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Verfahren zur Herstellung von N-substituierten 2-Nitro-1 -aminoaryiverbindungen
Es wurde gefunden, daß man N-substituierte 2-Nitro- 1 -aminoarylverbindungen der
allgemeinen Formel
in welcher R einen aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Rest, der mindestens
eine Ketogruppierung oder mindestens eine Hydroxygruppe enthält, A einen aromatischen
Rest und n die Zahl 1 oder 2 bedeutet, erhält, wenn man Arylen-2,1 ,3-oxdiazol-l-oxyde
der Formel
in welcher A die oben angegebene Bedeutung besitzt, in wäßriger oder alkoholischer
Lösung in Gegenwart von basischen Verbindungen bei einer Temperatur zwischen etwa
0 und 150"C, vorzugsweise zwischen etwa 20 und 100"C, mit aliphatischen, aromatischen
oder heterocyclischen organischen Verbindungen umsetzt, die mindestens eine enolisierte
oder enolisierbare Ketogruppierung besitzen oder die mindestens eine Hydroxygruppe
enthalten, wobei die o- oder p-Stellung zur Hydroxygruppe mit einem reaktionsfähigen
Wasserstoffatom besetzt sein muß.
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Aliphatische, aromatische oder heterocyclische Verbindungen, die
sich verfahrensgemäß zur Umsetzung mit den Arylen-2, 1 ,3-oxdiazol- 1 -oxyden eignen,
sind beispielsweise Mono-, Di- oder Trihydroxybenzole, Mono- oder Dihydroxynaphthaline,
Hydroxycarbazole, Hydroxydiphenylenoxyde, Hydroxyanthracene, Polyhydroxyanthrachinone,
Hydroxychinoline, Acetessigsäure-, Benzoylessigsäure-, Terephthaloyl-bis-(essigsäure)-,
Cyanessigsäure- oder Malonsäureester und -amide, Hydroxypyrimidine, Pyrazolone oder
Barbitursäurederivate.
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Neben Ketogruppierungen oder Hydroxygruppen können diese Verbindungen
noch weitere Substituenten, wie Halogenatome, Amino-, Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Carbonsäure-,
Carbonsäureester-, Carbonsäureamid-, Cyan-, Acyl-, Sulfonsäure-, Sulfonsäureester-,
Sulfonsäureamid-, Alkylsulfon-, Arylsulfon-Nitro-. Alkoxy- oder Aryloxygruppen enthalten.
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Basische Verbindungen, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind
beispielsweise Hydroxyde, Carbonate oder Acetate des Ammoniaks, der Alkali-oder
der Erdalkalimetalle sowie basisch reagierende organische Verbindungen, wie Pyridin,
Chinoliri, Alkylamine oder Hydroxyalkylamine. Diese organischen Verbindungen können
gleichzeitig als Verdünnungsmittel während der Umsetzung dienen. Im allgemeinen
genügt es, die basischen Verbindungen in etwa gleichem Molverhältnis wie die Reaktionspartner
zu verwenden, doch ist ein Überschuß nicht schädlich.
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In manchen Fällen erhält man schon die optimale Ausbeute, wenn man
nur katalytische Mengen der basischen Verbindungen dem Reaktionsgemisch zugibt.
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Als Lösungsmittel kommen vorzugsweise Wasser sowie niedermolekulare
aliphatische Alkohole, wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol, Methylglykol
oder Athylglykol, sowie Mischungen dieser Verbindungen in Betracht. Bei der Verwendung
von Wasser als Lösungsmittel ist in manchen Fällen der Zusatz eines handelsüblichen
Netzmittels vorteilhaft.
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Nach dem vorliegenden Verfahren erhält man, je nach Wahl der Ausgangsverbindungen,
N-substituierte 2-Nitro-l -aminoarylverbindungen der angegebenen Formel, in welcher
R den Rest einer aromatischen oder heterocyclischen Hydroxyverbindung (Typ 1) oder
den Rest einer Verbindung, die eine Ketogruppierung enthält (Typ II), bedeutet.
Die Herstellung der Verbindungen vom Typ I kann man beispielsweise so vornehmen,
daß man die wäßrige oder alkoholische Suspension von 1 Mol eines Arylen-2, 1 ,3-oxdiazol-l
-oxyde und 1 Mol der aromatischen oder heterocyclischen Hydroxyverbindung mit 1
Mol einer basischen Verbindung, beispielsweise
Natronlauge oder
Pyridin, kurze Zeit bei etwa 30"C rührt. In den meisten Fällen setzt die Umsetzung
unter Selbsterwärmung auf etwa 60 bis 70"C ein. Die Reaktionsmischung ist im allgemeinen
tief dunkelbraunrot oder dunkelblaurot gefärbt. In manchen Fällen scheiden sich
die Salze der Umsetzungsprodukte kristallin aus. Nach Beendigung der Umsetzung gibt
man 1 Mol einer anorganischen oder organischen Säure, beispielsweise Salzsäure,
Schwefelsäure oder Essigsäure hinzu und saugt das schwerlösliche Reaktionsprodukt
ab. Dann wäscht man mit Wasser und Alkohol und trocknet. Die Ausbeute beträgt etwa
60 bis 90010 der Theorie.
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Die Farbe der Umsetzungsprodukte ist je nach der verwendeten Ausgangsverbindung
orange bis schwarzrot.
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Die Herstellung der Verbindungen vom Typ II kann man in ähnlicher
Weise vornehmen, beispielsweise so, daß man 1 Mol des Arylen-2,1,3-oxdiazoll-oxyds
und 1 Mol einer Verbindung, die eine enolisierte oder enolisierbare Ketogruppierung
enthält, in Wasser oder in einem niederen aliphatischen Alkohol, z. B. Äthylalkohol,
suspendiert und nach Zugabe von 0,1 bis 1 Mol Ätznatron, beispielsweise in Form
einer 5 n-Lösung, 1 Stunde bei etwa 60"C rührt. Die Ausgangsverbindungen gehen hierbei
mit rotbrauner Farbe in Lösung. Das Reaktionsprodukt scheidet sich im allgemeinen
in gelben Kristallen ab.
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Man saugt es ab und wäscht mit Wasser und Alkohol.
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Die Ausbeuten liegen bei etwa 60 bis 900in der Theorie.
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Die als Ausgangsverbindungen verwendeten Arylen-2, 1 ,3-ox-diazol-
1 -oxyde sind nach bekannten Verfahren leicht zugänglich. Sie können beispielsweise
nach dem von G r e e n und R o w e, »Journal of the Chemical Society« (London),
1912, 5. 2452 bis 2459, beschriebenen Verfahren durch Umsetzung der 2-Nitro-l-aminoarylverbindungen
mit Natriumhypochlorit in stark alkalischer Lösung in fast quantitativer Ausbeute
hergestellt werden.
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Die Umsetzung der Arylen-2, 1 ,3-oxdiazol- 1 -oxyde nach dem Verfahren
der Erfindung mit Verbindungen, die mindestens eine enolisierte oder enolisierbare
Ketogruppierung oder mindestens eine Hydroxygruppe enthalten, ist neu und überraschend.
Sie war nicht vorauszusehen, denn die einzige bisher bekannte Ringöffnungsreaktion
der Arylen - 2,1,3 - oxdiazol-I-oxyde war die Umsetzung mit Hydroxylamin, die zu
den o-Chinondioximen führt (vgl. G r e e n und R o w e, a. a. 0., ferner Z i n ck
e und 5 c h w a r z, »Liebigs Annalen der Chemie«, 307, S. 29 bis 49).
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Die verfahrensgemäß erhältlichen, zum Teil noch nicht beschriebenen
Verbindungen eignen sich je nach ihrer Zusammensetzung als wertvolle Zwischenprodukte
zur Herstellung von Farbstoffen, Pharmazeutika und Schädlingsbekämpfungsmitteln.
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Beispiel 1 68 Gewichtsteile Benz-2, 1 ,3-oxdiazol-l -oxyd und 105
Gewichtsteile 1 -Acetoacetylamino-2-methoxybenzol werden in 410 Gewichtsteilen Äthylalkohol
suspendiert. Dann gibt man 20 Volumteile 5 n-Natronlauge hinzu und rührt bei 60"C.
Es bildet sich zunächst eine dunkelbraune Lösung, aus der sich nach etwa 1 Stunde
ein gelber, kristalliner Niederschlag abscheidet.
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Nach Beendigung der Umsetzung saugt man den Niederschlag ab, wäscht
ihn mit Wasser und Äthylalkohol und trocknet bei 80 bis 100°C. Man erhält
etwa 140
Gewichtsteile eines gelben Reaktionsproduktes. Zur Reinigung löst man die Verbindung
in etwa 300 Volumteilen Chloroform und fällt aus der mit etwas Tierkohle flltrierten
Lösung das a-(2'-Nitrophenylamino)- 1 -acetoacetylamino-2-methoxybenzol der Formel
mit Petroläther aus. Die Verbindung schmilzt bei 197 bis 199"C.
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Analyse: Berechnet ... N 12,250/0, NO2 13,40in; gefunden ... N12,370/o,
NO2 13,6°/o.
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Beispiel 2 68 Gewichtsteile Benz-2,1,3-oxdiazol- 1 -oxyd und 94 Gewichtsteile
2-Hydroxy-3-naphthoesäure werden in einer Mischung aus 500 Volumteilen Äthylalkohol
und 500 Volumteilen Wasser suspendiert. Dann gibt man 200 Volumteile 5 n-Natronlauge
hinzu und rührt die Mischung einige Zeit bei Zimmertemperatur.
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Die Temperatur steigt im Verlauf von 30 Minuten auf 60 bis 70"C. Es
bildet sich eine dunkelbraune Lösung, aus der sich braungelbe Kristalle abscheiden.
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Die Reaktion ist nach weiteren 30 Minuten beendet.
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Die zu einem dicken Brei erstarrte Reaktionsmasse wird heiß abgesaugt
und mit wenig Wasser und Äthylalkohol gewaschen. Zur Zerlegung der gebildeten Natriumverbindung
des Reaktionsproduktes wird der Filterkuchen in etwa 1100 Volumteilen Wasser suspendiert
und die Suspension durch Zugabe von verdünnter Salzsäure bis zur kongosauren Reaktion
angesäuert. Die erhaltene 1-(2'-Nitrophenylamino)-2-hydroxynaphthalin-3-carbonsäure
der Formel
scheidet sich in orangefarbigen Kristallen aus, die bei etwa 208"C unter Zersetzung
schmelzen. Die Ausbeute beträgt 138 Gewichtsteile. Zur weiteren Reinigung kann man
das Produkt aus viel Dioxan oder Eisessig umkristallisieren.
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Analyse: Berechnet . . N 8,64°/o; gefunden ... N 8,4°/o.
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Beispiel 3 68 Gewichtsteile Benz-2, 1,3-oxdiazol-l-oxyd und 55 Gewichtsteile
Hydrochinon werden in einer Mischung aus 300 Volumteilen Äthylalkohol und 40 Volumteilen
Pyridin suspendiert. Unter Rühren erhöht man die Temperatur allmählich auf etwa
40 bis 45"C.
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Bei dieser Temperatur setzt die Reaktion unter Selbsterwärmung auf
etwa 70"C ein. Aus der tiefdunklen Lösung scheidet sich ein fast schwarzer, kristalliner
Niederschlag ab. Man rührt noch etwa 2 Stunden bei etwa 70 bis 80°C und saugt das
Reaktionsprodukt ab. Der Filterrückstand wird in 1000 Volumteilen Wasser suspendiert
und die gebildete Pyridinverbindung durch Ansäuern mit Salzsäure bis zur kongosauren
Reaktion zerlegt. Nach dem Absaugen, Waschen mit Wasser und Methylalkohol und Trocknen
bei 90"C erhält man etwa 100 Gewichtsteile des braunroten 2-Nitro-2',5'-dihydroxydiphenylamins
der Formel
das bei etwa 230"C unter Zersetzung schmilzt. Die Verbindung löst sich in verdünnten
Alkalien mit blauroter Farbe; in den üblichen Lösungsmitteln ist sie sehr schwer
löslich.
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Analyse: Berechnet . .. N 11,40/0, NO2 18,70/0. gefunden ... N11,40/o,
NO2 18,7°/o.
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Beispiel 4 68 Gewichtsteile Benz-2,1,3-oxdiazol-1-oxyd und 73 Gewichtsteile
8-Hydroxychinolin werden in 1000 Volumteilen Wasser, das 1 Volumteil eines Einwirkungsproduktes
von etwa 10 Mol Äthylenoxyd
auf 1 Mol Nonylphenol enthält, suspendiert. Unter Rühren
läßt man bei 400 C 1 lOVolumteile 5 n-Natronlauge eintropfen. Die Temperatur steigt
auf 70"C und aus der Reaktionsmischung scheidet sich ein fast schwarzer grobkristalliner
Niederschlag ab.
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Man rührt 2 Stunden nach und saugt nach dem Abkühlen das Reaktionsprodukt.
ab. Die gebildete Natriumverbindung wird in 1000 Volumteilen Wasser suspendiert
und durch Zugabe von Eisessig bis zu einem pH-Wert von 6 zerlegt. Der rotbraune
Niederschlag wird abgesaugt und getrocknet. Man erhält etwa 135 Gewichtsteile 5-(2'-Nitro-phenylamino)-8-hydroxy-chinolin
der Formel
das bei 236"C unter Zersetzung schmilzt und in den gebräuchlichen Lösungsmitteln
sehr schwer löslich ist.
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Analyse: Berechnet . . . N 14,940/0; gefunden . . N14,740/o.
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In der nachstehenden Tabelle sind weitere Verbindungen angegeben,
die nach dem Verfahren der Erfindung erhalten werden können.
Verbindung Hertdh Schmelzpunkt |
analog anlog "C |
cH3 |
N02 CO . |
NH-CH Beispiel 1 211 bis 213 |
I 0 |
Cl |
CH3 |
N02 I |
NH - CH Q Beispiel 1 215 bis 216 |
CO-NH |
CH |
NO CO |
Clt - CH Beispiel 1 176 bis 177 |
Cl |
Fortsetzung
Verbindung Hergestellt Schmelzpunkt |
analog |
CH |
NO CO |
NH - Äl Beispiel 1 230 bis 232 |
CO-NH |
CH3 |
NO CO |
NH-CH y Beispiel 1 182 bis 183 |
CO-NH |
OCH3 |
NO2 CO |
H3C NH-CH yKCl Beispiel 1 222 bis 224 |
CO-NH |
CH3 |
CH3 |
NOz |
CO ywCl Beispiel 1 235 bis 236 |
CO-NH |
CH |
C113 |
NO2 COH3 |
NH({H t CH3 Beispiel 1 225 bis 227 |
CO-NH |
I |
CH3 |
CO |
7 NH- CH Beispiel 1 229 bis 231 |
H3CO ~%/~ CQNH X CH3 |
CO-NH |
CH3 |
Fortsetzung
Verbindung Hergestellt Schmelzpunkt |
analog °C |
CH3 |
NO2 CO CHs |
CH> |
SNHCH n bespiel 1 219 bis 221 |
CONHX) |
CH3 |
CH3 |
HC/1 NH-C1H ¼; Beispiel 1 296 bis 208 |
CO-NH |
CH3 |
CH3 |
CH3 |
NOz I |
H3C - I Beispiel 1 221 bis 222 |
7 |
I WNHC\5\1OC2H5 |
CH> |
NOz I |
SNHCH ffi ¼yKN02 Beispiel 1 245 bis 246 |
CO - NH- NOz |
CH3 |
NO2 CO |
co |
- NH - CH Beispiel 1 213 bis 214 |
I |
XNH Beispiel 4 227 (unter |
<\ 1/h Zersetzung) |
NO2 HO Zersetzung: |
HO |
7 |
Beispiel . bespiel 4 211 (unter |
\1NH0 Zeisetzung) |
NO2 |
Fortsetzung
Vebindung Hergestellt Schmelzpunkt |
g °C |
NOz |
NH Beispiel 2 258 (unter |
Zersetzung) |
yOH - NH -k' |
NH Beispiel 4 232 (unter |
Cl Zersetzung) |
HO |
OH |
7 |
Beispiel 2 218 bis 220 |
NH |
NOz |
NOz |
71NH Beispiel 4 239 (unter |
H3CO < 4< p3 Zersetamg |
HO |
NO |
7NH Beispiel 4 206 bis 208 |
V Xu 7 |
HO NH 7 |
HO |
NO Beispiel 4 194 (unter |
m0S Z~g) |
Cl |
Fortsetzung
Verbiadung Hergestellt Schmelzpmkt |
[g)L NO2 |
NH Beispiel'2 266 (unter |
Zersetzung) |
CONH 43L NO2 |
½NO2 |
NH Beispiel 2 250 (unter |
Zersetzung) |
Br < - NH I7%HNH\I |
OCH3 |
XL - CO - CH < CO |
NOCH3 NH |
a NO2 |
Beispiel 1 279 bis 286 |
(unter |
Zersetzung) |
C1 |
NH OCH3 |
l NO2 |
NOe |
Cl 49 NH zu OH Beispiel 2 165 |
NO |
Cl zu NH zu OH Beispiel 2 178 |
Fortsetzung
Verbindung Hergestellt Schmelzpunkt |
sig °C |
NO |
7 |
OH Beispiel 2 198 |
NH - OH |
NOz |
NH Beispiel 2 179 |
7 OH |
COOH |
OH |
t COOH |
NH Beispiel 2 220 bis 222 |
t Beispiel 2 220 NOs |
Cl |
t NO2 |
NH Beispiel 2 - |
NaO3S 33 SOOH3Na |
S03Na |
NH Beispiel 2 - |
NaO3S X |
NO2 HO |
OH Beispiel 3 220 |
OH |
NO2 HO |
Cl ¼yNHY)WOH Beispiel 3 über 320 |
OH |
Fortsetzung
Verbindung Hergestellt Schmelzpunkt |
analog |
9 HO 0 OH Beispiel 3 über 320 |
NO2 OH |
H3C t NHHO t OH Beispiel 3 über 320 |
OH |
{½HOMO2 |
NH Beispiel 4 195 (unter |
Zersetzung) |
7 |
OH |
OCHs |
V NOz |
NH Beispiel 4 210 (unter |
X Zersetzung) |
C1 |
$ Beispiel 4 190 (unter |
NH Beispiel 4 190 (unter |
7 |
OH |
OH NO2 |
NH -Q Beispiel 2 - |
SOsH |
Fortsetzung
Verbindung Hergestellt Schmelzpunkt |
analog |
OH |
NH Cl Beispiel 2 |
So3H |
NH, |
XNHX Beispiel 3 über 300 |
OH |