DE1221237B

DE1221237B - Verfahren zur Herstellung von Tetraamino-benzochinon-1, 4

Info

Publication number: DE1221237B
Application number: DEF38586A
Authority: DE
Inventors: Dr Erhart Winkelmann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1962-12-18
Filing date: 1962-12-18
Publication date: 1966-07-21
Also published as: AT244937B; DK118464B; GB1037778A; BE641492A; SE327418B; CH441357A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C07c

Deutsche KI.: 12 q-32/20

Nummer: 1221237

Aktenzeichen: F 38586IV b/12 q

Anmeldetag: 18. Dezember 1962

Auslegetag: 21. Juli 1.966

Nach Patent 1 167 359 wird Tetraamino-benzochinon-1,4 durch Umsetzung von Chloranil mit Phthalimidkalium zu Tetraphthälimido - benzochinon-1,4 und anschließender Solvolyse mit Hydrazin hergestellt. Bei diesem Verfahren werden jedoch so große Mengen an Hydrazin benötigt, daß eine technische Durchführung viel zu teuer würde.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Tetraamino-benzochinon-1,4 gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 2,5-Diacylamino-3,6-diamino - benzochinone - 1,4 oder 2,5 - Diacylamino-3,6-diamino-hydrochinone der allgemeinen Formeln I und II

NH-CO —R

R — CO — HN

in der R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder deren Salze mit konzentrierter Schwefelsäure erwärmt und die beim Verdünnen mit Wasser anfallenden Monosulfate des Tetraamino-benzochinons-M oder des Tetraamino-hydrochinons mit alkalischer Lösung, gegebenenfalls unter Einleiten von Luft, behandelt.

Die Reaktion ist auf einfache Weise mit billigen Mitteln auch in großem Maßstab durchführbar und liefert sehr gute Ausbeuten.

Der Verlauf der Reaktion ist überraschend. Es ist nämlich einerseits bekannt, daß man durch Einwirkung von Chlorwasserstoffsäure sowohl· auf 2,5-Diacetylamino-3,6-dialkylamino-benzochinone-l,4 als auch auf die entsprechenden Hydrochinone unter beidseitigem Ringschluß 2,6 - Dimethyl - 4,8 - dioxo-4,8-dihydro- 1,5-dialkyl-benzo- [l,2,4,5]-bis-imidazole bzw. die entsprechenden 4,8 - Dihydroxy - verbindungen erhält (vgl. A. M a r χ e r , HeIv. chim. Acta, Bd. 44 [1961], S. 762; deutsche Auslegeschrift 1109 176). Auch mit anderen Säuren, wie z.B.

Verfahren zur Herstellung

von Tetraamino-benzochinon-1,4

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüm'ng, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:
Dr. Erhart Winkelmann,
Frankfurt/M.-Sossenheim

Essigsäure, Schwefelsäure und Polyphosphorsäure, ist nach Marxer der Imidazol-Ringschluß möglich. Versuche des Erfinders haben diese Befunde bestätigt; so erhält man z. B. bei Verwendung von konzentrierter Schwefelsäure die entsprechenden 2,6 - Dimethyl - 4,8 - dioxo - 4,8 - dihydro -1,5 - dialkylbenzo - [1,2,4,5] - bis - imidazole, wenn auch nur in mäßiger Ausbeute in einem schwer trennbaren Gemisch mit chinhydronartigen Verbindungen.

Andererseits ist bekannt, daß bei der sauren Hydrolyse von 2,5-Bis-diäthylamino-3,6-bis-acetamido-benzochinon-1,4 mit 2n-Salzsäure das 2,5-Dihydroxy - 3,6 - bis - acetamido - benzochinon -1,4 entsteht (R. Neeff und O. Bayer, Chem. Ber., Bd. 90 [1957], S. 1137 bis 1145). Nach diesem Stand der Technik war zu erwarten, daß auch in 3,6-Stellung unsubstituierte 2,5-Diacylamino-3,6-diaminobenzochinone-1,4 bzw. -hydrochinone bei Einwirkung von Mineralsäuren entweder zu Bis-imidazolverbindungen cyclysiert oder durch Abspaltung der Aminogruppen zu Dihydroxyverbindungen solvolysiert würden. Dieses nach dem Stand der Technik gegebene Vorurteil ist unter anderem der Grund dafür, daß das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Tetraamino-benzochinon-1,4 bisher nicht beschrieben wurde.

Die Eigenart der Umsetzung mit konzentrierter Schwefelsäure gemäß der Erfindung geht auch aus Befunden des Erfinders hervor, nach denen bei Einwirkung von konzentrierter Salzsäure auf 2,5-Diacetyl- amino- 3,6- diamino-hydrochinon in Analogie zu der Reaktionsweise der entsprechenden Diacetylamino - dialkylamino - verbindungen ein zweifacher Ringschluß zu 2,6 - Dimethyl - 4,8 - dihydroxy - benzo- [1,2,4,5]-bis-imidazol erfolgt.

609 590/383

Die nach dem Verfahren der Erfindung als Ausgangsstoffe verwendbaren 2,5-Diacylamino-benzochinone-1,4 können nach einem Vorschlag aus den entsprechenden 2,5 - Diacylamino - 3,6 - dihalogenbenzochinonen-1,4 mit Ammoniak dargestellt werden. Nach dem Verfahren der Erfindung werden die entsprechenden Diacetyl-, Dipropionyl-, Dibutyryl-, Diisobutyryl-, Divaleryl-, Diisovaleryl-, Diacryl-, Dicrotonyl- oder Bis - 2,2 - dimethylacryl - aminoverbindungen umgesetzt. Die 2,5-Diacylamino-3,6-dihalogen-benzochinone-1,4 ihrerseits erhält man durch Acylierung der entsprechenden 2,5-Diamino-3,6-dihalogen-benzochinone-1,4 nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch Umsetzung mit den entsprechenden Carbonsäure-anhydriden. Die nach dem Verfahren der Erfindung ebenfalls als Ausgangsstoffe verwendbaren 2,5-Diacylamino-3,6-diaminohydrochinone können aus den 2,5-Diacylamino-3,6 - diamino - benzochinonen -1,4 durch Reduktion nach bekannten Methoden, z. B. mittels Natriumdithionit oder Zinn(II)-chlorid in konzentrierter Salzsäure erhalten werden.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung löst man das betreffende 2,5-Diacylamino-3,6-diamino-benzochinon-1,4, vorzugsweise das leicht zugängliche 2,5 - Diacetylamino - 3,6 - diamino - benzochinon-1,4, in überschüssiger konzentrierter Schwefelsäure, vorteilhaft unter Erwärmen. Danach wird die tiefgefärbte Lösung gekühlt und mit Wasser versetzt, wobei das schwefelsaure Salz der Tetraaminoverbindung ausfällt. Dieses Salz wird durch Behandeln mit wäßrig alkalischen Lösungen in Tetraaminobenzochinon-1,4 übergeführt.

In analoger Weise wird das Verfahren mit einem 2,5 - Diacylamino - 3,6 - diamino - hydrochinon durchgeführt. In der letzten Reaktionsstufe wird hier das entstandene Tetraamino-hydrochinon beim Freisetzen aus seinem schwefelsauren Salz durch Luftsauerstoff zum Tetraamino-benzochinon-1,4 oxydiert. Diese Oxydation kann durch Schütteln oder intensives Rühren des Reaktionsgemisches oder durch Einleiten von Luft gefördert werden.

Die zur Lösung des Ausgangsmaterials verwendete Schwefelsäuremenge beträgt vorteilhaft das fünfbis zehnfache Volumen der eingesetzten Substanzmenge; beispielsweise löst man 1 g Substanz in 5 bis 10 ecm konzentrierter Schwefelsäure. Die Dauer des Lösungsvorgangs hängt von der Reaktionstemperatur ab und dauert wenige Minuten bis zu einer Stunde. Die Reaktionstemperatur kann zwischen 20 und 100° C, vorzugsweise bei 70 bis 80⁰C, liegen. Nach dem Abkühlen der Lösung wird mit dem gleichen bis vierfachen Volumen, vorteilhaft mit dem doppelten Volumen Wasser versetzt und durch intensive Kühlung dafür gesorgt, daß die Reaktionstemperatur bei der Hydrolyse 70⁰C nicht überschreitet; vorteilhaft liegt die Temperatur bei dieser Reaktionsstufe zwischen 30 und 50⁰C. Als alkalische Reaktionsmedien können wäßrige, beispielsweise 10%ige Lösungen von Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat, Natriumacetat oder Ammoniak verwendet werden.

Tetraamino-benzochinon-1,4 stellt ein wertvolles Zwischenprodukt, insbesondere zur Synthese von Arzneimitteln dar. So sind z. B. die daraus durch Umsetzen mit Chlorameisensäureestern herstellbaren 2,5 - Dicarbalkoxy - 3,6 - diamino - benzochinone -1,4 gegen Coccidiose wirksam.

Beispiel 1
Tetraamino-benzochinon-1,4

100 g 2,5 - Diacetylamino - 3,6 - diamino - benzochinon-1,4 werden unter Rühren in 750 ml konzentrierter Schwefelsäure eingetragen. Die Suspension erwärmt sich auf etwa 45 ⁰C, und in kurzer Zeit entsteht eine tiefrote Lösung. Die Lösung wird auf dem Dampfbad 1 Stunde lang unter Rühren auf 70 bis 80⁰C erwärmt. Danach kühlt man die Reaktionslösung durch Einstellen in Eiswasser und tropft unter weiterem Rühren bei 20 bis 25°C 2000 ml Wasser hinzu; dabei fällt das Tetraamino-benzochinon-l,4-sulfat in roten Kristallen aus. Das Produkt wird unter vermindertem Druck abfiltriert und wiederholt mit Wasser gewaschen, bis das Waschwasser nicht mehr mineralsauer reagiert. Anschließend wird das noch feuchte Salz unter Rühren anteilsweise in 750 ml 10%ige Sodalösung eingetragen und etwa 15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Das erhaltene Chinon wird unter vermindertem Druck abfiltriert und zunächst anteilsweise mit wenig Wasser, danach mit Alkohol und schließlich mit Aceton gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 25 bis 50⁰C getrocknet.

Man erhält 52 g (80% der Theorie) Tetraaminobenzochinon-1,4 in Form von violetten Kristallen mit grünem Oberflächenglanz; der Zersetzungspunkt liegt bei 260⁰C.

Beispiel 2

Nach der im Beispiel 1 angegebenen Weise erhält man aus 2,5 - Dipropionyl - 3,6 - diamino - benzochinon-1,4 das Tetraamino-benzochinon-1,4 in einer Ausbeute von 73% der Theorie.

Beispiel 3

Nach der im Beispiel 1 angegebenen Weise erhält man aus 2,5-Dibutyrylamino-3,6-diamino-benzochinon-1,4 das Tetraamino-benzochinon-1,4 in einer Ausbeute von 62% der Theorie.

Beispiel 4

Nach der im Beispiel 1 angegebenen Weise erhält man aus 2,5-Diiso-butyrylamino-3,6-diamino-benzochinon - 1,4 das Tetraamino - benzochinon - 1,4 in einer Ausbeute von 55% der Theorie.

Beispiel 5

Nach der im Beispiel 1 angegebenen Weise erhält man. aus 2,5 - Divalerylamino - 3,6 - diamino - benzochinon - 1,4 das Tetraamino - benzochinon - 1,4 in einer Ausbeute von 76% der Theorie.

Beispiel 6

Nach der im Beispiel 1 angegebenen Weise erhält man aus 2,5-Bis-/S,^-dimethylacrylamino-3,6-diaminobenzochinon-1,4 das Tetraamino-benzochinon-1,4 in einer Ausbeute von 70% der Theorie;

Beispiel 7

6,5 g 2,5 - Diacetylamino - 3,6 - diamino - benzochinon-1,4 werden unter Rühren in 100 ml einer 10%igen Lösung von Natriumdithionit gegeben und 1 Stunde lang auf dem Dampfbad erhitzt. Der Verlauf der Reduktion ist am Farbumschlag von Dunkelrotbraun nach Graustichigfarblos erkennbar. Das so erhaltene Hydrochinonderivat wird unter vermin-

dertem Druck abfiltriert und nacheinander mit Wasser, Alkohol und Äther gewaschen. Die Ausbeute ist praktisch quantitativ.

6.5 g dieses Hydrochinons werden in 40 ml konzentrierter Schwefelsäure suspendiert und unter Rühren 30 Minuten lang auf 80⁰C erwärmt. Dabei entsteht eine klare Lösung, die nach Abkühlen mit Eiswasser tropfenweise mit 80 ml Wasser bei 20 bis 25 ⁰C versetzt wird, wobei das Tetraamino-hydrochinon-sulfat in farblosen Kristallen ausfällt. Dieses wird unter vermindertem Druck abfiltriert und nacheinander mit 50%igem Alkohol, mit reinem Alkohol und mit Äther gewaschen.

2.6 g Hydrochinonsulfat werden unter Rühren in 50 ml 10%ige Natriumbicarbonatlösung eingetragen, danach leitet man 15 Minuten lang Luft -in die Reaktionsmischung, wobei das Tetraamino-benzochinon-1,4 in violetten Kristallnadeln ausfällt. Das Produkt wird unter vermindertem Druck abfiltriert, nacheinander mit Wasser, Alkohol und Aceton gewaschen und schließlich im Vakuum bei 25 bis 5O⁰C getrocknet. Es ist identisch mit der nach Beispiel 1 hergestellten Substanz.

Claims

Patentanspruch:

25

Verfahren zur Herstellung von Tetraaminobenzochinon - 1,4, dadurch gekennzeichnet, daß man 2,5-Diacylamino-3,6-diamino-benzochinone-1,4 oder 2,5-Diacylamino-3,6-diamino-hydrochinone der allgemeinen Formeln I und II

H₂N

R —CO-

R — CO

NH-CO —R

NH₂

NH-CO —R

NH₂

OH

in der R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder deren Salze mit konzentrierter Schwefelsäure erwärmt und die beim Verdünnen mit Wasser anfallenden Monosulfate des Tetraamino-benzochinons-1,4 oder des Tetraamino-hydrochinons mit alkalischer Lösung, gegebenenfalls unter Einleiten von Luft, behandelt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 109 176;
HeIv. chim. Acta, Bd. 44 (1961), S. 762;
Chem. Ben, Bd. 90 (1957), S. 1137 bis 1145.