DD155613A1 - Verfahren zur herstellung von n-(3-nitrophenyl)-aethylendiaminhydrochlorid - Google Patents

Abstract

N-(3-Nitrophenyl)-aethylendiaminhydrochlorid kann technisch einfach und sicher dadurch hergestellt werden, dass man 3-Nitroanilin, Aluminiumchlorid und fluessiges Aethylenimin in der angegebenen Reihenfolge und im aequimolaren Mengenverhaeltnis zu einem inerten organischen Loesungsmittel wie Benzol oder Toluol bei Temperaturen von 30 bis 60 Grad C, vorzugsweise von 30 bis 45 Grad C, zugibt und umsetzt, das Reaktionsgemisch nach beendeter Reaktion mit Wasser versetzt, den Niederschlag abtrennt, diesen mit einem Gemisch von Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Loesungsmittel wie z.B. Essigsaeureaethylester, zum Sieden erhitzt und den nach dem Erkalten entstehenden Niederschlag abtrennt.

Description

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Titel der Erfindung:

Verfahren zur Herstellung von N - (3 - Kitrophenyl) äthylendiamin - hydrochlorid

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N - (3 - Nitrophenyl) - ethylendiamin - hydrochlorid der Formel

HO₂

r\

ν / - NH - CH₂ - CH₂ - KE₂ . HCl

das ein wertvolles Zwischenprodukt für die Synthese von 3 - /B - (m - Nitrophenyl - amino) - äthyl_7 - amino - 2 hydroxy - 1 - phenoxy - propan - hydrochlorid darstellt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung:

Die Herstellung von N - Phenylätbylendiamin und seinen im Phenylrest substituierten Derivaten ist auf verschienenen Wegen beschrieben worden. So gelangt man zu N - Phenyläthylendiamin durch Hydrierung von Anilinoacetonitril an Nickel/Kieselgur im Autoklaven (US-Patent 2 067 291 /T933_7),

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durch Hydrierung von K - Phenyl - IT¹, ll'-dibenzyläthylendiaiain an Palladium in Essigsäure (DEP 550 762 /I93O_7), neben Bis - (2-anilinoäthyl) - amin durch zweitägiges Behandeln von K - (2-Chloräthyl) - anilin mit flüssigem Ammonia]! (Chem. Ber. £0, 979, 986 /~1937_7), beim Erhitzen von N - /1 - 0xyäthyl_7 - IT - phenylguanidin - hydrochlorid

mit konz. Salzsäure auf 180 ⁰C (DEP 446 547), oder durch Umsetzung von Anilin mit ß - Bromäthylphthalimid und anschließende Spaltung des dabei entstandenen N - (2-Anilinoäthyl) - phthalimids durch Erhitzen mit wäßriger Salzsäure auf 130 ⁰C (Fourneau, de Lestrange, Bull. Soc. Chim. France 1947, 827 - 839).

Im Phenylrest substituierte Derivate des R-Phenyläthylendiamins können auch durch Umsetzung von 2 - Bromäthylaninhydrobromid mit der doppelten molaren Llenge Anilin bzw. substituiertem Anilin (J. Med. Chem. ^, 852 - 857, /I966_7) hergestellt werden. K - (o-Toluyl) - äthylendiamin kann aus o-Toluidin ui-d A'thanolamin erhalten werden. (J.Pharm. Soc. Japan £?, I3I8 - 1321, /~1955_7) ·

H - (4-Chlorphenyl) - äthylendiamin ist durch Eeduktion von 4-Chloranilinohydroxamsäure oder von 4-Chlorphenylacetonitril mit Lithiumaluminiumhydrid zugänglich (Arch. Pharm. (Weinbeim) 303, 933 - 938 /~197Ο_7). Zu N - (2-Nitrophenyl) - und N - (4—Kitrophenyl) - äthylendiamin gelangt man durch Umsetzung von 2- bzw. 4-ITitrochlorbenzol mit Äthylendiamin in Gegenwart von CuCl₂ (J· Org. Chem. 10, 283 - 285 /T945_7).

Die meisten bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von im Phenylrest substituierten Derivaten des IT-Phenyläthylendianins beruhen in der letzten oder einer der vorangegangenen Eeaktionsstufen auf der Umsetzung von Anilinderivaten mit Halogenalkylverbindungen unter Abspaltung von

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Halogenwasserstoffsäuren oder Wasser. Zu den hierfür erforderlichen Reaktionsbedingungen gehören lange Reaktionszeiten, höhere Reaktionstemperaturen und zum Teil auch ein Überschuß von Anilinderivat zum Abfangen frei werdender Sauren. Die Umsetzung von Äthylendiamin mit Nitrochlorbenzolderivaten ist nicht allgemein anwendbar und ermöglicht lediglich die Herstellung von 2 - bzw. 4-Nitrophenylätbylendiamin.

N-(3-Nitrophenyl)-äthylendiamin ist bisher nur durch Umsetzung von 3-Nitroanilin mit ß-BromäthyIphthalimid und Spaltung des dabei gebildeten N-(3-Nitroanilinoäthyl)-phthalimid durch Erhitzen mit Salzsäure auf I30 ⁰C hergestellt worden (Eourneau, de Lestrange, Bull. Soc. Chim. France, IW, 837 - 838)

Dieses Verfahren weist verschiedene Nachteile auf.

So ist nach dieser Methode die doppelte molare Menge Anilinderivat einzusetzen. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß das für die Reaktion benötigte ß-Bromäthylphthalimid mit größerem Energie- und Zeitaufwand erst aus Phthalimidkalium und 1.2-Dibromäthan hergestellt werden muß. Schließlich beinhaltet das Verfahren noch die Abspaltung des Phtbalimidrestes durch Erhitzen mit Salzsäure oder Hydrazinhydrat.

Es ist auch bekannt, N-Pbenyläthylendianin durch \Einleiten von Ätbylenimin-Gas in ein Gemisch von Anilin und wasserfreiem Aluminiumchlorid in Tetralin oder Diphenyl bei 180 ⁰C (Coleman, Callen, J. Am. Chem. Soc. 68, 2006

oder durch Erwärmen von Athylenimin mit Anilin und Anilinhydrochlorid (Doklady, Akad. SSSR, J5<J, 489, 490 /I948_7) herzustellen.

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Das von Coleman und Callen beschriebene Verfahren der Umsetzung von aliphatischen Aminen bzw. Anilin mit Athylenimin in Gegenwart von wasserfreiem AlCl-. ist bisher noch nicht auf die Umsetzung mit substituierten aromatischen Aminen erweitert worden.

Nach dem bisherigen Kenntnisstand der Literatur sind für die Umsetzung von primären Aminen mit Äthyleniinin unter den von Coleman und Callen ausgearbeiteten Bedingungen 180 ⁰C erforderlich. Ferner arbeitet dieses Verfahren mit einem Überschuß an Amin sowie mit gasförmigen A'thylenimin. Die hohe Reaktionstemperatur bedeutet hohen Ener gieaufwand, birgt die Gefahr der Bildung von Zersetzungsprodukten in sich und führt zu niedrigen Ausbeuten. Mit der Anwendung von gasförmigem A'thylenimin sind ein größerer apparativer Aufwand, Störungen im Eeaktionsablauf und Gefahren verbunden.

Nitrophenyläthylendiaminderivate, z.B. auch das N-O-pbenyl) - Ethylendiamin können nach diesem Verfahren nicht hergestellt werden. Es ist bekannt, daß beim Erhitzen von Nitrobenzol mit wasserfreiem AlCl., auf ca. 200 ⁰C Explosionen erfolgen können (3er. dtscb. ehem. Ges. 2^_t 3522 /189237, ehem. Ing. Techn. 48, 729 /T976J7).

Selbst bei Temperaturen um 100 ⁰C in Toluol reagiert Nitrobenzol mit AlCIo, wobei neben Chlorwasserstoff ein,Anilinderivat gebildet wird (Chem. 3er. %%, I65O /~1920_7). Nach eigenen Beobachtungen reagieren auch Nitroanilinderivate, z.B. 3-Nitroanilin, mit AlCl, in Toluol bereits bei Temperaturen unter 100 ⁰C unter Bildung dunkler Zersetzungsprodukte.

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Außerdem neigt die Anlagerungsverbindung von 3-Kitroanilin mit AlCIo dazu, bei Temperaturen ab 45 ⁰C einen zähen Bodenkörper zu bilden·

Eine allgemein übliche methode zur Herstellung eines reinen Aminbydrocblorids besteht bekanntlich darin, daß man das Amin durch geeignete Maßnahmen, wie Umkristallisation oder Destillation, reinigt, das so gereinigte Amin in einem organischen Lösungsmittel löst und bis zur sauren Reaktion Chlorwasserstoffgas einleitet oder mit einer Lösung von Chlorwasserstoff in einem organischen Lösungsmittel versetzt. Diese üethode ist zur Herstellung von reinem K (3-Kitrophenyl) - äthylendiamin - hydrochlorid unzweckmäßig, v/eil sich N-(3-Nitrophenyl) - äthylendiamin auf Grund der geringen Löslichkeit in den für seine Synthesen geeigneten Lösungsmitteln 3enzol oder Toluol nur mit grossem Lösungsmittelaufwand extrahieren und reinigen läßt. Außerdem ist die Reinigung von N-(3~Nitrophenyl) - äthylendiamin durch Destillation wegen des hohen Siedepunktes und der dabei stattfindenden Zersetzung praktisch unmöglich.

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung wird es möglich, N-(3-Nitrophenyl) äthylendiamin-hydrochlorid durch ein technisch einfaches und sicheres Verfahren in guten Ausbeuten aus 3-Nitroanilin, AlCIo und Äthylenimin herzustellen, was bisher auf diesem Wege nicht möglich war und gegen dessen Herstellung auf diesem Wege nach dem Stand der Technik ein bereits oben genanntes Vorurteil bestand·

Hervorzuheben ist auch, daß die Reaktionspartner im äquimolaren Lengenverhältnis eingesetzt v/erden können, was im Interesse einer hohen Ausbeute bedeutsam ist· £s war nicht vor-

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auszusehen, daß unter diesen Bedingungen reines N-(3-I7itrophenyl) - äthylendiamin-hydrochlorid in guter Ausbeute erhalten wird, denn Coleman und Callen haben Amin und AlCIo gegenüber &thylenimin im Überschuß eingesetzt, um die Bildung größerer Mengen schwer abtrennbarer Polyamine zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Methode der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches ermöglicht mit geringem Zeit- und Materialaufwand gleichzeitig die Entfernung von Nebenprodukten der Reaktion und die Herstellung des Hydrocblorids, indem durch Hydrolyse des AlCIo freiwerdende Chorwasserstoff für die Salzbildung genutzt wird. Der größte Teil des bei der Reaktion nicht umgesetzten 3-Nitroanilin kann durch Einengen der organischen Lösungsmittel zurückgewonnen und nach Umkristallisation erneut in die Beaktion eingesetzt werden.

Das Verfahren führt in guter Ausbeute ohne zusätzliche Eeinigungsoperationen zu reinem N-(3-Nitrophenyl)-äthyleB-diamin - hydrochlorid.

Darlegung des Wesens der Erfindungi

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisch einfaches und sicheres Verfahren zur Herstellung von N - (3-Nitrophenyl) - äthylendiamin-hydrochlorid zu entwickeln, das die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet.

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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das dadurch erreicht, daß man 3-Nitroanilin, Aluminiumchlorid und flüssiges Äthylenimin in der angegebenen Reihenfolge und im äquimolaren Mengenverhältnis zu einem Inerten organischen Lösungsmittel wie Toluol oder Benzol bei Temperaturen von 30 bis 60 ⁰C, vorzugsweise 30 bis 4-5 ⁰C, zugibt und umsetzt, das Reaktionsgemisch nach beendeter Reaktion mit Wasser versetzt, den Niederschlag abtrennt, diesen mit einem Gemisch von 7/asser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie z.B. Essigsäureäthylester, zum Sieden erhitzt und den nach dem Erkalten entstehenden Niederschlag abtrennt.

Ausführungsbeispiel:

N - Q-Nitropbenyl) - äthylendiamin - hydrochlorid

In eine Aufschlämmung von 247,8 g (1,8 Mol) 3 - Nitroanilin in 1,2 1 trockenem Toluol werden unter Rühren 240 g (1,8 Mol) wasserfreies Aluminiumchlorid eingetragen, -wobei die Temperatur gegebenenfalls durch Kühlen bei maximal 35°C gebalten wird. Nach einstündigem Rühren bei 35 ⁰C läßt man zu dem Reaktionsgemisch bei Einhaltung dieser Temperatur 77,4 g (1,8 Hol) A'thylenimin zutropfen und rührt das Gemisch weitere 6 Stunden. Nach dem Stehen über Nacht wird noch 1 Stunde bei 60⁰C gerührt und anschließend 900 ml Wasser zugefügt. Zum Ablösen von am Reaktionsgefäß anhaftendem Produkt wird das Gemisch zum Sieden erhitzt, danach langsam abgekühlt und durch eine Fritte gesaugt· Den Frittenrückstand erhitzt man in einem Gemisch von 900 ml Essigsäureätbylester und 3OO ml Wasser zum Sieden, bis Lösung eingetreten ist. Nach dem Erkalten wird durch eine Fritte gesaugt und der Rückstand nacheinander mit jeweils I50 ml Essigsäureätbylester und Äthanol gewaschen.

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Nach dem Trocknen erhält man 248 g (63,6 % der Theorie) N - (3-Nitrophenyl) - äthylendianin - hydrochlorid mit dem Scbmp. 246 bis 252 ⁰C. Das Produkt ist nach der analytischen Gehaltsbestimmung 99p^ozentig.

Durch Einengen der Toluol- und der Essigsäureäthylester Lösung kann man den größten Teil des nicht umgesetzten 3-Mtroanilins zurückgewinnen (60 g) , so daß die Ausbeute an Ii - (3-Kitrophenyl) - äthylendiamin - hydrochlorid, bezogen auf umgesetztes 3 - Nitroanilin, 83,9 % der Theorie beträgt.

Claims (1)

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   Pat entanspruch:

   Verfabren zur Herstellung von N - (3-Nitrophenyl) äthylendiaminhydrochlorid durcb Umsetzung von 3-Nitroanilin mit Ätbylenimin, dadurcb gekennzeichnet, daß man die Reaktionspartner 3-Nitroanilin, wasserfreies Aluminiumchlorid und flüssiges Ätbylenimin in der angegebenen Reibenfolge und im äquimolaren Mengenverhältnis zu einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Toluol oder Benzol bei Temperaturen von 30 bis 60 °C, vorzugsweise 30 bis 45 ⁰C, zugibt und umsetzt,das Reaktionsgemisch nach beendeter Reaktion mit Y/asser versetzt, den Niederschlag abtrennt, diesen mit einem Gemisch von Wasser und einem mit 7/asser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie z.B. Essigsaureätbylester, zum Sieden erhitzt und den nach dem Erkalten entstenenden Niederschlag abtrennt.