DE1206434B - Process for the production of bipyridyls - Google Patents

Process for the production of bipyridyls

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DE1206434B
DE1206434B DEJ23317A DEJ0023317A DE1206434B DE 1206434 B DE1206434 B DE 1206434B DE J23317 A DEJ23317 A DE J23317A DE J0023317 A DEJ0023317 A DE J0023317A DE 1206434 B DE1206434 B DE 1206434B
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pyridine
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reaction
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Frank Raymond Bradbury
Alastair Campbell
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Description

Verfahren zur Herstellung von Bipyridylen Es ist bekannt, daß Bipyridyle durch Oxydation von Umsetzungsprodukten von Natrium und Pyridin hergestellt werden können. Es sind auch schon Verfahren zur Herstellung von Bipyridylen durch Oxydation von Umsetzungsprodukten von Magnesium und Pyridin sowie Aluminium und Pyridin vorgeschlagen worden.Process for the preparation of bipyridyls It is known that bipyridyls by oxidation of reaction products of sodium and pyridine can. There are already processes for the production of bipyridyls by oxidation of reaction products of magnesium and pyridine and aluminum and pyridine have been proposed been.

Es wurde nun gefunden, daß auf die übliche Oxydationsstufe, die für die Umwandlung der Umsetzungsprodukte von Metall und Pyridin in Bipyridyle benutzt wurde, verzichtet und diese durch eine Behandlung mit Wasser ersetzt werden kann, und zwar praktisch bei Abwesenheit eines Oxydationsmittels, wie Luft oder Sauerstoff. Durch dieses Verfahren werden Bipyridyle mit praktisch unverminderter Ausbeute im Vergleich mit den bekannten Arbeitsweisen erzielt, und das lange Luftoxydationsverfahren und die Verwendung üblicher Oxydationsmittel sind nicht erforderlich.It has now been found that on the usual oxidation level, which for used the conversion of the reaction products of metal and pyridine into bipyridyls waived, and this can be replaced by a treatment with water, practically in the absence of an oxidizing agent such as air or oxygen. This process produces bipyridyls with practically no reduction in yield Comparison with the known working methods achieved, and the long air oxidation process and the use of conventional oxidizing agents is not required.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bipyridylen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt, das auf mindestens 70°C in Gegenwart von einem freien Pyridin erwärmt worden ist, mit mindestens 1 Mol Wasser je Äquivalent Metall behandelt wird.The invention relates to a process for the production of bipyridyls, which is characterized in that a metal-pyridine reaction product which is on at least 70 ° C has been heated in the presence of a free pyridine, with at least 1 mole of water per equivalent of metal is treated.

Aus der Arbeit von E m m e r t in Ber., 50 (1917), S.31, ist es bekannt, ein Umsetzungsprodukt von Natrium und Pyridin mit feuchtem Äther zu behandeln. Das so behandelte Produkt wurde durch Umsetzen von Natrium mit einem Überschuß an Pyridin hergestellt, worauf der Pyridinüberschuß entfernt wurde; beide Behandlungen wurden praktisch bei Zimmertemperatur durchgeführt. Der Rückstand der Natrium-Pyridin-Umsetzung wurde unter verringertem Druck erwärmt und damit in ein zweites Natrium-Pyridin-Umsetzungsprodukt übergeführt. Bei diesem Verfahren ist das erhaltene Produkt nicht ein Bipyridyl, sondern ein Tetrahydrobipyridyl.From the work of E m e r t in Ber., 50 (1917), p.31, it is known treat a reaction product of sodium and pyridine with moist ether. That so treated product was made by reacting sodium with an excess of pyridine prepared, whereupon the excess pyridine was removed; both treatments were practically carried out at room temperature. The residue of the sodium-pyridine reaction was heated under reduced pressure and thus converted into a second sodium-pyridine reaction product convicted. In this process the product obtained is not a bipyridyl, but a tetrahydrobipyridyl.

Die obere Temperaturgrenze wird gewöhnlich durch den Siedepunkt der Mischung gesetzt; doch kann dieser durch Erwärmen unter Druck oder durch Zusatz höhersiedender Verdünnungsmittel erhöht werden. Wenn mit einem sehr reaktionsfähigen Metall, wie Natrium, gearbeitet wird, das sich mit Pyridin unterhalb dieser Temperatur umsetzen kann, so wird erforderlichenfalls Wärme zugeführt, damit die Temperatur der Mischung sich entsprechend erhöht. Diese Erwärmung kann während oder nach der Umsetzung stattfinden. Im Fall von weniger reaktionsfähigen Metallen, wie Aluminium und Magnesium, wird die erforderliche erhöhte Temperatur gewöhnlich während der Metall-Pyridin-Umsetzungsstufe erreicht.The upper temperature limit is usually determined by the boiling point of the Mix set; but this can be done by heating under pressure or by addition higher boiling diluents are increased. If with a very responsive Metal, like sodium, is worked, which works with pyridine below this temperature can convert, if necessary, heat is added to keep the temperature the mixture increases accordingly. This warming can occur during or after Implementation take place. In the case of less reactive metals such as aluminum and magnesium, the required elevated temperature is usually during the Metal-pyridine conversion stage reached.

Das freie Pyridin kann im Überschuß zu der Menge vorliegen, die zur Bildung des Metall-Pyridin-Umsetzungsproduktes verwendet wird.The free pyridine can be present in excess of the amount required for Formation of the metal-pyridine reaction product is used.

Das Pyridin besteht vorzugsweise aus Pyridin selbst, jedoch können auch andere Pyridinverbindungen verwendet werden, soweit sie mit dem ausgewählten Metall reagieren, z. B. Alkylpyridine. Im allgemeinen sind jedoch Alkylpyridine beim vorliegenden Verfahren weniger reaktionsfähig als Pyridin selbst.The pyridine is preferably composed of pyridine itself, but can Other pyridine compounds can also be used, insofar as they are compatible with the selected Metal react, e.g. B. alkyl pyridines. In general, however, are alkyl pyridines less reactive than pyridine itself in the present process.

Das Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt kann ein Natrium-Pyridin-, Magnesium-Pyridin- oder Aluminium-Pyridin-Umsetzungsprodukt sein; doch sind auch Umsetzungsprodukte von anderen Metallen geeignet, soweit sie mit dem Pyridin reagieren, beispielsweise solche, die sich von den übrigen Alkalimetallen ableiten. Diese Umsetzungsprodukte können durch Umsetzen des Metalles und des Pyridins unter Erwärmung und gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels hergestellt werden, das aus einem Überschuß des Pyridins oder z. B. Trimethylbenzol bestehen kann. Die Metalle können reine oder legierte Metalle sein. Die Umsetzung von Magnesium mit Pyridin kann beim Anlaufen der Reaktion zu langsam sein und dann durch Zusatz einer geringen Menge eines Initiators gefördert werden, insbesondere eines Stoffes, der die Bildung von freien Radikalen in der Mischung fördert, wie Natrium, Kalium, Brom oder Jod. In ähnlicher Weise kann auch die Umsetzung von Aluminium und Pyridin durch eine Verbindung eingeleitet werden, welche den Oberflächenoxydfilm des Metalls zerstört, beispielsweise durch eine Quecksilberverbindung, wie Mercurichlorid, gegebenenfalls zusammen mit einem Initiator, wodurch freie Radikale in der Mischung gebildet werden.The metal-pyridine reaction product can be a sodium-pyridine, magnesium-pyridine or aluminum-pyridine reaction product; but are also conversion products of other metals, as long as they react with the pyridine, for example those which are derived from the other alkali metals. These conversion products can by reacting the metal and the pyridine with heating and optionally be prepared in the presence of a diluent from an excess of pyridine or z. B. trimethylbenzene may exist. The metals can be pure or be alloyed metals. The reaction of magnesium with pyridine can start up the reaction be too slow and then by adding a small amount of an initiator be encouraged, especially a substance that causes the formation of free radicals promotes in the mix, such as sodium, potassium, or bromine Iodine. In The reaction of aluminum and pyridine through a compound can also be carried out in a similar manner are introduced, which destroys the surface oxide film of the metal, for example by a mercury compound such as mercury chloride, optionally together with an initiator, whereby free radicals are formed in the mixture.

Das Verfahren wird vorteilhaft unter Anwendung eines Metall-Pyridin-Umsetzungsproduktes durchgeführt, bei dem der zu seiner Herstellung verwendete Überschuß an Pyridin vor der Behandlung mit Wasser nicht entfernt worden ist. Auf diese Weise werden Probleme vermieden, welche durch die Isolierung des Metall-Pyridin-Umsetzungsproduktes entstehen können. Im Fall von Natrium-Pyridin-Umsetzungsprodukten, die bei der Berührung mit Luft stark explosiv sind, ist dies aus Sicherheitsgründen besonders wichtig.The process is advantageously carried out using a metal-pyridine reaction product carried out in which the excess pyridine used for its preparation has not been removed prior to treatment with water. Be that way Problems avoided by the isolation of the metal-pyridine reaction product can arise. In the case of sodium-pyridine reaction products, when touched are highly explosive with air, this is particularly important for safety reasons.

Die Behandlung des Metall-Pyridin-Umsetzungsproduktes mit Wasser wird vorzugsweise bei erhöhter Temperatur durchgeführt, die mindestens 40°C beträgt und besonders zwischen 80 und 120°C liegt. Die obere Temperaturgrenze wird hierbei gewöhnlich durch den Siedepunkt der Reaktionsmischung bestimmt; dieser kann auf über 120°C erhöht werden, z. B. durch Zusatz von höhersiedenden Verdünnungsmitteln, wie Dimethylanilin, oder durch Anwendung von Überdruck. Somit kann das vorliegende Verfahren auch bei Temperaturen über 120°C durchgeführt werden. Bei Anwendung von Temperaturen unter 40°C neigt die Reaktionsmischung dazu, zu dick und klumpig zu werden. In diesem Fall läßt sich die Umsetzung schwer zu Ende führen.The treatment of the metal-pyridine reaction product with water is preferably carried out at an elevated temperature, which is at least 40 ° C and especially between 80 and 120 ° C. The upper temperature limit here becomes common determined by the boiling point of the reaction mixture; this can rise to over 120 ° C be increased, e.g. B. by adding higher-boiling diluents such as dimethylaniline, or by applying positive pressure. Thus, the present method can also be used for Temperatures above 120 ° C can be carried out. When using temperatures below 40 ° C, the reaction mixture tends to become too thick and lumpy. In this In this case, the implementation is difficult to complete.

Die Behandlung des Metall-Pyridin-Umsetzungsproduktes mit Wasser kann in einfacher Weise durch Vermischen bei der gewünschten erhöhten Temperatur durchgeführt werden. Das Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt und das Wasser können zunächst bei einer niedrigeren Temperatur gemischt und dann oder gleichzeitig auf die gewünschte erhöhte Temperatur erwärmt werden. Diese Erwärmung kann in einer nachfolgenden Behandlung, beispielsweise in einer Destillationsbehandlung, und muß nicht unbedingt während der Behandlungsstufe erfolgen, obwohl die während der Wasserbehandlung auftretende heftige Reaktion eine zweckmäßige Wärmequelle darstellt. Vorzugsweise wird das Verfahren derart durchgeführt, daß kaltes Wasser langsam unter Rühren dem Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt mit einer solchen Geschwindigkeit zugesetzt wird, daß die Mischung bei der gewünschten Temperatur ohne Überhitzung gehalten wird. Hierbei kann gekühlt werden.The treatment of the metal-pyridine reaction product with water can carried out in a simple manner by mixing at the desired elevated temperature will. The metal-pyridine reaction product and the water can initially be mixed at a lower temperature and then or simultaneously to the desired increased temperature. This warming can be used in a subsequent treatment, for example in a distillation treatment, and does not necessarily have to be during of the treatment stage, although that which occurs during the water treatment violent reaction is a convenient source of heat. Preferably the method carried out so that cold water slowly stirring the metal-pyridine reaction product is added at such a rate that the mixture is at the desired rate Temperature is maintained without overheating. This can be used for cooling.

Das Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt oder die noch einen Überschuß an Pyridin enthaltende Mischung kann vor der Behandlung mit Wasser mit einer inerten Flüssigkeit verdünnt werden. Für diesen Zweck geeignete inerte Flüssigkeiten sind Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Trimethylbenzole.The metal-pyridine reaction product or the still an excess of pyridine-containing mixture can before treatment with water with an inert Liquid to be diluted. Inert liquids suitable for this purpose are Hydrocarbons such as trimethylbenzenes.

Die Menge an Wasser soll mindestens 1 Mol und vorzugsweise zwischen 1,75 und 2,5 Mol je Äquivalent an Metall in dem Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt betragen. Gewünschtenfalls können auch größere Mengen angewendet werden, jedoch kann durch eine so starke Verdünnung die nachfolgende Isolierung des Produktes schwierig werden. Bei Anwendung geringerer Mengen ergibt sich eine weniger vollkommene Umsetzung, und die Reaktionsmischung wird dicker und läßt sich nicht so leicht handhaben. . Indem Fall der Behandlung eines Natrium-Pyridin-Umsetzungsproduktes hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, eine Wassermenge zu verwenden, die im wesentlichen 2,2 Mol je Äquivalent des verwendeten Natriums beträgt. Bei Anwendung einer solchen Wassermenge scheidet sich .das sich während der Behandlung bildende Natriumhydroxyd als flüssige Phase ab, welche im wesentlichen das ganze Wasser enthält, so daß die flüssige organische Phase, welche die Bipyridyle und den Pyridinüberschuß enthält, praktisch trocken zurückbleibt. Wenn der Anteil an Wasser verringert wird, so besteht die Tendenz, daß sich das Natriumhydroxyd in fester Form abscheidet, und wenn die Wassermenge vergrößert wird, so wird die organische Phase mehr Wasser zurückhalten. Diese Ausführungsform des Verfahrens ist besonders vorteilhaft, da hierbei eine sehr einfache und wirksame Abscheidung des Natriumhydroxyds erfolgt und eine chemische Behandlung und umständliche Filtrierbehandlungen vermieden werden; auch ist es nicht erforderlich, eine besondere Trockenbehandlung einzuschalten, bevor die Weiterbehandlung der rohen Bipyridyl-Pyridin-Mischung, beispielsweise durch Destillation erfolgt. In diesem Fall kann die Mischung, welche durch Behandlung des Metall-Pyridin-Umsetzungsproduktes mit Wasser erhalten wird, bei einer Temperatur über 80°C, jedoch unterhalb des Siedepunktes der Mischung und vorzugsweise bei 100'C gehalten werden, worauf man die Mischung sich in zwei flüssige Phasen abscheiden läßt, die wäßrige Natriumhydroxydlösung abtrennt und entfernt. Die Mischung wird zweckmäßig, wie erwähnt, heiß gehalten, wodurch die Möglichkeit des Festwerdens der wäßrigen Natriumhydroxydphase verringert wird und die organische Phase mit nur 0,1 bis 0,2 Gewichtsprozent Wasser anfällt.The amount of water should be at least 1 mole and preferably between 1.75 and 2.5 moles per equivalent of metal in the metal-pyridine reaction product. If desired, larger amounts can also be used, but such a strong dilution can make the subsequent isolation of the product difficult. If smaller amounts are used, the reaction will be less complete and the reaction mixture will be thicker and less easy to handle. . In the case of the treatment of a sodium-pyridine reaction product, it has been found to be particularly advantageous to use an amount of water which is essentially 2.2 moles per equivalent of sodium used. If such an amount of water is used, the sodium hydroxide which forms during the treatment separates out as a liquid phase, which contains essentially all of the water, so that the liquid organic phase, which contains the bipyridyls and the excess pyridine, remains practically dry. If the amount of water is decreased, the sodium hydroxide will tend to separate out in solid form, and if the amount of water is increased, the organic phase will retain more water. This embodiment of the method is particularly advantageous because it results in a very simple and effective separation of the sodium hydroxide and a chemical treatment and cumbersome filter treatments are avoided; nor is it necessary to include a special dry treatment before the further treatment of the crude bipyridyl-pyridine mixture, for example by distillation, takes place. In this case, the mixture, which is obtained by treating the metal-pyridine reaction product with water, can be kept at a temperature above 80 ° C., but below the boiling point of the mixture and preferably at 100 ° C., whereupon the mixture is in can separate two liquid phases, the aqueous sodium hydroxide solution is separated and removed. As mentioned, the mixture is expediently kept hot, which reduces the possibility of the aqueous sodium hydroxide phase solidifying and the organic phase is obtained with only 0.1 to 0.2 percent by weight of water.

Der Ausschluß von Luft und Sauerstoff kann bis zu einem befriedigenden Grad dadurch erfolgen, daß das Verfahren in einem Gefäß durchgeführt wird, welches mit Stickstoff gespült worden ist und wobei auch noch während des Wasserzusatzes ein langsamer Stickstoffstrom durch das Reaktionsgefäß geleitet wird.The exclusion of air and oxygen can be up to a satisfactory level Degree done by the fact that the process is carried out in a vessel which has been flushed with nitrogen and also during the addition of water a slow stream of nitrogen is passed through the reaction vessel.

Es ist nicht erforderlich, Vorkehrungen für den vollkommenen Ausschluß von Luft oder Sauerstoff zu treffen, denn das Vorhandensein von geringen Spuren dieser Gase, in dem Stickstoff oder in dem Wasser gelöst, ist nicht schädlich. Der Verlauf der Umsetzung ist nicht klar, jedoch verläuft die Umsetzung sehr rasch und ist gewöhnlich im Verlauf einer Stunde beendet.There is no need to take precautions for total exclusion of air or oxygen, because the presence of small traces these gases, dissolved in nitrogen or in water, are not harmful. Of the The process of implementation is not clear, but implementation is very rapid and usually finishes in an hour.

Die Isolierung der Bipyridyle kann in bekannter Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch fraktionierte Destillation und/oder Auskristallisieren des Produktes. Besonders zweckmäßig ist es, das die Bipyridyle enthaltende Rohprodukt zunächst in verdünnter Säure aufzulösen und die unlöslichen Bestandteile abzuscheiden, dann die sich ergebende verdünnte Säurelösung zu neutralisieren und mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, vorzugsweise bei erhöhtes Temperatur, zu extrahieren. Die Bipyridyle werden auf diese Weise in Form einer Lösung in dem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel erhalten und können durch Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen werden. Das 4,4'-Bipyridyl kann in der Form seines Hydrats gewonnen werden, und zwar beispielsweise durch Zusatz von Wasser zu einer kalten Lösung der gemischten Bipyridyle in dem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie sie beispielsweise durch das obenerwähnte Extraktionsverfahren erhalten werden kann.The isolation of the bipyridyls can be carried out in a known manner , for example by fractional distillation and / or crystallization of the product. It is particularly useful to use the crude product containing the bipyridyls first dissolve in dilute acid and separate the insoluble components, then neutralize the resulting dilute acid solution and with a Water immiscible organic solvent, preferably at elevated temperature, to extract. The bipyridyls are in this way in the form of a solution in the organic solvents which are immiscible with water can be obtained through Evaporation of the solvent can be obtained. The 4,4'-bipyridyl can be in the form its hydrate can be obtained, for example by adding water not to a cold solution of the mixed bipyridyls in the one with water mixable organic solvents such as those obtained by the extraction method mentioned above can be obtained.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren hat den Vorteil, daß die Umwandlung von Pyridin in Bipyridyle vereinfacht wird. Auch werden viele Nachteile und Gefahren der bisher bekannten Verfahren vermieden; besonders werden eine lange Oxydationsdauer, Bildung von explosiven Pyridin-Sauerstoff-Mischungen, Verlust an Pyridin und flüchtigen Produkten, in dem Strom des gasförmigen Oxydationsmittels und das Erfordernis des Durchleitens von inerten Gasen durch die Apparatur und die Bildung von Nebenprodukten vermieden.The method forming the subject of the invention has the advantage that the conversion of pyridine into bipyridyls is simplified. Also many will Disadvantages and dangers of the previously known methods avoided; become special a long period of oxidation, formation of explosive pyridine-oxygen mixtures, Loss of pyridine and volatile products in the oxidant gas stream and the need to pass inert gases through the apparatus and the Avoided formation of by-products.

Die rohe Mischung an Bipyridylen, welche durch das vorliegende Verfahren in gewissen Fällen erhalten wird, enthält einen höheren Anteil des 4,4'-Isomeren, als es bei den Rohbipyridylen der Fall ist, wie sie durch die bisher übliche Oxydation hergestellt worden sind.The crude mixture of bipyridyls produced by the present process obtained in certain cases contains a higher proportion of the 4,4'-isomer, than is the case with the raw bipyridyls, as is the case with the oxidation that has hitherto been customary have been manufactured.

Die Teile und Prozentangaben in den folgenden Beispielen beziehen sich auf das Gewicht. Beispiel 1 46 Teile Natriummetall (2 Äquivalent) wurden in Form einer Dispersion in 92 Teilen Dimethylbenzol im Verlauf von 45 Minuten zu 632 Teilen Pyridin (8 Mol) unter Rühren in Stickstoffatmosphäre gegeben, so daß eine Temperatur von 90°C aufrechterhalten wurde. Nachdem die ganze Menge Natrium zugesetzt worden war, wurde die Mischung unter Rühren noch 15 Minuten bei 90°C gehalten, dann wurden 80 Teile Wasser (2,2 Mol pro Äquivalent Natrium) kontinuierlich zugesetzt. Die anfänglich heftige Wärmeentwicklung durch die Reaktion wurde durch Kühlen gedämpft, so daß die Temperatur der Mischung zwischen 85 und 90°C gehalten wurde. Der Wasserzusatz erfolgte innerhalb von 15 Minuten, worauf die Mischung noch weitere 15 Minuten gerührt wurde. Die Farbe des Reaktionsproduktes änderte sich während des Zusatzes von Wasser von Schwarz in Braun. Das Produkt wurde auf 100°C erwärmt und bei dieser Temperatur ohne Rühren 1 Stunde lang gehalten, worauf die aus 740 Teilen bestehende obere organische Schicht von der aus 125 Teilen bestehenden unteren wäßrigen Schicht getrennt wurde. Weniger als 1 Teil der 80 Teile Natriumhydroxyd, welche sich bei der Reaktion bildeten, verblieben nach der Abtrennung in der oberen Schicht, und weniger als 1 Teil Pyridin wurde mit der unteren wäßrigen Schicht abgezogen.The parts and percentages in the following examples relate focus on the weight. Example 1 46 parts of sodium metal (2 equivalents) were in Disperse in 92 parts of dimethylbenzene over 45 minutes to give 632 Parts of pyridine (8 mol) are added with stirring in a nitrogen atmosphere, so that a Temperature of 90 ° C was maintained. After the whole amount of sodium is added the mixture was kept at 90 ° C. for a further 15 minutes, with stirring, then 80 parts of water (2.2 moles per equivalent of sodium) were added continuously. The initially violent development of heat due to the reaction was dampened by cooling, so that the temperature of the mixture was kept between 85 and 90 ° C. The addition of water took place within 15 minutes, after which the mixture was stirred for a further 15 minutes became. The color of the reaction product changed with the addition of water from black to brown. The product was heated to 100 ° C and at this temperature held without stirring for 1 hour, whereupon the upper organic consisting of 740 parts Layer was separated from the lower aqueous layer consisting of 125 parts. Less than 1 part of the 80 parts sodium hydroxide that formed in the reaction, remained in the upper layer after separation, and less than 1 part of pyridine was withdrawn with the lower aqueous layer.

Die organische Schicht wurde fraktioniert destilliert; es wurden 476 Teile Pyridin wiedergewonnen sowie eine Mischung aus 0,2 Teilen 2,2'-Bipyridyl, 5 Teilen 2,4'-Bipyridyl und 49 Teilen 4,4'-Bipyridyl erhalten. Beispiel 2 Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde mit der Abwandlung wiederholt, daß die Umsetzung zwischen Natrium und Pyridin und der nachfolgende Wasserzusatz bei 100°C erfolgten. Es wurden 471 Teile Pyridin wiedergewonnen und eine Mischung aus 0,2 Teilen 2,2'-Bipyridyl, 4 Teilen 2,4'-Bipyridyl und 42 Teilen 4,4'-Bipyridyl erhalten.The organic layer was fractionally distilled; there were 476 Parts of pyridine recovered and a mixture of 0.2 parts of 2,2'-bipyridyl, 5 parts of 2,4'-bipyridyl and 49 parts of 4,4'-bipyridyl were obtained. Example 2 The way of working of Example 1 was repeated with the modification that the reaction between Sodium and pyridine and the subsequent addition of water were carried out at 100 ° C. There were 471 parts of pyridine recovered and a mixture of 0.2 parts of 2,2'-bipyridyl, 4 parts of 2,4'-bipyridyl and 42 parts of 4,4'-bipyridyl were obtained.

Beispiel 3 Eine Mischung von 12 Teilen Magnesiumdrehspänen und 395 Teilen Pyridin wurde unter Rückflußbedingungen erwärmt, wobei die Umsetzung durch Zusatz von 2 Teilen einer 33 °/oigen Dispersion von Natriummetall in Trimethylbenzol eingeleitet wurde. Die Umsetzung wurde 2 Stunden lang fortgesetzt, wobei ein Stickstoffstrom durch das Reaktionsgefäß geleitet wurde. Dann wurden 35 Teile Wasser (2 Mol pro Äquivalent Magnesium) unter Rühren im Verlauf von 15 Minuten zugesetzt, die sich ergebende Mischung weitere 15 Minuten gerührt und dann fraktioniert destilliert. Es wurden so 288 Teile Pyridin wiedergewonnen und eine Mischung aus 1 Teil 2,2'-Bipyridyl, 3 Teilen 2,4'-Bipyridyl und 41 Teilen 4,4'-Bipyridyl erhalten. Diese Ausbeute an 4,4'-Bipyridyl entspricht 38 °/o der Theorie, bezogen auf das verbrauchte Pyridin. Beispiel 4 Eine Mischung von 36,4 Teilen Magnesiumdrehspänen und 1264 Teilen Pyridin wurde unter Rückfluß erwärmt, wobei die Umsetzung durch Zusatz von 3 Teilen einer 33 °/oigen Dispersion von Natriummetall in Trimethylbenzol eingeleitet wurde. Die Reaktion wurde dann 6 Stunden bei einer Temperatur von 105 bis 110°C unter Einleitung von Stickstoff durchgeführt. Dann wurden unter Rühren im Verlauf von 30 Minuten 120 Teile Wasser (2,2 Mol pro Äquivalent Magnesiummetall) zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung auf 105 bis 110°C gehalten wurde. Ein Teil des Reaktionsproduktes (eine Hälfte, d. h. 710 Teile) wurde fraktioniert destilliert. Die hierbei erhaltenen Produkte bestanden aus 419 Teilen Pyridin und einer Mischung aus 4 Teilen 2,2'-Bipyridyl, 12 Teilen 2,4'-Bipyridyl und 63 Teilen 4,4'-Bipyridyl. Die Ausbeute an 4,4'-Bipyridyl entspricht 30 °/o der Theorie, bezogen auf das verbrauchte Pyridin. Beispiel s Eine Mischung von 132g trockenem Pyridin (Wassergehalt geschätzt 0,010/, nach der Karl-Fischer-Methode) und 4 g Magnesiumdrehspäne wurden verrührt und auf Rückflußtemperatur in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt, wobei 2 ccm einer 25 0/jgen Dispersion von Natrium in Trimethylbenzol zugesetzt wurden. Die Rückflußbehandlung wurde 1 Stunde und 25 Minuten lang fortgesetzt; dann wurde die Reaktionsmischung auf 90°C abgekühlt, und im Verlauf von 10 Minuten wurden 25 ccm Wasser zugesetzt. Eine Analyse des Produktes ergab, daß dieses 14,3 g 4,4'-Bipyridyl enthielt. Es wurden 100 g nicht umgesetztes Pyridin wiedergewonnen. Beispiel 6 Die Arbeitsweise des Beispiels 5 wurde mit der Abwandlung wiederholt, das 200 ccm trockenes sauerstofffreies Trimethylbenzol (eine handelsübliche Mischung der Isomeren) der heißen Reaktionsmischung zugesetzt wurden, die dann unter Rühren auf etwa 20°C abgekühlt und mit 25 ccm Wasser verrührt wurde. Es wurden 14,6 g 4,4'-Bipyridyl erhalten und 100 g nicht umgesetztes Pyridin wiedergewonnen.Example 3 A mixture of 12 parts of magnesium turnings and 395 Portions of pyridine was heated to reflux, the reaction going through Addition of 2 parts of a 33% dispersion of sodium metal in trimethylbenzene was initiated. The reaction was continued for 2 hours with a nitrogen flow was passed through the reaction vessel. Then 35 parts of water (2 mol per Equivalent of magnesium) was added with stirring over the course of 15 minutes resulting mixture stirred for an additional 15 minutes and then fractionally distilled. There were thus 288 parts of pyridine recovered and a mixture of 1 part of 2,2'-bipyridyl, 3 parts of 2,4'-bipyridyl and 41 parts of 4,4'-bipyridyl were obtained. This yield at 4,4'-bipyridyl corresponds to 38% of theory, based on the pyridine consumed. Example 4 A mixture of 36.4 parts of magnesium turnings and 1264 parts of pyridine was heated to reflux, the reaction by adding 3 parts of a 33% dispersion of sodium metal in trimethylbenzene was initiated. the Reaction was then carried out for 6 hours at a temperature of 105 to 110 ° C with initiation carried out by nitrogen. Then were stirred for 30 minutes 120 parts of water (2.2 moles per equivalent of magnesium metal) are added, the temperature the mixture was kept at 105 to 110 ° C. Part of the reaction product (a Half, d. H. 710 parts) was fractionally distilled. The Products consisted of 419 parts of pyridine and a mixture of 4 parts of 2,2'-bipyridyl, 12 parts of 2,4'-bipyridyl and 63 parts of 4,4'-bipyridyl. The yield of 4,4'-bipyridyl corresponds to 30% of theory, based on the pyridine consumed. Example s one Mixture of 132g dry pyridine (water content estimated 0.010 /, according to the Karl Fischer method) and 4 g of magnesium turnings were stirred and refluxed in a nitrogen atmosphere heated, with 2 cc of a 25 0 / jgen dispersion of sodium in trimethylbenzene added became. The reflux treatment was continued for 1 hour and 25 minutes; then the reaction mixture was cooled to 90 ° C, and over 10 minutes were 25 cc of water were added. Analysis of the product indicated that it was 14.3 g of 4,4'-bipyridyl contained. 100 g of unreacted pyridine was recovered. Example 6 The The procedure of Example 5 was repeated with the modification that the 200 ccm dry oxygen-free trimethylbenzene (a commercially available mixture of isomers) der hot reaction mixture were added, which was then cooled to about 20 ° C. with stirring and was stirred with 25 cc of water. 14.6 g of 4,4'-bipyridyl were obtained and Recovered 100 g of unreacted pyridine.

Beispiel ? Die Arbeitsweise des Beispiels 5 wurde bis zur Beendigung der Rückflußbehandlung wiederholt. Dann wurde die Reaktionsmischung zur Beseitigung von unverändertem Pyridin unter verringertem Druck bis zu einer Temperatur von 80°C destilliert und mit 200 ccm trockenem sauerstofffreiem Trimethylbenzol versetzt. Die sich ergebende Mischung wurde unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt und bei dieser Temperatur mit 25 cem Wasser versetzt. Es wurden 14,6 g 4,4'-Bipyridyl erhalten und 98 g nicht umgesetztes Pyridin wiedergewonnen.Example ? The procedure of Example 5 was followed to completion the reflux treatment repeated. Then the reaction mixture became for disposal of unchanged pyridine under reduced pressure up to a temperature of 80 ° C distilled and with 200 cc of dry, oxygen-free trimethylbenzene offset. The resulting mixture was cooled to room temperature with stirring and mixed with 25 cem of water at this temperature. There were 14.6 g of 4,4'-bipyridyl obtained and recovered 98 g of unreacted pyridine.

Beispiel 8 Die Umsetzung einer Mischung von 10g Aluminiumpulver und 399 g trockenem Pyridin wurde durch Zusatz von 3 g Mercurichlorid eingeleitet und während 33/4 Stunden bei 116°C durchgeführt. Der Mischung wurden dann 25 g Wasser zugesetzt. Die Menge an gebildetem 4,4'-Bipyridyl betrug 14,3 g, entsprechend einer theoretischen Ausbeute von 16 °/o, bezogen auf Aluminium, oder von 17 °/o, bezogen auf verbrauchtes Pyridin. Beispiel 9 Die Umsetzung einer Mischung von 10g Aluminiumpulver und 150 g trockenem Pyridin wurde durch Zusatz von 3 g Mereurichlorid eingeleitet, worauf mit 150 g N,N-Dimethylanilin versetzt und die Rückflußbehandlung während 33/4 Stunden bei 116°C durchgeführt wurde. Die Mischung wurde mit 25 g Wasser behandelt. Es wurden so 1,7 g 4,4'-Bipyridyl gebildet, was einer Ausbeute von 2 °/a, bezogen auf Aluminium, und von 70/" bezogen auf verbrauchtes Pyridin, entspricht. Beispiel 10 Die Umsetzung einer Mischung von 10g Aluminiumpulver, 150 g Pyridin und 250 g N,N-Dimethylanilin wurde durch Zusatz von 3 g Mercurichlorid eingeleitet und die Mischung 33/4 Stunden lang bei 116°C am Rückflußkühier behandelt. Die sich ergebende Mischung wurde mit 25 g Wasser behandelt. Es wurden 2,9 g 4,4'-Bipyridyl gewonnen, was einer Ausbeute von 3 °/o, bezogen auf Aluminium, oder 5 bezogen auf verbrauchtes Pyridin, entspricht.Example 8 The reaction of a mixture of 10 g of aluminum powder and 399 g of dry pyridine was initiated by adding 3 g of mercuric chloride and carried out at 116 ° C. for 33/4 hours. 25 grams of water was then added to the mixture. The amount of 4,4'-bipyridyl formed was 14.3 g, corresponding to a theoretical yield of 16%, based on aluminum, or 17%, based on pyridine consumed. Example 9 The reaction of a mixture of 10 g of aluminum powder and 150 g of dry pyridine was initiated by adding 3 g of mereurichloride, whereupon 150 g of N, N-dimethylaniline were added and the reflux treatment was carried out at 116 ° C. for 33/4 hours. The mixture was treated with 25 g of water. 1.7 g of 4,4'-bipyridyl were thus formed, which corresponds to a yield of 2 ° / a, based on aluminum, and 70 / " based on pyridine consumed. Example 10 The conversion of a mixture of 10 g of aluminum powder, 150 g of pyridine and 250 g of N, N-dimethylaniline were introduced by adding 3 g of mercuric chloride and the mixture was refluxed for 33/4 hours at 116 ° C. The resulting mixture was treated with 25 g of water. 9 g of 4,4'-bipyridyl obtained, which corresponds to a yield of 3%, based on aluminum, or 5 based on pyridine consumed.

Beispiel 11 Die Umsetzung einer Mischung von 10g Aluminiumpulver und 528 g trockenem Pyridin wurde durch Zusatz von 3 g Mereurichlorid und 2 g Natrium eingeleitet. Die Mischung wurde 21/2 Stunden lang am Rückflußkühler behandelt und dann mit 15 g Wasser versetzt. Es wurden 14,3 g 4,4'-Bipyridyl gewonnen, was einer Ausbeute von 16 °/o der Theorie, bezogen auf Aluminium, oder 18 °/o der Theorie, bezogen auf verbrauchtes Pyridin, entspricht.Example 11 The reaction of a mixture of 10 g of aluminum powder and 528 g of dry pyridine was initiated by adding 3 g of meric chloride and 2 g of sodium. The mixture was refluxed for 21/2 hours and then 15 g of water were added. 14.3 g of 4,4'-bipyridyl were obtained, which corresponds to a yield of 16% of theory, based on aluminum, or 18% of theory, based on pyridine consumed.

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Bipyridylen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metall-Pyridin-Umsetzungsprodukt, das auf mindestens 70°C in Gegenwart eines freien Pyridins erwärmt worden ist, mit mindestens 1 Mol Wasser je Äquivalent Metall behandelt wird.Claim: Process for the production of bipyridyls, thereby characterized in that a metal-pyridine reaction product heated to at least 70 ° C has been heated in the presence of a free pyridine with at least 1 mole of water per equivalent of metal is treated.
DEJ23317A 1962-03-14 1963-03-08 Process for the production of bipyridyls Pending DE1206434B (en)

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