CH540909A - Verfahren zur Herstellung eines 1,1'-disubstituierten-4,4'-Bipyridyliumsalzes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines 1,1'-disubstituierten-4,4'-Bipyridyliumsalzes

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CH540909A
CH540909A CH489471A CH489471A CH540909A CH 540909 A CH540909 A CH 540909A CH 489471 A CH489471 A CH 489471A CH 489471 A CH489471 A CH 489471A CH 540909 A CH540909 A CH 540909A
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bipyridylium
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CH489471A
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Gerard Carey John
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Description


  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Herstellung eines 1,1'-disubstituierten-4,     4'-Bipyridyliumsal-          zes,    bei dem jeder der Substituenten bis zu 10 C-Atome enthält  und wobei ein N-substituiertes Pyridiniumsalz unter basischen  Bedingungen mit einem Cyanid in Reaktion gebracht und das  resultierende Reaktionszwischenprodukt darauffolgend zwecks  Herstellung des Bipyridyliumsalzes oxydiert wird.  



  Verfahren dieser Art sind im Hauptpatent beschrieben.  Dabei ist dargelegt, dass als Cyanid vorzugsweise ein     Alkali-          metallcyanid,    meistbevorzugt Natriumcyanid, verwendet wird.  



  Das Verfahren zur Herstellung eines 1,     1'-disubstituierten-          4,    4'-Bipyridyliumsalzes zeichnet sich nun erfindungsgemäss  dadurch aus, dass das N-substituierte Pyridiniumsalz mit     Cyan-          wasserstoff    in Reaktion gebracht wird.  



  Die nachfolgende Beschreibung erörtert beispielsweise  Ausführungsformen der Erfindung.  



  Die Reaktion zwischen dem N-substituierten     Pyridinium-          salz    und dem Cyanwasserstoff kann einfach durch Mischung der  Reagentien ausgeführt werden, wobei jedoch der     Cyanwasser-          stoff    wahlweise an Ort und Stelle (in situ) entwickelt werden  kann. Die Durchführung der Reaktion in     Gegenwart    eines  Lösungsmittels für das N-substituierte Pyridiniumsalz wird  bevorzugt. Eine breite Vielfalt von Lösungsmitteln kann  verwendet werden.

   Beispiele für mit     Erfolg    verwendbare  organische Lösungsmittel sind Aether und Thioäther wie  Tetrahydrofuran, 1,2-Dimethoxyäthan,Bis-(2-methoxyäthyl)  äther, 1,4-Dioxan und Thiophen, Ketone wie Aceton, Kohlen  wasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol und Hexan, organische  Basen wie Pyridin, halogenierte Kohlenwasserstoffe und  insbesondere chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Chlorobenzol,  Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und Methylendichlorid,  Amide, insbesondere tertiäre Alkylamide wie     Dimethylform-          amid,    organische Amine wie Piperidin, heterocyclische Basen  wie Pyridin, Sulphoxide wie Dimethylsofoxid, Sulphone wie  Sulfolan, Nitrile wie Acetonitril, Alkohole wie Aethanol,

       Nitro-          verbindungen    wie Nitropropan und Alkylcarbonat und Sulfate  wie Propylencarbonat und Dimethylsulfat. Polare aprotische  oder Protone abzugeben oder zu empfangen unfähige Lösungs  mittel, insbesondere Dimethylsulfoxid sind mit besonders  gutem Erfolg verwendbare Lösungsmittel, da ihre Verwendung  zu hohen Bipyridyliumsalzausbeuten führt. Beispiele für mit  Erfolg verwendbare anorganische Lösungsmittel sind flüssiges  Ammoniak und flüssiger Cyanwasserstoff. Gewünschtenfalls  können Lösungsmittelmischungen verwendet werden. Ein mit  besonderem     Erfolg    verwendbares Lösungsmittel ist flüssiges  Ammoniak. das als einziges Lösungsmittel oder in Vermengung  mit anderen Lösungsmitteln, insbesondere mit organischen  Lösungsmitteln, verwendet werden kann.  



  Vorzugsweise wird die Reaktion unter praktisch wasser  freien Bedingungen, durchgeführt, obwohl bis auf 10 molar%  betragende Wasseranteile keinen oder bloss geringen Einfluss  auf die Ausbeute oder das Reaktionszwischenprodukt haben.  



  Beliebige Cyanwasserstoffquellen, die zur Entwicklung von  Cyanwasserstoff an Ort und Stelle unter den Reaktionsbedin  gungen fähig oder geeignet sind, können mit Erfolg verwendet  werden. Beispiele für mit Erfolg verwendbare     Cyanwasser-          stoffquellen    sind Ketoncyanohydrin wie Acetoncyanohydrin  woraus Cyanwasserstoff einfach durch Vermischung mit einer  Base und oder durch Erwärmung oder Wärmebehandlung  entwickelt werden kann.  



  Die Temperatur, bei welcher die Reaktion durchgeführt  wird, ist nicht kritisch oder besonders wichtig, obwohl sie  bisweilen bis zu einem gewissen Ausmass von dem jeweils  verwendeten besonderen Lösungsmittel abhängig ist.  



  0-120     9C    betragende Temperaturen können im allgemeinen  mit Erfolg verwendet werden. Wenn der Cyanwasserstoff  beispielsweise aus Acetoncyanohydrin an Ort und Stelle  entwickelt wird, kann eine Wärmebehandlung der Reaktions-    mischung Vorteile mit sich bringen, wobei solche Reaktionen  im allgemeinen bei einer 25-120     'C,    vorzugsweise mindestens  -10  C und meistbevorzugt -10-90 'C betragenden Temperatu  ren ausgeführt werden können. Über 150 9C liegende  Temperaturen sollten im allgemeinen vermieden werden.  Wenn flüssiges Ammoniak verwendet wird, kann andererseits  die Reaktion bei einer weniger als 25      C    betragenden  Temperatur durgeführt werden, obwohl gewünschtenfalls  auch höhere Temperaturen verwendet werden können.

   Ein bei  Verwendung von flüssigem Ammoniak mit besonders gutem  Erfolg verwendbares Vorgehen ist flüssiger Cyanwasserstoff bei  einer passenden niederen Temperatur, beispielsweise bei  -70 \C, in flüssiges Ammoniak, in dem das N-substituierte  Pyridiniumsalz gelöst ist, zu geben und dann die Mischung in  einem verschlossenen Reaktionsgefäss auf Raumtemperatur  (etwa 20      C)    kommen zu lassen. Der durch dieses Vorgehen  herbeigeführte überatmosphärische Druck beeinträchtigt die  Reaktion keineswegs. Bis zu 10 at betragende oder sogar  höhere Drücke können üblicherweise auftreten.  



  In den meisten Fällen kann die Reaktion unter einer inerten  Atmosphäre ausgeführt werden. Die Reaktion wird unter  basischen Bedingungen und gewöhnlich in Gegenwart einer  eingegebenen Base durchgeführt, obwohl, wenn flüssiges  Ammoniak als Lösungsmittel verwendet wird, eine getrennte  Base sich im allgemeinen erübrigen kann. Starke Basen wie  Alkalimetallhydroxide,flüssiges Ammoniak,     Ammonium-          hydroxid    oder ein organisches Amin wie Diazabicyclononen  können mit Erfolg verwendet werden. Die Verwendung einer  Base, die keine Einführung in die Reaktionsmischung von  Hydroxylionen mit sich bringt, ist oft vorteilhaft.  



  Die Reaktion erwies sich bezüglich     Cyanwasserstoff-          katalytisch,    so dass im allgemeinen bloss kleine Anteile oder  katalytische Mengen dieses Reaktionsteilnehmers verwendet  werden müssen. Der verwendete Cyanwasserstoffanteil ist  jedoch nicht kritisch und kann von einer Spur bis zu einem  Überschuss dieses     Reaktionsteilnehmers    variieren. Die  Bezeichnung Cyanwasserstoffüberschuss bedeutet dabei mehr  als ein Mol Cyanwasserstoff pro Mol Pyridiniumsalz.

   Die  Konzentration des Pyridiniumsalzes in Fällen, wo es in Form  einer Lösung verwendet wird, hängt von dem jeweils  verwendeten Lösungsmittel ab, wobei die jeweils optimale  Konzentration in jedem Falle durch einen einfachen Versuch  bestimmt oder ermittelt werden kann. 0,1-10,0 Mol pro Liter  und insbesondere 0,5-5,0 Mol pro Liter betragende  Konzentrationen können jedoch im allgemeinen mit Erfolg  verwendet werden.

      N-substituierte Pyridiniumsalze, die einen bis zu 10     C-          Atome    enthaltenden N-Substituent haben, werden in ein  Bipyridiyliumsalz konvertiert oder umwandelt, wobei Salze, die  am Stickstoffatom des Pyridinukleus oder-kernes einen Alkyl-,  Carbamidoalkyl- oder Hydroxyalkylsubstituenten und  insbesondere einen Methyl-, Carbamidomethyl- oder  Hydroxyäthylsubstituenten haben, mit besonders gutem Erfolg  verwendbar sind. Der Carbamidoalkylsubstituent hat  beispielsweise die Formel -R1-CO-NR2R3, worin R1 Kohlen  wasserstoff, insbesondere Methylen, R2 und R3 gleich oder  verschiedene Kohlenwasserstoffreste, gegebenenfalls substi  tuierte Kohlenwasserstoffreste und R2 und R3 zusammen mit  dem gebundenen Stickstoffatom einen heterocyclischen Ring  bedeuten.

   Beispiele für mit Erfolg verwendbare Salze sind       Halogenide    und insbesondere Chloride, obwohl die nicht       ionogene        Art    nicht kritisch oder nicht besonders wichtig ist, und  praktisch beliebige Salze, deren Anion gegenüber     Cyanidionen          inert    ist, mit Erfolg verwendet werden können.

   Der     Pyridinkern     kann gegebenenfalls durch ein oder mehrere     inerte        Substituen-          ten    wie     Alkylgruppen    in den 2-, 3-, 5- und     6-Positionen     substituiert sein, wobei jedoch die     4-Position    vorzugsweise      unbesetzt sein sollte. Im Falle eines N-Alkylpyridiniumsalzes  kann die Alkylgruppe vorzugsweise 1-4 C-Atome enthalten.  Das vom Pyridiniumsalz und dem Cyanwasserstoff  abgeleitete Reaktionszwischenprodukt ist ein     1,1'-disubsti-          tuiertes    1, 1'-dihydro-4, 4'-Bipyridyl, das durch Behandlung  mit einem Oxydationsmittel, z.B.

   Luft, das vorzugsweise ein  Elektronenakzeptor ist und im Vergleich zur gesättigten  Kalomelelektrode ein Redoxpotetial, das in Wasser positiver als  -0,5 Volt ist, hat, problemlos zum entsprechenden     1,1'-          disubstituierten    -4, 4'-Bipyridyliumsalz oxydiert wird. Beispiele  für mit Erfolg verwendbare Oxydationsmittel sind     Cer-IV-          sulfat    in verdünnter Schwefelsäure, Metallsalze, wie  insbesondere die Halogenide, anorganische Sauerstoffsäurean  hydride, insbesondere Schwefeldioxid, Chlor, Luft, vorzugswei  se in Verbindung mit Wasser und/oder Kohlendioxid und/oder  einer Säure, wie Essigsäure oder Schwefelsäure, und organische  Oxydationsmittel; beispielsweise Chinone, wie Benzochinon,  Chloranil und Antrachinon.

   Die Oxydation kann vorteilhafter  weise unter sauren Bedingungen durchgeführt werden, wobei  das scheinbare pH der Reaktionsmischung vorzugsweise  weniger als 6, meistbevorzugt 4 bis 6, beträgt. Die Eingabe des  Oxydationsmittels in ein saures Medium genügt im allgemei  nen, um dieses Resultat herbeizuführen.  



  Gemäss einem alternativen Verfahren zum Oxydieren des  1,1'-disubstituierten-1, 1'-dihydro-4, 4'-Bipyridyl kann das  Dihydrobipyridyl oder vorzugsweise seine Lösung in einem mit  Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel mit einer  Lösung des 1,1'-disubstituierten-4, 4'-Bipyridyliumsalzes und  vorzugsweise mit einer wässrigen Lösung dieses Salzes  behandelt werden, um ein 1,1'-disubstituiertes-4,     4'-          Bipyridyliumkationradikal    zu bilden, und dieses Kationradikal  kann darauffolgend oxydiert werden. Ein solches Verfahren ist  in dem britischen Patent Nr.<B>1308</B> 561 beschrieben. Die     1,1'-          Substituenten    des Bipyridyliumsalzes sind vorzugsweise jenen  des zu oxydierenden Dihydrobipyridyl gleich.

   Die Oxydation  des Kationradikals kann mittels Sauerstoff oder eines  Oxydationsmittels, beispielsweise, wie vorstehend in  Zusammenhang mit der Oxydation von Dihydrobipyridylen  beschrieben ist, mit Chlor oder Schwefeldioxid, sehr leicht  durchgeführt werden. Das Reaktionszwischenprodukt des  Pyridiniumsalzes und des Cyanwasserstoffs erscheint in der  Reaktionsmischung meistens in Form eines Breis, obwohl es in  einem geeigneten Reaktionsmedium auch in Lösung gehen  kann.  



  Das Zwischenreaktionsprodukt kann direkt, ohne  Isolierung von der Mischung, in welcher es hergestellt wurde,  oxydiert werden, in diesem Falle ist jedoch das fertige     Bi-          pyridyliumsalz    verunreinigt und muss gereinigt werden. Das  so erhaltene Bipyridyliumsalz enthält freie Cyanidionen,  welche Anionen mit dem Bipyridyliumkation in Reaktion  treten und dabei die Salzausbeute vermindern können.  Verfahren zur Trennung des Bipyridyliumkations von freien  Cyanidionen sind im Hauptpatent eingehender beschrieben.  



  Die Trennung des Zwischenreaktionsproduktes vor seiner  Oxydation ist im allgemeinen vorzuziehen, so dass die  Oxydation ein zufriedenstellend oder annehmbar reines, von  Cyanidionen praktisch freies Bipyridyliumsalz ergibt. Wenn das  Zwischenprodukt ein Kleister oder ein Brei ist, kann der Fest  stoff durch Filtrieren oder durch Extrahierung durch ein  Lösungsmittel oder Lösungsmittelextrahierung isoliert werden.  Mit Erfolg verwendbare Extrahierlösungsmittel sind Kohlen  wasserstoffe, insbesondere Aromatische Kohlenwasserstoffe  wie Toluol. Die Temperatur kann 0-100  C betragen.  



  Wenn das Zwischenreaktionsprodukt eine Lösung ist, wie  dies beispielsweise bei der Herstellung des Zwischenreaktions  produktes in einem polaren aprotischen Lösungsmittel der Fall  ist, kann mit gutem Erfolg ganz einfach Wasser in die  Reaktionsmischung gegeben werden. Diese Zugabe resultiert    in einem Brei. Diese Behandlung kann bei einer 0-100  C,  worzugsweise 20-50  C, betragenden Temperartur durchge  führt werden. Der so erhaltene Brei oder Kleister kann gemäss  dem vorstehend in Zusammenhang mit der Rückgewinnung des  Zwischenreaktionsproduktes erörterten Verfahren behandelt  werden.  



  Ausser der Erhaltung praktisch reiner Bipyridyliumsalze  bietet die Isolierung des Zwischenreaktionsproduktes den  Vorteil, dass das isolierte Zwischenprodukt mit einer grösseren  Vielfalt von     Oxydationsmitteln    als die Lösung vor der  Behandlung leicht oxydiert werden kann.  



  In den Beispielen angeführte Anteil und Prozentsatzan  gaben sind, wenn nicht anders angegeben, gewichtsbezogen.    <I>Beispiel 1</I>  N-Methylpyridiniumchlorid (1,1.1 g) wurde in eine gerührte  Lösung von Acetoncyanoanhydrin (0,o1m, 0,85 g) und     Piperi-          din    (0,02 m,1,7 g) in Dimethylsulphoxid (40 ml) gegeben. Die  Eingabe erfolgte unter einer Stickstoff gasatmosphäre bei  Raumtemperatur. Die resultierende Mischung wurde bei 60  C  während 2 Stunden wärmebehandelt und darauffolgend auf  Raumtemperatur abgekühlt. Die so erhaltene Lösung wurde  spektrophotometrisch analysiert und das Ultraviolettspektrum  zeigte bei 400 m und 374 m starke, die Anwesenheit von     1,1'-          Dimethyl-1,    1'-dihydro-4, 4'-dipyridyl zeigende Absorptionen.  



  Eine wässerige Lösung von Schwefeldioxid wurde dann in  die so erhaltene Mischung gegeben und die resultierende  Mischung wurde spektrophotometrisch und polarographisch  analysiert. Die Analyse zeigte die Anwesenheit von     1,1'-          Dimethyl-4,    4'-bipyridyliumdichlorid in einem Anteil (0,4 g  1,1'-Dimethyl-4, 4'-bipyridyliumion), der bezogen auf das  eingegebene N-Methylpyridiniumchlorid einem 30%  betragenden Reaktionsnutzeffekt entspricht.    <I>Beispiel 2</I>  N-Methylpyridiniumchlorid (1,035 g) wurde in eine  gerührte Lösung von Acetoncyanohydrin (0,85 g, 0,01 m) und  Diazabicyclononen (2,48 g, 0,02 m) in Dimethylsulfoxid  (40 ml) gegeben. Die Eingabe erfolgte unter einer Stickstoff  atmosphäre bei Raumtemperatur.

   Die Mischung wurde bei  60      C    während 4 Stunden wärmebehandelt und darauffolgend  auf Raumtemperatur abgekühlt und spektrophotometrisch  analysiert. Die Analyse zeigte die Anwesenheit von     1,1'-          Dimethyl-dihydro-4,    4'-bipyridyl.  



  Eine wässerige Lösung von Schwefeldioxid wurde dann in  die so erhaltene Mischung gegeben, die darauffolgend     spektro-          photometrisch    und polarographisch analysiert wurde. Die  Analyse zeigte die Anwesenheit von 0,57 g von     1,1'-Dimethyl-          4,    4'-dipyridyliumkation, das bezüglich dem eingegebenen N  Methylpyridiniumchlorid einem 65 % betragenden Reaktions  nutzeffekt entspricht.    <I>Beispiel 3</I>  Flüssiger Cyanwasserstoff (0,3 ml, 0,1 m) wurde in eine  Lösung von N-Methylpyridiniumchlorid (2,4639 g) in flüssiges  Ammoniak (10 ml) gegeben.

   Die Eingabe erfolgte unter einer  Stickstoffatmosphäre bei -70      C.    Die Reaktionsröhre wurde  verschlossen und die Mischung wurde auf Raumtemperatur  (etwa 20     'C)    aufwärmen lassen. Der so erhaltene über  atmosphärische Druck wurde auf etwa 10 at geschätzt. Nach  etwa 4 Stunden wurde die Röhre unter Stickstoff geöffnet und  das Ammoniak durch Verdampfung entfernt. Der so erhaltene  kristalline Rückstand bestand im wesentlichen aus     1,1'-          Dimethyl-1,    1'-dihydro-4, 4'-bipyridyl und Ammoniumchlorid.

    Dieser Rückstand wurde mit einer wässerigen Lösung von       Schwefeldioxid    (50 ml mit einem     3-4    ml     betragenden          Schwefeldioxidgehalt)    behandelt. Die resultierende Lösung  wurde     polarographisch    und     spektrophotometrisch    analysiert.      Die Analyse ergab einen 1,75 g betragenden 1,1'-Dimethyl-4,  4'-bipyridypiumion. Diese Ausbeute entspricht einem 96,9%  betragenden Reaktionsnutzeffekt.  



  Das vorstehend erörterte Verfahren wurde neunmal  (Versuche 2-10) unter Verwendung der in der nachfolgenden  Tabelle gezeigten Reagenzienanteile und Reaktionsbedingun-    gen, welche Tabelle auch die dabei erzielten Reaktionsnutz  effekte zeigt, durchführt.  



  Ein weiterer Versuch (Nr. 11) wurde gemäss dem  vorstehend erörterten Verfahren jedoch unter Verwendung  von N-Methylpyridiuniumiodid statt     N-Methylpyridiniumchlo-          rid    und sonst gleichen Bedingungen durchgeführt.  
EMI0003.0002     
  
    <I>Tabelle</I>
<tb>  Vers. <SEP> Reagentien <SEP> (mol%) <SEP> Zeit <SEP> Reaktionsnutz  Nr.

   <SEP> MPC <SEP> NH3 <SEP> HCN <SEP> H20 <SEP> (St) <SEP> effekt <SEP> (%)
<tb>  1 <SEP> 3.6 <SEP> 95 <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 97
<tb>  2 <SEP> 3.5 <SEP> 95 <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 1.75 <SEP> 78
<tb>  3 <SEP> 5.5 <SEP> 93 <SEP> 1.8 <SEP> - <SEP> 2.25 <SEP> 82
<tb>  4 <SEP> 2.3 <SEP> 95 <SEP> 1.0 <SEP> 1.4 <SEP> 4 <SEP> 97
<tb>  5 <SEP> 2.3 <SEP> 94 <SEP> 0.9 <SEP> 2.8 <SEP> 4 <SEP> 93
<tb>  6 <SEP> 2.5 <SEP> 93.5 <SEP> 1.0 <SEP> 3.0 <SEP> 4 <SEP> 97
<tb>  7 <SEP> 2.2 <SEP> 96 <SEP> 2.6 <SEP> 8.9 <SEP> 4 <SEP> 74
<tb>  8 <SEP> 2.1 <SEP> 88 <SEP> 0.8 <SEP> 9.1 <SEP> 4 <SEP> 70
<tb>  9 <SEP> 2.2 <SEP> 87 <SEP> 0.8 <SEP> 10.2 <SEP> 4 <SEP> 50
<tb>  10 <SEP> 2.2 <SEP> 87 <SEP> 0.9 <SEP> 10.3 <SEP> 22 <SEP> 98
<tb>  11 <SEP> * <SEP> 2.9 <SEP> 96 <SEP> 1.2 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 96
<tb>  * <SEP> zeigt,

   <SEP> dass <SEP> N-Methylpyridiniumjodid <SEP> verwendet <SEP> wurde
<tb>  MPC=N-Methylpyridiniumchlorid       <I>Beispiel 4</I>    Flüssiger Cyanwasserstoff (0,54 g) wurde in eine gerührte  Lösung von N- (2-Hydroxyäthyl) pyridinium Chlorid (1,68 g)  in wasserfreiem flüssigem Ammoniak (8 ml) gegeben. Die  Eingabe erfolgte unter Stickstoffatmosphäre bei -70     9C.    Die  Reaktionsröhre wurde verschlossen und die Mischung wurde  auf Raumtemperatur (20     9C)    aufwärmen lassen. Nach 80  Stunden wurde die Röhre unter Stickstoff geöffnet und das  Ammoniak wurde verdampft.

   Der 1,1'-Di     (2-hydroxyäthyl)-          1,1'-Dihydro-4,    4'-dipyridyl Rückstand wurde mit wässerigem  Schwefeldioxid (50 ml mit drei ml betragendem     Schwefeldi-          oxidgehalt)    und die resultierende Lösung wurde wie in Beispiel  3 analysiert. Die Analyse zeigte die Anwesenheit von 1,32 g  1,1'-Di (2-hydroxyäthyl)- 4,4'-dipyridyliumion, das bezogen  auf das eingegebene N- (2-Hydroxyäthyl)- pyridiniumchlorid  einem 100% betragenden Reaktionsnutzeffekt entspricht.  



  Der vorstehende Versuch wurde unter Reduktion der 80  Stunden betragenden Zeitdauer auf 12 Stunden und sonst  gleichen Bedingungen wiederholt. Der Reaktionsnutzeffekt  betrug 97 %.  



  Bei Wiederholung des vorstehenden Versuches unter  Verwendung von 0,01 Mol N- (2-Hydroxyäthyl)     -pyridinium-          chlorid,    10 ml Ammoniak und 0,001 Mol Cyanwasserstoff  ergab sich ein 97% betragender Reaktionsnutzeffekt.    <I>Beispiel 5</I>    Flüssiges Ammoniak (20 ml), N-     (3,5-Dimethyl-          morpholinoacetyl)    -pyridiniumchlorid (2,5 g) und flüssiger  cyanwasserstoff (0,3 ml) wurden unter Stickstoff bei -70  C  in eine CARIUS Röhre gegeben und die Röhre wurde  verschlossen. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur (etwa l  20     9C)    aufwärmen lassen. Nach 12 Stunden wurde die Röhre  unter Stickstoff geöffnet und das Ammoniak wurde durch  Verdampfung entfernt.

   Der resultierende tiefrote Rückstand  wurde als 1,1'-Di (3,5-dimethylmorpholinoacetyl)-     1,1'-          dihydro-4,    4'-bipyridyl identifiziert und mit einer salzhaltigen    wässerigen Lösung von Schwefeldioxid (100 ml mit 6 ml  betragendem SO2 Gehalt) behandelt. Die so erhaltene Lösung  enthielt 2,5 g 1,1'-Di ( 3,5-dimethylmorpholiniacetyl)-     4,4'-          dipyridyliumsalz.    Dise Ausbeute entspricht einem 100%  betragenden Reaktionsnutzeffekt.    <I>Beispiel 6</I>    Flüssiger Cyanwasserstoff (0,3 ml) wurde in eine Lösung  von N-Methyl-alpha-picolinium- jodid (5,99 g) in flüssigem  Ammoniak (15 ml) gegeben. Die Eingabe erfolgte unter  Stickstoffatmosphäre bei -70  C in eine CARIUS Röhre.

   Die  Röhre wurde verschlossen und ihr Gehalt auf Raumtemperatur  (etwa 20  C) aufwärmen lassen. Nach einer Zeitdauer von 60  Stunden wurde die Röhre geöffnet und das Ammoniak durch  Verdampfung entfernt. In den so erhaltenen braunen  kristallinen Rückstand, der als 1,1'-Dimethyl-1, 1'-dihydro-4,  4'-bis (alpha-picolin) identifiziert wurde, wurde Wasser  (100 ml) gegeben und Chlorgas wurde bis zum Verschwinden  des Niederschlages durch die Mischung perlen lassen.  Ammoniumamsonat wurde dann eingegeben und ein blauer  Feststoff wurde ausgefällt. Dieses Präzipitat wurde durch  Filtrieren getrennt und mit 1 M Chlorwasserstoffsäure  behandelt. Die Analyse der resultierenden wässerigen Lösung  ergab einen 1,1'-Dimethyl-4, 4'-bis (alpha-picolinium)  dichlorid Gehalt.

   Verdampfung der Lösung und     Rekristallisa-          tion    des Präzipitats aus einer Isopropanol-Aceton-Mischung  ergaben 3,51 g 1,1'-Dimethyl-4, 4'-bis (alpha-picolinium)  dichlorid, das bezogen auf das eingegebene     N-Methylalpha-          picoliniumjodid    einem 95% betragenden Reaktionsnutzeffekt  entspricht.         Beispiel   <I>7</I>  Flüssiger     Cyanwasserstoff    (0,3 ml) wurde in eine Lösung  von     N-Methyl-2,        6-lutidiniumjodid    (4 g) in flüssigem  Ammoniak (15 ml) gegeben.

   Die Eingabe erfolgte unter Stick  stoffgasatmosphäre bei -70      C    in einer     CARIUS    Röhre. Die      Röhre wurde verschlossen und auf Raumtemperatur (etwa  20      C)    aufwärmen lassen. Nach einer Zeitdauer von 80  Stunden, wurde die Röhre geöffnet und das Ammoniak wurde  durch Verdampfung entfernt. Der so erhaltene kristalline  dunkle Rückstand wurde mit einer wässerigen Lösung von  Schwefeldioxid (3 ml SO2 in 100 ml Wasser) behandelt.

   Die  Analyse der resultierenden wässerigen Lösung ergab einen  1,2 g betragenden Gehalt an 1,1'-Dimethyl-4,4'-bi     (2,6-          lutidinium)ion,    das bezogen auf das eingegebene N-Methyl-2,  6-lutidiniumjodid, einem 61 % betragenden Reaktionsnutz  effekt entspricht. 0,71g N-Methyl-2, 6-lutidiniumion wurden  zurückgewonnen (36 % des eingegebenen Anteiles).

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung eines 1, 1'-disubstituierten-4, 4'-Bipyridyliumsalzes, bei dem jeder der Substituenten bis zu 10 C-Atome enthält und wobei ein N-substituiertes Pyridiniumsalz unter basischen Bedingungen mit einem Cyanid in Reaktion gebracht und das resultierende Reaktionszwischen produkt darauffolgend zwecks Herstellung des Bipyridylium- salzes oxydiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das N- substituierte Pyridiniumsalz mit Cyanwasserstoff in Reaktion gebracht wird. II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestelltes 1,1'-disubstituiertes-4, 4'-Bipyridyliumsalz. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass die Reaktion zwischen dem N-substituierten Pyridiniumsalz und dem Cyanwasserstoff in Gegenwart eines Lösungsmittels für das N-substituierte Pyridiniumsalz ausgeführt wird, wobei als Lösungsmittel ein polares aprotisches Lösungsmittel, vorzugsweise Dimethylsulfoxid, verwendet wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Reaktion in Gegenwart von flüssigem Ammoniak bei einer bis 25 C betragenden Temperatur durchgeführt wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass ein Ketoncyanohydrin als Cyanwasserstoffquelle, vorzugsweise Acetoncyanohydrin, verwendet wird. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass das Reaktionszwischenprodukt vor der Oxydation von der Reaktionsmischung isoliert wird.
CH489471A 1968-07-01 1971-04-05 Verfahren zur Herstellung eines 1,1'-disubstituierten-4,4'-Bipyridyliumsalzes CH540909A (de)

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