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Verfahren zur Herstellung von p-Aminobenzoesäurealkaminestern
Es ist bekannt, p-Aminobenzoesäurealkamin- ester in der Weise herzustellen, dass man p-Aminobenzoesäurealkylester mit Alkaminen umsetzt. Der entsprechende Alkaminester bildet sich dabei unter Abspaltung von Alkohol. Da letzterer erfahrungsgemäss den weiteren Ablauf der Reaktion hemmend beeinflusst, muss er im Interesse einer möglichst hohen Ausbeute aus dem Reaktionsgemisch laufend vollständig entfernt werden.
Um den Alkohol aus dem Reaktionsgemisch auszutreiben, wählte man Reaktionstemperaturen, die ganz erheblich über dem Siedepunkt der Alkohole lagen und trieb diese in der Regel bis ungefähr zum Siedepunkt des jeweils angewandten Alkamins hoch.
So wurde beispielsweise die Umsetzung von p-Aminobenzoesäuremethylester wie auch von p-Aminobenzoesäureäthylester mit Oxäthylpiperidin bei Temperaturen von 200 bis 210 C durchgeführt. Die entsprechende Reaktion mitOxäthy1- diäthylamin erforderte eine Temperatur von 163 bis 1650 C, die dem Siedepunkt dieses Alkamins entspricht (vgl. deutsche Patentschrift Nr. 172568).
Trotz dieser hohen Reaktionstemperaturen konnte dabei innerhalb der üblichen Reaktionsdauer von 8 bis 12 Stunden im allgemeinen nur eine Umsetzung von nicht mehr als etwa einem Drittel des Esters erzielt werden. Eine längere Reaktionsdauer brachte keine nennenswerte Steigerung der Ausbeute, sondern führte in erhöhtem Masse zur Bildung von störenden Nebenprodukten, die einerseits die Gewinnung reiner Endprodukte erschwerte und anderseits auch infolge ihres analogen chemischen Charakters von dem verbleibenden Alkylester nicht auf einfache Weise abgetrennt werden konnten. Es war daher notwendig, aus dem Reaktionsgemisch den nicht umgesetzten Anteil des Alkylesters gemeinsam mit den Nebenprodukten abzuscheiden und die nach Verseifung des Gemisches isolierte Säure erneut in deren Alkylester überzuführen.
Diese Arbeitsweise war nicht nur sehr umständlich, sondern auch mit grossen Substanzverlusten verbunden und führte zu einem Ergebnis, das mit etwa 50% der theoretischen Ausbeute, bezogen auf den umgesetzten Alkylester, sehr unbefriedigend war.
Es wurde nun gefunden, dass sich unter weitgehender Einschränkung der Nebenreaktionen eine praktisch vollständige Umsetzung von pAminobenzoesäurealkylestern mit Alkaminen erreichen lässt, wenn man die Reaktion bei Temperaturen von 60 bis 100 C, vorzugsweise 70-90 C unter einem solchen Vakuum durchführt, dass der gebildete Alkohol mit Sicherheit laufend vollständig entfernt wird.
Die Höhe des hiezu benötigten Vakuums wird von Fall zu Fall durch den Siedepunkt des jeweils verwendeten Alkamins bestimmt. Es wird in der Regel der gewünschte Effekt erzielt, wenn man den Aussendruck über dem Reaktionsgemisch so weit vermindert, dass er annäherungsweise dem Dampfdruck des Alkamins bei der vorgelegten Temperatur entspricht.
Um auch während des Abdestillierens des überschüssigen Alkamins die Nebenreaktionen auf ein Minimum zu beschränken, ist es bei dieser Operation gleichfalls notwendig, die beanspruchten Temperaturgrenzen nicht zu überschreiten, sondern die Destillation gegebenenfalls durch Steigerung des Vakuums zu bewirken.
Dass die Ausbeutemenge in dem angegebenen Temperaturbereich ein Maximum durchläuft, wird durch die den nachfolgenden Beispielen zugeordneten Tabellen offenbar, deren unter 1. und 2. angeführte Zahlenwerte auf die im Beispiel jeweils genannten Einsatzmengen bezogen sind.
Beispiel l : l Gew.-Teilp-Aminobenzoesäure- methylester und 3 Gew.-Teile Oxäthyldiäthylamin werden nach Zusatz von 0, 01 Gew.-Teilen Natrium, das zuvor im Alkamin gelöst wurde, im geschlossenen Kolben 4-5 Stunden lang auf 85-95 C erhitzt. In der Apparatur wird während dieser Zeit in üblicher Weise über Vorlage und Kühler ein Vakuum von 60 bis 55 Torr aufrechterhalten, wobei der gebildete Alkohol laufend abgesaugt wird. Hiebei geht darüber hinaus eine Teilmenge von etwa 10% des eingesetzten Alkamins in die Vorlage. Anschliessend destilliert man noch das im Kolben verbliebene überschüssige Alkamin durch weitere Druckminderung vollständig ab und arbeitet das Reaktionsprodukt in bekannter Weise auf.
Die aus Äther umkristal- lisierte wasserfreie Base hat einen Schmelzpunkt von 58 bis 60 C.
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EMI2.1
<tb>
<tb>
Reationstemperatur <SEP> um <SEP> 65 C <SEP> um <SEP> 85 <SEP> C <SEP> um <SEP> 100 <SEP> C
<tb> 1. <SEP> Ausbeute <SEP> an <SEP> Base <SEP> .................... <SEP> 71 <SEP> g <SEP> 138 <SEP> g <SEP> 96 <SEP> g
<tb> 2. <SEP> Ausbeute <SEP> an <SEP> zurückgewonnenem <SEP> Ester.... <SEP> 72 <SEP> g <SEP> 45 <SEP> g <SEP> 61 <SEP> g
<tb> 3. <SEP> Ausbeute <SEP> in <SEP> % <SEP> der <SEP> Theorie
<tb> a) <SEP> berechnet <SEP> auf <SEP> eingesetzten <SEP> Ester......... <SEP> 28, <SEP> 1 <SEP> 54, <SEP> 6 <SEP> 37, <SEP> 9 <SEP>
<tb> b) <SEP> berechnet <SEP> auf <SEP> verbrauchten <SEP> Ester....... <SEP> 53, <SEP> 6 <SEP> 77, <SEP> 6 <SEP> 64, <SEP> 3 <SEP>
<tb> t
<tb>
Beispiel 2 :
Nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise erhitzt man ein Gemisch von 2 Gew.-Teilen o-Chlor-p-aminobenzoesäuremethylester und 5 Gew.-Teilen Oxäthyldiäthylamin 3-4 Stunden lang unter Vakuum auf 80-85 C. Die Höhe des Vakuums wird im Bereich von anfangs 100 Torr bis zu 45 Torr gegen Ende der Reaktion so geregelt, dass im Reaktionsgefäss dauernd ein leichter Siedevorgang aufrecht- erhalten wird und bis zur Beendigung der Reaktion etwa ein Drittel des eingesetzten Alkamins in die Vorlage übergeht. Anschliessend destilliert man bei einem bis auf 35 Torr erhöhten Vakuum das noch verbliebene freie Oxäthyldiäthylamin ab und arbeitet das Reaktionsgemisch in bekannter Weise auf. Die aus Äther umkristallisierte wasserfreie Base hat einen Schmelzpunkt von 41, 5 bis 42, 5-C.
EMI2.2
<tb>
<tb>
Reaktionstemperatur <SEP> um <SEP> 65 <SEP> C <SEP> C <SEP> um <SEP> 85' <SEP> C <SEP> | <SEP> um <SEP> 100 <SEP> C <SEP>
<tb> 1. <SEP> Ausbeute <SEP> an <SEP> Base <SEP> 1 <SEP> 56g <SEP> 194. <SEP> g <SEP> 1 <SEP> 117 <SEP> g <SEP>
<tb> 2. <SEP> Ausbeute <SEP> an <SEP> zurückgewonnenem <SEP> Ester..... <SEP> 90 <SEP> g <SEP> 36g <SEP> 60g <SEP>
<tb> 3. <SEP> Ausbeute <SEP> in <SEP> 00 <SEP> der <SEP> Theorie
<tb> a) <SEP> berechnet <SEP> auf <SEP> eingesetzten <SEP> Ester......... <SEP> 19, <SEP> 6 <SEP> 67, <SEP> 1 <SEP> 40, <SEP> 5 <SEP>
<tb> b) <SEP> berechnet <SEP> auf <SEP> verbrauchten <SEP> Ester.......
<SEP> 37, <SEP> 5 <SEP> 83, <SEP> 2 <SEP> 59, <SEP> 8 <SEP>
<tb>
Bei organischen Reaktionen ist die Einhaltung bestimmter Temperaturen notwendig, wobei diese Reaktionen im Interesse einer möglichst weitgehenden Umsetzung der Reaktionspartner in der Regel bei möglichst hohen Temperaturen durchzuführen sind, soweit ein Überhandnehmen von Nebenreaktionen oder Zersetzungserscheinungen nicht grundsätzlich dagegen spricht.
Diese Erwägungen waren zweifellos dafür bestimmend, dass man bisher-wie bereits erwähnt-bei der Umsetzung von p-Aminobenzoesäureäthylester mit Oxäthylpiperidin oder Oxäthyldiäthylamin Temperaturen von 163 bis 210 C für notwendig erachtet hat. Wenn es unter diesen Bedingungen nicht gelang, die beiden Komponenten in befriedigendem Ausmass überhaupt zur Reaktion zu bringen, so war durchaus nicht zu erwarten, dass man innerhalb des erfindungsgemässen Temperaturbereiches von 70 bis 90 C einen so wesentlich gesteigerten Erfolg erzielen würde ; das umso weniger, als bei Anwendung dieser hohen Temperaturen auch ohne Vakuum eine weitgehende Gewähr für die Entfernung des entstehenden Äthylalkohols gegeben war.