid-Zugabe zur siedenden Reaktionsmischung
direkt schließt.
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Die bei der Methode II b) angegebene Cyclisierung der Hydrazidsäureester
der Formeln (10) bzw. (11) kann man vorteilhaft in siedendem Eisessig durchführen.
Diese Darstellungsweise kann in den Fällen. angewendet werden, bei denen nach der
Herstellungsmethode a) vor der Cyclisierungsreaktion die als Nebenprodukte entstandenen
Hydrazidsäureester abgetrennt werden können.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind rarblose'bis schwach gelbgefärbte
kristalline Substanzen, die aufgrund ihrer blauen Fluoreszenz in organischen Lösungsmitteln
als optische Aufheller geeignet sind.
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Es ist als überraschend anzusehen, daß diese Benzoxazol-Derivate,
die in 2-Stellung'durch eine direkte Bindung mit einem 1.3.4-Thia- bzw. -Oxadiazol-Ring
verbunden sind, eine unverminderte Fluoreszenzintensität zeigen im Vergleich mit
den bekannten 2-Aryl-benzoxazol-Derivaten und im Gegensatz zu' anderen Benzoxazol-2-ylsubstituierten,
drei Heteroatome enthaltenden heteroaromatischen 5-Ringsystemen wie den 1.2.4-Triazolen.
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Gegenüber bekannten Benzoxazol-2-yl-aryl- substituierten 1.3.4-Thia-
bzw. -oxadiazolen, die mit dem Benzoxazol-2-yl-Rest nicht direkt, sondern über eine
Arylen-(z.B. p-Phenylen-) oder eine Thienylengruppe verbunden sind, zeigen die erfindungsmäßigen
Verbindungen- eine bessere Aufhellung, insbesondere aus wäßriger Dispersion, an
Synthesefasern, wie z.B. Polyesterfasern, auf die sie sich aus alkalischen, neutralen
oder schwach sauren Flotten aufbringen lassen. Ähnlich geeignet sind sie zum Aufhellen
anderer Synthesefasern. Sie können auch mit üblichen Wasch- und Nachspülmitteln
verwendet werden. Auch können sie zum Aufhellen zahlreicher organischer hochmolekularer
und niedermolekularer Stoffe (z.B. Anstrichmittel und Kunststoffe) verwendet werden.
Die zweckmäßigen Einsatzkonzentrationen können von 0,05 - 0,-15 Gewichtsprozent
variieren.
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Beispiel 1 Die Lösung von 1.5 g (8,7 mMol) p-Anissäurehydrazid in
30 ml Methanol wird mit 2 g (10,4 mol) Benzoxazol-2-thiocarbonsäure-0-methylester
und 1 ml Pyridin versetzt und 12 Stdn.
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bei 200C gerührt. Nach dem Abdestillieren des Methanols im Vakuum,
wird der Rückstand in 30 ml Eisessig 2 Stdn. zum Sieden erhitzt, das Reaktionsgemisch
in Wasser eingegossen und der blaßgelbe Niederschlag aus Aceton umkristallisiert.
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Man erhält 0,67 g (25% d.Th.) 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(p-methoxy-phenyl)-1.3.4-thiadiazol
vom Schmp. 190-193°C.
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Analyse: C15H11N302S (309,3) Ber.: C 62,14 H 3,58 N 13,58 0 10,35
S 10,35 Gef.: 61,79 3,22 13,05 10,30 10,13 Beispiel 2 Die Mischung von 7 g (36,3
mMol) Benzoxazol-2-thiocarbonsäure-0-methylester, 5,8 g (36,0 mMol) p-Cyan-benzhydrazid
und 100 ml Methanol wird 2,5 Stdn. zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das
ausgefallene Zwischenyrodukt abfiltriert und in 100 ml Eisessig 2 Stdn. zum Sieden
erhitzt.
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Nach dem Abkühlen wird der blaßgelbe Niederschlag abfiltriert, aus
der Mutterlauge weiteres Produkte mit viel Wasser nachgefällt und die Gesamtmenge
beider Niederschläge aus Dioxan/Methanol umkristallisiert. Man erhält 3,3 g (30
% d.Th.) farbloses 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(p-cyan-phenyl)-
1.3.4-thiadiazol
vom Schmp. 310-313°C.
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Analyse: C16118N40S (304,3) Ber.: C 63,16 H 2,65 N 18,41 0 5,26 S
10,52 Gef.: 63,15 2,51 18,53 5,44 10,02 Die folgenden Verbindungen wurden analog
dem Beispiel 2 hergestellt (s. Tab. I).
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Tab. I
Beispiel R R' Schmp.(°C) Ausbeute Summenformel Analyse |
xx) Ber.: |
umkrist. aus (% d. Th.) (Mol. -Gew.) C H N O S |
Gef.: |
Farbe |
3 H # 220-223 35 C21H13N3SO 70,98 3,69 11,82 - 9,01 |
Dioxan/Wasser farblos (355,4) 70,69 3,40 12,02 - 9,10 |
x) |
4 H # 151-153 14 C19H11N3SO 69,28 3,36 12,76 4,86 9,74 |
Methanol/Wasser blaßgelb (329,4) 68,87 3,36 12,47 4,84 9,35 |
5 Cl # OCH3 226-229 26 C16H10N3ClO2S 55,84 2,93 12,21 9,32
9,32 |
Acetonitril blaßgelb (343,8) 56,08 2,82 12,02 9,09 9,26 |
6 CH3 # OCH3 197-200 19 C17H13N3O2S 63,16 4,05 13,00 9,90 - |
Dioxan/n-Hexan blaßgelb (323,3) 62,77 3,86 13,10 10,24 |
7 CH3 # 194-197 15 C16H11N3OS 65,53 3,78 14,33 5,45 10,92 |
Dioxan/n-Hexan farblos (293,3) 65,21 3,68 14,04 5,54 10,79 |
8 CH3 # CN 323-326 12 C17H10N4OS 64,15 3,17 17,60 5,02 10,06 |
Dioxan/n-Hexan farblos (318,3) 64,13 3,24 18,04 5,35 9,71 |
9 CH3 # 247-249 10 C22H15N3OS 71,54 4,09 11,38 4,33 8,66 |
Dioxan/n-Hexan farblos (369,4) 71,72 4,32 11,40 4,46 8,21 |
Fortsctzung Tab. I
Beispiel R R' Schmp.(°C) Ausbeute Summenformel Analyse |
xx) Ber.: |
umkrist.aus (% d. Th.) (Mol-Gew.) C H N O S |
Gef.: |
10 CH3 # 216-218 18 C14H9N3OS2 56,19 3,03 14,04 5,35 21,38 |
Dioxan/n-Hexan farblos (299,3) 56,23 2,85 13,93 5,47 21,03 |
11 H # 284-286 33 C16H8N4O2S 60,01 2,52 17,40 9,99 9,99 |
Dioxan/n-Hexan blaßgelb (320,3) 59,85 2,48 17,57 10,20 9,80 |
12 CH3 # 256-258 11 C17H10N4O2S 61,08 3,02 16,76 9,57 9,57 |
Dioxan/n-Hexan blaßgelb (334,3) 61,47 2,63 16,46 9,59 9,47 |
x) Der Eindampfrückstand der Methanolmutterlauge wird ebenfalls mit Eisessig zum
Sieden erhitzt und wie in Beispiel 2 aufgearbeitet. Man ethält als Nebenprodukt
noch 5 % 2-(Benzoxazol-2 -yl)-5-α-naphthyl-1.3.4.-oxadiazol vom Schmp. 180-182°C.
(Analyse siehe unter Beispiel 34).
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xx) Alle Molekulargewichte wurden massenspektrometrisch bestätigt.
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Beispiel 13 °Die Suspension von 3,0 g (15,5 niMol) Benzoxazol-2-thiocarbonsäure-0-methylester
und 3,54 g (15,5 mMol) 2-Phenoxybenzhydrazid in 50 ml Methanol wird 2 1/2 Stdn.
zum Sieden erhitzt. nach dem Abkühlen wird der Niederschlag (3,6 g), der aus kompakten
braunen und feinen gelben Kristallen besteht, abgesaugt. 0,7 g (12,5 % d'Th.) braune
Kristalle vom Schmp. 170-175°C (Mß-(Bonzoxazol-2-yl-methoxymethylen)-o-phenoxy-benzhydrazid)
werden mechanisch abgetrennt und in 20 ml Eisessig 4 Stdn. zum Sieden erhitzt.
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Nach dem Abkühlen wird der gebildete Niederschlag aus dioxan/Petroläther
umkristallisiert. Man erhält 0,35 g (53 % d.Th.) farbloses 2-(Benzoxazol-2-yl-5-(o-phenoxyphenyl)-1.3.4-oxadiazol
vom Schmp. 180-182°C.
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(Analyse s. unter Beispiel 38) Die verbleibenden 2,9 g gelben Kristalle
(Nß-(o-Phenoxybenzoyl)-benzoxazol-2-thiocarbonsäurehydrazid) vom Schmp.
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165-170°C worden in 60 ml Eisessig 2 Stdn. zum Sicden erhitzt. Der
nach dem-Abkühlen erhaltene Niederschlag wird aus Dioxan/Petroläther umkristallisiert.
Man erhält 2,0 g (25 % d.Th.) schwach gelbes 2-(Benzokazol-2-yl)-5-(o-phenoxyphenyl)-1.3.4-thiadiazol
vom Schmp. 1411430C.
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Analyse: C21H13N3O2S (371,40 Ber.: C 67,92 H 3,53 N 11,32 0 8,68 s
8,61 Gef.: 67,83 3,31 10,95 8,54 8,71 Beispiel 14 Die Suspension von 5 g (25,9 mMol)
Benzoxazol-2-thiocarbonsäure
-0-methylester und 5,07 g (25s9 mMol)
Veratrinsäurehydrazid in 60 ml Methanol wird 2 1/2 Stdn zum Sieden erhitzt, der
Niederschlag nach dem Abkühlen abfiltriert und mit heißem Benzol extrahiert. Als
ungelösten Rückstand erhält man 1D10 g (12 d.Th.) Nß (Benzoxazol-2-yl-methoxymethylen)-veratrinsSurehydrazid,
das nach dem Umkristallisieren aus Chloroform/Petroläther bei 243-2460C schmilzt.
Nach-4-stündigem Erhitzen in 50 ml Eisessig, Eingießen in 100 ml Wasser und Umkristallisieren
aus Eisessig/Wasser erhält man 0,78 g (75 % d.Th.) farbloses 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(3.4-dimethoxy-phenyl)-1.3.4-oxadiazol
vom Schmp 210-2130C (Analyse s. unter Beispiel 37).
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Die Benzoxazol-Mutterlauge wird eingedampft, in 60 ml Eisessig 1 Std.
zum Sieden erhitzt, die Lösung näch dem Abkühlen mit 120 ml Wasser versetzt, der
abfiltrierte und getrocknete Niederschlag in Chloroform aufgenommen und an einer
Kieselgelsäule ( 3 cm Durchmesser, 60 cm Länge) chromatographiert. Man eluiert mit
Chloroform, vereinigt die ersten Fraktionen, die laut Dünnschichtchromatogramm als
Hauptkomponente eine fluoreszierende und zum Teil als schwache Verunreinigung noch
eine zweite fluoreszierende Substanz enthalten, destilliert das Chloroform ab und
kristallisiert aus Acetonitril um. Man erhält 1,2 g (14% d.Th.) hellgelbes 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(3.4-dimethoxy-phenyol)-1.3.4-thiadiazol
vom Schmp. 206-2090C.
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Analyse: C17Hl3N303S (339,3) Ber.: C 60,18 H 3,86 N 12,38 0 14,16
S 9,42 Gef.: 60,37 3,61 12,48 14,15 9,40
Beispiel 15 3,0 g (9,8
mMol) N-(Benzoxazol-2-yl-thionarbonyl)-phthalimid und 1,81 g (9,8 mMol) B-Napthoesäurchydrazid
worden in 35 ml absolutem Dioxan suspondiert, unter Sühren 1 Std. auf 60°C und nach
Zusatz von 40 ml Oimsthylformamid 3 Stdn. auf 80°C crwärmt. Anschließend fügt man
1.3 g p-Tolunlsulfonsäure hinzu, erwärmt weitere 30 Min. auf 90°C, gießt in Eis/
Wasser ein und kocht den Niodorschlag mit wenig Isopropanol aus. Man erhält 2,4
g (75% d.Th.) blaßgelbes 2-(Benzoxazol 2-yl)-5-ß-naphthyl-1.3.4-thiadiazol vom Schmp.
198-201°c.
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Nach dem Umkristallisieren aus Chloroform/n-iiexan steigt der Schmp.
auf 200-202 C an.
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Analyse: C19H12N3OS (329,3) Ber.: C 69,28 11 3,36 N 12,76 0 4,86 S
9,74 Gef.: 69,15 3,39 13,25 4,66 9,47 Das für die obige Umsetzung benötigte N-(Benzoxazol-2-ylthiocarbonyl-phthalimid
wird wie folgt hergestellt: 4,0 g (22,4 mMol) Benzoxazol-3-thiocarbonsäurcamid werden
in 50 ml Benzol suspendiert, mit 4,52 (22,4 mMol) Phthaloylchlorid versetzt und
2 1/2 Stdn. zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird der Niederschlag abgesaugt
und mit heißem Benzol ausgewaschen. Man erhält 4,4 g (64% d.Th.) hellgelbes N-(Benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid
vom Schmp.
-
288-290°C (Zers.).
-
Analyse: C16H8N2O3S (308,3)
Ber.: C 62,34 H 2,62
N 9,09 0 15,58 S 10,37 Gef. : 62,48 2,60 9,12 15,68 9,87 Beispiel 16 Die Sus-pension
von 2,5 g (7,8 mMol) N-(5-Methyi-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid und 1,6
g (8,6 mMol) α-Nsphthoesäurehydrazid in 18 ml Dioxan und 22 ml Dimethylformamid
wird nach 4-stündigem Rühren bei 800C mit 1,4 g p-Toluolsulfonsäure versetzt, 1
Std. bei 90°C gerührt, heiß filtriert und nach dem Abkühlen in Eis/Wasser eingecrossen.
Der Niederschlag wird nach dem Trocknen mit siedendem Cyclohexan extrahiert. Nach
dem Einengen der cyclohexanlösungen erhält man daraus 0,6 g ( 23 d.Th) blaßgelbes
2-(5-Methyl-benzoxazol-2-yl) -5-α-naphthyl-1.3.4-thiadiazol vom Schmp. 152-155°C.
-
Nach dem Umkristallisieren aus Cyclohexan schmilzt die Substanz bei
155-1580c.
-
Analyse: C20H13N3OS (343,3) Ber.: C 69,97 H 3,82 N 12,24 S 9,32 Gef.:
69,84 3,64 12,45 8,98 Das für die obige Umsetzung erforderliche N-(5-Methyl-benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthylimid
wird wie folgt hergestellt: Die gerührte Suspension von 15 g (78,2 mMol) 5-Methyl-benzoxazol-2-thiocarbonsäureamid
in 190 ml Benzol wird nach Zugabe voll 15,7 g (78,2 mMol) Phthaloylchlorid innerhalb
von 30 Minuten zum Sieden erhitzt und 2 Stdn. bei Siedetemperatur
gehalten.
Nach dem Abkühlen wird der Niederschlag abfiltriert und mit siedendem Dioxan 3 mal
extrahiert. Der ungelöste gelbe Rückstand vom Schmp. 281-284°C (Zers.) besteht aus
zu zu 11v0 g (44 % d.Th. ) reinem N-(5-Methy 1-benzoxazol-2-yl-thiocarbonvl.)-phthalimid.
Nach dem Trocknen bei 1000C schmilzt die Verbindung bei 277-280°C unter Zersetzung.
-
Analyse: C17H10N2O3S (322,3) Ber. : C 63,36 H 3,13 N 8,82 0 14,90
S 9,92 Gef.: 63,49 2,89 8,86 14,95 9,86 Beispiel 17 Die gerührte Mischung von 3,9
g (13,4 mMol) p-Decyloxy-benzhydrazid, 4,3 g (1334 mMol) N-(5-rlethyl-benzoxazol-2-ylthiocarbonyl)-phthalimid,
2,3 g p-Toluolsulfonsäure, 36 ml Dioxan und 30 ml DMF wird 6 Stdn. zum Sieden erhitzt.
Anschließend wird in Eis/Wasser gegossen und der Niederschlag nach dem Trocknen
aus Chloroform/Petroläther umkristallisiert.
-
Man erhält 1,7 g (28% d,Th.) farbloses 2-(5-Nethyl-benzoxazoi-2-yl)-5-(p-decyloxy-phenyl)-1.3.4-thiadiazol
vom Schmp.
-
140-144°C. Nach weiterem Umkristallisieren aus Cyclohexan schmilzt
die Verbindung bei 139-141°C.
-
Analyse: C26H31N3O2S (449,6) Ber.: C 69,47 H 6,95 N 9,35 S 7,12 Gef.:
69,30 6,58 9,20 7,27
Beispiel 18 Line Suspension von 2,3 g (50
mHol) N-(p-Penzoxazol-2-yl)-phenyl-thiocarbonyl)-phthalimid und 1,1 g (6,3 mMol)
Benzoxazolcarbonsäurehydrazid in 17 ml Dioxen und 14 ml Dimethylformamid wird unter
Rühren 2 Stdn. zum Sieden erhitzt und nach Zugabe von 1 g p-Toluolsuifonsäure eine
weitere Stunde bei 90°C gerührt. Hach dem Abkühlen. Abfiltrieren und Waschen des
Mioderschlags la mit Dioxan erhält man 1,4 g (59% d.Th.) blaßgelbes 2-(p-Denzoxazol-2-ylphenyl)-5-(benzoxazol-2-yl)-1,3,4-thiadiazol
vom Schmp.
-
330-335°C. Durch umkristallisieren aus Dimethylformamid/ Dioxan steigt
der Schmelzpunkt auf 339-342°C an.
-
Analyse: C22H12H4O2S (396,4) Ber. : C 66,67 H 3,05 N 14,14 0 8,07
S 8,07 Gef.: 66,52 2,86 14,11 7,98 8,17 Das erforderliche n-(p-Benzoxazol-2-yl-phenyl-thiocarbonyl)-phthalimid
wurde wie folgt hergestellt: Zu der gerührten Suspension von 5,0 g (19,7 mMol) p-(Benzoxazol-2-yl)-thiobenzamid
in 46 ml N-methyl-pyrrolidon und 6 ml Pyridin werden bei O°C 4,0 g (19,9 mMol) Phthaloylchlorid
unter Rühren getropft. Nach 2-stündigem Rühren bei 0°C und 3-stündigem Rühren bei
Raumtemperatur versetzt man mit dem doppelten Volumen Chloroform und 60 ml Petroläther,
Schlämmt den abfiltrierten Niederschlag in ca 5C ml Isopropanol auf, filtriert,
suspendiert den Niederschlag erneut in wenig (ca. 20 ml) Methanol, erwärmt kurz
auf 500C und saugt den Niederschlag ab. Man erhält 3,25 g
(43%
d.Th.) des Thiocarbonyl-phthalimids als graublaue, metallisch glanzende Kristalle
vom Schmp. 205-2090C.
-
Nach Umkristallisieren aus Benzol/n-Hexan schmilzt die Verbindung
bei 207-2100C.
-
Analyse: C22H12N2O3S (384,4) Ber.: C 68,75 H 3,15 N 7,29 O 12,48 S
8,33 Gef.: 68,78 2,96 7,26 12,47 7,97 Weitere Beispiele zur Herstellung von 1.3.4-Thiadiazolen
mit N-Thioacyl-phthalimiden sind in Tab. II. aufgeführt.
Tab. II
1.3.4-Thiadiazol Herst. analog Ausb. (% d.Th.) Schmp.(°C).
Summenformel |
1) 9) Ber.: Analyse |
Beispiel R Beispiel Farbe umkrist. aus (Mol. -Gew.) C H N S |
R' Gef.: |
2) |
19 H 152) 32 189-191 C15H9N3OS 64,52 3,25 15,05 11,45 |
4 |
# farblos IPA (279,3) 64,15 2,99 15,08 11,28 |
20 H 152) 48 218-220 C13H7N3OS2 54,75 2,47 14,73 22,45 |
# biaßgelb Benzol/PÄ5) (285,3) 54,69 2,26 14,31 21,98 |
21 H 15 20 173-176 C19H17N3OS 68,05 5,11 12,53 9,53 |
#C(CH3)3 farblos Methanol/H2O (335,4) 68,26 4,76 12,69 9,19 |
22 H 16 28 173-176 C21H21N3O2S 66,68 5,58 11,07 8,43 |
#OC6H13 farblos Benzol (379,4) 66,47 5,64 11,10 8,57 |
23 H 163) 35 145-148 C25H29N3O2S 68,95 6,71 9,65 7,34 |
#OC10H21 farblos Benzol (435,5) 69,06 6,91 9,68 7,09 |
Fortsetzung Tab. II
1,3,4-Thiadiazol Herst. analog Ausb. (% d. Th.) Schmp. (°C)
Summenformel Analyse |
Beispiel R 1) Farbe umkrist. aus (Mol. -Gew.) 9) C H N S |
R' Beispiel |
3) |
24 CH3 17 57 325-327 C21H12N4O2S2 60,58 2,91 13,46 15,37 |
# hellgelb 6) (416,4) 60,50 2,88 13,60 15,23 |
25 H 16 38 229-232 C16H9N3O3S 50,45 2,81 13,00 9,90 |
# hellgelb CHCl3/PÄ5) (323,3) 59,32 2,98 13,14 9,56 |
26 H C(CH3)3 16 26 205-208 C23H25N3O2S 67,80 6,18 10,31 7,86 |
# OH hellgelb Cyclohexan (407,5) 67,60 5,93 10,33 7,68 |
C (CH3)3 |
27 H 163) 56 288-290 C18H10N4OS 65,45 3,05 16,96 9,70 |
7 |
# farblos (DMF) (330,3) 65,49 2,86 17,03 9,55 |
28 H 163) 42 218-221 C16H11N3OS2 59,08 3,41 12,92 19,66 |
# SCH3 blaßgelb CHCl3/PÄ5) (325,3) 59,00 3,18 13,10 19,51 |
Fortsetzung Tab. II
1.3.4-Thiadiazole |
Beispiel R Herst, analog Ausb. (% d. Th.) Schmp. (°C) Summenformel
Analyse |
R' Beispiel Farbe umkrist. aus (Mol. -Gew.)9) C H N S |
29 CH3 18 34 317-320 C23H14N4O2S 67,32 3,44 13,65 7,80 |
7) |
# blaßgelb DMF/Dioxan (410,4) 67,23 3,25 13,82 7,89 |
30 H 168) 31 366 C18H8N6O2S2 53,45 1,99 20,78 15,85 |
# hellgelb 6) (404,4) 53,54 1,90 21,16 15,75 |
1) Die eingesetzten Thioacyl-phthalimide entsprechen den in den Analog-Beispielen
genannten.
-
2) Nur DMF7) als Reaktionsmedium 3) Das Reaktionsgemisch wird nicht
in Eis/Wasser gegossen, sondern der ausgefallene Niederschlag nach dem Abkühlen
unmittelbar abfiltriert.
-
4) IPA = Isopropanol, 5) PÄ = Petroläther. 6) Der Niederschlag nach
der Reaktion wird mit Dioxan ausgekocht.
-
7) DMF = Dimethylformamid. 8) Oxalsäuredihydrazid wurde mit N-(Benzoxazol-2-yl-thiocarbonyl)-phthalimid
im Molverhältnis 1:2 umgesetzt.
-
9) Alle Molekulargewichte wurden massenspektrometrisch bestätigt.
-
Beispiel 31 ° Die Mischung von 6,0 g (19,5 mMol) Nß-Cinnamoyl-benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid,
5,6 g (25,4 mMol) Phosphorpentasulfid, 100 ml Xylol und 2 ml Pyridin wird 5 Stdn.
zum Sieden erhitzt. Anschließend fügt man 4,7 g p-TOluolsulfonsäure hinzu und läßt
weitere 45 Min. sieden. Nach dem Abkühlen wird der Niederschlag abfiltriert und
aus Chloroform/Petroläther unter Zusatz von Aktivkohle umkristallislert. Man erhält
2,3 g (39% d.Th.) blaßgelbes 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-styryl-1.3.4-thiadiazol vom Schmp.
226-.2290C. Nach dem Umkristallisieren aus Benzol schmilzt die Verbindung bei 229-231°C.
-
Analyse: C17H11N3SO (305,3) Ber.: C 66,88 ff 3,63 N 13,76 0 5,24 S
10,48 Gef.: 66,62 3,55 13,61 5,06 10,49 Das erforderliche Nß-Cinnamoyl-benzoxazol-2-carbonsäure
hydrazid wird wie folgt hergestellt: Die Mischung aus 10 g (56,5 mMol) Benzoxazol-2-carbonsäurehydrazid,
9,38 g (56,5 mMol) Zimtsäurechlorid und 100 ml Toluol wird 2 Stdn. zum Sieden erhitzt,
abgekühlt, abfiltriert und aus Dioxan umkristallisiert. Man erhält 14,9 g (86% d.Th.)
farbloses Acylhydrazid vom Schmp. 160- 163,5°C.
-
Analyse: C17H13N3O3 (307,3) Ber.: C 66,44 H 4,26 N 13,67 0 15,62 Gef.:
66,34 4,07 13,59 15,83
Beispiel 32 Die gerührte Lösung von 5,4
g (20,4 mMol) p-(Benzoxazol-2-yl)-benzoylchlorid (hergestellt aus 11,95 g p-(8enzoxazol-2-yl)-benzoesäure
und Thionylchlorid) in 150 ml o-Dichlorbenzol und 1.64 g Pyridin wird mit 3,96 g
( (20,7 mMol) 5-Methyl-benzoxazol-2-carbonsäyurehydrazid versetzt und innerhalb
von 20 nuten auf 110 0C erwärmt.
-
Nach 1-stündigem Rühren bei dieser Temperatur erhitzt man innerhalb
von 15 Minuten zum Sieden und beläßt weitere 15 Minuten bei dieser Temperatur, konzentriert
die Lösung im Vakuum auf ca. ein Drittel, läßt abkühlen, filtriert den entstandenen
Niederschlag ab und wäscht mit Petroläther nach. Man erhält 6,3 g (78,0 % d.Th.)
farbloses 2-(p-(Benzoxazol-2-yl)-phenyl)-5-(5-methyl-benzoxazol-2-yl)-1.3.4-oxadiazol
vom Schmp. 303-307°C.
-
Durch Umkristallisieren aus Dioxan/Fetroläther steigt der Schmelzpunkt
auf 305-3070C an.
-
Analyse: C23H14N4O3 (394,4) Ber.: C 70,05 H 3,58 N 14,21 0 12,17 Gef.:
69,81 3,28 13,88 12,56 Analog werden die in Tab. III aufgeführten 1.3.4-Oxadiazole
hergestellt.
-
Tab. III
1.3.4-Oxadiazol |
Beispiel R Ausb. (% d.Th.) Schmp.(°C) Summenformel Ber.: Analyse |
1) |
R' Farbe umkrist. aus (Mol-Gew.) Gef.: C H N O |
33 H 81 282-284 C22H12N4O3 69,45 3,18 14,74 12,63 |
# farblos CHCl3/PÄ2) (380,4) 69,19 2,97 14,98 1@,01 |
34 H 85 198-200 C16H11N3O3 65,52 3,78 14,33 - |
# farblos Dioxan/PÄ2) (293,3) 65,56 3,68 14,23 - |
35 H 88 183-185 C19H11N3O2 72,84 3,54 13,41 - |
# farblos Äthanol (313,3) 72,74 3,34 13,33 - |
36 H 79 178-181 C19H11N3O2 72,84 3,54 13,41 10,21 |
# farblos Dioxan (313,3) 72,86 3,48 13,27 10,20 |
37 H 78 210-213 C17H13N3O4 63,16 4,05 13,00 19,79 |
# OCH3 farblos Eisessig/H2O (323,3) 63,58 4,04 13,03 19,47 |
OCH3 |
Fortsetzung Tab. III
1.3.4-Oxadiazol Ausb. (%d.Th.) Schmp. (°C) Summenformel Ber.:
Analyse |
Beispiel R 1) |
R' Farbe umkrist. aus (Mol.-Gew.) Gef.: C H N O |
38 H 86 180-182 C21H13N3O3 70,98 3,69 11,82 13,51 |
# O # farblos Dioxan/PÄ2) (355,4) 70,95 3,65 11,71 13,17 |
39 CH3 84 193-195 C20H13N3O2 73,39 4,00 12,84 9,78 |
# farblos Dioxan/PÄ2) (327,3) 73,22 3,72 12,82 9,71 |
1) Alle Molekulargewichte wurden massenspektrometrisch bestätigt.
-
2) PÄ=Petroläther
Auf analoge Weise wie in den vorhergehenden
Beispielen konnten hergestellt werden: 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(p-methoxycarbonyl-phenyl)-1.3.4
thiadiazol 2- (Benzoxazol-2-yl ) -5- (p-isopropoxycarbonyl-phcnyl )-1. 3. 4-thiadiazol
2- (5-Chlorbenzoxazol-2-yl)-5-(p-äthoxycarbonyl-phenyl)-1. 3. 4-thiadiazol 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(3-methoxy-4-methoxycarbonyl)-1.3.4
thiadiazol 2-(5-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(3.4-dimethyl-phenyl)-1.3.4 thiadiazol
2-(5-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(p-cyan-phenyl)-1.3.4-thiadiazol 2- (5-Methoxy-benzoxazol-2-yl
) -5- (p-benzoxazol-2-yl-phenyl) -1,3, )4-thiadiazol 2-(5-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(benzoxazol-2-yl)-1.3.4-thiadiazol
2-(Benzoxazel-2-yl)-5-(benzothiazol-2-yl)-1.3.4-thiadiazol 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(p-methoxycarbonyl-phenyl)-1.3.4-oxadiazol
2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(p-isopropoxycarbonyl-phenyl)-1.3.4-oxadiazol 2- (5-chlor-benzoxazol-2-yl)
-5- (p-äthoxycarbonyl-phenyl) -1.3. -oxadiazol 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(3-methoxy-11-methoxycarbonyl-phenyl)
1.3.-oxadiazol 2-(5-MethOxy-benzox.azol-2-yl)-5-(p-cyan-phenyl)-1. 3.4-oxadiazol
2-(5-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(p-benzoxazol-2-yl-phenyl)-1. 3. 4-oxadiazol 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-styryl-1.3.4-oxadiazol
2.5-Bis-(5-methoxy-benzoxazol-2-yl)-1.3.4-oxadiazol 2-(6-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(p-methoxy-phenyl)-1.3.4
oxadiazol
2-(5-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-ß- naphthyl-1.3.4-oxadiazol
2-(5-Methyl-benzoxazol-2-yl)-5-(5-(benzoxazol-2-yl)-thien-2-yl)-1.3.4-oxadiazol
2-(5-tert.-Butyl-benzoxazol-2-yl)-5-(benzoxazol-2-yl)-1.3.4-oxadiazol 2-(6-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(p-(5-methoxy-benzoxazol-2-yl)-phenyl)-1.3.4-oxadiazol
2-(6-Methoxy-benzoxazol-2-yl)-5-(4-chlorphenyl)-1.3.4-oxadiazol 2-(Benzoxazol-2-yl)-5-(p-methylthio-phenyl)-1.3.4-oxadiazol
Das in. Beispiel 18 beschriebene N-(p-Benzoxazol-2-yl--phenylthiocarbonyl)-phthalimid,
das als -Zwischenprodukt für die Herstellung des erfindungsgemäßen 2- (p-Benzoxazol-2-yl-phenyl
)-5-(benzoxazol-2-yl)-1.3.4-thiadiazols dient, ist ein neuer Stoff, für den gleichfalls
Schutz beansprucht wird.