DE591269C

DE591269C - Process for the preparation of cyclic ª ‡ -Cyanketimides and cyclic ª ‡ -Cyanketones

Info

Publication number: DE591269C
Application number: DESCH98619D
Authority: DE
Inventors: Hans Eberle; Dr Helmut Ohlinger; Dr Karl Ziegler
Original assignee: Schering Kahlbaum AG
Current assignee: Schering Kahlbaum AG
Priority date: 1932-08-16
Filing date: 1932-08-16
Publication date: 1934-01-19
Also published as: FR759436A; GB438291A; FR46401E; DE620904C; NL39070C; NL35493C; GB415259A

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 19. JANUAR 1934ISSUED JANUARY 19, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 12 ο GRUPPECLASS 12 ο GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. August 1932 abPatented in the German Empire on August 16, 1932

Es ist bekannt, daß man Ester von Dicarbonsäuren durch Behandlung mit Alkalimetallen zu cyclischen Ketosäureestern kondensieren kann. Diese Reaktion verläuft bei Estern der Adipin- und Pimelinsäure gut, bei Estern der Korksäure schlecht, vom Azelainsäureester an aufwärts ist die Schließung von S- und mehrgliedrigen Ringen nicht mehr durchführbar (W. Dieckmann, Annalen der Chemie, Band 317, S. 27).It is known that esters of dicarboxylic acids can be obtained by treatment with alkali metals can condense to cyclic keto acid esters. This reaction takes place at Esters of adipic and pimelic acid are good, esters of suberic acid are bad, and of azelaic acid ester On upwards, the closure of S- and multi-link rings is no longer feasible (W. Dieckmann, Annalen der Chemie, Volume 317, p. 27).

Es wurde nun gefunden, daß Nitrile der FormelIt has now been found that nitriles of the formula

N = C—(CH₂),,-C = N
durch Kondensationsmittel vom TypN = C- (CH ₂₎ ,, - C = N
by condensing agents of the type

— Me- Me

worin R₁ und R₂ Alkyl, Aralkyl, Aryl oder einen
acyclischen Rest, Me ein Alkali-, Erdalkalioder Erdmetall, wie z. B. Li, Na, Mg oder Al,
und m die Wertigkeit dieses Metalls bedeutet,wherein R ₁ and R _{2 are} alkyl, aralkyl, aryl or one
acyclic radical, Me an alkali, alkaline earth or earth metal, such as e.g. B. Li, Na, Mg or Al,
and m means the valence of this metal,

zu cyclischen α-Cyanketimiden der Formelto cyclic α-cyanketimides of the formula

,C = NH, C = NH

CH-CsN
kondensiert werden können. Gleichzeitig entstehen durch Zusammentritt zweier Moleküle Iminosäurenitrile der FormelCH-CsN
can be condensed. At the same time, when two molecules come together, imino acid nitriles of the formula are formed

NHNH

• i• i

-CH-C = N-CH-C = N

CHCH

ξξΝ NHξξΝ NH

Die Reaktion verläuft bei der Synthese 5- und ogliedriger Ringsysteme glatt, ohne daß man auf besondere Verdünnungsverhältnisse Rücksicht nehmen müßte. Für die Synthese von Ringsystemen mit mehr als sechs Gliedern hat es sich als vorteilhaft gezeigt, in hoher Verdünnung zu arbeiten, insbesondere ist das Einhaiten geringer Konzentration bei der Synthese von Ringsystemen mit mehr als sieben Gliedern von Wichtigkeit.The reaction proceeds smoothly in the synthesis of 5- and o-membered ring systems, without one would have to take into account special dilution conditions. For the synthesis of For ring systems with more than six members, it has been shown to be advantageous in high dilution to work, in particular, is keeping low concentration in the synthesis of ring systems with more than seven members of importance.

Durch Verseifen nach bekannten Methoden lassen sich die cyclischen ot-Cyanketimide in α-Cyanketone umwandeln.By saponifying according to known methods, the cyclic ot-cyanketimides can be converted into Convert α-cyan ketones.

Die Verfahrensprodukte sollen als Ausgangsmaterialien bei der Herstellung von Riechstoffen und sonstiger organischer Präparate benutzt werden.The process products are said to be used as starting materials in the manufacture of Fragrances and other organic preparations are used.

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dr. Karl Ziegler in Heidelberg, Dr. Helmut Ohlinger in Oppau-Edigheim und Hans Ebcrlc in Ludtvigshafen a. Rh.Dr. Karl Ziegler in Heidelberg, Dr. Helmut Ohlinger in Oppau-Edigheim and Hans Ebcrlc in Ludtvigshafen a. Rh.

• Beispiel ι• Example ι

io8g Adipinsäuredinitril werden in 500 ecm absolutem Äther gelöst und auf eine Temperatur zwischen o° und — 20° abgekühlt. Darauf läßt man unter Rühren 1 Mol Brommagnesiumdiäthylamid in Form seiner ätherischen Lösung eintropfen. Das Brommagnesiumdiäthylamid kann leicht hergestellt werden durch vorsichtiges Versetzen einer Lösung von Magnesiumbromäthyl mit der äquivalenten Menge Diäthylamin und Kochen bis zur Beendigung der Äthanentwicklung. Aus der Reaktionsmischung scheidet sich die Brommagnesiumverbindung des a-Cyancyclopentanonimids ab. Man rührt einige Zeit bei Zimmertemperatur nach und zersetzt mit eiskalter Chlorammoniumlösung. Man dampft den Äther ab und erhält als kristallinen Rückstand das bereits von Thorpe (Soc. 95, 1903) beschriebene α-Cyancyclopentanonimid vom Schmelzpunkt 147⁰.10 8 g of adipic acid dinitrile are dissolved in 500 ecm of absolute ether and cooled to a temperature between 0 ° and -20 °. 1 mol of magnesium bromide diethylamide in the form of its ethereal solution is then added dropwise with stirring. The bromagnesium diethylamide can easily be prepared by carefully adding the equivalent amount of diethylamine to a solution of magnesium bromoethyl and boiling until the evolution of ethane has ended. The magnesium bromide compound of α-cyanocyclopentanoneimide separates out of the reaction mixture. The mixture is stirred for some time at room temperature and decomposed with ice-cold chlorammonium solution. Evaporate the ether and obtained as a crystalline residue which has already been described by Thorpe (Soc. 95, 1903) α-Cyancyclopentanonimid of melting point 147 ^0th

Example 2

«5 Man stellt zunächst durch Eintropfen von reinem, trocknem Dicyclohexylamin in eine ätherische Lösung von Lithiumbutyl eine ätherische Lösung von Lithiumdicyclohexylamid her. Diese läßt man dann in eine gekühlte ätherische Lösung der äquivalenten Menge Korksäuredinitril unter Rühren einlaufen, wobei sich ein weißer Niederschlag abscheidet. Man gießt nun in kalte, etwa 20°/_Oige Schwefelsäure ein. Zwischen der wässerigen Schwefelsäure und der ätherischen Schicht scheidet sich jetzt eine beträchtliche Menge eines hochmolekularen Kondensationsproduktes ab, das verworfen wird. Die ätherische Lösung wird zur Beseitigung des Dicyclohexylamine und zwecks Hydrolyse des a-Cyaneycloheptanonimids noch einige Zeit mit verdünter Schwefelsäure geschüttelt und dann mit Wasser gewaschen. Nach dem Abdampfen des Äthers hinterbleibt das a-Cyancycloheptanon vom Siedepunkt 140 bis 141⁰ (12 mm). Die Ausbeute beträgt etwa 15 bis 20 °/₀ der Theorie.«5 An ethereal solution of lithium dicyclohexylamide is first prepared by dripping pure, dry dicyclohexylamine into an ethereal solution of lithium butyl. This is then allowed to run into a cooled ethereal solution of the equivalent amount of suberonitrile with stirring, a white precipitate separating out. Now, it is poured into cold, an approximately 20 ° / _O by weight sulfuric acid. A considerable amount of a high molecular weight condensation product is now deposited between the aqueous sulfuric acid and the ethereal layer, which is discarded. The ethereal solution is shaken with dilute sulfuric acid for some time to remove the dicyclohexylamine and for the purpose of hydrolysis of the a-Cyaneycloheptanonimids and then washed with water. After evaporation of the ether, the α-cyanocycloheptanone remains with a boiling point of 140 to 141 ⁰ (12 mm). The yield is ° / ₀ of theory about 15 to 20th

Zur Charakterisierung wurde die Substanz in ihr Semicarbazon verwandelt, das bei 162⁰ schmilzt.To characterize the substance was transformed into its semicarbazone which melts at 162 ^0th

Example 3

Zu wesentlich höheren Ausbeuten als im vorangehenden Beispiel gelangt man in folgender Weise: Ein mehrfach tubulierter Kolben trägt einen Rührer und zwei Büretten. Man füllt die Büretten mit gleich starken, etwa einfach molaren Lösungen von Lithiumdiäthylamid oder Lithiumdicyclohexylamid und von Korksäuredinitril in Äther, bringt in den Kolben etwa 250 ecm absoluten Äther, kühlt auf o° bis —20 ° ab und setzt den Rührer in Gang. Man läßt jetzt 1 ecm der Nitrillösung und sofort nachher 1 ecm der Lösung des Kondensationsmittels einlaufen und wiederholt diese Operationen alle 2 Minuten. Wenn sich im Reaktionskolben allmählich mehr und mehr Flüssigkeit ansammelt, kann man die Einlaufsgeschwindigkeit erhöhen. Man kann auch beide Lösungen kontinuierlich einfließen lassen, wenn man dafür Sorge trägt, daß die einlaufenden Mengen der beiden Reaktionsteilnehmer dauernd äquivalent sind. Die im Beispiel 2 durchgeführte Aufarbeitung ergibt schließlich das a-Cyancycloheptanon in einer Ausbeute von 70 bis 80 °/₀ der Theorie.Much higher yields than in the previous example can be achieved in the following way: A flask with multiple tubing carries a stirrer and two burettes. The burettes are filled with equally strong, approximately single molar solutions of lithium diethylamide or lithium dicyclohexylamide and of suberidinitrile in ether, about 250 ecm of absolute ether is added to the flask, it is cooled to 0 ° to -20 ° and the stirrer is started. 1 ecm of the nitrile solution and immediately afterwards 1 ecm of the solution of the condensing agent are allowed to run in, and these operations are repeated every 2 minutes. As more and more liquid gradually accumulates in the reaction flask, the inlet speed can be increased. It is also possible to let both solutions flow in continuously if care is taken that the amounts of the two reactants entering are always equivalent. The processing performed in Example 2. Working up finally yields the a-Cyancycloheptanon in a yield of 70 to 80 ° / ₀ of theory.

B ei s ρ i e 1 4B ei s ρ i e 1 4

30 Teile 8o°/₀iges Natriumhydrid oder 39 Teile fein gepulvertes Natriumamid werden unter Rühren bei 120 bis 130⁰ mit 500 Teilen völlig trocknen Methylanilins umgesetzt. In die erhaltene Lösung bzw. Suspension des Natriummethylanilins in Methylanilin läßt man nach dem Erkalten auf 5° bis yo° sehr langsam eine Lösung von 136 Teilen Korksäurenitril in weiteren 500 g Methylanilin einfließen. Man gießt dann in eine ausreichende Menge 20- bis 30°/_Oiger Schwefelsäure ein, nimmt in Äther auf und entzieht dem Äther durch mehrfaches Ausschütteln mit Mineralsäuren das Methylanilin. Die weitere Verarbeitung erfolgt nach Beispiel 2. Die Ausbeute ist der dort angegebenen ähnlich.30 parts of 8o ° / ₀ sodium hydride or 39 parts of finely powdered sodium amide are reacted under stirring at 120 to 130 ⁰ completely dry with 500 parts of methyl aniline. A solution of 136 parts of suberonitrile in a further 500 g of methylaniline is allowed to flow very slowly into the resulting solution or suspension of sodium methylaniline in methylaniline after cooling to 5 ° to 50 °. Is then poured into a sufficient amount of 20 to 30 ° / _O sulfuric acid is taken up in ether and the ether extracts by repeated shaking with mineral acids, the methyl aniline. The further processing takes place according to Example 2. The yield is similar to that given there.

B e i s ρ i e 1 5B e i s ρ i e 1 5

0,4 Mol Lithiumbutyl werden unter Stickstoff in ι 1 luftfreien absoluten Äthers gelöst und darauf mit 0,8 Mol frisch destillierten Äthylanilins versetzt. Unter lebhafter Erwärmung bildet sich eine klare Lösung des Lithiumäthylanilins. Man kocht die Lösung unter Rückfluß, rührt sehr kräftig und läßt dann 30 g (0,2 Mol) Azelainsäuredinitril, gelöst in 500 ecm absoluten Äthers, völlig kontinuierlich durch den Rückflußkühler einlaufen bei einer Einlaufsgeschwindigkeit von 3 bis 4 ecm pro Stunde. Ist alles eingeführt, so gießt man das Reaktionsgemisch in ein Gemisch von Eis und überschüssiger 20°/_Oiger Salzsäure ein, destilliert den Äther direkt aus der Salzsäure ab und kocht den Rückstand unter öfterem Schütteln ^J/₄ Stunde lang lebhaft mit der Säure. Das Reaktionsprodukt schwimmt jetzt als zähes, harziges öl oben auf der wässerigen Schicht. Es wird abgetrennt und mehrfach mit Äther durchgerieben. Man löst so das gebildete a-Cyancyclooctanon aus den anderen, nebenher gebildeten Reaktionsprodukten heraus. Nach dem Abdestil-0.4 mol of lithium butyl are dissolved in 1 air-free absolute ether under nitrogen and then 0.8 mol of freshly distilled ethylaniline is added. A clear solution of the lithium ethylaniline forms under vigorous heating. The solution is boiled under reflux, stirred very vigorously and then 30 g (0.2 mol) of azelaic acid dinitrile, dissolved in 500 ecm of absolute ether, run in completely continuously through the reflux condenser at an inlet speed of 3 to 4 ecm per hour. Is all introduced as pouring the reaction mixture into a mixture of ice and excess 20 ° / _O strength hydrochloric acid, distilled the airwaves directly from the hydrochloric acid and the residue is boiled with occasional shaking ^J / long ₄ hours agile with the acid. The reaction product now floats as a viscous, resinous oil on top of the watery layer. It is separated and rubbed through several times with ether. The α-cyanocyclooctanone formed is thus dissolved out of the other reaction products formed at the same time. After the removal

Heren des Äthers hinterbleibt das cc-Cyancyclooctanon als dickes öl, das bei 150 bis i6o° unter 1$ mm Druck siedet. Das Destillat erstarrt bald darauf. Es schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Benzol und Pentroläther bei 55⁰. Man erhält iog —3o°/o der Theorie.The cyanocyclooctanone remains behind as a thick oil, which boils at 150 to 160 ° under 1 mm pressure. The distillate soon solidifies. It melts after recrystallization from benzene and Pentroläther at 55 ^0th One obtains iog-3o per cent of the theory.

Durch Kochen mit 60- bis 7o°/₀iger Schwefelsäure wird die Substanz in das bekannte Cyclooctanon übergeführt.The substance is converted into the known cyclooctanone by boiling with 60- to 7o ° / ₀ sulfuric acid.

Der Rückstand von der Extraktion mit Äther scheidet nach einigem Stehen Kristalle ab, die durch Verreiben mit Essigester, in dem sie sclnver löslich sind, vom beigemischten Harz getrennt werden können. Ausbeute: 4,5 g. Es liegt das 2,9-Dicyancyclohexadecan-1,8-dion vor, was daraus folgt, daß die Substanz durch Kochen mit 7o°/₀iger Schwefelsäure unter Verseifung und Abspaltung derAfter standing for a while, the residue from the extraction with ether separates out crystals which can be separated from the admixed resin by triturating with ethyl acetate, in which they are more readily soluble. Yield: 4.5 g. It is the 2,9-Dicyancyclohexadecan-1,8-dione off what follows that the substance of the by boiling with 7o ° / ₀ sulfuric acid under hydrolysis and cleavage

ao Cyangruppen in das von R uz ick a beschriebene Cyclohexadecandion vom Schmelzpunkt 87⁰ verwandelt werden kann.ao cyano groups can be converted into the cyclohexadecanedione with melting point 87 ⁰ described by R uz ick a.

Example 6

Man verfährt, wie im Beispiel 5 angegeben,, ersetzt aber das Azelainsäuredinitril durch 50 g 1,14-Dicyautetradecan. Nach Beendigung des Versuches gießt man das Reaktiönsgemisch in überschüssige, mit Eis vermischte Salzsäure ein, trennt die ätherische Schicht rasch von der Säure und den sich ausscheidenden harzigen Kondensationsprodukten ab, beseitigt das Äthylanilin durch wiederholtes kurzes Ausschütteln mit gekühlter io°/₀iger Salzsäure und wäscht schließlich mit Wasser. Die ätherische Schicht wird einige Zeit mit Chlorcalcium geschüttelt und dann eingeengt. Nach einigem Stehen kristallisiert jetzt die SubstanzThe procedure is as indicated in Example 5, but the azelaic acid dinitrile is replaced by 50 g of 1,14-dicyautetradecane. After completion of the experiment pouring the Reaktiönsgemisch in excess, mixed with ice hydrochloric acid, separates the ethereal layer rapidly from the acid and the precipitating forming resinous condensation products AB, the ethylaniline removed by repeated short shaking with cooled io ° / ₀ hydrochloric acid and washed finally with water. The ethereal layer is shaken with calcium chloride for some time and then concentrated. After standing for a while, the substance will now crystallize

CNCN

N HN H

CH CCH C

C CHC CH

Il IIl I

NH CNNH CN

aus.the end.

Sie bildet nach dem Umkristallisieren farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 192⁰. Durch mehrstündiges Kochen mit /O°/₀iger Schwefelsäure kann man sie in das von R u ζ i c k a beschriebene Diketon mit einem Ring von 30 C-Atomen verwandeln.After recrystallization, it forms colorless crystals with a melting point of 192 ^° . By boiling for several hours with / O ° / ₀ sulfuric acid one can transform them in the method described by R u ζ Icka diketone with a ring of 30 carbon atoms.

Das ätherische Filtrat von der Gewinnung des soeben beschriebenen Produktes wird völlig eingedampft und dann im Hochvakuum destilliert. Die Fraktion vom Siedepunkt 150 bis i8o° unter 0,1 bis 0,3 mm Druck erstarrt und ist durch Umkristallisieren aus Benzin leicht auf den Schmelzpunkt 135° zu bringen. Es liegt das 2-Cyancyclopentadecanon(i)-imid vor.The essential filtrate from the extraction of the product just described becomes complete evaporated and then distilled in a high vacuum. The fraction from the boiling point of 150 to 180 ° solidifies under 0.1 to 0.3 mm pressure and is easy to the melting point 135 ° by recrystallization from gasoline bring. It is the 2-cyanocyclopentadecanone (i) imide before.

- Der Konstitutionsbeweis ist in folgender Weise zu führen: Man kocht das Produkt 2 Stunden lang mit 7o°/₀iger Schwefelsäure unter Rückfluß, verdünnt mit Wasser und nimmt mit Äther auf. Die ätherische Lösung \vird mit Natronlauge gewaschen, über Calciumchlorid getrocknet und eingedampft. Der Rückstand siedet bei 115 bis 120⁰ unter 0,1 bis o,2 mm Druck. Das Destillat erstarrt völlig und schmilzt ohne weitere Reinigung bei 63⁰, dem richtigen Schmelzpunkt des Cyclopentadecanons.- The constitution evidence must be in the following manner: The mixture is boiled for 2 hours with the product 7o ° / ₀ sulfuric acid at reflux, diluted with water and taken up in ether on. The ethereal solution is washed with sodium hydroxide solution, dried over calcium chloride and evaporated. The residue boils at 115 to 120 ^° under 0.1 to 0.2 mm pressure. The distillate solidifies completely and, without further purification, melts at 63 ^° , the correct melting point of cyclopentadecanone.

Claims

Patent claims:

i. Process for the preparation of cyclic α-cyan ketimides and cyclic α-cyan ketones, characterized in that nitriles of the formula

N = C- (CH ₅ ) "- C = N

with condensing agents of the type

N - Me

wherein R ₁ and R _{2 are} alkyl, aralkyl, aryl or
an alicyclic radical, Me an alkali,
Alkaline earth 'or earth metal, such as. B. Li, Na,
Mg or Al, and m the valence of this
Metal means

treated and optionally saponified the resulting α-cyanketimides.

2. The method according to claim 1, characterized in that the condensation carried out in high dilution, especially in ring systems with more than six Limbs.