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- Verfahren zur Darstellung N-alkylierter aromatischer Amine N-alkylierte
aromatische Amine sind verschiedentlich durch Reduktion von Alkylideniminen (Schiffschen
Basen) hergestellt worden. Bei den älteren Verfahren verwandte man als Reduktionsmittel
vorwiegend metallisches Natrium oder Natriumamalgam in absolutem Alkohol, oder man
reduzierte elektrolytisch. Die Ergebnisse waren dabei sehr unbefriedigend; denn
die =Schiffschen Basen, namentlich der aliphatischen Aldehyde, sind oft sehr zersetzlich
und liefern beträchtliche Mengen unerwünschter Nebenprodukte.
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Es wurde nun ein Verfahren-gefunden, durch welches die Bildung derartiger
Nebenprodukte vermieden wird. Es besteht darin, daß primäre aromatische Amine in
saurer Lösung unter der Einwirkung von naszierendem Wasserstoff allmählich mit einem
Aldehyd oder mit einer geeigneten Aldehydverbindung der aliphatischen Reihe mit
Ausnahme von Formaldehyd oder dessen Derivaten versetzt werden. Bei den älteren
Verfahren steht dem angreifenden Reduktionsmittel dauernd die Gesamtmenge der zu
reduzierenden Verbindung gegenüber, so daß der größere Teil der letzteren Gelegenheit
zu Nebenreaktionen hat, die teilweise durch die Gegenwart der Reduktionsmittel noch
begünstigt werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird durch das allmähliche Hinzufügen
des Aldehyds bewirkt, daß stets nur eine geringe Menge des Aldehyds mit dem Amin
reagiert und sogleich reduziert wird, bevor Nebenreaktionen eintreten können. Es
sind auch einige neuere Verfahren bekannt geworden, Amine mit - Hilfe von- Aldehyden
zu alkylieren. So ist z. B. in der Patentschrift 376 013 angegeben, Zink in Gegenwart
wäßriger schwefliger Säure auf Gemische primärer oder sekundärer Amine mit Aldehyden
oder Ketonen bzw. auf Alkylidenimine oder deren Verbindungen mit schwefliger Säure
einwirken zu lassen. Nach der französischen Patentschrift 485 282 läßt man aromatische
Amine und aliphatische Aldehyde bei Gegenwart eines überschusses an Reduktionsmitteln.
miteinander reagieren. Der Aldehyd wird in wenigen großen Portionen zugesetzt. Es
soll dabei in alkalischer oder neutraler Lösung gearbeitet werden. Mittel von ausgesprochen
saurem Charakter seien zu vermeiden; Mineralsäuren werden grundsätzlich ausgeschlossen.
Näher begründet werden diese Forderungen nicht. Sämtliche in der Patentschrift angeführten
Beispiele betreffen nur Methylierungen mit Formaldehyd. Eine Nacharbeitung ergab,
daß bei Verwendung von Homologen des Formaldehyds das Verfahren nur unbrauchbare
harzige Schmieren liefert.
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N-Methylierungen primärer aromatischer Amine mit Formaldehyd und naszierendem
Wasserstoff in essigsaurer oder mineralsaurer Lösung sind verschiedentlich beschrieben
worden. In allen diesen Fällen wurde aber die gesamte Aldehydmenge auf einmal zugesetzt.
Eine derartige Arbeitsweise ist nur im Falle des Formaldehyds ausnahmsweise anwendbar.
Bei Verwendung der höheren Homologen des Formaldehyds
liefert sie
dagegen unbrauchbare Produkte.
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Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich von demjenigen der französischen
Patentschrift 485 282 dadurch, daß gerade in saurer Lösung unter Anwendung sowohl
von organischen wie von starken Mineralsäuren gearbeitet wird, wobei der Aldehyd
allmählich zugegeben wird. Bei dem Verfahren der deutschen Patentschrift 376 oi3
kommt zwar schweflige Säure zur Anwendung; diese wird aber nicht wegen ihres allgemeinen
Säurecharakters, sondern wegen besonderer Eigentümlichkeiten benutzt. Sie bildet
bekanntlich einerseits Anlagerungsverbindungen mit Alkylideniminen, wodurch dem
Eintritt von Nebenreaktionen entgegengewirkt wird, andererseits liefert sie mit
metallischem Zink ohne Wasserstoffentwicklung Zinkhydrosulfit. Hydroschweflige Säure
und ihre Salze, vorwiegend das Natriumhydrosulfit, werden ja in der Technik vielfach
als Reduktionsmittel benutzt. Im Gegensatz dazu kommt bei dem vorliegenden Verfahren
naszierender Wasserstoff zur Anwendung, der z. B. durch Einwirkung anorganischer
oder organischer Säuren auf Metalle, wie Zink, Eisen oder Altuninium, entwickelt
wird.
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Während nach der Patentschrift 376 013
Gemische verschieden
weit alkylierter Amine erhalten werden, besitzt das hier angegebene Verfahren den
Vorzug, daß es bei richtiger Leitung der Aldehydzugabe stets einheitliche Produkte
liefert. Aus primären Aminen entstehen mit i Mol. Aldehyd nur sekundäre Amine. Mit
2 Mol. Aldehyd können in vielen Fällen tertiäre Amine erhalten werden. Besonders
günstig gestaltet sich die Ausbeute, wenn man von Nitro- oder Nitrosoverbindungen
ausgeht, deren Reduktion in demselben Reaktionsgemisch entweder vor Beginn oder
während des allmählichen Zusatzes des Aldehyds ausgeführt werden kann. Zwar wird
nach dem Verfahren der britischen Patentschrift 118 2g8 ebenfalls in derselben Lösung
reduziert und alkyliert. Es handelt sich jedoch auch hier lediglich um eine Methylierung
mit Formaldehyd, dessen gesamte Menge auf einmal zugesetzt wird. Wie schon erwähnt,
führt eine derartige Arbeitsweise bei höheren Homologen des Formaldehyds zu unbrauchbaren
Produkten.
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Man kann das Verfahren sinngemäß auch so abändern, daß Amin und Aldehyd,
entweder gemischt oder getrennt voneinander, allmählich zu einem sauren Reduktionsgemisch
gegeben werden.
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An Stelle der aliphatischen Aldehyde können auch deren Derivate, wie
z. B. Aldehydammoniake, Verwendung finden, aus denen unter den Bedingungen der Reduktion
die Aldehyde vorübergehend wieder in Freiheit gesetzt werden.
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Durch geeignete Aktivierung des verwendeten Metalls und durch passende
Wahl der Säure sowie durch Anwendung organischer Lösungsmittel kann das Verfahren
jeweils den besonderen Eigentümlichkeiten der angewendeten aromatischen Amine, Nitro-
oder Nitrosoverbindungen einerseits, der aliphatischen Aldehyde andererseits beliebig
angepaßt werden. Beispiele Teile p-Aminobenzanilid werden mit 2o Teilen Alkohol,
ioo Teilen ioprozentiger Schwefelsäure und io Teilen Zinkstaub auf dem Wasserbade
unter Rückfluß zum gelinden Sieden erhitzt. Dazu läßt man imLaufe von 45 Minuten
eine Lösung von o,65 Teilen Acetaldehydammoniak in 2o Teilen Wasser fließen. Nach
einer weiteren halben Stunde wird filtriert und aus dem Filtrat nach dem Verjagen
des Alkohols das p-Äthylaminobenzanilid mit Ammoniak gefällt. Aus verdünntemAlkoholkristallisiert
das Produkt in farblosen Nadeln vom Smp. 135 bis 136'. Es ist in Alkohol,
Essigester, Benzol, Chloroform in der Wärme leicht löslich, schwerer in Äther und
sehr schwer in Ligroin. Die Ausbeute beträgt 94 Prozent der theoretisch möglichen.
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2. 2,4 Teile p-Nitrobenzanilid werden mit 5o Teilen Alkohol, 25 Teilen
Eisessig und 15 Teilen Zinkstaub auf dem Wasserbade erhitzt. Nachdem das Gemisch
klar geworden ist, wird innerhalb einer halben Stunde eine Lösung von o,6 Teilen
Propylaldehyd in io Teilen Alkohol allmählich zugegeben. Nach einer weiteren halben
Stunde wird heiß filtriert, aus dem Filtrat Alkohol und Essigsäure mit Wasserdampf
abgetrieben und dann mit kaltem Wasser auf 3oo Teileverdünnt. Dabei scheidet sich
dasp-Propylaminobenzanilid ab. Aus verdünntem Alkohol kristallisiert es in farblosen
Nadeln vom Smp. 149 bis i5o °. Löslichkeit wie in Beispiel i. Ausbeute 7o Prozent.
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3. Zu einer auf dem Wasserbade erhitzten Lösung von 9,3 Teilen
Anilin in 3oo Teilen 2oprozentiger Schwefelsäure werden allmählich 4,4 Teile Acetaldehyd
in 2o Teilen Wasser gegeben und gleichzeitig 3o Teile Zinkstaub eingetragen, dem
etwas Kupfersulfat beigemischt ist. Nach Aufhören der Wasserstoffentwicklung wird
alkalisch gemacht und das gebildete Monoäthylanilin in bekannter Weise abgeschieden.
Die Ausbeute beträgt 82 Prozent.
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4. Zu 8oo Teilen 2o prozentiger Schwefelsäure werden i2,3 Teile Nitrobenzol
gegeben und dann unter gelindem Erwärmen allmählich Zinkstaub mit etwas Kupfersulfat
zugegeben. Nachdem 5o Teile Zinkstaub eingetragen sind, wird auf dem Wasserbade
erhitzt und dann weitere 3o Teile Zinkstaub gleichzeitig mit einer Lösung von 4,4
Teilen Acetaldehyd eingetragen. Nach Beendigung der Wasserstoffentwicklung wird
das entstandene Monoäthylanilin in bekannter
Weise abgeschieden.
Die Ausbeute beträgt 8o Prozent, berechnet auf Nitrobenzol.
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5. In 5oo Teile 2oprozentiger Schwefelsäure wird unter gelindem Erwärmen
nach und nach eine Mischung von 5,4 Teilen Nitrosobenzol, 2o Teilen Zinkstaub tmd
etwas Kupfersulfat eingetragen. Unter stärkerem Erhitzen werden dann weitere 35
Teile Zinkstaub und gleichzeitig eine Lösung von 4,4 Teilen Acetaldehyd zugegeben.
Es wird bis zum Aufhören der Wasserstoffentwicklung erhitzt und dann das in einer
Ausbeute von go Prozent entstandene Diäthylanilin in bekannter Weise abgeschieden.