Verfahren zur Herstellung von Azulenen
Die bisher bekanntgewordenen Verfahren zur Herstellung des Azulen genamlten Woh- lenwasserstoffes der folgenden Formel
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und seiner Substitutionsprodukte führen ber Zwisehenstufen, die zwar schon das charakteristische bicyelische Ringsystem des Azulens, nämlieh einen Fünfring, kondensiert mit einem Siebenring', aber noch nicht die volle Zahl von 5 Doppelbindungen enthalten. Zur Umwandlung dieser partiell hydrierten Zwi schenprodukte in die Azulene selbst wird am m Schluss der bisher bekanntgewordenen Syn thesen dehydriert, z.
B. durch Erhitzen mit Palladium auf hohe Temperatur oder auch in anderer Weise. Dabei sind die Ausbeuten re gelmässig unbefriedigend, häufig sogar ausgesprochen sehleeht. Die Endausbeuten an Arulenen, bereehnet auf die f r die Synthese der ersten Vorstufen benotigten Ausgangs- stoffe, betragen allenfalls einige wenige Prozente, häufig nur Bruchteile eines Prozents.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Azulenen ohne. Deliydrierung. Die Ausbeuten sind dabei viel besser als bei den bisher bekanntgewor- denen Alethoden ; z. B. wurde bei der Synthese des Azulens (C10H8) gemϯ der vorliegenden Erfindung in der Endphase eine Ausbeute von 60 io und mehr erzielt.
Es wurde nämlich gefunden, dass die Verbindungen der nachfolgenden Formel
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worin Y f r einen reaktionsfähigen, mit Was serstoff unter Bildung der Verbindung H-Y abspaltbaren Substituenten steht, und die Substitutionsprodukte solcher Verbindungen befähigt sind, unter Austritt der Verbindung H-Y den Azulenring zu bilden, und dass die Bildung des Azulenringes durch Erwärmen der vorerwähnten Ausgangsprodukte auf erh¯hte Temperaturen und/oder durch Verwen- dung von katalytischen Mitteln so stark be schleunigt werden kann, dass dadurch die Herstellung der Azulene im technischen Mass- stab ermöglicht wird.
Der Substituent Y steht zweckmϯig f r Halogen, die Oxy-oder eine Alkoxy-Gruppe oder eine substituierte oder nichtsubstituierte Amino-Gruppe. Die sonst, das heisst ausser in der einen Orthostellung zur Seitenkette vorhandenen Wasserstoffatome k¯nnen durch beliebige Reste ersetzt sein ; jedoch müssen na türlich die Substituenten so ausgewählt wer- den, dass sie die Ringschlussreaktion nicht stö- ren. Bevorzugt können in diesem Falle einwertige, indifferente Substituenten wie Al- kyle, Aralkyle oder Aryle verwendet werden, zumal mit diesen Substituenten in an sich bekannter Weise Endprodukte mit pharmazeutisch wertvollen Eigensehaften erhalten werden.
Auch Cyclopentadiene mit ankondensier- ten Ringen, z. B. Benzocyclopentadiene (Indene) und andere Ringsysteme, kommen in Betracht.
Die Ausgangsstoffe der Formel I können in vielen Fällen teilweise oder vielleicht auch in der folgenden tautomeren Form vorliegen.
Wenn in der Formel I beispielsweise Y für die Oxy-Gruppe steht, kann diese Verbindung auch in der folgenden tautomeren Form II vorliegen :
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Die gleiche Tautomerie-Möglichkeit besteht, wenn Y in der Formel I für eine unsubsti tuierte oder einfach substituierte Amino Gruppe steht. Die tautomeren Formen erhalten in diesen Fällen die Gruppierung -CH=NH bw.-CH=NR.
Diese tautomeren Formen reagieren wie die Verbindungen der Formel I.
Die Produkte der Formel II bilden sehr leicht Acetale. Diese Acetale können gleich- falls als Ausgangsstoffe für das Verfahren gemäss der Erfindung eingesetzt werden.
Wahrscheinlich verläuft die Reaktion bei der Verlvendung der Acetale als Ausgangsprodukte derart, dass zunächst l Mol Alkohol abgespalten und der entsprechende Vinyläther gebildet wird. Dieser entsprieht der Formel 1.
Das Verfahren verlauft in diesem Falle nach folgender Reaktionsgleichung :
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Der Ringsehluss tritt in vielen Fällen, besonders bei Verwendung katalytisch wirkender Alittel, schon beim längeren Stehen der Verbindimgen ein. Er wird durch Erwärmen der Ausgangsstoffe auf höhere Temperaturen stark beschleunigt. Der Ringschluss ist schon beim Erhitzen der Fulvene im Reagensglas an der auftretenden blauen Farbe nachweisbar.
Besser gelingt er durch Erhitzen im Vakuum oder durch Destillieren mit überhitztem Darnpf. Der Ringsehluss kann auch durch Ka- talysatoren, z. B. kleine Menge Alkali, Säuren, Metalle in Form von Pulvern oder Salzen, basisehe Losungsmittel, beschleunigt werden.
Man kann naturgemäss auch höhere Temperatur und katalytisch wirkende Mittel in Kombination verwenden. Die Ausbeute an Azulenen wird häufig besser, wenn man bei Gegenwart von Losungs-oder Verdünnungsmitteln arbeitet. Der Ringschluss scheint dadurch erleichtert zu werden ; z. B. kann man die Ausgangsstoffe, statt sie als solche zu er hitzen, auch in einem hochsiedenden Losungs- mittel kochen und die gebildeten Azulene entweder mit den Dämpfen der Losungsmittel selbst oder vermittels durchgeleiteter Dämpfe anderer Lösungsmittel oder auch durch einen Tasstrom abfuhren. In diesen Fällen muss man n das Azulen aus dem Destillat von eventuellen Begleitstoffen trennen, z.
B. durch Ausschüt- teln mit Säuren, über die Trinitrobenzolate und dergleichen.
Da die gebildeten Azulene empfindliche Körper darstellen, ist es zweckmässig, sie den zur Verwirklichung der Ringsehlussreaktion dienliehen Reaktionsbedingungen nur mögliehst kurze Zeit auszusetzen. Die kurze Verweilzeit der Azulene im Reaktionsraum kann dadurch erreicht werden, dass man den Ringschluss und das Entfernen der gebildeten Azulene aus dem Reaktionsraum kontinuierlich gestaltet. Als besonders zweckmässig hat sich die Kombination der kurzen Verweilzeit der Azulene im Reaktionsraum mit dem Arbeiten in Gegenwart von Losungs-oder Verd n nungsmitteln erwiesen.
Die Ausgangsstoffe der Formel I können dadurch erhalten werden, dass ein gegebenenfalls substituiertes Cyclopentadien mit einer Verbindung der nachfolgenden Formel
O=CH-CH=CH-CH=CH-Y III worin Y die oben genannte Bedeutung hat, zu dem entspreehenden Fulven kondensiert wird. Die Fulvenbildung kann in üblicher Weise durch alkoholisches Alkali oder Alkalialkoholate bewirkt werden. Es kann jedoch in einzelnen Fällen auch angezeigt sein, Me tallverbindungen (z. B. Na-, Cl-Mg-oder Ca Substitutionsprodukte) der Cyclopentadiene mit den Stoffen der Formel III zu kondensieren.
Besonders bequem zugängliche und vorziiglich geeignete Ausgangsprodukte sind die Verbindungen der nachfolgenden Formel
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worin Rl fiir Wasserstoff oder Alkyl und R2 für einen gegebenenfalls substituierten Phe nylrest steht.
Diese Verbindungen lassen sich in ver schiedener Weise aus Pyridin herstellen, z. B. nach Th. Zincke und W. Würker [Liebigs Annalen, Bd. 338, 127 (1905)] aus dem Anlagerungsprodukt von Dinitrochlorbenzol an Pyridin durch Behandlung mit zum Beispiel Methylanilin und anschliessende partielle Hydrolyse. Das so erhaltene 5- (N-Methyl-anilido)- pentadienal vereinigt sich bei Gegenwart von Alkali mit Cyclopentadien sehr leicht und fast quantitativ zu einem tief rot gefärbten Ful ven, und dieses gibt beim Destillieren, am besten im Vakuum, oder auch beim Überleiten von überhitztem Wasserdampf neben Methylanilin sehr glatt Azulen.
Isopropylcyclopentadien liefert in ähn- licher Weise ein tief blau gefärbtes, öliges Produkt, das leicht in bekannter Weise über die Molekülverbindungen mit Trinitrobenzol gereinigt werden kann. Die Lichtabsorption des Isopropylazulens, die u. a. starke Maxima bei 608, 665 und 738 ma ?aufweist, spricht daf r, dass weitgehend oder ausschliesslich 1-Isopro- pylazulen vorliegt.
Zur Herstellung von Verbindungen der Formel IV oder von Substitutionsprodukten davon kann man auch Glutacondialdehyd und daraus durch Substitution ableitbare Verbindungen verwenden, So gelingen die Azulen Svnthesen auch mit Reaktionsprodukten aus l Mol eines Anilins und 2 Mol Glutacondialdehyd, z. B. dem von Th. Zincke und Schreyer, Liebigs Annalen, Bd. 353, S. 384 (1907), be schriebenen p-Chloranilinderivat der Formel O = CH-CH = CH-CH = CH-NH-C6H4Cl.
Ausserdem lässt sich die Th. Zinekesche Reaktion der Aufspaltung mit Dinitrochlorbenzol ohne besondere Schwierigkeiten auch auf ss-Picolin übertragen, wobei Abkömmlinge des Methylglutacondialdehyds entstehen, die dann nach der Kondensation mit Cyclopentadien oder dessen Homologen zu Azulenen f hren, die auch im 7-Ring Methyl enthalten. Dabei ist es selbstverständlich, da13 zur Darstellung der verwandten Abkömmlinge des Glutacondialdehyds statt der Th. Zinckeschen Dinitro chlorbenzol-Reaktion des Pyridins aueh andere Ïhnliche Spaltungsreaktionen des Pyridins verwandt werden können, z. B. die Aufspaltung mit Bromeyan nach W. Konig, J. pr.
Chem. (2) 69, 105 (1904), oder mit Chlorsulfonsäureester naeh P. Baumgarten, Ber. 1924, II, 1622.
Statt der Cyclopentadienderivate lassen sich, wie bereits erwähnt, z. B. auch Benzocyclopentadienderivate, das heisst Indene, einsetzen. Das Benzofulven aus Inden und 5- (N Methyl-anilido)-pentadienal liefert beim Erhitzen im Hochvakuum recht glatt das 1, 2- Benzazulen mit den von Plattner, F rst, Chopin und Winteler [Helvetica Chimica Acta, Bd. 31, 501(1948)] beschriebenen Eigensehaften.
Beispiel 1
18, 7 g (1/10 Mol) 1- (N-Methyl-anilido)- pentadien-1, 3-al-5 ; dargestellt nach Th. Zincke, Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 333, S. 296 (1904), und Th. Zincke und W.W rker, Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 338, S. 121 bis 127 (1905), werden in 50 cm3 abs. ¯thanol in der Wärme gelöst und zusammen mit 6, 6 g (1/10 Mol) Cyclopentadien in eine Anflösung von 2, 3 g Natrium in 30 cm3 abs. Äthanol gegossen. Die sich stark erwärmende Mischung wird mit Eis gekühlt. Die Reaktionslosung fÏrbt sich dunkelrot.
Der beim Erkalten sich abseheidende Kristallbrei wird abgesaugt, gut mit stark verdünnter Essigsäure gewaschen und nach dem Troeknen aus Cyclohexan oder Äthylalkohol umkristallisiert. Es werden 23 g (98 /e, d. Th.) 5- (N-Wfethyl-anilido)-pentadie- nzliden-cyclopentadien in tief rot gefärbten Kristallen vom Schmelzpunkt 111-112"er- halten. 1 g dieses Fulvens wird im Hochvakuum auf 150-200 erhitzt. Dabei destillieren Methylanilin und Azulen in eine auf -80 geliihlte Falle.
Naeh etwa 5 Stunden wird der Falleninhalt in Äther aufgenommen und die blaugrüne ätherische Losung mit n/j o Salzsäure mehrere Male ausgewaschen. Die neutral gewasehene, nunmehr rein blane Ïtherische Azulenlösung wird getrocknet und der ailler an einer kleinen Kolonne abdestilliert.
Als Rüekstand verbleiben 340 mg (= 63 /o d. Th.) kristallisiertes Azulen mit einem Sehmelzpunkt. 96-98 . Schmelzpunkt des Trinitrobenzolates : 165-166 .
Das Fulven kann auch durch ¯berleiten von auf etwa300 überhitztenWasserdampf in Azulen und Methylanilin zerlegt werden.
Das Azulen sehwimmt dann im Destillat in blauen Flocken und wird darans mit Äther isoliert und vom Methylanilin mit Salzsäure wie oben besehrieben befreit. Die Ausbeute an reinem Azulen entspricht der durch Zerset zung im Hochvakuum erhaltenen Ausbeute.
Beispiel 2
Eine Lösung von 10, 8 g (1/10 Mol) Isopropyleyelopentadien (dargestellt ans Dimethyl- fulven mit Lithiumaluminiumhydrid, 18, 7 g (vit Mol) 1- (N-Methyl-anilido)-pentadien- 1. 3-ol-5 in 50 cm3 abs. ¯thylalkohol werden in eine Auflosung von 2,3 g Natrium (1/10 Mol) in 30 cm3 abs. Äthanol gegossen und die sich tief dunkelrot färbende Losung ganz kurz erwärmt. Naeh etwa 1 Stunde wird die Lösung in stark verdünnte Essigsäure gegeben und das sich an der Oberfläehe abseheidende Öl in Äther aufgenommen. Die ätherische Lo sung wird neutral gewaschen, getroeknet und dann der Äther abdestilliert.
Als Rückstand verbleibt ein dunkelrotes zähes Öl, das beim Anreiben mit Cyelohexan kristallin erstarrt.
Das aus Cyelohexan umkristallisierte 5- (N Methyl-anilido)-pentadienyliden-isopropyl- cyclopentadien schmilzt bei 98 .
1 g des dunkelroten Öls wird im H. V. auf 180-190 erhitzt. Dabei destillieren Isopro pylazulen und Methylanilin in eine tiefge
Beispiel 4
Eine Lösung von 11, 6 g (Vio Mol) frisch destilliertem Inden und 18, 7 g (1/10 Mol) 5 (N-Methyl-anilido)-pentadienal in 30cm3 ab solutem Äthylalkohol wird zu einer Auflösung von 2, 3 g Natrium in 30 cm3 absolutem ¯thanol gegeben. Die Mischung färbt sich augen blicklich tief rot.
Nach kurzem Erwärmen lässt man sie 24 Stunden bei Zimmertemperatur stehen, dann wird die Reaktionsmischung in stark verdünnte Essigsäure gegossen und die dunkelrote, ölige Schicht von 1- (N-Methylanilido)-pentadienalyden-inden in Äther-auf- genommen. Nach dem Trocknen der ätheri- schen Lösung und Abdestillieren des Äthers hinterbleibt ein zähflüssiges, tief rot gefärb- tes 61. Ein Teil dieses Íls wird im H. V. auf 250-300 erhitzt.
Dabei destillieren in eine vorgelegte tiefgekühlte Falle N-Methyl-anilin und 1, 2-Benzazulen. Nach beendeter Destil- lation wird der Falleninhalt in Äther aufge- nommen, die grünblaue ätherische Losung mehrere Male mit n/10 Salzsäure ausgeschüttelt und nach dem. Neutralwaschen getrocknet.
Beim Abdestillieren des Äthers erhält man dunkelblau bis violett gefärbte Kristalle mit dem Schmelzpunkt 175 . Das Trinitrobenzolat zeigt einen Sehmelzpunkt von 154-155 .
Beispiel 5
93 g (1 Mol) ¯-Pikolin (98%ig) werden zusammen mit 107 g (1 Mol) N-Methyl-anilin unter Eiskiihlung zu einer Auflösung von 116 g Bromeyan in 300 cm3 Äther (hergestellt nach F. Baum, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 41, 523 [1908]) gegeben.
Nach heftiger Reaktion fÏllt ein orangeroter Kristallbrei aus, der sogleich abgesaugt und aus Äthanol umkristalisiert wird. Es werden 191 g (=85 /od. Th.) 1- (N-Methyl-anilido)- methylpentadien-1, 3-al-5-cyanamid in Form orangeroter Nadeln vom Schmelzpunkt 146 bis 147 erhalten.
22, 5 g (lolo Mol) dieses Aufspaltungspro- duktes des ss-Pikolins werden in 100 cm3 Methanol gelost und mit 50 em3 200/piger wässeriger Natronlauge bei Zimmertemperatur etwa 15 Minuten geschüttelt. Dabei sehlägt k hlte Falle (AcetonkohlensÏure). Nach etwa 5-8 Stunden destilliert kein Isopropylazulen mein'über.DerFalleninhalt wird Falleninlialt ¯ther aufgenommen, melirmals mit n/10-HCl gewaschen und nach dem Neutralwaschen ber Calciumehlorid getrocknet. Dann wird der Äther abdestilliert.
Es hinterbleibt ein blaues zähflüssiges öl, dessen Trinitrobenzolat einen Schmelzpunkt von 1l2-113 zeigt. Ausbeute an Isopropylazulen : 350 mg = 56 io d. Th.
Beispiel 3 18, 7 g (1/10 Mol) 1-(N-Methyl-anilido)- pentadien-1, 3-al-5 werden in 50 em3 absolutem Äthanol in der Wärme gelost und zusammen mit 8 g (1/l0 Mol) Methylcyclopentadien in eine Auflösung von 2, 3 g Natrium in 30 em3 absolutem Nthanol gegossen. Die Lösung fÏrbt sich augenblicklieh dunkelrot. Sie wird sehwach erwärmt und dann 5 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen. Dann wird die Reaktionsmischung in stark verdünnte Essigsäure gegeben und das sich an der Ober fläche abseheidende Öl von 5-(N-Methyl-anilido)-pentadienyliden-methylcyclopentadien in ¯ther aufgenommen.
Die ätherische Losung wird getrocknet. Nach dem Absaugen des Äthers hinterbleibt ein zähflüssiger, öliger R ckstand. 1 g dieses Rüekstandes wird im l V. auf 200 erhitzt. Dabei destillieren N-Me- thyl-anilin und Methylazulen in eine vorgelegte, tiefgekühlte Falle. Nach beendeter Destillation wird der Falleninhalt in Äther aufgenommen, das N-Methyl-anilin mit n/10 SalzsÏure aus der ätherischen Lösung entfernt, diese neutral gewaschen und die nunmehr reinblane ätherische Methylazulen-Losung getrocknet.
Nach Abdestillieren des ¯thers an einer kleinen Kolonne bleiben 400 mg (= 67% der Theorie) Methylazulen als blaues öl zu rüek. Das gut kristallisierte Trinitrobenzolat schmilzt bei 157-159 . Die Liehtabsorption des Methylazulens weist u. a. starke Maxima bei 608, 670 und 740 mÁ auf und spricht daf r, wie auch der Schmelzpunkt des Trinitro benzolates, dass weitgehend oder ausschlie¯lich 1-Methylazulen vorliegt. die orangerote Farbe nach gelb um. Dann wird mit Wasser verdünní, mit verdünnter Essigsäure neutralisiert und das ausgesehiedene gelbbraune 61 in Äther aufgenommen.
Naeh Trocknen der ätherischen Phase und Abziehen des Äthers hinterbleibt ein brauner Kristallbrei, der, aus Hexan umkristallisiert, das 1-(N-Methyl-anilido)-methylpentadien-1, 3 al- (5) in Form gelber Kristalle vom Schmelz- punkt 93-95 in einer Ausbeute von 148 g (=74%d.Th.) ergibt.
10 g (1/20 Mol) dieses Aldehyds werden mit 3,3 g (1/20 Mol) Cyclopentadien in eine Auflösung von 1, 5 g Natrium in 20 em3 abs.
Äthanol gegeben. Die Losung färbt sich sofort dunkelrot unter schwacher Erwärmung. Nach 2 Stunden wird die Reaktionsmischung in stark verdünnte Essigsäure gegeben und das sich als rotes 61 abscheidende 1- (N-Methyl anilido)-methylpentadienyliden-eyelopentadien in ¯ther aufgenommen. Nach dem Trocknen der ätherischen Losung und dem Abdestillieren des Äthers wird der Rüekstand im H. V. auf 150-180 erwarmt. Dabei geht das gebil- dete Azulen als blaues 61 mit N-Methyl-anilin in die tiefgekühlte Vorlage über. Nach be endeter Destillation wird der Falleninhalt in Äther aufgenommen und das N-Methyl-anilin mit n/10 Salzsäure entfernt.
Die rein blau ge färbte ätherisehe Methyl-azulen-Losung wird getrocknet. Nach Entfernung des ¯thers bleibt ein tief blau gefärbtes 61 zurüek, das die in der Literatur für das 5-Methyl-azulen be schriebenen Eigenschaften und physikalisehen Konstanten aufweist.
Process for the preparation of azulenes
The previously known process for the preparation of the azulene called hydrocarbon of the following formula
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and its substitution products lead through intermediate stages which, although already containing the characteristic bicyelic ring system of azulene, namely a five-membered ring condensed with a seven-membered ring, do not yet contain the full number of five double bonds. To convert these partially hydrogenated inter mediate products into the azulene itself, the previously known Syn theses is dehydrated at the end, z.
B. by heating with palladium at a high temperature or in another way. The yields are regularly unsatisfactory, and often even extremely poor. The final yields of arulenes, calculated for the starting materials required for the synthesis of the first precursors, are at most a few percent, often only fractions of a percent.
The present invention now relates to a process for the preparation of azulenes without. Delehydration. The yields are much better than with the previously known methods; z. B. was achieved in the synthesis of azulene (C10H8) according to the present invention in the end phase, a yield of 60 io and more.
Namely, it has been found that the compounds of the following formula
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wherein Y stands for a reactive substituent which can be split off with hydrogen to form the compound HY, and the substitution products of such compounds are capable of forming the azulene ring with the exit of the compound HY, and that the formation of the azulene ring is increased by heating the aforementioned starting products The high temperatures and / or the use of catalytic agents can be accelerated to such an extent that this enables the azulenes to be produced on an industrial scale.
The substituent Y expediently represents halogen, the oxy or an alkoxy group or a substituted or unsubstituted amino group. The hydrogen atoms otherwise present, that is, except in the one ortho position to the side chain, can be replaced by any radicals; however, the substituents must of course be selected so that they do not interfere with the ring closure reaction. In this case, monovalent, indifferent substituents such as alkyls, aralkyls or aryls can preferably be used, especially with these substituents in a manner known per se End products with pharmaceutically valuable properties can be obtained.
Cyclopentadienes with fused rings, e. B. benzocyclopentadienes (indenes) and other ring systems come into consideration.
The starting materials of the formula I can in many cases be partially or perhaps also in the following tautomeric form.
If, for example, Y stands for the oxy group in formula I, this compound can also be present in the following tautomeric form II:
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The same tautomerism possibility exists when Y in formula I is an unsubstituted or monosubstituted amino group. In these cases, the tautomeric forms have the grouping -CH = NH or -CH = NR.
These tautomeric forms react like the compounds of formula I.
The products of formula II form acetals very easily. These acetals can also be used as starting materials for the process according to the invention.
When acetals are used as starting products, the reaction probably proceeds in such a way that 1 mol of alcohol is initially split off and the corresponding vinyl ether is formed. This corresponds to Formula 1.
In this case, the process proceeds according to the following reaction equation:
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The ring closure occurs in many cases, especially when using catalytically active agents, when the connections are in place for a long time. It is greatly accelerated by heating the raw materials to higher temperatures. The ring closure can already be detected when the fulvenes are heated in the test tube by the blue color that appears.
It works better by heating in a vacuum or by distilling with superheated steam. The ring closure can also be caused by catalysts, e.g. B. small amounts of alkali, acids, metals in the form of powders or salts, basic solvents, are accelerated.
You can of course also use a higher temperature and catalytically active agents in combination. The yield of azulenes is often better if one works in the presence of solvents or diluents. The ring closure seems to be facilitated by this; z. For example, instead of heating them as such, the starting materials can also be boiled in a high-boiling solvent and the azulenes formed either with the vapors of the solvents themselves or by means of vapors of other solvents passed through them or also by a stream of gas. In these cases you have to separate the azulene from the distillate from any accompanying substances, e.g.
B. by shaking out with acids, via the trinitrobenzolates and the like.
Since the azulenes formed are sensitive bodies, it is expedient to expose them to the reaction conditions which are useful for realizing the ring failure reaction for only a short time. The short residence time of the azulenes in the reaction space can be achieved by making the ring closure and the removal of the azulenes formed from the reaction space continuous. The combination of the short residence time of the azulenes in the reaction space with working in the presence of solvents or diluents has proven to be particularly useful.
The starting materials of the formula I can be obtained by treating an optionally substituted cyclopentadiene with a compound of the formula below
O = CH-CH = CH-CH = CH-Y III where Y has the abovementioned meaning, is condensed to the corresponding fulvene. The fulvene formation can be brought about in the usual way by alcoholic alkali or alkali metal alcoholates. In individual cases, however, it may also be indicated to condense metal compounds (for example Na, Cl — Mg or Ca substitution products) of the cyclopentadienes with the substances of the formula III.
The compounds of the formula below are particularly easily accessible and especially suitable starting materials
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where R1 is hydrogen or alkyl and R2 is an optionally substituted phenyl radical.
These compounds can be prepared from pyridine in various ways, e.g. B. after Th. Zincke and W. Würker [Liebigs Annalen, Vol. 338, 127 (1905)] from the adduct of dinitrochlorobenzene with pyridine by treatment with, for example, methylaniline and subsequent partial hydrolysis. The 5- (N-methyl-anilido) - pentadienal thus obtained combines very easily and almost quantitatively with cyclopentadiene in the presence of alkali to form a deep red colored ful vene, and this gives during distillation, preferably in a vacuum, or when passing over from superheated steam next to methyl aniline very smooth azulene.
Isopropylcyclopentadiene similarly provides a deep blue colored, oily product which can easily be purified in a known manner via the molecular compounds with trinitrobenzene. The light absorption of isopropyllazulene, which u. a. has strong maxima at 608, 665 and 738 degrees, indicates that largely or exclusively 1-isopropylazulene is present.
To prepare compounds of the formula IV or substitution products thereof, it is also possible to use glutacondialdehyde and compounds which can be derived therefrom by substitution. Thus, the azulene synthesis also succeed with reaction products of 1 mol of an aniline and 2 mol of glutacondialdehyde, e.g. B. by Th. Zincke and Schreyer, Liebigs Annalen, Vol. 353, p. 384 (1907), be written p-chloroaniline derivative of the formula O = CH-CH = CH-CH = CH-NH-C6H4Cl.
In addition, the Th. Zineke reaction of splitting with dinitrochlorobenzene can also be transferred to β-picoline without any particular difficulty, whereby derivatives of methylglutacondialdehyde are formed, which then lead to azulenes after condensation with cyclopentadiene or its homologues, which also have methyl in the 7-membered ring contain. It goes without saying that other similar cleavage reactions of pyridine can be used to prepare the related derivatives of glutacondialdehyde instead of Th. Zincke's dinitrochlorobenzene reaction of pyridine, B. the splitting with Bromeyan after W. Konig, J. pr.
Chem. (2) 69, 105 (1904), or with chlorosulfonic acid ester according to P. Baumgarten, Ber. 1924, II, 1622.
Instead of the cyclopentadiene derivatives, as already mentioned, z. B. also use benzocyclopentadiene derivatives, i.e. indenes. The benzofulvene from indene and 5- (N-methyl-anilido) -pentadienal, when heated in a high vacuum, gives quite smoothly the 1,2-benzazulene with that of Plattner, F rst, Chopin and Winteler [Helvetica Chimica Acta, Vol. 31, 501 ( 1948)] described properties.
example 1
18.7 g (1/10 mole) 1- (N-methyl-anilido) -pentadiene-1, 3-al-5; shown after Th. Zincke, Liebigs Annalen der Chemie, Vol. 333, p. 296 (1904), and Th. Zincke and WW rker, Liebigs Annalen der Chemie, Vol. 338, pp. 121 to 127 (1905), are in 50 cm3 abs. ¯thanol dissolved in the heat and mixed with 6.6 g (1/10 mol) of cyclopentadiene in a solution of 2.3 g of sodium in 30 cm3 abs. Poured ethanol. The mixture, which heats up strongly, is cooled with ice. The reaction solution turns dark red.
The crystal sludge that separates out on cooling is filtered off with suction, washed well with very dilute acetic acid and, after drying, recrystallized from cyclohexane or ethyl alcohol. 23 g (98 / e, d. Th.) 5- (N-W-methyl-anilido) -pentadienzlidene-cyclopentadiene are obtained in deep red crystals with a melting point of 111-112 ". 1 g of this fulvene is obtained in the Heated to a high vacuum to 150-200, during which methylaniline and azulene distilled into a trap which was cooled to -80.
After about 5 hours the contents of the trap are taken up in ether and the blue-green ethereal solution is washed out several times with n / o hydrochloric acid. The neutral washed, now pure white ethereal azulene solution is dried and the ailler is distilled off in a small column.
340 mg (= 63 / o of theory) of crystallized azulene with a melting point remain as residue. 96-98. Melting point of the trinitrobenzolate: 165-166.
The fulvene can also be broken down into azulene and methylaniline by passing overheated steam to around 300.
The azulene then swims in the distillate in blue flakes and is then isolated with ether and freed from the methylaniline with hydrochloric acid as described above. The yield of pure azulene corresponds to the yield obtained by decomposition in a high vacuum.
Example 2
A solution of 10.8 g (1/10 mol) isopropyl yelopentadiene (shown in dimethyl fulvene with lithium aluminum hydride, 18.7 g (vit mol) 1- (N-methyl-anilido) -pentadien-1,3-ol-5 50 cm3 of absolute ethyl alcohol are poured into a solution of 2.3 g of sodium (1/10 mol) in 30 cm3 of absolute ethanol and the solution, which turns deep dark red, is heated very briefly, after about 1 hour the solution becomes strong Dilute acetic acid is added and the oil that separates on the surface is taken up in ether. The ethereal solution is washed neutral, dried and then the ether is distilled off.
A dark red, viscous oil remains as a residue, which solidifies in crystalline form when rubbed with cyelohexane.
The 5- (N-methyl-anilido) -pentadienylidene-isopropyl-cyclopentadiene recrystallized from cyelohexane melts at 98.
1 g of the dark red oil is heated to 180-190 in the H.V. Isopropyl alcohol and methyl aniline are distilled in a deep
Example 4
A solution of 11.6 g (Vio Mol) of freshly distilled indene and 18.7 g (1/10 mol) 5 (N-methyl-anilido) pentadienal in 30 cm3 of absolute ethyl alcohol dissolves 2.3 g of sodium given in 30 cm3 of absolute ethanol. The mixture instantly turns deep red.
After brief warming, it is left to stand for 24 hours at room temperature, then the reaction mixture is poured into very dilute acetic acid and the dark red, oily layer of 1- (N-methylanilido) pentadiene aldehyde is taken up in ether. After the ethereal solution has dried and the ether has been distilled off, a viscous, deep red 61 remains. Part of this oil is heated to 250-300 in the H.V.
N-methyl-aniline and 1,2-benzazulene are distilled into a frozen trap. After the distillation has ended, the contents of the trap are taken up in ether, the green-blue ethereal solution is shaken out several times with n / 10 hydrochloric acid and afterwards. Wash neutral dry.
When the ether is distilled off, dark blue to purple colored crystals with a melting point of 175 are obtained. The trinitrobenzolate has a melting point of 154-155.
Example 5
93 g (1 mol) ¯-picoline (98%) together with 107 g (1 mol) N-methyl-aniline dissolve 116 g bromineyan in 300 cm3 ether (prepared according to F. Baum, reports of the German Chemical Society 41, 523 [1908]).
After a vigorous reaction, an orange-red crystal sludge precipitates, which is immediately sucked off and recrystallized from ethanol. 191 g (= 85 / or th.) 1- (N-methyl-anilido) -methylpentadiene-1,3-al-5-cyanamide are obtained in the form of orange-red needles with a melting point of 146 to 147.
22.5 g (lolo mol) of this splitting product of the ss-picoline are dissolved in 100 cm3 of methanol and shaken with 50 cm3 of 200 / piq aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for about 15 minutes. This will result in a cold trap (acetone carbonic acid). After about 5-8 hours, no isopropylazulene distills me over. The contents of the trap are taken up in the trap, washed with n / 10-HCl and, after washing neutral, dried over calcium chloride. Then the ether is distilled off.
A blue, viscous oil remains, the trinitrobenzolate of which has a melting point of 112-113. Yield of isopropyllazulene: 350 mg = 56 io d. Th.
Example 3 18.7 g (1/10 mol) 1- (N-methyl-anilido) - pentadiene-1, 3-al-5 are dissolved in 50 cubic meters of absolute ethanol in the heat and together with 8 g (1/10 Mol) methylcyclopentadiene poured into a solution of 2.3 g sodium in 30 cubic meters of absolute ethanol. The solution instantly turns dark red. It is warmed up very weakly and then left to stand for 5 hours at room temperature. Then the reaction mixture is poured into very dilute acetic acid and the oil of 5- (N-methyl-anilido) -pentadienylidene-methylcyclopentadiene which separates on the surface is taken up in ether.
The ethereal solution is dried. After suctioning off the ether, a viscous, oily residue remains. 1 g of this residue is heated to 200 in the IV. During this process, N-methyl aniline and methyl azulene are distilled into a frozen trap. After the distillation has ended, the contents of the trap are taken up in ether, the N-methyl-aniline is removed from the ethereal solution with n / 10 hydrochloric acid, this is washed neutral and the now pure ethereal methylazulene solution is dried.
After the ether has been distilled off in a small column, 400 mg (= 67% of theory) of methylazulene remain as a blue oil. The well crystallized trinitrobenzolate melts at 157-159. The Liehtabsorption of Methylazulens shows u. a. There are strong maxima at 608, 670 and 740 mÁ and, like the melting point of trinitro benzolate, indicates that 1-methylazulene is largely or exclusively present. the orange-red color changes to yellow. Then it is diluted with water, neutralized with dilute acetic acid and the yellow-brown 61 which has separated out is taken up in ether.
After the ethereal phase has dried and the ether has been stripped off, a brown crystal pulp remains which, recrystallized from hexane, 1- (N-methyl-anilido) -methylpentadiene-1,3-al- (5) in the form of yellow crystals with a melting point of 93 -95 in a yield of 148 g (= 74% of theory).
10 g (1/20 mol) of this aldehyde are mixed with 3.3 g (1/20 mol) of cyclopentadiene in a solution of 1.5 g of sodium in 20 em3 abs.
Given ethanol. The solution immediately turns dark red with weak heating. After 2 hours, the reaction mixture is poured into very dilute acetic acid and the 1- (N-methyl anilido) -methylpentadienylidene-eyelopentadiene which separates out as a red 61 is taken up in ether. After the ethereal solution has dried and the ether has been distilled off, the residue in the H.V. is warmed to 150-180. The azulene formed is transferred as blue 61 with N-methyl aniline into the deep-frozen receiver. After the distillation has ended, the contents of the trap are taken up in ether and the N-methyl-aniline is removed with n / 10 hydrochloric acid.
The pure blue colored ethereal methyl-azulene solution is dried. After removing the ether, a deep blue 61 remains, which has the properties and physical constants described in the literature for 5-methyl-azulene.