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Verfahren zur Herstellung von cyclischen Aminen Man hat bisher höhengliedrige
cyclische Imine der allgemeinen Formel I, wobei. x eine ganze Zahl höher als 7 bedeutet,
nicht durch Ringschluß aliphatischer Verbindungen erhalten können. Schon der Versuch,
ein achtgliedriges Imin zu gewinnen, lieferte nur ganz geringe Ausbeuten (vgl. M
ü 11 e r und B 1 e i e r, Monatshefte für Chemie, 56 [19301, S. 39z). Es ist weiter
bekannt, daß man zu mehrgliedrigen cyclischen Immen leichter gelangen kann, wenn
man cyclische Isoxime der Formel II, die durch Beckmannsche Umlagerung cyclischer
Oxime der Formel III oder auch aus den cyclischen Ketonen und Stickstoffwasserstoffsäure
leicht zugänglich sind, -kräftig reduziert. '
Das höchstgliedrige, in der Literatur beschriebene rund nach dieser Methode gewonnene
cyclische Imin besitzt acht Ringglieder und wurde nur in ii/z°/oiger Ausbeute erhalten
(M ü 1-1er und B1cier, a.a.O.). Es war danach nicht zu erwarben, daß sich noch höhengliedrige
cyclische Imine würden gewinnen lassen, da die Ausbeuten bei der Herstellung hochgliedriger
Kohlenstoffringe erfahrungsgemäß geringer sind als bei der des Achtringes. Dementsprechend
ist auch die Ausbeute an cyclischem Imin z. B. bei der Reduktion des Cyclopentadecanonisoxims
mit Natrium und Alkohol äußerst gering.
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Dagegen wurde gefunden, daß ganz allgemein cyclische Amine mit mindestens
sechs Kohlenstoffatomen in guter Ausbeute erhalten werden, wenn man die aus den
entsprechenden Isoximen mit Phosphorpentasulfid zugänglichen cyclischen Thioisoxime
mit mindestens sechs Kohlenstoffatomen mit Hilfe von Natrium oder auf elektrolytischem
Wege reduziert. In gleicher Weise kann man auch zu cyclischen Aminen gelangen, bei
denen der Iminwasserstoff durch Alkyl, Aralkyl o. dgl. ersetzt ist, wenn man von
am Stickstoff entsprechend substituierten Isoximen bzw. Thioisoximen ausgeht.
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Die auf diese Weise erhältlichen neuen höhengliedrigen cyclischen
Amine zeichnen sich durch ihre physiologische Wirkung aus. Die Verfahrensprodukte
sollen als Heilmittel
Verwendung finden oder als Ausgangsstoffe
für die Gewinnung anderer technisch wichtiger Verbindungen dienen.
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Beispiel i i Gewichtsteil des bei 77° schmelzenden Cyclopentadecanonoxims
wird mit 2 bis 3 Gewichtsteilen starker Schwefelsäure, hergestellt durch Mischen
von 4 Raumteilen konzentrierter Schwefelsäure und i Raumteil Wasser, über freier
Flamme erhitzt. Sobald die anfänglich rotorange Farbe der Lösung in Braun übergegangen
ist, wird auf Eis gegossen und das Reaktionsprodukt mit Äther ausgezogen. Man erhält
das Cyclopentadecanonisoxim in einer Ausbeute von mindestens 9o °i.. Es siedet bei
etwa 17o° (o,2 mm) und schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Aceton bei 133 bis
i34°.
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i Gewichtsteil des Isoxims wird in ioRaumteilen Xylol gelöst und unter
Rühren mit der Turbine mit o,9 Gewichtsteilen Phosphorpentasulfid versetzt. Das
Gemisch erhitzt man allmählich auf ioo° und läBt es 2 Stünden bei dieser Temperatur.
Man fügt dann Natronlauge zu und erhitzt weiter, bis alles' in Lösung geht. Nach
Abtrennung der Xylolschicht und Verdampfung des Lösungsmittels wird der Rückstand
aus Benzin umkristallisiert. Man erhält so in fast go°/oiger Ausbeute das bei 104
bis 1o5° schmelzende Cyclopentadecanonthioisoxim.
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i Gewichtsteil Thioisoxim wird in der 4o fachen Menge absolutem Alkohol
gelöst, mit der 17fachen Menge Eisessig versetzt und dazu unter starkem Sieden und
kräftigem Rühren die 6fache Menge Natrium eingetragen. Der Alkohol wird dann im
Vakuum abdestilliert und der Rückstand in Wasser aufgelöst. Die wäßrigeLösung scheidet
beim übersättigen mit Lauge das Pentadecamethylenimin der Formel
ab. Dieses wird in Äther aufgenommen und kann durch Zusatz von Salzsäure und Verdampfen
zur Trockne in Hydrochlorid verwandelt werden, das nach dem Umkristallisieren aus
Essigester bei etwa 17o bis i73° (unter Zersetzung) schmilzt. Versetzen der ätherischen
Lösung des Amins mit Essigsäure und Verdampfen zur Trockne führt zum Acetat, das
fest ist und in den üblichen Lösungsmitteln, wie auch Wasser, leichter löslich ist
als das Hydrochlorid. Das freie Imin schmilzt bei 5o bis 51', dessen Pikrolonat
bei 2,21 bis 222°. Beispiele i Gewichtsteil Cyclopentadecarion wird in der 3fachen
Menge Benzol gelöst und zu einem Gemisch von 3 Gewichtsteilen Schwefelsäure und
einer Lösung von 0,5 Gewichtsteilen Stickstoffwasserstoffsäure in 9 Teilen
Benzol unter Eiskühlung allmählich zugefügt. Nach dem Verdünnen mit Eis trennt man
die Benzolschicht ab und erhält nach dem Verdampfen ein Gemisch des Cyclopentadecanonisoxims
und des zugehörigen Tetrazols, die man durch fraktionierte Destillation -und Kristallisation
aus Aceton trennen kann. Die tiefer siedenden und schwerer löslichen Anteile enthalten,
das Isoxim, das man weiter nach der im Beispiel i beschriebenen Methode in das dort
beschriebene cyclische Imin verwandelt. Beispiel 3 i Gewichtsteil Zibeton und o,5
Gewichtsteile Stickstofiwasserstoffsäure werden in io Raumteilen Benzol gelöst;
unter Kühlung mit Wasser wird ein Strom trockenen Chlorwasserstoffs durchgeleitet.
Nach Beendigung der Stickstoffentwicklung wird mit Lauge. versetzt, die Benzollösung
abgetrennt und verdampft. Umkristallisieren des Rückstandes aus Aceton liefert das
bei r22° schmelzende Zibetonisoxim. Dieses verwandelt man nach dem in Beispiel i
beschriebenen Verfahren ins cyclische Imin der Forinel
Die dabei auftretenden Produkte haben folgende Eigenschaften: das Thioisöxim schmilzt
nach dem Umkristallisieren aus Aceton bei i2o bis 1:21', das aus dem Imin gewonnene
Phosphat schmilzt bei .etwa 215' (unter Zersetzung), das Succinat bei 12o bis z22°
und das Pikrolonat bei etwa 19o°. -Das freie Iniin siedet bei etwa i28° (o, i mm)
und erstarrt zu einer festen Masse, die nach dem Abpressen auf Ton bei 28 bis 29°
schmilzt. Beispiel q. Aus Cyclohexadecanonwird nach der im Beispiel i beschriebenen
Methode das Hexadecamethylenimin der Formel
hergestellt. Die :dabei -auftretenden Produkte haben folgende Eigenschaften: das
Isoxim schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Aceton bei i25° und das Thioisoxim
bei io4.° (umkristallisiert aus Benzin). Das freie Imin siedet bei- 126 bis
i27° (0,ä mm) und schmilzt nach dem Üinkristallisieren aus wäßrigem Aceton bei 58
'bis 59°. Das Pikrolonat des Imins schmilzt bei 21o° (umkristallisiert aus Alkohol)
und das>Tartrat bei-155°: Beispi-el.5 . i Gewichtsteil des in Beispiel 4 beschriebenen
Cyclohexädecanonthioisoxixüs wird -in
33 Teilen eines Gemisches
von Alkohol und konzentrierter Salzsäure (im Verhältnis 5 : i) in einer Tonzelle
mit einem Strom von etwa 5 bis 15 Ampere und etwa 2,o Volt elektrolysiert.
Innerhalb der Zelle befindet sich eine Bleikathode und außerhalb im gleichen Alkoholsalzsäuregemisch
eine Kohleanode-. Die Abscheidung des Imins erfolgt in gleicher Weise wie diejenige
seines Homologen nach Beispiel i. Das erhaltene Hexadecamethylenimin ist mit dem
in Beispiel q. beschriebenen identisch. Beispiel d Aus Cyclooctanonisoxim wird nach
dem im Beispiel i beschriebenen Verfahren das Thioisoxim hergestellt, das nach dem
Umkristallisieren aus Benzin bei 89 bis 9i° schmilzt. Zur Reduktion desselben
löst man 5o g in 11
55 %iger Schweielsäure auf und elektrolysiert die Lösung
unter Anwendung von Bleielektroden und Kühlung der Kathode. Als Anodenflüssigkeit
dient ao%ige Schwefelsäure. Die Stromstärke beträgt i8 Ampere bei 5 Volt Spannung.
Die Elektrolyse wird bei etwa 3o° während 5 bis 6 Stunden durchgeführt. Hierauf
wird die mit Alkali übersättigte Kathodenflüssigkeit mit Petroläther erschöpfend
ausgezogen und nach Vertreiben des Lösungsmittels der Rückstand destilliert. Man
erhält so mindestens 35 g des bei 85 bis 86° (Z8mm) siedenden Octamethylenimins.
Beispiel ? Nach der im Beispiel i beschriebenen Methode wird aus dem Cyclohexanonisoxim
das Thioisoxim hergestellt. Letzteres schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Benzin
oder Aceton bei 107 bis io9°. Die Reduktion dieses Thioisoxims wurde nach
dem im Beispiel 6 beschriebenen elektrolytischen Verfahren durchgeführt. Der Siedepunkt
des -erhaltenen Hexarnethylenimins liegt bei 135',
sein Hydrochlorid schmilzt
nach dem Umkristallisieren aus Methylalkoholessigester bei 230 bis
2,32°. Beis.piel8 Entsprechend dem im Beispiel i beschriebenen Verfahren wird aus
Cycloheptanonisoxim das Thioisoxim hergestellt, welches bei etwa i4o° im Hochvakuum
siedet und in der Vorlage ganz erstarxt. 5o g des Thioisoxims, nach dem Beispiel
6 auf elektro@ lytischem Wege reduziert, ergeben etwa 33 g Heptamethylen;min vom
Kp. i65°. Das Pikrat des letzteren schmilzt bei i49°.
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Beispiel 9 Cycloheptadecanon wird nach der im Beispiel i beschriebenen
Arbeitsweise in Heptadecamethylenimin umgewandelt. Die dabei erhaltenen Verbindungen
haben folgende Eigenschaften: Das Isoxim schmilzt bei 12q. bis 125' (umkristallisiert
aus Aceton), das Thioisoxim bei i i o bis i i i ° (umkristallisiert aus Benzin)
und das freie Imin selbst bei 64 bis 66°.