„Triacetamid“ – ein beinahe vergessenes Acetylierungsmittel Erwin Haug, Ivo C. Ivanov und Willi Kantlehner Hochschule für Technik und Wirtschaft, Aalen, BR Deutschland Einleitung Resultate und Diskussion W. Kantlehner und Mitarbeiter haben in jüngster Zeit einige neue, umweltfreund-liche und toxikologisch unbedenkliche Formylierungsverfahren für Aromaten entwi-ckelt [1]. Dabei sind ganz neue Formylierungsreagenzien eingeführt worden: Diformamid HN(CHO)2, Triformamid N(CHO)3, Tris-(diformylamino)methan HC[N(CHO)2]3, sowie Tetraformylhydrazin (OHC)2N-N(CHO)2. In diesem Projekt sollte die Darstellung analoger Verbindungen und einige Anwen-dungen als Acylierungsmittel untersucht werden. Dabei sollten Triacylamine mit ali-phatischen bzw. aromatischen Resten in Betracht gezogen werden. Im Mittelpunkt stehen dabei die Synthesen von „Triacetamid“ (CH3CO)3N (2) und „Diacetamid“ (CH3CO)2NH (1) und deren Anwendungen als Acetylierungsmittel. Obwohl Triacetamid (2) früher hergestellt worden ist [2], wurde sein Reaktions-verhalten jedoch nur wenig untersucht. Triacetamid soll eine ähnliche Reaktivität wie Essigsäureanhydrid [2] haben, so lassen sich z. B. Wasser, Alkohole und Amine ohne weiteres acetylieren. Triacetamid ist eine farblose, ölige Flüssigkeit mit einem Sdp. 58-60 °C/1 mbar und Schmp. 8-9 °C. Es löst sich in Wasser, Methylenchlorid, Toluol und in anderen üblichen Lösungsmitteln. Beim Stehen im offenen Gefäß wan-delt sich Triacetamid in einigen Tagen wegen Hydrolyse in Diacetamid und Essigsäure um [20]. Es zeigte sich, dass sowohl Toluol als auch Anisol mit guten bis sehr guten Ausbeu-ten mit Triacetamid (2) acetyliert wurde, wenn man Aluminiumtrichlorid oder – noch besser – Trifluormethansulfonsäure als Katalysator einsetzte. Man erhielt dabei die entsprechend 2- bzw. 4-substituierten Acetophenone (3), wobei das p-Isomere eindeutig dominiert. Eine besonders wichtige und bedeutsame Anwendung von Triacetamid als Acety-lierungsmittel wurde bei der Umsetzung mit den CH-Säuren 1-Aryl-2-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-yl)-ethano-nen (4) [4] gefunden. Unter sonst üblichen Bedingun-gen – Reaktionspartner Acetylchlorid oder Acetanhydrid - wurden diese Verbindun-gen am Stickstoffatom des heterocyclischen Ringes angegriffen. Mit Triacetamid (2) erfolgte die Acetylierung der Thiadiazolderivate 4 – nach vor-heriger Salzbildung mit Natriumhydrid – an der aciden Methylengruppe (Schema 2). Dabei erhielten wir Substanzen 5a-b, die als Tautomerengemische vorlagen. Diese C-acetylierten Verbindungen sind bislang in der Literatur nicht beschrieben und wurden vollständig durch IR-, 1H- und 13C-NMR-Spektren (s. Tabelle), sowie durch Elementaranalysen charakterisiert. Reaktionen – Schema 2 Mit Acetylchlorid oder Acetanhydrid erfolgte nur die N-Acetylierung von 4 [4] in guten Ausbeuten: Darstellung 4 Bei den CH-aciden Thiadiazolen 4 gelang es mit Triacetamid aber überraschender-weise eine C-Acetylierung: Zur Darstellung von Triacetamid (2) ist die Acetylie-rung von Diacetamid (1) mit Acetylchlorid in Gegenwart von 2,6-Lutidin als Base bei einer Temperatur von –10 bis –15 °C (Eis-Kochsalz) erfolgreich gelungen. Triacetamid (2) wurde in einer Reinausbeute von 77 % erhalten. Das dazu notwendige Diacetamid (1) wurde bei der Acetylie-rung von Acetamid mit Acetanhydrid und Ammonium-chlorid als Katalysator erhalten: einfache Reaktions-durchführung, hohe Ausbeuten (78-81 %) und reines Pro-dukt. Destilation von Diacetamid Reaktionen – Schema 1 Elektrophile Substitution an Aromaten: Beispiele Tautomerie von 5a-d (s. Tabelle): Erfolgreiche Acetylierung von Aromaten auch mit Diacetamid (1) und Kat. CF3SO3H: Katalysator AlCl3  Ausbeute an 3b: max. 63 % Katalysator CF3SO3H  Ausbeute an 3b: max. 79 % Elektrophile Substitution an Ketenaminalen [3] (Reinausbeute 61 %): ohne Katalysator Literaturquellen [1] W. Kantlehner, New Methods for the Preparation of Aromatic Aldehydes (Review article), Eur. J. Org. Chem. 2003, 2530–2546. [2] (a) K. Brunner, Ber. dtsch. chem. Ges. 47, 2671 (1914); (b) N. V. Smirnova, A. P. Skoldinov, K. A. Kocheshkov, Dokl. Akad. Nauk SSSR 84, 737 (1952). [3] W. Kantlehner, I. C. Ivanov, W. W. Mergen, H. Bredereck, Liebigs Ann. Chem. 1980, 372. [4] W. Kantlehner, E. Haug, W. Kinzy, O. Scherr, I. C. Ivanov, Z. Naturforsch. 59b, 366 (2004). Abbildungen und Tabellen Tabelle: 13C-NMR-Daten der Tautomerengemische 5a-d (CDCl3; d, ppm) (Schema 2) C-Atom 5a X = H 5b X = CH3 5c X = OCH3 5d X= Cl C-5’-CH3 15.0 C-1 29.9 29.5 + 29.8 29.7 + 30.5 Ar-CH3/ Ar-OCH3 - 21.5 55.4 C-3 106.6 106.5 106.3 + 106.5 Carom. 127.8 128.1 113.7 + 113.8 128.8 + 128.8 128.5 128.8 130.2 + 130.4 129.3 + 129.4 130.8 129.1 133.9 137.1 142.0 141.4 162.2 140.1 + 140.7 C-5’ 159.3 159.2 159.0 159.3 + 159.6 C-2’ 167.9 167.7 167.8 + 168.1 C-2/C-4 - a 193.1 + 193.3 190.1 + 192.1 192.6 + 194.4 Contact information Prof. Dr. Erwin Haug Prof. Dr. Willi Kantlehner Hochschule für Technik und Wirtschaft FB Organische Chemie, Beethovenstrasse 1, 73430 Aalen, BR Deutschland E-mail: erwin.haug@htw-Aalen.de Prof. Dr. Ivo C. Ivanov Department of Organic Chemistry, Faculty of Pharmacy, Medical University of Sofia, Dunav 2, BG-1000 Sofia, Bulgaria E-mail: ivanov43@gmail.com Abb. 1: Röntgenstrukturanalyse vom Produkt 6a (Schema 2) a Einige Signale sind nicht vorhanden wegen des tautomeren Gleichgewichts. ImSaT-9, Bartholomä, 7-10.09.2009.