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Verfahren zur Darstellung von 2-Alkoxy-5-nitropyridinen a Alkoxy-5-nitropyridine
sind in der Literatur bereits beschrieben. Sie wurden bisher erhalten durch Alkylieren
von 2-Oxy-5-nitropyridinen oder durch Austausch des Halogens in 2-Halogen-5-nitropyridinen
gegen die Gruppe 0-Alkyl. Diese bekannten Verfahren haben aber den Nachteil, daß
sie neben den gewünschten Äthern, besonders bei Verwendung des a-Oxy-5-nitropyridins,
beträchtliche Mengen der isomeren N Alkylverbindung liefern.
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Es wurde nun gefunden, daß man die 2-Alkoxy-5-nitropyridine auf einem
neuen Weg darstellen kann, der die bekannten Methoden an Einfachheit und Ausbeuten
bei weitem übertrifft. Dieser Weg führt vom Pyridin ausgehend über das 2-Halogenpyridin,
indem man das Halogenatom durch den gewünschten Alkoxyrest mittels der Natriümverbindung
des betreffenden Alkohols ersetzt. (Geeignet zu dieser Reaktion sind z. B. die aliphatischen
und alicyclischen sowie gemischt-aliphatisch-aromatischen einwertigen Alkohole;
ebenso Äther, die aus mehrwertigen Alkoholen durch teilweise Verätherung der Hydroxylgruppen
entstehen.) Die entstandene 2-Alkoxypyridinverbindung wird nun nitriert.
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Der leichte, glatte und völlig einheitliche `"erlauf der Nitrierung
war nicht vorauszusehen, da im allgemeinen bei der Nitrierung der 2-Derivate des
Pyridins, z. B. besonders des 2-Oxypyridins oder des 2-Aminopyridins, Gemische von
3-Nitro- und 5-Nitroverbindungen unter Umständen noch zusammen mit 3, 5-Dinitrov
erbindungen entstehen und überdies die Ausbeuten selten ganz befriedigend sind.
Außerdem ist eine leichte Nitrierbarkeit bei Pyridinderiv aten mit solchen Substituenten,
die den basischen Charakter des Pyridins unbeeinflußt lassen, wie das bei den 2-Alkoxypyridinen
der Fall ist, nicht bekannt gewesen.
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Die Vorzüge des neuen Verfahrens werden am besten durch eine Gegenüberstellung
mit den bekannten Verfahren erhellt, wobei in beiden Reihen das Pyridin selbst als
Ausgangsstoff gewählt sei.
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Es spielen sich bei dem bekannten Weg, der fast ausschließlich über
das 2-Aminopyridin verläuft, folgende Prozesse ab: z. 2-Aminopyridin aus Pyridin
und Natriumamid (technisch schwierig und durch das N atriumamid teuer). Ausbeute:
etwa 8o0/,.
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2. 2-Amino-5-nitropyridin aus 2-Aminopyridin. Hierbei Auftreten zweier
Isomerer, außerdem langwierige Trennung des Produktes von anorganischen Salzen.
Ausbeute an 5-Nitroverbindung: etwa 7o °/o; 3. daraus 2-Oxy-5-nitropyridin : Ausbeute
etwa go °/o; q.. daraus 2 -Chlor-5-nitropvridin. Ausbeute etwa 8o °/o ; . daraus
z. B. 2-Butyloxy-5-nitropyridin. Ausbeute: etwa 75 °/o.
Dagegen
verlaufen nach vorliegender Erfindung die Umsetzungen wie folgt: 1. Pyridin und
Dimethylsulfat ergibt in zoo°/oiger Ausbeute die entsprechende quaternäre Verbindung,
die ohne weitere Reinigung durch elektrolytische Oxydation in das N-Methyl-2-oxopyridin
verwandelt wird. Ausbeute etwa 85 bis 9o °/o; 2. daraus 2-Chlorpyridin in bekannter
Weise. Ausbeute: etwa 95 bis 98 °/o; 3. daraus 2-Alkoxypyridin, z. B. 2-Butyloxypyridin.
Ausbeute: etwa 95 °/o; .4. daraus 2-Alkoxy-5-nitropyridin, z. B. 2-Butyloxy-5-nitropyridin.
Ausbeute: etwa go °/o. Man erhält also z. B. 2-Butyloxy-5-nitropyridin nach dem
altenverfahren in fünf zumTeil mühsamen und durch das Natriumamid teuren und nicht
ungefährlichen Stufen in etwa 3o"/, Ausbeute bezogen auf das Pyridin, dagegen nach
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung in vier ausschließlich einfachen Stufen
in etwa 7o °/o Ausbeute.
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Die Nitrierung selbst kann bei beliebigen Temperaturen, die Zoo' nicht
wesentlich überschreiten, ausgeführt werden. Bei erhöhter Temperatur verläuft die
Nitrierung rascher. Die Ausbeute kann aber unter Umständen durch den bei höherer
Temperatur, besonders unter dem Einfluß eines Salpetersäureüberschusses, beginnenden
Ersatz der Alkoxygruppe durch die OH-Gruppe unter Bildung von 2-Oxy-5-nitropyridin
abnehmen. ° Beispiel 1 2-Methoxy-5-nitropyridin 2o g 2-Methoxypyridin werden bei
2o' in einem Gemisch von 3 Raumteilen konzentrierter Schwefelsäure und 1 Raumteil
rauchender Salpetersäure gelöst und 2 Tage bei Zimmertemperatur stehengelassen.
Beim Gießen auf Eis fällt das Produkt in schneeweißen Nadeln vom F.107' aus. Man
erhält eine Ausbeute von 25 g = go °(o der Theorie. Beispiel 2 2-Äthoxy-5-nitropyridin.
50 g 2 Äthoxypyridin werden bei go bis Zoo' in ein Gemisch von
500 ccm konzentrierter Schwefelsäure und 12o ccm rauchender Salpetersäure
eingetragen. Dann wird noch einige Zeit auf dem Wasserbad erwärmt, danach erkalten
gelassen und schließlich auf Eis gegossen. Das Rohprodukt scheidet sich in schneeweißen
Kristallen vom F. 92' ab. Die Ausbeute beträgt 56 g = go °/o der Theorie.
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Beispiel 2o g 2-Äthoxypyridin werden bei 2o bis 25' in ein Gemisch
von 3 Raumteilen konzentrierter Schwefelsäure und 1 Raumteil rauchender Salpetersäure
eingetragen. Nach eintägigem Stehen wird auf Eis gegossen. Die Ausbeute beträgt
25,5 g = g1 °/o_ der Theorie. Beispiel ¢ 2-Butyloxy-5-nitropyridin 40 g 2-Butyloxypyridin
werden bei 2o bis 25 in ein Gemisch von 3 Raumteilen konzentrierter Schwefelsäure
und 1 Raumteil rauchender Salpetersäure eingetragen und 1 bis 2 Tage bei Zimmertemperatur
sich selbst überlassen. Dann wird auf Eis gegossen und erschöpfend mit Äther extrahiert.
Nach dem Verdampfen des Äthers wird im Vakuum fraktioniert. Der Kp12 beträgt 148
bis 15o'. Man. erhält eine Ausbeute von 47 g = go °/o der Theorie.
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Beispiel 5 Nitrierung von 2-(ß-Methoxyäthyl-)oxypyridin
2o g des Äthers werden bei 2o' in ein Gemisch von 3 Raumteilen konzentrierter Schwefelsäure
und i Raumteil rauchender Salpetersäure gelöst und bei Zimmertemperatur stehengelassen.
Nach dem Eingießen in Eiswasser wird mit Äther ausgezogen und der Ätherrückstand
im Vakuum fraktioniert. Der Kp" liegt bei 16o bis 165'; das Öl erstarrt in der Vorlage
zu Kristallen, die aus Äthylalkohol umgelöst den F. 65 bis 66' haben.
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Beispiel 6 Urfilagerung des Nitrats des 2-Äthoxypyridins 3 g kristallisiertes
Nitrat werden in konzentrierter Schwefelsäure gelöst und bei Zimmertemperatur etwa
1 Tag stehengelassen. Nach dem Eingießen auf Eis erhält man farblose Kristalle vom
F. g2'. Die Ausbeute beträgt 8011/0.
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Beispiel 7 Umlagerung des Nitrats des 2-Äthoxypyridins 5 g Nitrat
werden in konzentierter Schwefelsäure gelöst und im Laufe 1 Stunde auf Zoo' erwärmt.
Nach dem Zersetzen mit Eis erhält man farblose Kristalle vom F.92' in einer Ausbeute
von etwa 8o0/,. Beispiel 8 Umlagerung des Nitrats des 2-Äthoxypyridins 5 g Nitrat
werden genau nach Beispiel 7 behandelt. Man setzt aber der Schwefelsäure 1 bis 20/,
rauchende Salpetersäure zu. Nach dem Zersetzen mit Eis erhält man farblose Kristalle
in einer Ausbeute von 85 bis go °/o.
Beispiel Umlagerung des Nitrats
des 2-Äthoxypyridins mit Phosphorsäure Ersetzt man in den Beispielen 6, 7 und 8
die Schwefelsäure durch konzentrierte Phosphorsäure, so erhält man genau die gleichen
Ergebnisse.
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Z. B. 5 g Nitrat werden in syrupöser Phosphorsäure gelöst und 1,12
Stunde auf dem Wasserbade erwärmt. Die Ausbeute an farblosen Kristallen VOM F.
92'. beträgt etwa 7o bis So o,t@@.