DE1695069A1 - Verfahren zur Herstellung von 3-Hydroxy-2-oxo-1(2H)-pyridinsulfonsaeure-Natriumsalz und von 2,3-Pyridindiol - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 3-Hydroxy-2-oxo-1(2H)-pyridinsulfonsaeure-Natriumsalz und von 2,3-PyridindiolInfo
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Description
»■ .
Dr. R. iCoenig^berger · 2172*
Dipl. Phya. n.. H: lnbauer
Pa.untan.'.äile
München 2, Bräuhausstralje 4/111
yerfahren zur Herstellung von 3-Hydroxv-2-oxo-l(2H)-pyrldinsulfonsäure-Natriumsalz und von 2.3-PyridIndlol
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Natriurasalzes der bisher night bekannten
3-Kydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure und des 2,3-PyridIndioIs.
Es wurde Überraschenderweise gefunden, dass man das Natriumsalz der bisher nicht bekannten 3-Hydroxy-2-oxol(2H)-pyridinsulfonsäure
aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen erhält, wenn man in wasserhaltigen Medium
auf Furfurol in beliebiger Reihenfolge Chlor oder eine Chlor abgebende Verbindung im Molverhältnis 1 zu Ibis 1,5,
gegebenenfalls unter Zusata von Katalysatoren, und bei einem pH-Wert unterhalb 2 Sulfaminsäure "einwirken lässt,
dann für einen mindestens äquimolaren Gehalt an Natriumionen
sorgt und das ausgeschiedene Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-oxo-1(2H)-pyridinsulfonsäure
ab trennt.
Das erflndungsgemäss erhaltene Natriumsalz ist eine reaktionsfähige, als Zwischenprodukt vielseitig verwendbare
Substanz. Wie weiter gefunden wurdj, kann man es leicht in 2,3-PyriUindiol umwandeln, indem man es mit
Wasser bei Raumtsmperatür aufbewahrt oder erwärmt.
Das 2,3-Pyridindiol kann auch aus dem die 3»Hydroxy-2-oxo-1
(2H)-p>v"idinsulfonsäurö anthaltenden Reaktionsgüinisch ohne
Isolierung das 'Natrlumsalzes erhalten werden, indem man
dieses? Roaktionsgemisch, gegebenanfalls nach Zusat2 eines
• * ■ *
OH935Q/2 1U0
BAD
1 6 9 ο C 3
einen mindestens äquimolaren Gehalt an Natriumionen gewährleistenden
Stoffes oder Stoffgemisches} bei Raumtemperatur aufbewahrt oder erwärmt.
Als Reaktionsmedium für Chlorierung und Umsetzung mit Sulfaminsäure kann Wasser dienen; bei hohen Konzentrationen
'" der Reaktionskomponenten empfiehlt es sich, ein Gemisch von
Wasser und einem mit Wasser mischbaren oder in Wasser leicht löslichen Lösungsmittel zu verwenden, wie z.B.. Methanol, Aetnanol,
Propanol, Isopropanol, tert.Butanol, Methoxyäthanol,
Aethoxyäthanol, n-Butoxyäthanol, Dimethylformamid, Essigsäure
oder Dioxan.
Das Chlor kann z.B. in gasförmigem Zustand oder als Natriumhypochlorit zugeführt werden. Beispiele von geeigneten
Katalysatoren für die Chlorierung sind im Reaktionsgemisch lösliche Bromide und Jodide, wie Natriumbromid oder Kaliumiodid,
ferner andere anorganische Verbindungen, wie Molybdänsalze, die erfahrungsgemäss bei Oxydationen mit Halogen
die Ausbeuten erhöhen können. Die Chlorierung wird vorzugs-
weise in einem pH-Bereich unter 6 durchgeführt.
Sulfaminsäure, deren Menge vorzugsweise 0,5-1,5 Mol bezogen
auf Furfurol sein soll, kann als solche oder als eines ihrer Salze, wie das Natriumsalz oder das Ammoniumsalz, zu der mit
Chlor behandelten wässrigen Furfurollösung zugesetzt werden.
Die Reaktion wird vorzugsweise in stark saurer, z.B. in 1-n.
bis 3-n. mineralsaurer Lösung durchgeführt, wobei zu berücksichtigen ist, dass im Laufe der Chlorierung das eingesetzte
Chlor praktisch vollständig in Salzsäure umgewandelt wird.
Der in Jeder Phase der erfindungsgemässen Reaktionsfolge
gewünschte pH-Wert kann, sofern er nicht bereits durch die
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169.5QS9
Reaktionskomponenten und Reaktionsprodukte in geeigneter Weise eingestellt wird, durch Zugabe von basisch oder
sauer reagierenden Verbindungen erreicht werden. Geeignete basische Verbindungen sind z.B. Hydroxyde, Carbonate oder
Acetate der Alkalimetalle oder des Ammoniuraions. Geeignete
saure Verbindungen sind z.B. Salzsäure, Schwefelsäure und saure Sulfate sowie organische Säuren wie z.B. Essigsäure.
Die Einwirkung von Chlor kann vor oder nach der Zugabe der Sulfaminsäure erfolgen, vorzugsweise erfolgt sie jedoch
vorher. Sie wird unterhalb 40° und oberhalb der Kristallisationstemperatur der Reaktionsmischung, Jedoch vorzugsweise
,zwischen -10° und 10°, ausgeführt.
Die Reaktion von Sulfaminsäure mit der gegebenenfalls bereits mit Chlor behandelten Furfurollösung erfolgt in eines ·
Temperaturbereich, welcher durch den Kristallisationspunkt· ' de· Reaktionsgemisches und den Siedepunkt desselben begrenzt
ist, vorzugsweise jedoch zwischen 0° und 20°.
Wünscht man nach der letztgenannten Reaktion das Natriussalz der 3-hydroxy-2-oxo-l(2h)-pyridinsulfonsäure zu isolieren, müssen mindestens äquimolare Mengen Natriusionen
im Reaktionsgemisch vorhanden sein oder nach der Reaktion zugesetzt werden. Verbindungen, welche geeignet sind, Natriusionen su liefern, sind Natriumhydroxyd oder Natriumsalze wie
Natriumchlorid, Natriumsulfat, Natriumacetat, Natriucsulfasat,
Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat. Das ausgefallene
Natriuasalz kann durch Filtration und Waschen, z.B. alt Aethanol,
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Wünscht man 2,3-PyrJdindiol herzustellen» kann man entveder
das isolierte Hatriumsalz der 3-Ilydro^y-2-oxo-l(2H)-pyridinsuTfonsaure
rait Wasser bei Raumtemperatur aufbewahren oder kurz erhitzen, wobei sich quantitativ 2,3-Pyridindiol
bildet j oder man kann das obengenannte Reaktionsgemisch, das.
gegebenenfalls, aber nicht notwendigerweise, eine äquimolare
Menge Natriumionen, d.h. das nicht abgetrennte KatriuEsalz
enthält, bei Raun temperatür aufbewahren oder es kurz zum
Siedepunkt erhitzen. Das gebildete 2,3-Pyridindiol wird abfiltriert oder durch Extraktion, z.B. mit Diäthyläther,
aus dem wässrigen Reaktionsgemisch isoliert. Endlich kann
can "auch eus der vom Natriumsalz abgetrennten Mutterlauge 2,3-Pyridindioi
durch Aufbewahren oder Erhitzen und nachfolgende Extraktion gewinnen.
Dos bis jefcr. t nur schwer erhältliche 2,3-Pyridindiol .ist
βμί Grund der vorliegenden Erfindung eine leicht zugängliche
Verbindung geworden{ scasss t-s nun auch in wirtschaftlicher
Hinsicht &is ausgezeichnetes Ausg&n£sn,eterial für die Her"
stellung von wertvollen organischer. V<jd.indungen gelten kann.
hue neue Verfahren wird durch C:* feilenden Beispiele
»:t ^yjiprl f die aber die Erfindur.r ; r. i-. einer-Weise beschrtr.ken.
OOSSEO/2 1 0 0
BAD ORIGINAL
165: "9
B e i s ρ i e 1 1 ^
a) 71,0 g Chlor (= 42,8 ml, gemessen bei -80° , 1,00 Mol)
werden unter gutem Rühren bei 0° durch ein zylindrisches Sinterglasrohr in eine Suspension von 96,1 g (1,00 Mol)
Furfurol in 700 ml Wasser innerhalb 30 Minuten eingeleitet. Das Furfurol geht im Verlauf der Reaktion in Lösung, zugleich
bildet sich eine geringe Menge (ca. 5 g) einer öligen Ausscheidung, die sich an den Wänden des Reaktionsgefässes
festsetzt. Hierauf lässt man ebenfalls unter Rühren bei 0° 4O/6ige Natronlauge zutropfenjbis pH 2 erreicht ist (ca. 200 g,
2,0 Mol). Das Reaktionsgemisch wird vom öligen Niederschlag dekantiert und mit Wasser auf 1000 ml verdünnt. Sofern die
schwach gelbe Lösung nicht sogleich weiter verarbeitet werden kann,^wird sie auf ca. -25°'/ gekühlt, bsi welcher Temperatur
sie ungefähr einen Tag ohne nennenswerte Veränderung aufbewahrt werden kann«
b) 30,0 g (0,31 Mol) pulverisierte Sulfaminsäure, 100 aal
Wasser xuid 60 ml konzentrierte Salzsäure werden in einem Einliterkolben
gemischt und die erhaltene Suspension auf -5°. gekühlt. 200 ml (ca. 0,20 Mol) einer 4 Wochen bei -25° gelagerten
Reaktionslösung gemäss a) werden auf einmal zugefügt und die Mischung eine Stunde bei 10° kräftig gerührt. Nach
ca. 5 Minuten beginnt das Natriumsalz der 3«Hydroxy-2-oxo-1(2H)-pyridinsulfonsäure
auszufallen, und die Mischung verwandelt sich rasch in sinen dünnen Brei. 350 ml Aethanol werden
zugefügt, dia Suspension unter Rühren auf -10° abgekühlt und durch eine SinterglasnutschQifF^tYiert..
0 0 9 3 5 0/2100 ■ BAD
- 6 *· ή
■■
ι e j L13 G
Das FLltergut von welssen Kristallen des Natriumsalzes wird auf dem Filter (ohne Ruhren) mit 80 ml Aethanol und rait
Diäthy lather gewaschen, und dann in dlinner Schicht auf
Papier bei Raumtemperatur getrocknet. Die Ausbeute an Natriumsalz beträgt 19,2 g (43Ji der Thexie). ' ,
Verwendet man bei b) anstelle von gelagerter frisch hergestellte Reaktionslösung gemäss a), so erhält man 16,7 g
reines Natriumsalz (37Ji der Theorie).
c) 15,0 g (0,067 Mol) des nach b) erhaltenen Natriumsalzes
werden in 75 ml Wasser suspendiert und die Suspension 15 Minuten zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen fügt man 2,75 g
(0,067 Mol) 97,5/iiges, festes Natriumhydroxyd zu und extrahiert
die erhaltene Suspension von 2,3-Pyridindiol kontinuierlich mit Diäthyläther während ca* 15 Stunden. Die Filtration der
erhaltenen, auf ein Volumen von ca. 50 ml gebrachten ätheri- ·
sehen Suspension liefert 7,56 g 2,3-Pyridindiol, Smp. 253-254°
(im evak. Röhrchen, Hershberg-App., korr.) Die Ausbeute beträgt 100 #, bezogen auf das Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-oxo-K2H)-pyridinsulfonsäure, und 43# bezogen auf Furfurol.
d) Weiteres 2,3-Pyridindiol (ca. 1,75 g entspr. 10# der Theorie) lässt sich aus der gemäss b) anfallenden Mutterlauge des
Natriumsalzes der 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure
durch Kochen derselben, Abkühlen und kontinuierliche Extraktion mit Diäthyläther analog c) gewinnen.
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I b c- ■. o
100 ml ica. 0,10 KoI) einer gemäss Beispiel la) bereiteten
Reaktionslösung wird mit 30 ml konz. Salzsäure versetzt
und 15,0 g (0,15 Mol) pulverisierte Sulfaminsäure bei 2°
unter Rühren zugefügt. Nach weiteren ca. 5 Minuten verwandelt sich die Mischung in einen dicken Brei, da sich ein voluminöser
Niederschlag des Katriumsalzes der 3-Kydroxy-2-GXO-l(2H)-pyridinsulfonsäure
bildet. Insgesamt rührt man 30 Minuten bei 2°. Dann erhitzt man die Mischung 10 Minuten auf löCc, wobei sie
in eine sehr dunkle, klare Lösung übergeht, !»'acr* des Abkühlen
wird die Mischung durch Zusatz von 40$iger Natronlauge auf
pli M,5 gebracht und mit Diäthyläther kontinuierlich extrahiert,
wobei unreines 2,3-Pyridindicl erhalten wird. Durch Losen
desselben in 250 öl Methanol, Entfärben der Lösur.g sit Aktiv- '
kohle, Einengen der Lösung euf ca« 40 ml, Kühlen und Filtrieren
erhält man 3,36 £ reines.2_,3-Pyridinäiol (30>
der Thecri«;;
Swp. 2 49-252°.
009850/2 1 00 :"
- β - 1695063
19,2g(Q,20 Mol) Furfurol und 30,0 g (0,29 Mol) SuIfaminsäure werden bei 0° in einer Mischung von 240 ml Wasser
• und 60 ml konz. Salzsäure gelöst. 14,2g(0,20·· Mol) Chlor werden
unter Rühren bei 0° innerhalb 30 Minuten zugefügt, wobei die Acidität der Lösung (3-n. Salzsäure) durch Zufügen von 40#iger
Natronlauge konstant gehalten wird (automatisch unter elektrometr. Kontrolle)» Dann wird das Reaktionsgemisch noch eine
Stunde bei 10° gerührt. Das ausgeschiedene Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)~pyridinsulfonsäure wird abfiltriert', mit
Ausbeute 2,80 g (6,5$ der Theorie) Aethanol und mit Aether gewaschen und getrocknet;/Das Salz
kantj gemäss Beispiel Ic) quantitativ in 2,3-Pyridindiol übergeführt werden. Die Mutterlauge des Natriumsalzes wird 5 Minuten unter Rückfluss gekocht, mittels 4Obiger Natronlauge
auf pH 4,5 gebracht und mit Diathylather kontinuierlich ex- -träniert, wobei man weiteres 2,3-Pyridindiol erhält. . .
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Zu einer Lösung von 9,6 g Furfurol (0,10 Mol) in 15 ml tert. Butylalkohol und 30 ml 3-n. Salzsäure werden 63 ml
. ·Natriumhypochloritlösung (mit einem Gehalt von 11,2 g aktivem Chlor pro 100 ml) (0,10 Mol) bei 0° innerhalb 10 Minuten unter
Rühren zugetropft. Nach einigen Minuten werden 13 g SuIfaminsäure
(0,13 Mol) und 10 ml konz. Salzsäure zugesetzt und die Reaktionsmischung während 15 Minuten auf 100° erhitzt,
wobei der grösste Teil des Butylalkohols abdestilliert wird. Nach Kühlen auf Zimmertemperatur wird der pH-Wert des Reaktionsgemisches
durch Zusatz von Natriumhydroxydlösung auf 4 gebrach* '.'-. '--" . -ι' -..'·■ ■· ■ . ..... extrahiert
_Das Reaktionsgemisch jw.ird alsdann mijt. Diäthyläther kontinuierlich /
Nach Abdampfen des Diäthyläthers und Kristallisation des Hückstandes
aus Methanol erhält man\"3T5O~g~T32$"der Theorie)! 2,3- *
Pyridindiolj Smp. 244-247 <>. ' · . .
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In eine Lösung von 19 g Furfurol (0,20 Mol) und 1 g Natriumbromid in 60 ml Wasser und 30 ml Essigsäure werden
' 15 g Chlor (0,21 Mol) bei 0° innerhalb 35 Minuten unter
starkem Rühren eingeleitet, wobei der pH-Wert durch Zufügen von total 33 g Natriumacetat (0,40 Mol) bei 1
gehalten wird. Zum Reaktionsgemisch werden 200 ml Wasser, 60 ml konzentrierte Salzsäure und. 29 g Sulfaminsäure
■ t ■
CO,3'MoI) bei 10° zugegeben und die Mischung 70 Minuten
bei 10° gerührt. Nach Kühlen.bis 0° und Zusatz von 200 ml
Aethanol wird das ausgeschiedene Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-ox<}-1 (2H)-pyridinsulfonsäure abfiltriert, mit 80 ml Aethanol
und dann Bit Diäthylather gewaschen und an der Luft getrocknet
Ausbeute 15,3.»g (34# der Theorie).
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·■ . 1 6 9 5 G 6"9
In eine Suspension von 19 g Furfurol (O-,20 Mol) in 170 ml
Wasser werden 14 g Chlor (0,20 Mol) bei 0° unter starkem
*' Rühren eingeleitet. Nach Zugabe von 19 g Sulfaminsäure
(0,20 Mol) wird das Reaktionsgemisch während 3 Minuten auf ' 25° erwärmt, wobei die Sulfaminsäure sich lÖ/st und mit dem
Oxydationsprodukt reagiert. Die Lösung wird während 3 Minuten auf 10° gekühlt und das Natriumsalz der gebildeten
, 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure durch Zusatz
einer Lösung von 23 g Natriumchlorid (0,39 Mol) in 180 ml Wasser gefällt. Nach Zusatz von 350 ml Aethanol und Kühlen
auf N-10° wird das Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure abfiltriert, mit 80 ml Aethanol und
dann mit Diäthylather gewaschen und an der Luft getrocknet.Die
Ausbeute beträgt 12,8 g (29# der Theorie).
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-12*"· 1635069
Zu einer Lösung von 9,6 g Furfurol (0,10 Mol) und 0,5 g
Kaliumiodid in 150 ml 1-n. Salzsäure werden 63 ml Natriumhypochloritlösung
(mit einem Gehalt von 11,2 g aktivem Chlor pro 100 ml) (0,10 Mol) bei 0° innerhalb 15 Minuten
unter Rühren zugetropft. Nach 10 Minuten Stehen werden etwa 1,5 g Natriumthiosulfat zugesetzt, um Reste an aktivem Halogen
zu zerstören. 25 ml konzentrierte Salzsäure, 6 g Natriumchlorid (0,10 Mol) und 15 g Sulfaminsäure .(0,15 Mol) verden
' bei 10° zugegeben und die Mischung 70 Minuten bei 10° gerührt.
Nach Zusatz von 350 ml Aethanol und Kühlen auf 10° wird • das gebildete Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridin-
sulfonsäure abfiltriert, mit 80ml Aethanol und dann mit Diäthylather gewaschen und an der Luft getrocknet. Die Ausbeutebeträgt
9,6 g (A3% der Theorie).
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von 3-Hydroxy-2-oxo-
l(2H)-pyridinsulfonsäure-Natriumsalz und von 2,3-Pyridindiol, dadurch gekennzeichnet, dass man in wasserhaltigem
Medium auf Furfurol in beliebiger Reihenfolge Chlor oder
ti
eine Chlor abgebende Verbindung im Molverhältnis 1 zu !."bis 1,5,
•gegebenenfalls unter Zusatz von Katalysatoren, und bei einem
pH-Wert unterhalb 2 Sulfaminsäure einwirken lässt , dann gegebenenfalls für einen mindestens äquimolaren Gehalt an
Natriumionen sorgt, entweder das ausgeschiedene Natriumsalz der 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure abtrennt und
gewünschtenfalls in das 2,3-Pyridindiol überführt, oder
die im Reaktionsgemisch befindliche Säure bzw. das darin befindliche, nicht abgetrennte Natriumsalz in das 2,3-Pyriditi-,,. diol überführt. .
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung der 0,5-1,5 molaren Menge Sulfaminsäure, bezogen
auf Furfurol.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion von Furfurol und Chlor unterhalb 40° und
oberhalb der Kristallisationstemperatur der Reaktionsmischung, jedoch vorzugsweise zwischen -10· und 10° ausgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Reaktion von der mit Chlor behandelten Furfurollösung
mlc Sulfaminsäure zu 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure
oder dessen Natriumsalz im Temperaturbereich, welcher durch
den Kristallisationspunkt des Reaktionsgemisches und den Siede-
009850/21 00 ··
BAD
punkt desselben begrenzt ist, vorzugsweise jedoch zwischen 0 und 20* durchgeführt wird. ■
5. Verfahret nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet}
dass die Umwandlung von 3-Hydroxy-2-oxo-l(2H)-pyridinsulfonsäure oder dessen Natriumsalz in 2,3-Pyridindiol
durch Aufbewahren oder Erhitzen von wässrigen Lösungen derselben erfolgt. "
J.R.. G e i g y A.G.
. v
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