DE1906832B2 - Verfahren zur Herstellung von 233-Trimethylindoleninen - Google Patents

Description

Indolabkömmlinge finden bekannterweise in der Riechstoff- und Farbenindustrie Verwendung (.siehe z. B. deutsche Patentschrift 2 38 138).

Es ist bekannt, daß die Indolsynthese von Fischer zum Aufbau von Indoleninen dienen kann. Die Verwendung dieses Syntheseweges zur Herstellung von 233-TrimethyIindolenin durch die Cyclisierung von Methylisopropylketon-phenylhydrazon in absolutem Alkohol in Gegenwart von Zinkchlorid wird von Plancher in Berichte 31, Seite 1496, beschrieben. Dieses Verfahren hat jedoch im Hinblick auf die technische Durchführung Nachteile, indem es schwierig ist, das Zinksalz abzutrennen und zudem die Ausbeute schlecht ist.

In der deutschen Patentschrift 2 38 138 wird eine Verbesserung des Verfahrens von P1 a η c h e r beschrieben, bei welchem die Reaktion in Gegenwart eines hochsiedenden Lösungsmittels ausgeführt wird.

Das Endprodukt wird in besser filtrierbarer Form erhalten, und die Ausbeute ist größer als bei P1 a π c h e r. Es ist jedoch notwendig, lange Zeit unter Rückfluß zu erhitzen, und die Ausbeute übersteigt nicht 75%. Das letztere Verfahren beansprucht sehr viel Zeit und führt auch durch die umständlichere Arbeitsweise und die zusätzlich benötigten Apparate zu einer Verzögerung, die bei technischen Verfahren unerwünscht ist. Es bestand daher das Bedürfnis nach einem billigen, technisch leicht durchführbaren Verfahren zur Herstellung von 2,33-Trimethylindoleninen in guter Ausbeute und hoher Reinheit und in leicht abtrennbarer Form.

Gegenstand der Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung von unsubstituierten oder durch Halogenatome, Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierten oder durch die Nitiogruppe in 5-Stellung substituierten 2,3,3-Trimethylindoleninen der Formel

durch Cyclisierung von unsubstituiertem oder durch Halogen, Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierten oder durch die Nitrogruppe in 4-Stellung substituiertem Phenylhydra- ZO^! des Methyl-isopropylketons, wobei der Phenylring mindestens ein Wasserstoffatom in ortho-Stellung zur Hydrazinogruppe aufweisen muß, in der Wärme, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß men das Hydrazon in Gegenwart der ein- bis zehnfachen molaren Menge einer Säure mit einem pK-Wert unter 1,3 bei einer Temperatur von etwa 65 bis etwa 100⁰C erhitzt wobei sich das Verhältnis zwischen molarer Säuremenge und Säurekonzentration wie in der Zeichnung verhält Der pK-Wert einer Säure HA wird durch die

folgende Gleichung beschrieben:

pK = (-log K), wobei K = '

Die angefügte Zeichnung enthält ein Diagramm, welches die Ausbeute an 233-Trimethyündolenin in Abhängigkeit von den Moläquivalenten von Schwefelsäure bei verschiedenen Säurekonzentrationen angibt

r> Die Ausbeute an 2,3,3-Trimethylindolenin in Prozent ist gegen die Anzahl von Moläquivalenten Schwefelsäure pro eingesetzte Menge Methylisopropyl-keton-phenylhydrazon eingetragen. Sämtliche Kurven im Diagramm beziehen sich auf verschiedene Schvcfelsäurekonzen-

•to trationen. Die gestrichelten Linien AB, BC, CD, DE und EA definieren die Fläche, welche die bevorzugten Kombinationen von Säurekonzentration und Molverhältnis Säure zu Hydrazon angibt Die als Ausgangskomponenten verwendeten Phenyl-

Vj hydrazone des Methylisopropylketons, die in ortho-Stellung zur Hydrazinogruppe mindestens ein Wasserstoffatom tragen müssen, können am Phenylring die folgenden nichtionogenen Substituenten tragen: Halogenatome, wie Chlor- oder Bromatome, Alkylgruppen

oo mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- und Butylgruppen und Alkoxygruppen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, Isopropoxy- und Butoxygruppen. Als Ausgangsverbindungen geeignete Phenylhydrazone des Methylisopropyl-ketons sind z. B. die Folgenden zu nennen: das 2-, 3- oder 4-ChlorphenyIhydrazon, das 2-, 3- oder 4-BromphenyIhydrazon, das 4-lvtethoxy-, -Äthoxy-, -Propoxy- und -Butoxyphenylhydrazon, das 3-Methyl-, -Äthyl-, -Propyl- oder Butylphenylhydrazon

t>o oder das 4-Nitrophenylhydrazon.

Als erfindungsgemäß zu verwendende Säuren kommen alle mit einem pK-Wert unter U in Frage, wobei der pK-Wert wie in der oben angegebenen Gleichung definiert ist. Es können demnach unter anderem substituierte und substituierte aliphatische und aromatische Säuren Verwendung finden. Da diese Säuren jedoch teuer sind und große Säuremengen und längere Reaktionszeiten erforderlich sind, um befriedigende

Ausbeuten zu erzielen, werden starke Mineral- oder Sulfonsäuren bevorzugt Als Vertreter solcher Säuren seien Bromwasserstoffsäure, Perchlorsäure, Polyphosphorsäure, Benzolsulfonsäure und Naphthalinsulfonsäuren genannt Besonders bevorzugt werden Schwefelsäure oder Salzsäure eingesetzt

Die Säurekonzentration kann von etwa 10 bis 100%, vorzugsweise 15 bis 75%, variiert werden. Wenn man stärker konzentrierte Säuren verwendet, ist es vorteilhaft, die Reaktion in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels, wie Xylol oder Chlorbenzol auszuführen.

Die Säure wird in einem molaren Verhältnis von 1 bis 10 Moläquivalenten pro MoI Methylisopropylketonphenylhydrazon verwendet wobei sich das jeweils verwendete Molverhältnis nach der Konzentration der Säure richtet, wie das nachfolgende Diagramm zeigt

Die Reaktion ist nach verhältnismäßig kurzer Zeit beendet und gewöhnlich genügt die Zeit von etwa 2 Stunden. Natürlich kann man die Reaktionsdauer durch die Wahl der Reaktionsbedingungen, wie der Temperatur, verkürzen oder verlängern.

Ein besonderer Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß man die Herstellung der gewünschten 233-Indolenine im Eintopfverfahren, ausgehend vom entsprechenden Phenylhydrazin, Methylisopropylketon und der gewünschten Säure, durchführen kann, und nicht vorher das Hydrazon in einem separaten Schritt herstellen muß.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkte sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Farbstoffen.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben, soweit nichts anderes angegeben ist

Beispiel 1

1763 Teile Methylisopropylketon-phenylhydrazon werden während 30 Minuten in 490 g 20%iger Schwefelsäure (2 Moläquivalenten) unter Rühren eingetropft Der Reaktionskolben wird dann innerhalb von einer Stunde auf 95° erhitzt und zwei Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Die Schmelze wird mit einer Lösung von 95 Teilen 50%iger Natronlauge neutralisiert Es wird 15 Minuten geführt, und dann trennt man die organische Phase ab und destilliert sie bei 12 mm Hg Vakuum. Man erhält 140 Teile (94%) 23,3-Trimethylindolenin.

Beispiel 2

102 Teile 96%ige Schwefelsäure werden tropfenweise zu 390 Teilen Eis gegeben. Dann werden innerhalb von 30 Minuten 108 Teile Phenylhydrazin unter Rühren hinzugegeben. Die Temperatur steigt von —10 auf 20°. Nun werden 92,5 Teile Methylisopropylhydrazon innerhalb von 45 Minuten hinzugegeben, die Reaktionsmischung innerhalb von einer Stunde auf 90° erhitzt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die Schmelze wird mit 95 Teilen 50%iger Natronlauge neutralisiert und die Mischung wird 15 Minuten gerührt Anschließend wird die organische Phase bei 12 mm Hg Vakuum destilliert. Man erhält 135 Teile (85% der Theorie) 2,33-Trimethylindolenin.

Beispiel 3

ίο Der Versuch von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß man die Schmelze während 3 Stunden auf 75° hält

Beispiel 4

44 Teile Methylisopropylketon-phenylhydrazon (Ά Mol) werden unter Rühren in 17,5 Teile 70%iger Schwefelsäure eingetropft (1 Moläquivalem). Während der exothermen Reaktion wird das Reaktionsgemisch zunächst viskos und wird bei Erreichen einer Temperatür von 80° wieder dünnflüssig. Die Schmelze wird 3 Stunden auf 95° gehalten. Es werden <30 g Eiswasser hinzugefügt und die Schmelze wird mit einer Lösung von 50%iger Natronlauge neutralisiert und 15 Minuten gerührt Anschließend wird die organische Phase abgetrennt und bei 12 mm Hg Vakuum destilliert Man erhält eint Ausbeute von 90% 233-Trimethylindolenin.

Beispiel 5

47,5 Teile Methylisopropylketon-p-tolylhydrazon

jn werden bei 20° unter Rühren zu 244 Teilen 20%iger Schwefelsäure (4 Moläquivalente) hinzugefügt Die Mischung wird auf 95° erhitzt und 3 Stunden bei dieser Temperatur gelassen. Nach dem Abkühlen auf 25" und dem Neutralisieren mit Natronlauge wird der ölige Anteil mit Xylol extrahiert und der Xylolauszug wird eingedampft Die Analyse ergibt daß 413 Teile 233,5-Tetramethylindolenin (95% Ausbeute) erhalten worden sind.

Beispiel 6

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 37,5 Teile Methylisopropylketon-pchlorphenylhydrzzon und 183 Teile 20%ige Schwefelsäure verwendet werden. Es werden 34,4 Teile 5-Chlor-233-TrimethylindoIenin erhalten. Wenn man anstelle der 183 Teile 20%iger Schwefelsäure 464 g 79%iger Schwefelsäure verwendet so erhält man 92% Ausbeute an Indolenin.

_M Beispiel 7

44 Teile Methylisopropylketon-phenylhydrazon werden zu 45,6 Teilen 37%iger Salzsäure (1.85 Moläquivalente) hinzugefügt, und die Mischung wird 3 Stunden auf 80" trhii/t Nach dem Abkühlen und Neutralisieren der Mischung scheidet sich 30,6 g eines öligen Produktes ab, welches 233-Trimethylindolenin in 95%iger Reinheit darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche-,

1. Verfahren zur Herstellung von unsubstituierten oder durch Halogenatome, Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 C-Atomen substituierten oder durch die Nitrogruppe in 5-Stellung substituierten 2,33-Trimethylindoleninen durch Cyclisierung von unsubstituiertem oder durch Halogen, Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 C-Atomen substituierten oder durch die Nitrogruppe in 4-StelIung substituiertem Phenylhydrazon des Methylisopropylketons, wobei der Phenylring in ortho-Stellung zur Hydrazinogruppe mindestens ein Wasserstoffatom aufweisen muß, in der Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß man das Hydrazon in Gegenwart der ein- bis zehnfachen molaren Menge einer Säure mit einem pK-Wert unter 1,3 und einer Konzentration von 10—75% bei einer Temperatur von etwa 65 bis 100⁰C erhitzt, wobei sich das Verhältnis zwischen molarer Säuremenge und Säurekonzentration wie in der angefügten Zeichnung verhält

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Salzsäure in einer Konzentration von 10 bis 39% verwendet

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man Methylisopropylketon-phenylhydrazon und Schwefelsäure verwendet

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Methylisopropylketon-4-chlorphenylhydrazoTi und Schwefelsäure verwendet