Procédé pour la fabrication de la semi-carbazone de la 5-nitro-2-furaldéhyde. r La présente invention se rapporte à un procédé perfectionné de fabrication de la semi- carbazone de la 5-nitro-2-furaldéhyde.
Dans le passé, les semi-carbazones d'aldé hydes ont été préparées en faisant réagir l'aldéhyde sur le chlorhydrate de semi-carba- zide en solution tamponnée à l'aide d'un sel, tel que l'acétate de sodium.
L'application de ce procédé à la fabrication dé la 5-nitro-2- furaldéhyde semi-carbazone nécessite donc la préparation de la 5-nitro 2-furaldéhyde. Cette préparation s'effectue habituellement par hy drolyse du diacétate de 5-nitrofurfural.
La préparation du diacétate de 5-nitro- furfural est connue (voir Gilman et Wright, J.A.C:S. 52: 2550, 4165<B>[19301).</B> L'hydrolyse de cette matière est décrite par Gilman dans J.A.C.S. 52: 2552 (1930).
Cette hydrolyse im- plique l'emploi d'acide sulfurique à 30 % à température élevée en présence d'un courant du gaz carbonique, l'extraction du produit de l'hydrolyse avec des quantités relativement importantes d'éther, le séchage des extraits éthérés et l'élimination du solvant par distilla tion.
On obtient un produit impur brun-noir qu'il faut purifier par distillation et cristalli sation du distillat dans -des conditions très soigneusement contrôlées. Le rendement est d'environ 75 0/0.
On a découvert que le diacétate :de 5-nitro- furfural réagit directement .avec le .chlorhy drate de semi-carbazide avec formation de la semi-carbazone de la 5-nitro-2-furaldéhyde. L'opération d'hydrolyse intermédiaire peut donc être omise.
Le procédé de préparation de la semi-.car- bazone de la 5-nitro-2-furaldéhyde suivant l'invention est donc caractérisé en ce qu'on fait réagir du dia.cétate de 5-nitrofurfural di rectement avec du chlorhydrate de semi-car- b:azide.
Afin d'obtenir de la semi-carbazone de 5 nitro-2-furaldéhy de présentant un degré de pureté suffisant pour répondre aux exigences de l'emploi pharmaceutique, il est indiqué d'effectuer la réaction en présence -d'un acide minéral fort. Cet acide est, de préférence, de l'acide sulfurique, bien qu'on puisse égale ment utiliser de l'acide nitrique, de l'acide chlorhydrique ou de l'acide phosphorique.
La concentration en acide dans le mélange réactionnel peut être très faible. On a trouvé que l'on pouvait aisément effectuer la réaction avec une quantité de 1% d'acide seulement. Dans l'exemple qui suit, cette quantité d'acide produirait un pH d'environ 1,0 dans la solu tion primitive.
On préfère toutefois utiliser environ 5 % d'acide. Cette quantité abaisse le pH à .environ 0,4, dans l'exemple mentionné.
Dans ,la. mise en oeuvre du procédé, on pré pare, de préférence, premièrement une solu tion de chlorhydrate de semi-carbazide dans de l'eau contenant l'acide et on ajoute ensuite le diacét.ate de 5-nitro--2-furaldéhyde à cette solution. On chauffe le mélange, en agitant, jusqu'à une température comprise entre 80 et 90 C, à laquelle la réaction commence. Après le démarrage, la réaction se poursuit jusqu'à, achèvement saros qu'il soit nécessaire de chauf fer.
La réaction peut être amorcée à une tem pérature .supérieure à 90 C, mais elle est alors trop violente pour en permettre un contrôle facile. A la fin de la réaction la température du mélange réactionnel tombe au-dessous de 75 C. Le mélange réactionnel peut alors être refroidi et filtré.
On a constaté que la. préparation de la so lution réactionnelle est facilitée par l'addition à l'eau ,d'une certaine quantité d'alcool éthyli que. L'addition d'environ une partie d'alcool éthylique pour 8 parties d'eau employée donne de bons résultats.
<I>Exemple:</I> Dans un flacon à. fond rond à 3 tubulures, d'une capacité de 5 ,litres et muni d'un agita teur, d'un thermomètre et d'un réfrigérant. à reflux, on place 1700 ml d'eau, 200 ml d'alcool éthylique et 100 ml (184,0 g) d'acide sulfurique. A ,cette solution on :ajoute 111,5 g -de chlorhydrate de semi-carbazide et 243 g de diacétat.e de 5-nitro-furfural. On met l'agi tateur en route et on chauffe le flacon sur un bain de vapeur jusqu'à ce que la température du mélange réactionnel atteigne 85 C. L'arri vée de vapeur est alors coupée :et on laisse la.
réaction se faire, sous agitation constante, jus qu'à ce que la température tombe au-dessous de 75 C (1 heure). Le mélange réactionnel est refroidi en agitant, jusqu'à 20 C et filtré par aspiration. Les cristaux sont lavés sur le filtre par gravité avec 800 ml d'eau froide, puis avec 200 ml d'alcool éthylique. Les cris- taux sont séchés par aspiration sur le filtre pendant 1 Y h., puis pendant une nuit à 50 C. On obtient 194 de semi-carbazone, soit un rendement de 98 %.
Process for the manufacture of the semi-carbazone of 5-nitro-2-furaldehyde. The present invention relates to an improved process for making the semi-carbazon of 5-nitro-2-furaldehyde.
In the past, aldehydes semicarbazones have been prepared by reacting the aldehyde with semicarbazide hydrochloride in buffered solution with a salt, such as sodium acetate.
The application of this process to the manufacture of 5-nitro-2-furaldehyde semi-carbazone therefore requires the preparation of 5-nitro 2-furaldehyde. This preparation is usually carried out by hydrolysis of 5-nitrofurfural diacetate.
The preparation of 5-nitro-furfural diacetate is known (see Gilman and Wright, J.A.C: S. 52: 2550, 4165 <B> [19301). </B> The hydrolysis of this material is described by Gilman in J.A.C.S. 52: 2552 (1930).
This hydrolysis involves the use of 30% sulfuric acid at elevated temperature in the presence of a stream of carbon dioxide, the extraction of the hydrolysis product with relatively large quantities of ether, the drying of the extracts. ethereal compounds and the removal of the solvent by distillation.
An impure brown-black product is obtained which must be purified by distillation and crystallization of the distillate under very carefully controlled conditions. The yield is about 75%.
It has been found that 5-nitro-furfural diacetate reacts directly with the semi-carbazid chloridate to form the semi-carbazone of 5-nitro-2-furaldehyde. The intermediate hydrolysis operation can therefore be omitted.
The process for preparing the semi-carbonazone of 5-nitro-2-furaldehyde according to the invention is therefore characterized in that 5-nitrofurfural dia.cetate is reacted directly with semi-hydrochloride. -car- b: azide.
In order to obtain 5-nitro-2-furaldehyde semi-carbazon having a sufficient degree of purity to meet the requirements of pharmaceutical use, it is advisable to carry out the reaction in the presence of a strong mineral acid. . This acid is preferably sulfuric acid, although nitric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid can also be used.
The concentration of acid in the reaction mixture can be very low. It has been found that the reaction can easily be carried out with an amount of only 1% acid. In the example which follows, this amount of acid would produce a pH of about 1.0 in the original solution.
However, it is preferred to use about 5% acid. This amount lowers the pH to about 0.4, in the example mentioned.
In the. In carrying out the process, a solution of semi-carbazide hydrochloride in water containing the acid is preferably prepared first and then 5-nitro - 2-furaldehyde diacetate is added to this solution. The mixture is heated, with stirring, to a temperature between 80 and 90 C, at which the reaction begins. After start-up, the reaction continues until completion if it is necessary to heat the iron.
The reaction can be initiated at a temperature above 90 ° C., but it is then too violent to allow easy control. At the end of the reaction the temperature of the reaction mixture drops below 75 ° C. The reaction mixture can then be cooled and filtered.
It was found that the. Preparation of the reaction solution is facilitated by the addition to water of a certain quantity of ethyl alcohol. The addition of about one part of ethyl alcohol to 8 parts of water employed gives good results.
<I> Example: </I> In a. round bottom with 3 tubes, with a capacity of 5.1 liters and equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. at reflux, 1700 ml of water, 200 ml of ethyl alcohol and 100 ml (184.0 g) of sulfuric acid are placed. To this solution are added 111.5 g of semi-carbazide hydrochloride and 243 g of 5-nitro-furfural diacétat.e. The stirrer is started and the flask is heated on a steam bath until the temperature of the reaction mixture reaches 85 C. The steam supply is then cut off: and it is left there.
The reaction proceeds, with constant stirring, until the temperature drops below 75 C (1 hour). The reaction mixture is cooled with stirring, to 20 ° C. and filtered with suction. The crystals are washed on the filter by gravity with 800 ml of cold water, then with 200 ml of ethyl alcohol. The crystals are dried by suction on the filter for 1 hour, then overnight at 50 ° C. 194 of semi-carbon dioxide are obtained, ie a yield of 98%.