DE2415061A1 - Verfahren zur herstellung von 2nitrobenzaldehyd - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 2nitrobenzaldehydInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von 2-Nitrobenzaldehyd
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues chemisch eigenartiges
Verfahren zur Herstellung des 2-Nitrobenzaldehyds,
welcher als Zwischenprodukt zur Herstellung pharmazeutisch wirksamer 4-(2'-Nitrophenyl)-1,4-dihydropyridinderivate verwendet
werden kann.
2-Nitrobenzaldehyd wird in Lehrbüchern als schwer zugängliche
Verbindung bezeichnet (vgl. L.F. und M. Fieser, Organische Chemie, Verlag Chemie, Weinheim (1968), S. 1004). Als Syntheseweg
wird die Nitrierung von Zimtsäure bzw. deren Estern (vgl. J. Chem. Soc. /London/ 1950, 204), Trennung des entstandenen
Isomerengemisches von 4- und 2-Nitrozimtsäuren und anschließende Oxidation der 2-Nitrozimtsäure mit Kaliumpermanganat gemäß
folgendem Formelschema empfohlen:
/Γ"λ HNO, j—\
{' XVCH=CH-COOH ^=- O2N-// VcH=CH-COOH +
NO2
-CH=CH-COOH (Isomerengemisch) Le A 15 605
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-CH=CH-COOH
64 %
NOo KMnO/,
Da aber bei der aufwendigen Isomerentrennung nur maximal 40 %
2-Nitrozimtsäure isoliert werden können, ist die Gesamtausbeute
dieses Verfahrens mit ca. 25 % nicht zufriedenstellend. Außerdem ist bei diesem Verfahren die Ausbeute von 64 % bei
der Oxidationsstufe nur in sehr verdünnten Lösungen (5 g pro 1000 ml) zu realisieren.
Die hinderliche Isomerentrennung kann nach einem anderen Verfahren
durch Einsatz der 2-Nitropheny!brenztraubensäure, welche
durch Kondensation von 2-Nitrotoluol und Diestern der Oxalsäure
leicht zugänglich ist, umgangen werden (vgl. A. Reissert, Ber. dtsch. ehem. Ges. 30, 1031 (1897)).
Reissert ließ Kaliumpermanganat in verdünnter Lösung auf die 2-Nitrophenylbrenztraubensäure einwirken, erhielt dabei jedoch
stets die 2-Nitrobenzoesäure als Hauptprodukt, daneben maximal
33 % 2-Nitrobenzaldehyd:
KMnO/
CHoCOCOOH =^> (/ \>C00H + (/ \>CH0
(NaOH) Xn.
Reissert schrieb: "Es gelang jedoch auf keine Weise, den Aldehyd als Hauptprodukt zu gewinnen."
Auch die unsubstituierte Phenylbrenztraubensäure konnte nur
mit 14 %iger Ausbeute in Benzaldehyd überführt werden (vgl. LiebigsAnn. Chem. 462, 133, 146).
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-Z-
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Es wurde.gefunden, daß man den 2-Nitrobenzaldehyd der Formel I
NO2
CHO (I)
in hoher Reinheit und guten Ausbeuten erhält, wenn man 2-Nitrotoluol
der Formel II
O2
(II)
mit Oxalsäurediestern der Formel III
(COOR)2 (III)
in welcher
R für niederes Alkyl oder Aralkyl steht, in an sich bekannter Weise zu dem Alkalisalz der 2-Nitro-.
phenylbrenztraubensaure der Formel IV
O2 ■rCH2C0C00H (IV)
umsetzt
und dieses, gegebenenfalls nach Isolierung in alkalischer
wässriger Lösung bei Temperaturen zwischen -10 und +500C mit
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Kaliumpermanganat oxidiert und anschließend die Reaktionsmischung ansäuert.
Es ist als ausgesprochen überraschend zu bezeichnen, daß 2-Nitrobenzaldehyd nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in so
guter Ausbeute entsteht, da man nach dem Stand der Technik 2-Nitrobenzoesäure als Hauptprodukt hätte erwarten müssen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. So sind die Ausgangsprodukte 2-Nitrotoluol und Oxalsäurediester
bequem und preiswert zugänglich. Das als Zwischenprodukt bei der Reaktion gebildete Alkalisalz der 2-Nitrophenylbrenztraubensäure
muß nicht isoliert werden, so daß das Verfahren technisch leicht durchzuführen ist. Durch Ansäuern der
resultierenden Reaktionsmischung nach der letzten Oxidationsstufe (IV-^l) entsteht Oxalsäure, die das ausgefallene,
voluminöse Mangan(IV)-oxid zu löslichen Mangan(II)-salzen
reduziert und selbst zu gasförmigem Kohlendioxid oxidiert wird. Dadurch werden die sonst durch Braunstein verursachten
Filtrations- und Adsorptionsprobleme vermieden. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren kann das Kaliumpermanganat in fester Form zugesetzt werden, so daß die Volumenausbeute im Vergleich
zum Stand der Technik entscheidend verbessert wird.
Verwendet man 2-Nitrotoluol, Oxalsauredimethylester und
Kaliummethylat als Ausgangsstoffe, so kann der Reaktionsablauf
durch folgendes Formelschema wiedergegeben werden:
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NO,
(COOCH3)
CH2COCOOK +
1. KOCH,
2. H2O '
-3CH,OH
CH2COCOOK
NO,
3 O VcHO + 4MnO9 + 3(COOK).
+ KOH + H2O
3 (COOK)2 + 3MnO2 + 12H
+ 3Mn2® + 6K ® +
Die Oxidation mit Kaliumpermanganat (Teilschnitt IV->I) kann
in wässriger Lösung durchgeführt und der entstandene 2-Nitrobenzaldehyd durch Extraktion gewonnen werden. Vorzugsweise
arbeitet man jedoch sofort mit einem zusätzlichen mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel (Zweiphasensystem).
Der Ausdruck Alkali bedeutet vorzugsweise Natrium oder Kalium. In der Formel III (COOR)2 steht R vorzugsweise für Alkyl mit
1 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere für Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, η-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl und Hexyl
oder für Benzyl.
Das Ansäuern der Reaktionslösung wird, vorzugsweise mit
Schwefelsäure vorgenommen, da z.B. Salzsäure mit Mangan(lV)-oxid chemische Reaktionen (Bildung von giftigem Chlorgas) eingeht.
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Die Umsetzung von IV->I wird bei Temperaturen zwischen -10
und +500C, vorzugsweise zwischen -2 und +300C vorgenommen.
2-Nitrobenzaldehyd wird unter anderem als Zwischenprodukt zur
Herstellung von coronardilatatorisch wirksamen Pharmazeutika insbesondere zur Herstellung von 1,4-Dihydropyridinen verwendet
(vgl. DOS 1 670 827).
Das erfindungsgemäße Verfahren sei durch folgende Beispiele ausführlich beschrieben.
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5098 4 2/0 967
2-Nitrobenzaldehyd O yCHO
383 g (7,1 Mol) Natriummethylat werden in Äthanol gelöst und
985 g (6,75 Mol) Oxalsäurediäthylester und 925 g (6,75 Mol) 2-Nitrotoluol zugeschüttet. Man erhitzt 30 Minuten unter
Rückfluß, läßt abkühlen, gibt zunächst vorsichtig 300 ml Eiswasser und dann nach Abklingen der exothermen Reaktion 1600 ml
Wasser zu. Nach weitere 90 Minuten Kochen unter Rückfluß wird mit Wasserdampf destilliert, bis keine zwei Phasen mehr übergehen.
Aus dem Destillat wird die organische Phase abgetrennt, aus welcher 310 g 2-Nitrotoluol zurückgewonnen werden. Die
rückständige wässrige Phase des Destillats wird filtriert, mit 600 g Soda (wasserfrei) und 2000 ml Toluol versetzt und auf
+3°C abgekühlt. Innerhalb 70 Minuten werden 650 g festes Kaliumpermanganat zugegeben und die Reaktionstemperatur
zwischen +2 und +60C gehalten. Man rührt 45 Minuten bei +50C
nach, erwärmt dann auf 4O0C und tropft anschließend 50 %ige
Schwefelsäure zu (Gasentwicklung!). Die exotherme Reaktion wird durch Kühlen bei 35 - 4O0C gehalten. Dann saugt man von
unlöslichem Material ab und trennt die Toluolphase im FiI-trat ab. Der Filterrückstand wird mit heißem Toluol gewaschen,
die vereinigten Toluolphasen werden mit 15 %iger Sodalösung und Wasser ausgeschüttelt und dann mit Natriumsulfat getrocknet.
Durch Einengen im Vakuum wird der 2-Nitrobenzaldehyd als ein viskoses Öl erhalten, das beim Abkühlen, sofort kristallisiert.
Fp. 40 - 410C
Ausbeute 272 g (40,3 % d.Th., bezogen auf umgesetztes 2-Nitrotoluol)
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2A15061
2-Nitrobenzaldehyd (aus 2-Nitropheny!brenztraubensäure)
In 500 ml wässrige Sodalösung trägt man 50 g (0,24 Mol) 2-Nitropheny
!brenztraubensäure vom Fp. 115°C bis zur klaren Lösung
ein. Nach Zugabe von 350 ml Toluol kühlt man auf 0 C ab und gibt dann 40 g festes Kaliumpermanganat portionsweise bei
0 - 3 C zu. Nach einer Stunde bei 0 - 3°C tropft man 95 ml 50 %ige Schwefelsäure zu und läßt die Temperatur nicht über 30 C ansteigen. Das Reaktionsgemisch wird abgesaugt und die Toluolphase im Filtrat abgetrennt. Der Filterrückstand wird mit Toluol gewaschen und die vereinigten Toluolphasen werden mit 15 %iger Sodalösung und mit Wasser extrahiert. Anschließend wird die Toluolphase mit Natriumsulfat getrocknet und im
Vakuum eingeengt. Als Rückstand verbleiben 19,7 g (54,7 % d. Th.) 2-Nitrobenzaldehyd, der beim Abkühlen kristallisiert. Fp. 410C.
0 - 3 C zu. Nach einer Stunde bei 0 - 3°C tropft man 95 ml 50 %ige Schwefelsäure zu und läßt die Temperatur nicht über 30 C ansteigen. Das Reaktionsgemisch wird abgesaugt und die Toluolphase im Filtrat abgetrennt. Der Filterrückstand wird mit Toluol gewaschen und die vereinigten Toluolphasen werden mit 15 %iger Sodalösung und mit Wasser extrahiert. Anschließend wird die Toluolphase mit Natriumsulfat getrocknet und im
Vakuum eingeengt. Als Rückstand verbleiben 19,7 g (54,7 % d. Th.) 2-Nitrobenzaldehyd, der beim Abkühlen kristallisiert. Fp. 410C.
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Claims (2)
1) Verfahren zur Herstellung von 2-Nitrobenzaldehyd dadurch
gekennzeichnet, daß man 2-Nitrotoluol mit Oxalsäurediestern
der Formel
(COOR)2
in welcher
R für niederes Alkyl oder Aralkyl steht,
in an sich bekannter Weise zu dem Alkalisalz der 2-Nitrophenylbrenztraubensäure
umsetzt und dieses direkt oder nach Isolierung mit Kaliumpermanganat in alkalischer Lösung bei
Temperaturen zwischen -10 und +50 C oxidiert.
2) Verfahren zur Herstellung von 2-Nitrobenzaldehyd gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man das Alkalisalz
' der 2-Nitrophenylbrenztraübensäure mit festem Kaliumpermanganat
in alkalischer Lösung bei Temperaturen zwischen -2 und +300C oxidiert und die Reaktionslösung zur Abtrennung
des 2-Nitrobenzaldehyds mit Schwefelsäure ansäuert.
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509842/0967
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1043226C (zh) * | 1994-05-03 | 1999-05-05 | 中国石油化工总公司上海石油化工研究院 | 邻硝基苯丙酮酸制备邻硝基苯甲醛 |
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